WO2013172203A1 - 太陽電池の製造方法及びプラズマ処理装置 - Google Patents

太陽電池の製造方法及びプラズマ処理装置 Download PDF

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WO2013172203A1
WO2013172203A1 PCT/JP2013/062706 JP2013062706W WO2013172203A1 WO 2013172203 A1 WO2013172203 A1 WO 2013172203A1 JP 2013062706 W JP2013062706 W JP 2013062706W WO 2013172203 A1 WO2013172203 A1 WO 2013172203A1
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WO
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gas
plasma
solar cell
film
manufacturing
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PCT/JP2013/062706
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English (en)
French (fr)
Inventor
野沢　俊久
敏雄 中西
Original Assignee
東京エレクトロン株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • 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
    • C23C16/50—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 using electric discharges
    • C23C16/511—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 using electric discharges using microwave discharges
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells

Definitions

  • Various aspects and embodiments of the present invention relate to a solar cell manufacturing method and a plasma processing apparatus.
  • Patent Document 1 describes a method for manufacturing a solar cell including a quantum dot nanowire array.
  • a solar cell is created by the following steps. First, a medium thin film and a semiconductor thin film are alternately and repeatedly laminated a predetermined number of times on the p-type semiconductor layer to create a composite laminate composed of a multilayer film. Then, a mask is formed on the composite laminate. Thereafter, the composite laminate is partially etched by etching to obtain nanowires.
  • the space between the obtained nanowires is filled with a semiconductor material.
  • the semiconductor thin film is a Si layer
  • the medium thin film is a SiO 2 layer or a SiN layer, which is formed using PVD or CVD. Etching is performed by chemical wet etching or ion beam etching.
  • the method for manufacturing a solar cell is a method for manufacturing a solar cell having a quantum dot array.
  • This manufacturing method includes an insulator film forming step, a semiconductor film forming step, a stacked body forming step, a mask forming step, an etching step, an etching step, and an embedding step.
  • a plasma processing apparatus is used in the insulator film forming step.
  • the plasma processing apparatus includes a processing container, a mounting table, a microwave generator, an antenna, a dielectric window, and a gas supply unit.
  • the processing container defines a processing space.
  • the mounting table mounts the object to be processed.
  • the antenna radiates microwaves generated by a microwave generator.
  • the dielectric window is provided between the processing space and the antenna.
  • the gas supply unit supplies gas.
  • the insulator source gas is supplied from the gas supply unit into the processing container in a state where the surface temperature of the object to be processed is maintained at 400 ° C. or lower, and excited by microwaves. Then, plasma is generated, and an insulator film is stacked on the surface of the object to be processed.
  • the plasma processing apparatus is used to supply the semiconductor source gas from the gas supply unit into the processing container while maintaining the surface temperature of the object to be processed at 400 ° C. or less, and the plasma is excited by microwaves. And a semiconductor film is stacked over the insulator film.
  • the insulating film forming step and the semiconductor film forming step are alternately repeated a predetermined number of times to form a laminated body made of a multilayer film.
  • the mask formation step a plurality of dot-shaped masks are formed on the stacked body.
  • the etching step the stacked body is etched using a mask.
  • an insulator source gas is supplied from the gas supply unit into the processing container while the surface temperature of the object to be processed is maintained at 400 ° C. or less, and excited by microwaves to generate plasma. And an insulator film is deposited in the groove formed by the etching step.
  • the film formation step (insulator film formation step, semiconductor film formation step, and embedding step) when forming the quantum dot array of the solar cell is performed using plasma excited by microwaves.
  • the film is formed with the surface temperature kept at 400 ° C. or lower.
  • a temperature rise of 750 ° C. or higher is necessary for film formation with good crystallinity.
  • an insulator film and a semiconductor film can be formed at 400 ° C. or less. It is possible to realize a stacked body with good crystallinity by alternately stacking layers. For this reason, it is possible to relax the temperature condition required at the time of manufacture to a temperature that the glass substrate can withstand, and to facilitate manufacture at a low cost and a large area.
  • the semiconductor source gas may be a gas containing silicon.
  • a solar cell containing a silicon quantum dot array can be formed.
  • the insulator source gas may be a gas containing silicon and an oxidizing gas.
  • the insulator used as the base of a quantum dot array can be formed with a silicon oxide.
  • an oxidizing gas and an inert gas are supplied from a gas supply unit into a processing container in a state where the surface temperature of the object to be processed is maintained at 400 ° C. or less, and by microwaves.
  • An oxidation step of exciting and generating plasma and plasma processing the insulator film may be further included.
  • the multilayer body in the multilayer body formation step, may be formed by repeating the insulator film formation step, the oxidation step, and the semiconductor film formation step a predetermined number of times.
  • a stacked body can be formed using an insulator film made of silicon oxide with good crystallinity.
  • the insulator source gas may be a gas containing silicon and carbon. By comprising in this way, the insulator used as the base of a quantum dot array can be formed with SiC. In one embodiment, the insulator source gas may be a gas further containing an inert gas.
  • the plasma processing apparatus further includes a high-frequency power source that applies high-frequency power for bias application to the mounting table, and the plasma processing apparatus serves as a mounting table during plasma processing in the insulator film forming step, the semiconductor film forming step, or the embedding step. High frequency power for bias application may be applied. With this configuration, the semiconductor film and the insulator film can be efficiently formed.
  • the mask may be formed in a dot shape using a self-organizing material. With this configuration, a regular quantum dot array can be formed.
  • the mask may be formed using a material containing protein and metal.
  • the mask may be formed using a material containing ferritin.
  • the object to be processed may be a glass substrate.
  • a glass substrate By using a glass substrate, it can be manufactured at a low cost and a large area.
  • a plasma processing apparatus is a plasma processing apparatus for manufacturing a solar cell having a quantum dot array.
  • This apparatus includes a processing container, a mounting table, a microwave generator, an antenna, a dielectric window, a gas supply unit, and a control unit.
  • the processing container defines a processing space.
  • the mounting table mounts the object to be processed.
  • the antenna radiates microwaves generated by a microwave generator.
  • the dielectric window is provided between the processing space and the antenna.
  • the gas supply unit supplies gas.
  • the control unit supplies the insulator source gas from the gas supply unit into the processing container, generates plasma by being excited by microwaves, stacks an insulator film on the surface of the target object, and further With the surface temperature kept at 400 ° C.
  • the semiconductor material gas is supplied from the gas supply unit into the processing vessel, excited by microwaves to generate plasma, the semiconductor film is stacked on the insulator film, and insulated A laminate composed of a multilayer film in which body films and semiconductor films are alternately laminated is formed.
  • the control unit etches the stacked body using a plurality of dot-shaped masks formed on the stacked body, and keeps the surface temperature of the object to be processed at 400 ° C. or less from the gas supply unit to the insulating material.
  • a gas is supplied into the processing container, excited by microwaves to generate plasma, and an insulator film is deposited in a groove formed by etching.
  • the surface temperature of the object to be processed is kept at 400 ° C. or lower by using plasma excited by microwaves when forming the quantum dot array of the solar cell.
  • the film is formed in the state.
  • a temperature rise of 750 ° C. or higher is necessary for film formation with good crystallinity.
  • an insulator film and a semiconductor film can be formed at 400 ° C. or less. It is possible to realize a stacked body with good crystallinity by alternately stacking layers. For this reason, it is possible to relax the temperature condition required at the time of manufacture to a temperature that the glass substrate can withstand, and to facilitate manufacture at a low cost and a large area.
  • the temperature condition required at the time of manufacture can be relaxed to a temperature that the glass substrate can withstand, thereby facilitating manufacture at a low cost and a large area.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a solar cell manufactured by a manufacturing method according to an embodiment.
  • the solar cell shown in FIG. 1 includes a back electrode 66, a substrate 65, a lower semiconductor layer 64, a junction 63, an upper semiconductor layer 62, and a surface electrode 60 in order from the bottom.
  • the lower semiconductor layer 64 and the upper semiconductor layer 62 are layers made of semiconductors having different conductivity types.
  • the lower semiconductor layer 64 is n-type conductivity
  • the upper semiconductor layer 62 is p-type conductivity.
  • the junction 63 is disposed in contact with the lower semiconductor layer 64 and the upper semiconductor layer 62. That is, the lower semiconductor layer 64 and the upper semiconductor layer 62 are PN-junctioned via the junction part 63 (insulator).
  • the junction 63 includes a base 63b made of an insulator and quantum dots 63a made of a semiconductor.
  • the quantum dots 63a are regularly arranged three-dimensionally inside the base 63b.
  • the materials of the lower semiconductor layer 64, the upper semiconductor layer 62, and the quantum dots 63a are not particularly limited as long as they are III-V or II-VI group semiconductors.
  • silicon polysilicon
  • the size of the quantum dot 63a is, for example, about several nanometers to 10 nanometers.
  • the material of the base 63b is not particularly limited as long as it is an insulator. Although the following description focuses on SiO 2 (silicon oxide), it may be a SiC, or SiN.
  • the back electrode 66 and the front electrode 60 are for taking out current excited by light absorption.
  • the surface electrode 60 is a substantially rod-shaped member, and a plurality of the surface electrodes 60 are arranged on the upper semiconductor layer 62 with a space between each other in order to transmit sunlight L.
  • An antireflection film 61 for preventing the reflection of sunlight L is disposed between the surface electrodes 60.
  • a metal such as Ag is used as the back electrode 66 and the front electrode 60.
  • titanium oxide or silicon nitride is used as the antireflection film 61.
  • the substrate 65 is a substrate having heat resistance that can withstand heat of 400 ° C. or less, and is, for example, a glass substrate.
  • FIG. 2 is a plan view schematically showing a plasma processing system including a plasma processing apparatus according to an embodiment.
  • a plasma processing system 100 shown in FIG. 2 includes mounting tables 102a to 102d, storage containers 104a to 104d, a loader module LM, load lock chambers LL1 and LL2, process modules PM1, PM2, PM3, and a transfer chamber 110. .
  • the mounting tables 102a to 102d are arranged along one edge of the loader module LM.
  • the containers 104a to 104d are mounted on the mounting tables 102a to 102d, respectively.
  • the object to be processed W is accommodated in the accommodating containers 104a to 104d.
  • the transfer robot Rb1 is provided in the loader module LM.
  • the transfer robot Rb1 takes out the workpiece W stored in any of the storage containers 104a to 104d, and transfers the workpiece W to the load lock chamber LL1 or LL2.
  • the load lock chambers LL1 and LL2 are provided along another edge of the loader module LM and constitute a preliminary decompression chamber.
  • the load lock chambers LL1 and LL2 are connected to the transfer chamber 110 via gate valves, respectively.
  • the transfer chamber 110 is a depressurizable chamber, and another transfer robot Rb2 is provided in the chamber.
  • Process modules PM1 to PM3 are connected to the transfer chamber 110 through corresponding gate valves.
  • the transfer robot Rb2 takes out the workpiece W from the load lock chamber LL1 or LL2, and sequentially transfers it to the process modules PM1, PM2, and PM3.
  • Each of the process modules PM1, PM2, and PM3 of the plasma processing system 100 may be a plasma processing apparatus according to an embodiment, another plasma processing apparatus, or the like. For example, it may be a parallel plate type plasma etching apparatus or a mask forming apparatus that forms an etching mask using a nanoprint technique.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the plasma processing apparatus 101 according to an embodiment.
  • the plasma processing apparatus 101 can generate a microwave-excited plasma having a high density and a low electron temperature by introducing a microwave into a processing container with a planar antenna having a plurality of slot-shaped holes to generate a plasma. It is configured as a microwave plasma processing apparatus.
  • the plasma processing apparatus 101 can perform processing with plasma having a plasma density of 1 ⁇ 10 10 to 5 ⁇ 10 12 / cm 3 and a low electron temperature of 0.7 to 2 eV. Therefore, the plasma processing apparatus 101 can be suitably used for the purpose of forming a polysilicon film or a silicon compound film as a crystalline silicon film by plasma CVD in the manufacturing process of various semiconductor devices.
  • the plasma processing apparatus 101 is mainly connected to a processing container 1 that defines a processing space S, a gas supply device (gas supply unit) 18 that supplies gas into the processing container 1, and the gas supply apparatus 18.
  • a control unit 50 that controls each component of the processing apparatus 101.
  • the gas supply device 18 may not be included in the components of the plasma processing apparatus 101 but may be configured to use an external gas supply device connected to the gas introduction unit 14.
  • the processing container 1 is formed of a substantially cylindrical container that is grounded, and has an open top. Note that the processing container 1 may be formed of a rectangular tube-shaped container.
  • the processing container 1 has a bottom wall 1a and a side wall 1b made of a material such as aluminum.
  • a mounting table 2 for horizontally supporting the workpiece W is provided.
  • the mounting table 2 is made of a material having high thermal conductivity, such as ceramics such as AlN.
  • the mounting table 2 is supported by a cylindrical support member 3 that extends upward from the center of the bottom of the exhaust chamber 11 and is fixed to the bottom.
  • the support member 3 is made of ceramics such as AlN, for example.
  • the mounting table 2 is provided with a cover ring 4 for covering the outer edge portion thereof and guiding the object to be processed W.
  • the cover ring 4 is an annular member made of a material such as quartz, AlN, Al 2 O 3 , or SiN. From the viewpoint of protecting the mounting table 2, the cover ring 4 may cover the entire surface of the mounting table 2.
  • a resistance heating type heater 5 as a temperature adjusting mechanism is embedded in the mounting table 2.
  • the heater 5 is heated by the heater power supply 5a to heat the mounting table 2, and the workpiece W is uniformly heated by the heat.
  • thermocouple TC
  • the heating temperature of the workpiece W can be controlled within a range of room temperature to 400 ° C., for example.
  • the mounting table 2 has wafer support pins (not shown) for supporting the workpiece W to be moved up and down.
  • Each wafer support pin is provided so as to protrude and retract with respect to the surface of the mounting table 2.
  • an electrode 7 is embedded on the surface side of the mounting table 2.
  • the electrode 7 is disposed between the heater 5 and the surface of the mounting table 2.
  • a high-frequency power supply 9 for applying a bias is connected to the electrode 7 via a matching box (MB) 8 by a feeder line 7a.
  • High-frequency power is supplied to the electrode 7 from a high-frequency power source 9 so that a high-frequency bias (RF bias) can be applied to the substrate W to be processed. That is, the electrode 7, the power supply line 7 a, the matching box (MB) 8, and the high-frequency power source 9 constitute a bias applying unit.
  • the material of the electrode 7 is preferably a material having a thermal expansion coefficient equivalent to that of ceramics such as AlN, which is the material of the mounting table 2, and is preferably a conductive material such as molybdenum or tungsten.
  • the electrode 7 is formed, for example, in a mesh shape, a lattice shape, a spiral shape, or the like.
  • the size of the electrode 7 is preferably at least equal to or slightly larger than the workpiece W (for example, about 1 to 5 mm larger than the diameter of the workpiece W).
  • a circular opening 10 is formed at a substantially central portion of the bottom wall 1a of the processing container 1.
  • An exhaust chamber 11 that communicates with the opening 10 and protrudes downward is provided on the bottom wall 1a.
  • An exhaust pipe 12 is connected to the exhaust chamber 11 and is connected to an exhaust device 24 via the exhaust pipe 12.
  • An annular plate 13 having a function as a lid for opening and closing the processing container 1 is disposed at the upper end of the side wall 1b forming the processing container 1.
  • the inner peripheral lower part of the plate 13 protrudes toward the inner side (inside the processing container space) to form an annular support part 13a.
  • a gas introduction part 14 for introducing a processing gas is disposed above the processing container 1.
  • the plate 13 is provided with a first gas introduction part 14a having a first gas introduction hole.
  • a second gas introduction part 14 b having a second gas introduction hole is provided on the side wall 1 b of the processing container 1. That is, the first gas introduction part 14 a and the second gas introduction part 14 b are provided in two upper and lower stages to constitute the gas introduction part 14.
  • the first gas introduction part 14a and the second gas introduction part 14b are connected to a gas supply device 18 for supplying a film forming gas and a plasma excitation gas.
  • the first gas introduction part 14a and the second gas introduction part 14b may be provided in a nozzle shape or a shower head shape.
  • both the first gas introduction part 14 a and the second gas introduction part 14 b may be provided on the side wall 1 b of the processing container 1.
  • a loading / unloading port 16 for loading and unloading the workpiece W between the plasma processing apparatus 101 and a transfer chamber (not shown) adjacent thereto is provided.
  • a gate valve 17 that opens and closes the loading / unloading port 16 is provided.
  • the gas supply device 18 supplies a film forming gas or the like into the processing container 1, and includes an inert gas supply source 19a, a hydrogen gas supply source 19b, and a silicon compound gas (Si compound gas) supply source containing a silicon compound. 19c, a dopant gas supply source 19d, a hydrogen gas supply source 19e, an oxygen gas supply source 19f, an etching gas supply source 19g, and a mask gas supply source 19h.
  • the inert gas supply source 19a and the hydrogen gas supply source 19b are connected to the first gas introduction part 14a via the gas lines 20a and 20b and the gas line 20f.
  • the silicon compound gas supply source 19c, the dopant gas supply source 19d, the hydrogen gas supply source 19e, the oxygen gas supply source 19f, the etching gas supply source 19g, and the mask gas supply source 19h include gas lines 20c, 20d, 20e, and 20f. , 20 g and the gas line 20 h are connected to the second gas introduction part 14 b.
  • the gas supply device 18 includes, as gas supply sources (not shown) other than those described above, for example, a cleaning gas supply source for cleaning the inside of the processing container 1, a purge gas supply source used when replacing the atmosphere in the processing container 1, and the like. You may have.
  • the connection of the 1st gas introduction part 14a and the 2nd gas introduction part 14b it is not limited to the aspect mentioned above, You may change a connection point suitably.
  • the semiconductor source gas for example, a gas containing silicon is used.
  • a silicon compound gas that is a film forming material (semiconductor material gas) a silicon compound gas in which the number of silicon atoms contained in the molecule is 2 or more, more specifically, the formula Si n H 2n + 2 ( Here, n means a number of 2 or more).
  • This silicon compound is preferably a compound composed of a silicon atom and a hydrogen atom.
  • disilane (Si 2 H 6 ), trisilane (Si 3 H 8 ), or the like can be used. You may use these in combination of 2 or more type.
  • an inert gas, hydrogen gas, dopant gas, or the like can be used as the semiconductor source gas. Since the inert gas and the hydrogen gas are plasma forming gases that have a function of stably forming the plasma generated in the processing vessel 1, it is preferable to mix them in the film forming gas.
  • the inert gas for example, a rare gas can be used.
  • the rare gas is useful for generating stable plasma as a plasma excitation gas.
  • Ar gas, Kr gas, Xe gas, He gas, or the like can be used.
  • the dopant gas include PH 3 and AsH 3 when forming an n-type polysilicon film, and B 2 H 6 when forming a p-type polysilicon film.
  • an inert gas or hydrogen gas for plasma excitation, such as Ar is an arbitrary gas, and is not necessarily supplied simultaneously with the semiconductor source gas. Moreover, it is not necessary to supply dopant gas as needed.
  • the insulator source gas is a mixed gas containing tetraethoxysilane (TEOS) gas, Ar gas, and O 2 gas.
  • TEOS tetraethoxysilane
  • Ar gas Ar gas
  • O 2 gas O 2 gas
  • the rare gas supplied into the processing container Xe gas, Kr gas, or the like may be supplied in addition to Ar gas. Further, these plural kinds of rare gases may be used.
  • the oxidizing gas may be ozone gas, carbon monoxide gas, or the like as a gas containing an oxygen element. Furthermore, you may use these multiple types of oxidizing gas.
  • the number of oxygen atoms supplied into the processing container is determined to be a predetermined value in relation to the number of Si atoms.
  • a gas containing silicon and carbon is used. Specifically, a silicon compound gas represented by TEOS gas or Si n H 2n + 2 and CH 4 gas are used as the insulator source gas.
  • an inert gas or hydrogen gas for plasma excitation such as Ar may be introduced arbitrarily.
  • This mask is used when quantum dots are formed by etching.
  • SiO 2 is formed as the insulator
  • amorphous carbon for example, is used as the mask material.
  • SiC is formed as the insulator
  • amorphous carbon or SiO 2 is used as the mask material, for example.
  • Amorphous carbon is formed by selecting a raw material of, for example, C x H y (CH 4 , C 2 H 4 , C 2 H 2 , C 3 H 6 , C 3 H 8, C 4 H 6, etc.). .
  • it is formed by a self-alignment process using a self-organizing material.
  • DSA Directed Self Assembly
  • a material containing ferritin and a metal for example, Fe may be used as a mask for making a mask made of SiO 2 or amorphous carbon into a dot shape.
  • etching gas In the case of forming a dot mask by plasma etching of amorphous carbon, O 2 or the like is used.
  • a mixed gas of HBr / C 4 F 8 / Ar is used as an etching gas.
  • the gas supply described above is controlled by the gas supply device 18.
  • the inert gas and the hydrogen gas are joined together from the inert gas supply source 19a and the hydrogen gas supply source 19b of the gas supply device 18 to the gas line 20f through the gas lines 20a and 20b.
  • the silicon compound gas, dopant gas, hydrogen gas, oxygen gas, etching gas, and mask gas are the silicon compound gas supply source 19c, dopant gas supply source 19d, hydrogen gas supply source 19e, oxygen gas supply source 19f, and etching gas.
  • the second gas introduction part 14b After joining the gas line 20x from the supply source 19g and the gas supply source 19h for the mask through the gas lines 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, and 20h, respectively, the second gas introduction part 14b is reached, The gas is introduced into the processing container 1 from the gas introduction part 14b.
  • Each gas line 20a to 20h connected to each gas supply source is provided with mass flow controllers 21a to 21h and front and rear opening / closing valves 22a to 22h. With such a configuration of the gas supply device 18, the supplied gas can be switched and the flow rate can be controlled.
  • the exhaust device 24 includes a high-speed vacuum pump such as a turbo molecular pump. As described above, the exhaust device 24 is connected to the exhaust chamber 11 of the processing container 1 through the exhaust pipe 12. By operating the exhaust device 24, the gas in the processing container 1 flows uniformly into the space 11a in the exhaust chamber 11, and is further exhausted to the outside through the exhaust pipe 12 from the space 11a. Thereby, the inside of the processing container 1 can be depressurized at a high speed, for example, to 0.133 Pa.
  • the microwave introduction device 27 includes a transmission plate (dielectric window) 28, a planar antenna 31, a slow wave material 33, a cover member 34, a waveguide 37, and a microwave generator 39 as main components.
  • the microwave introduction device 27 is a plasma generation unit that introduces a microwave into the processing container 1 to generate plasma.
  • the transmission plate 28 as a dielectric member is provided on a support portion 13 a that protrudes to the inner peripheral side of the plate 13. That is, it is provided between the processing space S and the planar antenna 31.
  • the transmission plate 28 is made of a dielectric material that transmits microwaves, for example, ceramics such as quartz, Al 2 O 3 , and AlN. In particular, when used as a plasma CVD apparatus, ceramics such as Al 2 O 3 and AlN are preferable.
  • a gap between the transmission plate 28 and the support portion 13a is hermetically sealed through a seal member 29. Therefore, the upper opening of the processing container 1 is closed by the transmission plate 28 via the plate 13, and the inside of the processing container 1 is kept airtight.
  • the planar antenna 31 is provided above the transmission plate 28 so as to face the mounting table 2.
  • the planar antenna 31 has a disk shape.
  • the shape of the planar antenna 31 is not limited to a disk shape, and may be a square plate shape, for example.
  • the planar antenna 31 is locked to the upper end of the plate 13.
  • the planar antenna 31 is made of, for example, a copper plate, a nickel plate, a SUS plate or an aluminum plate whose surface is plated with gold or silver.
  • the planar antenna 31 has a number of slot-shaped microwave radiation holes 32 that radiate microwaves.
  • the microwave radiation holes 32 are formed through the planar antenna 31 in a predetermined pattern.
  • each microwave radiation hole 32 has an elongated rectangular shape (slot shape), and two adjacent microwave radiation holes form a pair. And typically, the adjacent microwave radiation holes 32 are arranged in an “L” shape. Further, the microwave radiation holes 32 arranged in combination in a predetermined shape (for example, L-shape) are further arranged concentrically as a whole.
  • the length and arrangement interval of the microwave radiation holes 32 are determined according to the wavelength ( ⁇ g) of the microwave.
  • the interval between the microwave radiation holes 32 is arranged to be ⁇ g / 4 to ⁇ g.
  • the interval between adjacent microwave radiation holes 32 formed concentrically is indicated by ⁇ r.
  • the microwave radiation hole 32 may have another shape such as a circular shape or an arc shape.
  • the arrangement form of the microwave radiation holes 32 is not particularly limited, and may be arranged in a spiral shape, a radial shape, or the like in addition to a concentric shape.
  • a slow wave material 33 having a dielectric constant larger than that of a vacuum, for example, quartz, Al 2 O 3 , AlN, resin, or the like is provided.
  • the slow wave material 33 has a function of adjusting the plasma by shortening the wavelength of the microwave because the wavelength of the microwave becomes longer in vacuum.
  • planar antenna 31 and the transmission plate 28 and the slow wave member 33 and the planar antenna 31 may be brought into contact with or separated from each other, but are preferably brought into contact with each other.
  • a cover member 34 is provided above the plate 13 so as to cover the planar antenna 31 and the slow wave material 33.
  • the cover member 34 is made of a metal material such as aluminum or stainless steel.
  • the plate 13 and the cover member 34 are sealed by a seal member 35.
  • a cooling water channel 34 a is formed inside the cover member 34. By allowing cooling water to flow through the cooling water flow path 34a, the cover member 34, the slow wave material 33, the planar antenna 31 and the transmission plate 28 can be cooled.
  • the cover member 34 is grounded.
  • An opening 36 is formed at the center of the upper wall (ceiling part) of the cover member 34, and a waveguide 37 is connected to the opening 36.
  • a microwave generator 39 for generating microwaves is connected to the other end side of the waveguide 37 via a matching circuit 38.
  • the waveguide 37 includes a coaxial waveguide 37a having a circular cross section extending upward from the opening 36 of the cover member 34, and a rectangular guide extending in the horizontal direction connected to the upper end of the coaxial waveguide 37a. And a wave tube 37b.
  • An inner conductor 41 extends in the center of the coaxial waveguide 37a.
  • the inner conductor 41 is connected and fixed to the center of the planar antenna 31 at its lower end. With such a structure, the microwave is efficiently and uniformly propagated radially and uniformly to the planar antenna 31 via the inner conductor 41 of the coaxial waveguide 37a.
  • the microwave generated by the microwave generator 39 is propagated to the planar antenna 31 through the waveguide 37 and further into the processing container 1 through the transmission plate 28. It has been introduced.
  • the microwave frequency for example, 2.45 GHz is preferably used, and 8.35 GHz, 1.98 GHz, or the like can be used.
  • the control unit 50 includes a process controller 51 including a CPU, a user interface 52 connected to the process controller 51, and a storage unit 53.
  • the process controller 51 includes each component (for example, the heater power supply 5a, the high-frequency power supply 9, and the like related to process conditions such as temperature, pressure, gas flow rate, microwave output, and high-frequency output for bias application).
  • the gas supply device 18, the exhaust device 24, the microwave generator 39, and the like) are controlled.
  • the user interface 52 includes a keyboard on which a process manager manages command input to manage the plasma processing apparatus 101, a display for visualizing and displaying the operating status of the plasma processing apparatus 101, and the like.
  • the storage unit 53 stores a recipe in which a control program (software) for realizing various processes executed by the plasma processing apparatus 101 under the control of the process controller 51 and processing condition data are recorded. Yes.
  • recipes such as the control program and processing condition data may be stored in a computer-readable storage medium such as a CD-ROM, hard disk, flexible disk, flash memory, DVD, or Blu-ray disk. Alternatively, it may be transmitted from other devices as needed via, for example, a dedicated line and used online.
  • the above-described plasma processing apparatus 101 performs film formation and etching with the same apparatus, but mask formation, etching, and the like may be performed with another process module PM shown in FIG.
  • the plasma etching apparatus 210 is configured as a parallel plate type (capacitive coupling type) plasma etching apparatus having two lower frequencies, for example, a cylinder made of aluminum whose surface is anodized (anodized).
  • a processing container 211 having a shape is included. The processing container 211 is grounded.
  • a mounting table 212 on which the object to be processed W is mounted is provided.
  • the mounting table 212 is made of aluminum, for example, and is supported by a cylindrical support portion 216 that extends vertically upward from the bottom of the processing vessel 211 via an insulating cylindrical holding portion 214.
  • a focus ring 218 made of, for example, silicon is disposed on the upper surface of the mounting table 212 and on the peripheral edge of the electrostatic chuck 240 in order to improve the in-plane uniformity of etching.
  • An exhaust path 220 is formed between the side wall of the processing vessel 211 and the cylindrical support portion 216.
  • An annular baffle plate 222 is attached to the exhaust path 220.
  • An exhaust port 224 is provided at the bottom of the exhaust path 220 and is connected to the exhaust device 228 via the exhaust pipe 226.
  • the exhaust device 228 has a vacuum pump (not shown), and depressurizes the processing space in the processing container 211 to a predetermined degree of vacuum.
  • a transfer gate valve 230 that opens and closes the loading / unloading port of the workpiece W is attached to the side wall of the processing container 211.
  • a first high-frequency power source 231 for plasma generation and a second high-frequency power source 232 for drawing ions (for bias) in the plasma are electrically connected to the mounting table 212 via a matching unit 233 and a matching unit 234, respectively. Yes.
  • the first high-frequency power source 231 applies a first high-frequency power having a frequency suitable for generating plasma in the processing vessel 211, for example, 27 MHz to 60 MHz, to the mounting table 212.
  • the second high-frequency power source 232 applies a second high-frequency power of a low frequency, for example, 380 KHz to 1 MHz, suitable for drawing ions in the plasma to the workpiece W on the mounting table 212, to the mounting table 212.
  • the mounting table 212 also functions as a lower electrode.
  • a shower head 238, which will be described later, is provided on the ceiling portion of the processing vessel 211 as an upper electrode having a ground potential. Thereby, the high frequency power from the first high frequency power source 231 is capacitively applied between the mounting table 212 and the shower head 238.
  • an electrostatic chuck 240 for holding the workpiece W with an electrostatic attraction force is provided on the upper surface of the mounting table 212.
  • the electrostatic chuck 240 is obtained by sandwiching an electrode 240a made of a conductive film between a pair of films.
  • a DC voltage source 242 is electrically connected to the electrode 240a via a switch 243.
  • the electrostatic chuck 240 attracts and holds the workpiece W on the electrostatic chuck 240 with the Coulomb force by the voltage from the DC voltage source 242.
  • the heat transfer gas supply source 252 supplies a heat transfer gas such as He gas between the upper surface of the electrostatic chuck 240 and the rear surface of the workpiece W through the gas supply line 254.
  • the shower head 238 on the ceiling has an electrode plate 256 having a large number of gas vent holes 256a, and an electrode support 258 that detachably supports the electrode plate 256.
  • the gas supply source 262 supplies gas into the shower head 238 from the gas introduction port 260a via the gas supply pipe 264, and is introduced into the processing container 211 from a number of gas vent holes 256a.
  • a magnet 266 extending annularly or concentrically is disposed around the processing container 211 and functions to confine plasma in the plasma generation space in the processing container 211 by magnetic force.
  • a refrigerant pipe 270 is provided inside the mounting table 212.
  • a refrigerant having a predetermined temperature is circulated and supplied to the refrigerant pipe 270 from the chiller unit 271 through the pipes 272 and 273.
  • a heater 275 is provided below the electrostatic chuck 240.
  • a desired AC voltage is applied to the heater 275 from the AC power source 244. According to such a configuration, the workpiece W can be adjusted to a desired temperature by cooling by the chiller unit 271 and heating by the heater 275. These temperature controls are performed based on a command from the control device 280.
  • the control device 280 includes various parts attached to the plasma etching device 210, such as an exhaust device 228, an AC power supply 244, a DC voltage source 242, an electrostatic chuck switch 243, a first high-frequency power supply 231, a second high-frequency power supply 232, and matching.
  • the units 233, 234, the heat transfer gas supply source 252, the gas supply source 262, and the chiller unit 271 are controlled.
  • the control device 280 is also connected to a host computer (not shown).
  • the control device 280 has a CPU (Central Processing Unit) (not shown), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory), and the CPU executes plasma processing according to various recipes stored in a storage unit (not shown).
  • the storage unit in which the recipe is stored can be realized as a RAM or a ROM using, for example, a semiconductor memory, a magnetic disk, or an optical disk.
  • the recipe may be provided by being stored in a storage medium and read into the storage unit via a driver (not shown), or may be downloaded from a network (not shown) and stored in the storage unit. Good. Further, a DSP (Digital Signal Processor) may be used in place of the CPU in order to realize the functions of the above units.
  • the function of the control device 280 may be realized by operating using software, may be realized by operating using hardware, or may be realized using both software and hardware. May be.
  • the gate valve 230 When performing etching in the plasma etching apparatus 210, first, the gate valve 230 is opened, and for example, the workpiece W held on the transfer robot Rb2 shown in FIG. The workpiece W is held by a pusher pin (not shown), and is placed on the electrostatic chuck 240 when the pusher pin is lowered. After loading the workpiece W, the gate valve 230 is closed, an etching gas is introduced from the gas supply source 262 into the processing container 211 at a predetermined flow rate and flow rate ratio, and the pressure in the processing container 211 is set by the exhaust device 228. Depressurize to value.
  • high-frequency power of a predetermined power for biasing from the second high-frequency power source 232 and plasma generation from the first high-frequency power source 231 is supplied to the mounting table 212. Further, a voltage is applied from the DC voltage source 242 to the electrode 240 a of the electrostatic chuck 240 to fix the object W to be processed on the electrostatic chuck 240, and the upper surface of the electrostatic chuck 240 and the surface to be processed are heated from the heat transfer gas supply source 252. He gas is supplied as a heat transfer gas between the back surface of the processing body W.
  • the etching gas introduced in a shower form from the shower head 238 is turned into plasma by the high-frequency power from the first high-frequency power source 231, thereby causing a gap between the upper electrode (shower head 238) and the lower electrode (mounting table 212). Plasma is generated in the plasma generation space, and the main surface of the workpiece W is etched by the plasma. In addition, ions in the plasma can be drawn toward the workpiece W by the high frequency power from the second high frequency power source 232.
  • the workpiece W is lifted and held by the pusher pin, and the gate valve 230 is opened. Then, for example, the transfer robot Rb2 shown in FIG. 2 is carried into the processing container 211, and the pusher pin is lowered to hold the workpiece W on the transfer robot Rb2. Next, when the transfer robot Rb2 goes out of the processing container 211, the unloading of the workpiece W is completed.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a manufacturing method according to an embodiment.
  • the control process illustrated in FIG. 7 is stored as a recipe in the storage unit 53 of the control unit 50.
  • the process controller 51 reads the recipe and sends a control signal to each component of the plasma processing apparatus 101 such as the gas supply device 18, the exhaust device 24, the microwave generator 39, the heater power supply 5 a, and the high-frequency power supply 9. It is executed by.
  • the creation flow of the junction part 63 of the solar cell shown in FIG. 1 is shown in detail, and the creation method of other components is omitted. That is, in FIG. 7, the object to be processed W is obtained by stacking the lower semiconductor layer 64 on the substrate 65.
  • the object to be processed W is obtained by stacking the lower semiconductor layer 64 on the substrate 65.
  • the etching process is not performed in the plasma processing apparatus 101, but is performed in the plasma etching apparatus 210 shown in FIG. Further, description will be made with reference to FIGS. 8 and 9 as necessary. 8 and 9, the lower semiconductor layer 64 is omitted.
  • a silicon oxide film is formed on the lower semiconductor layer 64 (step S10: insulator film forming step).
  • the gate valve 17 is opened, and the workpiece W is loaded into the processing container 1 from the loading / unloading port 16 and placed on the mounting table 2.
  • a microwave for plasma excitation is generated by the microwave generator 39, the microwave is introduced into the processing container 1, and microwave plasma is generated in the processing container 1.
  • 3.5 kW is selected as the microwave power.
  • a plasma CVD process is performed on the workpiece W to form a silicon oxide film constituting the insulator film 63B (see FIG. 8A).
  • a TEOS gas as a silicon compound gas, an oxygen gas as an oxidizing gas, and an argon gas as a rare gas are supplied into the processing container 1 by the gas supply device 18, and the surface temperature of the workpiece W is 400 ° C. or less. (For example, 220 ° C.) A silicon oxide film is formed on the workpiece W.
  • the effective flow ratio of TEOS gas to O 2 gas (O 2 gas / TEOS gas) is 5.0 or more and 10.0 or less, and the partial pressure ratio of Ar gas is 75% or more. Specifically, the flow rate ratio of TEOS gas is 20 sccm, the flow rate of Ar gas is 390 sccm, and the flow rate of O 2 gas is 110 sccm.
  • the effective flow rate ratio between TEOS gas and O 2 gas is 5.5, and the partial pressure ratio of argon gas is 75%.
  • the step of generating the microwave plasma and the step of supplying the reactive gas may be reversed or simultaneous. That is, the surface temperature of the object to be processed W may be set to the above-described predetermined temperature in the stage of processing the object to be processed W using the reaction gas by the generated microwave plasma.
  • the formed silicon oxide film may be subjected to plasma treatment (oxidation step). That is, the method for forming a silicon oxide film may include a step of performing plasma treatment of the formed silicon oxide film after the step of forming the silicon oxide film. Specifically, after the silicon oxide film is formed by the above-described method, the supply of TEOS gas is stopped while the surface temperature of the workpiece W is maintained at 220 ° C. Here, the flow rate of the argon gas supplied into the processing container 1 is increased. Then, plasma treatment is performed on the formed silicon oxide film.
  • the plasma treatment is performed with the argon gas flow rate set to 390 sccm to 3500 sccm and the oxygen gas flow rate set to 110 sccm as it is. That is, the plasma treatment is performed by increasing the flow rate of the supplied argon gas more than the flow rate of the argon gas supplied in the step of forming the silicon oxide film. In this case, the partial pressure ratio of argon gas is 97%. Then, a plasma treatment is performed on the formed silicon oxide film.
  • oxidation treatment with radicals is performed.
  • the step of forming the silicon oxide film and the step of performing the plasma treatment are performed in the same processing container. In this way, the silicon oxide film is formed.
  • high-frequency power having a predetermined frequency and magnitude is supplied from the high-frequency power source 9 to the electrode 7 of the mounting table 2 during the plasma CVD process, and a high-frequency bias voltage (hereinafter simply referred to as “RF bias”) is supplied. May be applied to the workpiece W.
  • RF bias high-frequency bias voltage
  • the plasma electron temperature can be kept low, there is little damage to the film even when an RF bias is applied.
  • application of an RF bias within an appropriate range can draw Si ions or the like in the plasma toward the workpiece W, so that the crystallinity is improved and the film quality is improved, and the film formation rate is further increased. Can be improved.
  • the frequency of the high frequency power supplied from the high frequency power source 9 is preferably in the range of 400 kHz to 60 MHz, and more preferably in the range of 450 kHz to 20 MHz.
  • the high frequency power is preferably applied within the range of 0.012 W / cm 2 or more and 0.585 W / cm 2 or less as the output density per area of the workpiece W, for example, 0.012 W / cm 2 or more and 0.234 W. It is more preferable to apply within the range of / cm 2 or less.
  • the high frequency power is preferably in the range of 10 W to 500 W, and more preferably in the range of 10 W to 200 W, and the RF bias can be applied to the electrode 7 so as to achieve the above output density.
  • step S12 semiconductor film forming step.
  • the gas supply device 18 supplies silicon compound gas, hydrogen gas and / or inert gas, and if necessary, dopant gas at a predetermined flow rate.
  • the gas is introduced into the processing container 1 through the first gas introduction part 14a and the second gas introduction part 14b.
  • the inside of the processing container 1 is adjusted to a predetermined pressure.
  • a plasma CVD process is performed to form a silicon film constituting the semiconductor film 63A over the insulator film 63B (see FIG. 8A).
  • the treatment pressure is preferably in the range of 0.1 Pa to 10.6 Pa, more preferably in the range of 0.1 Pa to 5.3 Pa.
  • the lower the processing pressure, the better, and the lower limit of 0.1 Pa in the above range is a value set based on restrictions on the apparatus (limit of high vacuum). By carrying out in a range where the processing pressure does not exceed 10.6 Pa, it can be formed without reducing the crystallinity of polysilicon.
  • the volume flow rate ratio of silicon compound gas such as Si 2 H 6 gas is set to 0.5% or more and 10% or less with respect to the total film forming gas flow rate. It is preferably 1% or more and 5% or less, and more preferably 1.25% or more and 2.5% or less. If the volume flow ratio of the silicon compound gas is 0.5% or less, a sufficient film formation rate cannot be obtained, and if it exceeds 10%, the film quality may be deteriorated.
  • the flow rate of the silicon compound gas is 1 mL / min (sccm) or more and 100 mL / min (sccm) or less, preferably 1 mL / min (sccm) or more and 20 mL / min (sccm) or less so that the above flow rate ratio is obtained.
  • the film forming gas contains hydrogen together with the silicon compound gas.
  • Hydrogen has an action of repairing the crystal by entering a defect in the crystalline silicon film. Therefore, by adding hydrogen to the deposition gas, the crystallinity of the crystalline silicon film can be improved and the film quality can be improved.
  • the volume flow rate ratio of hydrogen gas (H 2 gas / percentage of total film formation gas flow rate) is preferably 90% or more and 99.5% or less, and 95% or more and 99% or less with respect to the total film formation gas flow rate. It is more preferable that it is 97.5% or more and 98.75% or less.
  • the flow rate of the hydrogen gas is 10 mL / min (sccm) or more and 1000 mL / min (sccm) or less, preferably 50 mL / min (sccm) or more and 500 mL / min (sccm) or less so that the above flow rate ratio is obtained. Can be set.
  • the volume flow rate ratio of the inert gas to the total deposition gas flow rate is preferably 1% or more and 10% or less, and preferably 1% or more and 5%. % Or less is more preferable.
  • the flow rate of the inert gas is 2 mL / min (sccm) to 100 mL / min (sccm), preferably 2 mL / min (sccm) to 50 mL / min (sccm) in the above flow rate ratio.
  • the flow rate of the inert gas is, for example, 100 mL / min (sccm) or more and 1500 mL / min (sccm) or less. It is preferable that Moreover, what is necessary is just to set the temperature of the mounting base 2 in the range of 400 degrees C or less.
  • a microwave having a predetermined frequency, for example, 2.45 GHz, generated by the microwave generator 39 is guided to the waveguide 37 through the matching circuit 38.
  • the microwave guided to the waveguide 37 sequentially passes through the rectangular waveguide 37 b and the coaxial waveguide 37 a and is supplied to the planar antenna 31 through the inner conductor 41. That is, the microwave propagates toward the planar antenna 31 in the coaxial waveguide 37a. Then, the microwave is radiated from the slot-shaped microwave radiation hole 32 of the planar antenna 31 to the space above the workpiece W in the processing container 1 through the transmission plate 28.
  • the microwave output is 0.25 to 2 as the output density per area of the workpiece W.
  • the microwave output is preferably in the range of .56 W / cm 2 , and the microwave output can be selected from the range of 500 W to 5000 W, for example, so as to have an output density in the above range according to the purpose.
  • 5000 W which is the upper limit of the microwave output, is a value set due to restrictions on the apparatus, and if possible, a microwave output exceeding the upper limit can be supplied.
  • An electromagnetic field is formed in the processing container 1 by the microwave radiated from the planar antenna 31 through the transmission plate 28 to the processing container 1, and silicon compound gas, hydrogen gas and / or inert gas, and further dopant gas (added) Case), but each becomes plasma. Then, the dissociation of the source gas efficiently proceeds in the plasma, and by reaction of active species such as Si p H q and SiH q (where p and q are arbitrary numbers, the same applies hereinafter). A polysilicon film is deposited.
  • step S10 high-frequency power having a predetermined frequency and magnitude is supplied from the high-frequency power source 9 to the electrode 7 of the mounting table 2 during the plasma CVD process, if necessary, and the RF bias voltage is set. It can also be applied to the workpiece W.
  • the plasma electron temperature can be kept low, there is little damage to the film even when an RF bias is applied.
  • application of the RF bias in an appropriate range can attract Si ions in the plasma toward the workpiece W, so that the crystallinity is increased and the quality of the polysilicon film is improved, and the film formation rate is increased. Can be further improved.
  • the frequency of the high frequency power supplied from the high frequency power source 9 is preferably in the range of 400 kHz to 60 MHz, and more preferably in the range of 450 kHz to 20 MHz.
  • the high frequency power is preferably applied within the range of 0.012 W / cm 2 or more and 0.585 W / cm 2 or less as the output density per area of the workpiece W, for example, 0.012 W / cm 2 or more and 0.234 W. It is more preferable to apply within the range of / cm 2 or less.
  • the high frequency power is preferably in the range of 10 W to 500 W, and more preferably in the range of 10 W to 200 W, and the RF bias can be applied to the electrode 7 so as to achieve the above output density.
  • step S14 stack forming step. If the target period has not been reached, the steps S10 and S12 are repeated. As a result, the processes of S10 and S12 are repeated a predetermined number of times to obtain a stacked body composed of a multilayer film in which the insulator film 63B and the semiconductor film 63A are stacked for a predetermined target period (see FIG. 8A).
  • a film to be a mask is formed.
  • an amorphous carbon film 73 is deposited on the upper surface of the stacked body using a source gas of C x H y (see FIG. 8B).
  • the amorphous carbon film 73 is etched to form a mask. That is, in order to etch the amorphous carbon film 73, the material 74 is disposed on the amorphous carbon film 73 as a mask (see FIG. 8C).
  • the material 74 is a nanoparticle 74 in which Fe metal or Fe compound is contained in ferritin.
  • a peptide that recognizes a specific material is further provided around the ferritin. For this reason, ferritin is regularly arranged on the amorphous carbon film 73 (for example, in a lattice form).
  • the protein is removed by heating (see FIG. 8D).
  • a dot pattern of Fe metal particles is formed on the amorphous carbon film 73.
  • the amorphous carbon film 73 is etched into a dot shape by plasma etching using O 2 gas (see FIG. 9E).
  • the Fe metal particles are removed, for example, by dry etching using HCl (see FIG. 9F). In this way, a plurality of dot-shaped masks made of amorphous carbon are formed.
  • Etching is performed under the following conditions using, for example, a parallel plate type plasma etching apparatus shown in FIG.
  • the pressure is 50 mTorr (6.6661 Pa)
  • the first high-frequency power / second high-frequency power is 2000/4500 W (283.1 / 636.9 W / cm 2 ), and the first high-frequency power and the second high-frequency power. Is applied superimposed on the lower electrode.
  • C 4 F 8 gas is an etching gas necessary for plasma etching a silicon oxide film (SiO 2 ).
  • the etching gas for plasma etching the silicon oxide film (SiO 2 ) is not limited to C 4 F 8 gas, but may be CF gas.
  • the HBr gas is an etching gas necessary for plasma etching the polysilicon film.
  • the etching gas for plasma etching the polysilicon film is not limited to a bromine-containing gas such as hydrogen bromide HBr gas, but may be a gas composed of at least one of a chlorine-containing gas and an iodine-containing gas.
  • the Ar gas may not be included in the supplied mixed gas.
  • step S20 silicon oxide is deposited in the groove formed by the etching in step S18 to fill the groove 76.
  • the silicon oxide film forming conditions are the same as in step S10.
  • a silicon oxide film may be deposited by ALD (Atomic Layer Deposition). Thereby, quantum dots 63a regularly arranged inside the base 63b are formed (see (H) in FIG. 9).
  • the film formation steps (insulator film formation step, semiconductor film formation step and embedding step) when forming the quantum dot array of the solar cell are excited by microwaves.
  • the film is formed with the surface temperature of the object to be processed W kept at 400 ° C. or lower.
  • a temperature rise of 750 ° C. or higher is required for forming a silicon film with good crystallinity, but by using microwaves, the insulator film 63B is heated at 400 ° C. or lower. It is possible to realize a stacked body having good crystallinity by alternately stacking the semiconductor films 63A and the semiconductor films 63A.
  • the above-described embodiment shows an example of a plasma processing apparatus and a manufacturing method, and the apparatus and method according to the embodiment may be modified or applied to other ones.
  • the glass substrate is described as an example of the substrate 65.
  • any substrate having heat resistance that can withstand heat of 400 ° C. or less may be used.
  • a Si substrate, an LCD substrate, a ceramic substrate, or the like The present invention can also be applied.
  • microwave generator In the above-described embodiment, the case where one microwave generator is used has been described. However, a plurality of microwave generators having different frequencies may be provided, and plasma processing may be performed using different microwave generators. .
  • the polysilicon forming process is executed after the silicon oxide film forming process, but the order may be reversed.
  • the case where the film forming process and the etching process are performed in a consistent vacuum using the same processing container 1 has been described.
  • the etching process or the like may be performed in another processing container.
  • the example which makes a target period 4 periods was demonstrated in FIG. 8, the number of periods may be any.
  • the solar cell junction 63 may be formed by performing an etching step and a filling step every cycle.
  • a mask is formed by a self-alignment process using a self-organizing material in step S16 (mask formation step)
  • the mask formation step is not limited to the above-described method.
  • an etching mask may be formed by a so-called nanoprint technique in which a mold having a nanoscale uneven pattern formed thereon is used to transfer the uneven pattern of the mold to a resin.
  • a mask forming apparatus (not shown) may be arranged as the process module PM3 in FIG. 2, and the mask forming process may be executed by the mask forming apparatus. An example of this mask forming process is shown in FIG. As shown in FIG.
  • thermosetting resin 88 is applied to the surface of the mold 89 having a plurality of fine dot shapes on the surface and the surface of the laminate, respectively. Press. Thereby, the reverse shape of the surface shape of the mold 89 is transferred to the resin 88. In this state, heat is applied to cure the resin 88. Thereafter, as shown in FIG. 10B, the resin 88 is peeled from the mold in a state where the resin 88 is bonded to the laminate. Next, as shown in FIG. 10C, unnecessary resin portions 88 a that do not depend on the mold shape are removed from the resin 88 on the laminate by plasma etching using O 2 gas, so that a plurality of dots made of the resin 88 is obtained. Get a mask. As described above, even when the nanoprint technique is used, a plurality of dot-shaped masks can be formed in the same manner as in FIG.
  • Gas supply source for mask 24 ... Exhaust device, 27 ... Microwave introduction device, 28 ... Transmission plate, DESCRIPTION OF SYMBOLS 29 ... Seal member, 31 ... Planar antenna, 32 ... Microwave radiation hole, 37 ... Waveguide, 39 ... Microwave generator, 50 ... Control part, 100 ... Plasma CVD apparatus, W ... To-be-processed object.

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Abstract

太陽電池の製造方法は、以下のステップを備える。半導体膜形成ステップは、マイクロ波を発生させるプラズマ処理装置を用い、被処理体の表面温度を４００℃以下に保った状態で被処理体の表面に半導体膜を積層する。絶縁体膜形成ステップは、被処理体の表面温度を４００℃以下に保った状態でシリコン膜上に絶縁体膜を積層する。半導体膜形成ステップ及び前記絶縁体膜形成ステップを交互に所定の回数繰り返すことにより多層膜からなる積層体を形成する。マスク形成ステップ及びエッチングステップでは、積層体上に形成されたドット状のマスクを用いて積層体をエッチングする。埋込ステップでは、該プラズマ処理装置を用い、被処理体の表面温度を４００℃以下に保った状態で溝部に絶縁体膜を堆積させる。

Description

太陽電池の製造方法及びプラズマ処理装置
　本発明の種々の側面及び実施形態は、太陽電池の製造方法及びプラズマ処理装置に関するものである。
　特許文献１には、量子ドットナノワイヤーアレイを備えた太陽電池の製造方法が記載されている。この太陽電池は、ｐ型半導体とｎ型半導体とを接合する接合部に、量子ドットが埋め込まれたナノワイヤーがアレイ状に配置されている。この構造によって電子及び正孔の伝導効率を向上させている。特許文献１記載の製造方法では、以下のステップで太陽電池を作成する。まず、ｐ型半導体層の上部に、媒質薄膜と半導体薄膜とを交互に所定回数繰り返して積層し、多層膜からなる複合積層体を作成する。そして、複合積層体上にマスクを形成する。その後、エッチングにより複合積層体を部分的にエッチングしてナノワイヤーを得る。その後、得られたナノワイヤー間の空間を半導体物質で埋める。ここで、半導体薄膜はＳｉ層であり、媒質薄膜はＳｉＯ２層又はＳｉＮ層であり、ＰＶＤ又はＣＶＤを用いて成膜される。また、エッチングは化学的湿式エッチング又はイオンビームエッチングにより行われる。
特表２０１１－５３０８２９号公報
　特許文献１に記載の装置では、ＰＶＤ又はＣＶＤを用いて成膜しているため、結晶性の良い複合積層体を成膜するためには７５０℃以上に昇温する必要がある。このため、７５０℃以上の温度条件に耐えうる基板が必要となるので、基板コストが増大するおそれがあるとともに、基板サイズを大きくして生産性を向上させることが困難である。当技術分野においては、製造時において要求される温度条件をガラス基板が耐えうる温度まで緩和して、低コスト・大面積での製造を容易とする太陽電池の製造方法及びプラズマ処理装置が望まれている。
　本発明の一側面に係る太陽電池の製造方法は、量子ドットアレイを有する太陽電池の製造方法である。この製造方法は、絶縁体膜形成ステップ、半導体膜形成ステップ、積層体形成ステップ、マスク形成ステップ、エッチングステップ、エッチングステップ及び埋込ステップを備える。絶縁体膜形成ステップでは、プラズマ処理装置を用いる。該プラズマ処理装置は、処理容器、載置台、マイクロ波発生器、アンテナ、誘電体窓及びガス供給部を備える。処理容器は、処理空間を画成する。載置台は被処理体を載置する。アンテナは、マイクロ波発生器によって発生されるマイクロ波を放射する。誘電体窓は、処理空間とアンテナとの間に設けられる。ガス供給部は、ガスを供給する。絶縁体膜形成ステップでは、該プラズマ処理装置を用い、被処理体の表面温度を４００℃以下に保った状態でガス供給部から絶縁体原料ガスを処理容器内へ供給し、マイクロ波により励起してプラズマを生成させ、被処理体の表面に絶縁体膜を積層する。半導体膜形成ステップでは、該プラズマ処理装置を用い、被処理体の表面温度を４００℃以下に保った状態でガス供給部から半導体原料ガスを処理容器内へ供給し、マイクロ波により励起してプラズマを生成させ、絶縁体膜上に半導体膜を積層する。積層体形成ステップでは、絶縁体膜形成ステップ及び半導体膜形成ステップを交互に所定の回数繰り返すことにより多層膜からなる積層体を形成する。マスク形成ステップでは、積層体上に複数のドット状のマスクを形成する。エッチングステップでは、マスクを用いて積層体をエッチングする。埋込ステップでは、該プラズマ処理装置を用い、被処理体の表面温度を４００℃以下に保った状態でガス供給部から絶縁体原料ガスを処理容器内へ供給し、マイクロ波により励起してプラズマを生成させ、エッチングステップにより形成された溝部に絶縁体膜を堆積させる。
　この製造方法では、太陽電池の量子ドットアレイを形成する際の成膜ステップ（絶縁体膜形成ステップ、半導体膜形成ステップ及び埋込ステップ）をマイクロ波により励起されたプラズマを用い、被処理体の表面温度を４００℃以下に保った状態で成膜する。通常の熱ＣＶＤ等のプラズマ処理装置であれば、結晶性の良い成膜に７５０℃以上の昇温が必要となるが、マイクロ波を用いることにより、４００℃以下で絶縁体膜と半導体膜とを交互に積層して結晶性の良い積層体を形成することが実現できる。このため、製造時において要求される温度条件をガラス基板が耐えうる温度まで緩和して、低コスト・大面積での製造を容易とすることが可能となる。
　一実施形態では、半導体原料ガスは、シリコンを含有するガスであってもよい。これによりシリコンの量子ドットアレイを含有する太陽電池を形成することができる。
　一実施形態では、絶縁体原料ガスは、シリコンを含有するガス及び酸化性ガスであってもよい。このように構成することで、量子ドットアレイの母体となる絶縁体をシリコン酸化物で形成することができる。
　一実施形態では、絶縁体膜形成ステップの後に、被処理体の表面温度を４００℃以下に保った状態でガス供給部から酸化性ガス及び不活性ガスを処理容器内へ供給し、マイクロ波により励起してプラズマを生成させ、絶縁体膜をプラズマ処理する酸化ステップを更に備えてもよい。このように構成することで、結晶性の良いシリコン酸化物からなる絶縁体膜を形成することができる。
　一実施形態では、積層体形成ステップでは、絶縁体膜形成ステップ、酸化ステップ及び半導体膜形成ステップを所定の回数繰り返すことにより積層体を形成してもよい。このように構成することで、結晶性の良いシリコン酸化物からなる絶縁体膜を用いて積層体を形成することができる。
　一実施形態では、絶縁体原料ガスは、シリコン及び炭素を含有するガスであってもよい。このように構成することで、量子ドットアレイの母体となる絶縁体をＳｉＣで形成することができる。一実施形態では、絶縁体原料ガスは、さらに不活性ガスを含有するガスであってもよい。
　一実施形態では、プラズマ処理装置は、載置台にバイアス印加用の高周波電力を印加する高周波電源を更に備え、絶縁体膜形成ステップ、半導体膜形成ステップ又は埋込ステップにおけるプラズマ処理時において載置台にバイアス印加用の高周波電力を印加してもよい。このように構成することで、半導体膜及び絶縁体膜を効率的に成膜することができる。
　一実施形態では、マスクは、自己組織化する材料を用いてドット状に形成されてもよい。このように構成することで、規則的な量子ドットアレイを形成することができる。一実施形態では、マスクは、タンパク質及び金属を含有する材料を用いて形成されてもよい。一実施形態では、マスクは、フェリチンを含有する材料を用いて形成されてもよい。このように構成することで、タンパク質、例えばフェリチンの自己組織化の作用によって金属が規則配列するため、ドット状のマスクを効率的に形成することができる。
　一実施形態では、被処理体は、ガラス基板であってもよい。ガラス基板を用いることにより、低コスト・大面積で製造することができる。
　本発明の他の側面に係るプラズマ処理装置は、量子ドットアレイを有する太陽電池を製造するプラズマ処理装置である。この装置は、処理容器、載置台、マイクロ波発生器、アンテナ、誘電体窓、ガス供給部及び制御部を備える。処理容器は、処理空間を画成する。載置台は被処理体を載置する。アンテナは、マイクロ波発生器によって発生されるマイクロ波を放射する。誘電体窓は、処理空間とアンテナとの間に設けられる。ガス供給部は、ガスを供給する。制御部は、ガス供給部から絶縁体原料ガスを処理容器内へ供給し、マイクロ波により励起してプラズマを生成させ、被処理体の表面に絶縁体膜を積層し、さらに、被処理体の表面温度を４００℃以下に保った状態で、ガス供給部から半導体原料ガスを処理容器内へ供給し、マイクロ波により励起してプラズマを生成させ、絶縁体膜上に半導体膜を積層し、絶縁体膜と半導体膜とが交互に積層された多層膜からなる積層体を形成する。そして、制御部は、積層体上に形成された複数のドット状のマスクを用いて積層体をエッチングし、被処理体の表面温度を４００℃以下に保った状態でガス供給部から絶縁体原料ガスを処理容器内へ供給し、マイクロ波により励起してプラズマを生成させ、エッチングにより形成された溝部に絶縁体膜を堆積させる。
　本発明の他の側面に係るプラズマ処理装置では、太陽電池の量子ドットアレイを形成する際の成膜をマイクロ波により励起されたプラズマを用い、被処理体の表面温度を４００℃以下に保った状態で成膜する。通常の熱ＣＶＤ等のプラズマ処理装置であれば、結晶性の良い成膜に７５０℃以上の昇温が必要となるが、マイクロ波を用いることにより、４００℃以下で絶縁体膜と半導体膜とを交互に積層して結晶性の良い積層体を形成することが実現できる。このため、製造時において要求される温度条件をガラス基板が耐えうる温度まで緩和して、低コスト・大面積での製造を容易とすることが可能となる。
　本発明の種々の側面及び一実施形態によれば、製造時において要求される温度条件をガラス基板が耐えうる温度まで緩和して、低コスト・大面積での製造を容易とすることができる。
一実施形態に係る製造方法で製造される太陽電池の一例を模式的に示す図である。 一実施形態に係るプラズマ処理装置を含むプラズマ処理システムを示す平面図である。 一実施形態に係るプラズマ処理装置を示す断面図である。 一実施形態に係るプラズマ処理装置の平面アンテナを示す図である。 一実施形態に係るプラズマ処理装置の制御部を説明する概要図である。 一実施形態に係るプラズマエッチング装置を示す断面図である。 一実施形態に係る製造方法のフロー図である。 一実施形態に係る製造方法を用いた太陽電池の製造工程を示す図である。 一実施形態に係る製造方法を用いた太陽電池の製造工程を示す図である。 一実施形態に係る製造方法を用いた太陽電池の製造工程を示す図である。
　以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
　図１は、一実施形態に係る製造方法で製造される太陽電池の断面図である。図１に示す太陽電池は、下から順に、裏面電極６６、基板６５、下部半導体層６４、接合部６３、上部半導体層６２及び表面電極６０を備えている。下部半導体層６４及び上部半導体層６２は、互いに異なる導電型を有する半導体からなる層である。例えば、下部半導体層６４はｎ型の導電型であり、上部半導体層６２はｐ型の導電型である。接合部６３は、下部半導体層６４及び上部半導体層６２に接触配置されている。すなわち、下部半導体層６４と上部半導体層６２とは接合部６３（絶縁体）を介してＰＮ接合されている。接合部６３は、絶縁体からなる母体６３ｂと、半導体からなる量子ドット６３ａを有する。量子ドット６３ａは、母体となる６３ｂ内部に三次元的に規則配列されている。これにより、伝導帯と価電子帯とのバンドギャップに中間バンドと称されるエネルギー準位を発生させ、複数のバンドギャップが存在した場合と同様の効果を発揮させることができる。よって、伝導帯と価電子帯とのバンドギャップを直接超えることができない長波長の太陽光Ｌであっても、中間バンドを利用してキャリアを生成することができるため、変換効率を向上することができる。
　下部半導体層６４、上部半導体層６２及び量子ドット６３ａの材料としては、ＩＩＩ－Ｖ族又はＩＩ－ＶＩ族の半導体であれば特に限定されない。以下では一例としてシリコン（ポリシリコン）を例に説明する。なお、量子ドット６３ａの大きさとしては例えば数ナノメートル～１０ナノメートル程度である。また、母体６３ｂの材料は、絶縁体であれば特に限定されない。以下では、ＳｉＯ２（シリコン酸化物）を中心に説明するが、ＳｉＣ又はＳｉＮ等であってもよい。
　裏面電極６６及び表面電極６０は、光吸収により励起された電流を取り出すためのものである。表面電極６０は、略棒状の部材であって、太陽光Ｌを透過させるために、互いの間隔を空けて上部半導体層６２上に複数配置されている。なお、表面電極６０の間には、太陽光Ｌの反射を防止するための反射防止膜６１が配置されている。裏面電極６６及び表面電極６０として、例えばＡｇ等の金属が用いられる。また、反射防止膜６１として、酸化チタンや窒化シリコンが用いられる。また、基板６５は、４００℃以下の熱に耐えうる耐熱性を有する基板であり、例えばガラス基板である。
　次に、図１に示す太陽電池の製造方法について説明する。まず、該太陽電池を製造するプラズマ処理システムについて説明する。図２は、一実施形態に係るプラズマ処理装置を備えるプラズマ処理システムを概略的に示す平面図である。図２に示すプラズマ処理システム１００は、載置台１０２ａ～１０２ｄ、収容容器１０４ａ～１０４ｄ、ローダモジュールＬＭ、ロードロックチャンバＬＬ１，ＬＬ２、プロセスモジュールＰＭ１，ＰＭ２，ＰＭ３，及び、トランスファーチャンバ１１０を備えている。
　載置台１０２ａ～１０２ｄは、ローダモジュールＬＭの一縁に沿って配列されている。これら載置台１０２ａ～１０２ｄの上には、収容容器１０４ａ～１０４ｄがそれぞれ載置されている。収容容器１０４ａ～１０４ｄ内には、被処理体Ｗが収容されている。
　ローダモジュールＬＭ内には、搬送ロボットＲｂ１が設けられている。搬送ロボットＲｂ１は、収容容器１０４ａ～１０４ｄの何れかに収容されている被処理体Ｗを取り出して、当該被処理体Ｗを、ロードロックチャンバＬＬ１又はＬＬ２に搬送する。
　ロードロックチャンバＬＬ１及びＬＬ２は、ローダモジュールＬＭの別の一縁に沿って設けられており、予備減圧室を構成している。ロードロックチャンバＬＬ１及びＬＬ２は、トランスファーチャンバ１１０にゲートバルブを介してそれぞれ接続されている。
　トランスファーチャンバ１１０は、減圧可能なチャンバであり、当該チャンバ内には別の搬送ロボットＲｂ２が設けられている。トランスファーチャンバ１１０には、プロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ３が対応のゲートバルブを介してそれぞれ接続されている。搬送ロボットＲｂ２は、ロードロックチャンバＬＬ１又はＬＬ２から被処理体Ｗを取り出して、プロセスモジュールＰＭ１、ＰＭ２、及びＰＭ３に順に搬送する。プラズマ処理システム１００のプロセスモジュールＰＭ１，ＰＭ２，ＰＭ３はそれぞれ、一実施形態のプラズマ処理装置、別のプラズマ処理装置等であり得る。例えば、平行平板型のプラズマエッチング装置、又は、ナノプリント技術を用いてエッチング用マスクを形成するマスク形成装置であり得る。
　以下、プロセスモジュールＰＭ１として用いることができる一実施形態のプラズマ処理装置１０１について説明する。図３は、一実施形態に係るプラズマ処理装置１０１の断面図である。
　プラズマ処理装置１０１は、複数のスロット状の孔を有する平面アンテナにて処理容器内にマイクロ波を導入してプラズマを発生させることにより、高密度かつ低電子温度のマイクロ波励起プラズマを発生させ得るマイクロ波プラズマ処理装置として構成されている。プラズマ処理装置１０１では、１×１０１０～５×１０１２／ｃｍ３のプラズマ密度で、かつ０．７～２ｅＶの低電子温度を有するプラズマによる処理が可能である。従って、プラズマ処理装置１０１は、各種半導体装置の製造過程においてプラズマＣＶＤによって結晶性珪素膜としてのポリシリコン膜又はシリコン化合物膜を成膜処理する目的で好適に利用できる。
　プラズマ処理装置１０１は、主要な構成として、処理空間Ｓを画成する処理容器１と、処理容器１内にガスを供給するガス供給装置（ガス供給部）１８と、このガス供給装置１８に接続するガス導入部１４と、処理容器１内を減圧排気するための排気装置２４と、処理容器１の上部に設けられ、処理容器１内にマイクロ波を導入するマイクロ波導入装置２７と、これらプラズマ処理装置１０１の各構成部を制御する制御部５０と、を備えている。なお、ガス供給装置１８は、プラズマ処理装置１０１の構成部分には含めずに、外部のガス供給装置をガス導入部１４に接続して使用する構成としてもよい。
　処理容器１は、接地された略円筒状の容器により形成されており、上部が開口している。なお、処理容器１は角筒形状の容器により形成してもよい。処理容器１は、アルミニウム等の材質からなる底壁１ａと側壁１ｂとを有している。
　処理容器１の内部には、被処理体Ｗを水平に支持するための載置台２が設けられている。載置台２は、熱伝導性の高い材質例えばＡｌＮ等のセラミックスにより構成されている。この載置台２は、排気室１１の底部中央から上方に延びる円筒状の支持部材３により支持され、底部に固定さている。支持部材３は、例えばＡｌＮ等のセラミックスにより構成されている。
　また、載置台２には、その外縁部をカバーし、被処理体Ｗをガイドするためのカバーリング４が設けられている。このカバーリング４は、例えば石英、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＮ等の材質で構成された環状部材である。載置台２の保護の観点から、カバーリング４は載置台２の全表面を覆うようにしてもよい。
　また、載置台２には、温度調節機構としての抵抗加熱型のヒータ５が埋め込まれている。このヒータ５は、ヒータ電源５ａから給電されることにより載置台２を加熱して、その熱で被処理体Ｗを均一に加熱する。
　また、載置台２には、熱電対（ＴＣ）６が配備されている。この熱電対６により、温度計測を行うことにより、被処理体Ｗの加熱温度を例えば室温から４００℃以下の範囲で制御可能となっている。
　また、載置台２には、被処理体Ｗを支持して昇降させるためのウエハ支持ピン（図示せず）を有している。各ウエハ支持ピンは、載置台２の表面に対して突没可能に設けられている。
　また、載置台２の表面側には電極７が埋設されている。この電極７は、ヒータ５と載置台２の表面との間に配置されている。この電極７に、給電線７ａによって、マッチングボックス（Ｍ．Ｂ．）８を介してバイアス印加用の高周波電源９が接続されている。電極７に高周波電源９より高周波電力を供給して、基板である被処理体Ｗに高周波バイアス（ＲＦバイアス）を印加できる構成となっている。つまり、電極７、給電線７ａ、マッチングボックス（Ｍ．Ｂ．）８及び高周波電源９は、バイアス印加手段を構成している。電極７の材質としては、載置台２の材質であるＡｌＮ等のセラミックスと同等の熱膨張係数を有する材質が好ましく、例えばモリブデン、タングステンなどの導電性材料を用いることが好ましい。電極７は、例えば網目状、格子状、渦巻き状等の形状に形成されている。電極７のサイズは、少なくとも被処理体Ｗと同等かそれより若干大きく（例えば、被処理体Ｗの直径よりも１～５ｍｍ程度大きく）形成することが好ましい。
　処理容器１の底壁１ａの略中央部には、円形の開口部１０が形成されている。底壁１ａにはこの開口部１０と連通し、下方に向けて突出する排気室１１が設けられている。この排気室１１には、排気管１２が接続されており、この排気管１２を介して排気装置２４に接続されている。
　処理容器１を形成する側壁１ｂの上端には、処理容器１を開閉させる蓋体（リッド）としての機能を有する環状のプレート１３が配置されている。プレート１３の内周下部は、内側（処理容器内空間）へ向けて突出し、環状の支持部１３ａを形成している。
　処理容器１の上方には、処理ガスを導入するガス導入部１４が配設されている。プレート１３には、第１のガス導入孔を有する第１のガス導入部１４ａが設けられている。また、処理容器１の側壁１ｂには、第２のガス導入孔を有する第２のガス導入部１４ｂが設けられている。つまり、第１のガス導入部１４ａおよび第２のガス導入部１４ｂは、上下２段に設けられ、ガス導入部１４を構成している。第１のガス導入部１４ａおよび第２のガス導入部１４ｂは成膜ガスやプラズマ励起用ガスを供給するガス供給装置１８に接続されている。なお、第１のガス導入部１４ａおよび第２のガス導入部１４ｂはノズル状またはシャワーヘッド状に設けてもよい。また、第１のガス導入部１４ａと第２のガス導入部１４ｂを単一のシャワーヘッドに設けてもよい。さらに、第１のガス導入部１４ａと第２のガス導入部１４ｂを共に処理容器１の側壁１ｂに設けてもよい。
　また、処理容器１の側壁１ｂには、プラズマ処理装置１０１と、これに隣接する搬送室（図示せず）との間で、被処理体Ｗの搬入出を行うための搬入出口１６と、この搬入出口１６を開閉するゲートバルブ１７とが設けられている。
　ガス供給装置１８は、成膜ガスなどを処理容器１内に供給するものであり、不活性ガス供給源１９ａ、水素ガス供給源１９ｂ、珪素化合物を含有する珪素化合物ガス（Ｓｉ化合物ガス）供給源１９ｃ、ドーパントガス供給源１９ｄ、水素ガス供給源１９ｅ、酸素ガス供給源１９ｆ、エッチングガス供給源１９ｇ及びマスク用ガス供給源１９ｈを有している。不活性ガス供給源１９ａ及び水素ガス供給源１９ｂ、は、ガスライン２０ａ，２０ｂ、及びガスライン２０ｆを介して第１のガス導入部１４ａに接続されている。また、珪素化合物ガス供給源１９ｃ、ドーパントガス供給源１９ｄ、水素ガス供給源１９ｅ、酸素ガス供給源１９ｆ、エッチングガス供給源１９ｇ及びマスク用ガス供給源１９ｈは、ガスライン２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆ、２０ｇ及びガスライン２０ｈを介して、第２のガス導入部１４ｂに接続されている。なお、ガス供給装置１８は、上記以外の図示しないガス供給源として、例えば処理容器１内をクリーニングするクリーニングガス供給源や、処理容器１内の雰囲気を置換する際に用いるパージガス供給源等を別に有していてもよい。また、第１のガス導入部１４ａ及び第２のガス導入部１４ｂの接続については、上述した態様に限定されることはなく、適宜接続先を変更してもよい。
　ここで、太陽電池の接合部６３の量子ドット構造を形成するためのガスについて説明する。まず、半導体原料ガスの詳細を説明する。半導体原料ガスとしては例えばシリコンを含有するガスが用いられる。一実施形態では、成膜原料（半導体原料ガス）である珪素化合物ガスとして、分子中に含まれる珪素原子の数が２以上である珪素化合物のガス、より具体的には式ＳｉｎＨ２ｎ＋２（ここで、ｎは２以上の数を意味する）で表される珪素化合物のガスを用いる。この珪素化合物は、珪素原子と水素原子とからなる化合物であることが好ましく、例えばジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）、トリシラン（Ｓｉ３Ｈ８）などを用いることができる。これらは２種以上を組み合わせて使用してもよい。
　また、半導体原料ガスとしては、珪素化合物ガスのほかに、不活性ガス、水素ガス、ドーパントガス等を用いることができる。不活性ガスと水素ガスは、処理容器１内で生成するプラズマを安定して形成させる機能を奏するプラズマ形成用のガスであるため、これらを成膜ガス中に混合することが好ましい。
　不活性ガスとしては、例えば希ガスを用いることができる。希ガスは、プラズマ励起用ガスとして安定したプラズマの生成に役立つものであり、例えばＡｒガス、Ｋｒガス、Ｘｅガス、Ｈｅガスなどを用いることができる。ドーパントガスとしては、ｎ型ポリシリコン膜を成膜する場合はＰＨ３、ＡｓＨ３等、ｐ型ポリシリコン膜を成膜する場合はＢ２Ｈ６等を例示できる。なお、Ａｒなどのプラズマ励起用の不活性ガスや水素ガスは任意のガスであり、必ずしも半導体原料ガスと同時に供給する必要はない。また、ドーパントガスも必要に応じて供給しなくてもよい。
　次に、絶縁体原料ガスの詳細を説明する。絶縁体としてＳｉＯ２を形成する場合には、シリコンを含有するガス及び酸化性ガスを用いる。具体的には、絶縁体原料ガスは、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）ガス、ＡｒガスおよびＯ２ガスを含む混合ガスである。なお、処理容器内に供給する希ガスとして、Ａｒガスの他、Ｘｅガス、Ｋｒガス等を供給してもよい。さらに、これら複数種類の希ガスを用いてもよい。また、酸化性ガスは、酸素の他に、酸素元素を含むガスとしてオゾンガスや一酸化炭素ガス等を用いてもよい。さらにこれら複数種類の酸化性ガスを用いてもよい。このとき処理容器内に供給される酸素原子の個数がＳｉ原子数との関係で所定値となるように決定する。絶縁体としてＳｉＣを形成する場合には、シリコン及び炭素を含有するガスを用いる。具体的には、絶縁体原料ガスは、ＴＥＯＳガス又はＳｉｎＨ２ｎ＋２で表される珪素化合物のガス、及び、ＣＨ４ガスが用いられる。なお、Ａｒなどのプラズマ励起用の不活性ガスや水素ガスを任意に導入してもよい。
　次に、マスク用ガスの詳細を説明する。このマスクは、エッチングにより量子ドットを形成する際に用いられるものである。絶縁体としてＳｉＯ２を形成する場合には、マスクの材料として例えばアモルファスカーボンが用いられ、絶縁体としてＳｉＣを形成する場合には、マスクの材料として例えばアモルファスカーボン又はＳｉＯ２が用いられる。アモルファスカーボンは、例えば、ＣｘＨｙ（ＣＨ４、Ｃ２Ｈ４、Ｃ２Ｈ２、Ｃ３Ｈ６、Ｃ３Ｈ８又はＣ４Ｈ６等）の原料を選択して成膜される。また、マスクをドット状にするために、自己組織化材料を利用して自己整合プロセスで形成する。自己組織化（ＤＳＡ：Directed　Self　Assembly）とは、材料の物性や組成をコントロールし、形成するパターンの位置、寸法、形状制御を行う方法である。例えば、タンパク質（例えばフェリチン）が自立的に規則配列することが知られている。このため、ＳｉＯ２やアモルファスカーボンからなるマスクをドット状にするためのマスクとして、フェリチンと金属（例えばＦｅ）が含有された材料を用いてもよい。
　次に、エッチングガスの詳細を説明する。アモルファスカーボンをプラズマエッチングしてドット状のマスクを形成する場合には、Ｏ２等が用いられる。また、ＳｉＯ２をプラズマエッチングする場合には、エッチングガスとして、ＨＢｒ／Ｃ４Ｆ８／Ａｒ混合ガスが用いられる。
　上述したガスの供給は、ガス供給装置１８により制御される。なお、図中では、不活性ガス及び水素ガスは、ガス供給装置１８の不活性ガス供給源１９ａ及び水素ガス供給源１９ｂから、ガスライン２０ａ，２０ｂを介してガスライン２０ｆに合流した後第１のガス導入部１４ａに至り、第１のガス導入部１４ａから処理容器１内に導入される。一方、珪素化合物ガス、ドーパントガス、水素ガス、酸素ガス、エッチングガス及びマスク用ガスは、珪素化合物ガス供給源１９ｃ、ドーパントガス供給源１９ｄ、水素ガス供給源１９ｅ、酸素ガス供給源１９ｆ、エッチングガス供給源１９ｇ及びマスク用ガス供給源１９ｈから、それぞれガスライン２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆ、２０ｇ、２０ｈを介してガスライン２０ｘに合流した後、第２のガス導入部１４ｂに至り、第２のガス導入部１４ｂから処理容器１内に導入される。各ガス供給源に接続する各々のガスライン２０ａ～２０ｈには、マスフローコントローラ２１ａ～２１ｈおよびその前後の開閉バルブ２２ａ～２２ｈが設けられている。このようなガス供給装置１８の構成により、供給されるガスの切替えや流量等の制御が出来るようになっている。
　排気装置２４は、ターボ分子ポンプなどの高速真空ポンプを備えている。前記のように、排気装置２４は、排気管１２を介して処理容器１の排気室１１に接続されている。この排気装置２４を作動させることにより、処理容器１内のガスは、排気室１１内の空間１１ａへ均一に流れ、さらに空間１１ａから排気管１２を介して外部へ排気される。これにより、処理容器１内を、例えば０．１３３Ｐａまで高速に減圧することが可能となっている。
　次に、マイクロ波導入装置２７の構成について説明する。マイクロ波導入装置２７は、主要な構成として、透過板（誘電体窓）２８、平面アンテナ３１、遅波材３３、カバー部材３４、導波管３７およびマイクロ波発生器３９を備えている。マイクロ波導入装置２７は、処理容器１内にマイクロ波を導入してプラズマを生成させるプラズマ生成手段である。
　誘電体部材としての透過板２８は、プレート１３において内周側に張り出した支持部１３ａ上に配備されている。すなわち、処理空間Ｓと平面アンテナ３１との間に設けられている。透過板２８は、マイクロ波を透過する誘電体、例えば石英やＡｌ２Ｏ３、ＡｌＮ等のセラミックスから構成されている。特にプラズマＣＶＤ装置として用いる場合、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ等のセラミックスが好ましい。この透過板２８と支持部１３ａとの間は、シール部材２９を介して気密にシールされている。したがって、処理容器１の上部の開口はプレート１３を介して透過板２８によって塞がれ、処理容器１内が気密に保持される。
　平面アンテナ３１は、透過板２８の上方において、載置台２と対向するように設けられている。平面アンテナ３１は、円板状をなしている。なお、平面アンテナ３１の形状は、円板状に限らず、例えば四角板状でもよい。この平面アンテナ３１は、プレート１３の上端に係止されている。
　平面アンテナ３１は、例えば表面が金または銀メッキされた銅板、ニッケル板、ＳＵＳ板またはアルミニウム板から構成されている。平面アンテナ３１は、マイクロ波を放射する多数のスロット状のマイクロ波放射孔３２を有している。マイクロ波放射孔３２は、所定のパターンで平面アンテナ３１を貫通して形成されている。
　個々のマイクロ波放射孔３２は、例えば図４に示すように、細長い長方形状（スロット状）をなし、隣接する２つのマイクロ波放射孔が対をなしている。そして、典型的には隣接するマイクロ波放射孔３２が「Ｌ」字状に配置されている。また、このように所定の形状（例えばＬ字状）に組み合わせて配置されたマイクロ波放射孔３２は、さらに全体として同心円状に配置されている。
　マイクロ波放射孔３２の長さや配列間隔は、マイクロ波の波長（λｇ）に応じて決定される。例えば、マイクロ波放射孔３２の間隔は、λｇ／４からλｇとなるように配置される。図４においては、同心円状に形成された隣接するマイクロ波放射孔３２どうしの間隔をΔｒで示している。なお、マイクロ波放射孔３２の形状は、円形状、円弧状等の他の形状であってもよい。さらに、マイクロ波放射孔３２の配置形態は特に限定されず、同心円状のほか、例えば、螺旋状、放射状等に配置することもできる。
　平面アンテナ３１の上面には、真空よりも大きい誘電率、例えば石英、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、樹脂等を有する遅波材３３が設けられている。この遅波材３３は、真空中ではマイクロ波の波長が長くなることから、マイクロ波の波長を短くしてプラズマを調整する機能を有している。
　なお、平面アンテナ３１と透過板２８との間、また、遅波材３３と平面アンテナ３１との間は、それぞれ接触させても離間させてもよいが、接触させることが好ましい。
　プレート１３の上部には、これら平面アンテナ３１および遅波材３３を覆うように、カバー部材３４が設けられている。カバー部材３４は、例えばアルミニウムやステンレス鋼等の金属材料によって形成されている。プレート１３とカバー部材３４とは、シール部材３５によりシールされている。カバー部材３４の内部には、冷却水流路３４ａが形成されている。この冷却水流路３４ａに冷却水を通流させることにより、カバー部材３４、遅波材３３、平面アンテナ３１および透過板２８を冷却できるようになっている。なお、カバー部材３４は接地されている。
　カバー部材３４の上壁（天井部）の中央には、開口部３６が形成されており、この開口部３６には導波管３７が接続されている。導波管３７の他端側には、マッチング回路３８を介してマイクロ波を発生するマイクロ波発生器３９が接続されている。
　導波管３７は、上記カバー部材３４の開口部３６から上方へ延出する断面円形状の同軸導波管３７ａと、この同軸導波管３７ａの上端部に接続された水平方向に延びる矩形導波管３７ｂとを有している。
　同軸導波管３７ａの中心には内導体４１が延在している。この内導体４１は、その下端部において平面アンテナ３１の中心に接続固定されている。このような構造により、マイクロ波は、同軸導波管３７ａの内導体４１を介して平面アンテナ３１へ放射状に効率よく均一に伝播される。
　以上のような構成のマイクロ波導入装置２７により、マイクロ波発生器３９で発生したマイクロ波が導波管３７を介して平面アンテナ３１へ伝搬され、さらに透過板２８を介して処理容器１内に導入されるようになっている。なお、マイクロ波の周波数としては、例えば２．４５ＧＨｚが好ましく用いられ、他に、８．３５ＧＨｚ、１．９８ＧＨｚ等を用いることもできる。
　プラズマ処理装置１０１の各構成部は、制御部５０に接続されて制御される構成となっている。制御部５０は、コンピュータを有しており、例えば図５に示したように、ＣＰＵを備えたプロセスコントローラ５１と、このプロセスコントローラ５１に接続されたユーザーインターフェース５２および記憶部５３を備えている。プロセスコントローラ５１は、プラズマ処理装置１０１において、例えば温度、圧力、ガス流量、マイクロ波出力、バイアス印加用の高周波出力などのプロセス条件に関係する各構成部（例えば、ヒータ電源５ａ、高周波電源９、ガス供給装置１８、排気装置２４、マイクロ波発生器３９など）を統括して制御する制御手段である。
　ユーザーインターフェース５２は、工程管理者がプラズマ処理装置１０１を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、プラズマ処理装置１０１の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等を有している。また、記憶部５３には、プラズマ処理装置１０１で実行される各種処理をプロセスコントローラ５１の制御にて実現するための制御プログラム（ソフトウエア）や処理条件データ等が記録されたレシピが保存されている。
　そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース５２からの指示等にて任意のレシピを記憶部５３から呼び出してプロセスコントローラ５１に実行させることで、プロセスコントローラ５１の制御下、プラズマ処理装置１０１の処理容器１内で所望の処理が行われる。また、前記制御プログラムや処理条件データ等のレシピは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体、例えばＣＤ－ＲＯＭ、ハードディスク、フレキシブルディスク、フラッシュメモリ、ＤＶＤ、ブルーレイディスクなどに格納された状態のものを利用したり、あるいは、他の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させてオンラインで利用したりすることも可能である。
　なお、上述したプラズマ処理装置１０１は、成膜及びエッチングを同一装置で実行しているが、マスク形成やエッチング等については、図２に示す他のプロセスモジュールＰＭで実行してもよい。例えば、プロセスモジュールＰＭ２として、図６に示す平行平板型のプラズマエッチング装置を配置してエッチング処理を行ってもよい。図６に示すように、プラズマエッチング装置２１０は、下部２周波数の平行平板型（容量結合型）プラズマエッチング装置として構成されており、例えば表面がアルマイト処理（陽極酸化処理）されたアルミニウムからなる円筒形の処理容器２１１を有している。処理容器２１１は、接地されている。
　処理容器２１１内には、被処理体Ｗを載置する載置台２１２が設けられている。載置台２１２は、たとえばアルミニウムからなり、絶縁性の筒状保持部２１４を介して処理容器２１１の底から鉛直上方に延びる筒状支持部２１６に支持されている。載置台２１２の上面であって静電チャック２４０の周縁部には、エッチングの面内均一性を高めるために、例えばシリコンから構成されたフォーカスリング２１８が配置されている。
　処理容器２１１の側壁と筒状支持部２１６との間には排気路２２０が形成されている。排気路２２０には環状のバッフル板２２２が取り付けられている。排気路２２０の底部には排気口２２４が設けられ、排気管２２６を介して排気装置２２８に接続されている。排気装置２２８は図示しない真空ポンプを有しており、処理容器２１１内の処理空間を所定の真空度まで減圧する。処理容器２１１の側壁には、被処理体Ｗの搬入出口を開閉する搬送用のゲートバルブ２３０が取り付けられている。
　載置台２１２には、プラズマ生成用の第１高周波電源２３１及びプラズマ中のイオン引き込み用（バイアス用）の第２高周波電源２３２が整合器２３３及び整合器２３４を介してそれぞれ電気的に接続されている。
　第１高周波電源２３１は、処理容器２１１内にてプラズマを生成するために適した周波数、例えば２７ＭＨｚ～６０ＭＨｚの第１高周波電力を載置台２１２に印加する。第２高周波電源２３２は、載置台２１２上の被処理体Ｗにプラズマ中のイオンを引き込むのに適した低めの周波数、例えば３８０ＫＨｚ～１ＭＨｚの第２高周波電力を載置台２１２に印加する。このようにして載置台２１２は下部電極としても機能する。処理容器２１１の天井部には、後述するシャワーヘッド２３８が接地電位の上部電極として設けられている。これにより、第１高周波電源２３１からの高周波電力は載置台２１２とシャワーヘッド２３８との間に容量的に印加される。
　載置台２１２の上面には被処理体Ｗを静電吸着力で保持するための静電チャック２４０が設けられている。静電チャック２４０は導電膜からなる電極２４０ａを一対の膜の間に挟み込んだものである。電極２４０ａには直流電圧源２４２がスイッチ２４３を介して電気的に接続されている。静電チャック２４０は、直流電圧源２４２からの電圧により、クーロン力で被処理体Ｗを静電チャック２４０上に吸着保持する。
　伝熱ガス供給源２５２は、Ｈｅガス等の伝熱ガスをガス供給ライン２５４に通して静電チャック２４０の上面と被処理体Ｗの裏面との間に供給する。
　天井部のシャワーヘッド２３８は、多数のガス通気孔２５６ａを有する電極板２５６と、この電極板２５６を着脱可能に支持する電極支持体２５８とを有する。ガス供給源２６２は、ガス供給配管２６４を介してガス導入口２６０ａからシャワーヘッド２３８内にガスを供給し、多数のガス通気孔２５６ａから処理容器２１１内に導入される。
　処理容器２１１の周囲には、環状または同心円状に延在する磁石２６６が配置され、磁力により処理容器２１１内のプラズマ生成空間にプラズマを閉じ込めるように機能する。
　載置台２１２の内部には冷媒管２７０が設けられている。この冷媒管２７０には、チラーユニット２７１から配管２７２，２７３を介して所定温度の冷媒が循環供給される。また、静電チャック２４０の下側にはヒータ２７５が設けられている。ヒータ２７５には交流電源２４４から所望の交流電圧が印加される。かかる構成によれば、チラーユニット２７１による冷却とヒータ２７５による加熱によって被処理体Ｗを所望の温度に調整することができる。また、これらの温度制御は、制御装置２８０からの指令に基づき行われる。
　制御装置２８０は、プラズマエッチング装置２１０に取り付けられた各部、たとえば排気装置２２８、交流電源２４４、直流電圧源２４２、静電チャック用のスイッチ２４３、第１高周波電源２３１、第２高周波電源２３２、整合器２３３，２３４、伝熱ガス供給源２５２、ガス供給源２６２及びチラーユニット２７１を制御する。なお、制御装置２８０は、図示しないホストコンピュータとも接続されている。
　制御装置２８０は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ），ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）を有し、ＣＰＵは、図示しない記憶部に格納された各種レシピに従ってプラズマ処理を実行する。レシピが格納される記憶部は、例えば半導体メモリ、磁気ディスク、または光学ディスクなどを用いてＲＡＭ、ＲＯＭとして実現されうる。レシピは、記憶媒体に格納して提供され、図示しないドライバを介して記憶部に読み込まれるものであってもよく、また、図示しないネットワークからダウンロードされて記憶部に格納されるものであってもよい。また、上記各部の機能を実現するために、ＣＰＵに代えてＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）が用いられてもよい。なお、制御装置２８０の機能は、ソフトウエアを用いて動作することにより実現されてもよく、ハードウエアを用いて動作することにより実現されてもよし、ソフトウエアとハードウエアの両方を用いて実現されてもよい。
　上記プラズマエッチング装置２１０において、エッチングを行なう際には、先ずゲートバルブ２３０を開口し、例えば、図２に示す搬送ロボットＲｂ２上に保持された被処理体Ｗを処理容器２１１内に搬入する。被処理体Ｗは、図示しないプッシャーピンにより保持され、プッシャーピンが降下することにより静電チャック２４０上に載置される。被処理体Ｗを搬入後、ゲートバルブ２３０が閉じられ、ガス供給源２６２からエッチングガスを所定の流量および流量比で処理容器２１１内に導入し、排気装置２２８により処理容器２１１内の圧力を設定値に減圧する。さらに、第２高周波電源２３２からバイアス用、第１高周波電源２３１からプラズマ生成用の所定のパワーの高周波電力を載置台２１２に供給する。また、直流電圧源２４２から電圧を静電チャック２４０の電極２４０ａに印加して、被処理体Ｗを静電チャック２４０上に固定し、伝熱ガス供給源２５２から静電チャック２４０の上面と被処理体Ｗの裏面との間に伝熱ガスとしてＨｅガスを供給する。シャワーヘッド２３８からシャワー状に導入されたエッチングガスは、第１高周波電源２３１からの高周波電力によりプラズマ化され、これにより、上部電極（シャワーヘッド２３８）と下部電極（載置台２１２）との間のプラズマ生成空間にてプラズマが生成され、プラズマによって被処理体Ｗの主面がエッチングされる。また、第２高周波電源２３２からの高周波電力により被処理体Ｗに向かってプラズマ中のイオンを引き込むことができる。
　プラズマエッチング終了後、被処理体Ｗがプッシャーピンにより持ち上げられ保持され、ゲートバルブ２３０を開口する。そして、例えば、図２に示す搬送ロボットＲｂ２が処理容器２１１内に搬入されるとともに、プッシャーピンが下げられ被処理体Ｗが搬送ロボットＲｂ２上に保持される。次いで、搬送ロボットＲｂ２が処理容器２１１の外へ出ることにより、被処理体Ｗの搬出が完了する。
　以下、上述したプラズマ処理装置１０１を用いた太陽電池の製造方法の一実施形態について説明する。図７は、一実施形態に係る製造方法を示すフロー図である。図７に示す制御処理は、制御部５０の記憶部５３にレシピとして保存されている。そして、プロセスコントローラ５１がそのレシピを読み出してプラズマ処理装置１０１の各構成部例えばガス供給装置１８、排気装置２４、マイクロ波発生器３９、ヒータ電源５ａ、高周波電源９などへ制御信号を送出することにより実行される。
　なお、図７では図１に示す太陽電池の接合部６３の作成フローを詳細に示すものであり、他の構成要素の作成方法については省略している。すなわち、図７では、被処理体Ｗとして、基板６５上に下部半導体層６４が積層されたものが用いられる。また、一例として、量子ドット６３ａの材料としてポリシリコンを用い、母体６３ｂの材料としてシリコン酸化膜を用いた場合を説明する。また、一例としてエッチング処理についてはプラズマ処理装置１０１では実施せず、図６に示すプラズマエッチング装置２１０にて実施するものとする。また、必要に応じて図８及び図９を参照して説明する。図８及び図９では、下部半導体層６４が省略されている。
　最初に、図７に示すように、シリコン酸化膜を下部半導体層６４上に形成する（工程Ｓ１０：絶縁体膜形成ステップ）。まず、ゲートバルブ１７を開にして搬入出口１６から被処理体Ｗを処理容器１内に搬入し、載置台２上に載置する。次に、処理容器１内を減圧排気しながら、プラズマ励起用のマイクロ波をマイクロ波発生器３９により発生させ、処理容器１内にマイクロ波を導入し、処理容器１内にマイクロ波プラズマを生成する。ここで、マイクロ波パワーとしては、例えば、３．５ｋＷが選択される。そして、被処理体ＷにプラズマＣＶＤ処理を行い、絶縁体膜６３Ｂを構成するシリコン酸化膜を形成する（図８の（Ａ）参照）。すなわち、ガス供給装置１８によって、シリコン化合物ガスとしてのＴＥＯＳガス、酸化性ガスとしての酸素ガスおよび希ガスとしてのアルゴンガスを処理容器１内に供給し、被処理体Ｗの表面温度を４００℃以下（例えば２２０℃）として、被処理体Ｗにシリコン酸化膜を形成する。ＴＥＯＳガスとＯ２ガスの有効流量比（Ｏ２ガス／ＴＥＯＳガス）は、５．０以上１０．０以下であり、Ａｒガスの分圧比は、７５％以上である。具体的な流量比率としては、ＴＥＯＳガスの流量を２０ｓｃｃｍ、Ａｒガスの流量を３９０ｓｃｃｍ、Ｏ２ガスの流量を１１０ｓｃｃｍとする。この場合、ＴＥＯＳガスとＯ２ガスの有効流量比は、５．５であり、アルゴンガスの分圧比は、７５％である。なお、マイクロ波プラズマを生成する工程と、反応ガスを供給する工程とは、逆であってもよいし、同時であってもよい。すなわち、生成したマイクロ波プラズマにより反応ガスを用いて被処理体Ｗを処理する段階において、被処理体Ｗの表面温度を上記した所定の温度とすればよい。
　なお、必要に応じて、シリコン酸化膜を形成した後、形成したシリコン酸化膜に対して、プラズマ処理を行ってもよい（酸化ステップ）。すなわち、シリコン酸化膜の成膜方法は、シリコン酸化膜を形成する工程の後に、形成したシリコン酸化膜のプラズマ処理を行う工程を含んでもよい。具体的には、上記した方法によりシリコン酸化膜を形成した後、引き続いて被処理体Ｗの表面温度を２２０℃に維持したまま、ＴＥＯＳガスの供給を停止する。ここで、処理容器１内に供給するアルゴンガスの流量を上げる。そして、形成されたシリコン酸化膜のプラズマ処理を行う。具体的には、アルゴンガスの流量を３９０ｓｃｃｍから３５００ｓｃｃｍとし、酸素ガスの流量については、そのまま１１０ｓｃｃｍとしてプラズマ処理を行う。すなわち、供給するアルゴンガスの流量を、シリコン酸化膜を形成する工程において供給するアルゴンガスの流量よりも多くしてプラズマ処理を行う。この場合、アルゴンガスの分圧比は、９７％である。そして、形成したシリコン酸化膜に対して、プラズマ処理を行う。ここで、プラズマ処理において、ラジカルによる酸化処理が行われる。この場合、シリコン酸化膜を形成する工程およびプラズマ処理を行う工程は、同じ処理容器内において行う。このようにして、シリコン酸化膜の成膜を行なう。
　また、必要に応じて、プラズマＣＶＤ処理を行なっている間、載置台２の電極７に高周波電源９から所定の周波数および大きさの高周波電力を供給し、高周波バイアス電圧（以下、単に「ＲＦバイアス」と記すことがある）を被処理体Ｗに印加することもできる。プラズマ処理装置１０１では、プラズマの電子温度を低く維持できるので、ＲＦバイアスを印加しても膜へのダメージが少ない。また、適切な範囲でのＲＦバイアスの印加は、被処理体Ｗへ向けてプラズマ中のＳｉイオン等を引き込むことができるため、結晶化度を高め膜質を向上させるとともに、成膜レートをより一層向上させることができる。この場合、高周波電源９から供給される高周波電力の周波数は、例えば４００ｋＨｚ以上６０ＭＨｚ以下の範囲内が好ましく、４５０ｋＨｚ以上２０ＭＨｚ以下の範囲内がより好ましい。高周波電力は、被処理体Ｗの面積当たりの出力密度として例えば０．０１２Ｗ／ｃｍ２以上０．５８５Ｗ／ｃｍ２以下の範囲内で印加することが好ましく、０．０１２Ｗ／ｃｍ２以上０．２３４Ｗ／ｃｍ２以下の範囲内で印加することがより好ましい。また、高周波電力は１０Ｗ以上５００Ｗ以下の範囲内が好ましく、より好ましくは１０Ｗ以上２００Ｗ以下の範囲内から、上記出力密度になるように電極７に供給してＲＦバイアスを印加することができる。
　次に、ポリシリコン膜をシリコン酸化膜上に形成する（工程Ｓ１２：半導体膜形成ステップ）。工程Ｓ１０と同様に、処理容器１内にマイクロ波プラズマを生成した状態で、ガス供給装置１８により、珪素化合物ガス、水素ガス及び／又は不活性ガス並びに必要によりドーパントガスを所定の流量でそれぞれ第１のガス導入部１４ａ及び第２のガス導入部１４ｂを介して処理容器１内に導入する。そして、処理容器１内を所定の圧力に調節する。そして、プラズマＣＶＤ処理を行い、絶縁体膜６３Ｂ上に、半導体膜６３Ａを構成するシリコン膜を形成する（図８の（Ａ）参照）。
　ここで、プラズマＣＶＤ処理の条件（処理圧力、成膜ガス流量、成膜温度）について説明する。処理圧力は、０．１Ｐａ以上１０．６Ｐａ以下の範囲内が好ましく、０．１Ｐａ以上５．３Ｐａ以下の範囲内がより好ましい。処理圧力は低いほどよく、上記範囲の下限値０．１Ｐａは、装置上の制約（高真空度の限界）に基づき設定した値である。処理圧力が１０．６Ｐａを超えない範囲で実施することで、ポリシリコンの結晶化度を低下させることなく形成することができる。
　また、合計の成膜ガス流量に対して、Ｓｉ２Ｈ６ガスなどの珪素化合物ガスの体積流量比率（珪素化合物ガス／合計成膜ガス流量の百分率）を０．５％以上１０％以下とすることが好ましく、１％以上５％以下とすることがより好ましく、１．２５％以上２．５％以下とすることが望ましい。珪素化合物ガスの体積流量比率が０．５％以下では十分な成膜レートが得られず、１０％を超えると膜質が低下するおそれがある。なお、珪素化合物ガスの流量は、１ｍＬ／ｍｉｎ（ｓｃｃｍ）以上１００ｍＬ／ｍｉｎ（ｓｃｃｍ）以下、好ましくは１ｍＬ／ｍｉｎ（ｓｃｃｍ）以上２０ｍＬ／ｍｉｎ（ｓｃｃｍ）以下の範囲内から上記流量比率になるように設定することができる。
　また、成膜ガス中には、珪素化合物ガスとともに、水素を含むことが好ましい。水素は、結晶性珪素膜中の欠陥に入り込むことにより、結晶を修復させる作用がある。したがって、成膜ガス中に水素を添加することにより、結晶性珪素膜の結晶性を高め、膜質を向上させることができる。合計の成膜ガス流量に対して、水素ガスの体積流量比率（Ｈ２ガス／合計成膜ガス流量の百分率）を９０％以上９９．５％以下とすることが好ましく、９５％以上９９％以下とすることがより好ましく、９７．５％以上９８．７５％以下とすることが望ましい。なお、水素ガスの流量は、１０ｍＬ／ｍｉｎ（ｓｃｃｍ）以上１０００ｍＬ／ｍｉｎ（ｓｃｃｍ）以下、好ましくは５０ｍＬ／ｍｉｎ（ｓｃｃｍ）以上５００ｍＬ／ｍｉｎ（ｓｃｃｍ）以下の範囲内から上記流量比率になるように設定することができる。
　また、プラズマを安定して生成させるために、上記珪素化合物ガス及び水素ガスとともに、Ａｒなどの不活性ガスを添加することが好ましい。この場合、合計の成膜ガス流量に対して、不活性ガスの体積流量比率（例えばＡｒガス／合計成膜ガス流量の百分率）を１％以上１０％以下とすることが好ましく、１％以上５％以下とすることがより好ましい。なお、不活性ガスの流量は、２ｍＬ／ｍｉｎ（ｓｃｃｍ）以上１００ｍＬ／ｍｉｎ（ｓｃｃｍ）以下、好ましくは２ｍＬ／ｍｉｎ（ｓｃｃｍ）以上５０ｍＬ／ｍｉｎ（ｓｃｃｍ）以下の範囲内から上記流量比率になるように設定することができる。
　なお、水素ガスに替えて不活性ガスを用いる場合（つまり、珪素化合物と不活性ガスを用いる場合）は、不活性ガスの流量は、例えば１００ｍＬ／ｍｉｎ（ｓｃｃｍ）以上１５００ｍＬ／ｍｉｎ（ｓｃｃｍ）以下とすることが好ましい。また、載置台２の温度は、４００℃以下の範囲内に設定すればよい。
　次に、マイクロ波発生器３９で発生させた所定周波数例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を、マッチング回路３８を介して導波管３７に導く。導波管３７に導かれたマイクロ波は、矩形導波管３７ｂおよび同軸導波管３７ａを順次通過し、内導体４１を介して平面アンテナ３１に供給される。つまり、マイクロ波は、同軸導波管３７ａ内を平面アンテナ３１に向けて伝搬していく。そして、マイクロ波は、平面アンテナ３１のスロット状のマイクロ波放射孔３２から透過板２８を介して処理容器１内における被処理体Ｗの上方空間に放射させられる。この際、マイクロ波出力を大きくするほど、成膜されるポリシリコン膜の結晶化度を高めることができるため、マイクロ波出力は、被処理体Ｗの面積あたりの出力密度として０．２５～２．５６Ｗ／ｃｍ２の範囲内とすることが好ましく、マイクロ波出力は、例えば５００Ｗ～５０００Ｗの範囲内から目的に応じて上記範囲内の出力密度になるように選択することができる。なお、マイクロ波出力の上限である５０００Ｗは装置上の制約により設定した値であり、可能であれば前記上限値を超えるマイクロ波出力を供給することができる。
　平面アンテナ３１から透過板２８を経て処理容器１に放射されたマイクロ波により、処理容器１内で電磁界が形成され、珪素化合物ガス、水素ガス及び／又は不活性ガス、さらにドーパントガス（添加する場合）が、それぞれプラズマ化する。そして、プラズマ中で原料ガスの解離が効率的に進み、ＳｉｐＨｑ、ＳｉＨｑ（ここで、ｐ、ｑは任意の数を意味する。以下同様である。）などの活性種の反応によって、ポリシリコン膜が堆積される。
　また、工程Ｓ１０と同様に、必要に応じて、プラズマＣＶＤ処理を行なっている間、載置台２の電極７に高周波電源９から所定の周波数および大きさの高周波電力を供給し、ＲＦバイアス電圧を被処理体Ｗに印加することもできる。プラズマ処理装置１０１では、プラズマの電子温度を低く維持できるので、ＲＦバイアスを印加しても膜へのダメージが少ない。また、適切な範囲でのＲＦバイアスの印加は、被処理体Ｗへ向けてプラズマ中のＳｉイオンを引き込むことができるため、結晶化度を高めポリシリコン膜の膜質を向上させるとともに、成膜レートをより一層向上させることができる。この場合、高周波電源９から供給される高周波電力の周波数は、例えば４００ｋＨｚ以上６０ＭＨｚ以下の範囲内が好ましく、４５０ｋＨｚ以上２０ＭＨｚ以下の範囲内がより好ましい。高周波電力は、被処理体Ｗの面積当たりの出力密度として例えば０．０１２Ｗ／ｃｍ２以上０．５８５Ｗ／ｃｍ２以下の範囲内で印加することが好ましく、０．０１２Ｗ／ｃｍ２以上０．２３４Ｗ／ｃｍ２以下の範囲内で印加することがより好ましい。また、高周波電力は１０Ｗ以上５００Ｗ以下の範囲内が好ましく、より好ましくは１０Ｗ以上２００Ｗ以下の範囲内から、上記出力密度になるように電極７に供給してＲＦバイアスを印加することができる。
　次に、制御部５０は、絶縁体膜６３Ｂ及び半導体膜６３Ａが所定の目標周期だけ繰り返し積層されているかを判定する（工程Ｓ１４：積層体形成ステップ）。目標周期に到達していない場合には、Ｓ１０及びＳ１２の工程を繰り返し実行する。これにより、Ｓ１０及びＳ１２の工程が所定の回数繰り返され、絶縁体膜６３Ｂ及び半導体膜６３Ａが所定の目標周期だけ積層された多層膜からなる積層体を得る（図８の（Ａ）参照）。
　工程Ｓ１４において、目標周期に到達したと判定した場合には、マスク形成工程に移行する（工程Ｓ１６：マスク形成ステップ）。この工程では、最初に、マスクとなる膜を成膜する。例えば、ＣｘＨｙの原料ガスを用いてアモルファスカーボン膜７３を積層体の上面に堆積させる（図８の（Ｂ）参照）。そして、アモルファスカーボン膜７３をエッチングしてマスクを形成する。すなわち、アモルファスカーボン膜７３をエッチングするために、マスクとして材料７４をアモルファスカーボン膜７３上に配置する（図８の（Ｃ）参照）。材料７４は、Ｆｅ金属又はＦｅ化合物がフェリチンの内部に含まれているナノ粒子７４である。このフェリチンの周囲には、特定の材料を認識するペプチドがさらに付与されている。このため、フェリチンは、規則的（例えば格子状）にアモルファスカーボン膜７３上に整列する。次に、加熱することでタンパク質を除去する（図８の（Ｄ）参照）。これにより、Ｆｅ金属粒子のドットのパターンがアモルファスカーボン膜７３上に形成される。その後、Ｏ２ガスによるプラズマエッチングにより、アモルファスカーボン膜７３がドット状にエッチングされる（図９の（Ｅ）参照）。その後、Ｆｅ金属粒子は例えばＨＣｌを用いたドライエッチング等により除去される（図９の（Ｆ）参照）。このようにして、アモルファスカーボンからなる複数のドット状のマスクが形成される。
　次に、エッチング工程を行う（工程Ｓ１８：エッチングステップ）。エッチングは、例えば、図６に示す平行平板型のプラズマエッチング装置を用いて、以下の条件で行われる。圧力は、５０ｍＴｏｒｒ（６．６６６１Ｐａ）であり、第１高周波電力／第２高周波電力は、２０００／４５００Ｗ（２８３．１／６３６．９Ｗ／ｃｍ２）であり、第１高周波電力及び第２高周波電力は下部電極に重畳されて印加される。ガス種及びガス流量は、ＨＢｒ／Ｃ４Ｆ８／Ａｒ＝４９６／３０／１００ｓｃｃｍである。Ｃ４Ｆ８ガスは、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）をプラズマエッチングするために必要なエッチングガスである。シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）をプラズマエッチングするためのエッチングガスは、Ｃ４Ｆ８ガスに限られず、ＣＦ系ガスであればよい。ＨＢｒガスは、ポリシリコン膜をプラズマエッチングするために必要なエッチングガスである。なお、ポリシリコン膜をプラズマエッチングするためのエッチングガスは、臭化水素ＨＢｒガス等の臭素含有ガスに限られず、塩素含有ガス、ヨウ素含有ガスの少なくともいずれかからなるガスであればよい。なお、Ａｒガスは、供給する混合ガス中に含まれていなくてもよい。このエッチング工程を実行することで、ポリシリコンとシリコン酸化物とが交互に積層された鉛直方向に延びるワイヤーが形成される（図９の（Ｇ）参照）。
　次に、埋込工程を行う（工程Ｓ２０：埋込ステップ）。工程Ｓ２０では、工程Ｓ１８でのエッチングにより形成された溝部にシリコン酸化物を堆積させて溝部７６を埋める。シリコン酸化物の成膜条件は、工程Ｓ１０と同一である。なお、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ　Ｌａｙｅｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）でシリコン酸化膜を堆積してもよい。これにより、母体６３ｂの内部に規則的に配列された量子ドット６３ａが形成される（図９の（Ｈ）参照）。
　以上で図７に示す制御処理を終了する。図７に示す制御処理を実行することにより、太陽電池の量子ドットアレイを形成する際の成膜ステップ（絶縁体膜形成ステップ、半導体膜形成ステップ及び埋込ステップ）をマイクロ波により励起されたプラズマを用い、被処理体Ｗの表面温度を４００℃以下に保った状態で成膜する。通常の熱ＣＶＤ等のプラズマ処理装置であれば、結晶性の良いシリコン膜の成膜に７５０℃以上の昇温が必要となるが、マイクロ波を用いることにより、４００℃以下で絶縁体膜６３Ｂと半導体膜６３Ａとを交互に積層して結晶性の良い積層体を形成することが実現できる。これは、マイクロ波により低電子温度のプラズマが励起されて、当該プラズマにより原料ガスに含まれるシリコンが活性化され、従って、高いイオンエネルギーによる成長阻害を低減して、ポリシリコンやシリコン酸化物を成長させることができるからである。このため、製造時において要求される温度条件をガラス基板が耐えうる温度まで緩和して、低コスト・大面積での製造を容易とすることが可能となる。
　なお、上述した実施形態はプラズマ処理装置及び製造方法の一例を示すものであり、実施形態に係る装置及び方法を変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。
　例えば、上述した実施形態では、基板６５として、ガラス基板を例に説明したが、４００℃以下の熱に耐えうる耐熱性を有する基板であれば何でもよく、Ｓｉ基板、ＬＣＤ基板、セラミック基板等にも本発明を適用することができる。
　また、上述した実施形態では、１つのマイクロ波発生器を用いる場合を説明したが、周波数の異なる複数のマイクロ波発生器を備え、それぞれ異なるマイクロ波発生器を用いてプラズマ処理をしてもよい。
　また、上述した実施形態では、シリコン酸化膜形成工程後にポリシリコン形成工程を実行しているが、その順番は逆でもよい。また、上述した実施形態では、同一の処理容器１を用いて成膜処理及びエッチング処理を真空一貫で行う場合を説明したが、エッチング処理等を他の処理容器で行ってもよい。また、図８では目標周期を４周期とする例を説明したが、周期数は幾つであってもよい。また、例えば１周期ごとにエッチング工程及び埋込工程を行って太陽電池の接合部６３を形成してもよい。
　また、上述した実施形態では、工程Ｓ１６（マスク形成工程）において、自己組織化材料を利用した自己整合プロセスにてマスクを形成する例を説明したが、マスク形成工程は上述した方法に限らない。例えば、ナノスケールの凹凸パターンを形成した金型を用いて金型の凹凸パターンを樹脂へ転写する、いわゆるナノプリント技術によってエッチング用マスクを形成してもよい。具体的には、図２のプロセスモジュールＰＭ３としてマスク形成装置（図示せず）を配置し、該マスク形成装置によってマスク形成工程を実行してもよい。このマスク形成工程の一例を図１０に示す。図１０の（Ａ）に示すように、表面に複数の微細なドット形状をもつ金型８９の表面及び積層体の表面に、熱硬化型の樹脂８８をそれぞれ塗布し、金型と積層体を押し当てる。これにより、金型８９の表面形状の反転形状が樹脂８８へ転写される。この状態で、熱を加えて樹脂８８を硬化させる。その後、図１０の（Ｂ）に示すように、樹脂８８を積層体に接合させた状態で樹脂８８を金型からはく離させる。次に、図１０（Ｃ）に示すように、積層体上の樹脂８８のうち、金型形状によらない不要樹脂部分８８ａをＯ２ガスによるプラズマエッチングにより除去し、樹脂８８からなる複数のドット状のマスクを得る。このように、ナノプリント技術を用いた場合であっても、複数のドット状のマスクを図８の（Ｆ）と同様に形成することができる。
　１…処理容器、２…載置台、３…支持部材、５…ヒータ、９…高周波電源、１２…排気管、１４…ガス導入部、１４ａ…第１のガス導入部、１４ｂ…第２のガス導入部、１６…搬入出口、１７…ゲートバルブ、１８…ガス供給装置、１９ａ…不活性ガス供給源、１９ｂ…水素ガス供給源、１９ｃ…珪素化合物ガス（Ｓｉ化合物ガス）供給源、１９ｄ…ドーパントガス供給源、１９ｅ…水素ガス供給源、１９ｆ…酸素ガス供給源、１９ｇ…エッチングガス供給源、１９ｈ…マスク用ガス供給源、２４…排気装置、２７…マイクロ波導入装置、２８…透過板、２９…シール部材、３１…平面アンテナ、３２…マイクロ波放射孔、３７…導波管、３９…マイクロ波発生器、５０…制御部、１００…プラズマＣＶＤ装置、Ｗ…被処理体。

Claims (14)

  1. 　量子ドットアレイを有する太陽電池の製造方法であって、
    　処理空間を画成する処理容器と、被処理体を載置する載置台と、マイクロ波発生器と、前記マイクロ波発生器によって発生されるマイクロ波を放射するアンテナと、前記処理空間と前記アンテナとの間に設けられた誘電体窓と、ガスを供給するガス供給部と、を備えるプラズマ処理装置を用い、前記被処理体の表面温度を４００℃以下に保った状態で前記ガス供給部から絶縁体原料ガスを前記処理容器内へ供給し、マイクロ波により励起してプラズマを生成させ、前記被処理体の表面に絶縁体膜を積層する絶縁体膜形成ステップと、
    　前記プラズマ処理装置を用い、前記被処理体の表面温度を４００℃以下に保った状態で前記ガス供給部から半導体原料ガスを前記処理容器内へ供給し、マイクロ波により励起してプラズマを生成させ、前記絶縁体膜上に半導体膜を積層する半導体膜形成ステップと、
    　前記絶縁体膜形成ステップ及び前記半導体膜形成ステップを交互に所定の回数繰り返すことにより多層膜からなる積層体を形成する積層体形成ステップと、
    　前記積層体上に複数のドット状のマスクを形成するマスク形成ステップと、
    　前記マスクを用いて前記積層体をエッチングするエッチングステップと、
    　前記プラズマ処理装置を用い、前記被処理体の表面温度を４００℃以下に保った状態で前記ガス供給部から絶縁体原料ガスを前記処理容器内へ供給し、マイクロ波により励起してプラズマを生成させ、前記エッチングステップにより形成された溝部に絶縁体膜を堆積させる埋込ステップと、
    を備える太陽電池の製造方法。
  2. 　前記半導体原料ガスは、シリコンを含有するガスである請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
  3. 　前記絶縁体原料ガスは、シリコンを含有するガス及び酸化性ガスである請求項１又は２に記載の太陽電池の製造方法。
  4. 　前記絶縁体膜形成ステップの後に、前記被処理体の表面温度を４００℃以下に保った状態で前記ガス供給部から酸化性ガス及び不活性ガスを前記処理容器内へ供給し、マイクロ波により励起してプラズマを生成させ、前記絶縁体膜をプラズマ処理する酸化ステップを更に備える請求項３に記載の太陽電池の製造方法。
  5. 　前記積層体形成ステップでは、前記絶縁体膜形成ステップ、前記酸化ステップ及び前記半導体膜形成ステップを所定の回数繰り返すことにより前記積層体を形成する請求項４に記載の太陽電池の製造方法。
  6. 　前記絶縁体原料ガスは、シリコン及び炭素を含有するガスである請求項１又は２に記載の太陽電池の製造方法。
  7. 　前記絶縁体原料ガスは、さらに不活性ガスを含有するガスである請求項１～６の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
  8. 　前記プラズマ処理装置は、前記載置台にバイアス印加用の高周波電力を印加する高周波電源を更に備え、
    　前記絶縁体膜形成ステップ、前記半導体膜形成ステップ又は前記埋込ステップにおけるプラズマ処理時において前記載置台にバイアス印加用の高周波電力を印加する請求項１～７の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
  9. 　前記マスクは、自己組織化する材料を用いてドット状に形成される請求項１～８の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
  10. 　前記マスクは、タンパク質及び金属を含有する材料を用いて形成される請求項１～９の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
  11. 　前記マスクは、フェリチンを含有する材料を用いて形成される請求項１０に記載の太陽電池の製造方法。
  12. 　前記マスクは、ナノプリント技術を用いてドット状に形成される請求項１～８の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
  13. 　前記被処理体は、ガラス基板である請求項１～１２の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
  14. 　量子ドットアレイを有する太陽電池を製造するプラズマ処理装置であって、
    　処理空間を画成する処理容器と、
    　被処理体を載置する載置台と、
    　マイクロ波発生器と、
    　前記マイクロ波発生器によって発生されるマイクロ波を放射するアンテナと、
    　前記処理空間と前記アンテナとの間に設けられた誘電体窓と、
    　ガスを供給するガス供給部と、
    　制御部と、
    を備え、
    　前記制御部は、
    　前記被処理体の表面温度を４００℃以下に保った状態で、前記ガス供給部から絶縁体原料ガスを前記処理容器内へ供給し、マイクロ波により励起してプラズマを生成させ、前記被処理体の表面に絶縁体膜を積層し、さらに、前記ガス供給部から半導体原料ガスを前記処理容器内へ供給し、マイクロ波により励起してプラズマを生成させ、前記絶縁体膜上に半導体膜を積層し、前記絶縁体膜と前記半導体膜とが交互に積層された多層膜からなる積層体を形成し、
    　前記積層体上に形成された複数のドット状のマスクを用いて前記積層体をエッチングし、
    　前記被処理体の表面温度を４００℃以下に保った状態で前記ガス供給部から絶縁体原料ガスを前記処理容器内へ供給し、マイクロ波により励起してプラズマを生成させ、エッチングにより形成された溝部に絶縁体膜を堆積させる、
    プラズマ処理装置。
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