電子器件用結構體、等離子cvd裝置以及成膜方法

2023-07-24 09:42:21 2

電子器件用結構體、等離子cvd裝置以及成膜方法
【專利摘要】本發明的目的在於，提供將膜中不存在分界面而且膜質特性不單一的薄膜形成在基板上的技術。由氣體供給部(6A)從噴出口(615)向處理空間(V)的搬送方向上的上遊側供給第一材料氣體，並且由氣體供給部(6B)從噴出口(625)向處理空間(V)的搬送方向上的下遊側供給第二材料氣體。由此，在處理空間(V)的內部，在從上遊側到下遊側的整個區域，形成從充滿了第一材料氣體的空間向充滿了第二材料氣體的空間連續變化的環境。一邊在與該處理空間V相向的位置上搬送基板(9)，一邊對基板(9)進行等離子CVD處理。因此，形成在基板9的主面上的CVD膜(110)的成分在主面的指向外側的法線方向上從第一材料成分向第二材料成分連續變化。
【專利說明】電子器件用結構體、等離子CVD裝置以及成膜方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及等離子CVD (等離子化學氣相沉積)裝置、等離子CVD處理的成膜方法以及通過進行等離子CVD處理來得到的電子器件用結構體。

【背景技術】
[0002]在矽類太陽能電池的製造工藝等各種電子器件的製造工藝中，等離子工藝發揮很大的作用。例如在專利文獻I中記載有通過進行等離子CVD(plasma-enhanced chemicalvapor deposit1n:等離子增強體化學氣相沉積)來在基板上形成薄膜的裝置。
[0003]現有技術文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特開平11-214729號公報
[0006]更具體地說，在專利文獻I中記載了如下裝置，在該裝置中，在基板的搬送方向上配設有多個等離子源，利用上述多個等離子源對以對輥方式搬送的基板依次進行等離子CVD處理。結果，在基板上形成與上述多個等離子源相對應的多層薄膜。
[0007]但是，在基板上形成了多層薄膜的情況下，由於在各層之間形成分界面，產生因分界面的存在而引起的各種不良情況。例如，在太陽能電池中，希望不反射從外部照射來的光而將更多的光引入至器件內，但若在基板上的薄膜的各層之間存在分界面，則在該分界面上反射光，從而使弓I入器件內的光量減少。
[0008]作為不在薄膜上產生分界面的結構，可考慮在基板上形成單層薄膜，但此時產生因薄膜中的膜質單一(例如，折射率均勻的情況)而引起的各種不良情況。例如，在太陽能電池中，已知通過使基板上的薄膜中的折射率存在高低差來使膜中的各內部反射光產生相位差，由此可整體上減少內部反射來增加引入器件內的光量，但是在單層薄膜中無法得到該效果。


【發明內容】

[0009]本發明是鑑於上述問題而提出的，其目的在於，提供將膜中不存在分界面而且膜質特性不單一的薄膜形成在基板上的技術。
[0010]技術方案I所述的發明是一種電子器件用結構體，其特徵在於，具有:基板，CVD膜，通過等離子CVD法形成在所述基板的主面上；在遠離所述主面的法線方向上，所述CVD膜的成分從第一材料成分向第二材料成分連續變化。
[0011]技術方案2所述的發明是如技術方案I所述的電子器件用結構體，其特徵在於，所述第一材料成分和所述第二材料成分各自含有的多個成分要素的種類彼此相同，另一方面，該多個成分要素的含有比互不相同。
[0012]技術方案3所述的發明是如技術方案I所述的電子器件用結構體，其特徵在於，所述第一材料成分所包括的成分要素和所述第二材料成分所包括的成分要素互不相同。
[0013]技術方案4所述的發明是如技術方案I至3中任一項所述的電子器件用結構體，其特徵在於，所述基板為太陽能電池用的半導體基板，所述CVD膜為所述太陽能電池的保護膜。
[0014]技術方案5所述的發明是如技術方案4所述的電子器件用結構體，其特徵在於，所述CVD膜包括矽氮化膜。
[0015]技術方案6所述的發明是一種等離子CVD裝置，其特徵在於，具有:腔室，保持搬送部，在所述腔室內保持成為處理對象的基板，並沿搬送路徑搬送該基板，多個感應耦合式天線，排列在與所述搬送路徑相向地規定在所述腔室內的處理空間內，各自的卷繞數小於一周，第一氣體供給部，向所述處理空間中的所述搬送路徑的上遊部分供給第一材料氣體，第二氣體供給部，向所述處理空間中的所述搬送路徑的下遊部分，供給成分與所述第一材料氣體的成分不同的第二材料氣體；在從所述第一氣體供給部供給所述第一材料氣體、且從所述第二氣體供給部供給所述第二材料氣體，並且向所述多個感應耦合式天線供給高頻電力來產生等離子的狀態下，通過所述保持搬送部沿所述搬送路徑搬送所述基板；由此，在所述基板的主面上形成如下CVD膜，S卩，在遠離所述主面的法線方向上，成分從與所述第一材料氣體相對應的第一材料成分、向與所述第二材料氣體相對應的第二材料成分連續變化。
[0016]技術方案7所述的發明是如技術方案6所述的等離子CVD裝置，其特徵在於，具有:第一分隔構件，為與所述搬送路徑垂直的板狀體，沿所述搬送路徑配置在所述多個感應耦合式天線的上遊側，第二分隔構件，為與所述搬送路徑垂直的板狀體，沿所述搬送路徑配置在所述多個感應耦合式天線的下遊側；通過所述第一分隔構件以及第二分隔構件規定所述處理空間的搬送方向上的寬度。
[0017]技術方案8所述的發明是如技術方案6所述的等離子CVD裝置，其特徵在於，所述第一材料氣體和所述第二材料氣體的各自含有的多個成分要素的種類彼此相同，另一方面，該多個成分要素的含有比互不相同。
[0018]技術方案9所述的發明是如技術方案6所述的等離子CVD裝置，其特徵在於，所述第一材料氣體所包括的成分要素和所述第二材料氣體所包括的成分要素互不相同。
[0019]技術方案10所述的發明是如技術方案6至9中任一項所述的等離子CVD裝置，其特徵在於，所述基板為太陽能電池用的半導體基板，所述CVD膜為所述太陽能電池的保護膜。
[0020]技術方案11所述的發明是如技術方案10所述的等離子CVD裝置，其特徵在於，所述第一材料氣體和所述第二材料氣體中的至少一個含有矽烷以及氨，所述CVD膜包括矽氮化膜。
[0021]技術方案12所述的發明為一種成膜方法，在配置各自的卷繞數不滿一周的多個感應耦合式天線的處理空間內進行等離子處理，在沿搬送路徑被搬送的基板的主面上形成CVD膜，該成膜方法的特徵在於，包括:第一氣體供給工序，向所述處理空間中的所述搬送路徑的上遊部分供給第一材料氣體，第二氣體供給工序，向所述處理空間中的所述搬送路徑的下遊部分，供給成分與所述第一材料氣體的成分不同的第二材料氣體，等離子處理工序，向所述多個感應耦合式天線供給高頻電力來產生等離子，通過所述第一材料氣體和第二材料氣體的等離子分解，在所述基板上進行化學氣相沉積，搬送工序，沿所述搬送路徑搬送所述基板；在所述基板的主面上形成如下CVD膜，S卩，在遠離所述主面的法線方向上，成分從與所述第一材料氣體相對應的第一材料成分、向與所述第二材料氣體相對應的第二材料成分連續變化。
[0022]在技術方案I至5所述的結構體中，在基板的主面上形成在從該主面延伸的法線方向上成分從第一材料成分向第二材料成分連續變化的CVD膜。CVD膜中的材料成分的變化是連續的，因此不產生因分界面的存在而引起的各種不良情況(例如，因在分界面上產生反射而在太陽能電池中使引入至器件中的光量減少等)。另外，CVD膜中的材料成分連續變化，不產生因膜質單一而引起的各種不良情況(例如，由於薄膜中不存在折射率的高低差而在太陽能電池中使引入至器件內的光量減少等)。
[0023]技術方案6至11所述的等離子CVD裝置是用於獲得技術方案I至5所述的電子器件用結構體的特別優選的裝置。
[0024]技術方案12所述的成膜方法是用於獲得技術方案I至5所述的電子器件用結構體的特別優選的成膜方法。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是示意性示出了等離子處理裝置的概略結構的YZ側視圖。
[0026]圖2是示意性示出了等離子處理裝置的概略結構的XZ側視圖。
[0027]圖3是用於說明多個感應耦合式天線的排列關係的圖。
[0028]圖4A是結構體10的側視圖，圖4B是用於說明CVD膜110的折射率的圖。
[0029]圖5是示出了結構體10、10Y、10Z上的CVD膜的分光反射率的圖。
[0030]圖6是用於說明變形例的CVD膜110的折射率的圖。
[0031]其中，附圖標記說明如下:
[0032]1:處理腔室
[0033]2:保持搬送部
[0034]3:加熱部
[0035]4:等離子生成部
[0036]5Α、5Β:分隔構件
[0037]6Α?6C:氣體供給部
[0038]7:排氣部
[0039]8:控制部
[0040]9:基板
[0041]41:感應耦合式天線
[0042]44:高頻電源
[0043]90:搬送器
[0044]100:等離子處理裝置

【具體實施方式】
[0045]下面，一邊參照附圖，一邊說明實施方式。此外，下面的實施方式是對本發明進行了具體化的一個例子，並不是由於限定本發明的技術範圍的事例。另外，在附圖中，為了容易理解，存在將各部分的尺寸或數量誇大或簡化圖示的情況。
[0046]
[0047]圖1是示意性示出了等離子CVD裝置100的概略結構的YZ側視圖。圖2是從圖1的A-A截面觀察的剖視圖，是示意性示出了等離子CVD裝置100的概略結構的XZ側視圖。此外，在附圖中，為了明確方向關係，適宜標註了將Z軸作為鉛垂方向的軸並且將XY平面作為水平面的XYZ正交坐標軸。另外，為了防止圖示變得繁雜，在圖1中省略圖示了後述的氣體供給部6C。
[0048]等離子CVD 裝置 100 是通過等離子 CVD (plasma-enhanced chemical vapordeposit1n:等離子增強體化學氣相沉積)法來在作為覆膜對象物的基板9 (例如，太陽能電池用的半導體基板)上形成CVD膜(例如，保護膜)的裝置。
[0049]等離子CVD裝置100具有:處理腔室1，在內部形成有處理空間V ;保持搬送部2，保持基板9 (具體地說，配設在搬送器90上的基板9)來沿搬送方向(圖示+Y方向)搬送基板9 ;加熱部3,對正在搬送的基板9進行加熱；等尚子生成部4,向處理空間V內生成等離子；兩個分隔構件5A、5B，規定處理空間V的搬送方向上的寬度。
[0050]另外，等離子CVD裝置100具有:氣體供給部6A?6C，向處理空間V內供給氣體；排氣部7，從處理腔室I內排出氣體。另外，等離子CVD裝置100具有用於控制上述各構成要素的控制部8。
[0051]
[0052]處理腔室I是在內部具有處理空間V的中空構件。在此，處理空間V是用於利用後述感應耦合式天線41來執行等離子CVD處理的空間，在本實施方式中，在分隔構件5A、5B的區間內形成有一個處理空間V。
[0053]處理腔室I的頂板11配置為使其下表面111保持水平姿勢，從該下表面111開始朝向處理空間V突設有感應耦合式天線41及分隔構件5A、5B(均後述)。在處理腔室I的底板附近配置有加熱部3。在加熱部3的上側，規定有由保持搬送部2搬送基板9的搬送路徑(沿圖示Y方向的路徑)。另外，在處理腔室I的土Y側的側壁上，例如設置有利用閘閥開閉的搬入搬出口(省略圖示)。
[0054]〈保持搬送部2>
[0055]保持搬送部2將搬送器90保持為水平姿勢來經由形成在處理腔室I的搬入搬出口沿搬送路徑搬送。在搬送器90的上表面上配設有作為覆膜對象物的多個基板9 (在本實施方式中，在X方向和Y方向上配設有3X3的共計9個基板9)。另外，在位於搬送路徑的上方且位於與在搬送路徑上搬送的多個基板9相向的位置上，形成有用於進行等離子CVD處理的處理空間V。
[0056]具體地說，保持搬送部2包括:一對搬送輥21，隔著搬送路徑相向配置；驅動部(省略圖示)，以使一對搬送輥21同步旋轉的方式進行旋轉驅動。例如沿搬送路徑的延伸方向(圖示Y方向)設有多對搬送輥21。在該結構中，通過由各搬送輥21—邊與搬送器90的下表面抵接一邊進行旋轉，來沿搬送路徑搬送搬送器90。結果，使保持在搬送器90上的基板9，相對於具有感應耦合式天線41的處理空間V移動。
[0057]
[0058]加熱部3是對由保持搬送部2保持搬送的基板9進行加熱的構件，配置在保持搬送部2的下方(即，基板9的搬送路徑的下方)。加熱部3例如能夠由陶瓷加熱器構成。此夕卜，在等離子CVD裝置100中還可以設置由對由保持搬送部2保持的基板9等進行冷卻的機構。
[0059]
[0060]等離子生成部4向處理空間V內生成等離子。等離子生成部4具有多個(在本實施方式中為四個)作為感應耦合類型的高頻天線的感應耦合式天線41。具體地說，各感應耦合式天線41是將金屬製造的管狀導體彎曲成「U」字形狀之後覆蓋石英等電介質而成的。
[0061]多個感應耦合式天線41以沿規定的方向隔開間隔排列(優選地以等間隔排列)的方式固定在頂板11上。圖3是示出了本實施方式的多個感應耦合式天線41的排列的局部放大圖。如圖3所示，通過使連接各感應耦合式天線41的兩端部的線段L的中心點C配置在規定的假想軸K上，沿該假想軸K將多個感應耦合式天線41排成一列。其中，優選地，該假想軸K是沿與基板9的搬送方向(Y方向)交叉的方向(特別優選地，如圖示那樣與基板9的搬送方向垂直的方向(X方向))延伸的軸，並且優選地，該假想軸K是與處理腔室I的土Y側的側壁平行延伸的軸。
[0062]此外，在圖示的例子中舉例示出了連接感應耦合天線41的兩端部的線段L與假想軸K平行(即，多個感應耦合天線41中的各感應耦合天線41分別配置為與其排列方向平行的姿勢)的情況，但是線段L和假想軸K並非一定要平行。即，線段L和假想軸K所形成的角度也可以在O以上。例如，線段L和假想軸K也可以垂直。此時,各感應耦合天線41配置為與其排列方向垂直的姿勢。
[0063]另外，在圖示的例子中，沿假想軸K設置有四個感應耦合式天線41，但是沿假想軸K排列的感應耦合式天線41的數量並非一定是四個，能夠根據處理腔室I的尺寸等來適宜選擇數量。另外，可以將感應耦合式天線41排列成矩陣狀或者交錯狀。即，可以規定沿Y方向隔開間隔排列的多個假想軸K，並分別沿該多個假想軸K排列多個感應耦合式天線41。
[0064]各感應耦合式天線41的一端經由供電器42以及匹配箱43與高頻電源44相連。另外，各感應耦合式天線41的另一端接地。在該結構中，在從高頻電源44向各感應耦合式天線41供給高頻電流(具體地說，例如是13.56MHz的高頻電流)時，通過感應稱合式天線41周圍的電場(高頻感應電場)對電子進行加速，從而生成等離子(感應耦合等離子(Inductively Coupled Plasma:1CP))。
[0065]如上所述，感應耦合式天線41呈「U」字形狀。這樣的U字形狀的感應耦合式天線41相當於卷繞數小於一周的感應耦合天線，因而電感低於卷繞數在一圈以上的感應耦合天線的電感，因此，可降低在感應耦合式天線41的兩端產生的高頻電壓，從而可抑制因與所生成的等離子靜電耦合而引起的等離子電位的高頻擺動。因此，可減少在對地電位上因等離子電位擺動而引起的過大的電子損失，可將等離子電位抑制得特別低。此外，在日本專利第3836636號公報、日本專利第3836866號公報、日本專利第4451392號公報、日本專利第4852140號公報中公開了這樣的感應耦合式的高頻天線。
[0066]
[0067]分隔構件5A(第一分隔構件)是與搬送路徑垂直的板狀體，在比搬送方向上的四個感應耦合式天線41更靠近上遊側的位置，固定設置在頂板11的下方。分隔構件5B(第二分隔構件)是與搬送路徑垂直的板狀體，在比搬送方向上的四個感應耦合式天線41更靠近下遊側的位置，固定設置在頂板11的下方。
[0068]另外，分隔構件5A、5B的X方向寬度大於配置了四個感應耦合式天線41的X方向寬度，分隔構件5A、5B的Z方向寬度大於四個感應耦合式天線41配置的Z方向寬度。這樣，在觀察XZ平面時，利用所佔面積比四個感應耦合式天線41的所佔面積大的兩個分隔構件5A、5B來夾著四個感應耦合式天線41，因此進行等離子CVD處理的處理空間V的搬送方向(Y方向)上的寬度是分隔構件5A和分隔構件5B之間的區間。
[0069]
[0070]氣體供給部6A(第一氣體供給部)具有:第一材料氣體的供給源611 ;配管612，一端與供給源611相連，另一端與向處理空間V中的搬送方向的上遊側開放的多個噴出口615相連。另外，在配管612的路徑途中安裝有閥613 (圖1)。優選地，閥613為能夠自動調整配管612中流動的氣體流量的閥，具體地說，例如優選地包括質量流量控制器等。
[0071]在該結構中，當閥613處於打開狀態時，從供給源611供給的第一材料氣體，從多個噴出口 615向處理空間V中的搬送方向上的上遊側噴出。作為第一材料氣體，例如能夠利用將娃燒(SiH4)氣體和氨(NH3)氣體以第一材料成分混合而成的混合氣體。
[0072]氣體供給部6B (第二氣體供給部)具有:第二材料氣體的供給源621 ;配管622，一端與供給源621相連，另一端與向處理空間V中的搬送方向的下遊側開放的多個噴出口625相連。另外，在配管622的路徑途中安裝有閥623(圖1)。優選地，閥623為能夠自動調整配管622中流動的氣體流量的閥，具體地說，例如優選地包括質量流量控制器等。
[0073]在該結構中，當閥623處於打開狀態時，從供給源621供給的第二材料氣體，從多個噴出口 625向處理空間V中的搬送方向上的下遊側噴出。作為第二材料氣體，例如能夠利用將矽烷氣體和氨氣體以與第一材料成分的含有比例不同的第二材料成分混合而成的混合氣體。下面，說明與第二材料成分相比第一材料成分的矽烷氣體的含有率更高且氨氣的含有率更低的情況。
[0074]另外，如圖3所示，氣體供給部6A的多個噴出口 615(在本實施方式中為四個)與氣體供給部6B的多個噴出口 625 (在本實施方式中為四個)，以在Y方向上夾著多個感應耦合式天線41 (在本實施方式中為四個)的方式相向配置。
[0075]氣體供給部6C具有:非活性氣體(在本實施方式中為氮氣)的供給源631 ;配管632，一端與供給源631相連，另一端與位於處理空間V中的多個感應耦合式天線41的上方的多個噴出構件635相連。另外，在配管632的路徑途中安裝有閥633 (圖2)。優選地，閥633為能夠自動調整配管632中流動的氣體流量的閥,具體地說,例如優選地包括質量流量控制器等。
[0076]多個噴出構件635以隔開間隔排成一列的方式固定在處理腔室I的頂板11的下表面111上。具體地說，例如，多個噴出構件635分別配置在與感應耦合式天線41相對應的位置(例如，假想軸K上的「U」字形狀的感應耦合式天線41兩端部的正中間的位置(即，中心點C))上，以氣密的方式安裝在頂板11上。其中，各噴出構件635從下表面111突出的突出尺寸足夠小於感應耦合式天線41從下表面111突出的突出尺寸。
[0077]在該結構中，當閥633處於打開狀態時，從供給源631供給的氮氣，從各噴出構件635向各感應耦合式天線41噴出。結果，各感應耦合式天線41周邊的環境被氮氣充滿，因此即使在處理空間V中進行後述的等離子CVD處理，也能夠防止在各感應耦合式天線41上形成CVD膜。
[0078]如上所述，在本實施方式中，說明了從氣體供給部6A及氣體供給部6B供給矽烷氣體和氨氣的混合氣體並且從氣體供給部6C供給氮氣的方式，但是能夠根據應在基板9上形成的薄膜的種類以及處理條件(處理空間V的溫度、壓力等)，來適宜選擇從氣體供給部6A?6C分別噴出何種氣體並且以多少流量噴出。閥613、623、633分別與控制部8電連接。因此，控制部8基於操作者所指定的值等來控制上述各部，由此將操作者所希望的種類的氣體，從操作者所希望的噴出口 615、噴出口 625及噴出構件635，以操作者所希望的流量導入處理空間V中。
[0079]〈排氣部7>
[0080]排氣部7為高真空排氣系統，具體地說，例如具有真空泵71、排氣配管72、排氣閥73。排氣配管72的一端與真空泵71相連，另一端與處理空間V連通連接。另外，排氣閥73設置在排氣配管72的路徑途中。具體地說，排氣閥73例如包括質量流量控制器等，是能夠自動調整排氣配管72中流動的氣體流量的閥。在該結構中，在真空泵71進行動作的狀態下開放排氣閥73時，對處理空間V進行排氣。
[0081]
[0082]控制部8與等離子CVD裝置100所具備的各構成要素電連接(在圖1中簡單圖示)，並控制上述各要素。具體地說，控制部8例如是由通過總線等彼此連接的進行各種運算處理的CPU、存儲程序等的ROM、成為運算處理的工作區域的RAM、存儲程序或各種數據文件等的硬碟及具有經由LAN等進行的數據通信功能的數據通信部構成的一般的計算機。另夕卜，控制部8與進行各種顯示的顯示器、由鍵盤以及滑鼠等構成的輸入部等相連。在等離子CVD裝置100中，在控制部8的控制下對基板9進行規定的處理。
[0083]< 2.處理流程〉
[0084]接著，一邊參照圖1，一邊說明在等離子CVD裝置100中執行的處理流程。在控制部8的控制下執行下面說明的處理。
[0085]當將配設有基板9的搬送器90經由處理腔室I的搬入搬出口搬入處理腔室I的內部時，由保持搬送部2保持該搬送器90。另外，排氣部7排出處理腔室I內的氣體，使處理腔室I處於真空狀態。另外，在規定的時刻，保持搬送部2開始搬送搬送器90 (搬送工序)，加熱部3開始對配設在搬送器90上的基板9進行加熱。
[0086]當處理腔室I的內部成為真空狀態時，氣體供給部6A開始從噴出口 615向處理空間V的搬送方向上的上遊側(-Y側)供給第一材料氣體(第一氣體供給工序)，並且氣體供給部6B開始從噴出口 625向處理空間V的搬送方向上的下遊側(+Y側)供給第二材料氣體(第二氣體供給工序)。由此，在處理空間V的內部的從上遊側到下遊側的整個區域，形成從充滿了第一材料氣體的空間向充滿了第二材料氣體的空間連續變化的環境。
[0087]另外，氣體供給部6C通過噴出構件635向各感應耦合式天線41供給非活性氣體。由此，處理空間V中的各感應耦合式天線41的周邊環境被該非活性氣體充滿。
[0088]另外,在開始供給這些氣體的同時,從高頻電源44向各感應I禹合式天線41供給高頻電流(具體地說，例如是13.56MHz的高頻電流)。於是，藉助感應耦合式天線41周圍的高頻感應電場來使電子加速，由此生成感應耦合等離子。當生成等離子時,處理空間V內的第一材料氣體及第二材料氣體(在本實施方式中，都為矽烷氣體和氨氣的混合氣體)被等離子分解，從而在正在搬送的基板9上進行化學氣相沉積(等離子處理工序)。
[0089]能夠將這樣在主面上形成了 CVD膜(在本實施方式中為矽氮化膜)的基板9，作為電子器件用的結構體10(圖4A、圖4B)來利用於太陽能電池等各種電子器件中。另外，在本實施方式中，各感應耦合式天線41的周邊環境被從氣體供給部6C供給的非活性氣體充滿，因此不會在各感應耦合式天線41的表面上形成CVD膜，從而能夠防止因在各感應耦合式天線41的表面上形成CVD膜而導致天線的性能下降的情況。
[0090]
[0091]圖4A是示出了利用本實施方式的等離子CVD裝置100生成的結構體10的側視圖。圖4B是示出了結構體10的CVD膜110的在法線方向(Z方向)上與主面SI相距的距離和折射率之間的關係的圖。
[0092]如上所述，在處理空間V內部，在從上遊側到下遊側的整個區域，形成從充滿了第一材料氣體的空間向充滿了第二材料氣體的空間連續變化的環境，一邊在與該處理空間V相向的位置上搬送基板9，一邊對基板9進行等離子CVD處理。
[0093]因此，在主面的指向外側的法線方向上，在基板9的主面上形成的CVD膜110的成分，從第一材料成分向第二材料成分連續變化。
[0094]另外，在本實施方式中，與第二材料成分相比，第一材料成分的娃燒氣體的含有率更高並且氨氣的含有率更低。作為矽氮化膜的特性，通常，矽含有率越高則折射率越高，因此在CVD膜110中，法線方向上的基板9的主面SI 一側的折射率大於法線方向上的與基板9的主面SI 一側相反的一側的折射率(圖4B)。更具體地說，在本實施方式中得到的CVD膜110中，在從基板9的主面SI的指向外側的法線方向上，具有包括點Pl(折射率2.5)並且折射率高的第一區間Dl、包括點P2(折射率1.8)並且折射率低的第二區間D2、包括點P3(折射率2.3)並且折射率在第一區間Dl和第二區間D2的折射率之間的第三區間D3。
[0095]這樣，在本實施方式中形成在基板9的主面SI上的CVD膜110具有材料成分在主面的指向外側的法線方向上連續變化的結構，因此具有與由單一的材料成分構成的CVD膜及在某材料成分和其它材料成分之間具有分界面的(材料成分的變化不連續)CVD膜不同的膜質特性。
[0096]下面，舉出從外部照射光的情況下的結構體10的反射率的例子，說明了本實施方式的結構體10的效果的一個例子。
[0097]圖5是示出了針對本實施方式的結構體10、在表面上形成有單層的CVD膜的基板(下面，稱為結構體10Y)以及在表面上形成有折射率互不相同的兩層的CVD膜的基板(下面，稱為結構體10Z)而從各結構體的外部向CVD膜照射光時的分光反射率的圖。此外，將在結構體10、10YU0Z的各主面上形成的CVD膜為同一厚度的矽氮化膜並且形成在各主面上的CVD膜的折射率在厚度方向上的積分值相同作為前提，計算圖5所示的分光反射率。
[0098]如圖5所示，在250nm(納米，下面同樣)?1050nm的波長區域中，本實施方式的結構體10的反射率低於具有兩層CVD膜的結構體1Z的反射率。這是因為CVD膜110的成分從第一材料成分向第二材料成分連續變化，因此在CVD膜110中不存在不同的材料成分之間的分界面。即，在從結構體的外部照射250nm?1050nm的波長區域的光的情況下，在結構體1Z的折射率互不相同的兩層CVD膜的分界面上反射光的一部分，但是在結構體10中不發生因分界面的存在而引起的光的反射，因此光的反射率低相應的程度。
[0099]這樣，與在基板9上形成兩層CVD膜的結構體1Z (更普遍地，形成有多層CVD膜的結構體)相比，本實施方式的結構體10的反射來自外部的光的反射率更低，特別適用於如太陽能電池那樣將反射率低作為優點的電子器件中。
[0100]另外，如圖5所示，在300nm?700nm的波長區域中，本實施方式的結構體10的反射率低於具有單層的CVD膜的結構體1Y的反射率。這可認為是因在CVD膜110中存在折射率的高低差而引起的。在這種薄膜中，通常除了在薄膜的表面及膜和膜之間的分界面進行反射之外，在膜中也產生內部反射，但是因膜中存在折射率的高低差而膜中的各內部反射光產生相位差，從而整體上可使內部反射減少。即，在從結構體的外部照射300nm?700nm的波長區域的光的情況下，在結構體1Y中起不到用於減少光的內部反射的作用，但在結構體10中因膜中存在折射率的高低差而可減少光的內部反射，因此光的反射率可降低相應的程度。此外，在250nm?300nm以及700nm?1050nm的波長區域中，與本實施方式的結構體10相比，具有單層的CVD膜的結構體1Y的反射率更低。對於這一點，還為得出明確的理由。
[0101]這樣，本實施方式的結構體10，與單層的結構體1Y相比在反射300nm?700nm的波長區域的光的反射率更低，因此特別適合於如太陽能電池那樣將該波長區域中的反射率低作為優點的電子器件中。
[0102]另外，在本實施方式的等離子CVD裝置100中，通過在處理空間V的內部形成在從搬送上遊側到搬送下遊側的整個區域連續變化的環境，能夠通過一個處理空間v( —列的感應耦合式天線41)在基板9上形成CVD膜110。因此，在本實施方式的等離子CVD裝置100中，不需如在基板9上形成多層CVD膜的情況那樣沿基板9的搬送方向形成多個處理空間V，從而能夠節省空間並節省能量。
[0103]
[0104]以上，說明了本發明的實施方式，但本發明在不脫離其宗旨的情況下，能夠進行上述之外的各種變更。
[0105]在上述實施方式中，說明了在處理腔室I的內部僅形成一個處理空間V的方式，但並不限定於此，也可以在處理腔室I內形成多個處理空間V。此時，只要在這些多個處理空間V中的至少一個處理空間V的內部的上遊側和下遊側供給材料成分不同的氣體，則也能夠與上述實施方式同樣地，在基板9的主面SI上形成在法線方向上材料成分連續變化的CVD 膜 110。
[0106]另外，在上述實施方式中，說明了第一材料氣體和第二材料氣體含有的多個成分要素的種類(矽烷和氨)彼此相同但這些多個成分要素的含有比例互不相同的情況，但是並不限定於此。
[0107]例如，如第一材料氣體含有的成分要素為矽烷和一氧化氮而第二材料氣體所含有的成分要素為矽烷和氨的情況那樣，可以使第一材料氣體所包括的成分要素和第二材料氣體所包括的成分要素互不相同。此時，在主面SI的指向外側的法線方向上，在基板9的主面SI上形成的CVD膜的材料成分，從矽氧化膜向矽氮化膜連續變化。
[0108]另外，在上述實施方式中，說明了通過從噴出構件635噴出非活性氣體(氮氣)來將感應耦合式天線41的周邊環境充滿為非活性氣體來防止在感應耦合式天線41上形成CVD膜的方式，但是並不限定於此。從噴出構件635噴出的氣體，可以是等離子CVD處理中利用的材料氣體，也可以是添加氣體。另外，也可以不從噴出構件635噴出氣體。
[0109]另外，在上述實施方式中，說明了如圖4B示出那樣在基板9的主面SI的指向外側的法線方向上具有折射率相對高的第一區間D1、折射率相對低的第二區間Dl及折射率在第一區間Dl和第二區間D2之間的第三區間D3的CVD膜110，但是並不限定於此。
[0110]與上述實施方式同樣地，即使在利用第一材料氣體形成膜的材料成分比利用第二材料氣體形成膜的材料成分的折射率更高的狀態下進行等離子CVD處理的情況下，也能夠通過調整處理空間V的溫度、壓力、處理空間V的寬度(分隔構件5A、5B的間隔)、感應耦合式天線41的輸出、材料氣體的供給量等各種條件，來如圖6那樣形成不具有相當於上述第二區間D2的區間的CVD膜。
[0111]以上，說明了實施方式及其變形例的電子器件用結構體、等離子CVD裝置及成膜方法，但它們只是本發明的優選的實施方式的例子，並不限定本發明的實施範圍。本發明能夠在其發明的範圍內自由組合各實施方式，或者能夠對各實施方式的任意構成要素進行變形，或者能夠在各實施方式中省略任意構成要素。
【權利要求】
1.一種電子器件用結構體，其特徵在於， 具有: 基板， CVD膜，其通過等離子CVD法來形成在所述基板的主面上； 在所述主面的指向外側的法線方向上，所述CVD膜的成分從第一材料成分向第二材料成分連續變化。
2.根據權利要求1所述的電子器件用結構體，其特徵在於，所述第一材料成分和所述第二材料成分各自含有的多個成分要素的種類彼此相同，但這些多個成分要素的含有比例互不相同。
3.根據權利要求1所述的電子器件用結構體，其特徵在於，所述第一材料成分所包含的成分要素和所述第二材料成分所包含的成分要素互不相同。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的電子器件用結構體，其特徵在於， 所述基板是用於太陽能電池的半導體基板； 所述CVD膜是所述太陽能電池的保護膜。
5.根據權利要求4所述的電子器件用結構體，其特徵在於，所述CVD膜包括矽氮化膜。
6.一種等離子CVD裝置，其特徵在於， 具有: 腔室， 保持搬送部，其在所述腔室內保持成為處理對象的基板，並沿搬送路徑相對搬送該基板， 多個感應耦合式天線，其與所述搬送路徑相向地排列於在所述腔室內規定的處理空間內，這些多個感應耦合式天線各自的卷繞數小於一周， 第一氣體供給部，其向所述處理空間中的所述搬送路徑的上遊部分供給第一材料氣體， 第二氣體供給部，其向所述處理空間中的所述搬送路徑的下遊部分供給與所述第一材料氣體的成分不同的成分的第二材料氣體； 在從所述第一氣體供給部供給所述第一材料氣體，從所述第二氣體供給部供給所述第二材料氣體，並且向所述多個感應耦合式天線供給高頻電力來生成等離子的狀態下，所述保持搬送部沿所述搬送路徑搬送所述基板， 由此，在所述基板的主面上，形成成分在所述主面的指向外側的法線方向上從與所述第一材料氣體相對應的第一材料成分向與所述第二材料氣體相對應的第二材料成分連續變化的CVD膜。
7.根據權利要求6所述的等離子CVD裝置，其特徵在於， 具有: 第一分隔構件，其是與所述搬送路徑垂直的板狀體，在所述搬送路徑上配置於所述多個感應耦合式天線的上遊側， 第二分隔構件，其是與所述搬送路徑垂直的板狀體，在所述搬送路徑上配置於所述多個感應耦合式天線的下遊側； 由所述第一分隔構件及第二分隔構件來規定所述處理空間的搬送方向上的寬度。
8.根據權利要求6所述的等離子CVD裝置，其特徵在於，所述第一材料氣體和所述第二材料氣體各自含有的多個成分要素的種類彼此相同，但這些多個成分要素的含有比例互不相同。
9.根據權利要求6所述的等離子CVD裝置，其特徵在於，所述第一材料氣體所包含的成分要素和所述第二材料氣體所包含的成分要素互不相同。
10.根據權利要求6至權利要求9中任一項所述的等離子CVD裝置，其特徵在於， 所述基板是用於太陽能電池的半導體基板， 所述CVD膜是所述太陽能電池的保護膜。
11.根據權利要求10所述的等離子CVD裝置，其特徵在於， 所述第一材料氣體和所述第二材料氣體中的至少一個材料氣體中含有矽烷及氨， 所述CVD膜包括矽氮化膜。
12.—種成膜方法，通過在配置有各自的卷繞數小於一周的多個感應耦合式天線的處理空間內進行等離子處理，在沿搬送路徑搬送的基板的主面上形成CVD膜，該成膜方法的特徵在於， 包括: 第一氣體供給工序，向所述處理空間中的所述搬送路徑的上遊部分供給第一材料氣體， 第二氣體供給工序，向所述處理空間中的所述搬送路徑的下遊部分供給與所述第一材料氣體的成分不同的成分的第二材料氣體， 等離子處理工序，向所述多個感應耦合式天線供給高頻電力來生成等離子，通過所述第一材料氣體和第二材料氣體的等離子分解，來在所述基板上進行化學氣相沉積， 搬送工序，沿所述搬送路徑搬送所述基板； 在所述基板的主面上，形成成分在所述主面的指向外側的法線方向上從與所述第一材料氣體相對應的第一材料成分向與所述第二材料氣體相對應的第二材料成分連續變化的CVD 膜。
【文檔編號】C23C16/34GK104518038SQ201410374039
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年7月31日 優先權日:2013年9月30日
【發明者】大澤篤史, 坂本拓海, 米山典孝 申請人:斯克林集團公司