成膜装置、成膜基板製造方法、および成膜基板
【課題】ＬＡＳＥＲスクライブ法を用いてパターニングする際に、好適に除去できるモリブデン層を成膜可能な成膜装置、成膜基板製造方法、及び成膜基板を提供することを目的とする。
【解決手段】成膜室１１Ｂ内において基板搬送方向Ｄの上流側から下流側にかけて不活性ガスの圧力勾配が生じさせる。この圧力勾配は、上流側の不活性ガスの圧力が高く、下流側の不活性ガスの圧力が低くなるように形成する。このような圧力勾配が生じた成膜室１１Ｂ内でモリブデン層の成膜を実施することで、基板側から表面側にかけて、金属密度勾配が形成されたモリブデン層を成膜することができる。この金属密度勾配では、モリブデン層の膜厚方向において、表面側から基板側へ近づくにつれて、密度が低くなるように密度勾配を形成する。このような密度勾配を有するモリブデン層にＬＡＳＥＲスクライブ法を適用すると、モリブデン層を好適に除去することができる。
【解決手段】成膜室１１Ｂ内において基板搬送方向Ｄの上流側から下流側にかけて不活性ガスの圧力勾配が生じさせる。この圧力勾配は、上流側の不活性ガスの圧力が高く、下流側の不活性ガスの圧力が低くなるように形成する。このような圧力勾配が生じた成膜室１１Ｂ内でモリブデン層の成膜を実施することで、基板側から表面側にかけて、金属密度勾配が形成されたモリブデン層を成膜することができる。この金属密度勾配では、モリブデン層の膜厚方向において、表面側から基板側へ近づくにつれて、密度が低くなるように密度勾配を形成する。このような密度勾配を有するモリブデン層にＬＡＳＥＲスクライブ法を適用すると、モリブデン層を好適に除去することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置、成膜基板の製造方法、および成膜基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板上に金属膜としてＣｕが成膜された成膜基板が知られている（特許文献１参照）。このような成膜基板では、図７（ａ）に示すように、基板直上に密度の低い膜領域１０１が薄く堆積され、この低密度膜領域の上に密度の高い膜領域１０２が厚く堆積されている。また、図７（ｂ）に示すように、基板上に一定の密度の膜領域１０３が形成された成膜基板が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３１５３７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら従来の成膜方法を用いて基板上にモリブデン層を成膜し、この成膜基板にＬＡＳＥＲスクライブ法を適用してパターニングした場合には、除去したい膜厚領域が十分に除去されずに残渣が発生することがある。
【０００５】
図６（ｂ）では、従来の成膜基板にＬＡＳＥＲスクライブ法を適用した後のＳＥＭ写真を示している。図６（ｂ）に示すように、従来の成膜基板に、ＬＡＳＥＲスクライブ法を適用した場合には、残渣が発生してしまい、除去領域を挟んで隣接する成膜領域同士が導通するおそれがある。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、ＬＡＳＥＲスクライブ法を用いてパターニングする際に、好適に除去できるモリブデン層を成膜可能な成膜装置を提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、ＬＡＳＥＲスクライブ法を用いてパターニングする際に、好適に除去できるモリブデン層を成膜可能な成膜基板の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、ＬＡＳＥＲスクライブ法を用いてパターニングする際に、好適に除去できるモリブデン層が成膜された成膜基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、モリブデン層の膜厚方向において、金属密度勾配を設け、モリブデン層の表面側から基板側へ近づくにつれて、密度が低くなるようにモリブデン層を成膜することで、ＬＡＳＥＲスクライブ法を用いてパターニングする際に、好適にモリブデン層を除去することが可能であることを見出した。
【００１０】
そこで、本発明による成膜装置は、基板にモリブデン層を成膜する成膜装置であって、モリブデン層を成膜するための成膜材料が設置され、基板上にモリブデン層を成膜する成膜室と、成膜室内に不活性ガスを導入すると共に、成膜室内の不活性ガスの圧力を、第１の圧力状態から当該第１の圧力状態より低い第２の圧力状態へ、低下させる圧力勾配を形成可能な圧力勾配形成手段と、を備え、成膜室は、圧力勾配に沿って不活性ガスの圧力が低下する雰囲気で、第１の圧力状態で成膜した後に、第２の圧力状態で成膜することを特徴としている。
【００１１】
このような成膜装置では、成膜室内の不活性ガスの圧力を、第１の圧力状態から当該第１の圧力状態より低い第２の圧力状態へ、低下させる圧力勾配が生じる。圧力勾配は、搬送方向における位置に応じた圧力勾配でもよく、時間経過に応じた圧力勾配でもよい。このような圧力勾配が生じた成膜室内でモリブデン層の成膜を実施することで、基板側から表面側にかけて、金属密度勾配が形成されたモリブデン層を成膜することができる。この金属密度勾配は、基板側から遠くなるにつれて、密度が高くなるものである。換言すれば、モリブデン層の膜厚方向において、表面側から基板側へ近づくにつれて、密度が低くなるように密度勾配が形成される。このような密度勾配を有するモリブデン層にＬＡＳＥＲスクライブ法を適用すると、モリブデン層が好適に除去される。表面側から深くなるにつれて、モリブデン層の密度が低くなるため、ＬＡＳＥＲの強度が深さに応じて減衰しても好適にモリブデン層を除去することができ、良好なパターン形成が実現される。なお、ここでいう「モリブデン層の密度」とは、単位面積あたりのモリブデンの分布割合、または、単位体積あたりのモリブデンの質量を指すものである。以下、同じ。
【００１２】
また、成膜装置は、成膜室内の基板を搬送する基板搬送手段を更に備え、圧力勾配形成手段は、基板搬送方向の上流側を第１の圧力状態とし、基板搬送方向の下流側を第２の圧力状態とする圧力勾配を形成することが好適である。
【００１３】
このような成膜装置では、成膜室内において基板搬送方向の上流側から下流側にかけて不活性ガス（アルゴンガス）の圧力勾配が生じる。この圧力勾配は、上流側の不活性ガスの圧力が高く、下流側の不活性ガスの圧力が低くなるように形成される。このような圧力勾配が生じた成膜室内でモリブデン層の成膜を実施することで、基板側から表面側にかけて、金属密度勾配が形成されたモリブデン層を成膜することができる。この金属密度勾配は、基板側から遠くなるにつれて、密度が高くなるものである。換言すれば、モリブデン層の膜厚方向において、表面側から基板側へ近づくにつれて、密度が低くなるように密度勾配が形成される。このような密度勾配を有するモリブデン層にＬＡＳＥＲスクライブ法を適用すると、モリブデン層が好適に除去される。表面側から深くなるにつれて、モリブデン層の密度が低くなるため、ＬＡＳＥＲの強度が深さに応じて減衰しても好適にモリブデン層を除去することができ、良好なパターン形成が実現される。
【００１４】
また、基板搬送方向において、複数の成膜材料が配置されており、成膜室内に不活性ガスを導入するガス導入口が、基板搬送方向における中央の成膜材料よりも、上流側に設けられていることが好適である。このように、複数の成膜材料が設けられている場合には、複数の成膜材料の基板搬送方向における中央より上流側に、不活性ガスを導入することで、上流側の不活性ガスの圧力が高く、下流側の不活性ガスの圧力が低くなるように圧力勾配を形成することができる。
【００１５】
また、成膜室内に不活性ガスを導入するガス導入口が、成膜材料よりも上流側に設けられていることが好ましい。このように、成膜材料よりも上流側に、不活性ガスを導入することで、上流側の不活性ガスの圧力が高く、下流側の不活性ガスの圧力が低くなるように圧力勾配を形成することができる。
【００１６】
また、ガス導入口を第１のガス導入口とし、当該第１のガス導入口よりも下流側には、第１のガス導入口を通じて導入されるガス量よりも少ないガス量の不活性ガスを成膜室内に導入する第２のガス導入口が設けられていることが好ましい。これにより、第１の導入口の下流側に、補助的な第２のガス導入口を設けることで、基板搬送方向の下流側の不活性ガスの圧力を補正することができる。
【００１７】
また、成膜室内のガスを室外に排出するガス排出口が、基板搬送方向においてガス導入口の下流側に設けられていることが好適である。これにより、基板搬送方向の下流側に設けられたガス排出口によって、成膜室内のガスを排出することで、上流側の不活性ガスの圧力が高く、下流側の不活性ガスの圧力が低くなるように圧力勾配を形成することができる。
【００１８】
また、圧力勾配形成手段は、時間経過に応じて、成膜室内の不活性ガスの圧力を低下させることで圧力勾配を形成する構成でもよい。これにより、基板を搬送させることなく、基板を静止させた状態で、成膜室内の圧力を第１の圧力状態から第２の圧力状態へ低下させる圧力勾配を、成膜時間の経過に応じて形成することができる。その結果、搬送手段を備え搬送方向の上流側から下流側へ圧力勾配を形成する場合と比較して、成膜室の長さを短くすることができ、成膜装置の小型化を図ることができる。また、成膜室に接続されるガス導入口を一つにすることができる。これにより、ガスを導入するための機構を簡素化することができる。
【００１９】
また、圧力勾配形成手段は、成膜開始から徐々に不活性ガスの圧力を低下させることが好適である。これにより、モリブデン層として、基板の表面上から徐々に密度が高くなる密度勾配領域を形成することができる。
【００２０】
また、本発明による成膜基板製造方法は、基板上にモリブデン層を成膜された成膜基板を製造する方法であって、モリブデン層を成膜するための成膜材料が設置された成膜室内で、基板上にモリブデン層を成膜する成膜工程と、成膜室内に不活性ガスを導入すると共に、成膜室内の不活性ガスの圧力を、第１の圧力状態から当該第１の圧力状態より低い第２の圧力状態へ、低下させる圧力勾配を形成可能な圧力勾配形成工程と、を備え、成膜工程は、圧力勾配に沿って不活性ガスの圧力が低下する雰囲気で、第１の圧力状態で成膜した後に、第２の圧力状態で成膜することを特徴としている。
【００２１】
このような成膜基板の製造方法では、成膜室内に不活性ガスを導入し、第１の圧力状態から当該第１の圧力状態より低い第２の圧力状態へ、低下させる圧力勾配を生じさせる。圧力勾配は、位置に応じた圧力勾配でもよく、時間経過に応じた圧力勾配でもよい。このような圧力勾配が生じた成膜室内でモリブデン層の成膜を実施することで、基板側から表面側にかけて、金属密度勾配が形成されたモリブデン層を成膜することができる。この金属密度勾配は、基板側から遠くなるにつれて、密度が高くなるものである。換言すれば、モリブデン層の膜厚方向において、表面側から基板側へ近づくにつれて、密度が低くなるように密度勾配が形成される。このような密度勾配を有するモリブデン層にＬＡＳＥＲスクライブ法を適用すると、モリブデン層が好適に除去される。表面側から深くなるにつれて、モリブデン層の密度が低くなるため、ＬＡＳＥＲの強度が深さに応じて減衰しても好適にモリブデン層を除去することができ、良好なパターン形成が実現される。
【００２２】
また、成膜基板製造方法は、成膜室内の基板を搬送する基板搬送工程を更に備え、圧力勾配形成工程は、基板搬送方向の上流側を第１の圧力状態とし、基板搬送方向の下流側を第２の圧力状態とする圧力勾配を形成することが好適である。
【００２３】
このような成膜基板の製造方法では、成膜室内に不活性ガスを導入すると共に、基板搬送方向の上流側の不活性ガスの圧力が、基板搬送方向の下流側の不活性ガスの圧力よりも高くなるように圧力勾配を形成する。この圧力勾配は、上流側の不活性ガスの圧力が高く、下流側の不活性ガスの圧力が低くなるように形成される。このような圧力勾配が生じた成膜室内でモリブデン層の成膜を実施することで、基板側から表面側にかけて、金属密度勾配が形成されたモリブデン層を成膜することができる。この金属密度勾配は、基板側から遠くなるにつれて、密度が高くなるものである。換言すれば、モリブデン層の膜厚方向において、表面側から基板側へ近づくにつれて、密度が低くなるように密度勾配が形成される。このような密度勾配を有するモリブデン層にＬＡＳＥＲスクライブ法を適用すると、モリブデン層が好適に除去される。表面側から深くなるにつれて、モリブデン層の密度が低くなるため、ＬＡＳＥＲの強度が深さに応じて減衰しても好適にモリブデン層を除去することができ、良好なパターン形成が実現される。
【００２４】
また、成膜室には、基板搬送方向において、複数の成膜材料が配置されており、圧力勾配形成工程は、基板搬送方向における中央の成膜材料よりも上流側に、不活性ガスを導入することが好適である。このように、複数の成膜材料が設けられている場合には、複数の成膜材料の基板搬送方向における中央より上流側に、不活性ガスを導入することで、上流側の不活性ガスの圧力が高く、下流側の不活性ガスの圧力が低くなるように圧力勾配を形成することができる。
【００２５】
また、圧力勾配形成工程は、成膜室内において成膜材料よりも基板搬送方向の上流側に、不活性ガスを導入することが好ましい。このように、成膜材料よりも上流側に、不活性ガスを導入することで、上流側の不活性ガスの圧力が高く、下流側の不活性ガスの圧力が低くなるように圧力勾配を形成することができる。
【００２６】
また、圧力勾配形成工程は、基板搬送方向において複数の異なる位置で不活性ガスを導入し、下流側の導入位置では、上流側の導入位置よりも少ないガス量の不活性ガスを導入することが好ましい。これにより、下流側の導入位置で補助的に不活性ガスを導入することで、下流側の不活性ガスの圧力を補正することができる。
【００２７】
圧力勾配形成工程は、基板搬送方向の下流側から成膜室内のガスを室外に排出することが好適である。これにより、基板搬送方向の下流側で、成膜室内のガスを排出することで、上流側の不活性ガスの圧力が高く、下流側の不活性ガスの圧力が低くなるように圧力勾配を形成することができる。
【００２８】
また、圧力勾配形成工程は、時間経過に応じて、成膜室内の不活性ガスの圧力を低下させることで圧力勾配を形成する構成でもよい。これにより、基板を搬送させることなく、基板を静止させた状態で、成膜室内の圧力を第１の圧力状態から第２の圧力状態へ低下させる圧力勾配を、成膜時間の経過に応じて形成することができる。その結果、搬送工程を備え搬送方向の上流側から下流側へ圧力勾配を形成する場合と比較して、成膜室の長さを短くすることができ、成膜装置の小型化を図ることができる。また、成膜室に接続されるガス導入口を一つにすることができる。これにより、ガスを導入するための機構を簡素化することができる。
【００２９】
また、圧力勾配形成工程は、成膜開始から徐々に不活性ガスの圧力を低下させることが好適である。これにより、モリブデン層として、基板の表面上から、徐々に、密度が低くなる密度勾配領域を形成することができる。
【００３０】
また、本発明による成膜基板は、基板と、基板上に成膜されたモリブデン層と、を備え、モリブデン層は、膜厚方向において基板に近づくにつれて密度が低くなる密度勾配領域を有することを特徴としている。
【００３１】
このような成膜基板では、モリブデン層の膜厚方向において、表面側から基板側へ近づくにつれて、密度が低くなるように密度勾配が形成されている。このような密度勾配を有するモリブデン層にＬＡＳＥＲスクライブ法を適用すると、モリブデン層が好適に除去される。表面側から深くなるにつれて、モリブデン層の密度が低くなるため、ＬＡＳＥＲの強度が深さに応じて減衰しても好適にモリブデン層を除去することができ、良好なパターン形成が実現される。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、ＬＡＳＥＲスクライブ法を用いてパターニングする際に、好適に除去できるモリブデン層を成膜可能な成膜装置を提供することができる。
【００３３】
また、本発明によれば、ＬＡＳＥＲスクライブ法を用いてパターニングする際に、好適に除去できるモリブデン層を成膜可能な成膜基板の製造方法を提供することができる。
【００３４】
また、本発明によれば、ＬＡＳＥＲスクライブ法を用いてパターニングする際に、好適に除去できるモリブデン層が成膜された成膜基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態に係る太陽電池セルの断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る成膜装置を示す概略断面構成図である。
【図３】本発明の実施形態に係る圧力勾配形成手段を示す概略構成図である。
【図４】成膜室における基板搬送方向の位置と、アルゴンガスの圧力との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の実施形態に係る成膜基板の膜厚と膜密度との関係を示すグラフである。
【図６】ＬＡＳＥＲスクライブ法を適用した後の成膜基板を撮影したＳＥＭ写真である。
【図７】従来の実施形態に係る成膜基板の膜厚と膜密度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明による成膜装置、成膜基板の製造方法、および成膜基板の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。本発明の成膜基板は、例えば、太陽電池セルの裏面電極として使用されるものである。図１は、本発明の実施形態に係る太陽電池セルの断面図である。なお、図面の説明において同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３７】
（成膜基板）
図１に示す太陽電池セル１は、ＣＩＧＳ系の太陽電池であり、ガラス基板２上に、裏面電極層３、ＣＩＧＳ層４、バッファ層５、透明電極層６が順に積層されている。
【００３８】
ガラス基板２は、ナトリウム（Ｎａ）を含むソーダガラスである。ＣＩＧＳ層４は、銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、セレン（Ｓｅ）を含む半導体からなる発電層である。
【００３９】
裏面電極層３は、ガラス基板２の表面に成膜された密着層３ａと、この密着層３ａの表面に成膜されたモリブデン層３ｂとを備えている。
【００４０】
密着層３ａは、酸素を含有する第１の雰囲気中で成膜されたものであり、酸化モリブデンを有するものである。密着層３ａには、微量の酸素が添加されている。密着層３ａの膜厚は、例えば１０ｎｍ〜１００ｎｍ程度である。また、密着層３ａのシート抵抗値は、例えば１０Ω／□〜１００Ω／□程度である。なお、第１の雰囲気中に含まれるガスは、酸素以外のガスでもよく、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、スチーム（Ｈ２Ｏ）、三酸化窒素（ＮＯ３）、二酸化窒素（ＮＯ２）、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）、オゾン（Ｏ３）などのプラズマ中で酸化性ガスとして作用するガスでもよい。
【００４１】
モリブデン層３ｂは、第１の雰囲気よりも酸素の含有率が低い第２の雰囲気で成膜されたモリブデン層である。モリブデン層３ｂの膜厚は、例えば４００ｎｍ〜９００ｎｍ程度である。また、モリブデン層３ｂのシート抵抗値は、例えば０．２Ω／□〜０．５Ω／□程度である。
【００４２】
そして、密着層３ａは、ガラス基板２とモリブデン層（モリブデン主層）３ｂとの間に配置された密着層として機能する。モリブデン層３ｂは、密着層３ａよりも膜厚が厚くなるように形成されている。また、モリブデン層３ｂのシート抵抗値は、第１のモリブデン３ａのシート抵抗値より低くなるように形成されている。
【００４３】
ここで、成膜基板１のモリブデン層３ｂは、膜厚方向において、ガラス基板２に近づくにつれて密度が低くなる密度勾配領域を有する構成とされている。なお、本実施形態の成膜基板１は、密着層となる密着層３ａを備える構成であるが、単一のモリブデン層を備え、当該モリブデン層において、密度勾配領域を有する構成でもよい。
【００４４】
成膜基板１は、モリブデン層において、密度勾配領域を有する構成であればよく、膜厚方向に密度が均一な領域を有する構成でもよい。一般に、金属膜（モリブデン層）の結晶粒と粒界とを比較すると、結晶粒の方が密度が高く、モリブデン層の密度と結晶粒の大きさとは、１対１の相関関係となる。すなわち、モリブデン層の密度が高くなるほど、結晶粒が大きくなる傾向にある。これにより、モリブデン層の断面ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）写真を観察し、膜厚方向の結晶粒の大きさ（断面積の割合）を確認することで、モリブデン層の密度の変化（密度勾配領域の有無）を確認することが可能である。
【００４５】
図５は、本発明の実施形態に係る成膜基板の膜厚と膜密度との関係を示すグラフである。図５では、横軸にモリブデン層の膜厚を示し、縦軸に膜密度を示している。膜厚方向の位置Ｆ１は、モリブデン層３ｂの最もガラス基板２側の位置であり、膜厚方向の位置Ｆ２は、モリブデン層３ｂの最も表面側（ＣＩＧＳ層４側）の位置である。図５に示すように、成膜基板１のモリブデン層３ｂでは、膜厚方向において、ガラス基板２に近づくにつれて密度が低くなる密度勾配が形成されている。
【００４６】
（成膜装置）
次に、図２を参照して、ガラス基板２にモリブデン層を成膜する成膜装置１０について説明する。図２に示す成膜装置１０は、スパッタリング法による成膜を行う装置であり、真空中の希薄アルゴン雰囲気下でプラズマを発生させて、プラズマ中のプラスイオンを成膜材料（Ｍｏターゲット）２１に衝突させることで金属原子をはじき出し、基板上に付着させて成膜を行うものである。
【００４７】
成膜装置１０は、成膜処理が行われる第１及び第２成膜室（真空チャンバ）１１Ａ，１１Ｂを備え、第１成膜室１１Ａの入口側に基板仕込室（排気室）１２Ａが連結され、第２成膜室１１Ｂの出口側に基板取出室（ベント室）１２Ｂが連結されている。また、第１成膜室１１Ａと第２成膜室１１Ｂとの間には、ガス分離室１２Ｃが連結されている。第１成膜室１１Ａの出口側にガス分離室１２Ｃの入口側が連結され、ガス分離室１２Ｃの出口側に第２成膜室１１Ｂの入口側が連結されている。
【００４８】
基板仕込室１２Ａは、大気圧下にある基板を装置内に取り込み、室内を真空とするためのチャンバである。基板取出室１２Ｂは、真空中にある成膜基板（モリブデン層が成膜されたガラス基板）を大気圧環境下へ取り出すためのチャンバである。ガス分離室１２Ｃは、ガス置換による酸素ガスとアルゴンガスとの分圧比変更を行うためのチャンバである。
【００４９】
以下、基板仕込室１２Ａ、第１成膜室１１Ａ、ガス分離室１２Ｃ、第２成膜室１１Ｂ、基板取出室１２Ｂを区別しない場合には、チャンバ１１，１２と記すこともある。これらのチャンバ１１，１２は、真空容器によって構成され、チャンバ１１，１２の出入口には、ゲートバルブＧＶが設けられている。ゲートバルブＧＶは、真空環境と大気圧環境とを隔てるための比較的大きな弁体を備えたバルブである。ゲートバルブＧＶの両側の圧力が等しいときにゲートバルブＧＶを開放することで隣接するチャンバ１１，１２を連通させ、基板２を通過させる。
【００５０】
また、各チャンバ１１，１２内には、基板２を搬送するための基板搬送ローラ１４（基板搬送手段）が設置されていると共に、基板２を加熱するためのヒータ１５が設置されている。ヒータ１５は、基板温度が例えば７０℃〜３５０℃の範囲で一定となるように加熱する。
【００５１】
さらに、基板仕込室１２Ａおよび基板取出室１２Ｂには、ロータリポンプ１６が接続され、チャンバ１１，１２には、ＴＭＰ（ターボ分子ポンプ）１７が接続されている。ロータリポンプ１６は、大気圧から１Ｐａまでの粘性流領域で排気をするために使用されるポンプであり、ＴＭＰ１７は、１Ｐａ以下の分子流領域で排気をするために使用されるポンプである。
【００５２】
また、成膜装置１０は、第１及び第２成膜室１１Ａ，１１Ｂ内にスパッタリングターゲットを保持する図示しないスパッタリングカソード（保持部）を有する。スパッタリングターゲットであるＭｏターゲット２１は、第１及び第２成膜室１１Ａ，１１Ｂ上部に配置されている。第２成膜室１１Ｂでは、基板２の搬送方向に沿って複数のＭｏターゲット２１が配置されている。Ｍｏターゲット２１は、ＤＣ電源２３に電気的に接続されている。ＤＣ電源２３は、直流電力を供給する電源である。
【００５３】
ここで、第１の成膜室１１Ａは、所定量の酸素を含有する第１の雰囲気中で、ガラス基板２の表面に密着層３ａを成膜する成膜室である。第２の成膜室１１Ｂは、第１の雰囲気よりも酸素の含有率が低い第２の雰囲気中で、密着層３ａの表面にモリブデン層３ｂを成膜する成膜室である。
【００５４】
そして、成膜装置１０は、第１成膜室１１Ａ内を、所定量の酸素を含有する第１の雰囲気とし、第２成膜室１１Ｂ内を、第１の雰囲気よりも酸素の含有率が低い第２の雰囲気とするガス濃度調整装置（酸素濃度制御部）３０Ａ，３０Ｂを備えている。
【００５５】
ガス濃度調整装置３０Ａは、第１成膜室１１Ａ内にガスを供給すると共に、第１成膜室１１Ａ内の酸素濃度を調整するものである。ガス濃度調整装置３０Ａは、第１成膜室１１Ａ内への酸素ガス導入量を調節するマスフローコントローラ３１、第１成膜室１１Ａ内へのアルゴンガス導入量を調節するマスフローコントローラ３２、第１成膜室１１Ａに接続されて酸素ガス及び／又はアルゴンガスを導入するガス供給経路３３、第１成膜室１１Ａ内の酸素濃度を検出する酸素濃度計３４、第１成膜室１１Ａ内の酸素濃度を調整すべくマスフローコントローラ３１を制御する制御部３５を備えている。
【００５６】
ガス濃度調整装置（ガス濃度調整装置）３０Ｂは、第２成膜室１１Ｂ内にガスを供給すると共に、第２成膜室１１Ｂ内の酸素濃度を調整するものである。ガス濃度調整装置３０Ｂは、第２成膜室１１Ｂ内への酸素ガス導入量を調節するマスフローコントローラ３１、第２成膜室１１Ｂ内へのアルゴンガス導入量を調節するマスフローコントローラ３２、第２成膜室１１Ｂに接続されて酸素ガス及び／又はアルゴンガスを導入するガス供給経路３３、第２成膜室１１Ｂ内の酸素濃度を検出する酸素濃度計３４、第２成膜室１１Ｂ内の酸素濃度を調整すべくマスフローコントローラ３１を制御する制御部３５を備えている。
【００５７】
ガス濃度調整装置３０Ｃは、ガス分離室１２Ｃ内に酸素ガス及び／又はアルゴンガスを供給すると共に、ガス分離室１２Ｃに隣接するゲートバルブＧＶの状態によって酸素濃度を調整するものである。すなわち、第１成膜室１１Ａ側のゲートバルブＧＶが開いているときは第１成膜室１１Ａ内と同じ酸素濃度に調整し、第２成膜室１１Ｂ側のゲートバルブＧＶが開いているときは第２成膜室１１Ｂ内と同じ酸素濃度に調整する。なお、第１成膜室１１Ａ側のゲートバルブＧＶと第２成膜室１１Ｂ側のゲートバルブＧＶとが、同時に開かないように制御される。
【００５８】
酸素ガス導入量を調節するマスフローコントローラ３１には、酸素ガスを供給する酸素ボンベが接続され、アルゴンガス導入量を調節するマスフローコントローラ３２には、アルゴンガスを供給するアルゴンガスボンベが接続されている。マスフローコントローラ３１，３２によって流量が調整された酸素ガス及びアルゴンガスは、ガス供給経路３３を通過して第１成膜室１１Ａ，第２成膜室１１Ｂ内に導入され、成膜室１１Ａ，１１Ｂ内の酸素分圧が一定に保たれる。酸素ガス導入量、アルゴンガス導入量を調節する流量調節器として、サーマルバルブ式、電磁弁式、ピエゾバルブ式の流量調整器を用いることができる。
【００５９】
また、ガス濃度調整装置３０Ａ，３０Ｂの制御部３５は、酸素濃度計３４によって検出された第１成膜室１１Ａ，第２成膜室１１Ｂ内の酸素濃度に基づいて、マスフローコントローラ３１，３２を制御することができる。制御部３５は、例えば、アルゴンガスの導入量を一定として、酸素ガス導入量を制御することで、成膜室１１内の酸素濃度を調整する。例えば、第１成膜室１１Ａ内の酸素分圧は、０．００３Ｐａ〜０．０５Ｐａ程度に制御されることが好ましく、第２成膜室１１Ｂ内の酸素分圧は、０〜０．００２Ｐａ程度に制御されることが好ましい。
【００６０】
（圧力勾配形成手段）
本発明の実施形態に係る成膜装置１０は、モリブデン層３ｂを成膜する第２成膜室１１Ｂ内にアルゴンガス（不活性ガス）を導入すると共に、第２成膜室１１Ｂ内において、基板搬送方向の上流側のアルゴンガスの圧力が、基板搬送方向の下流側のアルゴンガスの圧力よりも高くなるように圧力勾配を形成する圧力勾配形成手段を備えている。圧力勾配形成手段は、第２成膜室１１Ｂ内のアルゴンガスの圧力を、第１の圧力状態から第２の圧力状態へ低下させる圧力勾配を形成可能な構成とされている。
【００６１】
本実施形態のガス濃度調整装置３０Ｂは、圧力勾配形成手段として機能するものである。図３は、本発明の実施形態に係る圧力勾配形成手段を示す概略図である。圧力勾配形成手段は、第２成膜室１１Ｂ内にアルゴンガスを導入するガス導入部４１Ａ，４１Ｂ、およびＴＭＰ１７Ａ，１７Ｂを備えている。
【００６２】
図３に示すように、第２成膜室１１Ｂ内には、基板搬送方向Ｄに沿って例えば３つのＭｏターゲット２１Ａ〜２１Ｃが配置されている。圧力勾配形成手段は、アルゴンガス導入部として、基板搬送方向Ｄの最も上流側のＭｏターゲット２１よりも上流側に設けられた第１のガス導入部（ガス導入口）４１Ａと、この第１のガス導入部４１Ａの下流側に設けられた第２のガス導入部４１Ｂとを備えている。
【００６３】
第１のガス導入部４１Ａ及び第２のガス導入部４１Ｂは、例えば筒状を成し、その長手方向が、基板搬送方向Ｄと交差する方向に配置されている。筒状のガス導入部の周面には、アルゴンガスを室内に導入するための複数の導入口が形成されている。第１のガス導入部４１Ａ及び第２のガス導入部４１Ｂは、上下方向において、例えば、基板が搬送される位置より上方（基板よりもＭｏターゲット側）に配置されている。
【００６４】
第１のガス導入部４１Ａは、メインのガス導入部として機能するものであり、第１のガス導入部４１Ａのアルゴンガスの供給流量は、例えば５００ｓｃｃｍ程度である。第２のガス導入部４１Ｂは、第１のガス導入部４１Ａによって導入されるガス量よりも少ないガス量を導入するものであり、第２のガス導入部４１Ｂのアルゴンガスの供給量は、例えば５０ｓｃｃｍ程度である。
【００６５】
なお、第１のガス導入部４１Ａは、基板搬送方向Ｄにおける中央のＭｏターゲット２１Ｂよりも上流側に設けられていてもよい。また、第１のガス導入部４１Ａは、基板搬送方向Ｄにおいて、最も上流側のＭｏターゲット２１と最も下流側のＭｏターゲット２１の中間位置よりも上流側に設けられていてもよい。また、第２のガス導入部４１Ｂを備えていない圧力勾配形成手段としてもよい。
【００６６】
また、第２成膜室１１Ｂのガスを室外に排出するガス排出部（ガス排出口）が、基板搬送方向Ｄにおいて、第１のガス導入部４１Ａよりも下流側に設けられている。本実施形態の圧力勾配形成手段では、ガス排出部として、上流側に配置されたＴＭＰ１７Ａと、下流側に配置されたＴＭＰ１７Ｂとを備えている。ＴＭＰ１７Ａは、第１のガス導入部４１Ａよりも上流側の排出口からガスを排出し、ＴＭＰ１７Ｂは、最も下流側のＭｏターゲット２１Ｃの下流側の排出口からガスを排出する。ＴＭＰ１７Ａ，１７Ｂによる排出ガス量を調整することで、室内における基板搬送方向Ｄの圧力勾配を調節することができる。
【００６７】
（成膜装置の動作、及び成膜基板の製造方法）
次に、成膜装置１０の動作、及び成膜基板の製造方法について説明する。本実施形態に係る成膜基板の製造方法は、ガラス基板２上にモリブデンが成膜された成膜基板を製造する方法であって、所定量の酸素を含有する第１の雰囲気中で、ガラス基板２の表面に密着層３ａを成膜する第１成膜工程と、第１の雰囲気よりも酸素の含有率が低い第２の雰囲気中で、密着層３ａの表面にモリブデン層３ｂを成膜する第２の成膜工程と、を備えている。第１成膜工程は、成膜装置１０の第１成膜室１１Ａで実施され、第２成膜工程は、成膜装置１０の第２成膜室１１Ｂで実施される。
【００６８】
まず、第１成膜工程及び第２成膜工程の前処理として、ロータリポンプ１６及びＴＭＰ１７を用いて、第１成膜室１１Ａ及び第２成膜室１１Ｂ内の排気を行い真空状態とする。第１成膜室１１Ａ、第２成膜室１１Ｂ内の圧力は、例えば、５×１０−４Ｐａ以下とすることが好ましい。
【００６９】
次に、各ヒータ１５をＯＮ状態として、その後各チャンバ１１〜１３内に導入される基板２の温度が７０℃〜３５０℃の範囲内で一定となるように、ヒータ１５における設定値を安定させる。ヒータ１５の温度が、常温から設定値（例えば２００℃）に上昇すると、ヒータ１５自体及び真空チャンバ１１，１２内に付着しているＨ２ＯやＣＯ２等のガスが脱離してチャンバ１１，１２の圧力が一時的に上昇する。
【００７０】
第１成膜室１１Ａ内の圧力が所望の真空圧力（５×１０−４Ｐａ以下）であることが確認された後に、ガス濃度調整装置３０Ａの制御部３５は、マスフローコントローラ３１，３２を駆動して、第１成膜室１１Ａ内への酸素ガス及びアルゴンガスの供給を開始する。マスフローコントローラ３１，３２は、第１成膜室１１Ａ内の圧力を０．１Ｐａ〜１Ｐａの範囲内で任意の値に維持する。第１成膜工程では、酸素の含有率が０．３％〜５．０％となるように、酸素ガス及びアルゴンガスの供給量を調整する。
【００７１】
第２成膜室１１Ｂ内の圧力が所望の真空圧力（５×１０−４Ｐａ以下）であることが確認された後に、ガス濃度調整装置３０Ｂの制御部３５は、マスフローコントローラ３１，３２を駆動して、第２成膜室１１Ｂ内への酸素ガス及び／又はアルゴンガスの供給を開始する。マスフローコントローラ３１，３２は、第２成膜室１１Ｂ内の圧力を０．１Ｐａ〜１Ｐａの範囲内で任意の値に維持する。第２成膜工程では、酸素の含有率が０．０％〜０．２％となるように、酸素ガス及び／又はアルゴンガスの供給量を調整する。
【００７２】
その後、ＤＣ電源２３をＯＮ状態として、成膜室１１内にプラズマを発生させる。
【００７３】
第１成膜室１１Ａ内のプラズマ放電が開始されると、Ｍｏターゲット２１のスパッタリングが始まる。このとき、ＤＣ電源２３は、Ｍｏターゲット２１に対する電力密度を、１Ｗ／ｃｍ２〜５Ｗ／ｃｍ２の範囲内の任意の値に維持するように制御する。
【００７４】
第２成膜室１１Ｂ内のプラズマ放電が開始されると、Ｍｏターゲット２１のスパッタリングが始まる。このとき、ＤＣ電源２３は、Ｍｏターゲット２１に対する電力密度を、５Ｗ／ｃｍ２〜３０Ｗ／ｃｍ２の範囲内の任意の値に維持するように制御する。
【００７５】
ここで、ガス濃度調整装置３０Ａ，３０Ｂの制御部３５は、マスフローコントローラ３１を制御して、酸素ガスの導入流量が、アルゴンガスの導入流量に対して、例えば１／１０００から１／１０までの範囲内の任意の値に維持するように制御する。
【００７６】
被成膜基板であるガラス基板２は、基板仕込室１２Ａ内に導入される。基板仕込室１２Ａ内にガラス基板２が導入されると、ロータリポンプ１６及びＴＭＰ１７による排気が行われ、基板仕込室１２Ａ内が真空状態となる。基板仕込室１２Ａ内が真空状態となると、基板仕込室１２Ａと第１成膜室１１Ａとの間に配置されたゲートバルブＧＶが開放され、基板仕込室１２Ａ及び第１成膜室１１Ａが連通し、ガラス基板２が第１成膜室１１Ａ内に導入される。
【００７７】
第１成膜室１１Ａ内では、基板搬送ローラ１４による基板搬送速度を一定の値に制御し、ガラス基板２上に成膜される密着層３ａの膜厚が制御される。第１成膜室１１Ａでは、Ｍｏターゲット２１の直下にモリブデンがスパッタリングされる空間が形成されている。そして、スパッタリング空間内にガラス基板２を通過させることで、ガラス基板２上に密着層３ａが成膜される。第１成膜工程を行う第１成膜室１１Ａでは、密着層３ａの膜厚の平均値が例えば１０ｎｍ以上となるように、搬送速度が制御されることが好ましい。
【００７８】
第１成膜工程による成膜の完了後のガラス基板２は、ガス分離室１２Ｃに搬送される。ガス分離室１２Ｃでは、ガス置換による酸素ガスとアルゴンガスとの分圧比変更が行われ、ガラス基板２が第２成膜室１１Ｂ内へ搬送される。
【００７９】
第２成膜室１１Ｂ内では、基板搬送ローラ１４による基板搬送速度を一定の値に制御し（基板搬送工程）、ガラス基板２上に成膜されるモリブデン層３ｂの膜厚が制御される。第２成膜室１１Ｂでは、Ｍｏターゲット２１の直下にモリブデンがスパッタリングされる空間が形成されている。そして、スパッタリング空間内にガラス基板２を通過させることで、ガラス基板２上にモリブデン層３ｂが成膜される。第２成膜工程を行う第２成膜室１１Ｂでは、モリブデン層３ｂの膜厚の平均値が例えば４００ｎｍ以上となるように、搬送速度が制御されることが好ましい。
【００８０】
第２成膜工程による成膜の完了後のガラス基板２は、基板取出室１２Ｂに搬送される。基板取出室１２Ｂでは、空気の室内への導入が行われ、室内の圧力が真空から大気圧となったところで、ガラス基板２が基板取出室１２Ｂ外へ搬送される。ガラス基板２が取り出された後の基板取出室１２Ｂ内は、成膜完了後の次のガラス基板２が導入されることに備えるため、ロータリポンプ１６及びＴＭＰ１７による排気が行われ、真空状態とされる。なお、成膜装置１０は、上記成膜基板の製造方法における各種工程が、自動で順次進むようにシーケンスが組み込まれている構成でもよい。
【００８１】
（圧力勾配形成工程）
本実施形態に係る成膜基板製造方法は、第２の成膜室１１Ｂ内にアルゴンガスを導入すると共に、第２の成膜室１１Ｂ内において、基板搬送方向Ｄの上流側のアルゴンガスの圧力Ｐ２（図４参照）が、基板搬送方向Ｄの下流側のアルゴンガスの圧力Ｐ３よりも高くなるように圧力勾配を形成する圧力勾配形成工程を備えている。この圧力勾配形成工程では、最も上流側のＭｏターゲット２１Ａよりも上流側でアルゴンガスを室内に導入し、圧力勾配を形成する。圧力勾配形成工程では、第２の成膜室１１Ｂ内のアルゴンガスの圧力を、第１の圧力状態（圧力Ｐ２）から、第１の圧力状態より低い第２の圧力状態（圧力Ｐ３）へ低下させる圧力勾配を形成する。
【００８２】
圧力勾配形成工程では、その他の位置でアルゴンガスを導入して、圧力勾配を形成してもよい。例えば、基板搬送方向Ｄにおける中央のＭｏターゲット２１Ｂよりも上流側に、アルゴンガスを導入してもよい。また、最も上流側のＭｏターゲットと最も下流側のＭｏターゲットの中間位置よりも上流側で、アルゴンガスを導入してもよい。
【００８３】
また、圧力勾配形成工程では、基板搬送方向Ｄにおいて複数の異なる位置でアルゴンガスを導入し、下流側の導入位置では、上流側の導入位置よりも少ないガス量のアルゴンガスを導入する。なお、アルゴンガスの導入位置は、基板搬送方向Ｄにおいて、１箇所でもよく、複数でもよい。アルゴンガスの導入位置が複数である場合には、メインの導入位置は、上流側に設ける。また、圧力勾配形成工程では、アルゴンガスの導入位置の下流側から第２の成膜室１１Ｂ内のガスを室外に排出する。
【００８４】
図４は、成膜室における基板搬送方向の位置と、アルゴンガスの圧力との関係を示すグラフである。図４では、横軸に第２成膜室１１Ｂにおける搬送方向の位置を示し、縦軸に第２成膜室１１Ｂにおけるアルゴンガスの圧力を示している。位置Ｄ１は、第２の成膜室１１Ｂの最も上流側の位置であり、位置Ｄ２は、第１のガス導入部の位置であり、位置Ｄ３は、最も下流側の位置である。図４に示すように、位置Ｄ１から位置Ｄ２にかけてアルゴンガスの圧力が、圧力Ｐ１から圧力Ｐ２へ上昇し、位置Ｄ２から位置Ｄ３にかけてアルゴンガスの圧力が、圧力Ｐ２から圧力Ｐ３へ下降するように、圧力勾配が形成されている。
【００８５】
図６は、ＬＡＳＥＲスクライブ法を適用した後の成膜基板を撮影したＳＥＭ写真である。図６（ａ）は、本発明の実施形態に係る成膜基板のＳＥＭ写真であり、図６（ｂ）は、従来例の成膜基板のＳＥＭ写真である。図６（ａ）に示すように、本実施形態の成膜基板にＬＡＳＥＲスクライブ法を適用した場合には、残渣が生じることなく、好適にモリブデン層３ｂが除去されていることが分かる。
【００８６】
以上説明したように、本実施形態の成膜装置及び成膜基板製造方法では、成膜室内において基板搬送方向の上流側から下流側にかけてアルゴンガスの圧力勾配が生じている。この圧力勾配は、上流側のアルゴンガスの圧力が高く、下流側のアルゴンガスの圧力が低くなるように形成されている。このような圧力勾配が生じた成膜室内でモリブデン層の成膜を実施することで、基板側から表面側にかけて、金属密度勾配が形成されたモリブデン層を成膜することができる。この金属密度勾配は、基板側から遠くなるにつれて、密度が高くなるものである。換言すれば、モリブデン層の膜厚方向において、表面側から基板側へ近づくにつれて、密度が低くなるように密度勾配が形成されている。
【００８７】
また、成膜室内にアルゴンガスを導入する導入口が、成膜材料より上流側に設けられているため、基板搬送方向において好適な圧力勾配を形成することができる。
【００８８】
本実施形態の成膜基板では、表面側から深くなるにつれて、モリブデン層の密度が低くなるように密度勾配が形成されている。これにより、成膜基板に対してＬＡＳＥＲスクライブ法を適用した際に、ＬＡＳＥＲ強度が膜厚方向の深さに応じて減衰しても、好適にモリブデン層を除去することができる。その結果、良好なパターン形成が実現される。
【００８９】
また、本実施形態の成膜基板では、ガラス基板２の表面に酸素を含有する密着層３ａが成膜され、ガラス基板２と密着層３ａとが強固に密着されている。そして、この密着層３ａの表面に、密着層３ａよりも酸素の含有量が少ないモリブデン層３ｂが成膜され、密着層３ａとモリブデン層３ｂとが強固に密着されている。すなわち、モリブデン層３ｂは、密着層３ａを介してガラス基板２上に成膜され、モリブデン層３ｂと、ガラス基板２との密着力の向上が図られている。その結果、太陽電池セルを製造する際の歩留まりの低下を抑えることができる。また、太陽電池セルの品質の向上を図ることができる。
【００９０】
ここで、モリブデン層３ｂのシート抵抗値は、密着層３ａのシート抵抗値よりも低いことが好適であり、密着層３ａの表面に、密着層３ａのシート抵抗値よりも低いシート抵抗値のモリブデン層３ｂを成膜することで、低抵抗とし電極膜としての機能を向上させつつ、密着力の向上を図ることができる。
【００９１】
また、モリブデン層３ｂは、密着層３ａよりも厚いことが好ましく、膜厚が密着層３ａよりも厚いモリブデン層３ｂを成膜することで、シート抵抗値の低いモリブデン層を形成することができる。そのため、成膜基板を備えた太陽電池セル１では、低抵抗かつ高変換率を実現することができる。またシート抵抗の高い密着層３ａをモリブデン層３ｂよりも薄くすることで、ガラス基板２と密着層３ａとの密着力を高めつつ、成膜基板全体の抵抗値の増加を抑制することができる。
【００９２】
また、本実施形態の成膜装置１０では、ガラス基板２の表面に密着層３ａを成膜する第１成膜室１１Ａを備え、この第１成膜室１１Ａ内を、酸素を含有する第１の雰囲気として、ガラス基板２上に密着層３ａを成膜することができる。これにより、ガラス基板２と密着層３ａとを強固に密着させることができる。また、成膜装置１０は、密着層３ａの表面にモリブデン層３ｂを成膜する第２成膜室１１Ｂを備え、この第２成膜室１１Ｂ内を、第１の雰囲気よりも酸素の含有率が低い第２の雰囲気として、密着層３ａの表面にモリブデン層３ｂを成膜することができる。これにより、密着層３ａとモリブデン層３ｂとを強固に密着させることができる。すなわち、モリブデン層３ｂは、密着層３ａを介してガラス基板２上に成膜され、モリブデン層３ｂと、ガラス基板２との密着力の向上が図られている。なお、第１成膜室１１Ａと第２成膜室１１Ｂとを兼用する成膜室を備える成膜装置としてもよい。
【００９３】
また、本実施形態の成膜基板の製造方法では、酸素を含有する第１の雰囲気中で、ガラス基板２の表面に密着層３ａが成膜され、密着層３ａがガラス基板２に強固に密着する。そして、この密着層３ａの表面にモリブデン層３ｂが成膜され、モリブデン層３ｂが密着層３ｂに強固に密着する。すなわち、モリブデン層３ｂは、密着層３ａを介してガラス基板上に成膜され、モリブデン層３ｂと、ガラス基板２との密着力の向上が図られる。
【００９４】
本実施形態の成膜基板を太陽電池セルに利用した場合には、モリブデンの成膜工程後の他の工程において、高温（例えば６００℃）に晒されても、モリブデン層３ａ，３ｂの剥離を防止することができる。また、成膜基板にＬＡＳＥＲスクライビングを実施した場合のモリブデン層３ａ，３ｂの剥離を防止することができる。従って、モリブデン層の密着性の向上を図ることが可能である。
【００９５】
また、本実施形態の成膜基板では、モリブデン層の密着力が向上されているため、ガラス基板２中のナトリウム分がモリブデン層を好適に通過し、モリブデン層に密着するＣＩＧＳ層４に到達し、ＣＩＧＳ層４における発電効率の向上を図ることができる。
【００９６】
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態では、スパッタリング法による成膜を行っているが、例えば、物理蒸着法、イオンプレーティング法を適用してもよく、その他の成膜方法を用いて成膜を行ってもよい。
【００９７】
また、上記実施形態では、本発明の成膜基板をＣＩＧＳ型の太陽電池に適用しているが、例えば、色素増感型など、その他の太陽電池に本発明の成膜基板を適用してもよい。さらに、タッチパネル、液晶ディスプレイ（液晶表示素子）、有機ＥＬ素子などに使用される基板に、本発明の成膜基板を適用してもよい。
【００９８】
なお、上記実施形態では、成膜室１１Ｂの長手方向（基板搬送方向）において、成膜室１１Ｂ内の不活性ガスの圧力を低下させる圧力勾配を形成する構成としているが、成膜室１１Ｂ内で基板を静止させた状態で、成膜室１１Ｂ内の不活性ガスの圧力を成膜時間の経過に応じて低下させることで、圧力勾配を形成してもよい。これにより、成膜室１１Ｂの長手方向に圧力勾配を形成する必要がなくなるため、成膜室１１Ｂを短くすることが可能となり、成膜装置１０を小型化することが可能となる。
【００９９】
また、時間経過に応じて不活性ガスの圧力を低下させる圧力勾配を形成する場合には、成膜開始から徐々に不活性ガスの圧力を低下させることが好ましい。これにより、モリブデン層として、基板の表面上から徐々に密度が高くなる密度勾配領域を形成することができる。
【０１００】
また、成膜時間に応じて圧力勾配を形成する場合には、一つのガス導入部を用いて圧力勾配を形成することが可能であるため、ガス導入部を減らすことができ、不活性ガスを成膜室１１Ｂ内に供給するためのガス供給機構を簡素化することができる。
【０１０１】
なお、上記実施形態では、ガラス基板にモリブデン層を成膜する場合について説明しているが、モリブデン層が成膜される基板は、ガラス基板に限定されず、その他の基板でもよい。
【０１０２】
また、上記実施形態では、不活性ガスをアルゴンガスとしているが、その他の不活性ガスを用いる構成でもよい。
【符号の説明】
【０１０３】
１…太陽電池セル、２…ガラス基板、３…裏面電極層、３ａ…密着層、３ｂ…モリブデン層、１０…成膜装置（スパッタリング装置）、１１Ａ…第１成膜室、１１Ｂ…第２成膜室、３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ…ガス濃度調整装置、３１，３２…マスフローコントローラ、３５…制御部、４１Ａ…第１のガス導入部（導入口）、４１Ｂ…第２のガス導入部（導入口）、Ｄ…基板搬送方向。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置、成膜基板の製造方法、および成膜基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板上に金属膜としてＣｕが成膜された成膜基板が知られている（特許文献１参照）。このような成膜基板では、図７（ａ）に示すように、基板直上に密度の低い膜領域１０１が薄く堆積され、この低密度膜領域の上に密度の高い膜領域１０２が厚く堆積されている。また、図７（ｂ）に示すように、基板上に一定の密度の膜領域１０３が形成された成膜基板が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３１５３７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら従来の成膜方法を用いて基板上にモリブデン層を成膜し、この成膜基板にＬＡＳＥＲスクライブ法を適用してパターニングした場合には、除去したい膜厚領域が十分に除去されずに残渣が発生することがある。
【０００５】
図６（ｂ）では、従来の成膜基板にＬＡＳＥＲスクライブ法を適用した後のＳＥＭ写真を示している。図６（ｂ）に示すように、従来の成膜基板に、ＬＡＳＥＲスクライブ法を適用した場合には、残渣が発生してしまい、除去領域を挟んで隣接する成膜領域同士が導通するおそれがある。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、ＬＡＳＥＲスクライブ法を用いてパターニングする際に、好適に除去できるモリブデン層を成膜可能な成膜装置を提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、ＬＡＳＥＲスクライブ法を用いてパターニングする際に、好適に除去できるモリブデン層を成膜可能な成膜基板の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、ＬＡＳＥＲスクライブ法を用いてパターニングする際に、好適に除去できるモリブデン層が成膜された成膜基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、モリブデン層の膜厚方向において、金属密度勾配を設け、モリブデン層の表面側から基板側へ近づくにつれて、密度が低くなるようにモリブデン層を成膜することで、ＬＡＳＥＲスクライブ法を用いてパターニングする際に、好適にモリブデン層を除去することが可能であることを見出した。
【００１０】
そこで、本発明による成膜装置は、基板にモリブデン層を成膜する成膜装置であって、モリブデン層を成膜するための成膜材料が設置され、基板上にモリブデン層を成膜する成膜室と、成膜室内に不活性ガスを導入すると共に、成膜室内の不活性ガスの圧力を、第１の圧力状態から当該第１の圧力状態より低い第２の圧力状態へ、低下させる圧力勾配を形成可能な圧力勾配形成手段と、を備え、成膜室は、圧力勾配に沿って不活性ガスの圧力が低下する雰囲気で、第１の圧力状態で成膜した後に、第２の圧力状態で成膜することを特徴としている。
【００１１】
このような成膜装置では、成膜室内の不活性ガスの圧力を、第１の圧力状態から当該第１の圧力状態より低い第２の圧力状態へ、低下させる圧力勾配が生じる。圧力勾配は、搬送方向における位置に応じた圧力勾配でもよく、時間経過に応じた圧力勾配でもよい。このような圧力勾配が生じた成膜室内でモリブデン層の成膜を実施することで、基板側から表面側にかけて、金属密度勾配が形成されたモリブデン層を成膜することができる。この金属密度勾配は、基板側から遠くなるにつれて、密度が高くなるものである。換言すれば、モリブデン層の膜厚方向において、表面側から基板側へ近づくにつれて、密度が低くなるように密度勾配が形成される。このような密度勾配を有するモリブデン層にＬＡＳＥＲスクライブ法を適用すると、モリブデン層が好適に除去される。表面側から深くなるにつれて、モリブデン層の密度が低くなるため、ＬＡＳＥＲの強度が深さに応じて減衰しても好適にモリブデン層を除去することができ、良好なパターン形成が実現される。なお、ここでいう「モリブデン層の密度」とは、単位面積あたりのモリブデンの分布割合、または、単位体積あたりのモリブデンの質量を指すものである。以下、同じ。
【００１２】
また、成膜装置は、成膜室内の基板を搬送する基板搬送手段を更に備え、圧力勾配形成手段は、基板搬送方向の上流側を第１の圧力状態とし、基板搬送方向の下流側を第２の圧力状態とする圧力勾配を形成することが好適である。
【００１３】
このような成膜装置では、成膜室内において基板搬送方向の上流側から下流側にかけて不活性ガス（アルゴンガス）の圧力勾配が生じる。この圧力勾配は、上流側の不活性ガスの圧力が高く、下流側の不活性ガスの圧力が低くなるように形成される。このような圧力勾配が生じた成膜室内でモリブデン層の成膜を実施することで、基板側から表面側にかけて、金属密度勾配が形成されたモリブデン層を成膜することができる。この金属密度勾配は、基板側から遠くなるにつれて、密度が高くなるものである。換言すれば、モリブデン層の膜厚方向において、表面側から基板側へ近づくにつれて、密度が低くなるように密度勾配が形成される。このような密度勾配を有するモリブデン層にＬＡＳＥＲスクライブ法を適用すると、モリブデン層が好適に除去される。表面側から深くなるにつれて、モリブデン層の密度が低くなるため、ＬＡＳＥＲの強度が深さに応じて減衰しても好適にモリブデン層を除去することができ、良好なパターン形成が実現される。
【００１４】
また、基板搬送方向において、複数の成膜材料が配置されており、成膜室内に不活性ガスを導入するガス導入口が、基板搬送方向における中央の成膜材料よりも、上流側に設けられていることが好適である。このように、複数の成膜材料が設けられている場合には、複数の成膜材料の基板搬送方向における中央より上流側に、不活性ガスを導入することで、上流側の不活性ガスの圧力が高く、下流側の不活性ガスの圧力が低くなるように圧力勾配を形成することができる。
【００１５】
また、成膜室内に不活性ガスを導入するガス導入口が、成膜材料よりも上流側に設けられていることが好ましい。このように、成膜材料よりも上流側に、不活性ガスを導入することで、上流側の不活性ガスの圧力が高く、下流側の不活性ガスの圧力が低くなるように圧力勾配を形成することができる。
【００１６】
また、ガス導入口を第１のガス導入口とし、当該第１のガス導入口よりも下流側には、第１のガス導入口を通じて導入されるガス量よりも少ないガス量の不活性ガスを成膜室内に導入する第２のガス導入口が設けられていることが好ましい。これにより、第１の導入口の下流側に、補助的な第２のガス導入口を設けることで、基板搬送方向の下流側の不活性ガスの圧力を補正することができる。
【００１７】
また、成膜室内のガスを室外に排出するガス排出口が、基板搬送方向においてガス導入口の下流側に設けられていることが好適である。これにより、基板搬送方向の下流側に設けられたガス排出口によって、成膜室内のガスを排出することで、上流側の不活性ガスの圧力が高く、下流側の不活性ガスの圧力が低くなるように圧力勾配を形成することができる。
【００１８】
また、圧力勾配形成手段は、時間経過に応じて、成膜室内の不活性ガスの圧力を低下させることで圧力勾配を形成する構成でもよい。これにより、基板を搬送させることなく、基板を静止させた状態で、成膜室内の圧力を第１の圧力状態から第２の圧力状態へ低下させる圧力勾配を、成膜時間の経過に応じて形成することができる。その結果、搬送手段を備え搬送方向の上流側から下流側へ圧力勾配を形成する場合と比較して、成膜室の長さを短くすることができ、成膜装置の小型化を図ることができる。また、成膜室に接続されるガス導入口を一つにすることができる。これにより、ガスを導入するための機構を簡素化することができる。
【００１９】
また、圧力勾配形成手段は、成膜開始から徐々に不活性ガスの圧力を低下させることが好適である。これにより、モリブデン層として、基板の表面上から徐々に密度が高くなる密度勾配領域を形成することができる。
【００２０】
また、本発明による成膜基板製造方法は、基板上にモリブデン層を成膜された成膜基板を製造する方法であって、モリブデン層を成膜するための成膜材料が設置された成膜室内で、基板上にモリブデン層を成膜する成膜工程と、成膜室内に不活性ガスを導入すると共に、成膜室内の不活性ガスの圧力を、第１の圧力状態から当該第１の圧力状態より低い第２の圧力状態へ、低下させる圧力勾配を形成可能な圧力勾配形成工程と、を備え、成膜工程は、圧力勾配に沿って不活性ガスの圧力が低下する雰囲気で、第１の圧力状態で成膜した後に、第２の圧力状態で成膜することを特徴としている。
【００２１】
このような成膜基板の製造方法では、成膜室内に不活性ガスを導入し、第１の圧力状態から当該第１の圧力状態より低い第２の圧力状態へ、低下させる圧力勾配を生じさせる。圧力勾配は、位置に応じた圧力勾配でもよく、時間経過に応じた圧力勾配でもよい。このような圧力勾配が生じた成膜室内でモリブデン層の成膜を実施することで、基板側から表面側にかけて、金属密度勾配が形成されたモリブデン層を成膜することができる。この金属密度勾配は、基板側から遠くなるにつれて、密度が高くなるものである。換言すれば、モリブデン層の膜厚方向において、表面側から基板側へ近づくにつれて、密度が低くなるように密度勾配が形成される。このような密度勾配を有するモリブデン層にＬＡＳＥＲスクライブ法を適用すると、モリブデン層が好適に除去される。表面側から深くなるにつれて、モリブデン層の密度が低くなるため、ＬＡＳＥＲの強度が深さに応じて減衰しても好適にモリブデン層を除去することができ、良好なパターン形成が実現される。
【００２２】
また、成膜基板製造方法は、成膜室内の基板を搬送する基板搬送工程を更に備え、圧力勾配形成工程は、基板搬送方向の上流側を第１の圧力状態とし、基板搬送方向の下流側を第２の圧力状態とする圧力勾配を形成することが好適である。
【００２３】
このような成膜基板の製造方法では、成膜室内に不活性ガスを導入すると共に、基板搬送方向の上流側の不活性ガスの圧力が、基板搬送方向の下流側の不活性ガスの圧力よりも高くなるように圧力勾配を形成する。この圧力勾配は、上流側の不活性ガスの圧力が高く、下流側の不活性ガスの圧力が低くなるように形成される。このような圧力勾配が生じた成膜室内でモリブデン層の成膜を実施することで、基板側から表面側にかけて、金属密度勾配が形成されたモリブデン層を成膜することができる。この金属密度勾配は、基板側から遠くなるにつれて、密度が高くなるものである。換言すれば、モリブデン層の膜厚方向において、表面側から基板側へ近づくにつれて、密度が低くなるように密度勾配が形成される。このような密度勾配を有するモリブデン層にＬＡＳＥＲスクライブ法を適用すると、モリブデン層が好適に除去される。表面側から深くなるにつれて、モリブデン層の密度が低くなるため、ＬＡＳＥＲの強度が深さに応じて減衰しても好適にモリブデン層を除去することができ、良好なパターン形成が実現される。
【００２４】
また、成膜室には、基板搬送方向において、複数の成膜材料が配置されており、圧力勾配形成工程は、基板搬送方向における中央の成膜材料よりも上流側に、不活性ガスを導入することが好適である。このように、複数の成膜材料が設けられている場合には、複数の成膜材料の基板搬送方向における中央より上流側に、不活性ガスを導入することで、上流側の不活性ガスの圧力が高く、下流側の不活性ガスの圧力が低くなるように圧力勾配を形成することができる。
【００２５】
また、圧力勾配形成工程は、成膜室内において成膜材料よりも基板搬送方向の上流側に、不活性ガスを導入することが好ましい。このように、成膜材料よりも上流側に、不活性ガスを導入することで、上流側の不活性ガスの圧力が高く、下流側の不活性ガスの圧力が低くなるように圧力勾配を形成することができる。
【００２６】
また、圧力勾配形成工程は、基板搬送方向において複数の異なる位置で不活性ガスを導入し、下流側の導入位置では、上流側の導入位置よりも少ないガス量の不活性ガスを導入することが好ましい。これにより、下流側の導入位置で補助的に不活性ガスを導入することで、下流側の不活性ガスの圧力を補正することができる。
【００２７】
圧力勾配形成工程は、基板搬送方向の下流側から成膜室内のガスを室外に排出することが好適である。これにより、基板搬送方向の下流側で、成膜室内のガスを排出することで、上流側の不活性ガスの圧力が高く、下流側の不活性ガスの圧力が低くなるように圧力勾配を形成することができる。
【００２８】
また、圧力勾配形成工程は、時間経過に応じて、成膜室内の不活性ガスの圧力を低下させることで圧力勾配を形成する構成でもよい。これにより、基板を搬送させることなく、基板を静止させた状態で、成膜室内の圧力を第１の圧力状態から第２の圧力状態へ低下させる圧力勾配を、成膜時間の経過に応じて形成することができる。その結果、搬送工程を備え搬送方向の上流側から下流側へ圧力勾配を形成する場合と比較して、成膜室の長さを短くすることができ、成膜装置の小型化を図ることができる。また、成膜室に接続されるガス導入口を一つにすることができる。これにより、ガスを導入するための機構を簡素化することができる。
【００２９】
また、圧力勾配形成工程は、成膜開始から徐々に不活性ガスの圧力を低下させることが好適である。これにより、モリブデン層として、基板の表面上から、徐々に、密度が低くなる密度勾配領域を形成することができる。
【００３０】
また、本発明による成膜基板は、基板と、基板上に成膜されたモリブデン層と、を備え、モリブデン層は、膜厚方向において基板に近づくにつれて密度が低くなる密度勾配領域を有することを特徴としている。
【００３１】
このような成膜基板では、モリブデン層の膜厚方向において、表面側から基板側へ近づくにつれて、密度が低くなるように密度勾配が形成されている。このような密度勾配を有するモリブデン層にＬＡＳＥＲスクライブ法を適用すると、モリブデン層が好適に除去される。表面側から深くなるにつれて、モリブデン層の密度が低くなるため、ＬＡＳＥＲの強度が深さに応じて減衰しても好適にモリブデン層を除去することができ、良好なパターン形成が実現される。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、ＬＡＳＥＲスクライブ法を用いてパターニングする際に、好適に除去できるモリブデン層を成膜可能な成膜装置を提供することができる。
【００３３】
また、本発明によれば、ＬＡＳＥＲスクライブ法を用いてパターニングする際に、好適に除去できるモリブデン層を成膜可能な成膜基板の製造方法を提供することができる。
【００３４】
また、本発明によれば、ＬＡＳＥＲスクライブ法を用いてパターニングする際に、好適に除去できるモリブデン層が成膜された成膜基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態に係る太陽電池セルの断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る成膜装置を示す概略断面構成図である。
【図３】本発明の実施形態に係る圧力勾配形成手段を示す概略構成図である。
【図４】成膜室における基板搬送方向の位置と、アルゴンガスの圧力との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の実施形態に係る成膜基板の膜厚と膜密度との関係を示すグラフである。
【図６】ＬＡＳＥＲスクライブ法を適用した後の成膜基板を撮影したＳＥＭ写真である。
【図７】従来の実施形態に係る成膜基板の膜厚と膜密度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明による成膜装置、成膜基板の製造方法、および成膜基板の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。本発明の成膜基板は、例えば、太陽電池セルの裏面電極として使用されるものである。図１は、本発明の実施形態に係る太陽電池セルの断面図である。なお、図面の説明において同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３７】
（成膜基板）
図１に示す太陽電池セル１は、ＣＩＧＳ系の太陽電池であり、ガラス基板２上に、裏面電極層３、ＣＩＧＳ層４、バッファ層５、透明電極層６が順に積層されている。
【００３８】
ガラス基板２は、ナトリウム（Ｎａ）を含むソーダガラスである。ＣＩＧＳ層４は、銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、セレン（Ｓｅ）を含む半導体からなる発電層である。
【００３９】
裏面電極層３は、ガラス基板２の表面に成膜された密着層３ａと、この密着層３ａの表面に成膜されたモリブデン層３ｂとを備えている。
【００４０】
密着層３ａは、酸素を含有する第１の雰囲気中で成膜されたものであり、酸化モリブデンを有するものである。密着層３ａには、微量の酸素が添加されている。密着層３ａの膜厚は、例えば１０ｎｍ〜１００ｎｍ程度である。また、密着層３ａのシート抵抗値は、例えば１０Ω／□〜１００Ω／□程度である。なお、第１の雰囲気中に含まれるガスは、酸素以外のガスでもよく、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、スチーム（Ｈ２Ｏ）、三酸化窒素（ＮＯ３）、二酸化窒素（ＮＯ２）、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）、オゾン（Ｏ３）などのプラズマ中で酸化性ガスとして作用するガスでもよい。
【００４１】
モリブデン層３ｂは、第１の雰囲気よりも酸素の含有率が低い第２の雰囲気で成膜されたモリブデン層である。モリブデン層３ｂの膜厚は、例えば４００ｎｍ〜９００ｎｍ程度である。また、モリブデン層３ｂのシート抵抗値は、例えば０．２Ω／□〜０．５Ω／□程度である。
【００４２】
そして、密着層３ａは、ガラス基板２とモリブデン層（モリブデン主層）３ｂとの間に配置された密着層として機能する。モリブデン層３ｂは、密着層３ａよりも膜厚が厚くなるように形成されている。また、モリブデン層３ｂのシート抵抗値は、第１のモリブデン３ａのシート抵抗値より低くなるように形成されている。
【００４３】
ここで、成膜基板１のモリブデン層３ｂは、膜厚方向において、ガラス基板２に近づくにつれて密度が低くなる密度勾配領域を有する構成とされている。なお、本実施形態の成膜基板１は、密着層となる密着層３ａを備える構成であるが、単一のモリブデン層を備え、当該モリブデン層において、密度勾配領域を有する構成でもよい。
【００４４】
成膜基板１は、モリブデン層において、密度勾配領域を有する構成であればよく、膜厚方向に密度が均一な領域を有する構成でもよい。一般に、金属膜（モリブデン層）の結晶粒と粒界とを比較すると、結晶粒の方が密度が高く、モリブデン層の密度と結晶粒の大きさとは、１対１の相関関係となる。すなわち、モリブデン層の密度が高くなるほど、結晶粒が大きくなる傾向にある。これにより、モリブデン層の断面ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）写真を観察し、膜厚方向の結晶粒の大きさ（断面積の割合）を確認することで、モリブデン層の密度の変化（密度勾配領域の有無）を確認することが可能である。
【００４５】
図５は、本発明の実施形態に係る成膜基板の膜厚と膜密度との関係を示すグラフである。図５では、横軸にモリブデン層の膜厚を示し、縦軸に膜密度を示している。膜厚方向の位置Ｆ１は、モリブデン層３ｂの最もガラス基板２側の位置であり、膜厚方向の位置Ｆ２は、モリブデン層３ｂの最も表面側（ＣＩＧＳ層４側）の位置である。図５に示すように、成膜基板１のモリブデン層３ｂでは、膜厚方向において、ガラス基板２に近づくにつれて密度が低くなる密度勾配が形成されている。
【００４６】
（成膜装置）
次に、図２を参照して、ガラス基板２にモリブデン層を成膜する成膜装置１０について説明する。図２に示す成膜装置１０は、スパッタリング法による成膜を行う装置であり、真空中の希薄アルゴン雰囲気下でプラズマを発生させて、プラズマ中のプラスイオンを成膜材料（Ｍｏターゲット）２１に衝突させることで金属原子をはじき出し、基板上に付着させて成膜を行うものである。
【００４７】
成膜装置１０は、成膜処理が行われる第１及び第２成膜室（真空チャンバ）１１Ａ，１１Ｂを備え、第１成膜室１１Ａの入口側に基板仕込室（排気室）１２Ａが連結され、第２成膜室１１Ｂの出口側に基板取出室（ベント室）１２Ｂが連結されている。また、第１成膜室１１Ａと第２成膜室１１Ｂとの間には、ガス分離室１２Ｃが連結されている。第１成膜室１１Ａの出口側にガス分離室１２Ｃの入口側が連結され、ガス分離室１２Ｃの出口側に第２成膜室１１Ｂの入口側が連結されている。
【００４８】
基板仕込室１２Ａは、大気圧下にある基板を装置内に取り込み、室内を真空とするためのチャンバである。基板取出室１２Ｂは、真空中にある成膜基板（モリブデン層が成膜されたガラス基板）を大気圧環境下へ取り出すためのチャンバである。ガス分離室１２Ｃは、ガス置換による酸素ガスとアルゴンガスとの分圧比変更を行うためのチャンバである。
【００４９】
以下、基板仕込室１２Ａ、第１成膜室１１Ａ、ガス分離室１２Ｃ、第２成膜室１１Ｂ、基板取出室１２Ｂを区別しない場合には、チャンバ１１，１２と記すこともある。これらのチャンバ１１，１２は、真空容器によって構成され、チャンバ１１，１２の出入口には、ゲートバルブＧＶが設けられている。ゲートバルブＧＶは、真空環境と大気圧環境とを隔てるための比較的大きな弁体を備えたバルブである。ゲートバルブＧＶの両側の圧力が等しいときにゲートバルブＧＶを開放することで隣接するチャンバ１１，１２を連通させ、基板２を通過させる。
【００５０】
また、各チャンバ１１，１２内には、基板２を搬送するための基板搬送ローラ１４（基板搬送手段）が設置されていると共に、基板２を加熱するためのヒータ１５が設置されている。ヒータ１５は、基板温度が例えば７０℃〜３５０℃の範囲で一定となるように加熱する。
【００５１】
さらに、基板仕込室１２Ａおよび基板取出室１２Ｂには、ロータリポンプ１６が接続され、チャンバ１１，１２には、ＴＭＰ（ターボ分子ポンプ）１７が接続されている。ロータリポンプ１６は、大気圧から１Ｐａまでの粘性流領域で排気をするために使用されるポンプであり、ＴＭＰ１７は、１Ｐａ以下の分子流領域で排気をするために使用されるポンプである。
【００５２】
また、成膜装置１０は、第１及び第２成膜室１１Ａ，１１Ｂ内にスパッタリングターゲットを保持する図示しないスパッタリングカソード（保持部）を有する。スパッタリングターゲットであるＭｏターゲット２１は、第１及び第２成膜室１１Ａ，１１Ｂ上部に配置されている。第２成膜室１１Ｂでは、基板２の搬送方向に沿って複数のＭｏターゲット２１が配置されている。Ｍｏターゲット２１は、ＤＣ電源２３に電気的に接続されている。ＤＣ電源２３は、直流電力を供給する電源である。
【００５３】
ここで、第１の成膜室１１Ａは、所定量の酸素を含有する第１の雰囲気中で、ガラス基板２の表面に密着層３ａを成膜する成膜室である。第２の成膜室１１Ｂは、第１の雰囲気よりも酸素の含有率が低い第２の雰囲気中で、密着層３ａの表面にモリブデン層３ｂを成膜する成膜室である。
【００５４】
そして、成膜装置１０は、第１成膜室１１Ａ内を、所定量の酸素を含有する第１の雰囲気とし、第２成膜室１１Ｂ内を、第１の雰囲気よりも酸素の含有率が低い第２の雰囲気とするガス濃度調整装置（酸素濃度制御部）３０Ａ，３０Ｂを備えている。
【００５５】
ガス濃度調整装置３０Ａは、第１成膜室１１Ａ内にガスを供給すると共に、第１成膜室１１Ａ内の酸素濃度を調整するものである。ガス濃度調整装置３０Ａは、第１成膜室１１Ａ内への酸素ガス導入量を調節するマスフローコントローラ３１、第１成膜室１１Ａ内へのアルゴンガス導入量を調節するマスフローコントローラ３２、第１成膜室１１Ａに接続されて酸素ガス及び／又はアルゴンガスを導入するガス供給経路３３、第１成膜室１１Ａ内の酸素濃度を検出する酸素濃度計３４、第１成膜室１１Ａ内の酸素濃度を調整すべくマスフローコントローラ３１を制御する制御部３５を備えている。
【００５６】
ガス濃度調整装置（ガス濃度調整装置）３０Ｂは、第２成膜室１１Ｂ内にガスを供給すると共に、第２成膜室１１Ｂ内の酸素濃度を調整するものである。ガス濃度調整装置３０Ｂは、第２成膜室１１Ｂ内への酸素ガス導入量を調節するマスフローコントローラ３１、第２成膜室１１Ｂ内へのアルゴンガス導入量を調節するマスフローコントローラ３２、第２成膜室１１Ｂに接続されて酸素ガス及び／又はアルゴンガスを導入するガス供給経路３３、第２成膜室１１Ｂ内の酸素濃度を検出する酸素濃度計３４、第２成膜室１１Ｂ内の酸素濃度を調整すべくマスフローコントローラ３１を制御する制御部３５を備えている。
【００５７】
ガス濃度調整装置３０Ｃは、ガス分離室１２Ｃ内に酸素ガス及び／又はアルゴンガスを供給すると共に、ガス分離室１２Ｃに隣接するゲートバルブＧＶの状態によって酸素濃度を調整するものである。すなわち、第１成膜室１１Ａ側のゲートバルブＧＶが開いているときは第１成膜室１１Ａ内と同じ酸素濃度に調整し、第２成膜室１１Ｂ側のゲートバルブＧＶが開いているときは第２成膜室１１Ｂ内と同じ酸素濃度に調整する。なお、第１成膜室１１Ａ側のゲートバルブＧＶと第２成膜室１１Ｂ側のゲートバルブＧＶとが、同時に開かないように制御される。
【００５８】
酸素ガス導入量を調節するマスフローコントローラ３１には、酸素ガスを供給する酸素ボンベが接続され、アルゴンガス導入量を調節するマスフローコントローラ３２には、アルゴンガスを供給するアルゴンガスボンベが接続されている。マスフローコントローラ３１，３２によって流量が調整された酸素ガス及びアルゴンガスは、ガス供給経路３３を通過して第１成膜室１１Ａ，第２成膜室１１Ｂ内に導入され、成膜室１１Ａ，１１Ｂ内の酸素分圧が一定に保たれる。酸素ガス導入量、アルゴンガス導入量を調節する流量調節器として、サーマルバルブ式、電磁弁式、ピエゾバルブ式の流量調整器を用いることができる。
【００５９】
また、ガス濃度調整装置３０Ａ，３０Ｂの制御部３５は、酸素濃度計３４によって検出された第１成膜室１１Ａ，第２成膜室１１Ｂ内の酸素濃度に基づいて、マスフローコントローラ３１，３２を制御することができる。制御部３５は、例えば、アルゴンガスの導入量を一定として、酸素ガス導入量を制御することで、成膜室１１内の酸素濃度を調整する。例えば、第１成膜室１１Ａ内の酸素分圧は、０．００３Ｐａ〜０．０５Ｐａ程度に制御されることが好ましく、第２成膜室１１Ｂ内の酸素分圧は、０〜０．００２Ｐａ程度に制御されることが好ましい。
【００６０】
（圧力勾配形成手段）
本発明の実施形態に係る成膜装置１０は、モリブデン層３ｂを成膜する第２成膜室１１Ｂ内にアルゴンガス（不活性ガス）を導入すると共に、第２成膜室１１Ｂ内において、基板搬送方向の上流側のアルゴンガスの圧力が、基板搬送方向の下流側のアルゴンガスの圧力よりも高くなるように圧力勾配を形成する圧力勾配形成手段を備えている。圧力勾配形成手段は、第２成膜室１１Ｂ内のアルゴンガスの圧力を、第１の圧力状態から第２の圧力状態へ低下させる圧力勾配を形成可能な構成とされている。
【００６１】
本実施形態のガス濃度調整装置３０Ｂは、圧力勾配形成手段として機能するものである。図３は、本発明の実施形態に係る圧力勾配形成手段を示す概略図である。圧力勾配形成手段は、第２成膜室１１Ｂ内にアルゴンガスを導入するガス導入部４１Ａ，４１Ｂ、およびＴＭＰ１７Ａ，１７Ｂを備えている。
【００６２】
図３に示すように、第２成膜室１１Ｂ内には、基板搬送方向Ｄに沿って例えば３つのＭｏターゲット２１Ａ〜２１Ｃが配置されている。圧力勾配形成手段は、アルゴンガス導入部として、基板搬送方向Ｄの最も上流側のＭｏターゲット２１よりも上流側に設けられた第１のガス導入部（ガス導入口）４１Ａと、この第１のガス導入部４１Ａの下流側に設けられた第２のガス導入部４１Ｂとを備えている。
【００６３】
第１のガス導入部４１Ａ及び第２のガス導入部４１Ｂは、例えば筒状を成し、その長手方向が、基板搬送方向Ｄと交差する方向に配置されている。筒状のガス導入部の周面には、アルゴンガスを室内に導入するための複数の導入口が形成されている。第１のガス導入部４１Ａ及び第２のガス導入部４１Ｂは、上下方向において、例えば、基板が搬送される位置より上方（基板よりもＭｏターゲット側）に配置されている。
【００６４】
第１のガス導入部４１Ａは、メインのガス導入部として機能するものであり、第１のガス導入部４１Ａのアルゴンガスの供給流量は、例えば５００ｓｃｃｍ程度である。第２のガス導入部４１Ｂは、第１のガス導入部４１Ａによって導入されるガス量よりも少ないガス量を導入するものであり、第２のガス導入部４１Ｂのアルゴンガスの供給量は、例えば５０ｓｃｃｍ程度である。
【００６５】
なお、第１のガス導入部４１Ａは、基板搬送方向Ｄにおける中央のＭｏターゲット２１Ｂよりも上流側に設けられていてもよい。また、第１のガス導入部４１Ａは、基板搬送方向Ｄにおいて、最も上流側のＭｏターゲット２１と最も下流側のＭｏターゲット２１の中間位置よりも上流側に設けられていてもよい。また、第２のガス導入部４１Ｂを備えていない圧力勾配形成手段としてもよい。
【００６６】
また、第２成膜室１１Ｂのガスを室外に排出するガス排出部（ガス排出口）が、基板搬送方向Ｄにおいて、第１のガス導入部４１Ａよりも下流側に設けられている。本実施形態の圧力勾配形成手段では、ガス排出部として、上流側に配置されたＴＭＰ１７Ａと、下流側に配置されたＴＭＰ１７Ｂとを備えている。ＴＭＰ１７Ａは、第１のガス導入部４１Ａよりも上流側の排出口からガスを排出し、ＴＭＰ１７Ｂは、最も下流側のＭｏターゲット２１Ｃの下流側の排出口からガスを排出する。ＴＭＰ１７Ａ，１７Ｂによる排出ガス量を調整することで、室内における基板搬送方向Ｄの圧力勾配を調節することができる。
【００６７】
（成膜装置の動作、及び成膜基板の製造方法）
次に、成膜装置１０の動作、及び成膜基板の製造方法について説明する。本実施形態に係る成膜基板の製造方法は、ガラス基板２上にモリブデンが成膜された成膜基板を製造する方法であって、所定量の酸素を含有する第１の雰囲気中で、ガラス基板２の表面に密着層３ａを成膜する第１成膜工程と、第１の雰囲気よりも酸素の含有率が低い第２の雰囲気中で、密着層３ａの表面にモリブデン層３ｂを成膜する第２の成膜工程と、を備えている。第１成膜工程は、成膜装置１０の第１成膜室１１Ａで実施され、第２成膜工程は、成膜装置１０の第２成膜室１１Ｂで実施される。
【００６８】
まず、第１成膜工程及び第２成膜工程の前処理として、ロータリポンプ１６及びＴＭＰ１７を用いて、第１成膜室１１Ａ及び第２成膜室１１Ｂ内の排気を行い真空状態とする。第１成膜室１１Ａ、第２成膜室１１Ｂ内の圧力は、例えば、５×１０−４Ｐａ以下とすることが好ましい。
【００６９】
次に、各ヒータ１５をＯＮ状態として、その後各チャンバ１１〜１３内に導入される基板２の温度が７０℃〜３５０℃の範囲内で一定となるように、ヒータ１５における設定値を安定させる。ヒータ１５の温度が、常温から設定値（例えば２００℃）に上昇すると、ヒータ１５自体及び真空チャンバ１１，１２内に付着しているＨ２ＯやＣＯ２等のガスが脱離してチャンバ１１，１２の圧力が一時的に上昇する。
【００７０】
第１成膜室１１Ａ内の圧力が所望の真空圧力（５×１０−４Ｐａ以下）であることが確認された後に、ガス濃度調整装置３０Ａの制御部３５は、マスフローコントローラ３１，３２を駆動して、第１成膜室１１Ａ内への酸素ガス及びアルゴンガスの供給を開始する。マスフローコントローラ３１，３２は、第１成膜室１１Ａ内の圧力を０．１Ｐａ〜１Ｐａの範囲内で任意の値に維持する。第１成膜工程では、酸素の含有率が０．３％〜５．０％となるように、酸素ガス及びアルゴンガスの供給量を調整する。
【００７１】
第２成膜室１１Ｂ内の圧力が所望の真空圧力（５×１０−４Ｐａ以下）であることが確認された後に、ガス濃度調整装置３０Ｂの制御部３５は、マスフローコントローラ３１，３２を駆動して、第２成膜室１１Ｂ内への酸素ガス及び／又はアルゴンガスの供給を開始する。マスフローコントローラ３１，３２は、第２成膜室１１Ｂ内の圧力を０．１Ｐａ〜１Ｐａの範囲内で任意の値に維持する。第２成膜工程では、酸素の含有率が０．０％〜０．２％となるように、酸素ガス及び／又はアルゴンガスの供給量を調整する。
【００７２】
その後、ＤＣ電源２３をＯＮ状態として、成膜室１１内にプラズマを発生させる。
【００７３】
第１成膜室１１Ａ内のプラズマ放電が開始されると、Ｍｏターゲット２１のスパッタリングが始まる。このとき、ＤＣ電源２３は、Ｍｏターゲット２１に対する電力密度を、１Ｗ／ｃｍ２〜５Ｗ／ｃｍ２の範囲内の任意の値に維持するように制御する。
【００７４】
第２成膜室１１Ｂ内のプラズマ放電が開始されると、Ｍｏターゲット２１のスパッタリングが始まる。このとき、ＤＣ電源２３は、Ｍｏターゲット２１に対する電力密度を、５Ｗ／ｃｍ２〜３０Ｗ／ｃｍ２の範囲内の任意の値に維持するように制御する。
【００７５】
ここで、ガス濃度調整装置３０Ａ，３０Ｂの制御部３５は、マスフローコントローラ３１を制御して、酸素ガスの導入流量が、アルゴンガスの導入流量に対して、例えば１／１０００から１／１０までの範囲内の任意の値に維持するように制御する。
【００７６】
被成膜基板であるガラス基板２は、基板仕込室１２Ａ内に導入される。基板仕込室１２Ａ内にガラス基板２が導入されると、ロータリポンプ１６及びＴＭＰ１７による排気が行われ、基板仕込室１２Ａ内が真空状態となる。基板仕込室１２Ａ内が真空状態となると、基板仕込室１２Ａと第１成膜室１１Ａとの間に配置されたゲートバルブＧＶが開放され、基板仕込室１２Ａ及び第１成膜室１１Ａが連通し、ガラス基板２が第１成膜室１１Ａ内に導入される。
【００７７】
第１成膜室１１Ａ内では、基板搬送ローラ１４による基板搬送速度を一定の値に制御し、ガラス基板２上に成膜される密着層３ａの膜厚が制御される。第１成膜室１１Ａでは、Ｍｏターゲット２１の直下にモリブデンがスパッタリングされる空間が形成されている。そして、スパッタリング空間内にガラス基板２を通過させることで、ガラス基板２上に密着層３ａが成膜される。第１成膜工程を行う第１成膜室１１Ａでは、密着層３ａの膜厚の平均値が例えば１０ｎｍ以上となるように、搬送速度が制御されることが好ましい。
【００７８】
第１成膜工程による成膜の完了後のガラス基板２は、ガス分離室１２Ｃに搬送される。ガス分離室１２Ｃでは、ガス置換による酸素ガスとアルゴンガスとの分圧比変更が行われ、ガラス基板２が第２成膜室１１Ｂ内へ搬送される。
【００７９】
第２成膜室１１Ｂ内では、基板搬送ローラ１４による基板搬送速度を一定の値に制御し（基板搬送工程）、ガラス基板２上に成膜されるモリブデン層３ｂの膜厚が制御される。第２成膜室１１Ｂでは、Ｍｏターゲット２１の直下にモリブデンがスパッタリングされる空間が形成されている。そして、スパッタリング空間内にガラス基板２を通過させることで、ガラス基板２上にモリブデン層３ｂが成膜される。第２成膜工程を行う第２成膜室１１Ｂでは、モリブデン層３ｂの膜厚の平均値が例えば４００ｎｍ以上となるように、搬送速度が制御されることが好ましい。
【００８０】
第２成膜工程による成膜の完了後のガラス基板２は、基板取出室１２Ｂに搬送される。基板取出室１２Ｂでは、空気の室内への導入が行われ、室内の圧力が真空から大気圧となったところで、ガラス基板２が基板取出室１２Ｂ外へ搬送される。ガラス基板２が取り出された後の基板取出室１２Ｂ内は、成膜完了後の次のガラス基板２が導入されることに備えるため、ロータリポンプ１６及びＴＭＰ１７による排気が行われ、真空状態とされる。なお、成膜装置１０は、上記成膜基板の製造方法における各種工程が、自動で順次進むようにシーケンスが組み込まれている構成でもよい。
【００８１】
（圧力勾配形成工程）
本実施形態に係る成膜基板製造方法は、第２の成膜室１１Ｂ内にアルゴンガスを導入すると共に、第２の成膜室１１Ｂ内において、基板搬送方向Ｄの上流側のアルゴンガスの圧力Ｐ２（図４参照）が、基板搬送方向Ｄの下流側のアルゴンガスの圧力Ｐ３よりも高くなるように圧力勾配を形成する圧力勾配形成工程を備えている。この圧力勾配形成工程では、最も上流側のＭｏターゲット２１Ａよりも上流側でアルゴンガスを室内に導入し、圧力勾配を形成する。圧力勾配形成工程では、第２の成膜室１１Ｂ内のアルゴンガスの圧力を、第１の圧力状態（圧力Ｐ２）から、第１の圧力状態より低い第２の圧力状態（圧力Ｐ３）へ低下させる圧力勾配を形成する。
【００８２】
圧力勾配形成工程では、その他の位置でアルゴンガスを導入して、圧力勾配を形成してもよい。例えば、基板搬送方向Ｄにおける中央のＭｏターゲット２１Ｂよりも上流側に、アルゴンガスを導入してもよい。また、最も上流側のＭｏターゲットと最も下流側のＭｏターゲットの中間位置よりも上流側で、アルゴンガスを導入してもよい。
【００８３】
また、圧力勾配形成工程では、基板搬送方向Ｄにおいて複数の異なる位置でアルゴンガスを導入し、下流側の導入位置では、上流側の導入位置よりも少ないガス量のアルゴンガスを導入する。なお、アルゴンガスの導入位置は、基板搬送方向Ｄにおいて、１箇所でもよく、複数でもよい。アルゴンガスの導入位置が複数である場合には、メインの導入位置は、上流側に設ける。また、圧力勾配形成工程では、アルゴンガスの導入位置の下流側から第２の成膜室１１Ｂ内のガスを室外に排出する。
【００８４】
図４は、成膜室における基板搬送方向の位置と、アルゴンガスの圧力との関係を示すグラフである。図４では、横軸に第２成膜室１１Ｂにおける搬送方向の位置を示し、縦軸に第２成膜室１１Ｂにおけるアルゴンガスの圧力を示している。位置Ｄ１は、第２の成膜室１１Ｂの最も上流側の位置であり、位置Ｄ２は、第１のガス導入部の位置であり、位置Ｄ３は、最も下流側の位置である。図４に示すように、位置Ｄ１から位置Ｄ２にかけてアルゴンガスの圧力が、圧力Ｐ１から圧力Ｐ２へ上昇し、位置Ｄ２から位置Ｄ３にかけてアルゴンガスの圧力が、圧力Ｐ２から圧力Ｐ３へ下降するように、圧力勾配が形成されている。
【００８５】
図６は、ＬＡＳＥＲスクライブ法を適用した後の成膜基板を撮影したＳＥＭ写真である。図６（ａ）は、本発明の実施形態に係る成膜基板のＳＥＭ写真であり、図６（ｂ）は、従来例の成膜基板のＳＥＭ写真である。図６（ａ）に示すように、本実施形態の成膜基板にＬＡＳＥＲスクライブ法を適用した場合には、残渣が生じることなく、好適にモリブデン層３ｂが除去されていることが分かる。
【００８６】
以上説明したように、本実施形態の成膜装置及び成膜基板製造方法では、成膜室内において基板搬送方向の上流側から下流側にかけてアルゴンガスの圧力勾配が生じている。この圧力勾配は、上流側のアルゴンガスの圧力が高く、下流側のアルゴンガスの圧力が低くなるように形成されている。このような圧力勾配が生じた成膜室内でモリブデン層の成膜を実施することで、基板側から表面側にかけて、金属密度勾配が形成されたモリブデン層を成膜することができる。この金属密度勾配は、基板側から遠くなるにつれて、密度が高くなるものである。換言すれば、モリブデン層の膜厚方向において、表面側から基板側へ近づくにつれて、密度が低くなるように密度勾配が形成されている。
【００８７】
また、成膜室内にアルゴンガスを導入する導入口が、成膜材料より上流側に設けられているため、基板搬送方向において好適な圧力勾配を形成することができる。
【００８８】
本実施形態の成膜基板では、表面側から深くなるにつれて、モリブデン層の密度が低くなるように密度勾配が形成されている。これにより、成膜基板に対してＬＡＳＥＲスクライブ法を適用した際に、ＬＡＳＥＲ強度が膜厚方向の深さに応じて減衰しても、好適にモリブデン層を除去することができる。その結果、良好なパターン形成が実現される。
【００８９】
また、本実施形態の成膜基板では、ガラス基板２の表面に酸素を含有する密着層３ａが成膜され、ガラス基板２と密着層３ａとが強固に密着されている。そして、この密着層３ａの表面に、密着層３ａよりも酸素の含有量が少ないモリブデン層３ｂが成膜され、密着層３ａとモリブデン層３ｂとが強固に密着されている。すなわち、モリブデン層３ｂは、密着層３ａを介してガラス基板２上に成膜され、モリブデン層３ｂと、ガラス基板２との密着力の向上が図られている。その結果、太陽電池セルを製造する際の歩留まりの低下を抑えることができる。また、太陽電池セルの品質の向上を図ることができる。
【００９０】
ここで、モリブデン層３ｂのシート抵抗値は、密着層３ａのシート抵抗値よりも低いことが好適であり、密着層３ａの表面に、密着層３ａのシート抵抗値よりも低いシート抵抗値のモリブデン層３ｂを成膜することで、低抵抗とし電極膜としての機能を向上させつつ、密着力の向上を図ることができる。
【００９１】
また、モリブデン層３ｂは、密着層３ａよりも厚いことが好ましく、膜厚が密着層３ａよりも厚いモリブデン層３ｂを成膜することで、シート抵抗値の低いモリブデン層を形成することができる。そのため、成膜基板を備えた太陽電池セル１では、低抵抗かつ高変換率を実現することができる。またシート抵抗の高い密着層３ａをモリブデン層３ｂよりも薄くすることで、ガラス基板２と密着層３ａとの密着力を高めつつ、成膜基板全体の抵抗値の増加を抑制することができる。
【００９２】
また、本実施形態の成膜装置１０では、ガラス基板２の表面に密着層３ａを成膜する第１成膜室１１Ａを備え、この第１成膜室１１Ａ内を、酸素を含有する第１の雰囲気として、ガラス基板２上に密着層３ａを成膜することができる。これにより、ガラス基板２と密着層３ａとを強固に密着させることができる。また、成膜装置１０は、密着層３ａの表面にモリブデン層３ｂを成膜する第２成膜室１１Ｂを備え、この第２成膜室１１Ｂ内を、第１の雰囲気よりも酸素の含有率が低い第２の雰囲気として、密着層３ａの表面にモリブデン層３ｂを成膜することができる。これにより、密着層３ａとモリブデン層３ｂとを強固に密着させることができる。すなわち、モリブデン層３ｂは、密着層３ａを介してガラス基板２上に成膜され、モリブデン層３ｂと、ガラス基板２との密着力の向上が図られている。なお、第１成膜室１１Ａと第２成膜室１１Ｂとを兼用する成膜室を備える成膜装置としてもよい。
【００９３】
また、本実施形態の成膜基板の製造方法では、酸素を含有する第１の雰囲気中で、ガラス基板２の表面に密着層３ａが成膜され、密着層３ａがガラス基板２に強固に密着する。そして、この密着層３ａの表面にモリブデン層３ｂが成膜され、モリブデン層３ｂが密着層３ｂに強固に密着する。すなわち、モリブデン層３ｂは、密着層３ａを介してガラス基板上に成膜され、モリブデン層３ｂと、ガラス基板２との密着力の向上が図られる。
【００９４】
本実施形態の成膜基板を太陽電池セルに利用した場合には、モリブデンの成膜工程後の他の工程において、高温（例えば６００℃）に晒されても、モリブデン層３ａ，３ｂの剥離を防止することができる。また、成膜基板にＬＡＳＥＲスクライビングを実施した場合のモリブデン層３ａ，３ｂの剥離を防止することができる。従って、モリブデン層の密着性の向上を図ることが可能である。
【００９５】
また、本実施形態の成膜基板では、モリブデン層の密着力が向上されているため、ガラス基板２中のナトリウム分がモリブデン層を好適に通過し、モリブデン層に密着するＣＩＧＳ層４に到達し、ＣＩＧＳ層４における発電効率の向上を図ることができる。
【００９６】
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態では、スパッタリング法による成膜を行っているが、例えば、物理蒸着法、イオンプレーティング法を適用してもよく、その他の成膜方法を用いて成膜を行ってもよい。
【００９７】
また、上記実施形態では、本発明の成膜基板をＣＩＧＳ型の太陽電池に適用しているが、例えば、色素増感型など、その他の太陽電池に本発明の成膜基板を適用してもよい。さらに、タッチパネル、液晶ディスプレイ（液晶表示素子）、有機ＥＬ素子などに使用される基板に、本発明の成膜基板を適用してもよい。
【００９８】
なお、上記実施形態では、成膜室１１Ｂの長手方向（基板搬送方向）において、成膜室１１Ｂ内の不活性ガスの圧力を低下させる圧力勾配を形成する構成としているが、成膜室１１Ｂ内で基板を静止させた状態で、成膜室１１Ｂ内の不活性ガスの圧力を成膜時間の経過に応じて低下させることで、圧力勾配を形成してもよい。これにより、成膜室１１Ｂの長手方向に圧力勾配を形成する必要がなくなるため、成膜室１１Ｂを短くすることが可能となり、成膜装置１０を小型化することが可能となる。
【００９９】
また、時間経過に応じて不活性ガスの圧力を低下させる圧力勾配を形成する場合には、成膜開始から徐々に不活性ガスの圧力を低下させることが好ましい。これにより、モリブデン層として、基板の表面上から徐々に密度が高くなる密度勾配領域を形成することができる。
【０１００】
また、成膜時間に応じて圧力勾配を形成する場合には、一つのガス導入部を用いて圧力勾配を形成することが可能であるため、ガス導入部を減らすことができ、不活性ガスを成膜室１１Ｂ内に供給するためのガス供給機構を簡素化することができる。
【０１０１】
なお、上記実施形態では、ガラス基板にモリブデン層を成膜する場合について説明しているが、モリブデン層が成膜される基板は、ガラス基板に限定されず、その他の基板でもよい。
【０１０２】
また、上記実施形態では、不活性ガスをアルゴンガスとしているが、その他の不活性ガスを用いる構成でもよい。
【符号の説明】
【０１０３】
１…太陽電池セル、２…ガラス基板、３…裏面電極層、３ａ…密着層、３ｂ…モリブデン層、１０…成膜装置（スパッタリング装置）、１１Ａ…第１成膜室、１１Ｂ…第２成膜室、３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ…ガス濃度調整装置、３１，３２…マスフローコントローラ、３５…制御部、４１Ａ…第１のガス導入部（導入口）、４１Ｂ…第２のガス導入部（導入口）、Ｄ…基板搬送方向。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板にモリブデン層を成膜する成膜装置であって、
前記モリブデン層を成膜するための成膜材料が設置され、前記基板上に前記モリブデン層を成膜する成膜室と、
前記成膜室内に不活性ガスを導入すると共に、前記成膜室内の不活性ガスの圧力を、第１の圧力状態から当該第１の圧力状態より低い第２の圧力状態へ、低下させる圧力勾配を形成可能な圧力勾配形成手段と、
を備え、
前記成膜室は、前記圧力勾配に沿って前記不活性ガスの圧力が低下する雰囲気で、前記第１の圧力状態で成膜した後に、前記第２の圧力状態で成膜することを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記成膜室内の前記基板を搬送する基板搬送手段を更に備え、
前記圧力勾配形成手段は、基板搬送方向の上流側を前記第１の圧力状態とし、基板搬送方向の下流側を前記第２の圧力状態とする前記圧力勾配を形成することを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記基板搬送方向において、複数の前記成膜材料が配置されており、
前記成膜室内に不活性ガスを導入するガス導入口が、前記基板搬送方向における中央の前記成膜材料よりも、上流側に設けられていることを特徴とする請求項２記載の成膜装置。
【請求項４】
前記成膜室内に不活性ガスを導入するガス導入口が、前記成膜材料よりも上流側に設けられていることを特徴とする請求項２記載の成膜装置。
【請求項５】
前記ガス導入口を第１のガス導入口とし、当該第１のガス導入口よりも下流側には、前記第１のガス導入口を通じて導入されるガス量よりも少ないガス量の不活性ガスを前記成膜室内に導入する第２のガス導入口が設けられていることを特徴と請求項３又は４記載の成膜装置。
【請求項６】
前記成膜室内のガスを室外に排出するガス排出口が、前記基板搬送方向において前記ガス導入口の下流側に設けられていることを特徴とする請求項２〜５の何れか一項に記載の成膜装置。
【請求項７】
前記圧力勾配形成手段は、時間経過に応じて、前記成膜室内の不活性ガスの圧力を低下させることで前記圧力勾配を形成することを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項８】
前記圧力勾配形成手段は、成膜開始から徐々に不活性ガスの圧力を低下させることを特徴とする請求項７記載の成膜装置。
【請求項９】
基板上にモリブデン層を成膜された成膜基板を製造する方法であって、
前記モリブデン層を成膜するための成膜材料が設置された成膜室内で、前記基板上に前記モリブデン層を成膜する成膜工程と、
前記成膜室内に不活性ガスを導入すると共に、前記成膜室内の不活性ガスの圧力を、第１の圧力状態から当該第１の圧力状態より低い第２の圧力状態へ、低下させる圧力勾配を形成可能な圧力勾配形成工程と、
を備え、
前記成膜工程は、前記圧力勾配に沿って前記不活性ガスの圧力が低下する雰囲気で、前記第１の圧力状態で成膜した後に、前記第２の圧力状態で成膜することを特徴とする成膜基板製造方法。
【請求項１０】
前記成膜室内の前記基板を搬送する基板搬送工程を更に備え、
前記圧力勾配形成工程は、基板搬送方向の上流側を前記第１の圧力状態とし、基板搬送方向の下流側を前記第２の圧力状態とする前記圧力勾配を形成する請求項９に記載の成膜基板製造方法。
【請求項１１】
前記成膜室には、前記基板搬送方向において、複数の成膜材料が配置されており、
前記圧力勾配形成工程は、前記基板搬送方向における中央の前記成膜材料よりも上流側に、不活性ガスを導入することを特徴とする請求項１０記載の成膜基板製造方法。
【請求項１２】
前記圧力勾配形成工程は、前記成膜室内において成膜材料よりも基板搬送方向の上流側に、不活性ガスを導入することを特徴とする請求項１１記載の成膜基板製造方法。
【請求項１３】
前記圧力勾配形成工程は、前記基板搬送方向において複数の異なる位置で不活性ガスを導入し、下流側の導入位置では、上流側の導入位置よりも少ないガス量の不活性ガスを導入することを特徴とする請求項１１又は１２記載の成膜基板製造方法。
【請求項１４】
前記圧力勾配形成工程は、不活性ガスの導入位置の下流側から前記成膜室内のガスを室外に排出することを特徴とする請求項１０〜１３の何れか一項に記載の成膜基板製造方法。
【請求項１５】
前記圧力勾配形成工程は、時間経過に応じて、前記成膜室内の不活性ガスの圧力を低下させることで前記圧力勾配を形成することを特徴とする請求項９記載の成膜基板製造方法。
【請求項１６】
前記圧力勾配形成工程は、成膜開始から徐々に不活性ガスの圧力を低下させることを特徴とする請求項１５記載の成膜基板製造方法。
【請求項１７】
基板と、
前記基板上に成膜されたモリブデン層と、を備え、
前記モリブデン層は、膜厚方向において、前記基板に近づくにつれて密度が低くなる密度勾配領域を有することを特徴とする成膜基板。
【請求項１】
基板にモリブデン層を成膜する成膜装置であって、
前記モリブデン層を成膜するための成膜材料が設置され、前記基板上に前記モリブデン層を成膜する成膜室と、
前記成膜室内に不活性ガスを導入すると共に、前記成膜室内の不活性ガスの圧力を、第１の圧力状態から当該第１の圧力状態より低い第２の圧力状態へ、低下させる圧力勾配を形成可能な圧力勾配形成手段と、
を備え、
前記成膜室は、前記圧力勾配に沿って前記不活性ガスの圧力が低下する雰囲気で、前記第１の圧力状態で成膜した後に、前記第２の圧力状態で成膜することを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記成膜室内の前記基板を搬送する基板搬送手段を更に備え、
前記圧力勾配形成手段は、基板搬送方向の上流側を前記第１の圧力状態とし、基板搬送方向の下流側を前記第２の圧力状態とする前記圧力勾配を形成することを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記基板搬送方向において、複数の前記成膜材料が配置されており、
前記成膜室内に不活性ガスを導入するガス導入口が、前記基板搬送方向における中央の前記成膜材料よりも、上流側に設けられていることを特徴とする請求項２記載の成膜装置。
【請求項４】
前記成膜室内に不活性ガスを導入するガス導入口が、前記成膜材料よりも上流側に設けられていることを特徴とする請求項２記載の成膜装置。
【請求項５】
前記ガス導入口を第１のガス導入口とし、当該第１のガス導入口よりも下流側には、前記第１のガス導入口を通じて導入されるガス量よりも少ないガス量の不活性ガスを前記成膜室内に導入する第２のガス導入口が設けられていることを特徴と請求項３又は４記載の成膜装置。
【請求項６】
前記成膜室内のガスを室外に排出するガス排出口が、前記基板搬送方向において前記ガス導入口の下流側に設けられていることを特徴とする請求項２〜５の何れか一項に記載の成膜装置。
【請求項７】
前記圧力勾配形成手段は、時間経過に応じて、前記成膜室内の不活性ガスの圧力を低下させることで前記圧力勾配を形成することを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項８】
前記圧力勾配形成手段は、成膜開始から徐々に不活性ガスの圧力を低下させることを特徴とする請求項７記載の成膜装置。
【請求項９】
基板上にモリブデン層を成膜された成膜基板を製造する方法であって、
前記モリブデン層を成膜するための成膜材料が設置された成膜室内で、前記基板上に前記モリブデン層を成膜する成膜工程と、
前記成膜室内に不活性ガスを導入すると共に、前記成膜室内の不活性ガスの圧力を、第１の圧力状態から当該第１の圧力状態より低い第２の圧力状態へ、低下させる圧力勾配を形成可能な圧力勾配形成工程と、
を備え、
前記成膜工程は、前記圧力勾配に沿って前記不活性ガスの圧力が低下する雰囲気で、前記第１の圧力状態で成膜した後に、前記第２の圧力状態で成膜することを特徴とする成膜基板製造方法。
【請求項１０】
前記成膜室内の前記基板を搬送する基板搬送工程を更に備え、
前記圧力勾配形成工程は、基板搬送方向の上流側を前記第１の圧力状態とし、基板搬送方向の下流側を前記第２の圧力状態とする前記圧力勾配を形成する請求項９に記載の成膜基板製造方法。
【請求項１１】
前記成膜室には、前記基板搬送方向において、複数の成膜材料が配置されており、
前記圧力勾配形成工程は、前記基板搬送方向における中央の前記成膜材料よりも上流側に、不活性ガスを導入することを特徴とする請求項１０記載の成膜基板製造方法。
【請求項１２】
前記圧力勾配形成工程は、前記成膜室内において成膜材料よりも基板搬送方向の上流側に、不活性ガスを導入することを特徴とする請求項１１記載の成膜基板製造方法。
【請求項１３】
前記圧力勾配形成工程は、前記基板搬送方向において複数の異なる位置で不活性ガスを導入し、下流側の導入位置では、上流側の導入位置よりも少ないガス量の不活性ガスを導入することを特徴とする請求項１１又は１２記載の成膜基板製造方法。
【請求項１４】
前記圧力勾配形成工程は、不活性ガスの導入位置の下流側から前記成膜室内のガスを室外に排出することを特徴とする請求項１０〜１３の何れか一項に記載の成膜基板製造方法。
【請求項１５】
前記圧力勾配形成工程は、時間経過に応じて、前記成膜室内の不活性ガスの圧力を低下させることで前記圧力勾配を形成することを特徴とする請求項９記載の成膜基板製造方法。
【請求項１６】
前記圧力勾配形成工程は、成膜開始から徐々に不活性ガスの圧力を低下させることを特徴とする請求項１５記載の成膜基板製造方法。
【請求項１７】
基板と、
前記基板上に成膜されたモリブデン層と、を備え、
前記モリブデン層は、膜厚方向において、前記基板に近づくにつれて密度が低くなる密度勾配領域を有することを特徴とする成膜基板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１１７１２７（Ｐ２０１２−１１７１２７Ａ）
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６９５５２（Ｐ２０１０−２６９５５２）
【出願日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
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