(57)【要約】【課題】ＨＩＴ太陽電池の製造では、トレイに保持された基板の表面にｉ層とｐ層等を形成した後、該トレイを一旦、大気中に取り出して、該基板を反転した後、該基板の裏面にｉ層とｎ層等を形成する。それ故、トレイからのコンタミの問題と、基板の昇温、降温調整を２回行うことからスループットの向上に課題がある。この課題を解消可能な装置を提供すること。【解決手段】少なくとも２つのトレイレス基板搬送手段を内部に備えた基板搬送室にロード室、基板の第１面用の製膜室、該基板の第２面用の製膜室及びアンロード室を接続し、前記２つのトレイレス基板搬送手段の一方が該第１面用の製膜室から搬出した基板を他方の基板搬送手段に移設し、即ち、該基板を反転し、該第２面用の製膜室へ搬入することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の主面と前記第１の主面の反対側の第２の主面を有する基板の前記第１及び第２の主面に半導体膜を形成する装置において、
前記基板を搬入するための少なくとも１つのロード室と、前記基板の第１の主面に少なくとも１つの半導体膜を製膜する少なくとも１つの第１の製膜室と、前記基板の第２の主面に少なくとも１つの半導体膜を製膜する少なくとも１つの第２の製膜室と、前記基板を搬出するための少なくとも１つのアンロード室と、前記基板をトレイ無しで前記各室に搬入出する少なくとも２つのトレイレス基板搬送手段を内部に備えた基板搬送室と、を具備し、
前記ロード室、前記第１の製膜室、前記第２の製膜室及び前記アンロード室は、前記基板搬送室に真空仕切り弁を介して接続され、
前記トレイレス基板搬送手段の一つである第１のトレイレス基板搬送手段が前記第１の製膜室から前記基板を把持して前記基板搬送室へ移動し、前記基板搬送室において前記第１のトレイレス基板搬送手段が把持した前記基板を前記トレイレス基板搬送手段の他の一つである第２のトレイレス基板搬送手段に移設し、前記第２のトレイレス基板搬送手段が前記基板を前記第２の製膜室へ搬入するようにしたことを特徴とする基板の両面に半導体膜を形成する装置。
【請求項２】
前記第１の製膜室が有する基板載置手段の基板載置面と前記第２の製膜室が有する基板載置手段の基板載置面が、背向して配置されることを特徴とする請求項１に記載の基板の両面に半導体膜を形成する装置。
【請求項３】
前記ロード室、前記第１の製膜室、前記第２の製膜室及び前記アンロード室が有する前記基板載置手段は、矩形台地状の基板載置台と前記基板の自重を支える基板支持ピンを備えていることを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載の基板の両面に半導体膜を形成する装置。
【請求項４】
前記トレイレス基板搬送手段は、複数の前記基板をそれぞれ個別に把持する３つの爪を一対として備え、前記複数の基板のそれぞれに対応する個数の対の前記爪を有し、前記基板を把持し、解放するという動作を行うことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の基板の両面に半導体膜を形成する装置。
【請求項５】
前記第１の製膜室は前記基板の第１の主面にｉ型非晶質膜を形成する第１主面用ｉ型製膜室と前記基板の第１の主面にｐ型非晶質膜を形成する第１主面用ｐ型製膜室とを有し、前記第２の製膜室は前記基板の第２の主面にｉ型非晶質膜を形成する第２主面用ｉ型製膜室と前記基板の第２の主面にｎ型非晶質膜を形成する第２主面用ｎ型製膜室とを有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の基板の両面に半導体膜を形成する装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つのロード室と、前記少なくとも１つのアンロード室と、前記少なくとも１つの第１の製膜室と、前記少なくとも１つの第２の製膜室の各室からなる複数の製膜室は、前記基板搬送室の両側に略２分割して設置されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の基板の両面に半導体膜を形成する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマＣＶＤ装置、触媒ＣＶＤ装置及びスパッタリング装置等において、基板の両面に半導体膜を形成する装置に関する。 
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽電池の分野では、光電変換効率に優れた性能を有するＨＩＴ（Ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ  ｗｉｔｈ  ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ  ｔｈｉｎ  ｌａｙｅｒ）構造の太陽電池を低コストで量産化可能な製膜装置が注目されている。
ＨＩＴ太陽電池は、例えば、図１０（ａ）に示すような構造を有する。即ち、図１０（ａ）に示されるように、例えば、Ｎ型単結晶基板の第１の主面（表面）に、ｉ型非晶質膜、ｐ型非晶質膜、ＩＴＯ膜及び電極（Ａｇ）がこの順に積層され、該第１の主面の反対側の第２の主面（裏面）に、ｉ型非晶質膜、ｎ型非晶質膜、ＩＴＯ膜及び電極（Ａｌ）がこの順に積層される。
ＨＩＴ太陽電池の非晶質半導体膜の製造では、一般に、図１０（ｂ）に示されるように、第１の主面（表面）と該第１の主面の反対側の第２の主面（裏面）とを有する基板の該第１の主面に、例えば、ｉ型非晶質膜とｐ型非晶質膜をこの順序で形成した後、該第２の主面に、例えば、ｉ型非晶質膜とｎ型非晶質膜をこの順序で形成するという工程が必要である。基板の２つの主面（表面及び裏面）のそれぞれに少なくとも一つの半導体薄膜を製膜するためには、基板の表面に半導体薄膜を製膜した後に、基板を反転させる工程が必要になる。
そのため、基板の表面及び裏面に半導体膜を形成する場合には、減圧条件での製膜室で基板トレイ（基板ホルダー）に載置された基板の表面に半導体膜を形成した後に、その基板は、基板トレイに載置された状態で、一旦、減圧条件の製膜室から大気中へ取り出される。そして、大気中で基板トレイに載置されている基板を反転する。基板の表裏を反転した後、該基板が載置された基板トレイを、減圧条件の製膜室に搬入し、該基板の裏面に半導体膜が形成される。
即ち、基板の流れは、ロード室→少なくとも１つの製膜室→アンロード室→大気中で反転→ロード室→少なくとも１つの製膜室→アンロード室となる。
上記のように、製膜される基板はロード室で２回の昇温調整、アンロード室で２回の降温調整が必要である。そのため、基板の片面だけの製膜の場合に比べて、ロード室での基板の昇温及びアンロード室での基板の降温に必要な時間及び電力は約２倍になる。その結果、スループットが悪く、生産性が低下し、製造コストの増大を招き、問題になっている。
また、基板はトレイに載置された状態で複数の製膜室へ移動し、製膜されることから、該トレイに堆積した半導体膜からの不純物の吸着あるいは付着に起因する歩留まりの低下が懸念されている。該トレイは、アンロード室からリターン装置を用いてロード室へリターンして、洗浄後、繰り返して使用されるが、該リターン装置の導入費用が高いことと、クリーンルームを占拠する面積が広いことから、製造コストの増大を招き、問題になっている。
【０００３】
したがって、生産性の向上及び低コスト化という観点から、基板の第１の主面への半導体膜の製膜工程から第２の主面の半導体膜の製膜工程へ移行するに際し、基板を大気に曝さないということが求められる。また、トレイレス基板搬送装置を活用することが求められる。
即ち、ＨＩＴ太陽電池の半導体膜の形成装置には、トレイレス基板搬送方式で、かつ、該基板を大気に曝さない状態で基板を反転する手段を備えることが求められる。
【０００４】
基板を反転する手段を備えた半導体膜の形成装置として、例えば、次に示す特許文献１ないし特許文献３に記載の装置がある。
特許文献１には次に示す装置が開示されている。即ち、対向する２つの主面を有する基板の開放された一方の主面上に少なくとも１つの半導体膜を減圧下で形成するための少なくとも１つの減圧反応室と、前記一方の主面上に前記少なくとも１つの半導体膜が形成された前記基板の他方の主面が開放面になるように前記基板を減圧下で反転するための基板反転用減圧室と、前記反転された基板の前記他方の主面上に少なくとも１つの半導体膜を減圧下で形成するための少なくとももう１つの減圧反応室と、前記基板を前記少なくとも１つの減圧反応室から前記基板反転用減圧室へ輸送するとともに前記基板反転用減圧室から前記少なくとももう１つの減圧反応室へ輸送するための基板輸送手段とを含むことを特徴とする基板上に半導体膜を形成するための装置。
【０００５】
特許文献２には次に示す装置が開示されている。即ち、ガス導入手段及び排気手段を有する成膜チャンバーと、基板を保持する基板ホルダーと、基板ホルダーを搬送する搬送手段と、前記基板ホルダーを反転させる反転手段とを備え、前記反転手段が、前記基板ホルダーの搬送中に回転軸を中心に前記基板ホルダーを搬送方向に対して１８０°回転させる回転手段を含み、前記回転手段が、前記基板ホルダーに設けられた１以上の第１の突起物と、前記成膜チャンバーの内部に設けられた１以上の第２の突起物とで構成され、前記基板ホルダーの搬送中にこれら第１及び第２の突起物が相互に接触することにより、前記基板ホルダーを回転させるようにしたことを特徴とする縦型化学気相成長装置。
【０００６】
特許文献３には次に示す装置が開示されている。即ち、 第１の主面と前記第１の主面の反対側の第２の主面とを有する基板の前記第１の主面及び前記第２の主面の両方が露出されるように複数の前記基板を平面的に保持する基板ホルダーと、 前記基板ホルダーがアノード電極側に搬入された際に、前記基板ホルダーが前記アノード電極上に接触して、前記第２の主面が発生されるべき放電から隔離され前記第１の主面が前記発生されるべき放電に対して露出するように前記基板ホルダーが載置されて、カソード電極及び前記アノード電極の間に高周波電力を印加して第１のガスを放電させることにより前記基板の前記第１の主面に第１の膜を成膜する前成膜室と、前記基板ホルダーがアノード電極側に搬入された際に、前記基板ホルダーが前記アノード電極上に接触して、前記第１の主面が発生されるべき放電から隔離され前記第２の主面が前記放電に対して露出するように前記基板ホルダーが載置されて、カソード電極及び前記アノード電極の間に高周波電力を印加して第２のガスを放電させることにより前記基板の前記第２の主面に第２の膜を成膜する後成膜室と、 前記前成膜室から前記後成膜室へ大気開放せずに前記基板ホルダーを搬送経路の大部分において前記第１の主面に沿った方向に搬送する搬送機構と、を備え、
前記前成膜室における前記カソード電極及び前記アノード電極の位置関係は、前記後成膜室における前記カソード電極及び前記アノード電極の位置関係と逆になっており、前記搬送機構は、前記基板の前記第１の主面に沿って前記基板ホルダーを前記前成膜室から前記前成膜室及び前記後成膜室を接続する移動室へ前記第１の主面に沿った方向に搬送し、前記移動室内で前記前成膜室の前記アノード電極に対応した位置から前記後成膜室の前記アノード電極に対応した位置まで前記基板ホルダーを前記第１の主面に交差する方向に移動させ、前記基板の前記第１の主面に沿って前記基板ホルダーを前記移動室から前記後成膜室へ前記第１の主面に沿った方向に搬送することを特徴とする太陽電池の製造装置。
【０００７】
他方、製膜室と基板搬送室を並列配置し、生産性向上を目指した大面積基板搬送手段を備えた半導体膜の製膜装置として、例えば、次に示す特許文献４及び特許文献５に記載の装置がある。
特許文献４には次に示す装置が開示されている。即ち、搬送室と、前記搬送室に接続されて基板を鉛直方向から傾斜させて支持して真空処理する複数の処理室と、 前記搬送室の内を移動するとともに、前記基板の傾斜方向を変えずに前記搬送室の内部と前記複数の処理室の内部とを移動する方向へ前記基板を平行移動させて搬送する基板搬送装置とを具備し、前記複数の処理室は、複数の右側処理室と、前記搬送室を隔てて前記右側処理室の反対側にそれぞれ配置される複数の左側処理室とから形成され、 前記基板搬送装置は、前記基板を傾斜させて支持した状態で前記搬送室の内を移動して基板を平行移動させ、全ての前記処理室に前記基板を搬出入する際に、前記基板を傾斜させて支持した状態で前記基板を平行移動させて搬出入する真空処理装置。
【０００８】
特許文献５には次に示す装置が開示されている。即ち、 基板上に薄膜の積層体を作製する装置であって、
ａ）容量結合方式のプラズマ生成手段を内部に備え、容量結合プラズマ生成時の圧力を維持するように閉鎖可能な第１の開口部を備える容量結合プラズマ成膜室と、
ｂ） 誘導結合方式のプラズマ生成手段を内部に備え、誘導結合プラズマ生成時の圧力を維持するように閉鎖可能な第２の開口部を備える誘導結合プラズマ成膜室と、
ｃ）前記第１開口部を通して前記容量結合プラズマ成膜室と連通すると共に前記第２開口部を通して前記誘導結合プラズマ成膜室と連通し、前記容量結合プラズマ成膜室と前記誘導結合プラズマ成膜室の間で前記基板を搬送する基板搬送手段を内部に備える基板搬送室と、
ｄ） 前記基板搬送室内の圧力を、前記容量結合プラズマ生成時圧力と同じか又は該容量結合プラズマ生成時圧力よりも第１の所定値だけ高い第１の搬送室圧力と、前記誘導結合プラズマ生成時圧力と同じか又は該誘導結合プラズマ生成時圧力よりも第２の所定値だけ高い第２の搬送室圧力のいずれかに切り替える搬送室圧力切り替え手段と、 を備えることを特徴とする薄膜製造装置。
【０００９】
また、トレイを用いないで基板を搬送するトレイレス基板搬送手段に関する装置が特許文献６に開示されている。即ち、被製膜基板を搬入するためのロード室と、前記基板に目的の膜を形成する製膜室と、製膜済基板を搬出するためのアンロード室とを備えた製膜装置に用いられるトレイ無しで基板を移動可能なトレイレス基板搬送装置であって、
前記基板を前記ロード室と前記製膜室を往復移動可能な台車と、前記台車を駆動させる第１の駆動装置と、前記台車に搭載され前記製膜室の基板保持装置の製膜面の法線方向に移動可能な基板把持プレートと、前記台車に固定され前記基板把持プレートを滑り対偶で支持する第１及び第２のガイドシャフトと、前記基板把持プレートを前記製膜面の法線方向に移動させる第２の駆動装置と、前記基板把持プレートに搭載され前記基板を把持し、かつ解放できる複数の爪を有し、かつ、前記製膜面に平行な方向に移動可能な一対の第１及び第２の基板把持アームと、前記第１の基板把持アームの中央部で螺合され、かつ、前記第２の基板把持アームの中央部で螺合される開閉ネジ軸と、前記基板把持プレートに固定され、前記第１及び第２の基板把持アームをそれぞれの両端で滑り対偶する第３及び第４のガイドシャフトと、前記開閉ネジ軸を回転させる第３の駆動装置を備え、
前記第３の駆動装置により回転する前記開閉ネジ軸の回転が前記第１の基板把持アームに設けられた前記爪と前記第２の基板把持アームに設けられた前記爪との間を拡縮することにより前記基板の把持及び解放がなされることを特徴とするトレイレス基板搬送装置。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許３２６８９６５
【特許文献２】特許５０８９９０６
【特許文献３】特許５８４００９５
【特許文献４】特許４２６４４２３
【特許文献５】特開２００９−２７２５０６
【特許文献６】特開２０１８−１５７２３６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来の製膜装置は、例えば、特許文献１に記載の装置は、基板反転に際してベルトを用いた基板の回転機構を用いるので、基板及び基板トレイと該回転機構との接触により基板トレイの付着膜が剥離して破片や粉が発生し、該基板が汚染されるという問題がある。また、特許文献２に記載の装置は、基板反転に際して歯車の突起と基板トレイの突起を用いた基板の回転機構を用いるので、基板及び基板トレイと該回転機構との接触により基板トレイの付着膜が剥離して破片や粉が発生し、該基板が汚染されるという問題がある。また、特許文献３に記載の装置は、基板の搬送及び基板の並進移動に用いるニアモーター等の基板の搬送機構が製膜室に設置されるので、該製膜室のプラズマが、該基板搬送機構が発生する電磁波により攪乱され、高品質の膜の形成が困難である、という問題がある。特許文献４及び５に記載の装置は、基板を反転することができない、という問題がある。また、特許文献６に記載の装置は、基板を反転することができない、という問題がある。
即ち、従来の製膜装置では、基板の両面への半導体膜の形成という応用において、大気に曝さない状態で基板を反転し、その両面に高品質の半導体膜を製膜することができない、あるいは、減圧状態での基板の反転はできるが高品質の製膜ができないという課題がある。更に、従来の装置は基板トレイを用いることから、製膜終了後にアンロード室からロード室へ基板トレイを戻す基板トレイのリターン装置が必要で、かつ、該基板トレイに付着した膜を洗浄して除去する必要があり、その結果、製造コストを増大させるという問題を抱えている。
そこで、上記従来装置の課題に鑑みて、本発明は、プラズマＣＶＤ装置、触媒ＣＶＤ装置及びスパッタ装置等の分野において、基板トレイを用いない方式で、基板を大気に曝さない状態で該基板の第１の主面と第２の主面を反転し、その両面に半導体膜を製膜することが可能な基板の両面に半導体膜を形成する装置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】
【００１２】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、第１の主面と前記第１の主面の反対側の第２の主面を有する基板の前記第１及び第２の主面に半導体膜を形成する装置において、
前記基板を搬入するための少なくとも１つのロード室と、前記基板の第１の主面に少なくとも１つの半導体膜を製膜する少なくとも１つの第１の製膜室と、前記基板の第２の主面に少なくとも１つの半導体膜を製膜する少なくとも１つの第２の製膜室と、前記基板を搬出するための少なくとも１つのアンロード室と、前記基板をトレイ無しで前記各室に搬入出する少なくとも２つのトレイレス基板搬送手段を内部に備えた基板搬送室と、を具備し、
前記ロード室、前記第１の製膜室、前記第２の製膜室及び前記アンロード室は、前記基板搬送室に真空仕切り弁を介して接続され、
前記トレイレス基板搬送手段の一つである第１のトレイレス基板搬送手段が前記第１の製膜室から前記基板を把持して前記基板搬送室へ移動し、前記基板搬送室において前記第１のトレイレス基板搬送手段が把持した前記基板を前記トレイレス基板搬送手段の他の一つである第２のトレイレス基板搬送手段に移設し、前記第２のトレイレス基板搬送手段が前記基板を前記第２の製膜室へ搬入するようにしたことを特徴とする。
第２の発明は、第１の発明において、前記第１の製膜室が有する基板載置手段の基板載置面と前記第２の製膜室が有する基板載置手段の基板載置面が背向して配置されることを特徴とする。
【００１３】
第３の発明は、第１あるいは第２の発明において、前記ロード室、前記第１の製膜室、前記第２の製膜室及び前記アンロード室が有する前記基板載置手段は、矩形台地状の基板載置台と前記基板の自重を支える基板支持ピンを備えていることを特徴とする。
【００１４】
第４の発明は、第１の発明から第３の発明のいずれか一つの発明において、前記トレイレス基板搬送手段は、複数の前記基板をそれぞれ個別に把持する３つの爪を一対として備え、前記複数の基板のそれぞれに対応する個数の対の前記爪を有し、前記基板を把持し、解放するという動作を行うことを特徴とする。
【００１５】
第５の発明は、第１の発明から第４の発明のいずれか一つの発明において、前記第１の製膜室は前記基板の第１の主面にｉ型非晶質膜を形成する第１主面用ｉ型製膜室と前記基板の第１の主面にｐ型非晶質膜を形成する第１主面用ｐ型製膜室とを有し、前記第２の製膜室は前記基板の第２の主面にｉ型非晶質膜を形成する第２主面用ｉ型製膜室と前記基板の第２の主面にｎ型非晶質膜を形成する第２主面用ｎ型製膜室とを有することを特徴とする。
【００１６】
第６の発明は、第１の発明から第５の発明のいずれか一つの発明において、前記少なくとも１つのロード室と、前記少なくとも１つのアンロード室と、前記少なくとも１つの第１の製膜室と、前記少なくとも１つの第２の製膜室の各室からなる複数の製膜室は、前記基板搬送室の両側に略２分割して設置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
従来、第１の主面と第２の主面を有する基板の両面への製膜の応用において、該両面製膜の途中で該基板を大気に曝した状態で該基板を反転していたが、本発明により該基板を大気に曝さない状態で該基板を反転することが可能である。また、従来装置では、基板保持用トレイのリターン装置が必須であるが、本発明によりトレイレスの製膜が可能である。その結果、ロード室及びアンロード室でのトレイに保持された基板の昇温及び降温で消費する時間及び電力が半減し、さらに、トレイレスの基板搬送方式が可能であるので、トレイに起因する不純物混入問題及び基板トレイのリターン装置に関わる問題が解消され、スループットの向上及び製造コストの低減に効果を奏する。
本発明により、特に、ＨＩＴ太陽電池製造分野において、生産性の向上及び製造コストの低減が図れるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係わる基板の両面に半導体膜を形成する装置の構成を示す模式的構成図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態に係わる基板の両面に半導体膜を形成する装置のロード室及び第１の製膜室に配置される基板載置手段を示す模式的斜視図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施形態に係わる基板の両面に半導体膜を形成する装置の基板搬送室に配置される第１のトレイレス基板搬送手段を示す模式的斜視図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施形態に係わる基板の両面に半導体膜を形成する装置の基板搬送室に配置される第１のトレイレス基板搬送手段の基板把持用爪の配置を示す模式的斜視図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施形態に係わる基板の両面に半導体膜を形成する装置の基板搬送室に配置される第２のトレイレス基板搬送手段を示す模式的斜視図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施形態に係わる基板の両面に半導体膜を形成する装置において、第１のトレイレス基板搬送手段が第１の製膜室の基板載置手段から基板を把持し、基板搬送室に移動し、前記基板搬送室内で前記第１のトレイレス基板搬送手段から第２のトレイレス基板搬送手段へ前記基板を移設する際の基板把持用爪の位置関係を示す模式的斜視図である。
【図７】図７は、本発明の第２の実施形態に係わる基板の両面に半導体膜を形成する装置の構成を示す模式的構成図である。
【図８】図８は、本発明の第３の実施形態に係わる基板の両面に半導体膜を形成する装置のロード室及び第１の製膜室に配置される基板載置手段を示す模式的斜視図である。
【図９】図９は、本発明の第３の実施形態に係わる基板の両面に半導体膜を形成する装置のロード室及び第１の製膜室の基板載置手段の矩形台地状基板載置台を示す模式的斜視図（ａ）及び正面図（ｂ）である。
【図１０】図１０は、ＨＩＴ太陽電池の典型的な構造の模式的説明図（ａ）と製膜装置で形成される非晶質膜の模式的説明図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。各図において、同様の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、適宜変更可能である。また、以下に示す図面は、説明の便宜上、各部材の縮尺が、実際と異なる場合がある。また、各図面間においても、縮尺が、実際と異なる場合がある。
【００２０】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係わる基板の両面に半導体膜を形成する装置について説明する。先ず、第１の実施形態に係わる基板の両面に半導体膜を形成する装置の構成について説明する。
なお、ここでは、プラズマＣＶＤによる半導体膜の形成への応用を前提に説明するが、触媒ＣＶＤ装置及びスパッタ装置等への応用も可能である。
図１は、本発明の第１の実施形態に係わる基板の両面に半導体膜を形成する装置の構成を示す模式的構成図である。
図２は、本発明の第１の実施形態に係わる基板の両面に半導体膜を形成する装置のロード室及び第１の製膜室に配置される基板載置手段を示す模式的斜視図である。
図３は、本発明の第１の実施形態に係わる基板の両面に半導体膜を形成する装置の基板搬送室に配置される第１のトレイレス基板搬送手段を示す模式的斜視図である。
図４は、本発明の第１の実施形態に係わる基板の両面に半導体膜を形成する装置の基板搬送室に配置される第１のトレイレス基板搬送手段の基板把持用爪の配置を示す模式的斜視図である。
図５は、本発明の第１の実施形態に係わる基板の両面に半導体膜を形成する装置の基板搬送室に配置される第２のトレイレス基板搬送手段を示す模式的斜視図である。
図６は、本発明の第１の実施形態に係わる基板の両面に半導体膜を形成する装置において、第１のトレイレス基板搬送手段が第１の製膜室の基板載置手段から基板を把持し、基板搬送室に移動し、前記基板搬送室内で前記第１のトレイレス基板搬送手段から第２のトレイレス基板搬送手段へ前記基板を移設する際の基板把持用爪の位置関係を示す模式的斜視図である。
【００２１】
図１おいて、符号１００はロード室、符号２００は基板１１の第１主面用のｉ層製膜室、符号３００は基板１１の第１主面用のｐ層製膜室、符号５００は基板１１の第２主面用のｉ層製膜室、符号６００は第２主面用のｎ層製膜室、符号７００はアンロード室、符号１は基板搬送室である。
基板搬送室１は断面図で見ると、長方形であり、その長辺の一方にロード室１００、アンロード室７００、第１主面用のｉ層製膜室２００及びｐ層製膜室３００及び第２主面用のｉ層製膜室５００及びｎ層製膜室６００が配置され、それぞれ、真空装置用の真空仕切り弁（ゲートバルブ）１０６、２０６、３０６、５０６、６０６、７０６で接続されている。
説明の便宜上、座標軸ＸＹＺを、図１に示すように定める。なお、基板搬送室１の長手方向をＸ軸、基板搬送室１の長手方向に直交する方向をＹ軸、鉛直方向をＺ軸とする。
製膜対象の基板１１は、第１の主面（表面）と該第１の主面の反対側の第２の主面（裏面）を有する。図１に示される本発明の第１の実施形態に係わる基板の両面に半導体膜を形成する装置は、例えば、該基板の該第１の主面に、ｉ型非晶質膜とｐ型非晶質膜をこの順序で形成した後、該第２の主面に、ｉ型非晶質膜とｎ型非晶質膜をこの順序で形成するために用いられる。
【００２２】
基板１１は、図２に示されるように、前記ロード室１００、前記第１主面用のｉ層製膜室２００、前記第１主面用のｐ層製膜室３００、前記第２主面用のｉ層製膜室５００、前記第２主面用のｎ層製膜室６００、前記アンロード室７００の基板載置手段１０１、２０１、３０１、５０１ａ、６０１ａ、７０１ａに、保持される。なお、基板１１を基板載置手段１０１、２０１、３０１、５０１ａ、６０１ａ、７０１ａに保持するために、図示しない静電チャックあるいは真空吸引式基板保持手段等が用いられる。
基板載置手段１０１、２０１、３０１、５０１ａ、６０１ａ、７０１ａには、基板１１を支持する基板支持用棚材１３と後述の第１及び第２のトレイレス基板搬送手段の基板把持用爪が挿入される窪み１２が配置される。
基板支持用棚材１３の材料は、金属、セラミック、カーボン材等から選ばれる。ここでは、高純度のセラミックを使う。基板把持用の窪み１２は前記基板把持用の爪の大きさによるが、形状は長穴状で、寸法は２ｍｍｘ３ｍｍ程度、深さ２ｍｍ程度である。なお、窪み１２の使用は必須条件ではなく、後述するように、例えば、基板１１のサイズより一回り小さいサイズの矩形台地状基板載置台を基板載置手段１０１、２０１、３０１、５０１ａ、６０１ａ、７０１ａに配置しても良い。
【００２３】
基板載置手段１０１、２０１、３０１、５０１ａ、６０１ａ、７０１ａは、図２に示さる基板載置面１０を備えている。
ロード室１００、第１主面用のｉ層製膜室２００及び第１主面用のｐ層製膜室３００基板載置手段１０１、２０１、３０１の基板載置面１０と、記第２主面用のｉ層製膜室５００、第２主面用のｎ層製膜室６００及びアンロード室７００の基板載置手段５０１ａ、６０１ａ、７０１ａの基板載置面１０ａの方向は逆向き、即ち、背面関係に配置される。
【００２４】
各製膜室、ロード室及びアンロード室の間で基板１１を搬送するトレイレス基板搬送手段として、ここでは、特許文献６に記載のトレイレス基板搬送手段を用いる。なお、これに限定することなく、他のトレイレス基板搬送手段を用いても良い。
【００２５】
ロード室１００は、基板搬入用ゲートバルブ１０５と基板搬送室１への基板搬出用ゲートバルブ１０６とロード室用基板載置手段１０１と真空ポンプ１０７を備えている。
ロード室用基板載置手段１０１には、基板搬入用ゲートバルブ１０５が開の状態において、図示しない基板搬入ロボットにより、複数枚の基板１１が、図２に示されるようにセットされる。
ロード室用基板載置手段１０１は、基板１１の温度を５０℃〜３５０℃の範囲で、任意に調整可能な温度調整機能を有する。なお、基板載置手段１０１は、図示しない赤外線ランプ、電気抵抗式ヒータ等の加熱手段と図示しない冷媒を用いた冷却手段を有する。
ロード室１００内の基板１１を基板搬送室１へ移動する際は、ロード室１００内部の圧力を、基板搬送室１内部の圧力に略同じになるように真空ポンプ１０７で減圧した後、ゲートバルブ１０６を開の状態にして、後述の第１のトレイレス基板搬送手段２を用いる。
ロード室用基板載置手段１０１の基板１１が載置される面１０は、後述の基板１１の第１主面用のｉ層製膜室２００及びｐ層製膜室３００の内部に設置される第１の主面用のｉ層製膜室の基板載置手段２０１及び３０１の面１０の方向と同じ方向を向いている。即ち、図１図示のＸ軸のマイナス方向を向いている。
【００２６】
基板１１の第１主面用のｉ層製膜室２００は、基板搬入搬出用ゲートバルブ２０６と第１主面用のｉ層製膜室用基板載置手段２０１と真空ポンプ２０７とプラズマ生成用電極２０２とプラズマ生成用高周波電源２０３と原料ガス噴出装置２０９と、を備えている。
第１主面用のｉ層製膜室用基板載置手段２０１は、図２に示されるように、基板１１を支持する基板支持用棚材１３と後述の第１及び第２のトレイレス基板搬送手段の基板把持用爪が挿入される窪み１２を備えている。
基板支持用棚材１３の材料は、金属、セラミック、カーボン材等から選ばれる。ここでは、例えば、セラミックを使う。また、窪み１２は前記基板把持用爪の大きさによるが、形状は長穴状で、寸法は２ｍｍｘ３ｍｍ程度、深さ２ｍｍ程度である。なお、窪み１２の使用は必須条件ではなく、後述するように、例えば、基板１１のサイズより一回り小さいサイズの矩形台地状基板載置台を基板載置手段２０１に配置しても良い。
第１主面用のｉ層製膜室２００で基板１１にｉ層膜を形成する場合、基板１１は、基板搬入搬出用ゲートバルブ２０６が開の状態において、後述の第１のトレイレス基板搬送手段２により、第１主面用のｉ層製膜室用基板載置手段２０１に、図２に示さるようにセットされる。なお、基板１１を基板載置手段２０１に保持するために、図示しない静電チャックあるいは真空吸引式基板保持手段等が用いられる。
第１主面用のｉ層製膜室用基板載置手段２０１は、基板１１の温度を５０℃〜３５０℃の範囲で、任意に調整可能な温度調整機能を有する。なお、基板載置手段２０１は、図示しない赤外線ランプ、電気抵抗式ヒータ等の加熱手段と図示しない冷媒を用いた冷却手段を有する。
基板１１が第１主面用のｉ層製膜室２００と基板搬送室１の間を移動する際は、該第１製膜室２００内部の圧力を、基板搬送室１内部の圧力に略同じになるように真空ポンプ２０７で調整した後、ゲートバルブ２０６を開の状態にして、該第１のトレイレス基板搬送手段２を用いる。
基板載置手段２０１の基板１１が載置される面１０は、ロード室用基板載置手段１０１の基板１１が載置される面１０の方向と同じ方向（Ｘ軸のマイナス方向）を向いている。
【００２７】
第１主面用のｉ層製膜室２００で基板載置手段２０１にセットされた基板１１に半導体膜を形成する場合、第１主面用のｉ層製膜室用基板載置手段２０１と真空ポンプ２０７とプラズマ生成用電極２０２とプラズマ生成用高周波電源２０３と原料ガス噴出装置２０９を用い、原料ガスの条件、プラズマ生成の条件及び基板１１の温度等を含む製膜条件を所定の値に設定し、所要の半導体膜を形成する。なお、前記製膜条件は特別な条件でなく、公知の製膜条件を用いる。
製膜が終了した後は、後述の第１のトレイレス基板搬送手段２で基板搬送室１に搬出する。
【００２８】
基板１１の第１主面用のｐ層製膜室３００は、基板搬入搬出用ゲートバルブ３０６と第１主面用のｐ層製膜室用基板載置手段３０１と真空ポンプ３０７とプラズマ生成用電極３０２とプラズマ生成用高周波電源３０３と原料ガス噴出装置３０９を備えている。
第１主面用のｐ層製膜室用基板載置手段３０１は、図２に示されるように、基板１１を支持する基板支持用棚材１３と後述の第１及び第２のトレイレス基板搬送手段２、２ａの基板把持用爪が挿入される窪み１２を備えている。
基板支持用棚材１３の材料は、金属、セラミック、カーボン材等から選ばれる。ここでは、例えば、セラミックを使う。また、窪み１２は前記基板把持用爪の大きさによるが、形状は長穴状で、寸法は２ｍｍｘ３ｍｍ程度、深さ２ｍｍ程度である。なお、窪み１２の使用は必須条件ではなく、例えば、基板１１のサイズより一回り小さいサイズの矩形台地状基板載置台を基板載置手段３０１に配置しても良い。
第１主面用のｐ層製膜室３００でｐ層膜を形成する場合、基板１１は、後述の第１のトレイレス基板搬送手段２により、第１主面用の第２製膜室用基板載置手段３０１に、図２に示すようにセットされる。なお、基板１１を基板載置手段３０１に保持するために、図示しない静電チャックあるいは真空吸引式基板保持手段等が用いられる。
第１主面用のｐ層製膜室用基板載置手段３０１は、基板１１の温度を５０℃〜３５０℃の範囲で、任意に調整可能な温度調整機能を有する。なお、基板載置手段３０１は、図示しない赤外線ランプ、電気抵抗式ヒータ等の加熱手段と図示しない冷媒を用いた冷却手段を有する。
基板１１が第１主面用のｐ層製膜室３００と基板搬送室１の間を移動する際は、ｐ層製膜室３００内部の圧力を、基板搬送室１内部の圧力に略同じになるように真空ポンプ３０７で調整した後、ゲートバルブ３０６を開の状態にして、後述の第１のトレイレス基板搬送手段２を用いる。
基板載置手段３０１の基板載置手段３０１の基板載置面１０は、ロード室用基板載置手段１０１の基板１１が載置される面１０の方向と同じ方向（Ｘ軸のマイナス方向）を向いている。
【００２９】
第１主面用のｐ層製膜室３００で基板載置手段３０１にセットされた基板１１に半導体膜を形成する場合、第１主面用のｐ層製膜室用基板載置手段３０１と真空ポンプ３０７とプラズマ生成用電極３０２とプラズマ生成用高周波電源３０３と原料ガス噴出装置３０９と、を用い、原料ガスの条件、プラズマ生成の条件及び基板１１の温度等を含む製膜条件を所定の値に設定し、所要の半導体膜を形成する。なお、前記製膜条件は特別な条件でなく、公知の製膜条件を用いる。
製膜が終了した後は、第１のトレイレス基板搬送手段２で基板搬送室１に搬出する。
【００３０】
基板１１の第２主面用のｉ層製膜室５００は、基板搬入搬出用ゲートバルブ５０６と第２主面用のｉ層製膜室用基板載置手段５０１ａと真空ポンプ５０７とプラズマ生成用電極５０２ａとプラズマ生成用高周波電源５０３ａと原料ガス噴出装置５０９ａを備えている。
第２主面用のｉ層製膜室用基板載置手段５０１ａは、第１主面用のｉ層製膜室２００の場合と同様にように、基板１１を支持する基板支持用棚材１３と後述の第２のトレイレス基板搬送手段２の基板把持用爪が挿入される窪み１２を備えている。
なお、基板支持用棚材１３の材料は、金属、セラミック、カーボン材等から選ばれる。ここでは、例えば、セラミックを使う。窪み１２は前記基板把持用爪の大きさによるが、形状は長穴状で、寸法は２ｍｍｘ３ｍｍ程度、深さ２ｍｍ程度である。なお、窪み１２の使用は必須条件ではなく、例えば、基板１１のサイズより一回り小さいサイズの矩形台地状基板載置台を基板載置手段５０１ａに配置しても良い。
【００３１】
第２主面用のｉ層製膜室５００でｉ層膜を形成する場合、基板１１は、基板搬入搬出用ゲートバルブ５０６が開の状態において、後述の第２のトレイレス基板搬送手段２ａにより、第２主面用のｉ層製膜室用基板載置手段５０１ａに、第１主面用のｉ層製膜室２００の場合と同様にセットされる。なお、基板１１を基板載置手段５０１ａに保持するために、図示しない静電チャックあるいは真空吸引式基板保持手段等が用いられる。
第２主面用のｉ層製膜室用基板載置手段５０１ａは、基板１１の温度を５０℃〜３５０℃の範囲で、任意に調整可能な温度調整機能を有する。なお、基板載置手段５０１ａは、図示しない赤外線ランプ、電気抵抗式ヒータ等の加熱手段と図示しない冷媒を用いた冷却手段を有する。
基板１１が第２主面用のｉ層製膜室５００と基板搬送室１の間を移動する際は、第２主面用のｉ層製膜室５００内部の圧力を、基板搬送室１内部の圧力に略同じになるように真空ポンプ５０７で調整した後、ゲートバルブ５０６を開の状態にして、後述の第２のトレイレス基板搬送手段２ａを用いる。
【００３２】
ここで、第２主面用のｉ層製膜室用基板載置手段５０１ａの基板載置面１０ａは、ロード室用基板載置手段１０１の基板１１が載置される面の方向と異なり、逆方向を向くように配置される（図１図示のＸ軸のプラス方向を向く）。即ち、第２主面用のｉ層製膜室用基板載置手段５０１ａは、第１主面用のｐ層製膜室の基板載置手段３０１と背向した関係で設置される。即ち、第２主面用のｉ層製膜室用基板載置手段５０１ａの基板が載置される面と第１主面用のｐ層製膜室の基板載置手段３０１の基板が載置される面は、背向した関係で配置される。
第１主面用のｐ層製膜室の基板載置手段３０１と第２主面用のｉ層製膜室用基板載置手段５０１ａが背向して設置されることにより、基板１１の反転に際し、該基板１１を回転する必要が無く、後述の第１及び第２のトレイレス基板搬送手段２、２ａ間で該基板１１を受け渡しするだけで基板１１を反転することが可能とる。その結果、該基板１１の第１の主面に対する製膜の後、基板１１を大気に曝すことなく、該基板１１の第２の主面に対する製膜を行うことが可能となる。
即ち、図１に示される装置は、従来装置のように、基板１１を一旦、大気中に出す必要がないという特徴を有する。
【００３３】
第２主面用のｉ層製膜室５００で基板載置手段５０１ａにセットされた基板１１に半導体膜を形成するに際し、第２主面用のｉ層製膜室用基板載置手段５０１ａと真空ポンプ５０７とプラズマ生成用電極５０２ａとプラズマ生成用高周波電源５０３ａと原料ガス噴出装置５０９ａと、を用い、原料ガスの条件、プラズマ生成の条件及び基板１１の温度等を含む製膜条件を所定の値に設定し、所要の半導体膜を形成する。なお、前記製膜条件は特別な条件でなく、公知の製膜条件を用いる。
製膜が終了した後は、基板を第２のトレイレス基板搬送手段２ａで把持し、基板搬送室１に移動する。
【００３４】
基板１１の第２主面用のｎ層製膜室６００は、基板搬入搬出用ゲートバルブ６０６と第２主面用のｎ層製膜室用基板載置手段６０１ａと真空ポンプ６０７とプラズマ生成用電極６０２ａとプラズマ生成用高周波電源６０３ａと原料ガス噴出装置６０９ａを備えている。
第２主面用のｎ層製膜室用基板載置手段６０１ａは、第１主面用のｉ層製膜室の場合と同様に、基板１１を支持する基板支持用棚材１３と後述の第２のトレイレス基板搬送手段２ａの基板把持用爪が挿入される窪み１２を備えている。窪み１２は前記基板把持用爪の大きさによるが、形状は長穴状で、寸法は２ｍｍｘ３ｍｍ程度、深さ２ｍｍ程度である。
なお、窪み１２の使用は必須条件ではなく、例えば、基板１１のサイズより一回り小さいサイズの矩形台地状基板載置台を基板載置手段６０１ａに配置しても良い。
基板支持用棚材１３の材料は、金属、セラミック、カーボン材等から選ばれる。ここでは、例えば、セラミックを使う。
第２主面用のｎ層製膜室６００でｎ層膜を形成する場合、基板１１は、基板搬入搬出用ゲートバルブ６０６が開の状態において、後述の第２のトレイレス基板搬送手段２ａにより、第２主面用のｎ層製膜室用基板載置手段６０１ａにセットされる。なお、基板１１を基板載置手段６０１ａに保持するために、図示しない静電チャックあるいは真空吸引式基板保持手段等が用いられる。
第２主面用のｎ層製膜室用基板載置手段６０１ａは、基板１１の温度を５０℃〜３５０℃の範囲で、任意に調整可能な温度調整機能を有する。なお、基板載置手段６０１ａは、図示しない赤外線ランプ、電気抵抗式ヒータ等の加熱手段と図示しない冷媒を用いた冷却手段を有する。
基板１１が第２主面用のｎ層製膜室６００と基板搬送室１の間を移動する際は、該第２の製膜室６００内部の圧力を、基板搬送室１内部の圧力に略同じになるように真空ポンプ６０７で調整した後、ゲートバルブ６０６を開の状態にして、該第２のトレイレス基板搬送手段２ａを用いる。
【００３５】
ここで、第２主面用のｎ層製膜室用基板載置手段６０１ａは、基板載置手段６０１ａの基板１１が載置される面がロード室用基板載置手段１０１の基板が配置される面の方向と異なり、逆方向を向くように配置される。即ち、第２主面用のｎ層製膜室用基板載置手段６０１ａは、第１主面用のｐ層基板載置手段３０１と背向した配置で設置される。
第１主面用のｐ層基板載置手段３０１と第２主面用のｎ層製膜室用基板載置手段６０１ａが背向して設置されることにより、基板１１の反転に際し、該基板１１を回転する必要が無く、後述の第１及び第２のトレイレス基板搬送手段２、２ａ間で該基板１１を受け渡しするだけで基板１１の反転が可能とる。その結果、該基板１１の第１の主面に対する製膜から、該基板１１の第２の主面に対する製膜を、大気に曝すことなく行うことが可能となる。
即ち、図１に示される装置は、従来装置のように、基板１１を一旦、大気中に出す必要がない、という特徴を有する。
【００３６】
第２主面用のｎ層製膜室６００で基板載置手段６０１ａにセットされた基板１１に半導体膜を形成するに際し、第２主面用のｎ層製膜室用基板載置手段６０１ａと真空ポンプ６０７とプラズマ生成用電極６０２ａとプラズマ生成用高周波電源６０３ａと原料ガス噴出装置６０９ａと、を用い、原料ガスの条件、プラズマ生成の条件及び基板１１の温度等を含む製膜条件を所定の値に設定し、所要の半導体膜を形成する。なお、前記製膜条件は特別な条件でなく、公知の製膜条件を用いる。
製膜が終了した後は、後述の第２のトレイレス基板搬送手段２ａで基板１１を把持し、基板搬送室１に移動する。
【００３７】
アンロード室７００は、基板搬送室１からアンロード室７００へ基板１１を移動する際に用いるゲートバルブ７０６と基板搬出用ゲートバルブ７０５とアンロード室用基板載置手段７０１ａと真空ポンプ７０７を備えている。
アンロード室７００の基板載置手段７０１ａは、第１主面用のｉ層製膜室の場合と同様にように、基板１１を支持する基板支持用棚材１３と後述の第２のトレイレス基板搬送手段２ａの基板把持用爪が挿入される窪み１２を備えている。
基板支持用棚材１３の材料は、金属、セラミック、カーボン材等から選ばれる。ここでは、例えば、セラミックを使う。また、窪み１２は前記基板把持用爪の大きさによるが、形状は長穴状で、寸法は２ｍｍｘ３ｍｍ程度、深さ２ｍｍ程度である。なお、窪み１２の使用は必須条件ではなく、例えば、基板１１のサイズより一回り小さいサイズの矩形台地状基板載置台を基板載置手段７０１に配置しても良い。
基板１１を基板搬送室１からアンロード室７００へ移動する場合、該基板１１は、基板搬入搬出用ゲートバルブ７０６が開の状態において、後述の第２のトレイレス基板搬送手段２ａにより、アンロード室７００の基板載置手段７０１ａにセットされる。なお、基板１１を基板載置手段７０１ａに保持するために、図示しない静電チャックあるいは真空吸引式基板保持手段等が用いられる。
【００３８】
アンロード室用基板載置手段７０１ａは、基板１１の温度を室温〜８０℃の範囲で、任意に調整可能な温度調整機能を有する。なお、基板載置手段７０１ａは、図示しない冷媒を用いた冷却手段を有する。
アンロード室７００内の基板１１を大気側に搬出する際は、先ず、ゲートバルブ７０６を閉とし、次に、アンロード室７００内部の圧力を、大気圧に略同じになるように図示しないリーク弁を開とし、該圧力が略大気圧になったことを確認した後、基板搬出用ゲートバルブ７０５を開の状態にして、図示しない基板搬出ロボットで基板１１をアンロード室７００から外部へ搬出する。
アンロード室用基板載置手段７０１ａの基板１１が載置される面は、ロード室用基板載置手段１０１の基板１１が載置される面の方向と異なり、逆方向を向くように配置される。
なお、アンロード室用基板載置手段７０１ａの基板１１を受ける面とロード室用基板載置手段１０１の基板１１を受ける面が逆方向に設置されることにより、基板１１の反転に際し、該基板１１を回転する必要が無く、後述の第１及び第２のトレイレス基板搬送手段２、２ａ間で該基板１１を受け渡しするだけで基板１１の反転が可能とる。その結果、該基板１１の第１の主面に対する製膜から、該基板１１の第２の主面に対する製膜を、大気に曝すことなく、行うことが可能となる。
即ち、図１に示される装置は、従来装置のように、基板１１を一旦、大気中に出す必要がないという特徴を有する。
【００３９】
基板搬送室１は、基板搬送室１用の真空ポンプ９と第１のトレイレス基板搬送手段２と第２のトレイレス基板搬送手段２ａを備えている。ここでは、第１のトレイレス基板搬送手段２と第２のトレイレス基板搬送手段２ａの２つを用いるが、２つに限定されず、ロード室、アンロード室、第１及び第２の製膜室の室数が増加した場合、それに応じて増やすことができる。
前記第１及び第２のトレイレス基板搬送手段２、２ａとして、例えば、特許文献６に開示されているトレイレス基板搬送手段を用いることができる。他のトレイレス基板搬送手段を用いても良い。ここでは、特許文献６に開示されているトレイレス基板搬送手段を用いる。
【００４０】
基板搬送室１用の真空ポンプ９は基板搬送室１内部を減圧状態にする。該真空ポンプ９は基板搬送室１内部の圧力を、５０Ｐａ〜２０００Ｐａ程度、例えば、５００Ｐａに減圧し、それを維持する。
なお、第１及び第２の製膜室２００、３００、５００、６００の製膜時の圧力に略等しくしても良い。また、基板搬送室１の内部は、不純物の発生を極力抑制するために、図示しない基板搬送室１用ガス供給設備から高純度の水素あるいはヘリウムガス等を導入しても良い。
【００４１】
第１のトレイレス基板搬送手段２は、基板搬送室１からロード室１００に移動し、基板載置手段１０１に載置された基板１１を後述の手順に従い、把持して、基板搬送室１に戻る。
また、第１のトレイレス基板搬送手段２は、基板１１の第１の主面に半導体膜を形成する第１の主面用のｉ層製膜室２００及びｐ層製膜室３００へ基板１１を搬入出する。
そして、第１のトレイレス基板搬送手段２は、基板搬送室１内部において、後述の手順に従い、基板１１を第１のトレイレス基板搬送手段２から第２のトレイレス基板搬送手段２ａに移設する。
【００４２】
第１のトレイレス基板搬送手段２は、図３に示されるように、Ｘ軸方向移動台３と、Ｙ軸方向移動台４と、ＸＹＺ方向へ移動可能な基板把持手段５と、を備えている。前記基板把持手段５は、ベース部５０と、基板把持用プレート５１を備えている。
第１のトレイレス基板搬送手段２は、図３及び図４に示されるように、基板１１を把持する３つの爪５２、５３、５４を一対として備え、基板１１を把持し、解放するという操作を行うことができる。基板１１が複数の場合、前記複数の基板１１のそれぞれに対応できる個数の対の３つの爪５２、５３、５４を有し、前記基板を把持し、解放するという操作を行うことができる。なお、前記３つの爪５２、５３、５４は、それぞれ板バネ６５、６６、６７で後述の第１及び第２の基板把持アーム５５、５６に固定されている。なお、板バネ６５、６６、６７に代えて、真空装置用のゴム材を用いても良い。
【００４３】
即ち、第１のトレイレス基板搬送手段２は、図３に示されるように、ベース部５０に搭載された３方向（ＸＹＺ軸）に移動可能な基板把持プレート５１と、基板把持プレート５１に搭載され基板１１を把持し、かつ、解放できる一対の爪５２、５３、５４を有する。複数の基板１１に対応する場合、基板の個数と同数の対の爪５２、５３、５４を備える。
そして、第１のトレイレス基板搬送手段２は、前記基板載置面１０に平行な方向に移動可能な一対の第１及び第２の基板把持アーム５５、５６と、前記第１の基板把持アーム５５の中央部で螺合され、かつ、前記第２の基板把持アーム５６の中央部で螺合される開閉ネジ軸５７と、前記基板把持プレート５１に固定され、前記第１及び第２の基板把持アーム５５、５６をそれぞれの両端で滑り対偶する第１及び第２のガイドシャフト５８、５９と、前記第１及び第２のガイドシャフト５８、５９の両端を前記基板把持プレート５１に固定する軸受け６１、６２、６３、６４と、前記開閉ネジ軸５７を回転させる駆動装置６０を備え、前記駆動装置６０により回転する前記開閉ネジ軸５７の回転が前記第１の基板把持アーム５５に設けられた前記爪５２と前記第２の基板把持アーム５６に設けられた前記爪５３、５４との間を拡縮することにより前記基板１１の把持及び解放することができる。
前記一対の爪５２、５３、５４の操作は、図示しないコンピューター制御装置により制御される。また、第１のトレイレス基板搬送手段２が基板搬送室１と各室間を移動する際は、図示しないコンピューター制御装置により制御され、稼働する。
前記一対の爪５２、５３、５４は、基板１１を各室の基板載置手段１０１、２０１、３０１に載置する際、前述の窪み１２の空間に出入りする動きを行う。なお、一対の爪５２、５３、５４が基板を把持し、解放するという動作を行う際、窪み１２の使用は必須条件ではなく、例えば、後述するように、基板１１のサイズより一回り小さいサイズの矩形台地状基板載置台を各室の基板載置手段１０１、２０１、３０１に配置しても良い。
【００４４】
第１のトレイレス基板搬送手段２が基板載置手段１０１、２０１、３０１に載置された基板１１を把持し、他の場所へ移動する際は、図示しないコンピューター制御装置により、基板載置手段１０１、２０１、３０１に載置の基板１１に接近し、図示しない基板載置手段１０１、２０１、３０１の静電チャックあるいは吸引式基板固定手段等を連動して作動させ、爪５２、５３、５４による３点支持の形で把持する。
なお、基板１１を把持する際は、図示しないコンピューター制御装置により、第１の基板把持アーム５５と第２の基板把持アーム５６の間を短縮し、爪５２と爪５３、５４の間隔を狭める操作を行う。
【００４５】
第１のトレイレス基板搬送手段２が基板１１を基板載置手段２０１、３０１に載置する際は、図示しないコンピューター制御装置により、基板載置手段２０１、３０１の基板載置面１０に接近し、爪５２、５３、５４による３点支持の形で把持している基板１１を解放し、その開放に連動して、図示しない基板載置手段２０１、３０１の静電チャックあるいは吸引式基板固定方式等を作動させ、該基板載置面１０に基板を載置する。
基板１１を開放する際は、図示しないコンピューター制御装置により、第１の基板把持アーム５５と第２の基板把持アーム５６の間を拡張し、爪５２と爪５３、５４の間隔を広げる操作を行う。
【００４６】
第２のトレイレス基板搬送手段２ａは、基板１１を後述する手順に従い、第１の基トレイレス板搬送手段２から受け取る。
そして、第２のトレイレス基板搬送手段２ａは、基板１１の第２の主面に半導体膜を形成する第２の主面用のｉ層製膜室及びｎ層製膜室５００、６００へ基板トレイ１０を搬入出する。また、第２のトレイレス基板搬送手段２ａは、基板搬送室１からアンロード室７００へ基板を搬送する。
【００４７】
第２のトレイレス基板搬送手段２ａは、図５に示されるように、Ｘ軸方向移動台３ａと、Ｙ軸方向移動台４ａと、ＸＹＺ方向へ移動可能な基板把持手段５ａと、を備えている。前記基板把持手段５ａは、ベース部５０ａと、基板把持用プレート５１ａを備えている。
第２のトレイレス基板搬送手段２ａは、図５に示されるように、基板１１を把持する３つの爪５２ａ、５３ａ、５４ａを一対として備え、基板１１を把持し、解放するという操作を行うことができる。
第２のトレイレス基板搬送手段２ａの３つの爪５２ａ、５３ａ、５４ａは、第１のトレイレス基板搬送手段２の場合と異なり、３点の爪は逆三角形の構図で配置される。
基板１１が複数の場合、前記複数の基板１１のそれぞれに対応できる個数の対の３つの爪５２ａ、５３ａ、５４ａを有し、前記基板１１を把持し、解放するという操作を行うことができる。なお、前記３つの爪５２ａ、５３ａ、５４ａは、それぞれ板バネ６５ａ、６６ａ、６７ａで後述の第１及び第２の基板把持アーム５５ａ、５６ａに固定されている。
即ち、第２のトレイレス基板搬送手段２ａは、図５に示されるように、ベース部５０ａに搭載された３方向（ＸＹＺ軸）に移動可能な基板把持プレート５１ａと、基板把持プレート５１ａに搭載され基板１１を把持し、かつ、解放できる一対の爪５２ａ、５３ａ、５４ａを有する。なお、複数の基板１１に対応する場合、基板の個数と同数の対の爪５２ａ、５３ａ、５４ａを備える。
【００４８】
そして、第２のトレイレス基板搬送手段２ａは、前記基板載置面１０に平行な方向に移動可能な一対の第１及び第２の基板把持アーム５５ａ、５６ａと、前記第１の基板把持アーム５５ａの中央部で螺合され、かつ、前記第２の基板把持アーム５６ａの中央部で螺合される開閉ネジ軸５７ａと、前記基板把持プレート５１ａに固定され、前記第１及び第２の基板把持アーム５５ａ、５６ａをそれぞれの両端で滑り対偶する第１及び第２のガイドシャフト５８ａ、５９ａと、前記第１及び第２のガイドシャフト５８ａ、５９ａの両端を前記基板把持プレート５１ａに固定する軸受け６１ａ、６２ａ、６３ａ、６４ａと、前記開閉ネジ軸５７ａを回転させる駆動装置６０ａを備え、前記駆動装置６０ａにより回転する前記開閉ネジ軸５７ａの回転が前記第１の基板把持アーム５５ａに設けられた前記爪５３ａ、５４ａと前記第２の基板把持アーム５６に設けられた前記爪５２ａとの間を拡縮することにより前記基板１１の把持及び解放することができる。
【００４９】
前記一対の爪５２ａ、５３ａ、５４ａの操作は、図示しないコンピューター制御装置により制御される。また、第２のトレイレス基板搬送手段２ａが基板搬送室１と各室間を移動する際は、図示しないコンピューター制御装置により制御され、稼働する。
前記一対の爪５２ａ、５３ａ、５４ａは、基板１１を各室の基板載置手段５０１ａ、６０１ａ、７０１ａに載置する際、前述の窪み１２の空間に出入りする動きを行う。なお、一対の爪５２ａ、５３ａ、５４ａが基板を把持し、解放するという動作を行う際、窪み１２の使用は必須条件ではなく、例えば、基板１１のサイズより一回り小さいサイズの矩形台地状基板載置台を各室の基板載置手段５０１ａ、６０１ａ、７０１ａに配置しても良い。
なお、第２のトレイレス基板搬送手段２ａが基板搬送室１と各室間を移動する際は、図示しないコンピューター制御装置により制御され、稼働する。
【００５０】
第２のトレイレス基板搬送手段２ａが基板１１を基板載置手段５０１ａ、６０１ａ、７０１ａに載置する際、図示しないコンピューター制御装置により、基板載置手段５０１ａ、６０１ａ、７０１ａの基板載置面１０ａに接近し、爪５２ａ、５３ａ、５４ａによる３点支持の形で把持している基板１１を解放し、その開放に連動して、図示しない基板載置手段５０１ａ、６０１ａ、７０１ａの静電チャックあるいは吸引式基板固定手段等を作動させ、該基板載置面１０に基板を載置する。なお、基板１１を開放する際、図示しないコンピューター制御装置により、第１の基板把持アーム５５ａと第２の基板把持アーム５６ａの間を拡張し、爪５２ａと爪５３ａ、５４ａの間隔を広げる操作を行う。
【００５１】
第２のトレイレス基板搬送手段２ａが、基板１１を基板搬送室からアンロード室７００の基板載置手段７０１ａに載置する際、図示しないコンピューター制御装置により、基板載置手段７０１ａに接近し、爪５２ａ、５３ａ、５４ａによる３点支持の形で把持する基板１１を解放し、図示しない基板載置手段７０１ａの静電チャックあるいは吸引式基板固定手段等を連動して作動させ、基板載置手段７０１ａに移設する。
なお、基板１１を解放する際は、図示しないコンピューター制御装置により、第１の基板把持アーム５５ａと第２の基板把持アーム５６ａの間を拡大し、爪５２ａと爪５３ａ、５４ａの間隔を広める操作を行う。
【００５２】
次に、基板搬送室１内に配置される第１のトレイレス基板搬送手段２から第２のトレイレス基板搬送手段２ａへ基板１１を移設する手順について説明する。この手順に従って、第１及び第２のトレイレス基板搬送手段２、２ａは図示しないコンピューター制御装置により制御され、稼働する。
なお、該第１のトレイレス基板搬手段２から第２のトレイレス基板搬送手段２ａへ基板１１を移設する機能は基板１１を反転させる機能の実現ために、重要である。
第１のトレイレス基板搬送手段２は、第１主面用のｐ層製膜室３００から受け取った基板１１を、基板搬送室１内部で第２のトレイレス基板搬送手段２ａに、次に示す手順で移設する。
図１に示される基板搬送室１の内部において、先ず、基板１１を把持している第１のトレイレス基板搬送手段２と、それを受け取る第２のトレイレス基板搬送手段２ａを接近させる。
両者が接近した際に、第１のトレイレス基板搬送手段２の爪５２、５３、５４と第２のトレイレス基板搬送手段２ａの爪５２ａ、５３ａ、５４ａを、図６示されているように、前者は三角形の構図で、後者は逆三角形の構図で配置され、互いに接触しない位置関係に、予め設定されている。
【００５３】
次に、第１のトレイレス基板搬送手段２の爪５２、５３、５４で把持されている基板１１を、第２のトレイレス基板搬送手段２ａの爪５２ａ、５３ａ、５４ａで挟む。この際、爪５２ａ、５３ａ、５４ａはそれぞれ、板バネ６５ａ、６６ａ、６７ａで第１及び第２の基板把持アーム５５ａ、５６ａに固定されているので、ソフトタッチで把持可能である。
次に、第１のトレイレス基板搬送手段２の爪５２、５３、５４から基板１１を解放する。そうすると、基板１１は第２の基板搬送２ａの爪５２ａ、５３ａ、５４ａに把持される。
即ち、基板１１は第１のトレイレス基板搬送手段２から第２のトレイレス基板搬送手段２ａへ移設される。
次に、第１のトレイレス基板搬送手段２と第２のトレイレス基板搬送手段２ａは互いに離反する方向へ移動する。
第１のトレイレス基板搬送手段２は、ロード室１００、第１の主面用のｉ層製膜室２００及びｐ層製膜室３００でのワークを行う。
第２のトレイレス基板搬送手段２ａは、第１の主面用のｉ層製膜室５００、ｎ層製膜室６００及びアンロード室７００でのワークを行う。
【００５４】
次に、本発明の第１の実施形態に係わる基板の両面に半導体膜を形成する装置を用いて、図１０（ｂ）に示されるＨＩＴ構造太陽電池の第１の主面（表面）２１にｉ型非晶質膜とｐ型非晶質膜をこの順に製膜し、第２の主面（裏面）２２に、ｉ型非晶質膜とｎ型非晶質膜をこの順に製膜する方法を説明する。
【００５５】
先ず、基板搬送室１内部の圧力を、真空ポンプ９を用いて、例えば、５００Ｐａに設定し、維持する。基板１１の第１主面用のｉ層製膜室２００、基板１１の第１主面用のｐ層製膜室３００、基板１１の第２主面用のｉ層製膜室５００、基板１１の第２主面用のｎ層製膜室６００及びアンロード室７００の内部の圧力を、それぞれ、各室に備えられている真空ポンプ２０７、３０７、５０７、６０７、７０７を用いて、例えば、５００Ｐａに設定し、維持する。ロード室１００の圧力は大気圧に保つ。
次に、基板搬入用ゲートバルブ１０５を開いて、基板１１を図示しない基板搬入ロボットにより、ロード室用基板載置手段１０１にセットする。なお、前記図示しない基板搬入ロボットを用いないで、人手でセットしても良い。
その後、基板搬入用ゲートバルブ１０５を閉じて、ロード室１００内部の圧力を、一旦、０．０１Ｐａ〜０．０１Ｐａ程度、例えば、０．０１Ｐａに減圧する。そして、基板１１の温度を１００℃〜２００℃、例えば、１７０℃に設定し、維持する。
そして、基板１１の温度が所定の温度に設定された後、図示しないアルゴンガス供給設備あるいは水素ガス供給設備から、例えば、水素ガスをロード室１００内部に導入して、ロード室１００内部の圧力を、基板搬送室１の内部と略同じ圧力に設定し、それを維持する。
【００５６】
次に、以下に示す手順で、基板１１をロード室１００から基板搬送室１へ移動する。
ロード室１００内部の圧力が基板搬送室１内部と略同じに維持されていることを確認後、基板搬出用ゲートバルブ１０６を開にする。
次に基板搬出用ゲートバルブ１０６が開の状態で、第１のトレイレス基板搬送手段２を基板搬送室１からロード室１００へ移動し、第１のトレイレス基板搬送２の基板把持手段５で基板１１を把持する。そして、第１のトレイレス基板搬送手段２は、基板１１を把持して、基板搬送室１に移動する。
第１のトレイレス基板搬送手段２が基板搬送室１に移動したことを確認後、基板搬出用ゲートバルブ１０６を閉にする。
なお、基板搬出用ゲートバルブ１０６を閉になったら、ロード室１００は、次の基板１１の搬入に備えて、ロード室１００内部の圧力を大気圧に戻す。
【００５７】
次に、以下に示す手順で、基板１１を基板搬送室１から基板１１の第１主面用のｉ層製膜室２００に移動させる。
基板１１の第１主面用のｉ層製膜室２００の圧力を、基板搬送室１の圧力と略同じにする。この場合、原料ガス噴出装置２０９から水素ガスのみを導入して、圧力調整しても良い。また、図示しない水素ガス供給設備から、水素ガスを第１主面用のｉ層製膜室２００へ導入しても良い。
第１主面用のｉ層製膜室２００の圧力が基板搬送室１の圧力と略同じになったことを確認後、基板搬入搬出用ゲートバルブ２０６を開にする。基板搬入搬出用ゲートバルブ２０６が開の状態において、基板搬送室１から基板１１を把持している第１のトレイレス基板搬送手段２を第１主面用のｉ層製膜室２００に移動させる。そして、第１のトレイレス基板搬送手段２の基板把持手段５が把持している基板１１を、第１主面用のｉ層製膜室用基板載置手段２０１に移設する。この際、基板把持手段５と、図示しない基板載置手段７０１ａの静電チャックあるいは吸引式基板固定手段等を連動して作動させ、基板載置手段７０１ａに移設する。
その後、第１のトレイレス基板搬送手段２は第１主面用のｉ層製膜室２００から基板搬送室１へ戻る。第１のトレイレス基板搬送手段２が第１主面用のｉ層製膜室２００から基板搬送室１へ戻ったことを確認後、ゲートバルブ２０６を閉にする。
【００５８】
次に、第１主面用のｉ層製膜室２００での基板１１の第１の主面のｉ型非晶質膜形成の製膜条件を設定する。該製膜条件は公知の条件で良い。そして、所要の製膜を行う。
製膜が終了後、第１主面用のｉ層製膜室２００の圧力を基板搬送室１の圧力と略同じにする。この場合、原料ガス噴出装置２０９から水素ガスのみを導入して、圧力調整しても良い。また、図示しない水素ガス供給設備から、水素ガスを第１主面用のｉ層製膜室２００へ導入しても良い。
第１主面用のｉ層製膜室２００の圧力が基板搬送室１の圧力と略同じになったことを確認後、基板搬入搬出用ゲートバルブ２０６を開にする。基板搬入搬出用ゲートバルブ２０６が開の状態において、第１主面用のｉ層製膜室２００の基板載置手段２０１から基板１１を第１のトレイレス基板搬送手段２の基板把持手段５に移設する。この際、第１のトレイレス基板搬送手段２の基板把持手段５と、図示しない基板載置手段７０１ａの静電チャックあるいは吸引式基板固定手段等を連動して作動させ、第１のトレイレス基板搬送手段２に移設する。
そして、基板１１を把持している第１のトレイレス基板搬送手段２は第１主面用のｉ層製膜室２００から基板搬送室１へ移動する。
次に、第１のトレイレス基板搬送手段が第１主面用のｉ層製膜室２００から基板搬送室へ移動したことを確認後、ゲートバルブ２０６を閉にする。
なお、ゲートバルブ２０６が閉の状態になった後、第１主面用のｉ層製膜室２００の圧力を一旦、０．０１Ｐａ〜０．０１Ｐａ程度、例えば、０．０１Ｐａに減圧する。
【００５９】
次に、以下に示す手順で、基板１１を基板搬送室１から基板１１の第１主面用のｐ層製膜室３００の基板載置手段２０１に搬送し、載置する。
基板１１の第１主面用のｐ層製膜室３００の圧力を、基板搬送室１の圧力と略同じにする。この場合、原料ガス噴出装置３０９から水素ガスのみを導入して、圧力調整しても良い。また、図示しない水素ガス供給設備から、水素ガスを第１主面用のｐ層製膜室３００へ導入しても良い。
第１主面用のｐ層製膜室３００の圧力が基板搬送室１の圧力と略同じになったことを確認後、ゲートバルブ３０６を開にする。ゲートバルブ３０６が開の状態において、基板搬送室１から基板１１を把持している第１のトレイレス基板搬送手段２を第１主面用のｐ層製膜室３００に移動させる。そして、第１のトレイレス基板搬送手段２の基板把持手段５が把持している基板１１を、第１主面用のｐ層製膜室用基板載置手段３０１に移設する。この際、基板把持手段５と、図示しない基板載置手段７０１ａの静電チャックあるいは吸引式基板固定手段等を連動して作動させ、基板載置手段７０１ａに移設する。
その後、第１のトレイレス基板搬送手段２は、第１主面用のｐ層製膜室３００から基板搬送室１へ戻る。第１のトレイレス基板搬送手段２が第１主面用のｐ層製膜室３００から基板搬送室１へ戻ったことを確認後、ゲートバルブ３０６を閉にする。
【００６０】
次に、第１主面用のｐ層製膜室３００での基板１１の第１の主面のｐ型非晶質膜形成の製膜条件を設定する。該製膜条件は公知の条件で良い。そして、所要の製膜を行う。
製膜が終了後、第１主面用のｐ層製膜室３００の圧力を基板搬送室１の圧力と略同じにする。この場合、原料ガス噴出装置３０９から水素ガスのみを導入して、圧力調整しても良い。また、図示しない水素ガス供給設備から、水素ガスを第１主面用のｐ層製膜室３００へ導入しても良い。
第１主面用のｐ層製膜室３００の圧力が基板搬送室１の圧力と略同じになったことを確認後、ゲートバルブ３０６を開にする。ゲートバルブ３０６が開の状態において、第１主面用のｐ層製膜室３００から基板１１を第１のトレイレス基板搬送手段２の基板把持手段５に移設する。この際、基板把持手段５と、図示しない基板載置手段７０１ａの静電チャックあるいは吸引式基板固定手段等を連動して作動させ、第１のトレイレス基板搬送手段２に移設する。
そして、基板１１を把持している第１のトレイレス基板搬送手段２は第１主面用のｐ層製膜室３００から基板搬送室１へ移動する。
次に、第１のトレイレス基板搬送手段２が第１主面用のｐ層製膜室３００から基板搬送室１へ移動したことを確認後、ゲートバルブ３０６を閉にする。
なお、基板搬入搬出用ゲートバルブ３０６が閉の状態になった後、第１主面用のｐ層製膜室３００の圧力を一旦、０．０１Ｐａ〜０．０１Ｐａ程度、例えば、０．０１Ｐａに減圧する。
【００６１】
次に、基板搬送室１に戻った第１のトレイレス基板搬送手段２に把持されている基板１１を、次に示す手順で、第１のトレイレス基板搬送手段２から第２のトレイレス基板搬送手段２ａに移設する。
なお、該第１のトレイレス基板搬送手段２から第２の基板搬送手段２ａへ基板１１を移設する機能は基板１１を反転させる機能の実現ために、重要である。
先ず、基板１１を把持している第１のトレイレス基板搬送手段２と第２のトレイレス基板搬送手段２ａを接近させる。両者を接近した際に、第１のトレイレス基板搬送手段２の爪５２、５３、５４と第２のトレイレス基板搬送手段２ａの爪５２ａ、５３ａ、５４ａを、図６示されているように、前者は三角形の構図で、後者は逆三角形の構図で配置され、互いに接触しない位置関係に予め設定されている。
【００６２】
次に、第１のトレイレス基板搬送手段２の爪５２、５３、５４で把持されている基板１１を、第２のトレイレス基板搬送手段２ａの爪５２ａ、５３ａ、５４ａで挟む。この際、爪５２ａ、５３ａ、５４ａはそれぞれ、板バネ６５ａ、６６ａ、６７ａで第１及び第２の基板把持アーム５５ａ、５６ａに固定されているので、ソフトタッチで把持可能である。
次に、第１のトレイレス基板搬送手段２の爪５２、５３、５４から基板１１を解放する。そうすると、基板１１は第２の基板搬送２ａの爪５２ａ、５３ａ、５４ａに把持される。即ち、基板１１は第１のトレイレス基板搬送手段２から第２のトレイレス基板搬送手段２ａへ移設される。
次に、第１のトレイレス基板搬送手段２と第２のトレイレス基板搬送手段２ａは互いに離反する方向へ移動する。
【００６３】
次に、以下に示す手順で、基板１１を基板搬送室１から基板１１の第２主面用のｉ層製膜室５００に移動させる。
基板１１の第２主面用のｉ層製膜室５００の圧力を、基板搬送室１の圧力と略同じにする。この場合、原料ガス噴出装置５０９から水素ガスのみを導入して、圧力調整しても良い。また、図示しない水素ガス供給設備から、水素ガスを第２主面用のｉ層製膜室５００へ導入しても良い。
第２主面用のｉ層製膜室５００の圧力が基板搬送室１の圧力と略同じになったことを確認後、ゲートバルブ５０６を開にする。ゲートバルブ５０６が開の状態において、基板搬送室１から基板１１を把持している第２のトレイレス基板搬送手段２ａを第２主面用のｉ層製膜室５００に移動させる。そして、第２のトレイレス基板搬送手段２ａの基板把持手段５ａが把持している基板１１を、第２主面用のｉ層製膜室用基板載置手段５０１ａに移設する。
その後、第２のトレイレス基板搬送手段２ａは、第２主面用のｉ層製膜室５００から基板搬送室１へ戻る。第２のトレイレス基板搬送手段２ａが第２主面用のｉ層製膜室５００ａから基板搬送室１へ戻ったことを確認後、ゲートバルブ５０６を閉にする。
【００６４】
次に、第２主面用のｉ層製膜室５００での基板１１の第２の主面のｉ型非晶質膜形成の製膜条件を設定する。該製膜条件は公知の条件で良い。そして、所要の製膜を行う。
製膜が終了後、第２主面用のｉ層製膜室５００の圧力を基板搬送室１の圧力と略同じにする。この場合、原料ガス噴出装置５０９から水素ガスのみを導入して、圧力調整しても良い。また、図示しない水素ガス供給設備から、水素ガスを第２主面用のｉ層製膜室５００へ導入しても良い。
第２主面用のｉ層製膜室５００の圧力が基板搬送室１の圧力と略同じになったことを確認後、ゲートバルブ５０６を開にする。基板搬入搬出用ゲートバルブ５０６が開の状態において、第２主面用の基板載置手段５０１ａから基板１１を第２のトレイレス基板搬送手段２ａの基板把持手段５ａに移設する。
そして、基板１１を把持している第２のトレイレス基板搬送手段２ａは、第２主面用のｉ層製膜室５００から基板搬送室１へ移動する。
次に、第２のトレイレストレイレス基板搬送手段２ａが第２主面用のｉ層製膜室５００から基板搬送室１へ移動したことを確認後、ゲートバルブ５０６を閉にする。
なお、ゲートバルブ５０６が閉の状態になった後、第２主面用のｉ層製膜室５００の圧力を一旦、０．０１Ｐａ〜０．０１Ｐａ程度、例えば、０．０１Ｐａに減圧する。
【００６５】
次に、以下に示す手順で、基板１１を基板搬送室１から基板１１の第２主面用のｎ層製膜室６００に移動させる。
基板１１の第２主面用のｎ層製膜室６００の圧力を、基板搬送室１の圧力と略同じにする。この場合、原料ガス噴出装置６０９ａから水素ガスのみを導入して、圧力調整しても良い。また、図示しない水素ガス供給設備から、水素ガスを第２主面用のｎ層製膜室６００へ導入しても良い。
第２主面用のｎ層製膜室６００の圧力が基板搬送室１の圧力と略同じになったことを確認後、ゲートバルブ６０６を開にする。基板搬入搬出用ゲートバルブ６０６が開の状態において、基板搬送室１から基板１１を把持している第２のトレイレス基板搬送手段２ａを第２主面用のｎ層製膜室６００に移動させる。そして、第２のトレイレス基板搬送手段２ａの基板把持手段５ａが把持している基板１１を、第２主面用のｎ層製膜室用基板載置手段６０１ａに移設する。
その後、第２のトレイレス基板搬送手段２ａは、第２の主面用のｎ層製膜室６００から基板搬送室１へ戻る。
第２のトレイレス基板搬送手段２ａが第２主面用のｎ層製膜室６００から基板搬送室１へ戻ったことを確認後、基板搬入搬出用ゲートバルブ６０６を閉にする。
【００６６】
次に、第２主面用のｎ層製膜室６００での基板１１の第２の主面のｎ型非晶質膜形成の製膜条件を設定する。該製膜条件は公知の条件で良い。そして、所要の製膜を行う。
製膜が終了後、第２主面用のｎ層製膜室６００の圧力を基板搬送室１の圧力と略同じにする。この場合、原料ガス噴出装置６０９ａから水素ガスのみを導入して、圧力調整しても良い。また、図示しない水素ガス供給設備から、水素ガスを第２主面用のｎ層製膜室６００へ導入しても良い。
第２主面用のｎ層製膜室６００の圧力が基板搬送室１の圧力と略同じになったことを確認後、ゲートバルブ６０６を開にする。ゲートバルブ６０６が開の状態において、第２主面用のｎ層製膜室用基板載置手段６０１ａから基板１１を第２のトレイレス基板搬送手段２ａの基板把持手段５ａに移設する。
そして、基板１１を把持している第２のトレイレス基板搬送手段２ａは第２主面用のｎ層製膜室６００から基板搬送室１へ移動する。
次に、第２のトレイレス基板搬送手段２ａが、第２主面用のｎ層製膜室６００から基板搬送室１へ移動したことを確認後、基板搬入搬出用ゲートバルブ６０６を閉にする。
なお、基板搬入搬出用ゲートバルブ６０６が閉の状態になった後、第２主面用のｎ層製膜室６００の圧力を一旦、０．０１Ｐａ〜０．０１Ｐａ程度、例えば、０．０１Ｐａに減圧する。
【００６７】
次に、以下に示す手順で、基板１１を基板搬送室１からアンロード室７００へ移動する。
先ず、アンロード室７００内部の圧力を基板搬送室１内部と略同じにする。次に、アンロード室７００内部の圧力が基板搬送室１内部と略同じに維持されていることを確認後、アンロード室のゲートバルブ７０６を開にする。
次に、ゲートバルブ７０６が開の状態で、第２のトレイレス基板搬送手段２ａを基板搬送室１からアンロード室７００へ移動し、第２のトレイレス基板搬送手段２ａの基板把持手段５ａで基板１１をアンロード室用基板載置手段７０１ａに移設する。この際、基板把持手段５と、基板載置手段７０１ａの図示しない静電チャックあるいは吸引式基板固定手段等を連動して作動させ、基板載置手段７０１ａに移設する。
そして、第２のトレイレス基板搬送手段２ａは、基板搬送室１に移動する。
第２のトレイレス基板搬送手段２ａが基板搬送室１に移動したことを確認後、基板搬出用ゲートバルブ１０６を閉にする。
次に、アンロード室７００の内部の圧力を大気圧にする。この際は、図示しないリーク弁を用いる。
【００６８】
次に、アンロード室７００内部の圧力が大気圧になっていることを確認後、基板搬出用ゲートバルブ７０５を開にする。
基板搬出用ゲートバルブ７０５が開の状態で、図示しない基板搬出用のロボットで基板１１を搬出する。
アンロード室７００から基板１１が搬出されたことを確認後、基板搬出用ゲートバルブ７０５を閉にする。
そして、アンロード室７００の圧力を、一旦、０．１Ｐａ〜１０Ｐａ程度に減圧し、その後、基板搬送室１の圧力と同じ圧力、例えば、５００Ｐａに維持する。
【００６９】
以上の説明で示したように、本発明の第１の実施形態に係わる基板の両面に半導体膜を形成する装置は、基板トレイを使用しないトレイレス方式により、基板を大気に曝さない状態で該基板の第１の主面と第２の主面を反転し、その両面に半導体膜を製膜することが可能である。このことは、ＨＩＴ太陽電池製造分野において、生産性の向上及び低コスト化に著しく貢献できるという効果を奏する。
また、一般に、電子デバイス等の製造に用いられるプラズマＣＶＤ装置、触媒ＣＶＤ装置及びスパッタ装置等において、基板を大気に曝さない状態で該基板の第１の主面と第２の主面を反転し、その両面に半導体膜を製膜するというニーズに対して貢献できる。
【００７０】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係わる基板の両面に半導体膜を形成する装置について、図７を用いて説明する。図１ないし図６も参照する。
本発明の第２の実施形態では、第１の実施形態と同様に、図１ないし図６に示されるロード室１００、基板１１の第１主面用のｉ層製膜室２００、基板１１の第１主面用のｐ層製膜室３００、基板１１の第２主面用のｉ層製膜室５００、第２主面用のｎ層製膜室６００、アンロード室７００及び基板搬送室１が用いられる。
本発明の第１の実施形態に係わる基板の両面に半導体膜を形成する装置と、本発明の第２の実施形態に係わる基板の両面に半導体膜を形成する装置の相違点は、各室の配置にある。前者は、基板搬送室１の一方の側面に各室が接続されているが、後者は、基板搬送室１の両サイドに各室が接続されている。
本発明の第２の実施形態に係わる基板の両面に半導体膜を形成する装置は、本発明の第１の実施形態に係わる基板の両面に半導体膜を形成する装置に比べて、基板搬送室１の容積が小さいので真空ポンプの費用が安いことと、基板搬送室１の長さが短いので、第１及び第２の基板搬送手段２、２ａの作動距離が短く、作業効率が高い、というメリットがある。
本発明の第２の実施形態に係わる基板の両面に半導体膜を形成する装置の構成部材及び使用方法は、上記本発明の第１の実施形態に係わる基板の両面に半導体膜を形成する装置と同様である。
【００７１】
以上の説明で示したように、本発明の第２の実施形態に係わる基板の両面に半導体膜を形成する装置は、基板トレイを使用しないトレイレス方式により、基板を大気に曝さない状態で該基板の第１の主面と第２の主面を反転し、その両面に半導体膜を製膜することが可能である。このことは、ＨＩＴ太陽電池製造分野において、生産性の向上及び低コスト化に著しく貢献できるという効果を奏する。
また、一般に、電子デバイス等の製造に用いられるプラズマＣＶＤ装置、触媒ＣＶＤ装置及びスパッタ装置等において、基板を大気に曝さない状態で該基板の第１の主面と第２の主面を反転し、その両面に半導体膜を製膜するというニーズに対して貢献できる。
【００７２】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係わる基板の両面に半導体膜を形成する装置について、図８及び図９を用いて説明する。図１、図３ないし図６を参照する。
本発明の第３の実施形態では、第１の実施形態と同様に、図１に示されるロード室１００、基板１１の第１主面用のｉ層製膜室２００、基板１１の第１主面用のｐ層製膜室３００、基板１１の第２主面用のｉ層製膜室５００、第２主面用のｎ層製膜室６００、アンロード室７００及び基板搬送室１が用いられる。
本発明の第１の実施形態に係わる基板の両面に半導体膜を形成する装置と、本発明の第３の実施形態に係わる基板の両面に半導体膜を形成する装置の相違点は、各室に配置される基板載置手段の構造の違いにある。前者は、基板１１を支持する基板支持用棚材１３と後述の第１及び第２のトレイレス基板搬送手段の基板把持用爪が挿入される窪み１２を備えた基板載置手段１０１、２０１、３０１、５０１ａ、６０１ａ、７０１ａを用いる。後者は、図８に示されるように、基板１１のサイズより一回り小さいサイズの矩形台地状基板載置台２０と、基板１１の自重を支える基板支持ピン２１ａ、２１ｂと、凹部２２を備えていることを特徴とする。
【００７３】
本発明の第３の実施形態に係わる基板の両面に半導体膜を形成する装置の基板載置手段８０１は、図８に示されるように、基板載置面８０２に基板１１のサイズより一回り小さいサイズの矩形台地状基板載置台２０と、基板支持ピン２１ａ、２１ｂと、凹部２２が配置される。
矩形台地状基板載置台２０は、第１及び第２の基板搬送手段の基板把持手段５、５ａが搬送する基板１１と接触する面である。
矩形台地状基板載置台２０の高さ（基板載置面８０２の法線方向の厚み）は、基板把持用の爪５３、５４、５２ａの基板載置面８０２の法線方向の動きに自由度を与える機能を有する。即ち、矩形台地状基板載置台２０の高さは、本発明の第１及び第２の実施形態に係わる基板の両面に半導体膜を形成する装置における窪み１２と同様の機能を有する。即ち、基板把持用の爪５２、５３ａ、５４ａの鉛直方向及び基板載置面８０２の法線方向の動きに自由度を与える機能を有する。
基板支持ピン２１ａ、２１ｂは、第１及び第２の基板搬送手段の基板把持手段５、５ａが搬送する基板１１を略鉛直方向で支持する機能を有する。基板支持ピン２１ａ、２１ｂは、図９（ａ）、（ｂ）に示されるように、第１の基板搬送手段の基板把持手段２の一対の爪５２、５２、５４から基板１１を受け取る際に、該基板１１を支持する機能を有する。また、基板支持ピン２１ａ、２１ｂは、第２の基板搬送手段の基板把持手段２ａの一対の爪５２ａ、５３ａ、５４ａから基板１１を受け取る際に、該基板１１を支持する機能を有する。即ち、基板支持ピン２１ａ、２１ｂは、本発明の第１及び第２の実施形態に係わる基板の両面に半導体膜を形成する装置における基板支持用棚材１３と同様の機能を有する。
凹部２２は、本発明の第１及び第２の実施形態における窪み１２の役割を演じる。即ち、基板把持用の爪５３、５４、５２ａの鉛直方向及び水平方向の動きに自由度を与える機能を有する。
【００７４】
本発明の第３の実施形態に係わる基板の両面に半導体膜を形成する装置の使用方法は、上記本発明の第１の実施形態に係わる基板の両面に半導体膜を形成する装置と同様である。
本発明の第３の実施形態に係わる基板の両面に半導体膜を形成する装置は、プラズマＣＶＤによる非晶質シリコン膜の形成への応用において、本発明の第１及び第２の実施形態に係わる基板の両面に半導体膜を形成する装置に比べて、プラズマ生成の一様化に与える影響が小さいことと、基板載置手段の製作費用が安い、というメリットがある。
【００７５】
以上の説明で示したように、本発明の第３の実施形態に係わる基板の両面に半導体膜を形成する装置は、基板トレイを使用しないトレイレス方式により、基板を大気に曝さない状態で該基板の第１の主面と第２の主面を反転し、その両面に半導体膜を製膜することが可能である。このことは、ＨＩＴ太陽電池製造分野において、生産性の向上及び低コスト化に著しく貢献できるという効果を奏する。
また、一般に、電子デバイス等の製造に用いられるプラズマＣＶＤ装置、触媒ＣＶＤ装置及びスパッタ装置等において、基板を大気に曝さない状態で該基板の第１の主面と第２の主面を反転し、その両面に半導体膜を製膜するというニーズに対して貢献できる。
【符号の説明】
【００７６】
１・・・基板搬送室、
２、２ａ・・・第１及び第２の基板搬送手段、
３、３ａ・・・第１及び第２の基板搬送手段のＸ軸方向移動台、
４、４ａ・・・第１及び第２の基板搬送手段のＹ軸方向移動台、
５、５ａ・・・第１及び第２の基板把持手段、
１１・・・基板、
１２・・・基板把持用の窪み、
１３・・・基板支持用棚材、
２０・・・矩形台地状基板載置台、
２１ａ、２１ｂ・・・基板支持ピン、
２２・・・基板把持用の凹部、
５１、５１ａ・・・基板把持プレート、
５２、５３、５４、５２ａ、５３ａ、５４ａ・・・基板把持手段の爪、
５５、５６・・・第１及び第２の基板把持アーム、
５７・・・開閉ネジ軸、
６０・・・開閉ネジ軸５７を回転させる駆動装置、
１０１、２０１、３０１、５０１、６０１、７０１・・・基板載置手段、
１００・・・ロード室、
２００・・・基板の第１主面用のｉ層製膜室、
３００・・・基板の第１主面用のｐ層製膜室、
５００・・・基板の第２主面用のｉ層製膜室、
６００・・・基板の第２主面用のｎ層製膜室、
７００・・・アンロード室。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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