(57)【要約】【課題】ＨＩＴ太陽電池製造での製膜では、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、該トレイに保持された基板を一旦、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。そのため、基板の昇温調整及び降温調整を２回行う必要があり、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並進移設し、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が複数枚載置された基板トレイと、前記基板トレイを搬入するためのロード室と、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、前記基板トレイを搬出するためのアンロード室と、前記基板トレイを前記各室に搬入出する少なくとも２つの基板搬送手段を内部に備えた基板搬送室と、を具備した基板の両面に半導体膜を形成する装置であって、
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、
前記基板搬送手段の一つである第１の基板搬送手段が前記第１の製膜室から前記基板搬送室へ前記基板トレイを支持して移動し、前記基板搬送室内で前記基板トレイを前記第１の基板搬送手段から前記基板搬送手段の他の一つである第２の基板搬送手段に移設し、前記第２の基板搬送手段が前記基板トレイを前記第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】
前記基板トレイは、前記基板の第１の主面と前記第２の主面の両方が露出されるように基板を平面的に保持する基板保持用開口と基板留め具を備え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】
前記基板トレイは、前記基板トレイが前記基板搬送手段で吊り上げられる際に用いられ、かつ、前記基板トレイが前記第１及び第２の製膜室に設置の基板載置手段の基板載置面に載置される際に用いられるフック用開口を備えている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】
前記基板搬送手段は、それぞれ前記基板トレイを支持する２つの爪を備え、前記２つの爪が前記フック用開口に挿入され、前記基板トレイを吊り上げる操作を行うことを特徴とする請求項４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】
前記第１の製膜室は前記基板の第１の主面にｉ型非晶質膜とｐ型非晶質膜をこの順に製膜し、前記第２の製膜室は前記基板の第２の主面にｉ型非晶質膜とｎ型非晶質膜をこの順に製膜す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。
【請求項７】
前記第１の製膜室と前記第２の製膜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６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７（ａ）に示すような構造を有する。即ち、図７（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７（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、上記大気中で基板を反転する際に、該基板を大気に曝すことから、大気中の不純物の吸着や付着に起因する歩留まりの低下が懸念されている。
【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。即ち、ＨＩＴ太陽電池の半導体膜の形成装置には、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
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。
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。
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】
【００１１】
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が複数枚載置された基板トレイと、前記基板トレイを搬入するためのロード室と、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、前記基板トレイを搬出するためのアンロード室と、前記基板トレイを前記各室に搬入出する少なくとも２つの基板搬送手段を内部に備えた基板搬送室と、を具備した基板の両面に半導体膜を形成する装置であって、
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、
前記基板搬送手段の一つである第１の基板搬送手段が前記第１の製膜室から前記基板搬送室へ前記基板トレイを支持して移動し、前記基板搬送室内で前記基板トレイを前記第１の基板搬送手段から前記基板搬送手段の他の一つである第２の基板搬送手段に移設し、前記第２の基板搬送手段が前記基板トレイを前記第２の製膜室へ搬入するようにしたことを特徴とする。
【００１２】
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の発明あるいは第２の発明のいずれか一つの発明において、前記基板トレイは、前記基板の第１の主面と前記第２の主面の両方が露出されるように基板を平面的に保持する基板保持用開口と基板留め具を備え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、前記基板トレイは、前記基板トレイが前記基板搬送手段で吊り上げられる際に用いられ、かつ、前記基板トレイが前記第１及び第２の製膜室に設置の基板載置手段の基板載置面に載置される際に用いられるフック用開口を備えていることを特徴とする。
【００１５】
第５の発明は、第４の発明において、前記基板搬送手段は、それぞれ前記基板トレイを支持する２つの爪を備え、前記２つの爪が前記フック用開口に挿入され、前記基板トレイを吊り上げる操作を行うことを特徴とする。
【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、前記第１の製膜室は前記基板の第１の主面にｉ型非晶質膜とｐ型非晶質膜をこの順に製膜し、前記第２の製膜室は前記基板の第２の主面にｉ型非晶質膜とｎ型非晶質膜をこの順に製膜することを特徴とする。
【００１７】
第７の発明は、第１の発明から第６の発明のいずれか一つの発明において、前記第１の製膜室と前記第２の製膜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】
【００１８】
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。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、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】
【００１９】
【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に用いられる基板トレイの構成を示す模式的斜視図（ａ）と断面図（ｂ）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に用いられる基板載置手段の構成を示す模式的斜視図（ａ）、（ｂ）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に用いられる第１の基板搬送ロボットの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に用いられる第２の基板搬送ロボットの模式的斜視図である。
【図６】図６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７】図７は、ＨＩＴ太陽電池の典型的な構造の模式的説明図（ａ）と製膜装置で製膜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】
【００２０】
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。
【００２１】
（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に用いられる基板トレイの構成を示す模式的斜視図（ａ）と断面図（ｂ）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に用いられる基板載置手段の構成を示す模式的斜視図（ａ）、（ｂ）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に用いられる第１の基板搬送ロボットの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に用いられる第２の基板搬送ロボットの模式的斜視図である。
【００２２】
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層製膜室及びｐ層製膜室２００、３００及び第２主面用のｉ層製膜室及びｎ層製膜室５００、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、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。
【００２３】
基板１１は、図２（ａ）、（ｂ）に示されるように、基板トレイ１０に保持される。基板トレイ１０は、第１の主面とその裏側の第２の主面を有する基板１１の該第１の主面と該第２の主面の両方が露出されるような状態で、基板１１を保持する。基板１１を基板トレイ１０に保持するために、図２（ｂ）に示されるように、基板保持用開口１６と、ピンやネジ等の基板留め具１３が用いられる。
なお、基板トレイ１０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。
基板トレイ１０には、図２（ａ）、（ｂ）に示されるように、後述の基板載置手段１０１、２０１、３０１、５０１ａ、６０１ａ、７０１ａに備えられるフック１５ａ、１５ｂ及び後述の第１及び第２の基板搬送手段２、２ａに備えられる爪６、７、６ａ、７ａと組み合わせて用いるフック用開口１２が設けられている。
なお、フック用開口１２は、後述の基板載置手段２０１、３０１、５０１ａ、６０１ａへの基板１１の載置及び後述の第１及び第２の基板搬送手段２、２ａによる基板の搬送の際に用いられる。
【００２４】
ロード室１００は、基板搬入用ゲートバルブ１０５と基板搬送室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は、図３（ａ）に示されるように、基板トレイ１０を保持する第１及び第２の基板トレイ載置用フック１５ａ、１５ｂを備え、基板トレイ１０を保持する。  
基板１１は、図２に示されるように、基板トレイ１０にセットされた状態で、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、ロード室用基板載置手段１０１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に移動する際は、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の基板搬送ロボット２を用いる。
なお、ロード室用基板載置手段１０１の基板トレイ１０を受ける面は、後述の基板１１の第１主面用のｉ層製膜室及びｐ層製膜室２００、３００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。
【００２５】
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３（ａ）に示されるように、基板トレイ１０を保持する第１及び第２の基板トレイ載置用フック１５ａ、１５ｂを備え、基板トレイ１０を保持する。
第１主面用のｉ層製膜室において、基板１１は、基板トレイ１０にセットされた状態で、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にセットされる。なお、基板トレイ１０は、図３（ｂ）に示すように、フック用開口１２に第１及び第２の基板トレイ載置用フック１５ａ、１５ｂが挿入され、吊り下がるような状態で該基板載置手段２０１にセットされる。
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の基板搬送ロボット２を用いる。
なお、基板載置手段２０１の基板１１を受ける面は、ロード室用基板載置手段１０１の基板１１を受ける面の方向と同じ方向（Ｘ軸のマイナス方向）を向いている。
【００２６】
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。製膜が終了した後は、基板トレイ１０を第１の基板搬送手段２で支持し、基板搬送室１に移動させる。
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。
【００２７】
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３（ａ）に示されるように、基板トレイ１０を保持する第１及び第２の基板トレイ載置用フック１５ａ、１５ｂを備え、基板トレイ１０を保持する。
第１主面用のｐ層製膜室において、基板１１は、基板トレイ１０にセットされた状態で、基板搬入搬出用ゲートバルブ３０６が開の状態において、後述の第１の基板搬送手段２により、第１主面用の第２製膜室用基板載置手段３０１にセットされる。なお、基板トレイ１０は、図３（ｂ）に示すように、フック用開口１２に第１及び第２の基板トレイ載置用フック１５ａ、１５ｂが挿入され、吊り下がるような状態で該基板載置手段３０１にセットされる。
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、該第２の製膜室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、該第１の基板搬送手段２を用いる。
なお、基板載置手段３０１の基板１１を受ける面は、ロード室用基板載置手段１０１の基板１１を受ける面の方向と同じ方向（Ｘ軸のマイナス方向）を向いている。
【００２８】
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。製膜が終了した後は、基板トレイ１０を第１の基板搬送手段２で支持し、基板搬送室１に移動させる。
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。
【００２９】
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、前記第１主面用のｉ層製膜室２００の場合と同様に基板トレイ１０を保持する第１及び第２の基板トレイ載置用フック１５ａ、１５ｂを備え、基板トレイ１０を保持する。
第２主面用のｉ層製膜室において、基板１１は、基板トレイ１０にセットされた状態で、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にセットされる。
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、該第１の製膜室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、該第２の基板搬送手段２ａを用いる。
ここで、第２主面用のｉ層製膜室用基板載置手段５０１ａは、基板載置手段５０１ａの基板１１を受ける面がロード室用基板載置手段１０１の基板１１を受け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の基板を受ける面と第１主面用のｐ層基板載置手段３０１の基板を受ける面は、背向した関係で配置される。
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から、該基板１１の第２の主面に対する製膜を、減圧状態で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。
【００３０】
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。製膜が終了した後は、基板トレイ１０を第２の基板搬送手段２ａで支持し、基板搬送室１に移動させる。
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。
【００３１】
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、前記第１主面用のｉ層製膜室２００の場合と同様に、基板トレイ１０を保持する第１及び第２の基板トレイ載置用フック１５ａ、１５ｂを備え、基板トレイ１０を保持する。
第２主面用のｎ層製膜室において、基板１１は、基板トレイ１０にセットされた状態で、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。
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の基板搬送手段２ａを用いる。
【００３２】
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を受ける面がロード室用基板載置手段１０１の基板１１を受け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、減圧状態で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。製膜が終了した後は、第２の基板搬送手段２ａで基板搬送室１に移動させる。
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。
【００３４】
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。
アンロード室用基板載置手段７０１ａは、図３（ａ）に示されるように、基板トレイ１０を保持する第１及び第２の基板トレイ載置用フック１５ａ、１５ｂを備え、基板トレイ１０を保持する。
基板１１がセットされた基板トレイ１０を基板搬送室１からアンロード室７００へ移動する際は、基板搬入用ゲートバルブ７０６が開の状態において、第２の基板搬送手段２ａにより、アンロード室用基板載置手段７０１ａにセットされる。
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１０１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を受ける面は、ロード室用基板載置手段１０１の基板１１を受け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、減圧状態で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。
【００３５】
基板搬送室１は、基板搬送室１用の真空ポンプ９と第１の基板搬送手段２と第２の基板搬送手段２ａを備えている。ここでは、第１の基板搬送手段２と第２の基板搬送手段２ａの２つを用いるが、２つに限定されず、第１及び第２の製膜室の個数が増大した場合、それに応じて増大することができる。
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の製膜条件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。
【００３６】
第１の基板搬送ロボット２は、図４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支持手段５と、第１及び第２の爪６、７を備えている。
第１の基板搬送手段２は、基板１１が載置された基板トレイ１０をロード室１００から基板搬送室１に移動するに際し、先ず、基板搬送室１からロード室１００へ移動して、次に、ロード室用基板載置手段１０１に載置されている基板トレイ１０のフック用開口１２に第１及び第２の爪６、７を挿入して、基板トレイ１０を吊り上げて、次に、ロード室１００から基板搬送室１に移動する。
【００３７】
また、第１の基板搬送手段２は、基板１１が載置された基板トレイ１０を基板搬送室１から第１主面用のｉ層製膜室２００の基板載置手段２０１へ搬入、搬出を行うに際し、第１の基板搬送手段２の第１及び第２の爪６、７と基板トレイ１０のフック用開口１２を用いて、受け渡しをする。即ち、第１の基板搬送手段２が基板搬送室１から第１主面用のｉ層製膜室２００へ移動して、基板が載置された基板トレイ１０を基板載置手段２０１にセットする際、基板載置手段２０１の第１及び第２の基板トレイ載置用フック１５ａ、１５ｂに吊り下げられている基板トレイ１０のフック用開口１２に第１の基板搬送手段２の第１及び第２の爪６、７を挿入し、受け渡しをする。
【００３８】
また、第１の基板搬送手段２は、基板１１が載置された基板トレイ１０を基板搬送室１から第１主面用のｐ層製膜室３００の基板載置手段３０１へ基板トレイ１０を搬入、搬出を行うに際し、上記第１主面用のｉ層製膜室２００の基板載置手段２０１へ搬入、搬出の場合と同様に、第１の基板搬送手段２の第１及び第２の爪６、７と、第１及び第２の基板トレイ載置用フック１５ａ、１５ｂと、基板トレイ１０のフック用開口１２を用いて、受け渡しをする。
【００３９】
第２の基板搬送手段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支持手段５ａと、第１及び第２の爪６ａ、７ａを備えている。
第２の基板搬送手段２ａは、基板１１が載置された基板トレイ１０を後述する手順に従い、第１の基板搬送ロ手段２から受け取る。
そして、第２の基板搬送手段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。
【００４０】
第２の基板搬送手段２ａは、基板１１が載置された基板トレイ１０を基板搬送室１から第２主面用のｉ層製膜室５００の基板載置手段５０１ａへ搬入、搬出を行うに際し、第２の基板搬送手段２ａの第１及び第２の爪６ａ、７ａと基板トレイ１０のフック用開口１２を用いて、受け渡しをする。即ち、第２の基板搬送ロボット２ａが基板搬送室１から第２主面用のｉ層製膜室５００へ移動して、基板が載置された基板トレイ１０を基板載置手段５０１ａにセットする際には、基板載置手段５０１ａの第１及び第２の基板トレイ載置用フック１５ａ、１５ｂと、第２の基板搬送ロボット２ａの第１及び第２の爪６ａ、７ａが、それぞれ基板トレイ１０のフック用開口１２に挿入され、受け渡しをする。
【００４１】
また、第２の基板搬送手段２ａは、基板１１が載置された基板トレイ１０を基板搬送室１から第２主面用のｎ層製膜室６００の基板載置手段６０１ａへ基板トレイ１０を搬入、搬出を行うに際し、上記第２主面用の第１の製膜室５００の基板載置手段５０１ａへ搬入、搬出の場合と同様に、第２の基板搬送手段２ａの第１及び第２の爪６ａ、７ａと、第１及び第２の基板トレイ載置用フック１５ａ、１５ｂと、基板トレイ１０のフック用開口１２を用いて、受け渡しをする。
【００４２】
また、第２の基板搬送手段２ａは、第２の主面用のｎ層製膜室６００で製膜が終了した基板トレイ１０を基板搬送室１からアンロード室７００へ搬出する。
【００４３】
次に、基板搬送室１内に設置されている第１の基板搬送手段２から第２の基板搬送手段２ａへ基板トレイ１０を移設する手順について説明する。
なお、該第１の基板搬送手段２から第２の基板搬送手段２ａへ基板トレイ１０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トレイ１０を、基板搬送室１内部で第２の基板搬送手段２ａに、次に示す手順で移設する。
先ず、基板トレイ１０を支持している第１の基板搬送手段２と、それを受け取る第２の基板搬送手段２ａを接近させる。
なお、両者を接近した際に、第１の基板搬送手段２の第１及び第２の爪６、７と第２の基板搬送手段２ａの第１及び第２の爪６ａ、７ａを、図４及び図５示されているように、互いに接触しない位置関係に予め設定しておく。
次に、第１の基板搬送手段２の第１及び第２の爪６、７で把持されている基板トレイ１０のフック用開口１２に、第２の基板搬送２ａの第１及び第２の爪６ａ、７ａを挿入する。
次に、第１の基板搬送手段２の基板把持手段５のＺ軸方向の位置を下げる。そうすると、基板トレイ１０は第２の基板搬送手段２ａの第１及び第２の爪６ａ、７ａに吊り下がる。即ち、基板トレイ１０は第１の基板搬送手段２から第２の基板搬送手段２ａへ移設される。
次に、第１の基板搬送手段２と第２の基板搬送手段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層製膜室及びｐ層製膜室でのワークを行う。
【００４４】
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。
【００４５】
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がセットされた基板トレイ１０を図示しない基板搬入手段ロボットにより、ロード室用基板載置手段１０１にセットする。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内部と略同じ圧力に設定し、それを維持する。
【００４６】
次に、以下に示す手順で、基板１１がセットされた基板トレイ１０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の基板搬送手段２の基板支持手段５で基板１１がセットされた基板トレイ１０を支持する。そして、第１の基板搬送手段２は基板トレイ１０を支持して、基板搬送室１に移動する。
第１の基板搬送手段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。
【００４７】
次に、以下に示す手順で、基板１１がセットされた基板トレイ１０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がセットされた基板トレイ１０を把持している第１の基板搬送手段２の基板支持手段５を第１主面用のｉ層製膜室２００に移動させる。そして、第１の基板搬送手段２の基板支持手段５が支持している基板１１がセットされた基板トレイ１０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。
その後、第１の基板搬送手段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、基板搬入搬出用ゲートバルブ２０６を閉にする。
【００４８】
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から基板１１がセットされた基板トレイ１０を第１の基板搬送手段２の基板支持手段５に移設する。そして、基板１１がセットされた基板トレイ１０を支持している第１の基板搬送手段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から基板搬送室へ移動したことを確認後、基板搬入搬出用ゲートバルブ２０６を閉にする。
なお、基板搬入搬出用ゲートバルブ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。
【００４９】
次に、以下に示す手順で、基板１１がセットされた基板トレイ１０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に移動させる。
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、基板搬入搬出用ゲートバルブ３０６を開にする。基板搬入搬出用ゲートバルブ３０６が開の状態において、基板搬送室１から基板１１がセットされた基板トレイ１０を把持している第１の基板搬送手段２の基板支持手段５を第１主面用のｐ層製膜室３００に移動させる。そして、第１の基板搬送手段２の基板支持手段５が支持している基板１１がセットされた基板トレイ１０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。
その後、第１の基板搬送手段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、基板搬入搬出用ゲートバルブ３０６を閉にする。
【００５０】
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、基板搬入搬出用ゲートバルブ３０６を開にする。基板搬入搬出用ゲートバルブ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がセットされた基板トレイ１０を第１の基板搬送ロボット２の基板支持手段５に移設する。そして、基板１１がセットされた基板トレイ１０を把持している第１の基板搬送手段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、基板搬入搬出用ゲートバルブ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。
【００５１】
次に、基板搬送室１に戻った第１の基板搬送ロボット２に把持されている基板１１がセットされた基板トレイ１０を、次に示す手順で、第１の基板搬送手段２から第２の基板搬送手段２ａに移設する。
なお、該第１の基板搬送手段２から第２の基板搬送手段２ａへ基板トレイ１０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、基板トレイ１０を支持している第１の基板搬送手段２と第２の基板搬送手段２ａを接近させる。
次に、第１の基板搬送手段２の第１及び第２の爪６、７で把持されている基板トレイ１０のフック用開口１２に、第２の基板搬送手段２ａの第１及び第２の爪６ａ、７ａを挿入する。なお、第１の基板搬送手段２の第１及び第２の爪６、７と第２の基板搬送手段２ａの第１及び第２の爪６ａ、７ａは、互いに接触しない位置関係に、予め、設定されている。
次に、第１の基板搬送ロボット２の基板把持手段５のＺ軸方向の位置を下げる。そうすると、基板トレイ１０は第２の基板搬送手段２ａの第１及び第２の爪６ａ、７ａに吊り下がる。即ち、基板トレイ１０は第１の基板搬送手段２から第２の基板搬送２ａへ移設される。
次に、第１の基板搬送手段２と第２の基板搬送手段２ａは互いに離反する方向へ移動して、所定の位置で待機する。
【００５２】
次に、以下に示す手順で、基板１１がセットされた基板トレイ１０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、基板搬入搬出用ゲートバルブ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、基板搬送室１から基板１１がセットされた基板トレイ１０を把持している第２の基板搬送手段２ａの基板支持手段５ａを第２主面用のｉ層製膜室５００に移動させる。そして、第２の基板搬送手段２ａの基板支持手段５ａが支持している基板１１がセットされた基板トレイ１０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へ戻ったことを確認後、基板搬入搬出用ゲートバルブ５０６を閉にする。
【００５３】
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、基板搬入搬出用ゲートバルブ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がセットされた基板トレイ１０を第２の基板搬送ロボット２の基板把持ロボット５に移設する。
そして、基板１１がセットされた基板トレイ１０を把持している第２の基板搬送手段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、基板搬入搬出用ゲートバルブ５０６を閉にする。
なお、基板搬入搬出用ゲートバルブ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。
【００５４】
次に、以下に示す手順で、基板１１がセットされた基板トレイ１０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、基板搬入搬出用ゲートバルブ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がセットされた基板トレイ１０を支持している第２の基板搬送手段２ａの基板支持手段５ａを第２主面用のｎ層製膜室６００に移動させる。そして、第２の基板搬送手段２ａの基板支持手段５ａが支持している基板１１がセットされた基板トレイ１０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。
【００５５】
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、基板搬入搬出用ゲートバルブ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、第２主面用のｎ層製膜室用基板載置手段６０１ａから基板１１がセットされた基板トレイ１０を第２の基板搬送手段２ａの基板支持手段５に移設する。
そして、基板１１がセットされた基板トレイ１０を支持している第２の基板搬送手段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。
【００５６】
次に、以下に示す手順で、基板１１がセットされた基板トレイ１０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、アンロード室の基板搬入用ゲートバルブ７０６を開にする。
次に、基板搬入用ゲートバルブ７０６が開の状態で、第２の基板搬送手段２ａを基板搬送室１からアンロード室７００へ移動し、第２の基板搬送手段２ａの基板支持手段５ａで基板１１がセットされた基板トレイ１０をアンロード室用基板載置手段７０１ａに移設する。そして、第２の基板搬送手段２ａは、基板搬送室１に移動する。
第２の基板搬送手段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。
【００５７】
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がセットされている基板トレイ１０を搬出する。
アンロード室７００から基板トレイ１０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。
【００５８】
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。
【００５９】
（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６を用いて説明する。
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５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の基板搬送ロボット２、２ａの作動距離が短く、ロボットの作業効率が高い、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。
【符号の説明】
【００６０】
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、
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の基板搬送手段のＸＹＺ方向へ移動可能な基板支持手段、
６、７、６ａ、７ａ・・・第１及び第２の基板搬送手段の爪、
１０・・・基板トレイ、
１１・・・基板、
１２・・・フック用開口、
１３・・・基板留め具、
１５ａ、１５ｂ・・・第１及び第２の基板トレイ載置用フック、
１６・・・基板保持用の開口。
【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】
2019165260.tif 000007
【図６】
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【図７】
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