(57)【要約】【課題】突発故障が発生しても、生産性の高い成膜を行うことのできる薄膜製造装置及び薄膜製造方法、並びに薄膜製造装置のメンテナンス方法を提供することである。【解決手段】成膜室を有し当該成膜室内で基体に薄膜を成膜する成膜チャンバーの集合である成膜チャンバー群４２と、基体を搬送可能な移動チャンバー６と、基体を仮置き可能な基体仮置き装置を３基以上有し、前記移動装置はいずれの成膜チャンバーに対しても基体の受け渡しが可能であり、且つ前記移動装置は前記３基以上の基体仮置き装置に対して基体の受け取りまたは払い出しの少なくともいずれかが可能である薄膜製造装置を提供する。【選択図】図１
2013082951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜室を有し当該成膜室内で基体に薄膜を成膜する成膜チャンバーと、
基体を搬送可能な移動装置と、
基体を仮置き可能な基体仮置き装置を有し、
前記成膜チャンバーは複数基設けられ、
前記基体仮置き装置は３基以上設けられ、
前記移動装置はいずれの成膜チャンバーに対しても基体の受け渡しが可能であり、且つ前記移動装置は前記３基以上の基体仮置き装置に対して基体の受け取りまたは払い出しの少なくともいずれかが可能であることを特徴とする薄膜製造装置。
【請求項２】
前記基体仮置き装置が移動装置の移動方向に沿って列状に配されていることを特徴とする請求項１に記載の薄膜製造装置。
【請求項３】
成膜前の基体を移動装置に受け渡す第１の基体仮置き装置と成膜後の基体を移動装置から受け取る第２の基体仮置き装置とを備え、
メンテナンスする成膜チャンバー内の基体を仮置きする第３の基体仮置き装置が少なくとも一つ含まれていることを特徴とする請求項１又は２に記載の薄膜製造装置。
【請求項４】
成膜チャンバー内での成膜に要する時間をＴ１とし、移動チャンバーによって成膜チャンバーから成膜後の基体を基体仮置き装置に受け渡し、該成膜チャンバーに対して基体仮置き装置から成膜前の基体を受け渡すまでの時間をＴ２とした場合、
成膜チャンバーの総数Ｘが次式の関係を満たすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の薄膜製造装置。
Ｔ１≒Ｔ２（Ｘ−１）
【請求項５】
前記薄膜製造装置は太陽電池モジュールの製造に用いられるものであって、前記太陽電池モジュールは、基板上に少なくとも第１導電膜層と、アモルファスシリコンを素材としてｐ層ｉ層ｎ層が積層された第１太陽電池層と、結晶質シリコンを素材としてｐ層ｉ層ｎ層が積層された第２太陽電池層と、第２導電膜層が積層されており、前記各層の少なくとも一部を光ビームによる加工によって複数のセルに分離し、相互に電気的に集積化してなる薄膜太陽電池モジュールであり、成膜チャンバーにおいて前記第１太陽電池層と前記第２導電膜層とを成膜可能であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の薄膜製造装置。
【請求項６】
請求項１乃至５に記載の薄膜製造装置を使用する薄膜製造方法であって、全ての成膜チャンバーは一度に成膜可能な基体数Ｙが同一であり、成膜チャンバーの総数をＸとし、全ての成膜チャンバーに基体を搬入後、薄膜製造装置上に配される基体の数をＺとした場合、
Ｚの最小の数が次式の関係を満たすことを特徴とする薄膜製造方法。
Ｚ＝Ｙ（Ｘ＋１）
【請求項７】
成膜室を有し当該成膜室内で基体に薄膜を成膜する成膜チャンバーと、基体を搬送可能な移動装置と、基体を仮置き可能な基体仮置き装置を有し、前記成膜チャンバーが複数台設けられ、前記基体仮置き装置が３基以上設けられた薄膜製造装置のメンテナンス方法であって、
メンテナンスを行う成膜チャンバーから移動装置に基体を取り出す工程と、基体仮置き装置に基体を払い出して基体を仮置きする工程とを有しており、成膜チャンバーのメンテナンスと平行して、前記薄膜製造装置が所定の成膜又は基体の運搬の少なくともいずれかを実施することを特徴とする薄膜製造装置のメンテナンス方法。
【請求項８】
前記基体仮置き装置の少なくとも一つが成膜前の基体を移動装置に受け渡す第１の基体仮置き装置であり、
メンテナンスの終了に先立って、前記第１の基体仮置き装置から移動装置へ新たな基体を払い出す工程と、メンテナンスを行っている成膜チャンバー近傍まで移動装置を移動する工程とを有しており、成膜チャンバーのメンテナンス終了に伴い、移動装置が該成膜チャンバーに新たな基体を払い出すことを特徴とする請求項７に記載の薄膜製造装置のメンテナンス方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜製造装置及び薄膜製造方法、並びに薄膜製造装置のメンテナンス方法に関し、より詳細には、複数の成膜チャンバーと移動チャンバーを有する薄膜製造装置及び薄膜製造方法、並びに薄膜製造装置のメンテナンス方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、石油等の化石原料の高騰や、発電を行う際の環境への配慮から太陽電池パネルを用いた発電が注目されている。なぜなら、太陽電池は太陽光を基に発電するので、枯渇性燃料が持つ有限性への対策になり、また、発電時に二酸化炭素を排出しないので、地球温暖化の緩和策に成り得る等の理由によるものである。
【０００３】
太陽電池は、ガラス基板（基体）の上に半導体層を積層したものであり、具体例としてガラス基板上にシリコン系のｐ層、ｉ層及びｎ層を成膜して積層したものが知られている。
【０００４】
なお、これらのシリコン系半導体層の成膜には、プラズマＣＶＤ法が活用されることが多く、プラズマＣＶＤ等のＣＶＤ法によってこのようなシリコン系半導体層の成膜を実施するＣＶＤ装置が特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１３９５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に開示されているプラズマＣＶＤ装置は、４個の成膜チャンバーと、１個の移動チャンバーと、１個の基体受取・払出し装置（基体仮置き装置）を有している。成膜チャンバーとは成膜室を有しており、成膜室内で基体に成膜を実施可能なチャンバーである。移動チャンバーとは、移動可能なチャンバーであり、基体を積載、運搬が可能である。基体・受取・払出し装置とは移動チャンバーと基体の受け渡しが可能であり、成膜前の基体を移動チャンバーへ受け渡し、成膜後の基体を移動チャンバーから受け取る装置である。
このようなプラズマＣＶＤ装置で使用される成膜チャンバーは、真空ポンプ等の精密機器を備えているため、突発的な故障や動作不良を発生させるおそれがある。そのため、成膜チャンバーに対して修理やメンテナンス作業を行う必要がある。なお、このような修理及びメンテナンス作業は、故障した成膜チャンバー内の基体を空にした状態で実施されることが通例である。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示されているＣＶＤ装置では、成膜チャンバーに突発的な修理（メンテナンス）作業が発生してしまうと、基体を取り出すことが困難であり、ＣＶＤ装置による生産を大幅に停止しなければならず、修理（メンテナンス）作業時に生産性が大きく低下してしまうという問題があった。
【０００８】
以下、特許文献１の図１に開示されているような、４個の成膜チャンバーと、１個の基体受取・払い出し装置と、１個の移動チャンバーを備えたＣＶＤ装置の場合を例に挙げて詳細に説明する。特許文献１に開示されているようなＣＶＤ装置（以下従来のＣＶＤ装置と称す）において、まず、図１４（ａ）に示されるように、基体１０６を積載した基体受取・払い出し装置１０４の前に、移動チャンバー１０５を移動する。そして、移動チャンバー１０５が基体受取・払い出し装置１０４から基体１０６を受け取り（図１４（ｂ））、空の成膜チャンバー１０３の前まで移動する（図１４（ｃ））。そして、成膜チャンバー１０３に基体１０６を受け渡し（図１４（ｄ））、成膜チャンバー１０３での成膜を開始する。
【０００９】
このとき、成膜チャンバー１００が故障したと仮定する。図１４（ｄ）の状態であれば、移動チャンバー１０５が故障した成膜チャンバー１００の前に移動し、成膜チャンバー１００から基体１０７を取り出して、基体受取・払い出し装置１０４に受け渡すことで、成膜チャンバー１００を空にして修理（メンテナンス）を実施することができる。しかし、その間、基体受取・払い出し装置１０４に基体１０７が置かれることにより、基体受取・払い出し装置１０４が塞がってしまうため、成膜チャンバー１０１や成膜チャンバー１０２で成膜が完了した基体を次の工程に受け渡すことができなくなる。
また、図１４（ｂ），図１４（ｃ）の状態では、移動チャンバー１０５の内部に基体１０６があるため、故障した成膜チャンバー１００から基体１０７を受け取ることができない。
さらに、図１４（ａ）の状態では、移動チャンバー１０５が故障した成膜チャンバー１００の基体１０７を受け取ることができるものの、基体受取・払出し装置１０４に次の成膜のための基体１０６が配置されているため、基体１０７を仮置きする場所がない。
したがって、従来のＣＶＤ装置では、メンテナンスの際に生産工程を中止しなければならない。なお、これらの問題は特許文献１の段落「０１８０」に開示されているように、払出し専用、受取専用の基体受取・払い出し装置１０４を設けても同様に発生する。
【００１０】
そこで本発明は、突発故障が発生した場合や定期的なメンテナンス時において、生産性の高い成膜を行うことのできる薄膜製造装置及び薄膜製造方法、並びに薄膜製造装置のメンテナンス方法の提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、成膜室を有し当該成膜室内で基体に薄膜を成膜する成膜チャンバーと、基体を搬送可能な移動装置と、基体を仮置き可能な基体仮置き装置を有し、前記成膜チャンバーは複数基設けられ、前記基体仮置き装置は３基以上設けられ、前記移動装置はいずれの成膜チャンバーに対しても基体の受け渡しが可能であり、且つ前記移動装置は前記３基以上の基体仮置き装置に対して基体の受け取りまたは払い出しの少なくともいずれかが可能であることを特徴とする薄膜製造装置である。
【００１２】
本発明の薄膜製造装置は、３基以上の基体仮置き装置と複数基の成膜チャンバーを有している。そのため、基体の払い出し専用の基体仮置き装置や、基体の受け取り専用の基体仮置き装置、修理（メンテナンス）時に基体を一時的に仮置きする基体仮置き装置のように別途の役割をもつ基体仮置き装置を適宜設けることができる。そのため、例えば、修理（メンテナンス）を行う成膜チャンバーから取り出した基体を基体仮置き装置へ一時的に退避させた状態で、移動チャンバーから成膜後の基体を受け取ると同時に、未成膜の基体を移動チャンバーに払い出すための準備ができる。そのことにより、メンテナンス中であるかどうかに係わらず、移動チャンバーが成膜後の基体を基体仮置き装置に払い出した後すぐに、未成膜の基体を受け取ることができる。つまり、メンテナンス用の基体仮置き装置を設けない場合に比べて、メンテナンス時における、移動チャンバーへの基体の払い出し及び移動チャンバーからの基体の受け取りにかかる時間が短縮されるため、効率の良い成膜が可能である。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、前記基体仮置き装置が移動装置の移動方向に沿って列状に配されていることを特徴とする請求項１に記載の薄膜製造装置である。
【００１４】
本発明の薄膜製造装置では、基体仮置き装置が移動装置の移動方向に沿って列状に配されている。そのため、基体仮置き装置間の距離が短く、移動装置が稼働する距離が少ないため、成膜工程の時間を短縮することができる。
また、このように基体仮置き装置を配することで、将来の増設に対する拡張性がある。即ち、薄膜製造装置に基体仮置き装置を増設する場合、基体仮置き装置の列に新たな基体仮置き装置を加えて、増設した基体仮置き装置の分だけ移動装置の移動距離を増やすだけで増設が可能となる。さらに、増設した基体仮置き装置を撤去する場合も、端に位置する基体仮置き装置を撤去し、移動装置の移動距離を減らすだけで撤去が可能となる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、成膜前の基体を移動装置に受け渡す第１の基体仮置き装置と成膜後の基体を移動装置から受け取る第２の基体仮置き装置とを備え、メンテナンスする成膜チャンバー内の基体を仮置きする第３の基体仮置き装置が少なくとも一つ含まれていることを特徴とする請求項１又は２に記載の薄膜製造装置である。
【００１６】
本発明の薄膜製造装置では、成膜前の基体を移動装置に基体を受け渡す基体仮置き装置と、成膜後の基体を移動装置から受け取る基体仮置き装置の他、メンテナンスする成膜チャンバー内の基体を仮置きする基体仮置き装置を有している。
そのため、メンテナンス時に成膜チャンバー内の基体を退避させても、退避させた基体が、基体仮置き装置と移動装置との基体の受け渡しを阻害しない。
また、成膜前の基体の受け渡しと、成膜後の基体の受け取りをそれぞれ専用の基体仮置き装置で行うので、たとえ突発故障があっても、成膜前の基体を基体仮置き装置に待機させた状態で、移動装置から成膜後の基体の受け渡し等を実行可能である。したがって、基体の受け渡し後すぐに基体を受け取ることができるため成膜工程の時間を短縮することができる。
また、移動装置の数は１つに限定されるものではない。本発明の薄膜製造装置では、移動装置の数を増やした場合、メンテナンス中の成膜チャンバーからの基体の退避、移動装置への成膜前の基体の受け渡し、成膜後の基体の受け取りの内少なくとも２つの動作を同時に実行可能であるという利点もある。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、成膜チャンバー内での成膜に要する時間をＴ１とし、移動チャンバーによって成膜チャンバーから成膜後の基体を基体仮置き装置に受け渡し、該成膜チャンバーに対して基体仮置き装置から成膜前の基体を受け渡すまでの時間をＴ２とした場合、成膜チャンバーの総数ＸがＴ１≒Ｔ２（Ｘ−１）の関係を満たすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の薄膜製造装置である。
なお、「≒」は端数を四捨五入してＸが整数となるようにすることを意味している。
【００１８】
本発明の薄膜製造装置では、成膜チャンバーの総数は、上記のように設けられることが望ましい。なぜなら、成膜チャンバーの数が少なすぎる場合や、多すぎる場合、基体仮置き装置及び、移動装置（移動チャンバー）と効率良く連動しないためである。以下、具体的に説明する。
【００１９】
本発明の薄膜製造装置による薄膜の生産では、成膜チャンバー内で成膜が終了した際、移動チャンバーによって、成膜後の基体の払い出し及び新たな成膜前の基体の搬入等の工程を行うものである。この成膜後の工  程にかかる時間（Ｔ２）を仮に１０分とし、成膜チャンバー内での成膜に係る時間（Ｔ１）を５０分とすると、６つの成膜チャンバーで１０分ずつ時間差を設けて成膜を行うことにより、成膜チャンバー及び移動用チャンバーを休止させることなく動作させることができる。
具体的に説明すると、成膜工程開始（基体の搬入の開始）から６０分経過し、最初に基体を搬入した成膜チャンバーで成膜が終了した後、移動チャンバーが当該成膜チャンバーに対して基体の払い出し及び基体の搬入を実施する。すると１０分経過する（成膜工程開始から７０分経過する）ので、２番目に成膜を開始した成膜チャンバーで成膜が終了する。そして移動チャンバーは、２番目に成膜を開始した成膜チャンバーに対して、基体の払い出しと基体の搬入を行う。するとさらに１０分経過する（成膜工程開始から８０分経過する）ので、３番目に成膜を開始した成膜チャンバーで成膜が終了する。以下同様に、基体の払出しと基体の搬入を連続で行っていくと、最後に成膜を開始したチャンバーに対して基体の払い出し及び基体の搬入が完了したとき、成膜工程開始から１２０分が経過している。最初に成膜が完了した成膜チャンバーに対して基体の払い出しを行い、当該成膜チャンバーに新たな基体の搬入が終了したのが成膜工程開始から７０分経過したときであり、それから５０分経過しているので、当該成膜チャンバーで２回目の成膜が完了する。したがって、移動チャンバーが当該成膜チャンバーに対して基体の払い出し及び基体の搬入を実施可能となる。これを繰り返すことにより、成膜チャンバーは連続して成膜を繰り返し、移動チャンバーは常に稼働する。
【００２０】
しかし、成膜チャンバーの数が少なすぎる場合、すべての成膜チャンバーに基体を搬入しても、最初に成膜を開始した成膜チャンバーの成膜が終了しないので、成膜が終了するまでの間、移動チャンバーが休止させなくてはならない。また、成膜チャンバーの数が多すぎる場合、最初に成膜を開始したチャンバーで成膜を完了しても、移動チャンバーはいまだ成膜を開始していない成膜チャンバーに対して基体を搬入するので、成膜を完了した基体を払い出すことができず、成膜チャンバーで連続して成膜ができない。そのため、移動チャンバーや成膜チャンバーを休止することなく稼働できないので、生産効率が悪い。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、前記薄膜製造装置は太陽電池モジュールの製造に用いられるものであって、前記太陽電池モジュールは、基板上に少なくとも第１導電膜層と、アモルファスシリコンを素材としてｐ層ｉ層ｎ層が積層された第１太陽電池層と、結晶質シリコンを素材としてｐ層ｉ層ｎ層が積層された第２太陽電池層と、第２導電膜層が積層されており、前記各層の少なくとも一部を光ビームによる加工によって複数のセルに分離し、相互に電気的に集積化してなる薄膜太陽電池モジュールであり、成膜チャンバーにおいて前記第１太陽電池層と前記第２導電膜層とを成膜可能であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の薄膜製造装置である。
なお、本発明において結晶質の用語は、部分的に非晶質を含んでいるものも含むものとする。
【００２２】
本発明の薄膜製造装置では、太陽電池モジュールの製造においても好適に用いることができる。即ち、突発故障の発生時や定期的なメンテナンスの実行時において、生産能力があまり低下しない、生産効率の高い太陽電池モジュールの生産が可能となる。
【００２３】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５に記載の薄膜製造装置を使用する薄膜製造方法であって、全ての成膜チャンバーは一度に成膜可能な基体数Ｙが同一であり、成膜チャンバーの総数をＸとし、全ての成膜チャンバーに基体を搬入後、薄膜製造装置上に配される基体の数をＺとした場合、Ｚの最小の数が次式の関係を満たすことを特徴とする薄膜製造方法である。
Ｚ＝Ｙ（Ｘ＋１）
【００２４】
本発明の薄膜製造方法では、薄膜製造装置上に配置される基体の数は、上記Ｙ（Ｘ＋１）以上になることが望ましい。なぜなら、薄膜製造装置上に配置される基体の数が少なすぎると薄膜製造装置の生産効率が下がってしまうためである。以下、具体的に説明する。
【００２５】
本発明の薄膜製造装置を効率よく稼働するためには、薄膜製造装置を構成する各装置が待機する時間を少なくして稼働することが望ましい。このように稼働させるために、例えば、以下の方法が考えられる。まず、成膜チャンバー毎に成膜完了時間に差を設け、全ての成膜チャンバーに基体を搬入した後、次々と各チャンバーで成膜が完了するように成膜を行う。そして、移動装置が１つ目の成膜チャンバーに対して、成膜後の基体の搬出、及び基体仮置き装置から受け取った新たな未成膜の基体の搬入を行うと、２つ目の成膜チャンバーで成膜が完了し、移動装置が２つ目の成膜チャンバーに対して成膜後の基体の搬出、及び新たな未成膜の基体の搬入を連続して行うという薄膜製造方法である。
【００２６】
この方法によると、全ての成膜チャンバーの成膜完了時間が同じである場合と比べて、基体の搬入・搬出のために発生する成膜チャンバーの待機時間を減少することができる。即ち、全ての成膜チャンバーの成膜完了時間が同じである場合、移動装置（移動チャンバー）が複数の成膜チャンバーに対して、同時に基体の搬入・搬出を行えないので、１つずつの成膜チャンバーに対して順に基体の搬入・搬出を行わなければならない。しかしながら、１つずつの成膜チャンバーに対して順に基体の搬入・搬出を行うと、順番の遅い成膜チャンバーは、移動装置が他の成膜チャンバーに対して基体の搬入・搬出を行う時間も待機しなければならない。これに対して上記方法では、成膜チャンバーの待機時間は、１つの成膜チャンバーに対して基体の搬入・搬出を行うために要する時間のみでよい。
【００２７】
つまり、上記方法によると、移動装置には待機時間が発生せず、成膜チャンバーの待機時間が減少されるので生産効率がよい。
【００２８】
しかしながら、上記方法において薄膜製造装置上に配される基体の数が上記した数（Ｙ（Ｘ＋１））より少ないと、基体仮置き装置に移動装置に受け渡すための新たな基体を予め配置することができないため、移動装置へ基体を受け渡す際、基体の受け取りを開始するまで間、移動装置に待機時間が発生してしまう。また、そのことにより基体の搬入・搬出により多くの時間が必要になり、成膜チャンバーの待機時間が増大してしまう。したがって、薄膜製造装置上に配置される基体の数が上記Ｙ（Ｘ＋１）を下回ると、生産効率が下がってしまう。
【００２９】
請求項７に記載の発明は、成膜室を有し当該成膜室内で基体に薄膜を成膜する成膜チャンバーと、基体を搬送可能な移動装置と、基体を仮置き可能な基体仮置き装置を有し、前記成膜チャンバーが複数台設けられ、前記基体仮置き装置が３基以上設けられた薄膜製造装置のメンテナンス方法であって、メンテナンスを行う成膜チャンバーから移動装置に基体を取り出す工程と、基体仮置き装置に基体を払い出して基体を仮置きする工程とを有しており、成膜チャンバーのメンテナンスと平行して、前記薄膜製造装置が所定の成膜又は基体の運搬の少なくともいずれかを実施することを特徴とする薄膜製造装置のメンテナンス方法である。
【００３０】
本発明の薄膜製造装置のメンテナンス方法では、メンテナンスを行う成膜チャンバー内の基体を、移動装置によって基体仮置き装置へ退避させる。そして、メンテナンスの実行と同時に薄膜の生産工程を実施する。そのため、薄膜の生産効率を低下させることなくメンテナンスを実行できるため、薄膜製造装置の生産効率を高めることができる。
【００３１】
請求項８に記載の発明は、前記基体仮置き装置の少なくとも一つが成膜前の基体を移動装置に受け渡す第１の基体仮置き装置であり、メンテナンスの終了に先立って、前記第１の基体仮置き装置から移動装置へ新たな基体を払い出す工程と、メンテナンスを行っている成膜チャンバー近傍まで移動装置を移動する工程とを有しており、成膜チャンバーのメンテナンス終了に伴い、移動装置が該成膜チャンバーに新たな基体を払い出すことを特徴とする請求項７に記載の薄膜製造装置のメンテナンス方法である。
【００３２】
本発明の薄膜製造装置のメンテナンス方法では、成膜チャンバーのメンテナンス終了に先だって、成膜前の基体を供給するための基体仮置き装置から移動チャンバーへ新たな基体を受け渡し、メンテナンス中の成膜チャンバーの開口と対向する位置まで移動する。そのため、成膜チャンバーのメンテナンスが終了するとすぐに成膜チャンバー内へ新たな基体を配置することができる。そのことにより、成膜チャンバーにおいて、メンテナンスが終了してから成膜が開始されるまでの時間が短縮できるので、生産効率がよい成膜を実施することができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の薄膜製造装置は、突発故障の発生時や定期メンテナンスの実行時においても、生産性の高い成膜を行うことができる。また、本発明の薄膜製造方法及び薄膜製造装置のメンテナンス方法についても同様であり、常に生産性の高い薄膜の製造を行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態にかかる薄膜製造装置を示す斜視図である。
【図２】図１の成膜チャンバー、移動チャンバー及び基体仮置き装置が備える基体移動装置の要部の斜視図である。
【図３】図１の成膜チャンバーの内部構造を示す斜視図である。
【図４】図１の成膜チャンバーの内部構造を示す一部破断平面断面図である。
【図５】成膜チャンバーに内蔵される電極の断面斜視図である。
【図６】図１の移動チャンバーを収納室出入口側から見た斜視図である。
【図７】移動チャンバーの内部を示す斜視図である。
【図８】移動チャンバーの内部構造を示す平面断面図である。
【図９】チャンバー移動装置の断面図である。
【図１０】本発明の実施形態で使用する基体キャリアの斜視図である。
【図１１】図１０の基体キャリアの分解斜視図である。
【図１２】移動チャンバーから成膜チャンバーに基体キャリアが移動する状態を示す移動チャンバーと成膜チャンバーの一部破断斜視図である。
【図１３】本発明の一実施形態にかかる薄膜製造装置のメンテナンス方法を示すフローチャートである。
【図１４】従来のＣＶＤ装置の成膜チャンバーへの基体の供給を示す説明図であり、（ａ）〜（ｄ）の順に基体を移動させて供給する。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
本発明の一実施形態に係る薄膜製造装置及び薄膜製造装置のメンテナンス方法について、以下、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３６】
本実施形態の薄膜製造装置１はガラス製の基体４６に半導体膜を形成するものである。本実施形態の薄膜製造装置１は、図１に示される様に、大きく分けて、基体仮置き装置群５、成膜チャンバー群４２、移動チャンバー６（移動装置）によって構成される。
【００３７】
基体仮置き装置群５は、３基の基体仮置き装置から構成され、具体的には、基体仮置き装置２〜４によって構成される。これらの基体仮置き装置２〜４は同一の構造をしたものである。以下構造について説明するが、基体仮置き装置２についてのみ説明し、基体仮置き装置３，４については同様の説明を省略する。なお基体仮置き装置２は、移動チャンバー６への基体４６の受け渡し専用の装置であり、基体仮置き装置３は、移動チャンバー６からの基体４６の受け取り専用の装置であり、基体仮置き装置４はメンテナンス（修理）時の仮置き専用の装置である。
なお、この基体仮置き装置４は、成膜チャンバーの修理時に成膜チャンバー内から取り出した基体を仮置きするために用いるものであるが、後述の基体キャリア７２に対してメンテナンスや洗浄を行う際に、図示しない装置との間で対象となる基体キャリア７２を受け渡し、洗浄及びメンテナンスの終了した基体キャリア７２に未成膜の基体４６を載置して、移動チャンバー６に受け渡すことが可能である。
【００３８】
基体仮置き装置２は、図１に示される様に、ベース部材１４に基体移動装置１５が５基設けられたものである。
【００３９】
それぞれの基体移動装置１５は、図２に示すような構成をしている。即ち、基体移動装置１５は、高さの高いリブ１６が平行に２本延びており、その間にガイド溝１７が形成されている。また、ガイド溝１７の中にはピニオンギア１８が一定間隔をあけて複数設けられている。ピニオンギア１８は、図示しない動力によって回転する。
【００４０】
成膜チャンバー群４２は成膜チャンバー７〜１２によって構成され、これらの成膜チャンバー７〜１２は同一の構造をしたものである。以下構造について説明するが、成膜チャンバー７についてのみ説明し、成膜チャンバー８〜１２に関しては同様の説明を省略する。
【００４１】
成膜チャンバー７の外観形状は、図１，３に示す様に天面、底面、左右側面、裏面の６面が囲まれた箱状であり、正面には開口が長方形の成膜室出入口１９が設けられている。成膜室出入口１９の開口端にはフランジ２０が設けられている。
【００４２】
フランジ２０は、成膜室出入口１９と相似形であって、長方形であるが、その４隅の内の対向する２角に穴１３が設けられている。
【００４３】
成膜室出入口１９には、気密性を備えたシャッター２１が設けられている。
【００４４】
シャッター２１は、スライド型ゲートバルブと称されるものが採用されており、扉状の部材が図３の矢印Ｘの方向にスライドする。
なお、このシャッター２１は、上記したスライドゲートバルブに限定されるものではなく、例えば、スイング型ドアバルブと称されるものを適宜採用してもよい。
【００４５】
成膜チャンバー７の内部は図４に示す様に、プラズマＣＶＤ法によって基体４６に成膜する成膜室２２となっている。そしてその内部には、図３，４に示す様に６基の板状の面ヒータ２３ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆと、５基の電極２５ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅが設けられている。即ち、図３，４において、ヒータ２３は細い長方形として図示されており、電極２５は太い長方形として図示されている。
【００４６】
一方、電極２５ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅは、図５に示すように枠体２６の両面にシャワープレート２７が取り付けられたものである。
【００４７】
枠体２６にはガスパイプ３１が接続されており、図示しない原料ガス供給源に接続されている。また枠体２６には、マッチング回路（ＭＢＸ）を介して高周波交流電源に接続されている。
【００４８】
また成膜室２２の内部には、前記した基体移動装置１５と同様の基体移動装置２９が設けられている（図３）。基体移動装置２９の数は、前記した基体仮置き装置２（あるいは基体仮置き装置３，４）の基体移動装置１５の数と同一であり、その間隔も基体仮置き装置２（あるいは基体仮置き装置３，４）が備えている基体移動装置１５の間隔と同一である。
【００４９】
また図３に示すように、成膜室２２には弁３３を介して真空ポンプ（成膜室側減圧装置）３４が接続されている。
【００５０】
次に移動チャンバー６及びチャンバー移動装置３２について説明する。
【００５１】
移動チャンバー６は、図６に示すように天面、底面、左右側面、裏面の６面が囲まれた箱状であり、正面には長方形の収納室出入口３５が設けられている。収納室出入口３５の開口端にはフランジ３７が設けられている。
【００５２】
収納室出入口３５及びフランジ３７の大きさ及び形状は、前記した成膜チャンバー７の成膜室出入口１９およびフランジ２０と等しい。
【００５３】
ただし、成膜チャンバー７のフランジ２０では、その４隅の内の対向する２角に穴１３が設けられていたが、移動チャンバー６のフランジ３７では、相当する位置にピン４０が設けられている。ピン４０はテーパー状である。
【００５４】
移動チャンバー６の収納室出入口３５には、これを遮蔽する部材が無く、収納室出入口３５は常に開放されている。
なお、本実施形態では収納室出入り口３５を開放する構成を採用したが、この構成に限定されるものではなく、気密性がなく外部からゴミの侵入等を防ぐだけの扉を取り付けてもよい。すなわち、気密性を備えた部材がなければよい。
【００５５】
移動チャンバー６の内部は、図７に示す様に基体４６を収納する収納室４７となっている。
【００５６】
収納室４７の内部には、前記した基体移動装置１５及び基体移動装置２９と同様の基体移動装置４９（図７，８参照）が設けられている。基体移動装置４９の数は、前記した基体仮置き装置２〜４、及び成膜室２２のそれと同一であり、その間隔も基体仮置き装置２〜４及び成膜室２２のそれと同一である。
【００５７】
また移動チャンバー６の収納室４７内には、６基のヒータ４３ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆが設けられている。６基のヒータ４３ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆの構造は、前記した成膜チャンバー７の成膜室２２に配された６基のヒータ２３ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆと同様である。移動チャンバー６内の６基のヒータ４３ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆの位置関係についても成膜チャンバー７の成膜室２２に配された６基のヒータ２３ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆと同一である。
なお、収納室４７内のヒータ（ヒータ４３ａ〜４３ｆ）の数や位置は上記構成に限定されるものではない。例えば、移動チャンバー６が成膜チャンバーと接続した際に、成膜チャンバーの電極２５ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅに対向する位置に５基のヒータ４３ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅを設けてもよい。この位置にヒータを設けると、収納室４７に基体キャリア７２を格納した際に、ヒータが空隙７４に位置することになり、ヒータが基板４６により近づくため加熱時間が短縮される。
【００５８】
チャンバー移動装置３２は、横列方向と、前後方向に移動チャンバー６を移動させるものであり、図１，６の様に横列方向の移動はレール５０に沿って行われ、前後方向には直線ガイド５１に沿って行われる。
【００５９】
すなわちチャンバー移動装置３２は、横列方向に延びる一対のレール５０を有する。レール５０は、公知の列車用レールと同様の断面形状をしている。レール５０は、床面に設けられたまくら木５４に公知のタイプレート等によって接続されている。
【００６０】
そしてレール５０の間には、図１，６の様に長尺のラック５２が歯面を横方向に向けて取り付けられている。
【００６１】
またレール５０の端部には、図６の様にストッパ５３が取り付けられている。ストッパ５３は、後記する移動台車５５の暴走を阻止するものであり、公知のショックアブゾーバが内蔵されている。
【００６２】
そしてレール５０には図１、６の様に移動台車５５が載置されている。移動台車５５は、ベース板６０の下面に４個の車輪６１が設けられたものである。本実施形態では、車輪６１は、自由回転を許すものであり、車輪６１は、レール５０に載置されている。
【００６３】
またベース板６０の一部には、張出部６２があり、ギャードモータ等の低速回転する電
動機６３が設けられている。電動機６３は、回転軸（図示せず）がベース板６０の下面側
に突出された状態で取り付けられており、回転軸にはピニオンギア６５が取り付けられて
いる。そしてピニオンギア６５は、レール５０の間に設けられたラック５２と係合として
いる。
【００６４】
したがって電動機６３を回転すると、ピニオンギア６５が回転し、ラック５２から受ける反力によって移動台車５５が自走する。なお本実施形態では、移動台車５５に真空ポンプ４４（図７）が搭載されている。
ここで、移動台車５５を自走させる構成は、上記したラックアンドピニオン形式に限定されるものではなく、車輪を直接モータ等によって回転させる形式にしてもよい。
【００６５】
移動台車５５のベース板６０の上面には、前記した直線ガイド５１が設けられている。直線ガイド５１は平行に二列設けられ、その方向は、床面のレール５０に対して直行する。
【００６６】
前記した直線ガイド５１の上には、移動板６７が設けられている。そして前記した移動チャンバー６は、図６，９で示されるように移動板６７に固定されている。
【００６７】
また移動板６７の正面側（移動チャンバー６の収納室出入口３５側）の辺であって、その中央には、移動側ブラケット部６８（図６、図９参照）が設けられている。移動側ブラケット部６８は移動板６７の下面側に突出する板体である。
【００６８】
一方、ベース板６０の上面側には、図９に示すように固定側ブラケット部７０が設けられている。そして前記した固定側ブラケット部７０と移動側ブラケット部６８の間には、油圧又は空気圧シリンダー７１が取り付けられている。そのためシリンダー７１のロッドを伸縮させると、ベース板６０上の移動板６７が直線ガイド５１に沿ってレール５０と直行する方向に直線移動し、移動板６７に載置された移動チャンバー６が前後方向（成膜チャンバー群４２を構成するいずれかの成膜チャンバーに対して近接・離反方向）に直線移動する。
【００６９】
また移動板６７には図示しない真空ポンプ４４（図７に図示。図１，６には作図の都合上、図示を省略。）が搭載されている。真空ポンプ４４は、収納室側減圧装置として機能し、図７の様に移動チャンバー６の収納室４７に接続されている。
【００７０】
次に、基体４６を運搬する基体キャリア７２について説明する。
【００７１】
図１０に示されるように、基体キャリア７２は、細長い台車に二枚の枠体７７を対向して立設した様な形状をしている。すなわち基体キャリア７２は、直方体のキャリアベース７３を有し、その両側に合計８個の車輪７５が設けられている。またキャリアベース７３の底面には、ラック７６が取り付けられている。
【００７２】
キャリアベース７３の上面側の長辺部には、二枚の枠体７７が平行に対向して設けられている。枠体７７どうしの間は空隙７４となっている。すなわちキャリアベース７３と二枚の枠体７７によって上向きの「コ」の字形状をなしている。
【００７３】
枠体７７は、図１０，１１の様に、正方形の開口７８が２個設けられたものであり、当該開口７８の周囲にクリップ８０が多数設けられている。
【００７４】
基体キャリア７２の枠体７７には、図１１に示すように、背板８２と重ね合わせた状態で基体４６たるガラス基板が取り付けられ、この二者をクリップ８０が押さえている。
【００７５】
したがって、基体４６たるガラス基板の露出面は、対向する枠体７７の内側を向いている。
【００７６】
次に、本実施形態の薄膜製造装置１の全体的なレイアウトについて説明する。
【００７７】
本実施形態の薄膜製造装置では、図１の様に成膜チャンバー群４２を構成する６個の成膜チャンバーがいずれも成膜室出入口１９を同一方向に向けた状態で横列に配置されている。また基体仮置き装置群５は、成膜チャンバー群４２と並んだ位置にある。これら、基体仮置き装置群５を構成する基体仮置き装置２〜４は、いずれもガイド溝１５の長手方向の延長線がレール５０と直交する様な状態で、横列に配置されている。
【００７８】
成膜チャンバー群４２を構成する６個の成膜チャンバー及び基体仮置き装置群５を構成する３基の基体仮置き装置は、いずれも床面にしっかりと固定されており、動かない。
【００７９】
そして図１、６の様にチャンバー移動装置３２のレール５０が、成膜チャンバー群４２及び基体仮置き装置群５の正面側に沿って設置されており、前記した様に移動台車５５を介して移動チャンバー６がレール５０に載置されている。移動チャンバー６の収納室出入口３５は、成膜チャンバー７〜１２の成膜室出入口１９に対して対向する方向を向いている。
【００８０】
本実施形態では、チャンバー移動装置３２の電動機６３を回転すると、移動台車５５が自走し、移動チャンバー６は、成膜チャンバー群４２の列方向に移動する。
【００８１】
またチャンバー移動装置３２のシリンダー７１を伸縮させると、移動チャンバー６は、成膜チャンバー群４２に対して近接・離反方向に移動する。
【００８２】
次に、本実施形態の薄膜製造装置１を利用した、薄膜の製造方法について説明する。
【００８３】
本実施形態の薄膜の製造方法の準備段階として、成膜チャンバー群４２を構成する６個の成膜チャンバー７〜１２の成膜室２２内を減圧する。具体的には、成膜室出入口１９のシャッター２１を閉じ、真空ポンプ（成膜室側減圧装置）３４を起動すると共に、弁３３を開いて成膜室２２内の空気を排気する。また基体４６を基体キャリア７２に取り付けておく。
【００８４】
本実施形態の薄膜の製造方法では、基体仮置き装置２が移動チャンバー６への成膜前の基体４６（基体キャリア７２）の払い出し専用に使用され、基体仮置き装置３が移動チャンバー６からの成膜後の基体４６（基体キャリア７２）の受け取り専用に使用される。以下、基体仮置き装置２を払い出し用装置２、基体仮置き装置３を受取用装置３と称す。
まず、払い出し用装置２に基体キャリア７２をセットする。具体的には、基体キャリア７２を払い出し用装置２に載置し、払い出し用装置２の基体移動装置１５のガイド溝１７間に基体キャリア７２の車輪７５を嵌め込む。この時、基体キャリア７２の底面に設けられたラック７６が払い出し用装置２に設けられた基体移動装置１５のピニオンギア１８と係合する。
【００８５】
そして以下の一連の作業工程は、図示しない制御装置によって自動的に行われる。
【００８６】
すなわち図示しない制御装置によって払い出し用装置２、受取用装置３、移動チャンバー６、成膜チャンバー群４２が有機的に動作し、基体４６にシリコン系のｐ層、ｉ層及びｎ層を成膜する。
【００８７】
具体的に説明すると、基体キャリア７２を払い出し用装置２に載置すると、払い出し用装置２の位置に移動チャンバー６が移動する。すなわち、移動チャンバー６は、成膜チャンバー群４２の列方向に移動して払い出し用装置２の前で停止する。なお位置決めは、電動機６３の回転数をカウントする方策や、公知のリミットスイッチを設けることによって行われる。
【００８８】
そして払い出し用装置２に設けられた基体移動装置１５のピニオンギア１８、及び移動チャンバー６に設けられた基体移動装置４９のピニオンギア１８が回転する。そのことにより、基体キャリア７２が前進し、移動チャンバー６側に移動する。そして、移動チャンバー６側に移動した基体キャリア７２は、移動チャンバー６側に入り込む。
【００８９】
そして前記した様に、移動チャンバー６の基体移動装置４９のピニオンギア１８も回転しているから、基体キャリア７２のラック７６は、移動チャンバー６側のピニオンギア１８と係合し、基体キャリア７２は移動チャンバー６の収納室４７内に引き込まれる。
【００９０】
本実施形態では、払い出し用装置２に５列の基体移動装置１５が設けられ、払い出し用装置２には５基の基体キャリア７２がセットされているが、払い出し用装置２に設けられた基体移動装置１５の数及び間隔等と、移動チャンバー６側の基体移動装置４９の数及び間隔等が同一であるから、払い出し用装置２にセットされた５基の基体キャリア７２は、全て移動チャンバー６側に移動し、その収納室４７内に納まる。
【００９１】
なお、５基の基体キャリア７２の移動は、一度に行っても良く、順に行ってもよい。移動チャンバー６から成膜チャンバー７〜１２への基体キャリア７２の移動、成膜チャンバー７〜１２から移動チャンバー６への基体キャリア７２の移動、及び移動チャンバー６から受取用装置３への基体キャリア７２の移動、加えて、移動チャンバー６から基体仮置き装置４への基体キャリア７２の移動についても同様であり、一斉に行っても良く、個別に行ってもよい。
【００９２】
払い出し用装置２にセットされた５基の基体キャリア７２が、全て移動チャンバー６側に移動し、払い出し用装置２上に基体キャリア７２が無くなれば、再度成膜前の基体４６を取り付けた基体キャリア７２を払い出し用装置２に補充する。この補充作業は、自動的に実施され、基体キャリア７２からの成膜後の基体４６の取り外しや、成膜前の基体４６の基体キャリア７２への取り付けは、図示しないロボットによって実施される。
また、この補充作業は、詳しくは後述する、成膜後の基体４６の移動用チャンバー６から受取用装置３への戻し、又は修理（メンテナンス）の少なくともいずれかを実施している間にも行うことができる。換言すると、本実施形態の薄膜の製造方法では、修理（メンテナンス）中か否かに係わらず、移動チャンバー６が基体４６を受取用装置３に基体４６を移動させている間、次に成膜を行うための新しい基体（基体キャリア７２）を払い出し用装置２上に配置できる。つまり、未成膜の基体４６を移動チャンバー６に対して受け渡す準備が常にできている。そのため、移動チャンバー６にすばやく基体キャリア７２を受け渡すことができるため、成膜工程に要する時間を短縮することができる。
【００９３】
全ての基体キャリア７２が移動チャンバー６側に移動したことが確認されると、移動チャンバー６が再度横列方向に移動し、隣接する位置の成膜チャンバー７の前で停止する。なお、本実施形では成膜チャンバー７に基体キャリア７２を移動させる場合について説明し、移動チャンバー６から成膜チャンバー８〜１２のいずれかに基体キャリア７２を移動させる場合については、同様の説明を省略する。
【００９４】
移動チャンバー６のシリンダー７１が伸び、移動チャンバー６が成膜チャンバー７に対して近接する方向に移動する。
【００９５】
そしてついには、図１２に示される様に、移動チャンバー６の先端が成膜チャンバー７の先端と当接する。
【００９６】
すなわち移動チャンバー６の収納室出入口３５が、成膜チャンバー７の成膜室出入口１９と合致し、移動チャンバー６のフランジ３７が、成膜チャンバー７のフランジ２０と合致して移動チャンバー６のフランジ３７が、成膜チャンバー７のフランジ２０を押しつける。
【００９７】
前記した様に成膜チャンバー７の成膜室出入口１９には気密性を備えたシャッター２１が設けられているので、移動チャンバー６においては、収納室４７と、成膜チャンバー７のシャッター２１とによって囲まれた閉塞空間が形成される。
【００９８】
移動チャンバー６のフランジ３７と成膜チャンバー７のフランジ２０が完全に結合されたことが確認されると、真空ポンプ（収納室側減圧装置）４４を起動すると共に弁４５を開き、前記した収納室４７と、成膜チャンバー７のシャッター２１とによって囲まれた閉塞空間から空気を排気し、減圧して真空にする。
【００９９】
そして前記した閉塞空間が所定の真空度に達すると、移動チャンバー６の収納室４７内に設けられた６基のヒータ４３ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆを昇温し、内部の基体４６を加熱昇温する。
【０１００】
基体４６が所定の温度になったことが確認されると、成膜チャンバー７のシャッター２１が開かれる。ここで成膜チャンバー７の成膜室２２は、先に高真空状態となっているが、前記した様に収納室４７と、成膜チャンバー７のシャッター２１とによって囲まれた閉塞空間から空気を排気して当該部分も真空状態であるから、成膜チャンバー７のシャッター２１を開いても成膜室２２内の真空度は維持される。
【０１０１】
そしてシャッター２１が完全に開いたことが確認されると、移動チャンバー６側の基体移動装置４９のピニオンギア１８、及び成膜チャンバー７の成膜室２２内に設けられた基体移動装置２９のピニオンギア１８を回転させる。なお今回のピニオンギア１８の回転方向は、基体キャリア７２を移動チャンバー６側に移動させる場合とは逆である。
【０１０２】
ピニオンギア１８を回転させると基体キャリア７２が収納室出入口３５側に進む。すなわち基体キャリア７２は、移動チャンバー６側から、成膜チャンバー７の成膜室２２側に進み、成膜チャンバー７の成膜室２２に入り込む。そして前記した様に、成膜チャンバー７側の基体移動装置２９のピニオンギア１８も回転しているから、基体キャリア７２のラック７６は、成膜チャンバー７側のピニオンギア１８と係合し、基体キャリア７２は成膜チャンバー７の成膜室２２内に引き込まれる。
【０１０３】
このとき、図１２に示される様に、基体キャリア７２の長方形のキャリアベース７３は、各電極２５ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの下部に設けられた隙間に入り込み、基体キャリア７２の枠体７７は、各電極２５ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの両脇に入り込む。そして、図４に示される様に、成膜室２２の内部には６基のヒータ２３ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆがあり、各電極２５ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅとヒータ２３ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆは互い違いに配されているので、各基体４６が、いずれもヒータ２３と電極２５の間に挿入される。
【０１０４】
基体キャリア７２の全てが成膜チャンバー７の成膜室２２内に移動し、それぞれ所定の位置に配置されたことが確認されると成膜チャンバー７のシャッター２１を閉じる。そして成膜チャンバー７の成膜室２２内において、基体キャリア７２の基体４６にシリコン半導体が成膜される。
【０１０５】
すなわち電極２５ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの枠体２６内に原料ガスを供給すると共に電極２５ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅに高周波交流を印加し、電極２５ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅと基体キャリア７２の間にグロー放電を発生させて原料ガスを分解し、縦置きされた基体４６の表面上に薄膜を形成させる。
【０１０６】
そして本実施形態では、一つの成膜チャンバー７の成膜室２２内で、太陽電池を構成する各薄膜層を形成させる。すなわち太陽電池は、ｐ層、ｉ層及びｎ層の各半導体層が積層されたものであるが、本実施形態では、一つの成膜チャンバー７の成膜室２２内で、ｐ層、ｉ層及びｎ層の各半導体層を順次積層して行く。
【０１０７】
また成膜チャンバー７内で成膜工程が実行されている間に、基体キャリア７２が排出されて空状態となり、且つ減圧状態の移動チャンバー６に大気又は窒素を導入して、収納室４７内の圧力を外気圧と均衡化させる。
【０１０８】
そして収納室４７内と外気との圧力差が解消すると、チャンバー移動装置３２のシリンダー７１を縮め、移動チャンバー６が成膜チャンバー７から離れる方向に移動する。すなわち接合状態であった移動チャンバー６を、成膜チャンバー７から分離する。
【０１０９】
そして移動チャンバー６の電動機６３を再度回転させ、移動チャンバー６の移動台車５５をレール５０に沿って自走させて成膜チャンバー群４２の列方向に移動し、払い出し用装置２の前で停止させる。
【０１１０】
その後は、先の工程と同様に払い出し用装置２にセットされた基体キャリア７２を移動チャンバー６の収納室に移動させ、移動チャンバー６の移動台車５５をレール５０に沿って自走させて二番目の成膜チャンバーである成膜チャンバー８の前で停止し、移動チャンバー６の先端を成膜チャンバー８の先端と当接させる。
【０１１１】
その後に、収納室４７と成膜チャンバー８のシャッター２１とによって囲まれた閉塞空間を減圧し、ヒータ４３ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆによって内部の基体４６を加熱昇温する。
【０１１２】
そして成膜チャンバー８のシャッター２１を開いて移動チャンバー６内の基体キャリア７２を成膜チャンバー８の成膜室２２に移動させ、シャッター２１を閉じて成膜を行う。
【０１１３】
こうして次々に成膜チャンバー群４２を構成する成膜チャンバー（成膜チャンバー７〜１２）に基体４６を挿入し、各成膜チャンバー内でｐ層、ｉ層及びｎ層の各半導体層を積層する。
【０１１４】
そして積層工程が終了した成膜チャンバー（成膜チャンバー７〜１２）から順次基体キャリア７２を運び出し、受取用装置３に戻す。
【０１１５】
本実施形態では、この戻し作業についても、移動チャンバー６を使用する。
【０１１６】
具体的に説明すると、６基の成膜チャンバー群４２の中で全ての成膜作業が終了した成膜チャンバーがある場合、あるいは成膜作業か終盤に差しかかった成膜チャンバーがある場合は、基体キャリア７２を内蔵せずに空状態の移動チャンバー６を当該成膜チャンバーに接続する。
つまり、移動チャンバー６の移動台車５５をレール５０に沿って自走させて成膜作業が終了した成膜チャンバーの前で停止し、移動チャンバー６を前進させて移動チャンバー６の先端を当該成膜チャンバーの先端と当接させ、移動チャンバー６のフランジ３７を、当該成膜チャンバーのフランジ２０に押しつける。なお、以下では成膜チャンバー７で成膜が終了した場合についてのみ説明し、成膜チャンバー８〜１２ついては同様の説明を省略する。
【０１１７】
その後に真空ポンプ４４によって収納室４７と、成膜チャンバー７のシャッター２１とによって囲まれた閉塞空間を減圧する。
【０１１８】
そしてシャッター２１を開き、成膜が終了した基体４６を成膜チャンバー７側から移動チャンバー６側に移動させる。すなわち成膜チャンバー７及び移動チャンバー６の基体移動装置１５のピニオンギア１８を先の場合とは逆に回転させ、基体キャリア７２を成膜チャンバー７の成膜室出入口１９側に移動させ、さらに移動チャンバー６の収納室４７側に基体キャリア７２を引き込む。
【０１１９】
すべての基体キャリア７２が移動チャンバー６側に移動したことが確認されると、シャッター２１を閉じ、移動チャンバー６の収納室４７に大気又は窒素が導入される。
【０１２０】
そして収納室４７内と外気との圧力差が解消すると、移動チャンバー６のシリンダー７１を縮め、移動チャンバー６を成膜チャンバー７から離れる方向に移動させ、移動チャンバー６を成膜チャンバー７から分離する。そしてチャンバー移動装置３２の電動機６３を再度回転させ、移動台車５５をレール５０に沿って自走させて成膜チャンバー群４２の列方向に移動し、受取用装置３の前で停止させる。
【０１２１】
そして移動チャンバー６内の基体移動装置１５、及び基体仮置き装置３の基体移動装置１５のピニオンギア１５を回転させ、移動チャンバー６内の基体キャリア７２を受取用装置３側に移動させる。
【０１２２】
以下、この工程を繰り返し、基体４６に薄膜を積層する作業を行う。
【０１２３】
ここで本実施形態では、移動チャンバー６が成膜チャンバー７から基体キャリア７２を取り出してから、受取用装置３に基体キャリア７２を受け渡すまでの時間と、移動チャンバー６が払い出し用装置２から基体キャリア７２を受け取ってから、成膜チャンバー７に基体キャリア７２を払い出すまでの時間の合計であるＴ２を３０分とし、各成膜チャンバーで成膜を行うために必要な時間Ｔ１を２時間３０分とした。そして成膜チャンバー群４２を構成する成膜チャンバーの数Ｘを６とした。即ち、Ｔ１≒Ｔ２（Ｘ−１）を満たすように成膜チャンバー群４２を構成する成膜チャンバーを設けた。また、各成膜チャンバーにおける最初の成膜開始時間を３０分（Ｔ２）ずつずらして開始した。
【０１２４】
そのため、成膜チャンバー７で成膜が完了した際、移動チャンバー６によって成膜後の基体４６（基体キャリア７２）を払い出し、新たな未成膜の基体４６を成膜チャンバー７に搬入すると、３０分（Ｔ２）が経過し、成膜チャンバー８の成膜が完了する。このように、成膜チャンバー群４２を構成する各成膜チャンバーに対して、順次処理を行っていくと成膜チャンバー５つに対して基体４６の搬出、搬入を行うことになるため、２時間３０分が経過する。すると再び成膜チャンバー７で成膜が完了する。即ち、本発明の薄膜製造装置１では、上記の工程を繰り返す際に、成膜チャンバー群４２を構成する各成膜チャンバーと移動チャンバー６が連続で稼働するため効率が良い。
【０１２５】
本実施形態では上記したように成膜チャンバーの総数Ｘを６とし、また、成膜チャンバーで一度に成膜可能な基体数Ｙを２０枚とした。これは、上記したように１基の基体キャリア７２が積載可能な基体４６の数を４としたことと、各成膜チャンバー、移動チャンバー６、基体仮置き装置２〜４において、５基の基体キャリア７２を同時に取り扱い可能な構成としたことによりＹを決定した。そして、薄膜製造装置１を薄膜の生産能力が最大の状態で稼働した場合、具体的には、薄膜製造装置１の全成膜チャンバーを使用して成膜を行う場合であって、５（Ｘ−１）台の成膜チャンバーに基体４６を搬入し、６（Ｘ）台目の成膜チャンバーへ基体４６を搬入するために、移動チャンバー６で基体４６の移送を開始してから、全成膜チャンバーで繰り返し成膜を行う間において、薄膜製造装置１上で取り扱う基体数Ｚを１４０枚とした。即ち、Ｚ＝Ｙ（Ｘ＋１）を満たす最小の数とした。つまり、５基の基体キャリア７２を１セットとした場合、薄膜製造装置１上において、成膜チャンバーの総数６に１を加えた、７セット以上の基体キャリア７２が取り扱われることとした。
【０１２６】
このことにより、例えば、５台の成膜チャンバーがそれぞれ１セットずつの基体キャリア７２を収納して成膜を実行中であり、移動チャンバー６が成膜後の基体４６を積載した１セットの基体キャリア７２を移送中である状態において、払い出し用装置２上に、新たな基体４６を積載した１セットの基体キャリア７２を前もって用意することができる。そのことにより、移動チャンバー６が受取用装置３に成膜後の基体４６（１セットの基体キャリア７２）を払い出した後、すぐに新たな基体４６（予め用意された１セットの基体キャリア７２）を受け取ることができため、基体の移送にかかる時間を短縮することができる。
つまり、本発明の薄膜製造装置１では、基体キャリア７２の取り扱いセット数を成膜チャンバーの総数を上回るようにすることにより、基体仮置き装置群５を構成する各基体仮置き装置と移動チャンバー６の間で迅速に基体４６（基体キャリア７２）の受け渡しが可能なため、稼働効率が良い。
【０１２７】
なお、上記した「薄膜製造装置１を薄膜の生産能力が最大の状態で稼働した場合」とは、上記した状況に限定されるものではない。これは薄膜製造装置１の稼働方法により異なるものであり、例えば、成膜完了時間をずらさず全成膜チャンバーにて一斉に成膜を行う場合であれば、「薄膜製造装置１の全成膜チャンバーを使用して成膜を行う場合であって、全成膜チャンバーに基体を搬入してから、全成膜チャンバーで繰り返し成膜を行う間」となる。
また、薄膜製造装置１上で取り扱われる基体キャリアは７セット以上となってもよい。
例えば、受取用装置３で成膜後の基体４６を基体キャリア７２から取り外す等、薄膜製造装置１の外部へ基体キャリア７２を受け渡すのに時間がかかる場合や、移動チャンバー６及び基体仮置き装置群５を増設すること等により、薄膜製造装置１上で８セットの基体キャリアを取り扱ってもよい。各成膜チャンバー、移動チャンバー６、各基体仮置き装置の各装置間で基体４６の受け渡しを素早く行うことができればよい。
なお、各成膜チャンバー、移動チャンバー６、各基体仮置き装置で同時に取り扱い可能な基体キャリア７２の適宜変更可能であり、５基以上としてもよいし、５基以下でもよい。加えて、１つの基体キャリア７２が積載可能な基体４６の数も適宜変更可能であり、４以上としてもよいし、４以下でもよい。これらの変更に伴って上記Ｙは可変するものである。
【０１２８】
次に、本発明の特徴的な構成たる３基以上の基体仮置き装置を利用した薄膜製造装置１の修理（メンテナンス）時の動作について図１，１３を参照しながら順を追って説明する。なお、基体仮置き装置４はメンテナンス時の基体４６の仮置き専用の装置である。
【０１２９】
成膜チャンバー群４２を構成するいずれかのチャンバーが、図示しない制御装置等によって異常が検出された場合、また、規定時間が経過して定期メンテナンスを実行する場合等、特定の条件を満たすと当該チャンバーに対してメンテナンス作業が開始される（ステップＳ１）。
【０１３０】
以下の説明では成膜チャンバー７のメンテナンスを実施する場合について説明し、他の成膜チャンバー８〜１２については重複する説明を省略する。
【０１３１】
メンテナンスが開始されると、図示しない制御装置によって、故障した成膜チャンバー７の内部の基体４６（基体キャリア７２）の有無が確認される（ステップＳ２）。
故障した成膜チャンバー７の内部に基体４６（基体キャリア７２）が存在しない場合、薄膜製造装置１を構成するいずれかの機器に配された基体４６（基体キャリア７２）を移動チャンバー６の収納室４７内へ移動させ、移動チャンバー６によって基体４６を運搬した後、基体仮置き装置４へ移動させる（ステップＳ５）。即ち、メンテナンス開始時において払い出し用装置２、受取用装置３、移動チャンバー６、成膜チャンバー８〜１２のいずれかが保持している基体４６（基体キャリア７２）の内、任意の機器が保持する基体４６を基体仮置き装置４へ移動させる。これは、払い出し用装置２、受取用装置３、移動チャンバー６、成膜チャンバー８〜１２のすべてが基体４６を保持すると、各機器が保持する基体４６の受け渡し先の機器がすでに基体４６を保持していることとなり、機器間で基体４６の受け渡しができなくなるためである。
そして、ステップＳ５が終了すると故障した成膜チャンバー７に対するメンテナンス作業を開始する（ステップＳ６に移行する）。
【０１３２】
故障した成膜チャンバー７の内部に基体４６が存在する場合は、故障した成膜チャンバー７の成膜室２２内の基体４６（基体キャリア７２）を移動チャンバー６の収納室４７内へ移動させて（ステップＳ３）、移動チャンバー６によって基体４６を運搬した後、該基体４６を基体仮置き装置４へ移動させる（ステップＳ４）。そして、故障した成膜チャンバー７に対するメンテナンス作業を開始する（ステップＳ６に移行する）。
【０１３３】
具体的に説明すると、ステップＳ３及びステップＳ４ではチャンバー移動装置３２によって、空状態の移動チャンバー６を成膜チャンバー群４２の列方向に移動させて、故障した成膜チャンバー７の前で停止させる。そして、移動チャンバー６を成膜チャンバー７に接続する。次に、成膜チャンバー７及び移動チャンバー６の基体移動装置１５のピニオンギア１８を回転させて、移動チャンバー６の収納室４７側に基体キャリア７２を引き込む。
【０１３４】
そして、移動チャンバー６を基体仮置き装置群５に近づく方向へ移動させて、基体仮置き装置４の前で停止させ、基体４６を移動チャンバー６側から基体移動装置４側に移動させる。つまり、移動チャンバー６及び基体仮置き装置４の基体移動装置１５のピニオンギア１８を先の場合とは逆に回転させ、基体４６（基体キャリア７２）を移動させる。
【０１３５】
ここで、ステップＳ２において成膜チャンバー７の内部の基体４６（基体キャリア７２）の存在が確認され（ステップＳ７）、成膜チャンバー７の内部の基体４６を基体仮置き装置４に移動している（ステップＳ４）場合、成膜チャンバー７に対するメンテナンスの実行（ステップＳ６）中に、以下の処理を行う。即ち、メンテナンス実行中において、基体仮置き装置４では成膜チャンバー７の内部にあった基体４６（基体キャリア７２）が図示しない外部の装置へ受け渡される（ステップＳ８）。そして、基体仮置き装置４には図示しない外部の装置から、新たな未成膜の基体４６を積載した基体キャリア７２が基体仮置き装置４に受け渡される（ステップＳ９）。
なお、基体仮置き装置４は、メンテナンス実行時でのみ使用される部材である。したがってメンテナンスの間、メンテナンスを行う前に成膜チャンバー７内に配されていた基体４６を、薄膜製造装置１による成膜に係る一連の工程を阻害することなく、仮置きして、外部へ受け渡すことができる。
【０１３６】
成膜チャンバー７のメンテナンスが終了したことを確認すると（ステップＳ１０）、上記した手段により、移動チャンバー６が基体仮置き装置４上の新たな未成膜の基体４６（基体キャリア７２）、又はステップＳ５で仮置きした基体４６（基体キャリア７２）を受け取って、成膜チャンバー７の内部に搬入する（ステップＳ１１）。そして薄膜製造装置１は、成膜チャンバー７を含めたすべての成膜チャンバーによる生産体制に戻る。
【０１３７】
ここで、本発明とは異なる２つの基体仮置き装置を有する（基体仮置き装置４を備えていない）薄膜製造装置でメンテナンスを実行した場合、つまり、払い出し用装置２、又は受取用装置３のいずれかに対して、メンテナンス対象の成膜チャンバー内の基体４６を仮置きしてメンテナンスを実行した場合について説明する。
【０１３８】
例えば、払い出し用装置２にメンテナンスする成膜チャンバー内の基体４６を仮置きした場合、成膜チャンバーのメンテナンスを実行する間、払い出し用装置２は外部の図示しない装置に仮置きした基体４６を受け渡し、メンテナンス後の成膜チャンバーで成膜するための新たな基体４６を外部の図示しない装置から受け取らなければならない。そのため、成膜チャンバーのメンテナンスを実行している間、払い出し用装置２はメンテナンスを行っていない（通常動作している）成膜チャンバーで成膜するための新たな基体４６を、移動チャンバー６に受け渡すことができない。つまり、成膜チャンバーのメンテナンスを実行している間、払い出し用装置２は通常の成膜のための工程を行うことができない。
【０１３９】
そこで、受取用装置３で、移動チャンバー６への新たな基体４６の受け渡しと、移動チャンバー６からの成膜後の基体４６の受け取りを行う必要がある。しかしながら、受取用装置３で前記受け渡しと受け取りの２つの工程を行うと、例えば、移動チャンバー６から成膜後の基体４６を受け取って、外部の装置に受け取った成膜後の基体４６を渡すまでの間、新たな未成膜の基体４６を受取用装置３の上に載置することができない。つまり、成膜後の基体４６の受け取りと同時に、新たな未成膜の基体４６の受け渡しのための準備を行うことができない。
【０１４０】
そのため、払い出し用装置２と受取用装置３で前記受け取りと払い出しを分担する場合と異なり、移動チャンバー６が成膜後の基体４６を基体仮置き装置に渡してから、基体仮置き装置から移動チャンバー６への新たな基体４６の受け渡しが開始されるまでの間、新たな未成膜の基体４６を基体仮置き装置上に準備するために要する時間だけ、移動チャンバー６に待機時間が余分に発生していまい、薄膜製造装置の生産効率が下がってしまう。この問題は受取用装置３にメンテナンスする成膜チャンバー内の基体４６を仮置きした場合についても同様に発生する。
【０１４１】
しかしながら、本発明の一実施形態に係る薄膜製造装置１では、メンテナンス実行時でのみ使用される基体仮置き装置４を設けているため、このような問題が発生しない。つまり、通常の成膜工程を阻害しないメンテナンスを行うため、成膜チャンバーのメンテナンス中において生産効率の低下が少ない、生産効率の高い薄膜の製造を実施することができる。
【０１４２】
なお、上記した例では、基体４６を基体仮置き装置４に移動した後に成膜チャンバー７のメンテナンスを開始したが、メンテナンスを開始する際に、必ずしも基体４６が基体仮置き装置４上に配されている必要はない。例えば、成膜チャンバー７から移動チャンバー６へ基体４６を移動した直後から開始してもよい。要は成膜チャンバー７のメンテナンス実行時に成膜チャンバー７内に基体４６（基体キャリア７２）が無ければよい。
【０１４３】
上記した例では、移動チャンバー６は、基体仮置き装置４から新たな未成膜の基体４６を積載した基体キャリア７２を受け取ったが、移動チャンバー６への新たな基体４６の受け渡し方法はこれに限るものではない。例えば、基体仮置き装置４に成膜チャンバー内の基体４６仮置きして、払い出し用装置２から新たな基体４６を受け取ってもよいし、受取用装置３から新たな基体４６を受け取ってもよい。しかしながら、基体仮置き装置４から受け取ると、薄膜製造装置１による成膜に係る一連の工程への影響が少ないため、好ましい。
【０１４４】
また、基体仮置き装置４は、図１に示される様に、基体仮置き装置２及び基体仮置き装置３の近傍に配置されており、また他の基体仮置き装置と列を成した状態でレール５０に沿って配置されている。加えて、基体仮置き装置４は、基体仮置き装置２及び基体仮置き装置３と同様の基体移動装置１５を有しており、各基体仮置き装置と同様の機構によって移動チャンバー６と基体４６（基体キャリア７２）の受け渡しが可能である。
そのため、基体仮置き装置を増設する（新たにメンテナンス用の基体仮置き装置４を追加する）場合や増設した基体仮置き装置を撤去する場合等において、他の部材の設計や配置を変更する必要がない。そのことにより、薄膜製造装置１の構成を容易に変更することができる。
【０１４５】
上記した実施形態では、メンテナンス（修理）時に使用する基体仮置き装置４を１つのみとしたが、メンテナンス（修理）時に使用する基体仮置き装置４の数はこれに限定されるものではない。例えば、複数台の基体仮置き装置４を設けてもよい。
なお、メンテナンス（修理）時に使用する基体仮置き装置４を複数台設けると、メンテナンス（修理）時の各作業を各基体仮置き装置４に分担することが可能なため、効率のよいメンテナンス（修理）作業を実行することができる。以下、３つの基体仮置き装置を使用して、基体キャリア７２のメンテナンスを行う場合を例に詳細に説明する。
【０１４６】
まず移動チャンバー６が第１の基体仮置き装置４に対して、メンテナンス（洗浄）したい基体キャリア７２を受け渡す。そして、第１の基体仮置き装置４は図示しない装置に、基体キャリア７２を受け渡し、図示しない装置にて基体キャリア７２のメンテナンス（洗浄）を行う。その間、移動チャンバー６は通常の成膜作業を行う。続いて、図示しない装置が、第２の基体仮置き装置４に、メンテナンス（洗浄）が終了し、新たな基体４６を積載した基体キャリア７２を受け渡す。最後に、移動チャンバー６は第２の基体仮置き装置４から基体キャリア７２を受けとり、適宜の成膜チャンバーまで運搬する。
【０１４７】
ここで上記したメンテナンス方法では、メンテナンスの対象となる基体キャリア７２を移動チャンバー６から受け取るための基体仮置き装置を第１の基体仮置き装置４とし、図示しない装置からメンテナンス後の基体キャリア７２を受け取って、移動チャンバー６に受け渡すための基体仮置き装置を第２の基体仮置き装置としている。
そのことにより、例えば、移動チャンバー６がメンテナンス（洗浄）対象の基体キャリア７２を第１の基体仮置き装置４に受け渡している間、第２の基体仮置き装置４では、移動チャンバー６に受け渡すための別のメンテナンス（洗浄）後の基体キャリア７２を前もって準備することができる。そのため、移動チャンバー６は、第１の基体仮置き装置４にメンテナンス（洗浄）対象の基体キャリア７２を受け渡した後すぐに、別のメンテナンス（洗浄）後の基体キャリア７２を第２の基体仮置き装置４から受け取ることができる。したがって、移動チャンバー６の第２の基体仮置き装置からの基体キャリア７２の受け取り時間を短縮することができるため、基体キャリア７２のメンテナンスに要する時間を短くすることができる。また、このメンテナンス方法では、通常動作しない第３の基体仮置き装置４を有しているので、基体キャリア７２のメンテナンス中にいずれかの成膜チャンバーにて突発故障が発生し、成膜チャンバー内の基体キャリア７２を搬出しなければならない事態が発生した場合においても、成膜チャンバー内の基体キャリア７２を第３の基体仮置き装置に仮置きすることにより、基体キャリア７２のメンテナンスを妨げることなく、成膜チャンバーのメンテナンスを実行することができる。
【０１４８】
本発明の薄膜製造装置及び薄膜製造方法で製造される薄膜は、特に限定されるものではないが、例えば、所謂薄膜太陽電池の成膜にも好適に使用することが可能である。具体的には、多接合型太陽電池を加工してなる太陽電池モジュールであって、板上に少なくとも第１導電膜層と、アモルファスシリコンを素材としてｐ層ｉ層ｎ層が積層された第１太陽電池層と、結晶質シリコンを素材としてｐ層ｉ層ｎ層が積層された第２太陽電池層と、第２導電膜層が積層されており、前記各層の少なくとも一部を光ビームによる加工によって複数のセルに分離し、相互に電気的に集積化してなる薄膜太陽電池モジュールの製造に使用可能であって、第１太陽電池装置層及び第２太陽電池層を成膜することができる。即ち、光ビームによる加工の前工程を行う装置として使用することができる。
さらに、光吸収層がアモルファスシリコンと結晶質シリコンからなる２層の薄膜太陽電池の成膜だけに限るものではなく、光吸収層を３層や４層のように３層以上積み重ねてなる薄膜太陽電池の成膜においても好適に使用することができる。
【符号の説明】
【０１４９】
１  薄膜製造装置
２，３，４  基体仮置き装置
６  移動チャンバー（移動装置）
７，８，９，１０，１１，１２  成膜チャンバー
【図１】
2013082951.tif 000003
【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】
2013082951.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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