(57)【要約】【課題】基板上にＺｎＯからなる透明導電膜を高効率で製造するＺｎＯ透明導電膜製造装置を提供する。【解決手段】ＺｎＯ透明導電膜製造装置(100)は、真空状態に維持されたチャンバー(110)と、チャンバー(110)内を通過するように基板(50)を一方向(A)に搬送するとともに、任意の箇所において停止可能な基板搬送手段(120)と、チャンバー(100)内に配置されたシャワーヘッド(130)と、を備える。シャワーヘッド(130) は、第一の流路と、第一の流路の周囲に形成された第二の流路と、第一の流路及び前記第二の流路を加熱する加熱手段と、を備え、第一の流路及び第二の流路の一方からはＤＥＺｎの気体が、他方からは水蒸気が基板に対して噴霧される。【選択図】図１
2013036065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にＺｎＯからなる透明導電膜を製造する装置であって、
真空状態に維持された少なくとも一つのチャンバーと、
前記チャンバー内を通過するように前記基板を一方向に搬送するとともに、任意の箇所において停止可能な基板搬送手段と、
前記チャンバー内に配置された少なくとも一つのシャワーヘッドと、
を備え、
前記シャワーヘッドは、  第一の流路と、前記第一の流路の周囲に形成された第二の流路と、前記第一の流路及び前記第二の流路のうち少なくとも前記第二の流路を加熱する加熱手段と、
を備え、
前記第一の流路及び前記第二の流路の一方からはＤＥＺｎ（Ｚｎ（Ｃ2Ｈ5）2）の気体が、他方からは水蒸気が前記基板に対して噴霧されるものであるＺｎＯ透明導電膜製造装置。  
【請求項２】
基板上にＺｎＯからなる透明導電膜を製造する装置であって、
導入用チャンバーと、
前記導入用チャンバーに隣接して配置された少なくとも一つの薄膜形成用チャンバーと、
前記薄膜形成用チャンバーに隣接して配置された取り出し用チャンバーと、
前記導入用チャンバー、前記薄膜形成用チャンバー及び前記取り出し用チャンバー内を通過するように前記基板を一方向に搬送するとともに、任意の箇所において停止可能な基板搬送手段と、
前記薄膜形成用チャンバー内に配置された少なくとも一つのシャワーヘッドと、
を備え、
前記導入用チャンバーの内部においては大気状態から真空状態に移行され、前記薄膜形成用チャンバーの内部は真空状態に維持され、  前記取り出し用チャンバーの内部においては真空状態から大気状態に移行され、
前記シャワーヘッドは、第一の流路と、
前記第一の流路の周囲に形成された第二の流路と、
前記第一の流路及び前記第二の流路のうち少なくとも前記第二の流路を加熱する加熱手段と、
を備え、
前記第一の流路及び前記第二の流路の一方からはＤＥＺｎ（Ｚｎ（Ｃ2Ｈ5）2）の気体が、他方からは水蒸気が前記基板に対して噴霧されるものであるＺｎＯ透明導電膜製造装置。
【請求項３】
前記シャワーヘッドは前記一方向及びその逆方向に移動可能であることを特徴とする請求項１または２に記載のＺｎＯ透明導電膜製造装置。
【請求項４】
前記シャワーヘッドは前記一方向と直交する方向に移動可能であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のＺｎＯ透明導電膜製造装置。
【請求項５】
基板上にＺｎＯからなる透明導電膜を製造する装置であって、
真空状態に維持された少なくとも一つのチャンバーと、
前記チャンバー内を通過するように前記基板を一方向に搬送する基板搬送手段と、
前記チャンバー内において前記一方向に列状に配置された複数個のシャワーヘッドと、
を備え、
前記シャワーヘッドの各々は、第一の流路と、
前記第一の流路の周囲に形成された第二の流路と、
前記第一の流路及び前記第二の流路のうち少なくとも前記第二の流路を加熱する加熱手段と、
を備え、
前記第一の流路及び前記第二の流路の一方からはＤＥＺｎ（Ｚｎ（Ｃ2Ｈ5）2）の気体が、他方からは水蒸気が前記基板に対して噴霧されるものであるＺｎＯ透明導電膜製造装置。
【請求項６】
基板上にＺｎＯからなる透明導電膜を製造する装置であって、
導入用チャンバーと、
前記導入用チャンバーに隣接して配置された少なくとも一つの薄膜形成用チャンバーと、
前記薄膜形成用チャンバーに隣接して配置された取り出し用チャンバーと、
前記導入用チャンバー、前記薄膜形成用チャンバー及び前記取り出し用チャンバー内を通過するように前記基板を一方向に搬送する基板搬送手段と、
前記薄膜形成用チャンバー内において前記一方向に列状に配置された複数個のシャワーヘッドと、
を備え、
前記導入用チャンバーの内部においては大気状態から真空状態に移行され、
前記薄膜形成用チャンバーの内部は真空状態に維持され、
前記取り出し用チャンバーの内部においては真空状態から大気状態に移行され、
前記シャワーヘッドの各々は、第一の流路と、
前記第一の流路の周囲に形成された第二の流路と、
前記第一の流路及び前記第二の流路のうち少なくとも前記第二の流路を加熱する加熱手段と、
を備え、
前記第一の流路及び前記第二の流路の一方からはＤＥＺｎ（Ｚｎ（Ｃ2Ｈ5）2）の気体が、他方からは水蒸気が前記基板に対して噴霧されるものであるＺｎＯ透明導電膜製造装置。
【請求項７】
前記第一の流路は円筒状の第一の管からなり、
前記第二の流路は前記第一の管の外径よりも大きい内径を有する円筒状の第二の管からなり、
前記第一の管及び前記第二の管は相互に同心に配置されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のＺｎＯ透明導電膜製造装置。
【請求項８】
前記第一の管及び前記第二の管はＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌまたはカーボンでつくられていることを特徴とする請求項７に記載のＺｎＯ透明導電膜製造装置。
【請求項９】
前記第一の管及び前記第二の管にはＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ−Ｌｉｋｅ  Ｃａｒｂｏｎ）、ＳｉＯ2またはＳｉＣからなるコーティングが施されていることを特徴とする請求項８に記載のＺｎＯ透明導電膜製造装置。
【請求項１０】
前記第二の管は前記第一の管よりも短い長さを有していることを特徴とする請求項７乃至９の何れか一項に記載のＺｎＯ透明導電膜製造装置。
【請求項１１】
前記シャワーヘッドは上下方向に移動可能であることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載のＺｎＯ透明導電膜製造装置。
【請求項１２】
前記一方向と直交する方向に複数個のシャワーヘッドが設けられていることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか一項に記載のＺｎＯ透明導電膜製造装置。
【請求項１３】
前記チャンバー内または前記薄膜形成用チャンバー内において前記基板を載置する基板載置台をさらに備えており、前記基板載置台は前記チャンバー内または前記薄膜形成用チャンバー内において上下動可能であることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか一項に記載のＺｎＯ透明導電膜製造装置。
【請求項１４】
前記基板載置台は前記基板を加熱する加熱手段を内蔵するものであることを特徴とする請求項１３に記載のＺｎＯ透明導電膜製造装置。
【請求項１５】
前記基板搬送手段は前記一方向と逆方向にも前記基板を搬送可能であることを特徴とする請求項１乃至１４の何れか一項に記載のＺｎＯ透明導電膜製造装置。
【請求項１６】
前記基板上に形成されたＺｎＯ透明導電膜の厚さを測定する薄膜厚さ測定手段と、
前記シャワーヘッドからの前記ＤＥＺｎ及び前記水蒸気の噴霧量を制御する制御手段と、
をさらに備え、
前記制御手段は前記薄膜厚さ測定手段の測定結果に応じて前記噴霧量を制御するものであることを特徴とする請求項１乃至１５の何れか一項に記載のＺｎＯ透明導電膜製造装置。
【請求項１７】
前記シャワーヘッドの移動速度を制御する移動速度制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至１６の何れか一項に記載のＺｎＯ透明導電膜製造装置。
【請求項１８】
基板上にＺｎＯからなる透明導電膜を製造する方法であって、
真空状態に維持されたチャンバー内に前記基板を載置する第一の過程と、
前記チャンバー内に配置された少なくとも一つのシャワーヘッドを前記基板の上方において前記基板に沿って移動させる第二の過程と、
前記第二の過程の実施中に前記シャワーヘッドから前記基板に対してＤＥＺｎの気体と水蒸気とを噴霧する第三の過程と、
を備え、
前記シャワーヘッドは、第一の流路と、
前記第一の流路の周囲に形成された第二の流路と、
前記第一の流路及び前記第二の流路のうち少なくとも前記第二の流路を加熱する加熱手段と、
を備え、
前記第一の流路及び前記第二の流路の一方からはＤＥＺｎ（Ｚｎ（Ｃ2Ｈ5）2）の気体が、他方からは水蒸気が前記基板に対して噴霧されるものであるＺｎＯ透明導電膜製造方法。
【請求項１９】
基板上にＺｎＯからなる透明導電膜を製造する方法であって、
大気状態にある導入用チャンバーに前記基板を導入する第一の過程と、
前記導入用チャンバーの内部を真空状態にする第二の過程と、
真空状態を維持しながら、前記導入用チャンバーに隣接して配置され、真空状態に維持されている薄膜形成用チャンバーに前記基板を導入する第三の過程と、
前記薄膜形成用チャンバー内に配置された少なくとも一つのシャワーヘッドを前記基板の上方において前記基板に沿って移動させる第四の過程と、
前記第四の過程の実施中に前記シャワーヘッドから前記基板に対してＤＥＺｎの気体と水蒸気とを噴霧する第五の過程と、
真空状態を維持しながら、前記薄膜形成用チャンバーに隣接して配置され、真空状態に維持されている取り出し用チャンバーに前記基板を導入する第六の過程と、
前記取り出し用チャンバーを真空状態から大気状態にする第七の過程と、
前記取り出し用チャンバーから前記基板を取り出す第八の過程と、
を備え、
前記シャワーヘッドは、第一の流路と、
前記第一の流路の周囲に形成された第二の流路と、
前記第一の流路及び前記第二の流路のうち少なくとも前記第二の流路を加熱する加熱手段と、
を備え、
前記第一の流路及び前記第二の流路の一方からはＤＥＺｎ（Ｚｎ（Ｃ2Ｈ5）2）の気体が、他方からは水蒸気が前記基板に対して噴霧されるものであるＺｎＯ透明導電膜製造方法。
【請求項２０】
前記シャワーヘッドを上下方向に移動させる過程をさらに備えることを特徴とする請求項１８または１９に記載のＺｎＯ透明導電膜製造方法。
【請求項２１】
前記薄膜形成用チャンバー内において、前記基板を上下動させる過程をさらに備えることを特徴とする請求項１８乃至２０の何れか一項に記載のＺｎＯ透明導電膜製造方法。
【請求項２２】
前記チャンバー内または前記薄膜形成用チャンバー内において前記基板を一方向またはその逆方向に移動させる過程を備えることを特徴とする請求項１８乃至２１の何れか一項に記載のＺｎＯ透明導電膜製造方法。
【請求項２３】
前記基板上に形成されたＺｎＯ透明導電膜の厚さを測定する過程と、
測定された前記ＺｎＯ透明導電膜の厚さに応じて前記シャワーヘッドからの前記ＤＥＺｎ及び前記水蒸気の噴霧量を制御する過程と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１８乃至２２の何れか一項に記載のＺｎＯ透明導電膜製造方法。
【請求項２４】
前記チャンバー内または前記薄膜形成用チャンバー内における前記シャワーヘッドの移動速度を制御する過程をさらに備えることを特徴とする請求項１８乃至２３の何れか一項に記載のＺｎＯ透明導電膜製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば太陽電池の一構成要素であるＺｎＯからなる透明導電膜を製造する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年においては、枯渇しつつある原油の代替エネルギー源として、無尽蔵のエネルギー源である太陽発電への期待が高まっている。太陽発電は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する装置としての太陽電池により実現され、太陽電池の開発が活発化している。
太陽電池はその構造に応じて数種類に分類されるが、Ｃｕ（Ｉｎ1-x，Ｇａx）Ｓｅ2（ＣＩＧＳ）薄膜を用いたＣＩＧＳ太陽電池が薄膜太陽電池の中でも最も変換効率が高いとされている。
Ｃｕ（Ｉｎ1-x，Ｇａx）Ｓｅ2（ＣＩＧＳ）はＣｕＩｎＳｅ2のＩｎサイトをＧａで置換した混晶半導体である。
【０００３】
図１２はＣＩＧＳ太陽電池の基本構造を示す断面図である。
ＣＩＧＳ太陽電池１５００は、ソーダライムガラスからなる基板１５０１（厚さ１−４ｍｍ）と、基板１５０１の上に形成されたＭｏ裏面電極１５０２（厚さ約１．０μｍ）と、Ｍｏ裏面電極１５０２上に形成されたＣＩＧＳ光吸収層１５０３（厚さ約２．０μｍ）と、ＣＩＧＳ光吸収層１５０３上に形成された溶液成長（ＣＢＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｂａｔｈ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）−ＣｄＳバッファ層１５０４（厚さ５０−１００ｎｍ）と、ＣＢＤ−ＣｄＳバッファ層１５０４上に形成されたＺｎＯ高抵抗バッファ層１５０５（厚さ１０−１００ｎｍ）と、ＺｎＯ高抵抗バッファ層１５０５上に形成されたＺｎＯ透明導電膜１５０６（厚さ約０．６μｍ）と、ＺｎＯ透明導電膜１５０６上に形成されたＭｇＦ2反射防止膜１５０７と、Ｍｏ裏面電極１５０２上に形成された陽極１５０８と、ＺｎＯ透明導電膜１５０６上に形成された陰極１５０９と、からなる積層構造として構成されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】「ＣＩＧＳ太陽電池の基礎技術」中田時夫著、２０１０年９月発行、日刊工業新聞社
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＺｎＯ透明導電膜１５０６の製膜方法としては数種類あり、現在では、蒸着法、スパッタ法またはＭＯ−ＣＶＤ法が主流である。
しかしながら、これらの製膜方法の何れによっても、ＺｎＯ透明導電膜１５０６を製膜する効率（製膜効率）は高くはなく、ＣＩＧＳ太陽電池の製造効率の上昇を阻害する一因となっている。
【０００６】
本発明は、このような従来のＺｎＯ透明導電膜方法における問題点に鑑みてなされたものであり、ＺｎＯ透明導電膜を高効率で製膜することを可能にするＺｎＯ透明導電膜製造装置及びＺｎＯ透明導電膜製造方法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】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明は、基板上にＺｎＯからなる透明導電膜を製造する装置であって、真空状態に維持された少なくとも一つのチャンバーと、前記チャンバー内を通過するように前記基板を一方向に搬送するとともに、任意の箇所において停止可能な基板搬送手段と、前記チャンバー内に配置された少なくとも一つのシャワーヘッドと、を備え、前記シャワーヘッドは、第一の流路と、前記第一の流路の周囲に形成された第二の流路と、前記第一の流路及び前記第二の流路のうち少なくとも前記第二の流路を加熱する加熱手段と、を備え、前記第一の流路及び前記第二の流路の一方からはＤＥＺｎ（Ｚｎ（Ｃ2Ｈ5）2）の気体が、他方からは水蒸気が前記基板に対して噴霧されるものであるＺｎＯ透明導電膜製造装置を提供する。
【０００８】
本発明は、さらに、基板上にＺｎＯからなる透明導電膜を製造する装置であって、導入用チャンバーと、前記導入用チャンバーに隣接して配置された少なくとも一つの薄膜形成用チャンバーと、前記薄膜形成用チャンバーに隣接して配置された取り出し用チャンバーと、前記導入用チャンバー、前記薄膜形成用チャンバー及び前記取り出し用チャンバー内を通過するように前記基板を一方向に搬送するとともに、任意の箇所において停止可能な基板搬送手段と、前記薄膜形成用チャンバー内に配置された少なくとも一つのシャワーヘッドと、を備え、前記導入用チャンバーの内部においては大気状態から真空状態に移行され、前記薄膜形成用チャンバーの内部は真空状態に維持され、前記取り出し用チャンバーの内部においては真空状態から大気状態に移行され、前記シャワーヘッドは、第一の流路と、前記第一の流路の周囲に形成された第二の流路と、前記第一の流路及び前記第二の流路のうち少なくとも前記第二の流路を加熱する加熱手段と、を備え、前記第一の流路及び前記第二の流路の一方からはＤＥＺｎ（Ｚｎ（Ｃ2Ｈ5）2）の気体が、他方からは水蒸気が前記基板に対して噴霧されるものであるＺｎＯ透明導電膜製造装置を提供する。
【０００９】
本発明に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置においては、前記シャワーヘッドは前記一方向及びその逆方向に移動可能であることが好ましい。
【００１０】
本発明に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置においては、前記シャワーヘッドは前記一方向と直交する方向に移動可能であることが好ましい。
【００１１】
本発明は、さらに、基板上にＺｎＯからなる透明導電膜を製造する装置であって、真空状態に維持された少なくとも一つのチャンバーと、前記チャンバー内を通過するように前記基板を一方向に搬送する基板搬送手段と、前記チャンバー内において前記一方向に列状に配置された複数個のシャワーヘッドと、を備え、前記シャワーヘッドの各々は、第一の流路と、前記第一の流路の周囲に形成された第二の流路と、前記第一の流路及び前記第二の流路のうち少なくとも前記第二の流路を加熱する加熱手段と、を備え、前記第一の流路及び前記第二の流路の一方からはＤＥＺｎ（Ｚｎ（Ｃ2Ｈ5）2）の気体が、他方からは水蒸気が前記基板に対して噴霧されるものであるＺｎＯ透明導電膜製造装置を提供する。
【００１２】
本発明は、さらに、基板上にＺｎＯからなる透明導電膜を製造する装置であって、導入用チャンバーと、前記導入用チャンバーに隣接して配置された少なくとも一つの薄膜形成用チャンバーと、前記薄膜形成用チャンバーに隣接して配置された取り出し用チャンバーと、前記導入用チャンバー、前記薄膜形成用チャンバー及び前記取り出し用チャンバー内を通過するように前記基板を一方向に搬送する基板搬送手段と、前記薄膜形成用チャンバー内において前記一方向に列状に配置された複数個のシャワーヘッドと、を備え、前記導入用チャンバーの内部においては大気状態から真空状態に移行され、前記薄膜形成用チャンバーの内部は真空状態に維持され、前記取り出し用チャンバーの内部においては真空状態から大気状態に移行され、前記シャワーヘッドの各々は、第一の流路と、前記第一の流路の周囲に形成された第二の流路と、前記第一の流路及び前記第二の流路のうち少なくとも前記第二の流路を加熱する加熱手段と、を備え、前記第一の流路及び前記第二の流路の一方からはＤＥＺｎ（Ｚｎ（Ｃ2Ｈ5）2）の気体が、他方からは水蒸気が前記基板に対して噴霧されるものであるＺｎＯ透明導電膜製造装置を提供する。
【００１３】
本発明に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置においては、前記第一の流路は円筒状の第一の管からなり、前記第二の流路は前記第一の管の外径よりも大きい内径を有する円筒状の第二の管からなり、前記第一の管及び前記第二の管は相互に同心に配置されていることが好ましい。例えば、前記第一の管及び前記第二の管はＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌまたはカーボンでつくられる。
【００１４】
また、前記第一の管及び前記第二の管にはＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ−Ｌｉｋｅ  Ｃａｒｂｏｎ）、ＳｉＯ2またはＳｉＣからなるコーティングが施されていることが好ましい。
本発明に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置においては、前記第二の管は前記第一の管よりも短い長さを有していることが好ましい。
【００１５】
本発明に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置においては、前記シャワーヘッドは上下方向に移動可能であることが好ましい。
【００１６】
本発明に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置においては、前記一方向と直交する方向に複数個のシャワーヘッドが設けられていることが好ましい。
【００１７】
本発明に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置は、前記チャンバー内または前記薄膜形成用チャンバー内において前記基板を載置する基板載置台をさらに備えることができ、前記基板載置台は前記チャンバー内または前記薄膜形成用チャンバー内において上下動可能であることが好ましい。
【００１８】
前記基板載置台は前記基板を加熱する加熱手段を内蔵するものであることが好ましい。
【００１９】
本発明に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置においては、前記基板搬送手段は前記一方向と逆方向にも前記基板を搬送可能であることが好ましい。
【００２０】
本発明に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置は、前記基板上に形成されたＺｎＯ透明導電膜の厚さを測定する薄膜厚さ測定手段と、前記シャワーヘッドからの前記ＤＥＺｎ及び前記水蒸気の噴霧量を制御する制御手段と、をさらに備えることができ、前記制御手段は前記薄膜厚さ測定手段の測定結果に応じて前記噴霧量を制御するものであることが好ましい。
【００２１】
本発明に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置は、前記シャワーヘッドの移動速度を制御する移動速度制御手段をさらに備えることが好ましい。
【００２２】
本発明は、さらに、基板上にＺｎＯからなる透明導電膜を製造する方法であって、真空状態に維持されたチャンバー内に前記基板を載置する第一の過程と、前記チャンバー内に配置された少なくとも一つのシャワーヘッドを前記基板の上方において前記基板に沿って移動させる第二の過程と、前記第二の過程の実施中に前記シャワーヘッドから前記基板に対してＤＥＺｎの気体と水蒸気とを噴霧する第三の過程と、を備え、前記シャワーヘッドは、第一の流路と、前記第一の流路の周囲に形成された第二の流路と、前記第一の流路及び前記第二の流路のうち少なくとも前記第二の流路を加熱する加熱手段と、を備え、前記第一の流路及び前記第二の流路の一方からはＤＥＺｎ（Ｚｎ（Ｃ2Ｈ5）2）の気体が、他方からは水蒸気が前記基板に対して噴霧されるものであるＺｎＯ透明導電膜製造方法を提供する。
【００２３】
本発明は、さらに、基板上にＺｎＯからなる透明導電膜を製造する方法であって、大気状態にある導入用チャンバーに前記基板を導入する第一の過程と、前記導入用チャンバーの内部を真空状態にする第二の過程と、真空状態を維持しながら、前記導入用チャンバーに隣接して配置され、真空状態に維持されている薄膜形成用チャンバーに前記基板を導入する第三の過程と、前記薄膜形成用チャンバー内に配置された少なくとも一つのシャワーヘッドを前記基板の上方において前記基板に沿って移動させる第四の過程と、前記第四の過程の実施中に前記シャワーヘッドから前記基板に対してＤＥＺｎの気体と水蒸気とを噴霧する第五の過程と、真空状態を維持しながら、前記薄膜形成用チャンバーに隣接して配置され、真空状態に維持されている取り出し用チャンバーに前記基板を導入する第六の過程と、前記取り出し用チャンバーを真空状態から大気状態にする第七の過程と、前記取り出し用チャンバーから前記基板を取り出す第八の過程と、を備え、前記シャワーヘッドは、第一の流路と、前記第一の流路の周囲に形成された第二の流路と、前記第一の流路及び前記第二の流路のうち少なくとも前記第二の流路を加熱する加熱手段と、を備え、前記第一の流路及び前記第二の流路の一方からはＤＥＺｎ（Ｚｎ（Ｃ2Ｈ5）2）の気体が、他方からは水蒸気が前記基板に対して噴霧されるものであるＺｎＯ透明導電膜製造方法を提供する。
【００２４】
本発明に係るＺｎＯ透明導電膜製造方法は、前記シャワーヘッドを上下方向に移動させる過程をさらに備えることが好ましい。
【００２５】
本発明に係るＺｎＯ透明導電膜製造方法は、前記薄膜形成用チャンバー内において前記基板を上下動させる過程をさらに備えることが好ましい。
【００２６】
本発明に係るＺｎＯ透明導電膜製造方法は、前記チャンバー内または前記薄膜形成用チャンバー内において前記基板を一方向またはその逆方向に移動させる過程を備えることが好ましい。
【００２７】
本発明に係るＺｎＯ透明導電膜製造方法は、前記基板上に形成されたＺｎＯ透明導電膜の厚さを測定する過程と、測定された前記ＺｎＯ透明導電膜の厚さに応じて前記シャワーヘッドからの前記ＤＥＺｎ及び前記水蒸気の噴霧量を制御する過程と、をさらに備えることが好ましい。
【００２８】
本発明に係るＺｎＯ透明導電膜製造方法は、前記チャンバー内または前記薄膜形成用チャンバー内における前記シャワーヘッドの移動速度を制御する過程をさらに備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置またはＺｎＯ透明導電膜製造方法によれば、基板がチャンバー内を移動する間に、シャワーヘッドが基板上にＺｎＯ透明導電膜形成用の気体を噴霧するため、高効率で基板上にＺｎＯ透明導電膜を形成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第一の実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置の構造を示す概略的な縦断面図である。
【図２】本発明の第一の実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置におけるシャワーヘッドの縦断面図である。
【図３】複数個のシャワーヘッドを一体的に構成したシャワーヘッドの縦断面図である。
【図４】本発明の第二の実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置の構造を示す概略的な縦断面図である。
【図５】本発明の第三の実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置の構造を示す概略的な縦断面図である。
【図６】図６（Ａ）は本発明の第四の実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置の構造を示す概略的な縦断面図であり、図６（Ｂ）は図６（Ａ）に示したＺｎＯ透明導電膜製造装置を上方から見た場合の平面図である。
【図７】図７（Ａ）は本発明の第五の実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置の構造を示す概略的な縦断面図であり、図７（Ｂ）は図７（Ａ）に示したＺｎＯ透明導電膜製造装置を上方から見た場合の平面図である。
【図８】本発明の第五の実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置の第一の変更例における基板載置台の断面図である。
【図９】本発明の第五の実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置の第二の変更例における基板載置台の断面図である。
【図１０】本発明の第六の実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置の構造を示す概略的な縦断面図である。
【図１１】本発明の第七の実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置の構造を示す概略的な縦断面図である。
【図１２】ＣＩＧＳ太陽電池の基本構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
（第一の実施形態）
図１は本発明の第一の実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置１００の構造を示す概略的な縦断面図である。
【００３２】
本実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置１００は、内部に真空状態にすることが可能なチャンバー１１０と、ＺｎＯ透明導電膜を形成する基板５０を搬送する基板搬送手段１２０と、チャンバー１１０の天井面に取り付けられたシャワーヘッド１３０と、から構成されている。
【００３３】
基板搬送手段１２０は、チャンバー１１０の底面に沿って配置された複数のローラー１２１と、ローラー１２１上に置かれ、ローラー１２１の回転とともにローラー１２１上を移動するトレイ１２２と、から構成されている。
【００３４】
基板５０はトレイ１２２上に載置され、ローラー１２１が時計回りの方向に回転することにより、矢印Ａの方向に搬送される。具体的には、基板５０は、基板搬送手段１２０によって、チャンバー１１０の外部からチャンバー１１０の内部に搬入され、チャンバー１１０の内部において停止し、この間に基板５０上にＺｎＯ透明導電膜が形成され、その後、チャンバー１１０の外部に搬出される。すなわち、基板搬送手段１２０は基板５０をチャンバー１１０の内部を通過するように方向Ａに搬送し、さらに、チャンバー１１０の内外において任意の位置に停止する機能を有している。
【００３５】
図２はシャワーヘッド１３０の縦断面図である。
図２に示すように、シャワーヘッド１３０は、第一の流路を構成する円筒状の第一の管１３１と、第二の流路を構成する円筒状の第二の管１３２と、第一の管１３１及び第二の管１３２を覆うケース１３３と、からなる。  第一の管１３１及び第二の管１３２は何れも上下が開口している。  第二の管１３２は第一の管１３１の外径よりも大きい内径を有している。さらに、第二の管１３２は軸方向において第一の管１３１よりも短い長さを有している。
【００３６】
第一の管１３１と第二の管１３２とは相互に同心に、さらに、第一の管１３１と第二の管１３２とはそれらの下端がともに同一水平面上にあるように配置されている。第一の管１３１及び第二の管１３２はＳＵＳ３０４でつくられている。第一の管１３１及び第二の管１３２のサイズの一例は次の通りである。
第一の管１３１の内径：０．６−１．０ｍｍ
第一の管１３１の外径：１．６−２．０ｍｍ
第二の管１３２の内径：３．０−４．０ｍｍ
第二の管１３２の外径：４．０−５．０ｍｍ
【００３７】
ケース１３３の内部は３つの空間１３３Ａ、１３３Ｂ及び１３３Ｃに分かれている。空間１３３Ａは第二の管１３２とは連通しない状態において第二の管１３２の周囲に広がっており、貫通孔１３４Ａを介してケース１３３の外部と連通している。
【００３８】
空間１３３Ｂは第一の管１３１とは連通しない状態において空間１３３Ａの上方において第一の管１３１の周囲に広がっており、かつ、第二の管１３２の上方開口部と連通している。さらに、空間１３３Ｂは貫通孔１３４Ｂを介してケース１３３の外部と連通している。
【００３９】
空間１３３Ｃは空間１３３Ｂの上方に広がっており、第一の管１３１の上方開口部と連通しており、さらに、貫通孔１３４Ｃを介してケース１３３の外部と連通している。第一の管１３１及び第二の管１３２の下方開口部はいずれも大気に開放されている。
【００４０】
ＺｎＯ透明導電膜は次の化学式に従って形成される
Ｚｎ（Ｃ2Ｈ5）2（ＤＥＺｎ）（ｇａｓ）＋Ｈ2Ｏ（ｇａｓ）→ＺｎＯ
このうち気体状のＤＥＺｎは貫通孔１３４Ｃを介して空間１３３Ｃの内部に導入され、その後、第一の管１３１を通過して、ケース１３３の外部に放出される。水蒸気（または酸素）は貫通孔１３４Ｂを介して空間１３３Ｂの内部に導入され、その後、第二の管１３２を通過して、ケース１３３の外部に放出される。
【００４１】
空間１３３Ａには貫通孔１３４Ａを介して温水または加熱されたオイルが導入される。温水または加熱されたオイルは第二の管１３２を加熱することにより、第一の管１３１の内部を通過する気体状のＤＥＺｎを加熱し、ＤＥＺｎが凝固することを防止する。
【００４２】
上記のような構造を有する本実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置１００は以下のような動作を行う。
【００４３】
先ず、基板搬送手段１２０によって基板５０がチャンバー１１０の外部から内部に搬入され、基板搬送手段１２０はチャンバー１１０の内部において停止する。これにより、基板５０は、図１に示すように、チャンバー１１０の内部において静止した状態にある。
【００４４】
次いで、チャンバー１１０の内部の空気を吸引し、チャンバー１１０の内部を真空状態にする。
【００４５】
次いで、シャワーヘッド１３０からの気体状のＤＥＺｎ及び水蒸気の噴霧を開始する。気体状のＤＥＺｎ及び水蒸気は基板５０上に堆積し、基板５０上にＺｎＯ透明導電膜を形成する。シャワーヘッド１３０からの気体状のＤＥＺｎ及び水蒸気の噴霧を開始した後、基板搬送手段１２０により基板５０を方向Ａに一定速度で移動させる。基板５０の移動に伴い、基板５０上にはＺｎＯ透明導電膜が形成されていく。基板５０がシャワーヘッド１３０を通過した後には、基板５０上には全面にわたってＺｎＯ透明導電膜が形成されている。
【００４６】
以上のように、本実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置１００によれば、基板５０が方向Ａに移動する間にシャワーヘッド１３０が基板５０上にＺｎＯ透明導電膜を形成するため、短時間で、すなわち、高効率で基板５０上にＺｎＯ透明導電膜を形成することが可能になる。
【００４７】
本実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置１００は上記の構造に限定されるものではなく、種々の改変を加えることが可能である。
【００４８】
例えば、本実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置１００においては、基板搬送手段１２０は方向Ａに基板５０を搬送するものとして構成されているが、逆方向Ｂに基板５０を搬送することが可能であるようにも構成することが可能である。具体的には、ローラー１２１を時計回りの方向及び反時計回りの方向の双方に回転可能であるように構成することにより、基板５０を方向Ａ及び逆方向Ｂに搬送することが可能になる。ＺｎＯ透明導電膜の厚さに応じて、必要がある場合には、基板搬送手段１２０により基板５０を方向Ａのみならず方向Ｂにも移動させ、基板５０上にさらにＺｎＯ透明導電膜を形成することができる。
【００４９】
さらには、ローラー１２１の回転速度を制御することにより、基板５０の搬送速度を制御することも可能である。
【００５０】
また、シャワーヘッド１３０の移動速度を制御する移動速度制御手段を設けることも可能である。移動速度制御手段を設けることにより、例えば、ＺｎＯ透明導電膜の厚さを小さくする場合にはシャワーヘッド１３０の移動速度を早く、ＺｎＯ透明導電膜の厚さを大きくする場合にはシャワーヘッド１３０の移動速度を遅くすることができる。
【００５１】
さらに、本実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置１００は、１個のシャワーヘッド１３０を有するものとして構成されているが、本実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置１００が有し得るシャワーヘッドの数は１には限定されない。
【００５２】
例えば、基板５０の幅方向（図１の紙面と直交する方向）において、基板の全幅をカバーし得る複数個のシャワーヘッド１３０を並べることも可能である。あるいは、基板５０の搬送方向Ａにおいて複数個のシャワーヘッド１３０を配置することも可能である。
【００５３】
この場合、単に複数個のシャワーヘッド１３０を基板５０の幅方向または方向Ａにおいて並列させることに代えて、複数個のシャワーヘッド１３０を一体的に構成した１個のシャワーヘッドとして構成することも可能である。
【００５４】
図３は、例えば、３個のシャワーヘッド１３０を一体的に構成したシャワーヘッドの縦断面図である。
【００５５】
図３に示すように、３個のシャワーヘッド１３０に対して３つの空間１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃを共通に形成することにより、３個のシャワーヘッド１３０を一体的に構成することが可能である。
【００５６】
また、本実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置１００においては、ＤＥＺｎは第一の管１３１から、水蒸気は第二の管１３２からそれぞれ放出されているが、水蒸気を第一の管１３１から、ＤＥＺｎを第二の管１３２からそれぞれ放出することも可能である。
【００５７】
また、本実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置１００においては、貫通孔１３４Ａを介して空間１３３Ａに温水または加熱されたオイルを導入することにより、第一の管１３１の内部を通過する気体状のＤＥＺｎを加熱しているが、他の加熱方法を採用することも可能である。例えば、ケース１３３の周囲にヒーターを配置する、ケース１３３の全体にヒーターを埋め込むなどの方策を取ることができる。
【００５８】
本実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置１００においては、第一の管１３１及び第二の管１３２はＳＵＳ３０４でつくられているが、第一の管１３１及び第二の管１３２の材質はＳＵＳ３０４には限定されない。ＳＵＳ３０４の他に、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌまたはカーボン（特に、グラッシーカーボン）を用いることも可能である。さらには、第一の管１３１及び第二の管１３２の外周にＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ−Ｌｉｋｅ  Ｃａｒｂｏｎ）、ＳｉＯ2またはＳｉＣからなるコーティングを施すことも可能である。
【００５９】
（第二の実施形態）
図４は本発明の第一の実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置２００の構造を示す概略的な縦断面図である。
【００６０】
本実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置２００においては、シャワーヘッド２３０は基板５０が搬送される方向Ａ及びその逆の方向Ｂに移動可能であるようにチャンバー１１０の天井面に取り付けられている。この点を除いて、本実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置２００は第一の実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置１００と同様の構造を有している。シャワーヘッド１３０の移動可能範囲はチャンバー１１０の左端から右端までである。すなわち、シャワーヘッド２３０はチャンバー１１０の左右方向における任意の位置に移動することができるように構成されている。
【００６１】
上記のような構造を有する本実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置２００は、以下のような動作を行う。
【００６２】
先ず、基板搬送手段１２０によって基板５０がチャンバー１１０の外部から内部に搬入され、基板搬送手段１２０はチャンバー１１０の内部において停止する。これにより、基板５０は、図４に示すように、チャンバー１１０の内部において静止した状態にある。
【００６３】
次いで、チャンバー１１０の内部の空気を吸引し、チャンバー１１０の内部を真空状態にする。シャワーヘッド２３０をチャンバー１１０の左端に位置させる。
【００６４】
次いで、シャワーヘッド２３０からの気体状のＤＥＺｎ及び水蒸気の噴霧を開始する。気体状のＤＥＺｎ及び水蒸気は基板５０上に堆積し、基板５０上にＺｎＯ透明導電膜を形成する。シャワーヘッド１３０からの気体状のＤＥＺｎ及び水蒸気の噴霧を開始した後、シャワーヘッド２３０を方向Ａに一定速度で移動させる。シャワーヘッド２３０の移動に伴い、基板５０上にはＺｎＯ透明導電膜が形成されていく。シャワーヘッド２３０をチャンバー１１０の右端まで移動させることにより、基板５０上には全面にわたってＺｎＯ透明導電膜が形成される。ＺｎＯ透明導電膜の厚さに応じて、必要がある場合には、シャワーヘッド１３０をさらに右端から左端へ、すなわち、方向Ｂに移動させ、基板５０上にＺｎＯ透明導電膜を形成する。
【００６５】
以上のように、本実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置２００によれば、シャワーヘッド２３０が基板５０の長さ方向に沿って基板５０の上方を移動するため、短時間で、すなわち、高効率で基板５０上にＺｎＯ透明導電膜を形成することが可能になる。
【００６６】
さらに、必要がある場合には、シャワーヘッド２３０を方向Ａに前進させるのみならず、逆方向Ｂに後進させることによっても、基板５０上にＺｎＯ透明導電膜を形成することが可能であるため、ＺｎＯ透明導電膜の厚みを任意の値に制御することが可能である。
【００６７】
（第三の実施形態）
図５は本発明の第三の実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置３００の構造を示す概略的な縦断面図である。
【００６８】
本実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置３００におけるシャワーヘッド３３０には、第一の実施形態におけるシャワーヘッド１３０と比較して、上下動可能な機能が追加されている。この点を除いて、本実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置３００は第一の実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置１００と同様の構造を有している。
【００６９】
図５に示すように、シャワーヘッド３３０は、基板５０と干渉しない範囲において、チャンバー１１０の天井面と天井面より低い所定の高さとの間において降下または上昇可能であるように構成されている。
【００７０】
このように、シャワーヘッド３３０を上下動可能に構成することにより、シャワーヘッド３３０と基板５０との間の距離を最適な距離に設定することが可能になる。
【００７１】
（第四の実施形態）
図６（Ａ）は本発明の第四の実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置４００の構造を示す概略的な縦断面図であり、図６（Ｂ）はＺｎＯ透明導電膜製造装置４００を上方から見た場合の平面図である。
【００７２】
第二の実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置２００におけるシャワーヘッド２３０は、方向Ａ及びＢにのみ移動可能であるのに対して、本実施形態におけるシャワーヘッド４３０は方向Ａ及びＢのみならず、方向Ａ及びＢに直交する方向Ｃ及びＤ（図６（Ｂ）参照）においても移動可能であるように構成されている。すなわち、第二の実施形態におけるシャワーヘッド２３０の移動可能範囲は一次元的であるのに対して、本実施形態におけるシャワーヘッド４３０の移動可能範囲は二次元的になっている。この点を除いて、本実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置４００は第二の実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置２００と同様の構造を有している。
【００７３】
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、本実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置４００は、基板５０の搬送方向Ａ及びその逆方向Ｂに延びる第一レール４１０と、第一レール４１０と直交する方向Ｃ及びＤに延びる３本の第二レール４２０と、を備えている。
【００７４】
３本の第二レール４２０の各々はチャンバー１１０の天井面に当距離に取り付けられており、第一レール４１０は３本の第二レール４２０にスライド可能に取り付けられている。すなわち、第一レール４１０は第二レール４２０に沿って方向Ｃ及びＤに移動可能である。シャワーヘッド４３０は第一レール４１０に取り付けられており、シャワーヘッド４３０は第一レール４１０に沿って方向Ａ及びＢに移動可能である。
【００７５】
本実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置４００によれば、シャワーヘッド４３０は第一レール４１０に沿って方向Ａ及びＢに移動可能であり、さらに、第一レール４１０は第二レール４２０に沿って方向Ｃ及びＤに移動可能であるので、シャワーヘッド４３０はチャンバー１１０内の全ての位置に移動することが可能である。
【００７６】
このため、シャワーヘッド４３０は基板５０に対して任意の位置を取ることができ、基板５０の全面に対して均一にＤＥＺｎ及び水蒸気を噴霧することが可能である。
【００７７】
（第五の実施形態）
図７（Ａ）は本発明の第五の実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置５００の構造を示す概略的な縦断面図であり、図７（Ｂ）はＺｎＯ透明導電膜製造装置５００を上方から見た場合の平面図である。
【００７８】
本実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置５００は、第一の実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置１００と比較して、チャンバー１１０内に配置された基板載置台５１０をさらに備えている。この点を除いて、本実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置５００は第一の実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置１００と同様の構造を有している。
【００７９】
本実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置５００においては、図７（Ｂ）に示すように、トレイ１２２はその両端においてローラー１２１上に支持されているとともに、その中央部分において基板載置台５１０上に支持されている。
【００８０】
図７（Ａ）に示すように、基板載置台５１０は、シャワーヘッド１３０と干渉しない範囲において、チャンバー１１０内において上下動が可能であるように構成されている（なお、図７（Ａ）においては、基板載置台５１０を見やすくするため、ローラー１２１は図示していない）。このように、上下動可能な基板載置台５１０を設けることにより、シャワーヘッド１３０と基板５０との間の距離を最適な距離に設定することが可能になる。
【００８１】
なお、本実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置５００は上記の構造に限定されるものではなく、種々の改変を加えることが可能である。
【００８２】
図８は本実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置５００の第一の変更例における基板載置台５１０の断面図である。
【００８３】
図８に示すように、第一の変更例における基板載置台５１０の内部には空洞５２０が形成されており、この空洞５２０には、ヒーター５３０により加熱されたオイルを貯留しているオイル源５４０からオイルが供給される。加熱されたオイルにより基板載置台５１０も加熱された状態にあり、このため、基板載置台５１０上に載置されている基板５０を加熱することが可能である。
【００８４】
図９は本実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置５００の第二の変更例における基板載置台５１０の断面図である。
【００８５】
図９に示すように、第二の変更例における基板載置台５１０の内部には基板載置台５１０の内部を網羅する循環路５２１が形成されている。ヒーター５３０により加熱されたオイルはオイル源５４０からポンプ５５０を介して循環路５２１の入り口５２１Ａに供給され、循環路５２１を回って、出口５２１Ｂからオイル源５４０に戻る。
【００８６】
このように、加熱されたオイルが常に基板載置台５１０の内部を循環することにより、基板載置台５１０は高温に維持され、ひいては、基板載置台５１０上に載置された基板５０を高温に維持することが可能である。
【００８７】
（第六の実施形態）
図１０は本発明の第六の実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置６００の構造を示す概略的な縦断面図である。
【００８８】
本実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置６００は、第一の実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜造装置１００と比較して、基板５０上に形成されたＺｎＯ透明導電膜の厚さを測定する薄膜厚さ測定手段としてのセンサー６１０と、シャワーヘッド１３０からのＤＥＺｎ及び水蒸気の噴霧量を制御する制御手段としての制御装置６２０と、をさらに備えている。センサー６１０及び制御装置６２０を追加的に備えている点を除いて、本実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置６００は、第一の実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置１００と同様の構造を有している。
【００８９】
チャンバー１１０の天井面には、シャワーヘッド１３０と干渉しない位置において、複数個のセンサー６１０が取り付けられており、各センサー６１０は基板５０の搬送方向Ａにおいて等間隔に配置されている。各センサー６１０は基板５０上のＺｎＯ透明導電膜に対してレーザーを照射し、ＺｎＯ透明導電膜から反射したレーザーを受光するとともに、照射したレーザー量及び受光したレーザー量を示す信号を制御装置６２０に送信する。
【００９０】
制御装置６２０は各センサー６１０から受信した信号に基づいて、ＺｎＯ透明導電膜の厚さを計算する。制御装置６２０は以下のようにシャワーヘッド１３０からのＤＥＺｎ及び水蒸気の噴霧量を制御する。
【００９１】
計算されたＺｎＯ透明導電膜の厚さが設計値通りのものである場合には、シャワーヘッド１３０からのＤＥＺｎ及び水蒸気の噴霧量をそのまま維持する。計算されたＺｎＯ透明導電膜の厚さが設計値より小さい場合には、シャワーヘッド１３０からのＤＥＺｎ及び水蒸気の噴霧量を増やす。計算されたＺｎＯ透明導電膜の厚さが設計値より大きい場合には、シャワーヘッド１３０からのＤＥＺｎ及び水蒸気の噴霧量を減らす。
【００９２】
以上のようにして、制御装置６２０はＺｎＯ透明導電膜の厚さが設計値通りになるように制御を行う。
【００９３】
本実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置６００によれば、ＺｎＯ透明導電膜が形成されている段階において、ＺｎＯ透明導電膜の厚さが測定されるため、ＺｎＯ透明導電膜の厚さが設計値の厚さになるように制御することが可能である。
【００９４】
（第七の実施形態）
図１１は本発明の第七の実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置７００の構造を示す概略的な縦断面図である。
【００９５】
図１１に示すように、本実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置７００は、導入用チャンバー７１０と、導入用チャンバー７１０に隣接して配置された３個の薄膜形成用チャンバー７２０Ａ、７２０Ｂ、７２０Ｃと、薄膜形成用チャンバー７２０Ｃに隣接して配置された取り出し用チャンバー７３０と、基板搬送手段７４０と、薄膜形成用チャンバーチャンバー７２０Ａ、７２０Ｂ、７２０Ｃの各々の内部に配置されたシャワーヘッド７５０と、導入用チャンバー７１０の内部に配置された加熱装置７６０と、取り出し用チャンバー７３０の内部に配置された冷却装置７７０と、各チャンバー７１０、７２０Ａ、７２０Ｂ、７２０Ｃ、７３０の入り口側及び出口側に配置されたゲートバルブ７８０Ａ、７８０Ｂ、７８０Ｃ、７８０Ｄ、７８０Ｅ、７８０Ｆと、を備えている。
【００９６】
基板搬送手段７４０は、導入用チャンバー７１０の外部であって導入用チャンバー７１０に隣接した領域、導入用チャンバー７１０、薄膜形成用チャンバー７２０Ａ、７２０Ｂ、７２０Ｃ及び取り出し用チャンバー７３０の底面並びに取り出し用チャンバー７３０の外部であって取り出し用チャンバー７３０に隣接した領域に配置された複数個のローラー７４１と、ローラー７４１上に置かれ、ローラー７４１の回転とともにローラー７４１上を移動するトレイ７４２と、から構成されている。
【００９７】
基板５０はトレイ７４２上に載置され、ローラー７４１が時計回りの方向に回転することにより、矢印Ａの方向に搬送される。具体的には、基板５０は、基板搬送手段７４０によって、導入用チャンバー７１０の外部から導入用チャンバー７１０の内部に搬入され、その後、薄膜形成用チャンバー７２０Ａ、７２０Ｂ、７２０Ｃ及び取り出し用チャンバー７３０を通過し、取り出し用チャンバー７３０の外部に搬出される。基板搬送手段７４０は各チャンバーの内外において任意の位置に停止する機能を有しており、各チャンバーの内部に基板５０を搬入した後、一定の時間、停止する。
【００９８】
導入用チャンバー７１０、薄膜形成用チャンバー７２０Ａ、７２０Ｂ、７２０Ｃ及び取り出し用チャンバー７３０の各々は内部を大気状態から真空状態に移行させる機能を有している。導入用チャンバー７１０の天井面に取り付けられている加熱装置７６０はランプヒーターからなり、基板５０を加熱する機能を有している。
【００９９】
シャワーヘッド７５０は薄膜形成用チャンバー７２０Ａ、７２０Ｂ、７２０Ｃの各々の天井面に取り付けられている。シャワーヘッド７５０は、第一の実施形態におけるシャワーヘッド１３０と同様に、気体状のＤＥＺｎと水蒸気とを噴霧する。
【０１００】
冷却装置７７０は取り出し用チャンバー７３０の天井面に取り付けられており、乾燥した窒素ガスを放出し、加熱状態にある基板５０を冷却する機能を有している。各ゲートバルブ７８０Ａ−７８０Ｆは開閉する機能を有しており、各ゲートバルブ７８０Ａ−７８０Ｆを開くことにより、各チャンバーの内部が外部に開放され、各ゲートバルブ７８０Ａ−７８０Ｆを閉めることにより、各チャンバーの内部は密閉状態となる。
【０１０１】
なお、薄膜形成用チャンバー７２０Ａ、７２０Ｂ、７２０Ｃの各々とシャワーヘッド７５０と基板搬送手段７４０とは第一の実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置１００と同様の構成を有している。すなわち、本実施形態に係るＣＺｎＯ透明導電膜製造装置７００は３個の列状に配置された第一の実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置１００とその両側に配置された導入用チャンバー７１０及び取り出し用チャンバー７３０とから構成されている。
【０１０２】
以上のような構造を有する本実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置７００は以下のような動作を行う。
【０１０３】
先ず、導入用チャンバー７１０の外部において、基板搬送手段７４０のトレイ７４２上に基板５０を載置する。次いで、ゲートバルブ７８０Ａを開き、基板搬送手段７４０を作動させ、基板５０を導入用チャンバー７１０の内部に搬入する。その後、ゲートバルブ７８０Ａを閉じる。これにより、導入用チャンバー７１０の内部は密閉状態となる（ゲートバルブ７８０Ｂは閉じたままである）。
【０１０４】
次いで、導入用チャンバー７１０の内部の空気を吸引し、導入用チャンバー７１０の内部を大気状態から真空状態にする。その後、加熱装置７６０を作動させ、基板５０を加熱する。基板５０が反応温度まで加熱された後、ゲートバルブ７８０Ｂを開き、さらに、基板搬送手段７４０を作動させ、基板５０を薄膜形成用チャンバー７２０Ａの内部に搬入する。薄膜形成用チャンバー７２０Ａの内部は予め真空状態にされている。
【０１０５】
次いで、第一の実施形態の場合と同様に、シャワーヘッド７５０を作動させ、基板５０上にＺｎＯ透明導電膜を形成する。薄膜形成用チャンバー７２０Ｂ及び７２０Ｃの内部においても同様のことが行われる。ＺｎＯ透明導電膜の形成が終了すると、ゲートバルブ７８０Ｅを開き、さらに、基板搬送手段７４０を作動させ、基板５０を取り出し用チャンバー７３０の内部に搬入する。取り出し用チャンバー７３０の内部は予め真空状態にされている。取り出し用チャンバー７３０の内部においては、冷却装置７７０を作動させ、基板５０を室温まで冷却するとともに、取り出し用チャンバー７３０の内部に空気を導入し、取り出し用チャンバー７３０の内部を真空状態から大気状態に移行させる。
【０１０６】
基板５０が室温まで冷却された後、ゲートバルブ７８０Ｆを開き、さらに、基板搬送手段７４０を作動させ、基板５０を取り出し用チャンバー７３０の外部に搬出する。
【０１０７】
以上のように、本実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置７００によれば、薄膜形成用チャンバー７２０Ａ、７２０Ｂ、７２０Ｃの各々において、短時間で、すなわち、高効率で基板５０上にＺｎＯ透明導電膜を形成することが可能であるとともに、ＺｎＯ透明導電膜製造装置７００を自動制御することにより、ＺｎＯ透明導電膜を大量に生産することも可能である。
【０１０８】
本実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置７００は、上記の構造に限定されるものではなく、種々の改変を加えることが可能である。前述のように、本実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置７００は、３個の列状に配置された第一の実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置１００とその両側に配置された導入用チャンバー７１０及び取り出し用チャンバー７３０とから構成されているが、第一の実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置１００に代えて、第二の実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置２００乃至第六の実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置６００の何れかを用いることも可能である。
【０１０９】
また、導入用チャンバー７１０と取り出し用チャンバー７３０との間に配置される第一の実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置１００の数は３には限定されない。１以上の任意の数を選択することができる。
【符号の説明】
【０１１０】
１００  本発明の第一の実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置
１１０  チャンバー
１２０  基板搬送手段
１３０  シャワーヘッド
１３１  第一の管
１３２  第二の管
１３３  ケース
２００  本発明の第二の実施形態に係るＣＺｎＯ透明導電膜製造装置
２３０  シャワーヘッド
３００  本発明の第三の実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置
３３０  シャワーヘッド
４００  本発明の第四の実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置
４１０  第一レール
４２０  第二レール
３３０  シャワーヘッド
５００  本発明の第五の実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置
５１０  基板載置台
５２０  空洞
５２１  循環路
５３０  ヒーター
５４０  オイル源
６００  本発明の第六の実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置
６１０  センサー
６２０  制御装置
７００  本発明の第七の実施形態に係るＺｎＯ透明導電膜製造装置
７１０  導入用チャンバー
７２０Ａ、７２０Ｂ、７２０Ｃ  薄膜形成用チャンバー
７３０  取り出し用チャンバー
７４０  基板搬送手段
７５０  シャワーヘッド
７６０  加熱装置
７７０  冷却装置
７８０Ａ−７８０Ｆ  ゲートバルブ
【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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【図１１】
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【図１２】
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