(57)【要約】【課題】成膜装置のクリーニング中の静電気の発生を抑制できるとともに、太陽電池パネルの絶縁検査を正常に実施することができる、薄膜太陽電池製造装置を提供する。【解決手段】基板の主表面上に形成された薄膜積層体と、薄膜積層体の周囲において主表面が露出する外周絶縁領域と、を有する薄膜太陽電池を製造する薄膜太陽電池製造装置１は、薄膜積層体の少なくとも一部を形成する第１成膜装置２２〜２５と、外周絶縁領域の絶縁性能を検査する検査装置４０と、第１成膜装置２２〜２５の外部に配置され、第１成膜装置２２〜２５の周辺雰囲気の湿度を制御する第一湿度制御装置と、検査装置４０の筐体内の湿度を制御する第二湿度制御装置と、を備える。第一湿度制御装置と、第二湿度制御装置とは、互いに独立に湿度を制御可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の主表面上に形成された薄膜積層体と、前記薄膜積層体の周囲において前記主表面が露出する外周絶縁領域と、を有する薄膜太陽電池を製造する製造装置であって、
前記薄膜積層体の少なくとも一部を形成する成膜装置と、
前記外周絶縁領域の絶縁性能を検査する絶縁検査装置と、
前記成膜装置の外部に配置され、前記成膜装置の周辺雰囲気の湿度を制御する第一湿度制御装置と、
前記絶縁検査装置の筐体内の湿度を制御する第二湿度制御装置と、を備え、
前記第一湿度制御装置と、前記第二湿度制御装置とは、互いに独立に湿度を制御可能である、薄膜太陽電池製造装置。
【請求項２】
前記第一湿度制御装置は、前記成膜装置を大気開放するときに、前記成膜装置の周辺の湿度を絶対湿度１１．５ｇ／ｍ３以上に制御し、
前記第二湿度制御装置は、前記絶縁検査装置の前記筐体内の絶対湿度を１４．３ｇ／ｍ３以下に制御する、請求項１に記載の薄膜太陽電池製造装置。
【請求項３】
前記成膜装置の配置された第一空間と、前記絶縁検査装置の配置された第二空間と、を隔て、前記第一空間と前記第二空間との間での空気の流出入を抑制する隔壁部を備える、請求項１または請求項２に記載の薄膜太陽電池製造装置。
【請求項４】
前記成膜装置と前記絶縁検査装置との間で前記基板を搬送するとともに一時保管する基板搬送ストッカをさらに備え、
前記基板搬送ストッカは、前記隔壁部として機能する、請求項３に記載の薄膜太陽電池製造装置。
【請求項５】
基板の主表面上に形成された薄膜積層体と、前記薄膜積層体の周囲において前記主表面が露出する外周絶縁領域と、を有する薄膜太陽電池の製造方法であって、
前記薄膜積層体の少なくとも一部を形成するステップと、
前記外周絶縁領域の絶縁性能を検査するステップと、を備え、
前記薄膜積層体の少なくとも一部を形成する成膜装置の周辺雰囲気の湿度と、前記外周絶縁領域の絶縁性能を検査する絶縁検査装置の筐体内の湿度と、を互いに独立に制御する、薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項６】
前記成膜装置を大気開放するとき前記成膜装置の周辺の湿度を絶対湿度１１．５ｇ／ｍ３以上に制御し、前記絶縁検査装置の前記筐体内の絶対湿度を１４．３ｇ／ｍ３以下に制御する、請求項５に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜太陽電池を製造する製造装置および製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の薄膜太陽電池の製造システムは、たとえば特許文献１に開示されている。特許文献１に記載された薄膜太陽電池製造システムにおいては、基板搬入装置より搬入されたガラス基板が、基板洗浄器、管理器、透明電極成膜装置および基板洗浄器で処理された後、基板搬送器によってクリーンルーム内へ搬送される。
【０００３】
次に、基板は、レーザエッチング装置、基板洗浄器、アモルファスシリコン膜成膜装置（プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置）、レーザエッチング装置、裏面電極成膜装置、基板洗浄器、裏面レーザエッチング装置において処理されることにより、基板上に薄膜セルが集積化され、発電検査装置で製品良否を判定した後、基板バッファ装置にて一時保管される。
【０００４】
その後、基板搬送器によって一般雰囲気へ搬送された基板は、膜研磨装置、基板洗浄器、レイアップ装置、ラミネータ装置、パネル化装置、端子台取付装置および発電検査装置の各装置において処理され、性能別仕分保管庫において性能別に仕分けられる。このような工程を経て、薄膜太陽電池パネルが製造される。
【０００５】
特許文献１に記載の薄膜太陽電池の製造システムにより製造される太陽電池パネルの構造を開示した先行文献として、特許文献２がある。特許文献２には、外周に絶縁領域を有する太陽電池パネルの構造が開示されている。
【０００６】
特許文献１に記載の薄膜太陽電池の製造システムにおいて、プラズマＣＶＤ装置で成膜処理を行なう際、成膜装置の成膜室（チャンバ）内の基板以外の構成部品や、真空容器内壁、排気配管などに、成膜物が付着する。特にプラズマ放電領域から離れた部分に付着する成膜物は、均一な膜とならずパウダ状となって付着する。たとえば、シリコン系半導体膜を成膜するプラズマＣＶＤ装置においては、プロセスガスであるシランがプラズマ放電によって固体化したポリシランなどのシリコン系付着物が、パウダ状となって堆積する。
【０００７】
成膜処理を繰り返し行なうことでチャンバ内のポリシランの堆積量が増加すると、チャンバ内のポリシランが微小粉末となり、基板上に載って不良要因となったり、大量のポリシラン粉末にて排気配管が閉塞するなどの悪影響が起きる。その為、プラズマＣＶＤ装置の真空容器を定期的に大気開放し、堆積したポリシランを除去するクリーニング作業を行う必要がある。成膜装置のクリーニングに関する従来の技術として、特許文献３には、成膜装置の搬送槽と処理槽とを分離し、処理槽を大気開放して槽内の洗浄を行なう技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２３５９０４号公報
【特許文献２】特開２００８−１０９０４１号公報
【特許文献３】特開平７−２８３０９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
プラズマＣＶＤ装置の真空容器を大気開放してクリーニングを行なうとき、装置側壁や排気配管に堆積・付着した微小粉末をブラシなどで除去する際に、微小粉末が舞い上がり、大気中に浮遊する。排気配管は内部空間が小さく、浮遊する粉末の濃度が特に高くなる。浮遊する微小粉末の濃度が高い環境において、クリーニング作業時の動作などによって静電気が生じると、その静電気により発生した火花が微小粉末と酸素との反応の起点となって発熱する場合がある。
【００１０】
そのため従来、導電靴やアースバンドなどを使用してクリーニング中の作業者をアースする、ブラシやヘラなどのクリーニング治具の材質として静電気の発生が少ない材料を採用するなどの、静電気の発生を抑制して安全性を向上する対策が行なわれている。しかし、クリーニング中の静電気の発生を抑制するための技術には更なる改良の余地があり、より確実に静電気の発生を防止できる技術が求められている。
【００１１】
一方、特許文献２に開示された外周に絶縁領域を有する太陽電池パネルは、作製した後に樹脂および保護フィルムで全体を封止される。樹脂で全体が封止される場合に、パターニング時の何らかの材料の残渣が外周絶縁領域に残っていると、このような残渣もともに封止されることになる。外周絶縁領域が形成された後、完成品の前に、一度検査装置にて外周絶縁領域の主表面における残渣の有無を検査することにより、このような不良品のリークを避け、モジュール部材の材料が無駄にならないようにすることが可能である。
【００１２】
製造中に絶縁検査で不合格になった太陽電池パネルの基板の解析を行なったところ、外周絶縁領域に絶縁不良の問題がなく絶縁状態が良好である基板まで、絶縁検査装置で不良品と判定される問題があることが分かった。この原因を究明した結果、本発明者は、太陽電池パネル検査装置内の絶対湿度（本明細書中では水分量と記載するときもある）に注目するに至った。
【００１３】
そこで、本発明は、成膜装置のクリーニング中の静電気の発生を抑制できるとともに、太陽電池パネルの絶縁検査を正常に実施することができる、薄膜太陽電池の製造装置および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】
【００１４】
本発明に係る薄膜太陽電池製造装置は、基板の主表面上に形成された薄膜積層体と、薄膜積層体の周囲において主表面が露出する外周絶縁領域と、を有する薄膜太陽電池を製造する製造装置であって、薄膜積層体の少なくとも一部を形成する成膜装置と、外周絶縁領域の絶縁性能を検査する絶縁検査装置と、成膜装置の外部に配置され、成膜装置の周辺雰囲気の湿度を制御する第一湿度制御装置と、絶縁検査装置の筐体内の湿度を制御する第二湿度制御装置と、を備える。第一湿度制御装置と、第二湿度制御装置とは、互いに独立に湿度を制御可能である。
【００１５】
上記薄膜太陽電池製造装置において好ましくは、第一湿度制御装置は、成膜装置を大気開放するときに、成膜装置の周辺の湿度を絶対湿度１１．５ｇ／ｍ３以上に制御し、第二湿度制御装置は、絶縁検査装置の筐体内の絶対湿度を１４．３ｇ／ｍ３以下に制御する。
【００１６】
上記薄膜太陽電池製造装置において好ましくは、成膜装置の配置された第一空間と、絶縁検査装置の配置された第二空間と、を隔て、第一空間と第二空間との間での空気の流出入を抑制する隔壁部を備える。
【００１７】
上記薄膜太陽電池製造装置において好ましくは、成膜装置と絶縁検査装置との間で基板を搬送するとともに一時保管する基板搬送ストッカをさらに備え、基板搬送ストッカは、隔壁部として機能する。
【００１８】
本発明に係る薄膜太陽電池製造の製造方法は、基板の主表面上に形成された薄膜積層体と、薄膜積層体の周囲において主表面が露出する外周絶縁領域と、を有する薄膜太陽電池の製造方法であって、薄膜積層体の少なくとも一部を形成するステップと、外周絶縁領域の絶縁性能を検査するステップと、を備え、薄膜積層体の少なくとも一部を形成する成膜装置の周辺雰囲気の湿度と、外周絶縁領域の絶縁性能を検査する絶縁検査装置の筐体内の湿度と、を互いに独立に制御する。
【００１９】
上記方法において好ましくは、成膜装置を大気開放するとき成膜装置の周辺の湿度を絶対湿度１１．５ｇ／ｍ３以上に制御し、絶縁検査装置の筐体内の絶対湿度を１４．３ｇ／ｍ３以下に制御する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の薄膜太陽電池の製造装置および製造方法によると、成膜装置のクリーニング中の静電気の発生を抑制できるとともに、太陽電池パネルの外周絶縁領域における絶縁状態を正確に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る薄膜太陽電池製造装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】本実施形態に係る薄膜太陽電池製造装置の工程フローを示す図である。
【図３】表面導電層形成後の基板の構成を示す模式的断面図である。
【図４】洗浄後の基板の構成を示す模式的断面図である。
【図５】半導体薄膜積層後の基板の構成を示す断面図である。
【図６】第２レーザ加工装置によるパターニング後の基板の構成を示す模式的断面図である。
【図７】スパッタ後の基板の構成を示す模式的断面図である。
【図８】第３レーザ加工装置によるパターニング後の基板の構成を示す模式的断面図である。
【図９】外周絶縁領域形成後の基板の構成を示す模式的断面図である。
【図１０】電極形成後の基板の構成を示す模式的断面図である。
【図１１】封止後の基板の構成を示す模式的断面図である。
【図１２】第１成膜装置の概略図である。
【図１３】薄膜太陽電池製造装置における第１成膜装置の配置を示す概略図である。
【図１４】第１成膜装置の動作を制御する制御装置の概要を示すブロック図である。
【図１５】第１成膜装置のクリーニング方法の各ステップを示す流れ図である。
【図１６】太陽電池パネル用の絶縁検査装置の構成を示す図である。
【図１７】絶縁検査装置における端子の位置を示す平面図である。
【図１８】絶縁検査装置と太陽電池パネルとの位置関係および印加電圧を説明する断面図である。
【図１９】絶縁検査装置における端子の変形例を示す断面図である。
【図２０】一定湿度（５０％）に対する各温度と水分量との関係を表す図である。
【図２１】筐体内の水分量と、上述の条件化下において、太陽電池パネル５９の絶縁耐電圧試験を行なった際の電流量との関係を示したグラフである。
【図２２】カセットラックの断面図である。
【図２３】カセットの構造を示す斜視図である。
【図２４】実施の形態２の薄膜太陽電池製造装置の構成を模式的に示す図である。
【図２５】実施の形態２のバッファストッカを模式的に示す平面図である。
【図２６】バッファストッカの構造を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る薄膜太陽電池製造装置１の構成を模式的に示す図である。図１に示すように、本実施形態に係る薄膜太陽電池製造装置１は、大別すると、基板が一枚ずつ搬送されて複数の第１処理装置にて順次処理される上流側第１製造ラインである第１基板搬送ライン５と、基板がカセットに収容されて搬送される第２製造ラインであるカセット搬送ライン４３と、下流側第１製造ラインである第２基板搬送ライン４２とから構成されている。薄膜太陽電池製造装置１は、基板を一枚または複数枚ずつ順次複数の処理装置において一連に処理することにより薄膜太陽電池を製造するシステムである。
【００２４】
ここで、薄膜太陽電池の基板としては、６００ｍｍ×１２００ｍｍ角、１０００ｍｍ×１４００ｍｍ角、１００８ｍｍ×１２１０ｍｍ角など、各辺６００ｍｍ〜１４００ｍｍ程度の大型のガラス基板を用いるが、好ましくは各辺が１０００ｍｍ以上の基板を用いる。
【００２５】
第１基板搬送ライン５から搬出される基板は、第１搬送部である第１搬送コンベア７により搬送され、カセットに収容される。カセットは、第３搬送部である第１搬送ロボット２１により、カセット搬送ライン４３に搬入、および、カセット搬送ライン４３から搬出される。第２基板搬送ライン４２に搬入される基板は、カセットから取り出され、第１搬送部である第２搬送コンベア３５により搬送される。
【００２６】
第１基板搬送ライン５においては、外部より製造ラインに基板を搬入する基板搬入装置２の後に、基板を搬送しつつ処理可能な第１処理装置である、第１洗浄装置３、第１レーザ加工装置４、第２洗浄装置１０５およびレーザ加工後検査装置１０６がこの順番で直列に接続されている。基板搬入装置２より第１製造ライン内に搬入された基板は、図示しない搬送機構により搬送方向６に一枚ずつ搬送され、上記の直列に接続された複数の第１処理装置によって順次処理される。本実施形態においては、レーザ加工後検査装置１０６が第１基板搬送ライン５の基板搬送方向の最も下流側に配置された第１処理装置である。レーザ加工後検査装置１０６にて処理された基板は、レーザ加工後検査装置１０６から第１搬送コンベア７により搬送される。
【００２７】
なお、本明細書において処理装置とは、被処理物である基板に対して加工、加熱などの具体的に影響を与える処理を行なうものに限定されず、たとえば、検査結果によって基板の処理方法などを分岐させるような処理を行なう検査装置を含む概念のものである。
【００２８】
ここで、レーザ加工後検査装置１０６は、第１レーザ加工装置４にて加工された基板を検査処理する装置である。レーザ加工後検査装置１０６は、レーザで加工されたパターンが正常か否かを検査する加工パターン検査部を備えているが、他にも表面の異物検査、表面欠陥検査または膜ムラなどを検査する検査部を備えていてもよい。よって、レーザ加工後検査装置１０６が複数の異なる検査部を備え、一台で複数種の検査ができる検査装置として構成されていてもよい。
【００２９】
第１基板搬送ライン５を構成する装置は、基板が搬入される搬入口と基板が搬出される搬出口とが別々に設けられ、基板が各装置内を通過しつつ処理される、いわゆるインライン方式の処理装置である。また、第１基板搬送ライン５においては、インライン方式の処理装置が直列に接続されている。第１基板搬送ライン５は、基板搬送方向における上流側に配置された第１処理装置の搬出口と、下流側に配置された第１処理装置の搬入口との間を、基板が搬送コンべアなどの直線的な搬送装置により順次搬送される、インライン方式の搬送ラインとして構成されている。
【００３０】
本実施形態の第１基板搬送ライン５は、複数の第１処理装置を上記の順番で直列に接続した構成であるが、上記構成に限定されず、第１基板搬送ライン５を構成する第１処理装置の数、種類および接続順番は、製造する薄膜太陽電池のプロセスによって適宜変更することができる。
【００３１】
レーザ加工後検査装置１０６から搬出された基板は、第１搬送コンベア７により搬送方向１６に搬送され、第１ポート９へ搬送される。第１ポート９は、基板を収容するカセットが配置される場所である。カセットは、内部に基板を水平に載置して収容することができる。本実施形態においては、カセットの基板収容枚数は６枚であるが、カセットの基板収容枚数はこれに限らない。第１搬送コンベア７は、レーザ加工後検査装置１０６より一枚ずつ基板を搬出して第１ポート９に配置されているカセットに収容する。
【００３２】
第１ポート９において基板を収容されたカセットは、搬送方向１８に搬送されて第２ポート１０へ搬送され、さらに搬送方向１１５に搬送されて第１搬送ロボット２１へ搬送される。
【００３３】
本実施形態においては、カセット搬送ライン４３は、複数の基板を一括処理可能な第２処理装置を４台備えている。第２処理装置は、半導体薄膜の成膜を行なう成膜装置である。第１成膜装置２２〜２５は並列に４台配置されているが、成膜装置の台数はこれに限らない。
【００３４】
本実施形態においては、第１成膜装置２２〜２５は、２枚の基板を装置内で水平方向に載置して一括してシリコン系半導体薄膜を基板上に積層することができるプラズマＣＶＤ装置である。ただし、第１成膜装置２２〜２５が一括処理できる基板の枚数および積層できる薄膜種はこれに限らず、また、基板の設置方向においても水平方向に限らず、基板を鉛直方向に設置できる装置であってもよい。カセット搬送ライン４３においては、搬送方向３４に示すように、第１搬送ロボット２１によりカセットが、第１成膜装置２２〜２５のそれぞれに任意に搬送される。
【００３５】
ここで、カセット搬送ライン４３を構成する第２処理装置においては、カセットが搬入される搬入口と基板が搬出される搬出口とが略同じ位置にあり、搬入されたカセットから複数の基板を処理部に収納して一括処理し、その後、カセットに処理が完了した基板を戻す、いわゆるバッチ方式の処理装置として構成されている。カセット搬送ライン４３においては、一つの第１搬送ロボットに全ての第２処理装置が接続されている。カセット搬送ライン４３は、第１搬送ロボットが複数の第２処理装置へカセットを割り振って搬送し、かつ、第１搬送ロボットが各第２処理装置からカセットを回収する、いわゆるクラスタ方式の搬送ラインとして構成されている。
【００３６】
第１成膜装置２２には、カセットを搬入および搬出されるカセットポート２６が設けられている。カセットポート２６に搬入されたカセットから基板を取出して第１成膜装置２２内に搬入することができ、また、第１成膜装置２２から基板を搬出してカセットポート２６に搬入されたカセットに基板を収容することができる、基板出入部３０が設けられている。
【００３７】
第１成膜装置２３には、カセットを搬入および搬出されるカセットポート２７が設けられている。カセットポート２７に搬入されたカセットから基板を取出して第１成膜装置２３内に搬入することができ、また、第１成膜装置２３から基板を搬出してカセットポート２７に搬入されたカセットに基板を収容することができる、基板出入部３１が設けられている。
【００３８】
第１成膜装置２４には、カセットを搬入および搬出されるカセットポート２８が設けられている。カセットポート２８に搬入されたカセットから基板を取出して第１成膜装置２４内に搬入することができ、また、第１成膜装置２４から基板を搬出してカセットポート２８に搬入されたカセットに基板を収容することができる、基板出入部３２が設けられている。
【００３９】
第１成膜装置２５には、カセットを搬入および搬出されるカセットポート２９が設けられている。カセットポート２９に搬入されたカセットから基板を取出して第１成膜装置２５内に搬入することができ、また、第１成膜装置２５から基板を搬出してカセットポート２９に搬入されたカセットに基板を収容することができる、基板出入部３３が設けられている。
【００４０】
第１ポート９において基板を収容されたカセットは、第２ポート１０へ搬送される。第２ポート１０は、カセットが配置される場所である。第２ポート１０に搬送されたカセットは、第１搬送ロボット２１により、第１成膜装置２２〜２５のいずれかに搬送される。
【００４１】
たとえば、第１成膜装置２２にカセットを搬送する場合、カセットは、カセットポート２６に搬入される。カセットポート２６に搬入されたカセットから基板出入部３０により、基板が２枚取出されて第１成膜装置２２内に搬入される。
【００４２】
第１成膜装置２２内において処理された２枚の基板は、基板出入部３０により第１成膜装置２２から搬出されてカセット内に収容される。本実施形態において、このカセットの基板収容枚数は６枚であり、処理された基板をカセット内に収容した後、未処理の基板がカセット内に残っている場合には、基板出入部３０により未処理の基板が２枚まで第１成膜装置２２内に搬入される。第１成膜装置２２内において処理された基板は、基板出入部３０により第１成膜装置２２から取出されてカセット内に収容される。上記工程をカセット内の基板全てが処理完了するまで繰返す。
【００４３】
カセットの基板収容枚数が、第１成膜装置２２の基板処理枚数の整数倍である場合、第１成膜装置２２で基板処理枚数ずつ処理した際に、カセット内に第１成膜装置２２の基板処理枚数以下である端数の基板が残らないようにすることができる。
【００４４】
たとえば、本実施形態において、第１成膜装置２２の基板処理枚数である２枚に対して、カセットの基板収容枚数が３倍である６枚にされており、第１成膜装置２２に搬入されたカセットから２枚ずつ３回に分けて処理を行なうことで、第１成膜装置２２の処理能力を毎回の処理で最大限に発揮させることができる。また、端数が発生しないようにカセットに基板を満杯に収容した状態で搬送を行なうことにより、基板の搬送効率を向上することができる。
【００４５】
その結果、第１成膜装置２２への基板の投入完了時とカセットの搬送開始時との同期を図ることが可能となり、第１成膜装置２２が基板処理している間に、未処理の基板を収容したカセットを搬送してくることができる。よって、カセット搬送回数を削減しつつ、基板を効率よく搬送して処理することができる。また、第１成膜装置２２において基板処理枚数の基板を毎回処理することができるため、装置の稼動効率を向上することができる。
【００４６】
第１成膜装置２２〜２５により処理された処理済みの基板を収容したカセットは、カセットポート２６から第１搬送ロボット２１により第２ポート１０に搬送される。第１搬送ロボット２１と第２ポート１０との間において、搬送方向１１５に示すようにカセットが搬送される。第２ポート１０に搬送されたカセットは、その後、搬送方向１１２に示すように第３ポート１１０に搬送される。第２ポート１０と第３ポート１１０との間を、搬送方向１１２に示すように、基板を収容したカセットが搬送される。
【００４７】
本実施形態においては、第１成膜装置２２〜２５から搬出され第３ポート１１０に搬送されたカセットから、第４搬送部である第３搬送コンベア１１１により、薄膜検査装置１０９へ基板が一枚ずつ搬送される。第３ポート１１０と薄膜検査装置１０９との間を、搬送方向１１４に示すように、第３搬送コンベア１１１により基板が搬送される。薄膜検査装置１０９において検査され薄膜検査装置１０９から搬出された基板は、第３搬送コンベア１１１により第３ポート１１０へ搬送される。このとき、膜厚不良と判断された基板は、不良基板用のカセットに搬入されて除外され、良品と判断された基板のみが第３ポート１１０に配置されているカセットに搬入される。
【００４８】
本実施形態においては、第３処理装置である検査処理装置として、半導体薄膜の膜厚を検査する薄膜検査装置１０９を設けたが、これに限らず、たとえば、異物検査、膜ムラ検査、外観検査、膜質検査を行なう検査装置を設けてもよい。薄膜検査装置１０９は、半導体薄膜成膜後検査装置であり、膜厚検査部、表面膜厚分布検査部、結晶化率検査部および表面欠陥検査部の少なくともいずれかを含む。
【００４９】
薄膜検査装置１０９により検査されて良品と判断された基板を収容したカセットは、搬送方向１１２に搬送されて第２ポート１０へ戻され、搬送方向１８に搬送されて第１ポート９に配置される。第１ポート９に配置されたカセットから、第２搬送コンベア３５により基板が一枚ずつ取り出される。その後基板は、第２搬送コンベア３５により搬送方向１９に搬送され、第２基板搬送ライン４２の第２レーザ加工装置に搬入される。
【００５０】
第２基板搬送ライン４２においては、第２レーザ加工装置３７、スパッタリング装置３８、第３レーザ加工装置３９、絶縁検査装置４０およびランク振分搬出装置４１が直列に配置されている。基板搬送方向の最も上流側に配置された第１処理装置である第２レーザ加工装置３７に搬入された基板は、図示しない搬送機構により搬送方向３６に一枚ずつ搬送される。第２レーザ加工装置３７には、第１ポート９から第２搬送コンベア３５により基板が搬入される。
【００５１】
第２基板搬送ライン４２を構成する装置は、基板が搬入される搬入口と基板が搬出される搬出口とが別々に設けられ、基板が各装置内を通過しつつ処理される、いわゆるインライン方式の処理装置である。また、第２基板搬送ライン４２においては、インライン方式の処理装置が直列に接続されている。第２基板搬送ライン４２は、基板搬送方向における上流側に配置された第１処理装置の搬出口と、下流側に配置された第１処理装置の搬入口との間を、基板が搬送コンべアなどの直線的な搬送装置により順次搬送される、インライン方式の搬送ラインとして構成されている。
【００５２】
本実施形態においては、第１成膜装置２２〜２５の配置された第１空間１０１と、絶縁検査装置４０の配置された第２空間１０２と、を隔てる、隔壁部１２０が設けられている。隔壁部１２０は、第１空間１０１と第２空間１０２との間での空気の流出入を抑制する。隔壁部１２０が設けられることにより、第１成膜装置２２〜２５の周辺と、絶縁検査装置４０の筐体の内部と、の間での、空気の流れが妨げられている。隔壁部１２０によって、第１成膜装置２２〜２５の周辺から絶縁検査装置４０の筐体の内部へ向かう空気の流れが妨げられ、また、絶縁検査装置４０の筐体の内部から第１成膜装置２２〜２５の周辺へ向かう空気の流れが妨げられている。
【００５３】
隔壁部１２０の一部には、隔壁部１２０を厚み方向に貫通し第１空間１０１と第２空間１０２とを連通する連通口１２１が形成されている。この連通口１２１は、基板の収容されたカセットが連通口１２１を経由して第１ポート９と第２ポート１０との間を搬送方向１８に搬送され得る程度の大きさを有し、かつ、連通口１２１の内壁とカセットの外周面との間の隙間を可能な限り小さくできる程度の大きさを有するように、形成されている。このように連通口１２１の大きさを定めることにより、より効果的に、第１空間１０１と第２空間１０２との間の空気の流通を抑制することができる。
【００５４】
本実施形態においては、第１処理装置である第１レーザ加工装置４および第２レーザ加工装置３７と、第２処理装置である第１成膜装置２２〜２５と、は、隔壁部１２０により隔てられた第２空間１０２と第１空間１０１とに、それぞれ配置されている。第１処理装置である第１レーザ加工装置４および第２レーザ加工装置３７と第２処理装置である第１成膜装置２２〜２５とは、隔壁部１２０の異なる側面に対向して配置されている。このようにすることにより、第１空間１０１に第１成膜装置２２〜２５を集中的に配置することができる。その結果、第１成膜装置２２〜２５に必要となる高電力供給配線、多種のプロセスガス供給配管、真空ポンプ配管、排気配管および排気除害装置などの用力に係わる配線と配管との配設が冗長になることを抑制でき、工場システムの簡単化および省スペース化を図れる。
【００５５】
隔壁部１２０を境界にして、特殊ガスを使用する半導体薄膜積層工程とそれ以外の工程が行なわれるエリアを分けることができる。半導体薄膜積層工程が行われるエリアには、安全性の確保から、クリーン度の他にガス漏洩監視や湿度コントロールなど特殊な環境や設備が要求される。一方、半導体薄膜積層工程以外が行われるエリアにおいては、別の工程管理基準により監視が必要なエリアが含まれる場合があり、監視区域を整理することにより工場ユーティリティ設備の効率化が図れる。また、特殊な技能をもつ作業者が必要となるエリアを限定することができるため、労働環境管理上も有利である。このようなライン構成にすることにより、特殊な管理区域を限定することができるため、工場建設コストおよび運営コストを削減できる。
【００５６】
以下、本実施形態の薄膜太陽電池製造装置１を用いる薄膜太陽電池の製造方法について説明する。図２は、本実施形態に係る薄膜太陽電池製造装置１の工程フローを示す図である。
【００５７】
まず、熱ＣＶＤ法により透明導電膜からなる表面導電層５２が堆積された透明絶縁基板５１が、基板搬入装置２から一枚ずつ搬入される（ステップＳ１０１）。図３は、表面導電層形成後の基板の構成を示す模式的断面図である。図３に示すように、透明絶縁基板５１の上面に表面導電層５２が積層されている。透明導電膜の形成方法としては、たとえば従来のスパッタリング法、蒸着法、またはイオンプレーティング法などを用いることができる。
【００５８】
ここで、透明絶縁基板５１としては、ガラス基板（サイズ１０００ｍｍ×１４００ｍｍ、厚み４ｍｍ）を用いた。その他、たとえば、ポリイミド樹脂などの透明樹脂を含む樹脂基板、またはこれらの基板の複数を積層した基板などの光を透過させることができる透光性基板を用いることができる。
【００５９】
また、表面導電層５２としては、酸化錫の他、たとえば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜、若しくはＺｎＯ（酸化亜鉛）膜の単層、またはこれらを複数重ね合わせた複数層などの光を透過させることができるとともに導電性である膜を用いることができる。表面導電層５２が複数層から構成される場合には、すべての層が同一の材料から形成されていてもよく、少なくとも１層が他と異なる材料から形成されていてもよい。
【００６０】
なお、ここでは、予め表面導電層５２が形成された透明絶縁基板５１を搬入する工程から説明したが、透明絶縁基板５１に表面導電層５２を形成する工程が設けられても良く、その場合には、薄膜太陽電池製造装置１は透明絶縁基板５１に表面導電層５２を形成するための装置を含むことになる。
【００６１】
次に、基板は、第１洗浄装置３において洗浄される（ステップＳ１０２）。その後基板は、第１処理工程である第１レーザ加工装置４において搬送されつつパターニングされ（ステップＳ１０３）、続いて第２洗浄装置１０５において、純水を用いて超音波洗浄される（ステップＳ１０４）。図４は、洗浄後の基板の構成を示す模式的断面図である。図４に示すように、表面導電層５２の所定の位置に、表面導電層５２を分離する直線状の第１の分離溝としての溝部５３が形成されている。溝部５３はレーザスクライブ法により形成されてもよく、溝部５３の形成に用いられるレーザ光としては、ＹＡＧレーザ光の基本波の他、たとえば、ＹＶＯ４レーザ光の基本波やファイバーレーザなどを用いることができる。
【００６２】
パターニング後の基板は、レーザ加工後検査装置１０６にて溝部５３の形状が正常か否か検査され、不良が発見された基板は除外される（ステップＳ１０５）。レーザ加工後検査装置１０６による検査工程まで、基板は１枚ずつ搬送されている。検査が完了して良品と判断された基板は、第１搬送工程において第１搬送コンベア７により搬送方向１６に第１ポート９に搬送されて、カセットに収容される。基板を収容したカセットは、第２搬送工程において、搬送方向１８に第２ポート１０に配置される。第３搬送工程において、カセットは、第２ポート１０から搬送方向１１５に搬送されて第１搬送ロボット２１に搭載され、第１搬送ロボット２１により第１成膜装置２２〜２５のいずれかのカセットポート２６〜２９に搬送される。
【００６３】
本実施形態においては、第１成膜装置２２〜２５は、それぞれの一つのプロセス室において、成膜条件を随時変更することで異なる複数の半導体薄膜を積層する、いわゆるシングルチャンバのプラズマＣＶＤ装置である。ただし、第１成膜装置２２〜２５は、それぞれが一つの成膜条件の薄膜を積層する複数のプロセス室を有し、装置内の搬送ロボットによって順次異なるプロセス室に基板を移動させて処理することにより異なる複数の半導体薄膜を積層する、いわゆるマルチチャンバのプラズマＣＶＤ装置であってもよい。
【００６４】
第２処理工程において、基板を複数枚ずつカセットから取り出し、プラズマＣＶＤ装置の真空容器内に搬入して、溝部５３の形成された表面導電層５２上に薄膜を形成する成膜処理が行なわれる。これにより、基板上にシリコン系半導体材料からなる半導体薄膜層が積層され、ｐ層、ｉ層およびｎ層の３層からなる光電変換層が形成される（ステップＳ１０６）。図５は、半導体薄膜積層後の基板の構成を示す模式的断面図である。図５に示すように、表面導電層５２の上方に光電変換層５４が形成されている。
【００６５】
光電変換層５４としては、半導体光電変換層を用いることができ、透明絶縁基板５１側から、アモルファスシリコン薄膜からなるｐ層、ｉ層、およびｎ層をこの順に積層したトップセル（第１光電変換層）と、トップセル上に、微結晶シリコン薄膜からなるｐ層、ｉ層、およびｎ層をこの順に積層したボトムセル（第２光電変換層）とを成膜することができる。
【００６６】
また、光電変換層５４としては、その他、たとえば、透明絶縁基板５１側から、アモルファスシリコン薄膜からなるｐ層、ｉ層、およびｎ層をこの順に積層したトップセル（第１光電変換層）と、トップセル上に、アモルファスシリコン薄膜からなるｐ層、ｉ層およびｎ層をこの順に積層したミドルセル（第２光電変換層）と、ミドルセル上に、微結晶シリコン薄膜からなるｐ層、ｉ層およびｎ層をこの順に積層したボトムセル（第３光電変換層）と、をたとえばプラズマＣＶＤ法により積層してもよい。なお、光電変換層の数をこれ以上とすることもできる。
【００６７】
第１光電変換層から第３光電変換層の各光電変換層は、全て同種のシリコン系半導体からなってもよく、互いに異なる種類のシリコン系半導体からなってもよい。第１光電変換層から第３光電変換層の各光電変換層は、それぞれ、ｐ型半導体層、ｉ型半導体層、およびｎ型半導体層を含んでおり、各半導体層は、シリコン系半導体からなってもよい。
【００６８】
光電変換層に含まれる各半導体層は、全て同種のシリコン系半導体からなってもよく、互いに異なる種類のシリコン系半導体からなってもよい。たとえば、ｐ型半導体層とｉ型半導体層を非晶質シリコンで形成し、ｎ型半導体層を微結晶シリコンで形成してもよい。また、たとえば、ｐ型半導体層とｎ型半導体層をシリコンカーバイドまたはシリコンゲルマニウムで形成し、ｉ型半導体層をシリコンで形成してもよい。
【００６９】
また、ｐ型、ｉ型およびｎ型の各半導体層は、１層構造であっても複数層構造であってもよい。複数層構造である場合は、各層は、互いに異なる種類のシリコン系半導体からなってもよい。なお、本明細書において、「非晶質シリコン」は「水素化非晶質シリコン」を含む概念であり、「微結晶シリコン」は「水素化微結晶シリコン」を含む概念である。
【００７０】
半導体薄膜層を積層された基板は、カセットに再度収容され、カセットは第２ポート１０から第３ポート１１０に搬送される。第３搬送コンベア１１１により、第３ポート１１０に搬送されたカセットから基板が取出されて薄膜検査装置１０９に搬入される。第３ポート１１０に別のカセットがある場合などカセットを第３ポート１１０に搬送できないときは、搬送方向１１６に示すように、一旦第２ポート１０からカセットラック８にカセットを搬入して一時保管し、第３ポート１１０が空いた時点でカセットを第３ポート１１０に搬送することもできる。
【００７１】
薄膜検査装置１０９において、基板上に形成された第１半導体薄膜層の膜厚検査が行なわれ、不良が発見された基板は除外される（ステップＳ１０７）。除外された基板は、不良基板用のカセットに収容される。良品と判断された基板を収容したカセットは、第３ポート１１０から第２ポート１０に搬入される。その後カセットは、搬送方向１８に搬送され、第１ポート９に配置される。ステップＳ１０６からステップＳ１０７までの工程においては、基板はカセットに収容された状態で複数枚ずつ搬送されている。
【００７２】
第１ポート９に配置されたカセットから第２搬送コンベア３５により基板が一枚ずつ取出されて、搬送方向１９に搬送され、第２レーザ加工装置３７に搬入される。基板は、第２レーザ加工装置３７においてパターニングされる（ステップＳ１０８）。図６は、第２レーザ加工装置によるパターニング後の基板の構成を示す模式的断面図である。図６に示すように、光電変換層５４の所定の位置に、光電変換層５４を分離する直線状の第２の分離溝としての溝部５５が形成されている。パターニングには、ＹＡＧレーザ光の第２高調波を用いてもよく、ＹＶＯ４レーザ光の第２高調波などを用いても構わない。
【００７３】
次に、スパッタリング装置３８において、光電変換層５４上にＺｎＯまたはＳｎＯ２などからなる透明導電層と、ＡｇまたはＣｕなどの金属で構成される裏面電極層とを積層する（ステップＳ１０９）。図７は、スパッタ後の基板の構成を示す模式的断面図である。図７に示すように、溝部５３の形成された光電変換層５４を覆うように透明導電層５６が形成され、透明導電層５６の上面に裏面電極層５７が形成されている。透明絶縁基板５１上に積層された表面導電層５２、光電変換層５４、透明導電層５６および裏面電極層５７は、薄膜積層体７０を形成する。
【００７４】
透明導電層５６と裏面電極層５７とは、たとえば各々５０ｎｍ／１５０ｎｍの膜厚を有するように形成されてもよい。裏面電極層５７の形成方法としては、スパッタリング法の他、たとえば従来から公知の、蒸着法またはイオンプレーティング法などを用いることができる。
【００７５】
ここで、裏面電極層５７としては、その他、たとえばＡｇ（銀）層、Ａｌ（アルミニウム）層、またはこれらの層の積層体などの導電性を有する層を用いることができる。また、裏面電極層５７は、光電変換層５４側の表面に、たとえば、ＳｎＯ２膜、ＩＴＯ膜、ＺｎＯ膜、若しくはこれらの膜に微量の不純物を添加した膜の単層、またはこれらを複数重ね合わせた複数層などの光を透過させることができるとともに、導電性である透明導電膜を有していることが薄膜太陽電池の変換効率を向上させる観点から好ましい。透明導電膜が複数層から構成される場合には、すべての層が同一の材料から形成されていてもよく、少なくとも１層が他と異なる材料から形成されていてもよい。
【００７６】
その後、第３レーザ加工装置３９においてパターニングされる（ステップＳ１１０）。図８は、第３レーザ加工装置３９によるパターニング後の基板の構成を示す模式的断面図である。図８に示すように、裏面電極層５７から表面導電層５２の上部まで到達して光電変換層５４、透明導電層５６および裏面電極層５７を分離する、直線状の第３の分離溝としての溝部５８が、所定の位置に形成されている。パターニングには、ＹＡＧレーザ光の第２高調波を用いてもよく、ＹＶＯ４レーザ光の第２高調波などを用いても構わない。
【００７７】
この際、溝部５８の形成においては、表面導電層５２へのダメージを抑え、かつ溝部５８の形成後の裏面電極層５７のバリの発生を抑制することが可能な形成条件を選択することが好ましい。
【００７８】
次に、レーザトリミング加工装置１０７において、ＹＡＧレーザ光の基本波、ＹＶＯ４レーザ光の基本波などを用いて、基板周縁部の領域にある、表面導電層５２、光電変換層５４、透明導電層５６および裏面電極層５７の透明絶縁基板５１上の全ての層を除去する（ステップＳ１１１）。図９は、外周絶縁領域６８形成後の基板の構成を示す模式的断面図である。図９に示すように、基板周縁部の薄膜積層体７０が除去されて基板周縁部が絶縁され、透明絶縁基板５１の外周近傍において透明絶縁基板５１の主表面５１ｕが露出する、外周絶縁領域６８が形成される。この工程により、太陽電池パネル５９が製造される。
【００７９】
次に、逆バイアス処理装置１０８によって、製造された太陽電池パネル５９に逆電圧を印加することにより、表面導電層５２と裏面電極層５７とを短絡させる半導体薄膜のピンホール欠陥が除去される（ステップＳ１１２）。この処理によって、太陽電池セル内のリークが修復されるので、太陽電池パネル５９の短絡による発電特性の低下を防止できる。
【００８０】
次に、絶縁検査装置４０において、太陽電池パネル５９の外周絶縁領域６８の絶縁耐圧性を評価する（ステップＳ１１３）。絶縁検査の結果、絶縁不良となった太陽電池パネル５９については、ステップＳ１１１のレーザトリミング加工により、絶縁不良の原因である残渣物を再度除去する。絶縁検査の結果、絶縁が正常であった太陽電池パネル５９は、次に特性検査装置４９において特性検査が行なわれる（ステップＳ１１４）。特性検査では、太陽電池パネル５９に擬似太陽光を照射し、その結果出力された電圧を測定する。太陽電池パネル５９は、特性検査における出力電圧の結果に応じて性能別にランク分けされ、ランク振分搬出装置４１によって、ランク別に振り分けられる（ステップＳ１１５）。
【００８１】
次に、電極形成装置４６において、裏面電極層５７の表面上にそれぞれ、銀ペーストなどの導電性ペースト６４を介して電流取り出し用電極６５を形成する（ステップＳ１１６）。図１０は、電極形成後の基板の構成を示す模式的断面図である。その後、封止装置４７において、電流取り出し用電極６５の形成後の薄膜積層体７０の裏面側に、透明なＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）からなる透明接着材６６を設置し、その後、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）／アルミニウム／ＰＥＴの積層フィルムからなる裏面封止材６７を設置した後に、真空ラミネート装置によって、裏面封止材６７と透明絶縁基板５１とを接着する（ステップＳ１１７）。図１１は、封止後の基板の構成を示す模式的断面図である。
【００８２】
その後、仕上げ装置４８において、薄膜太陽電池６９を完成させる仕上げ加工が行なわれる（ステップＳ１１８）。具体的には、太陽電池パネル５９の裏面封止材６７に端子ボックス（図示省略）を接着し、端子ボックス内をシリコーン樹脂で充填し、アルミニウムフレーム（図示省略）を取り付けることによって、太陽電池パネル５９を用いた薄膜太陽電池６９が完成する。なお、Ｓ１０８からＳ１１７までの工程においては、基板は１枚ずつ搬送されている。
【００８３】
以下、本実施の形態の第１成膜装置２２〜２５であるプラズマＣＶＤ装置の詳細について説明する。図１２は、第１成膜装置２２〜２５の概略図である。図１２に示すように、第１成膜装置２２〜２５は、真空容器の内部に載置された基板７１の主表面上に薄膜を成膜する処理を行なうための、成膜装置である。第１成膜装置２２〜２５は、基板７１に対し上方に配置された上部電極７２と、基板７１に対し下方に配置された下部電極７３と、を含む。上部電極７２と下部電極７３とは、基板７１を挟むように互いに対向して配置され、一対の電極を形成する。上部電極７２と下部電極７３との一方はカソード電極であり、他方はアノード電極である。図示しない配線が上部電極７２と下部電極７３とに接続されて、その配線を介して上部電極７２と下部電極７３とは第１成膜装置２２〜２５の外部の電源に接続されている。
【００８４】
第１成膜装置２２〜２５の底部には、排気配管７４が設けられている。排気配管７４は、第１成膜装置２２〜２５の内部空間と、図示しない真空ポンプとを連通している。真空ポンプが駆動することにより、第１成膜装置２２〜２５の内部空間から排気配管７４を経由して排気され、真空容器の内部の圧力が低下して真空状態とされる。排気配管７４は、第１成膜装置２２〜２５から鉛直方向に沿って下方へ延びる鉛直方向延在管と、鉛直方向延在管の下端部において屈曲して水平方向に沿って延びる水平方向延在管と、を有する。鉛直方向延在管の下端部において、排気配管７４には、開閉自在の開口７５が形成されている。
【００８５】
第１成膜装置２２〜２５の側面の一部には、開口７６が形成されている。この開口７６を覆うように、開閉自在の開閉扉７７が配置されている。開閉扉７７が開けられることにより、開口７６が開放され、第１成膜装置２２〜２５が大気開放される。開閉扉７７が閉じられることにより、開口７６が密閉され、第１成膜装置２２〜２５の内部を真空にまで減圧できる状態になる。
【００８６】
基板７１に成膜処理が行なわれる場合、開閉扉７７を開き、開口７６を経由して基板７１が第１成膜装置２２〜２５の内部に配置される。その後開閉扉７７を閉じて開口７６を閉塞させた状態で、排気配管７４を経由して第１成膜装置２２〜２５の内部の空気が排気され、第１成膜装置２２〜２５の内部空間が減圧され真空状態とされる。続いて図示しないガス供給部から、プロセスガスが第１成膜装置２２〜２５の内部へ供給される。上部電極７２と下部電極７３との間に高周波の電力を供給することにより、上部電極７２と下部電極７３との間でプロセスガスをプラズマ状態に励起する。これにより化学的に活性となったプロセスガスの原子や分子を、基板７１の主表面に接触させて、基板７１の主表面上に成膜処理が行なわれる。
【００８７】
成膜処理が繰り返されると、第１成膜装置２２〜２５の内部の構成部品や内壁などに、成膜物が付着する。プロセスガスとしてシランを使用する場合、ポリシランなどのシリコン系付着物が、第１成膜装置２２〜２５の内部に蓄積される。このシリコン系付着物を除去するために、第１成膜装置２２〜２５の真空容器を大気開放し、堆積したポリシランを除去するクリーニング作業が、定期的に行なわれる。クリーニングによって付着物が除去された後、成膜が再開される。
【００８８】
図１２に示すように、第１成膜装置２２〜２５の外部に、加湿器７８と、湿度センサ７９とが配置されている。加湿器７８は、第１成膜装置２２〜２５の開口７６の近傍に配置され、第１成膜装置２２〜２５の周囲の雰囲気を加湿する。湿度センサ７９は、第１成膜装置２２〜２５の周囲の雰囲気の湿度を計測する。加湿器７８は、一般的な気化法、蒸発法または水噴霧法を用いて、気体の絶対湿度を高くできる。一例としては加湿器７８は、ノズルを用いた微細なミスト粒子の噴霧によって加湿するものであってもよい。
【００８９】
第１成膜装置２２〜２５のクリーニングのために開閉扉７７を開いて開口７６を開放し、第１成膜装置２２〜２５を大気開放するとき、加湿器７８を運転し、第１成膜装置２２〜２５の周辺の絶対湿度を向上させる。好ましくは、絶対湿度が１１．５ｇ／ｍ３以上になるように、加湿器７８を使用して第１成膜装置２２〜２５の周辺を加湿する。
【００９０】
開閉扉７７を開く前に加湿器７８を起動して第１成膜装置２２〜２５の周辺の絶対湿度を１１．５ｇ／ｍ３以上にすることにより、第１成膜装置２２〜２５を大気開放すると、絶対湿度１１．５ｇ／ｍ３以上の空気が第１成膜装置２２〜２５へ流入する。加湿空気によって、クリーニング時に第１成膜装置２２〜２５の内部に搬入する物体の表面の水分量が増加するので、物体表面の電気伝導率が向上し、電荷の漏洩が早くなる。そのため、物体の帯電電位が下がるので、静電気の発生を抑制することができる。
【００９１】
クリーニング中の静電気の発生を抑制することで、第１成膜装置２２〜２５の内部におけるポリシランなどの微小粉末の酸化反応を抑制できるので、熱の発生を確実に防止でき、第１成膜装置２２〜２５のクリーニング作業時の安全性を向上することができる。また、静電気を抑制することで、第１成膜装置２２〜２５の内部の付着物を、側壁や配管からより容易に除去することができ、加えて、側壁や配管から一度除去した付着物の微小粉末が側壁などに再付着することを抑制できるので、第１成膜装置２２〜２５のクリーニング作業の効率を向上することができる。
【００９２】
さらに、クリーニング時に付着物の微小粉末が開口７６を経由して第１成膜装置２２〜２５の外部へ浮遊しても、周辺の湿度を高めることにより、搬送装置や別の処理装置などの工場内の他の装置に微小粉末が付着して汚れることを、抑制することができる。
【００９３】
加湿器７８を使用した第１成膜装置２２〜２５の周辺の空気の湿度制御は、常時行なわれてもよく、または、第１成膜装置２２〜２５の大気開放時にのみ行なわれてもよい。
【００９４】
第１成膜装置２２〜２５の大気開放時に、真空容器に不活性ガスを供給して大気圧にまで圧力を上昇させることで、酸化反応を抑制する。このとき好ましくは、水分を含んだ不活性ガス、さらに好ましくは絶対湿度１１．５ｇ／ｍ３以上の不活性ガスを真空容器内に供給すれば、第１成膜装置２２〜２５内での静電気の発生をより確実に抑制することができる。
【００９５】
一般的に、２５℃前後の室温において相対湿度が５０％を下回ると、静電気の帯電電圧が大きくなり、静電気に由来する火花の発生の可能性が大きくなる。室温における相対湿度が５０％以上であれば、対象物の静電気による帯電量よりも大気側への放電量が大きくなるため、静電気による火花の発生を抑えることができる。そこで、本明細書では、気温２５℃で相対湿度５０％に相当する絶対湿度１１．５ｇ／ｍ３以上の範囲を湿度安全領域と規定する。第１成膜装置２２〜２５の周辺の雰囲気を湿度安全領域の範囲に保つことで、第１成膜装置２２〜２５の大気開放時の静電気の発生を抑制し、安全にクリーニング作業を行なうことができる。
【００９６】
加湿器７８による第１成膜装置２２〜２５周辺の絶対湿度の上限値は、飽和水蒸気量となる。飽和水蒸気量は温度によって変動し、絶対湿度の上限値は、各温度における相対湿度１００％のときの絶対湿度である。たとえば第１成膜装置２２〜２５の周辺の温度が２５℃のときの絶対湿度の上限値は２３ｇ／ｍ３であり、温度が３０℃のときの絶対湿度の上限値は３０ｇ／ｍ３である。
【００９７】
第１成膜装置２２〜２５のクリーニング時に、排気配管７４の内部もクリーニングする必要がある。排気配管７４は細く、また下部電極７３などの第１成膜装置２２〜２５内部の構造物に遮られる場合があり、第１成膜装置２２〜２５の内部側から排気配管７４の内部にアクセスするのは一般的に困難である。そこで、排気配管７４に開口７５を設けることにより、第１成膜装置２２〜２５の外部から排気配管７４に容易にアクセスして、開口７５を開くことにより、排気配管７４の内部のクリーニング作業をより効率的に行なうことができる。
【００９８】
図１３は、図１に示す薄膜太陽電池製造装置１における第１成膜装置２２〜２５の配置を示す概略図である。第１成膜装置２２〜２５は、薄膜太陽電池製造装置１を構成する工場の内部の、区切られた一区画の内部に配置されている。薄膜太陽電池製造装置１は、第１成膜装置２２〜２５の周辺の空間を仕切る間仕切り部８０を備える。第１成膜装置２２〜２５は、矩形状の側壁と天井とを有する間仕切り部８０によって取り囲まれている。間仕切り部８０によって囲繞された空間８２の内部に第１成膜装置２２〜２５が配置され、間仕切り部５０の外部の空間８３に他の装置が配置されている。
【００９９】
第１成膜装置２２〜２５の周辺を加湿する加湿器７８は、間仕切り部８０によって仕切られた、第１成膜装置２２〜２５に近接する側の空間８２に配置されている。間仕切り部８０は、第１成膜装置２２〜２５の外部の、第１成膜装置２２〜２５に形成された開口７６付近の空間を仕切り、加湿器７８は、間仕切り部８０が区切る空間のうち、開口７６に近接する側の空間８２に配置されている。加湿器７８は、空間８２内の雰囲気中の湿度を増加させる。間仕切り部８０によって、第１成膜装置２２〜２５と加湿器７８とをその内部に含む小部屋が形成され、加湿器７８が供給する水蒸気を当該小部屋の内部から拡散させないようにすることで、第１成膜装置２２〜２５の周辺をより早くより効率よく加湿することができる。
【０１００】
間仕切り部８０は、図１３に示すような第１成膜装置２２〜２５を取り囲む形状を有し、第１成膜装置２２〜２５の周囲にほぼ閉空間を形成できる構成であれば、より確実に第１成膜装置２２〜２５の周辺からの水蒸気の拡散を抑制できるので望ましい。但し間仕切り部８０は、この構成に限られるものではない。たとえば、開口７６の側方の両側に衝立状の一対の間仕切り部を設ける構成としても、第１成膜装置２２〜２５の開口７６近傍の絶対湿度を効率的に上昇させることができる。このように、第１成膜装置２２〜２５を大気開放するとき、開口７６を経由して、加湿器７８により加湿された空気を第１成膜装置２２〜２５の内部へより好適に流入させることのできる構成であれば、間仕切り部はどのような構成であってもよい。
【０１０１】
間仕切り部８０の一部分には開口部８１が形成されている。この開口部８１を経由して、間仕切り部８０の外部の空間８３と間仕切り部８０によって仕切られた空間８２との間で、基板を収容したカセットが搬送される。開口部８１は、当該カセットの搬送中に開口部８１の周囲の間仕切り部８０がカセットに干渉しない程度に大きく、かつ、加湿器７８により空間８２内に供給された水蒸気の空間８３への拡散を抑制できる程度に小さく、形成されている。
【０１０２】
開口部８１を形成し開口部８１を経由して基板の空間８２への搬出入ができる構成にすることにより、第１成膜装置２２〜２５への基板の自動搬送が可能になる。開口部８１を十分に小さく形成すれば、加湿器７８による第１成膜装置２２〜２５の周辺を加湿する効果を十分に得ることができる。代替的には、開口部８１を開閉するゲートバルブを設け、ゲートバルブの開閉により開口部８１の開閉を制御してもよく、または、開口部８１をエアカーテンなどで遮断してもよい。
【０１０３】
図１４は、第１成膜装置２２〜２５の動作を制御する制御装置の概要を示すブロック図である。薄膜太陽電池製造装置１は、図１４に示す制御装置を含む。制御装置は、第１成膜装置２２〜２５を制御するための、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの制御部８４を含む。制御部８４は、第１成膜装置２２〜２５、加湿器７８、湿度センサ７９のそれぞれに配線により接続される。制御部８４は、第１成膜装置２２〜２５および加湿器７８に、運転および停止を指令する。制御部８４はまた、湿度センサ７９から、湿度センサ７９により計測された第１成膜装置２２〜２５の周辺の絶対湿度を示す信号を受ける。
【０１０４】
制御装置はまた、制御部８４で実行するプログラムを記憶するためのメモリ８５を含む。制御部８４は、メモリ８５に記憶されるプログラムを読み出して、当該プログラムを実行することにより、第１成膜装置２２〜２５、加湿器７８などの各装置類を運転または停止する。
【０１０５】
制御装置はさらに、アラーム発報機８６を含む。アラーム発報機８６は、たとえば警報ランプや警報ブザーなどを有し、アラーム発報機８６が作動することにより、薄膜太陽電池製造装置１を操作するオペレータに作業指示をする。
【０１０６】
図１５は、第１成膜装置２２〜２５のクリーニング方法の各ステップを示す流れ図である。図１５を参照して、第１成膜装置２２〜２５の内部に堆積したポリシランなどのシリコン系付着物をクリーニングする方法について説明する。
【０１０７】
まずステップ（Ｓ２０１）において、第１成膜装置２２〜２５がクリーニングすることを要求する。第１成膜装置２２〜２５のクリーニングの要否は、たとえば成膜処理の累積回数などで判断される。次にステップ（Ｓ２０２）において、湿度センサ７９が、第１成膜装置２２〜２５の周辺の湿度を計測する。続いてステップ（Ｓ２０３）において、湿度センサ７９によって計測された絶対湿度が、静電気の発生を抑制するための閾値として設定された１１．５ｇ／ｍ３以上であるか否かが判断される。
【０１０８】
ステップ（Ｓ２０３）で絶対湿度が１１．５ｇ／ｍ３未満であると判断された場合、次にステップ（Ｓ２０４）において、加湿器７８を作動させることにより第１成膜装置２２〜２５の周辺の湿度を増加させる、加湿運転が行なわれる。湿度センサ７９によって計測された第１成膜装置２２〜２５の周辺の絶対湿度が１１．５ｇ／ｍ３以上になるまで、ステップ（Ｓ２０３）の判断とステップ（Ｓ２０４）の加湿運転が繰り返される。絶対湿度が１１．５ｇ／ｍ３未満である間は、第１成膜装置２２〜２５の大気開放を禁止する警報を、アラーム発報機８６を用いて発報してもよい。
【０１０９】
第１成膜装置２２〜２５の周辺の絶対湿度が１１．５ｇ／ｍ３以上になるまで加湿され、ステップ（Ｓ２０３）で絶対湿度が１１．５ｇ／ｍ３以上であると判断されると、第１成膜装置２２〜２５の大気開放が許可される。続いてステップ（Ｓ２０５）へ進み、クリーニングを実施させる警報を、アラーム発報機８６を用いて発報する。薄膜太陽電池製造装置１を操作する作業者は、このクリーニングを実施させる警報を受けて、ステップ（Ｓ２０６）で第１成膜装置２２〜２５を大気開放し、ステップ（Ｓ２０７）で第１成膜装置２２〜２５の内部の堆積物を除去するクリーニングを開始する。
【０１１０】
次にステップ（Ｓ２０８）で、作業者がクリーニング完了の情報を入力したか否かを判断する。クリーニング完了の情報の入力は、アラーム発報機８６もしくは第１成膜装置２２〜２５を介して行なわれてもよく、または制御部８４に直接入力されてもよい。
【０１１１】
クリーニング完了の情報の入力がなければ、続いてステップ（Ｓ２０９）で、湿度センサ７９によって計測された絶対湿度が１１．５ｇ／ｍ３以上であるか否かが再度判断される。ステップ（Ｓ２０９）で絶対湿度が１１．５ｇ／ｍ３以上であると判断されれば、ステップ（Ｓ２０８）の判断に戻る。ステップ（Ｓ２０９）で絶対湿度が１１．５ｇ／ｍ３未満であると判断されれば、ステップ（Ｓ２１０）において、加湿運転が行なわれる。このようにして、クリーニング作業実施中の第１成膜装置２２〜２５の周辺の絶対湿度を、常に１１．５ｇ／ｍ３以上に保つように制御する。典型的には、クリーニング作業実施中、常時加湿器７８の運転が続けられる。
【０１１２】
作業者は、クリーニングを終了し開閉扉７７を閉じた後に、クリーニング完了の情報を制御部８４に入力する。このときステップ（Ｓ２０８）でクリーニング完了の情報が入力されたと判断され、ステップ（Ｓ２１１）に進み、第１成膜装置２２〜２５を使用した薄膜太陽電池の生産が再開される。加湿器７８を使用した第１成膜装置２２〜２５の周辺の空気の湿度制御が第１成膜装置２２〜２５の大気開放時にのみ行なわれる設定であれば、このステップ（Ｓ２１１）において、加湿器７８が停止される。
【０１１３】
以上説明した第１成膜装置２２〜２５のクリーニング方法では、第１成膜装置２２〜２５の周辺の湿度を湿度センサ７９で計測し、湿度が１１．５ｇ／ｍ３以上であると判断された場合にのみ、第１成膜装置２２〜２５を大気開放する。絶対湿度１１．５ｇ／ｍ３以上の湿度安全領域でクリーニング作業を行なうことにより、クリーニング中の静電気の発生を抑制できるので、発熱の可能性を回避でき、より安全にクリーニング作業を行なうことができる。
【０１１４】
次に、図９に示す太陽電池パネル５９の外周絶縁領域６８の絶縁性能を検査するための、絶縁検査装置４０の詳細について説明する。図１６は、太陽電池パネル５９用の絶縁検査装置４０の構成を示す図である。絶縁検査装置４０は、図９に示す構成を有する太陽電池パネル５９を検査対象とし、太陽電池パネル５９に対して、外周絶縁領域６８の絶縁性能を検査するための検査装置である。
【０１１５】
絶縁検査装置４０は、筐体８８と、裏面電極層５７に当接させるための第１端子８９と、外周絶縁領域６８の外周端近傍に当接させるための第２端子９０と、第１端子８９および第２端子９０を上下方向および左右方向に起こす機構（図示せず）と、第１端子８９および第２端子９０の間にそれぞれ電圧を印加するための電圧印加部９２と、電圧印加部９２によって電圧を印加した第１端子８９および第２端子９０の間に流れる電流を検出する電流検出部９３（たとえば、絶縁耐圧試験機）と、筐体８８内の水分量を管理する手段９４（たとえば、温湿度センサー）と、太陽電池パネル５９を搬送する手段９７（たとえば、コンベヤー）とを備えている。
【０１１６】
筐体８８内部においては、検査対象となる太陽電池パネル５９が収納された状態で、水分量を管理する手段９４によりその太陽電池パネル５９周囲の雰囲気の水分量を管理することができ、水分量を減少させる手段９５によりその太陽電池パネル５９周囲の雰囲気の水分量を減少させることができる。
【０１１７】
電圧印加部９２と電流を検出する電流検出部９３は、一体型でも構わない。水分量を管理する手段９４と、筐体８８内の水分量を減少させる手段９５も一体型のものでも構わない。また、水分量を管理する手段９４は、必ずしも装置構成上なくても構わない。たとえば、水分量を減少させる手段９５の動作が確認できることにより、筐体８８内の水分量の減少が確認できる場合等が挙げられる。
【０１１８】
筐体８８内の水分量を減少させる手段９５としては、筐体８８内に乾燥エアーにて置換することにより、筐体８８内の水分量を減少させることが可能である。その際、たとえば、温度２５℃、湿度５０％が上限値だとすれば、温度２８℃、湿度４５％以上になれば、乾燥エアーを導入するなどの制御を行えば、ランニングコスト低減が可能となる。
【０１１９】
他の水分量を減少させる手段としては、除湿機にて装置内の水分量を低減すればよい。この際、たとえば、温度２８℃、湿度５０％が上限値だとすれば、温度２８℃、湿度４５％以上になれば、除湿機が運転開始するなどの制御を行なえば、ランニングコスト低減が可能となる。
【０１２０】
より、簡単な水分量を減少させる手段として、筐体８８内に乾燥剤をいれ、湿度がある一定値以上になれば、筐体８８内より警告音が発せられ、乾燥剤を交換するシステムを有していれば良い。乾燥剤としては、物理的吸着であるシリカゲル系乾燥剤、化学的吸着である塩化カルシウム系乾燥時剤、酸化マグネシウム系乾燥剤が使用できる。水分量が高い場合は、吸湿に優れた化学的吸着である乾燥剤を使用することが好ましい。
【０１２１】
また、装置の筐体８８内の湿度、温度または水分量が規定値以上である場合、装置内にて基板が待機し、規定値未満の温度・湿度または水分量になるまで測定を実行しない方が、装置の前のコンベヤー等で待機するより好ましい。
【０１２２】
図１７は、絶縁検査装置４０における端子の位置を示す平面図である。図１７に示すように、絶縁検査装置４０の第１端子８９として円柱状のものが６本設けられ、第２端子９０は、検査対象となる太陽電池パネル５９の外周に密接してこの外周を矩形状に取囲むように配置されている。第１端子８９は、太陽電池パネル５９の裏面電極層５７の存在する領域の内側において、互いに対向する平行な２辺に沿う位置にそれぞれ配置されている。
【０１２３】
図１８は、絶縁検査装置４０と太陽電池パネル５９との位置関係および印加電圧を説明する断面図である。図１８に示すように、外周絶縁領域６８の幅は１２ｍｍである。第１端子８９と第２端子９０との間には、６０００Ｖの電圧が印加される。ここで、絶縁耐電圧特性とは、薄膜太陽電池の外周縁に取り付けられたフレームと薄膜太陽電池との間に所定の高電圧を印加しても、フレームと薄膜太陽電池との間で放電しない特性を意味する。
【０１２４】
たとえば、日本工業規格（ＪＩＳ）のＣ８９９１で定められた絶縁耐電圧試験によって所定の絶縁耐電圧性が得られているか調べることができる。システム電圧が１０００Ｖの薄膜太陽電池モジュールの場合、国際規格では雷サージ耐圧６ＫＶに対する絶縁耐電圧性が必要とされている。システム電圧１０００Ｖの薄膜太陽電池である場合は６０００Ｖの電圧を印加し、電流値が５０μＡ未満であれば合格と判断する。
【０１２５】
図１９は、絶縁検査装置４０における端子の変形例を示す断面図である。絶縁検査装置４０は、図１８に示す第１端子８９および第２端子９０とは別に、図１９に示すように、第１端子８９と第２端子９０の間に第３端子９１（複数でも可能）を備えても構わない。組合せにより、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３のそれぞれに電圧を印加することができる。ただし、第３端子９１の数を多くしすぎると構造が複雑になってしまう。また、外周絶縁領域６８の幅に対して第３端子９１と第１端子８９の隙間、および第３端子９１と第２端子９０との隙間をうまく配置するためには、第３端子９１の数をあまり多くしすぎると不都合である。このようなことを考慮すると、現実的には、上記１以上の第３端子９１の数は、２以下であることが好ましい。
【０１２６】
水分量を管理する手段９４は１つ以上あれば構わないし、好ましくは筐体８８内の対角線上の位置に２ヶ所あると良い。筐体８８内の水分量を管理する方法としては、湿度・温度をモニタリングすることにより、水分量を正確に把握することが可能となる。たとえば、図２０に示したように、同じ湿度５０％であった場合でも、温度が３０℃の場合、水分量は１５．０５ｇ／ｍ３であり、温度が２５℃の場合、水分量は１１．４２ｇ／ｍ３となり水分量の相違が生じる。なお図２０は、一定湿度（５０％）に対する各温度と水分量との関係を表す図である。
【０１２７】
また、太陽電池パネル（薄膜太陽電池）の製造ラインでは、温度管理もある幅を有して（約５℃程度）おり、さらに湿度管理をしていないのが一般的な製造環境である。従って、それぞれの温度により湿度を管理することにより、正確な筐体８８内の水分量を把握することができる。その際、温度ごとに湿度の上限を決めて管理を行なうことにより、測定を正確に行なうことが可能である。
【０１２８】
より、簡単な管理方法として、温度管理の上限値がわかっているのであれば、温度が高いほど同じ湿度であれば、水分量が高いので、温度の上限値での湿度を管理しておけば、測定を正しく行なうことが可能となる。
【０１２９】
筐体８８内の水分量としては、好ましくは１４．３ｇ／ｍ３以下、より好ましくは１２．５ｇ／ｍ３以下である。
【０１３０】
図２１は、筐体８８内の水分量と、上述の条件化下において、太陽電池パネル５９の絶縁耐電圧試験を行なった際の電流量との関係を示したグラフである。図２１では、６０００Ｖ印加時における漏れ電流と水分量との関係が図示されている。水分量は電流の流れる量の傾きが変化する１４．３ｇ／ｍ３以下にすることが好ましく、より好ましくは電流量が増加する変化点である１２．５ｇ／ｍ３以下で管理する。
【０１３１】
筐体８８内が常に１２．５ｇ／ｍ３以下になるように温度２４℃の場合は湿度５７．５％以下、温度２５℃の場合は湿度５４．５％以下、温度２６℃の場合は湿度５1．５％以下、温度２７℃の場合は湿度４８．５％以下、温度２８℃の場合は湿度４６％以下になるように、制御部９６により、水分量を管理する手段９４および水分量を減少させる手段９５を管理する。ここでは、筐体８８内部に検査対象となる太陽電池パネル５９（透明絶縁基板５１）が収納された状態で、水分量を管理する手段９４によりその太陽電池パネル５９（透明絶縁基板５１）周囲の雰囲気の水分量を管理し、水分量を減少させる手段９５によりその太陽電池パネル５９（透明絶縁基板５１）周囲の雰囲気の水分量を減少させることになる。
【０１３２】
この場合、太陽電池パネル５９が通常搬送している間、外周絶縁領域６８の絶縁検査結果が異常になることはない。また、太陽電池パネル５９を１００枚抜き取り複数回の測定を行なっても、１回目の測定結果と再測定の測定結果には差は見られない。
【０１３３】
このようにして作製した太陽電池パネル５９を用いた薄膜太陽電池６９について、上記の太陽電池パネル５９の外周絶縁領域６８に対応する箇所にアルミニウムフレームを取り付けた後に、アルミニウムフレームと薄膜太陽電池６９の電流取り出し用電極６５との間に６０００Ｖを印加し、絶縁耐電圧の最終試験を行った。その結果、全てのセルが合格となった。
【０１３４】
以上説明した通り、プラズマＣＶＤ装置である第１成膜装置２２〜２５の大気開放時には、周辺の絶対湿度を１１．５ｇ／ｍ３以上になるように管理する。つまり、第１成膜装置２２〜２５の周辺は、絶対湿度が高いほうが望ましい。一方、太陽電池パネル５９の絶縁検査を行なう絶縁検査装置４０の筐体８８の内部は、絶対湿度１４．３ｇ／ｍ３以下に管理される。つまり、絶縁検査装置４０の内部は、絶対湿度が低い方が望ましい。
【０１３５】
そのため、本実施の形態では、第１成膜装置２２〜２５の配置された第１空間１０１と絶縁検査装置４０の配置された第２空間１０２との間での空気の流通を抑制するための、隔壁部１２０が設けられている。第１成膜装置２２〜２５の周囲には加湿器７８が配置され、加湿器７８は、第１成膜装置２２〜２５の周囲を加湿するが、第２空間１０２の絶対湿度には影響を与えない。絶縁検査装置４０の筐体８８の内部には水分量を減少させる手段９５が配置され、水分量を減少させる手段９５は筐体８８の内部の絶対湿度を低下させるが、第１空間１０１の絶対湿度には影響を与えない。
【０１３６】
加湿器７８は、第１成膜装置２２〜２５の周辺雰囲気の湿度を制御する第一湿度制御装置として機能する。水分量を減少させる手段９５は、絶縁検査装置４０の筐体８８内の湿度を制御する第二湿度制御装置として機能する。加湿器７８と水分量を減少させる手段９５とは、互いに独立に湿度を制御可能である。
【０１３７】
このようにすれば、薄膜太陽電池製造装置１に含まれる第１成膜装置２２〜２５と絶縁検査装置４０とについて、それぞれ最適な絶対湿度範囲で管理することができる。具体的には、加湿器７８は、第１成膜装置２２〜２５を大気開放するときに、第１成膜装置２２〜２５の周辺の湿度を絶対湿度１１．５ｇ／ｍ３以上に制御する。水分量を減少させる手段９５は、絶縁検査装置４０の筐体８８内の絶対湿度を１４．３ｇ／ｍ３以下に制御する。
【０１３８】
これにより、第１成膜装置２２〜２５のクリーニング時の静電気の発生を抑制して、第１成膜装置２２〜２５を安全にメンテナンスできるとともに、第１成膜装置２２〜２５のクリーニング中でも絶縁検査装置４０を用いた太陽電池パネル５９の絶縁検査を正常に実施することができる。したがって、より生産性に優れた、好適な薄膜太陽電池製造装置１を提供することができる。第１成膜装置２２〜２５の周辺雰囲気を加湿する加湿器７８と、絶縁検査装置４０の筐体８８内を除湿する水分量を減少させる手段９５と、の相互の影響を防ぐことで、加湿器７８と水分量を減少させる手段９５とのそれぞれの稼働効率が低下することを防止することができる。
【０１３９】
一般に、工場内全体の雰囲気を細かく制御する装置は非常に大がかりなものとなり、設置コストや維持コスト、維持メンテナンスの手間などがかかる。本実施の形態の薄膜太陽電池製造装置１は、このような工場内全体の雰囲気を制御する装置を用いなくとも適用できる点で有用であり、簡便な構成にて工場内の異なる区域を異なる絶対湿度に独立に制御できるという利点を有している。
【０１４０】
図１に戻って、薄膜太陽電池製造装置１はカセットラック８を備える。基板を収容したカセットは、搬送方向１１６に搬送され、第２ポート１０とカセットラック８との間を搬送される。カセットラック８は、複数のカセットを収容可能であり、カセットに収容された複数の基板を一時保管可能に設けられている。
【０１４１】
このカセットラック８内に、第１成膜装置２２〜２５での成膜処理まで完了した基板を保管しておくことにより、第１成膜装置２２〜２５のクリーニング中にも、第２基板搬送ライン４２へ順次基板を供給できる。そのため、第１成膜装置２２〜２５のメンテナンス中に、第２レーザ加工装置３７以降の処理装置で基板を順次処理できるので、薄膜太陽電池製造装置１の全体としての稼働率の低下を抑制することができる。したがって、薄膜太陽電池製造装置１の生産性を一層向上させることができる。
【０１４２】
図２２は、カセットラック８の断面図である。図２２に示すように、本実施形態のカセットラック８は上段８ａと下段８ｂとを有する２段構造になっており、上段８ａと下段８ｂとのそれぞれにつき６つのカセット６０を収納することができる。基板を収容したカセット６０をカセットラック８に一時保管することにより、カセット６０の設置スペースを削減することができる。
【０１４３】
カセット６０には識別番号が付されており、第１ポート９、第２ポート１０、第３ポート１１０およびカセットラック８などには、カセット６０の識別番号を認識するセンサーが取付けられている。そのセンサーにより認識されたカセット６０の位置情報は、図示しない制御部に送られる。カセット６０のそれぞれの搬送は、この制御部により管理されている。さらに、透明絶縁基板５１に識別番号を付し、透明絶縁基板５１の搬送を制御部により管理してもよい。
【０１４４】
図２３は、カセット６０の構造を示す斜視図である。図２３に示すように、カセット６０は、内部に空間を有する直方体状の筐体６１と、基板を載置するための棚部６２とから構成されている。カセット６０は、透明絶縁基板５１を６枚収容することができる。筐体６１には、開口部６３が形成されており、開口部６３を通して透明絶縁基板５１が出し入れされる。なお、開口部６３は１箇所に限定されず、カセット６０の対向する側面の両方に設けられていても良い。それによって、カセット６０に対して双方向から基板を出し入れする事ができるので、各搬送部の位置に合わせてカセット６０の向きを変更する為の搬送装置の動作や、その動作に必要な装置構造を簡略化できる。
【０１４５】
カセット６０は上述した大きさの基板を収容できるように、筐体６１の開口部６３と奥行きのいずれか一方が基板の短辺より大きく、他方が基板の長辺より大きい必要がある。カセットの材質としては、カセット自体のサイズが大きく、複数の基板を収容した際の負荷に耐える必要があることから金属部品が主体であることが好ましい。よって、カセットは人間による搬送が困難な重量となるので、カセットの搬送は基本的に搬送ロボットが行なうこととなる。搬送ロボットのトラブルなどで緊急にカセットを搬送ロボット以外で搬送する必要が生じた場合においては、台車、クレーンおよびフォークリフトなどの重量物を運搬できる装置を使用する。
【０１４６】
本実施形態においては、カセット６０において透明絶縁基板５１は水平に載置されているが、鉛直に載置されるようにしてもよい。薄膜太陽電池製造装置において基板を鉛直に保持して処理する処理装置が多く含まれる場合には、カセット６０において基板が鉛直に載置されるようにすることにより、カセット６０に基板を収容する際の基板の向きを変更する時間を短縮することができる。
【０１４７】
（実施の形態２）
図２４は、実施の形態２の薄膜太陽電池製造装置１の構成を模式的に示す図である。図２５は、実施の形態２のバッファストッカ１５を模式的に示す平面図である。実施の形態１と比較して、実施の形態２の薄膜太陽電池製造装置１は、隔壁部１２０に替えて、第１成膜装置２２〜２５と絶縁検査装置４０との間で基板を搬送するとともに一時保管する基板搬送ストッカとしてのバッファストッカ１５を備える。バッファストッカ１５は、複数の基板を収容して一括に基板を搬送可能とする複数のカセットを一時保管する、カセットラック８をその内部に含む。
【０１４８】
第１基板搬送ライン５とバッファストッカ１５とは、基板を第１処理装置から搬出してカセットに収容する、第１搬送部である第１搬送コンベア７により接続されている。バッファストッカ１５とカセット搬送ライン４３とは、カセットを第２処理装置に搬入、および、カセットを第２処理装置から搬出する、第３搬送部である第１搬送ロボット２１により接続されている。バッファストッカ１５と第２基板搬送ライン４２とは、カセットから基板を取り出し第２基板搬送ライン４２に搬入する、第１搬送部である第２搬送コンベア３５により接続されている。
【０１４９】
レーザ加工後検査装置１０６にて処理された基板は、レーザ加工後検査装置１０６から第１搬送コンベア７によりバッファストッカ１５に搬送される。バッファストッカ１５においては、レーザ加工後検査装置１０６から搬出された基板が搬送されてくる第１ポート９が設けられている。
【０１５０】
バッファストッカ１５の中心部には、カセットを複数保管可能なカセットラック８が設けられている。レーザ加工後検査装置１０６および第２レーザ加工装置３７と第１成膜装置２２〜２５との間に、カセットラック８が配設されている。バッファストッカ１５には、カセットをバッファストッカ１５内で搬送する第２搬送部である第２搬送ロボット１４が配置されている。第２搬送部は、カセットをカセットラック８に搬入、および、カセットをカセットラック８から搬出する。カセットラック８の周囲には、第２搬送ロボット１４の通路１３が形成されている。第２搬送ロボット１４は、カセットラック８の周囲の位置からカセットラック８の周囲の他の位置にカセットラック８を経由せずにカセットを移動可能である。
【０１５１】
なお、本実施形態においては、第２搬送ロボット１４が一つ設けられているが、複数設けられていてもよい。通路１３は一つの第２搬送ロボット１４を持つ一続きの通路として示しているが、この構成に限定されず、例えば、カセットラック８の各周辺に対しそれぞれ別の通路１３が設けられていてもよい。また、各通路１３が複数の第２搬送ロボット１４を備えていてもよい。
【０１５２】
第１搬送工程において基板は、第１搬送コンベア７によりバッファストッカ１５の第１ポート９に搬送されて、カセットに収容される。第１ポート９において基板を収容されたカセットは、第２搬送工程において、第２搬送ロボット１４により搬送方向１６に搬送されてカセットラック８に搬入され、カセットラック８内に一時保管される。
【０１５３】
このとき、カセットにカセットの基板収容枚数である６枚の基板が収容された状態でカセットラック８内に一時保管されることが好ましい。このようにすることにより、基板の搬送を効率的に行なうことができるとともに、基板を収容するカセットの数を減少させることができる。ただし、装置トラブルなどにより基板を収容できない事態が発生した場合には、カセットに空きがある状態でカセットがカセットラック８に一時保管されてもよい。
【０１５４】
バッファストッカ１５においては、第１成膜装置２２〜２５から搬出されたカセットが搬送されてくる第２ポート１０が設けられている。カセットラック８において一時保管されていたカセットは、第２搬送工程において、第２搬送ロボット１４によりカセットラック８から搬出されて、第２ポート１０に搬送される。カセットラック８と第２ポート１０との間において、搬送方向１８に示すようにカセットが搬送される。
【０１５５】
第２ポート１０へ搬送されたカセットは、さらに第１搬送ロボット２１へ搬送される。第１搬送ロボット２１によりカセットが、第１成膜装置２２〜２５のそれぞれに任意に搬送される。第３搬送工程において、カセットは、第１搬送ロボット２１により第２ポート１０から第１成膜装置２２〜２５のいずれかのカセットポート２６〜２９に搬送される。
【０１５６】
本実施形態においては、バッファストッカ１５は、基板を一枚ずつ搬送する第４搬送部である第３搬送コンベア１１１により薄膜検査装置１０９と接続されている。第３搬送コンベア１１１は、第１搬送コンベア７および第２搬送コンベア３５とは、カセットラック８を挟んで反対側に設けられている。バッファストッカ１５においては、薄膜検査装置１０９から搬出された基板が搬送されてくる第３ポート１１０が設けられている。
【０１５７】
第１成膜装置２２〜２５により処理された基板は、カセットに収容されて、カセットポート２６〜２９から第１搬送ロボット２１によりバッファストッカ１５の第２ポート１０に搬送される。第２ポート１０に搬送されたカセットは、第２搬送ロボット１４によりカセットラック８内に搬送される。その後、第２搬送ロボット１４によりカセットラック８から第３ポート１１０にカセットが搬送方向１１２に搬送される。
【０１５８】
第２搬送ロボット１４は、第３ポート１１０に別のカセットがある場合などカセットを第３ポート１１０に搬送できないときは、一旦カセットラック８にカセットを搬入して一時保管し、第３ポート１１０が空いた時点でカセットを第３ポート１１０に搬送することができる。また、第２搬送ロボット１４は、第２ポート１０から第３ポート１１０に、カセットラック８を経由せずにカセットを搬送することも可能である。
【０１５９】
薄膜検査装置１０９により検査されて良品と判断された基板を収容したカセットは、第２搬送ロボット１４により、第３ポート１１０から搬送方向１１３に搬送されてカセットラック８に搬入される。バッファストッカ１５においては、第２レーザ加工装置３７に搬入される基板が収容されたカセットが配置される第４ポート１１が設けられている。第４ポート１１は、カセットが配置される場所である。カセットラック８において一時保管がされた後、カセットは、第２搬送ロボット１４により、カセットラック８から搬出されて第４ポート１１に搬送される。
【０１６０】
薄膜検査装置１０９により検査されて良品と判断された基板を収容してカセットラック８に一時保管されているカセットは、第２搬送ロボット１４により搬送方向１９に搬送されて第４ポート１１に配置される。第４ポート１１に配置されたカセットから第２搬送コンベア３５により基板が一枚ずつ取出されて、第２レーザ加工装置３７に搬入される。
【０１６１】
第４ポート１１に配置されたカセットから全ての基板が取出された後、空になったカセットは第２搬送ロボット１４により搬送方向２０に搬送されてカセットラック８に一時保管される。さらに、空のカセットは、カセットラック８から第２搬送ロボット１４により搬送方向１７に搬送されて、第１ポート９に配置される。このように、基板の搬送が効率よく行なわれるように、バッファストッカ１５内においてカセットの一時保管と搬送とが図示しない制御部によって制御されている。
【０１６２】
本実施形態においては、一つのカセットラックにて基板バッファストッカを構成しているので、従来の２箇所の基板バッファストッカを備える製造システムよりもストッカ数を削減でき、工場内のスペースを有効利用できる。また、カセットラック内では基板をカセット単位で管理することにより、基板一枚単位で管理する場合に比べて、管理数が低減でき、搬送回数も低減できることより、効率の良い製造装置を実現できる。従って、本実施形態においては、一括で処理する基板枚数が異なる装置を組合わせた薄膜太陽電池製造装置の生産効率を向上できる。
【０１６３】
本実施形態においては、バッファストッカ１５は、基板を一連の処理から切り離して、カセットラック８に一時保管されたカセットから取出して外部に搬出、および、基板を外部から搬入してカセットに収容する外部搬送部である第４搬送コンベア４４により外部ポート４５と接続されている。バッファストッカ１５においては、外部ポート４５から基板が搬入または外部ポート４５に基板が搬出される第５ポート１２が設けられている。第５ポート１２は、カセットが配置される場所である。
【０１６４】
この構成により、テスト基板を特定の処理装置において処理する場合など、テスト基板を最初の工程から処理する必要がない場合に、テスト基板をバッファストッカ１５から途中の工程に搬送して処理することができる。具体的には、外部ポート４５から第４搬送コンベア４４により第５ポート１２に配置したカセットにテスト基板を収容する。そのカセットを第２搬送ロボット１４により、基板を所望の処理装置に搬送することが可能な第４ポート１１、第２ポート１０または第３ポート１１０に搬送する。その後は、テスト基板が所望の処理装置において処理される。
【０１６５】
テスト基板を収容したカセットが第４ポート１１に搬送された場合には、搬送方向３６にテスト基板が搬送されてランク振分搬出装置４１からテスト基板が搬出される。
【０１６６】
テスト基板を収容したカセットが第２ポート１０に搬送された場合には、第１成膜装置２２〜２５で処理されたテスト基板を収容したカセットは、再度第２ポート１０に搬送される。第２ポート１０に搬送されたカセットは、第２搬送ロボット１４により第５ポート１２に搬送される。第５ポート１２に搬送されたカセットからテスト基板が取出され、第４搬送コンベア４４により外部ポート４５に搬出される。本実施形態においては、外部搬送部として基板を搬送する第４搬送コンベア４４を設けたが、カセットを搬送する搬送ロボットを外部搬送部として設けてもよい。
【０１６７】
実施の形態２の構成により、第１基板搬送ライン５および第２基板搬送ライン４２とカセット搬送ライン４３との間の基板搬送をバッファストッカ１５を介在させて行なうことにより、円滑に基板搬送を行うことが可能となる。その結果、薄膜太陽電池製造装置１全体のスループットの向上を図れる。
【０１６８】
また、第１基板搬送ライン５、カセット搬送ライン４３および第２基板搬送ライン４２の搬送機構がバッファストッカ１５により分割されているため、いずれかの処理装置にトラブルが発生した場合に停止する搬送機構が限定されて、問題のない搬送機構に接続されている処理装置を稼動し続けることができる。そのため、第１基板搬送ライン５、カセット搬送ライン４３および第２基板搬送ライン４２のいずれかに含まれる装置においてトラブルが発生した場合に、バッファストッカ１５のカセットラック８に一時保管されているカセットに収容されている基板を問題のないラインに投入して処理を継続できる。その結果、トラブルの発生による薄膜太陽電池製造装置１の生産性の低下を低減することが可能となる。
【０１６９】
さらに、本実施形態においては、各ラインを構成する処理装置の少なくとも一方の側面を、他の装置が配置されていない開放スペースに面して配置しているため、処理装置の設備補修および設備点検などのメンテナンス時の作業性に優れている。
【０１７０】
図２６は、バッファストッカ１５の構造を示す模式的断面図である。図２６に示すように、バッファストッカ１５の天井部には、ファン１１８が設けられている。ファン１１８は、点線矢印Ｆ１に示すようにバッファストッカ１５の外部から内部へ空気を流通させ、バッファストッカ１５の天井部から床部へ向かって流れる下降流を発生させる。
【０１７１】
バッファストッカ１５から第１搬送ロボット２１へ基板が搬出入される第２ポート１０の位置には、バッファストッカ１５の側壁の一部が開口した開口部１０３が形成されている。バッファストッカ１５から第２搬送コンベア３５へ基板が搬送される第４ポート１１の位置には、バッファストッカ１５の側壁の一部が開口した開口部１０４が形成されている。ファン１１８の運転によってバッファストッカ１５の内部空間に発生した空気流れは、点線矢印Ｆ２，Ｆ３に示すように、開口部１０３，１０４を経由してバッファストッカ１５の外部へ流出する。
【０１７２】
このようにバッファストッカ１５内の気流を制御することで、バッファストッカ１５から第１成膜装置２２〜２５の配置された第１空間１０１へ向かう空気の流れが発生する。かつ、バッファストッカ１５から絶縁検査装置４０の配置された第２空間１０２へ向かう空気の流れが発生する。
【０１７３】
そのため、第１成膜装置２２〜２５の周囲において加湿器７８により加湿された湿度の高い空気が、第１空間１０１からバッファストッカ１５を越えてバッファストッカ１５を挟んで反対側の第２空間１０２へ流れることを、より確実に防止することができる。同様に、絶縁検査装置４０の筐体８８の内部において水分量を減少させる手段９５により除湿された湿度の低い空気が、第２空間１０２からバッファストッカ１５を越えてバッファストッカ１５を挟んで反対側の第１空間１０１へ流れることを、より確実に防止することができる。
【０１７４】
バッファストッカ１５内の気流を発生させるためのファン１１８に替えて、ガスをバッファストッカ１５内に供給するガス供給部をバッファストッカ１５の内部に配置して、バッファストッカ１５の内部の圧力を外部よりも高くしてもよい。このようにしても、開口部１０３，１０４を経由してバッファストッカ１５の内部から外部へ流れる気体の流れが発生するので、上記と同様に、湿度の異なる雰囲気が混合することを防止することができる。
【０１７５】
湿度の高い空気は比重が大きく、床の方に流れる傾向がある。そのため、薄膜太陽電池製造装置１の配置された工場内において、工場の建屋の天井付近までバッファストッカ１５の高さがあるのがより好ましい。この場合、湿度の高い雰囲気が第１空間１０１からバッファストッカ１５の反対側の第２空間１０２へ流れることを、さらに確実に防止することができる。
【０１７６】
以上説明した実施の形態２の構成によれば、バッファストッカ１５によって、第１成膜装置２２〜２５の配置された第１空間１０１と、絶縁検査装置４０を含む他の装置が配置された第２空間１０２と、が隔離される。そのため、第１空間１０１と第２空間１０２とのそれぞれの雰囲気を、個別に管理することができる。
【０１７７】
実施の形態２のバッファストッカ１５は、第１空間１０１と第２空間１０２とを隔て、第１空間１０１と第２空間１０２との間での空気の流出入を抑制する機能を有しているので、実施の形態１で説明した隔壁部１２０を設ける必要はない。そのため、第１空間１０１と第２空間１０２とを遮断するためだけの隔壁部１２０を取り除くことができるので、薄膜太陽電池製造装置１の構成を簡略化することができる。
【０１７８】
実施の形態１では、第１成膜装置２２〜２５での成膜処理完了後の基板を一時保管するためのカセットラック８を設けたが、実施の形態２ではバッファストッカ１５がその内部にカセットラック８を備えるので、カセットラック８を別途設ける必要がなく、薄膜太陽電池製造装置１の装置構造をより簡略化できる。第１成膜装置２２〜２５がメンテナンスのため停止している間にも、絶縁検査装置４０を稼働させ、太陽電池パネル５９の絶縁検査を継続することができるので、薄膜太陽電池製造装置１の生産性を向上させることができる。
【０１７９】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１８０】
本発明は、プラズマＣＶＤ装置と絶縁検査装置とを有する薄膜太陽電池の製造装置に広く用いることができる。
【符号の説明】
【０１８１】
１  薄膜太陽電池製造装置、１５  バッファストッカ、２２〜２５  第１成膜装置、４０  絶縁検査装置、５１  透明絶縁基板、５１ｕ  主表面、５９  太陽電池パネル、６８  外周絶縁領域、６９  薄膜太陽電池、７０  薄膜積層体、７８  加湿器、８８  筐体、９４  水分量を管理する手段、９５  水分量を減少させる手段、１０１  第１空間、１０２  第２空間、１２０  隔壁部。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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