CN102017169A - 薄膜太阳能电池制造装置 - Google Patents

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Abstract

一种薄膜太阳能电池制造装置包括：成膜空间(81)，以基板(W)的成膜面与重力方向大致平行的方式配置所述基板(W)，并通过CVD法将希望的膜形成在所述成膜面上；阴极单元(68、118、128)，具有施加有电压的阴极(75)和两个以上的供电点(88)，所述阴极(75)配置在两侧；以及阳极(67)，与配置在所述阴极单元(68、118、128)的两侧的所述阴极(75)隔开并对置地配置。

Description

薄膜太阳能电池制造装置
技术领域
本发明涉及薄膜太阳能电池制造装置。
本申请基于2008年6月6日申请的特愿2008-149937号主张优先权，在此援用其内容。
背景技术
现在的太阳能电池所使用的材料中，被单晶Si型和多晶Si型材料占据大半，人们担心Si的材料不足等。
因此，近年来，制造成本低且材料不足的风险小、形成有薄膜Si层的薄膜太阳能电池的需求升高。
进一步，在仅具有现有型a-Si(非晶硅)层的现有的薄膜太阳能电池的基础上，最近通过层积a-Si层与μc-Si(微晶硅)层而实现转换效率提高的叠层型薄膜太阳能电池的需求升高。
多使用等离子体CVD装置作为成膜这种薄膜太阳能电池的薄膜Si层(半导体层)的装置。
等离子体CVD装置具有成膜室，将形成有膜的基板收容在该成膜室内，将成膜室内减压为真空后，将成膜气体供给到成膜室内。
另外，在成膜室内设置有产生成膜气体的等离子体的高频电极(阴极)。
而且，通过由等离子体分解的成膜气体(自由基)到达基板的成膜面(形成有膜的面)，在被加热的基板的成膜面上形成希望的膜。
高频电极经由匹配电路与高频电源连接。
高频电源具有振荡电路或放大电路，接收交流或直流的输入并输出高频功率。
匹配电路是实现高频电源与高频电极的匹配的电路，通过该匹配电路对高频电极输入希望的高频功率(例如，参考专利文献1)。
专利文献1：特开2005-158980号公报
但是，在上述的CVD装置的高频电极中，多在高频电极的平面的大致中央设置一处用于输入高频功率的供电点。
通过将供电点配置在高频电极的中央，易于对高频电极整体供给同电位的功率，据此能够在基板的整个成膜面上形成均匀的膜。
但是，当高频电极大型化时，仅在该高频电极中的平面的大致中央设置一处供电点，则存在高频电极的中央部与侧面部(外周部)之间产生电位差，难以在基板的整个成膜面上形成均匀的膜的问题。
另外，即使能够使高频电极整体均匀地处于同电位，当基板的温度无法在所有部位处均匀时等，存在根据实施成膜时的条件而难以在基板的整个成膜面上均匀地形成膜的问题。
发明内容
因此，本发明有鉴于上述情况而产生，提供一种即使高频电极大型化、实施成膜时的条件变化，也能够在基板的成膜面上形成均匀的膜的薄膜太阳能电池制造装置。
本案的发明人们研究了为获得高品质的膜质并实现高生产率而在中央设置两面具有放电面(阴极)的阴极单元，并在阴极单元的两面隔开配置阳极的薄膜太阳能电池制造装置。
在这种平行平板型等离子体CVD装置中，在阴极单元的两侧形成有放电空间。
当这两个放电空间的阻抗的平衡崩溃时，放电偏于某一边，等离子体可能会不均匀地产生。
为了避免上述问题，存在需要严格调整电极间隔等的课题。
本发明的第一方式的薄膜太阳能电池制造装置包括：成膜空间，以基板的成膜面与重力方向大致平行的方式配置所述基板，并通过CVD法将希望的膜形成在所述成膜面上；阴极单元，具有施加有电压的阴极和两个以上的供电点，所述阴极配置在两侧；以及阳极，与配置在所述阴极单元的两侧的所述阴极隔开并对置地配置。
在本发明的第一方式的薄膜太阳能电池制造装置中，通过对阴极设置两个以上的供电点，即使阴极大型化时，也能够均匀地设定阴极整体的电位。
另外，能够一边确认形成在基板上的膜的品质一边调整施加在各供电点上的电位。
因此，例如即使基板的温度无法在所有部位均匀时等，也能够在基板的成膜面上形成均匀的膜。
进一步，由于阳极配置为与各个阴极的两面对置，因此能够在实现了节省空间的空间内同时对两块基板形成膜。
本发明的第二方式的薄膜太阳能电池制造装置包括：成膜空间，以基板的成膜面与重力方向大致平行的方式配置所述基板，并通过CVD法将希望的膜形成在所述成膜面上；阴极单元，具有阴极和设置在一对所述阴极之间的绝缘部件，所述阴极具有施加有同电位的两个以上的供电点并施加有电压，所述阴极配置在两侧；以及阳极，与配置在所述阴极单元的两侧的所述阴极隔开并对置地配置。
在本发明的第二方式的薄膜太阳能电池制造装置中，由于通过在两个阴极之间插入电介质(绝缘部件)而设置有浮游电容，因此能够通过该浮游电容抑制两个电极(阴极)间的相互干涉。
本发明的第三方式的薄膜太阳能电池制造装置包括：成膜空间，以基板的成膜面与重力方向大致平行的方式配置所述基板，并通过CVD法将希望的膜形成在所述成膜面上；阴极单元，具有阴极和设置在一对所述阴极之间的接地电位的防护部件，所述阴极具有施加有相互不同电位的两个以上的供电点并施加有电压，所述阴极配置在两侧；以及阳极，与配置在所述阴极单元的两侧的所述阴极隔开并对置地配置。
在本发明的第三方式的薄膜太阳能电池制造装置中，能够对一对阴极施加电压，而施加在一对阴极上的电压相互不干涉。
因此，两个成膜空间的放电互不干涉地进行，能够进行均匀稳定的成膜。
本发明的第四方式的薄膜太阳能电池制造装置包括：成膜空间，以基板的成膜面与重力方向大致平行的方式配置所述基板，并通过CVD法将希望的膜形成在所述成膜面上；阴极单元，具有施加有电压的阴极和所述阴极设置在其两侧且在其侧面上配置有两个以上的供电点的阴极中间部件，所述阴极配置在两侧；以及阳极，与配置在所述阴极单元的两侧的所述阴极隔开并对置。
在本发明的第四方式的薄膜太阳能电池制造装置中，由于在两面设置有阴极的阴极中间部件具有供电点，且具有两个以上的供电点，因此无需对每个阴极设置供电点，且能够施加同电位、同相位的电压。
根据本发明，通过对阴极设置两个以上的供电点，即使阴极大型化时，也能够均匀地设定阴极整体的电位。
另外，在本发明中，能够一边确认形成在基板上的膜的品质一边调整施加在各供电点上的电位。
因此，例如即使两电极的阻抗不同时，也能够产生稳定的放电，从而能够在基板的成膜面上形成均匀的膜。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式中的薄膜太阳能电池的概要剖视图；
图2是表示本发明的第一实施方式中的薄膜太阳能电池制造装置的概要结构图；
图3A是表示本发明的第一实施方式中的成膜室的立体图；
图3B是从其他角度观察本发明的第一实施方式中的成膜室的立体图；
图3C是表示本发明的第一实施方式中的成膜室的侧视图；
图4A是表示本发明的第一实施方式中的电极单元的立体图；
图4B是从其他角度观察本发明的第一实施方式中的电极单元的立体图；
图4C是表示本发明的第一实施方式中的电极单元的分解立体图；
图4D是表示本发明的第一实施方式中的电极单元的阴极单元和阳极单元的一部分的剖视图；
图5是表示本发明的第一实施方式中的阴极的平视图；
图6A是表示本发明的第一实施方式中的放入取出室的立体图；
图6B是从其他角度观察本发明的第一实施方式中的放入取出室的立体图；
图7是表示本发明的第一实施方式中的推挽机构的概要结构图；
图8A是表示本发明的第一实施方式中的基板装卸室的概要结构的立体图；
图8B是表示本发明的第一实施方式中的基板装卸室的概要结构的正视图；
图9是表示本发明的第一实施方式中的基板收容盒的立体图；
图10是表示本发明的第一实施方式中的托架的立体图；
图11是表示本发明的第一实施方式中的薄膜太阳能电池的制造方法的过程的说明图(1)；
图12是表示本发明的第一实施方式中的薄膜太阳能电池的制造方法的过程的说明图(2)；
图13是表示本发明的第一实施方式中的薄膜太阳能电池的制造方法的过程的说明图(3)；
图14是表示本发明的第一实施方式中的薄膜太阳能电池的制造方法的过程的说明图(4)；
图15是表示本发明的第一实施方式中的薄膜太阳能电池的制造方法的过程的说明图(5)；
图16A是表示本发明的第一实施方式中的推挽机构的动作的说明图；
图16B是表示本发明的第一实施方式中的推挽机构的动作的说明图；
图17是表示本发明的第一实施方式中的薄膜太阳能电池的制造方法的过程的说明图(6)；
图18是表示本发明的第一实施方式中的薄膜太阳能电池的制造方法的过程的说明图(7)；
图19是表示本发明的第一实施方式中的薄膜太阳能电池的制造方法的过程的说明图(8)、是表示基板插入到电极单元时的概要结构的剖视图；
图20是表示本发明的第一实施方式中的薄膜太阳能电池的制造方法的过程的说明图(9)；
图21是表示本发明的第一实施方式中的薄膜太阳能电池的制造方法的过程的说明图(10)；
图22是表示本发明的第一实施方式中的薄膜太阳能电池的制造方法的过程的说明图(11)、是部分表示基板被定位在电极单元中的结构的剖视图；
图23是表示本发明的第一实施方式中的薄膜太阳能电池的制造方法的过程的说明图(12)；
图24是表示本发明的第一实施方式中的薄膜太阳能电池的制造方法的过程的说明图(13)；
图25是表示本发明的第一实施方式中的薄膜太阳能电池的制造方法的过程的说明图(14)；
图26是表示本发明的第一实施方式中的薄膜太阳能电池的制造方法的过程的说明图(15)；
图27是表示本发明的第二实施方式中的阴极单元和阳极的一部分的剖视图；
图28是表示本发明的第三实施方式中的阴极单元和阳极的一部分的剖视图。
具体实施方式
根据图1～图28对本发明的实施方式中的薄膜太阳能电池制造装置进行说明。
(薄膜太阳能电池)
图1是由本发明的薄膜太阳能电池制造装置制造的薄膜太阳能电池100的概要剖视图。
如图1所示，薄膜太阳能电池100层积有：构成其表面并由玻璃构成的基板W、设置在该基板W上的透明导电膜构成的上部电极101、非晶硅构成的顶电池102、设置在该顶电池102与后述的底电池104之间的透明导电膜构成的中间电极103、微晶硅构成的底电池104、透明导电膜构成的缓冲层105、以及金属膜构成的背面电极106。
即，薄膜太阳能电池100是a-Si/微晶Si叠层型太阳能电池。
在具有这种叠层结构的薄膜太阳能电池100中，通过由顶电池102吸收短波长光，并由底电池104吸收长波长光，能够实现发电效率的提高。
顶电池102的p层(102p)、i层(102i)、n层(102n)的三层结构由非晶硅形成。
另外，底电池104的p层(104p)、i层(104i)、n层(104n)的三层结构由微晶硅构成。
在具有这种结构的薄膜太阳能电池100中，当包含在太阳光中的称作光子的能量粒子撞击到i层时，通过光伏效应产生电子和空穴(hole)，电子向着n层移动，并且空穴向着p层移动。
通过从上部电极101和背面电极106取出该通过光伏效应产生的电子/空穴，能够将光能转换为电能。
另外，通过在顶电池102与底电池104之间设置中间电极103，通过顶电池102到达底电池104的光的一部分由中间电极103反射并再次入射到顶电池102，因此电池的感光度特性提高，有助于发电效率的提高。
另外，入射到基板W的太阳光，通过各层后，由背面电极106反射。
在薄膜太阳能电池100中，采用了为了提高光能的转换效率，还为了获得拉伸入射到上部电极101的太阳光的光路的棱镜效应与光的封闭效应而形成的纹理构造。
(第一实施方式)
下面对本发明的薄膜太阳能电池制造装置进行说明。
(薄膜太阳能电池制造装置)
图2是薄膜太阳能电池制造装置的概要结构图。
如图2所示，薄膜太阳能电池制造装置10包括：成膜室11、放入取出室13、基板装卸室15、基板装卸机器人17、以及基板收容盒19。
成膜室11对多个基板W同时进行由微晶硅构成的底电池104(半导体层)的成膜。
放入取出室13同时收容搬入成膜室11的处理前基板W1以及从成膜室11搬出的处理后基板W2。
在以下的说明中“处理前基板”是指实施成膜处理前的基板，“处理后基板”是指实施成膜处理后的基板。
在基板装卸室15中，处理前基板W1被安装在托架21(参考图10)上，或处理后基板W2从托架21上拆卸。
基板装卸机器人17将基板W安装到托架21上，或从托架21上拆卸。
基板收容盒19在将基板W搬送到与薄膜太阳能电池制造装置10不同的其他处理室时使用以收容基板W。
此外，在第一实施方式的薄膜太阳能电池制造装置10中，设置有四个由成膜室11、放入取出室13以及基板装卸室15构成的基板成膜线16。
另外，基板装卸机器人17能够在铺设于地面上的轨道18上移动，由一台基板装卸机器人17进行向所有的基板成膜线16的基板W传递工序。
进一步，基板成膜模块14由成膜室11与放入取出室13一体化而构成，具有可装载于运输用的卡车的大小。
图3A～图3C是成膜室11的概要结构图，图3A是立体图、图3B是从与图3A不同的角度观察的立体图、图3C是侧视图。
如图3A～图3C所示，成膜室11形成箱型。在成膜室11的与放入取出室13连接的侧面23上形成有三处搭载有基板W的托架21可通过的托架搬出入口24。在托架搬出入口24上设置有开闭托架搬出入口24的挡板25。关闭挡板25时，托架搬出入口24被关闭并确保气密性。在与侧面23对置的侧面27上安装有三台用于对基板W实施成膜的电极单元31。电极单元31可从成膜室11装卸。另外，在成膜室11的侧面下部28连接有用于进行减压以使成膜室11内为真空气氛的排气管29，排气管29与真空泵30连接。
图4A～图4D是电极单元31的概要结构图，图4A是立体图、图4B是与图4A不同的角度的立体图、图4C是表示电极单元31的变形例的立体图、图4D是部分表示阴极单元和阳极(对置电极)的剖视图。另外，图5是阴极的平视图。电极单元31可在形成于成膜室11的侧面27上的三处开口部26装卸(参考图3B)。电极单元31在下部的四角各设置有一个车轮61，可在地面上移动。在安装有车轮61的底板部62上沿铅直方向竖立设置有侧板部63。该侧板部63具有能够封闭成膜室11的侧面27的开口部26的大小。如图4C的变形例所示，带车轮61的底板部62也可以是可与电极单元31分离、连接的台车62A。在此情况下，将电极单元31连接到成膜室11之后，能够从电极单元31将台车62A分离。据此，不使用多个台车，而是能够将台车62A共同使用于移动各个电极单元31。
侧板部63构成成膜室11的壁面的一部分。
在侧板部63的一个面(面向成膜室11内部的面、第一面)65上设置有实施成膜处理时位于基板W的两面的阳极67与阴极单元68。第一实施方式的电极单元31包括将阴极单元68夹在中间，在阴极单元68的两侧隔开配置的一对阳极67。在该电极单元31中，能够使用一个电极单元31对两块基板W同时进行成膜。因此，成膜处理时的各基板W以与重力方向(铅直方向)大致平行且与阴极单元68对置的方式配置在阴极单元68的两侧。两块阳极67在与各基板W对置的状态下，配置在各基板W的厚度方向外侧。
另外，在侧板部63的另一个面69(第二面)上安装有用于驱动阳极67的驱动机构71、以及实施成膜时用于对阴极单元68供电的匹配箱72。进一步，在侧板部63上形成有对阴极单元68供给成膜气体的配管用的连接部(未图示)。
在阳极67中内置有加热器H作为调整基板W的温度的温度控制部。另外，两块阳极67、67通过设置在侧板部63上的驱动机构71，可沿相互接近、远离的方向(水平方向)移动，能够控制各基板W与阴极单元68的距离。具体而言，实施基板W的成膜时，两块阳极67、67沿阴极单元68的方向移动并与基板W抵接，进一步沿接近阴极单元68的方向移动以将基板W与阴极单元68的距离按希望进行调节。然后，进行成膜，成膜结束后，阳极67、67沿相互远离的方向移动。如此，由于设置有驱动机构71，因此能够从电极单元31容易地取出基板W。进一步，阳极67经由铰链(未图示)安装在驱动机构71上，在从成膜室11拔出电极单元31的状态下，能够转动(打开)直至阳极67与阴极单元68对置的面67A与侧板部63的一个面65大致平行。
也就是，阳极67从底板部62的铅直方向观察能够转动大致90°(参考图4A)。
阴极单元68具有簇射极板75(＝阴极)、阴极中间部件76、排气管道79、浮游电容体82、以及供电点88。在阴极单元68上，簇射极板75配置在阴极单元68的两侧，作为与阳极67对置的面。在簇射极板75上形成有多个小孔(未图示)，向基板W喷出成膜气体。进一步，簇射极板75、75为与匹配箱连接的阴极(高频电极)。在两块簇射极板75、75之间设置有与匹配箱连接的阴极中间部件76。即，簇射极板75在与该阴极中间部件76连接的状态下配置在阴极中间部件76的两侧。阴极中间部件76与簇射极板(阴极)75由导电体形成，高频经由阴极中间部件76施加在簇射极板(阴极)75上。因此，两块簇射极板75、75上施加有用于产生等离子体的同电位、同相位的电压。
这里，如图4D、图5所示，阴极中间部件76由一块平板构成，经由匹配箱72与未图示的高频电源连接。
匹配箱72是用于获得阴极中间部件76与高频电源的阻抗匹配的装置，在电极单元31的侧板部63的另一个面69(第二面)上设置有一个。
另外，供电点88在阴极中间部件76的高度方向(侧板部63的长度方向)上的上下侧面(上侧面和下侧面或上部和下部)各配设一个，合计配设两个。据此，经由匹配箱72从高频电源供给的电压通过供电点88施加到阴极中间部件76。
在这些供电点88与匹配箱72之间敷设有用于电连接两者88、72的配线87。
配线87从匹配箱72延伸出，沿着阴极中间部件76的外周敷设到各供电点88、88。
此外，阴极中间部件76的外周、供电点88、以及配线87的周围通过例如由氧化铝或石英等构成的绝缘部件89包围。
阴极中间部件76与簇射极板(阴极)75由导电体形成，高频经由阴极中间部件76施加在簇射极板(阴极)75上。
因此，两块簇射极板75、75上施加有用于产生等离子体的同电位、同相位的电压。
另外，在阴极中间部件76与簇射极板75之间形成有空间部77。空间部77由阴极中间部件76分离，对应于各个簇射极板75、75分别形成。即，在阴极单元68上形成有一对空间部77。
成膜气体由气体供给装置(未图示)导入到各个空间部77时，气体从各簇射极板75、75放出。即，空间部77具有气体供给通道的作用。
在该第一实施方式中，由于空间部77对应于各个簇射极板75、75分别形成，因此阴极单元68具有两条气体供给通道。据此，对每条气体供给通道独立控制气体的种类、气体的流量、气体的混合比等。
进一步，在阴极单元68的周缘部上在大致全周上设置有中空状的排气管道79。
在排气管道79上形成有用于吸引并去除(排气)成膜空间81的成膜气体或反应生成物(粉末)的排气口80。
具体而言，排气口80形成为与实施成膜时形成在基板W与簇射极板75之间的成膜空间81连通。
排气口80沿着阴极单元68的周缘部形成有多个，能够在全周上大致均匀地吸引并去除成膜气体或反应生成物(粉末)。
另外，在阴极单元68的下部的排气管道79的朝向成膜室11内的面上形成有开口部(未图示)。通过排气口80去除的成膜气体等能够经由该开口部向成膜室11内排出。
向成膜室11内排出的气体由设置在成膜室11的侧面下部28的排气管29向外部排出。
另外，在排气管道79与阴极中间部件76之间设置有具有电介质和/或层积空间的浮游电容体82。排气管道79与接地电位连接。排气管道79也执行用于防止从阴极75和阴极中间部件76异常放电的防护框的功能。
进一步，在阴极单元68的周缘部上，以覆盖从排气管道79的外周部到簇射极板75的外周部的部位的方式设置有掩膜78。
该掩膜78覆盖设置在托架21上的后述的夹持部59的夹持片59A(参考图10、图22)，并且实施成膜时与夹持片59A成为一体并形成用于将空间部77的成膜气体或反应生成物(粉末)引导至排气管道79的气体流动通道R。
即，在覆盖托架21(夹持片59A)的掩膜78与簇射极板75之间、和与排气管道79之间形成有气体流动通道R。
回到图2，在成膜室11与基板装卸室15之间铺设有移动轨道37，以使托架21能够在成膜室11与放入取出室13之间、以及放入取出室13与基板装卸室15之间移动。
此外，移动轨道37在成膜室11与放入取出室13之间分离，通过关闭挡板25，托架搬出入口24可被封闭。
图6A和图6B是放入取出室13的概要结构图，图6A是立体图、图6B是与图6A不同的角度的立体图。
如图6A和图6B所示，放入取出室13形成箱型。
侧面33与成膜室11的侧面23确保气密性地连接。
在侧面33上形成有三个托架21能够插通的开口部32。
与侧面33对置的侧面34与基板装卸室15连接。
在侧面34上形成有三处搭载基板W的托架21可通过的托架搬出入口35。
在托架搬出入口35上设置有能够确保气密性的挡板36。此外，移动轨道37在放入取出室13与基板装卸室15之间分离，通过关闭挡板36，托架搬出入口35可被封闭。
另外，在放入取出室13中设置有用于使托架21沿着移动轨道37在成膜室11与放入取出室13之间移动的推挽机构38。
如图7所示，该推挽机构38包括：卡止部48，用于卡止托架21；一对引导部件49，设置在卡止部48的两端并与移动轨道37大致平行地配置；以及移动装置50，用于使卡止部48沿着两个引导部件49移动。
进一步，在放入取出室13内，为了同时收容处理前基板W1和处理后基板W2，设置有用于使托架21在俯视中(从铅直方向观察设置放入取出室13的面)沿与移动轨道37的铺设方向大致正交的方向移动规定距离的移动机构(未图示)。
而且，在放入取出室13的侧面下部41连接有用于进行减压以使放入取出室13内为真空气氛的排气管42，排气管42与真空泵43连接。
图8A和图8B是基板装卸室的概要结构图，图8A是立体图、图8B是正视图。
如图8A和图8B所示，基板装卸室15形成框状，与放入取出室13的侧面34连接。
在基板装卸室15中，能够将处理前基板W1安装到配置在移动轨道37上的托架21上，还能够从托架21上拆卸处理后基板W2。
在基板装卸室15中能够并列配置三台托架21。
基板装卸机器人17具有驱动臂45(参考图2)，驱动臂45的前端具有吸附基板W的吸附部。
另外，驱动臂45在配置于基板装卸室15中的托架21与基板收容盒19之间驱动。具体而言，驱动臂45能够从基板收容盒19取出处理前基板W1，并将处理前基板W1安装到配置在基板装卸室15中的托架21上，还能够将处理后基板W2从返回基板装卸室15的托架21上拆卸，并向基板收容盒19搬送。
图9是基板收容盒的立体图。
如图9所示，基板收容盒19形成箱型，具有能够收容多块基板W的大小。
在基板收容盒19内，在基板W的成膜面为水平的状态下沿上下方向层积收容多块基板W。
另外，在基板收容盒19的下部设置有脚轮47，能够向与薄膜太阳能电池制造装置10不同的其他处理装置移动。
图10是托架21的立体图。如图10所示，托架21用于搬送基板W，并具有两个能够安装基板W的方框状的框架51。即，在一个托架21中能够安装两块基板W。两个框架51、51在其上部通过连结部件52而被一体化。
另外，在连结部件52的上方设置有载置在移动轨道37上的车轮53。通过车轮53在移动轨道37上滚动，托架21能够沿着移动轨道37移动。
另外，在框架51的下部设置有用于当托架21移动时抑制基板W摇晃的框架保持器54。框架保持器54的前端与设置在各室的底面上的剖面凹状的轨道部件55(参考图19)配合。此外，轨道部件55在俯视(从铅直方向观察设置轨道部件55的面)中沿着移动轨道37的方向配置。
另外，如果框架保持器54由多个辊构成，则能够更稳定地搬送托架21。
框架51分别具有开口部56、周缘部57、以及夹持部59。在框架51上搭载基板W时，基板W的成膜面在开口部56中露出。另外，基板W的两面被开口部56的周缘部57与夹持部59夹持，基板W被固定在框架51上。而且，在夹持基板W的夹持部59上通过弹簧等作用有偏压力。
另外，夹持部59具有与基板W的表面WO(成膜面)和背面WU(里面)抵接的夹持片59A、59B(参考图22)。该夹持片59A、59B的间隔距离可通过弹簧等可变，即根据阳极67的移动，夹持片59A能够沿着相对于夹持片59B接近、远离的方向移动(后述详细内容)。
这里，在一个移动轨道37上安装有一台托架21。即，能够保持一对(两块)基板的一台托架21安装在一个移动轨道37上。也就是说，在一组薄膜太阳能电池制造装置10中，安装有三台托架21，即保持有三对(六块)基板。
在第一实施方式的薄膜太阳能电池制造装置10中，配置四个由上述的成膜室11、放入取出室13、以及基板装卸室15构成的基板成膜线16(参考图2)，一个成膜室中收容有三个托架21(参考图3A和图3B)，因此能够大致同时对二十四块基板W进行成膜。
(薄膜太阳能电池的制造方法)
下面对使用第一实施方式的薄膜太阳能电池制造装置10对基板W进行成膜的方法进行说明。此外，在该说明中，使用一个基板成膜线16的附图进行说明，其他三个基板成膜线16中也通过大致相同的方法对基板进行成膜。
首先，如图11所示，将收容有多块处理前基板W1的基板收容盒19配置在规定的位置。
接着，如图12所示，开动基板装卸机器人17的驱动臂45，从基板收容盒19中取出一块处理前基板W1，并将处理前基板W1安装到设置在基板装卸室15内的托架21上。此时，将沿水平方向配置在基板收容盒19中的处理前基板W1的配置方向变为铅直方向，处理前基板W1被安装在托架21上。再次重复该动作，在一个托架21上安装两块处理前基板W1。
进一步重复该动作，设置在基板装卸室15中的剩余的两个托架21上也分别安装处理前基板W1。也就是，在该阶段安装六块处理前基板W1。
接着，如图13所示，安装有处理前基板W1的三个托架21沿着移动轨道37大致同时移动，收容在放入取出室13内。托架21被收容在放入取出室13之后，放入取出室13的托架搬出入口35的挡板36关闭。
然后，使用真空泵43将放入取出室13的内部保持在真空状态。
然后，如图14所示，在俯视(从铅直方向观察设置放入取出室13的面)中，使用移动机构使三个托架21分别沿与铺设移动轨道37的方向正交的方向移动规定距离。
接着，如图15所示，打开成膜室11的挡板25，使用推挽机构38使安装有在成膜室11结束成膜的处理后基板W2的托架21A移动到放入取出室13内。
此时，安装有处理前基板W1的托架21与安装有处理后基板W2的托架21A在俯视中并列配置。
而且，通过以规定时间保持该状态，蓄积在处理后基板W2中的热传递到处理前基板W1。也就是，成膜前基板W1被加热。
这里，说明推挽机构38的动作。此外，这里对使位于成膜室11内的托架21A向放入取出室13移动时的动作进行说明。
如图16A所示，将安装有处理后基板W2的托架21A卡止在推挽机构38的卡止部48上。而且，使安装在卡止部48上的移动装置50的移动臂58摇动。此时，移动臂58的长度可变。这样，卡止有托架21A的卡止部48在引导部件49的引导下移动，如图16B所示，向放入取出室13内移动。也就是，托架21A从成膜室11向放入取出室13移动。
通过如此构成，不需要在成膜室11内设置用于驱动托架21A的驱动源(驱动机构)。
接着，如图17所示，通过移动机构使托架21和托架21A沿与移动轨道37正交的方向移动，使保持处理前基板W1的各托架21分别移动到各个移动轨道37的位置。
接着，如图18所示，使用推挽机构38使保持处理前基板W1的托架21移动到成膜室11内，移动完成后关闭挡板25。此外，成膜室11内保持在真空状态。
此时，安装在托架21上的处理前基板W1沿着与其面平行的方向移动，在成膜室11内，以表面WO与重力方向大致平行的方式，在沿着铅直方向的状态下插入到阳极67与阴极单元68之间(参考图19)。
接着，如图19至图20所示，通过驱动机构71使阳极67沿电极单元31的两块阳极67相互接近的方向移动，使阳极67与处理前基板W1的背面WU抵接。
进一步，如图21所示，驱动驱动机构71时，处理前基板W1以被阳极67推压的方式向着阴极单元68移动。
进一步，使处理前基板W1移动直到处理前基板W1与阴极单元68的簇射极板75的间隙达到规定距离(成膜距离)。
此外，该处理前基板W1与阴极单元68的簇射极板75的间隙(成膜距离)为5～15mm，例如5mm的程度。
此时，与处理前基板W1的表面WO抵接的托架21的夹持部59的夹持片59A，伴随着处理前基板W1的移动(阳极67的移动)，沿远离夹持片59B的方向移位。此时，成膜前基板W1被阳极67与夹持片59A夹持。此外，阳极67沿远离阴极单元68的方向移动时，由于在夹持片59A上作用弹簧等的复原力，因此夹持片59A向着夹持片59B移位。
处理前基板W1向着阴极单元68移动时，夹持片59A与掩膜78抵接，在该时刻阳极67的移动停止(参考图22)。
如图22所示，掩膜78覆盖夹持片59A的表面和基板W的外缘部，并形成为与夹持片59A或基板W的外缘部贴紧。成膜空间81通过掩膜78、阴极单元68的簇射极板75、以及处理前基板W1(基板W)形成。
即，通过掩膜78覆盖托架21的夹持片59A之中暴露于成膜空间81的露出面85，从而遮挡夹持片59A以不对成膜空间81露出。
进一步，掩膜78与夹持片59A的接触面(抵接面)以及掩膜78与基板W的外缘部的接触面(抵接面)执行密封部86的功能。据此，防止成膜气体从掩膜78与夹持片59A之间或掩膜78与基板W的外缘部之间泄漏。
另外，由于处理前基板W1的移动通过夹持片59A或基板W的外缘部与掩膜78抵接而停止，因此掩膜78与簇射极板75的间隙以及掩膜78与排气管道79的间隙、即气体流动通道R的厚度方向(相对于簇射极板75的平面的铅直方向)的流动通道高度设定为使处理前基板W1与阴极单元68的间隙为规定的距离。
另外，作为第一实施方式的变形例，也能够采用通过将掩膜经由弹性体安装在排气管道79上，通过驱动机构71的行程任意变更基板与簇射极板75(＝阴极)的距离的结构。
在上述实施方式中，描述了掩膜78与基板W抵接的情况，但是也可以空出限制成膜气体通过的微小间隔而配置掩膜78与基板W。
接着，从阴极单元68的簇射极板75喷出成膜气体，并且启动匹配箱72，经由匹配箱72与阴极单元68的阴极中间部件76对簇射极板(＝阴极)75施加来自高频电源的电压。此时，通过匹配箱72，使两个供电点88中的各个电压的相位一致。
通过各供电点88中的电压的相位一致，能够均匀地设定簇射极板(阴极)75整体的电位。
而且，通过对阴极单元68的簇射极板(阴极)75施加电压，从而对处理前基板W1的表面WO实施成膜。
此外，通过内置在阳极67中的加热器H，处理前基板W1被加热到希望的温度。
阳极67在处理前基板W1达到希望的温度时停止加热。
通过对簇射极板75施加电压，在成膜空间81内产生等离子体。由于随着时间的经过来自等离子体的热量输入，即使停止阳极67的加热，处理前基板W1的温度也可能上升高于希望的温度。此时，也能够使阳极67执行用于冷却温度过度上升的处理前基板W1的放热板的功能。因此，无论成膜处理时间经过多长时间处理前基板W1均被调整为希望的温度。
此外，通过在每个规定时间切换从簇射极板75供给的成膜气体材料，能够在一次成膜处理工序中将多层成膜在基板W上。
另外，在成膜中和成膜后，通过形成在阴极单元68的周缘部的排气口80，成膜空间81内的气体或反应生成物(粉末)被吸引并去除(排气)。具体而言，成膜空间81内的气体或反应生成物经由气体流动通道R和排气口80，被排出到阴极单元68的周缘部的排气管道79。然后，气体或反应生成物通过形成在阴极单元68的下部中的排气管道79的朝向成膜室11内的面上的开口部。进一步，气体或反应生成物从设置在成膜室11的侧面下部28的排气管29向成膜室11的外部排出。
此外，通过使实施成膜时产生的反应生成物(粉末)附着、堆积在排气管道79的内壁面上，从而回收并处理该反应生成物。
由于在成膜室11内的所有电极单元31中，执行与上述的处理相同的处理，因此能够对六块基板同时进行成膜。
而且，成膜结束时，通过驱动机构71使阳极67沿两块阳极67相互远离的方向移动，处理后基板W2和框架51(夹持片59A)回到原来的位置(参考图20、图22)。即，成膜结束，到达移动托架21的阶段时，掩膜78从夹持片59A的露出面85脱离。进一步，通过使阳极67沿两块阳极67相互远离的方向移动，处理后基板W2从阳极67分离(参考图19)。
接着，如图23所示，打开成膜室11的挡板25，使用推挽机构38使托架21向放入取出室13移动。
此时，放入取出室13内维持真空状态，并已经配置有安装了接下来将要成膜的处理前基板W1的托架21B。
而且，在放入取出室13内蓄积在处理后基板W2上的热量向处理前基板W1传递，处理后基板W2的温度降低。
接着，如图24所示，各托架21B移动到成膜室11内之后，通过上述移动机构使各托架21回到移动轨道37的位置。
接着，如图25所示，关闭挡板25后，打开挡板36，使托架21向基板装卸室15移动。
接着，如图26所示，在基板装卸室15中通过基板装卸机器人17将处理后基板W2从托架21上拆卸，并向基板收容盒19搬送。
所有处理后基板W2的拆卸完成后，使基板收容盒19移动到进行下一工序的场所(装置)，成膜处理结束。
在上述成膜处理中，在处理后基板W2上的膜整体未均匀形成的情况下，即例如因两个成膜空间的等离子体不均匀或不稳定而导致在处理后基板W2上未均匀地形成膜的情况下，可以通过调整设置在阴极单元68上的匹配箱72的使用条件，以错开输入到阴极中间部件76中的一个供电点88的电压的相位与输入到另一个供电点88的电压的相位。在此情况下，根据匹配箱72的使用状况，也可以使设置在电极单元31上的匹配箱72的设置个数为两个以上。
在上述第一实施方式中，对在阴极中间部件76的高度方向上的上下侧面上各配设一个、合计配设两个供电点88的结构进行了描述。
因此，例如对应于配设在阴极中间部件76上的供电点88的位置在处理后基板W2上形成具有不均匀品质的膜时，通过错开输入到一个供电点88的电压的相位与输入到另一个供电点88的电压的相位，能够分别调整形成在处理后基板W2上的膜的品质。
因此，根据上述第一实施方式，即使簇射极板(阴极75)大型化时，通过在阴极中间部件76上设置两个以上的供电点88，调整匹配箱72的使用条件，调整多个供电点88中的电压的相位，能够均匀地设置簇射极板(阴极75)整体的电位。
另外，能够一边确认形成在处理后基板W2上的膜的品质一边调整施加在各供电点88、88上的电压的相位。
进一步，通过使各个阳极67对置配置在阴极中间部件76的两侧，因此能够在实现了节省空间的空间内同时对两块基板W形成膜。
(第二实施方式)
下面援用上述图5且根据图27，对本发明的第二实施方式进行说明。此外，对与第一实施方式相同的部件标注相同的符号进行说明(以下的实施方式也同样)。
在该第二实施方式中，以下基本结构与前述的第一实施方式相同(以下的实施方式也同样)：薄膜太阳能电池制造装置10包括：成膜室11，能够对多个基板W同时进行由微晶硅构成的底电池104(半导体层)的成膜；放入取出室13，能够同时收容搬入成膜室11的处理前基板W1以及从成膜室11搬出的处理后基板W2；基板装卸室15，在托架21上装卸处理前基板W1以及处理后基板W2；基板装卸机器人17，用于从托架21上装卸基板W；以及基板收容盒19，为将基板W搬送到其他处理室而收容基板W，在成膜室11中设置有可装卸的电极单元31，在电极单元31的阳极67中内置有加热器H，在电极单元31的侧板部63上安装有用于驱动阳极67的驱动机构71、以及匹配箱72等。
第二实施方式的阴极单元118配置在两块阳极67、67(阳极单元90、90)之间，具有配置在阴极单元118的厚度方向(相对于簇射极板75的平面的铅直方向)上大致中央的平板状的绝缘部件120。绝缘部件120设置在一对簇射极板75之间。在阴极单元118中，相互大致平行地配置有一对RF施加部件119并使该绝缘部件120存在于一对RF施加部件119之间。绝缘部件120例如由氧化铝或石英等形成。
一对RF施加部件119分别是形成为平板状的部件。与各RF施加部件119对置地配置有簇射极板75。
各簇射极板75配置在RF施加部件119与阳极67之间，与RF施加部件119的面接触。各簇射极板75与RF施加部件119在RF施加部件119的外周连接。在各簇射极板75与各RF施加部件119之间形成有用于导入成膜气体的空间部77。
在各RF施加部件119上，经由匹配箱72施加有高频电源的电压的供电点88在RF施加部件119的高度方向上的上下侧面(上侧面和下侧面或上部和下部)各配设一个、合计配设两个。在这些供电点88与匹配箱72之间敷设有用于电连接两者88、72的配线87。
供电点88和配线87的周围被例如由氧化铝或石英等构成绝缘部件121包围(参考图5)。另外，如图27所示，两个RF施加部件119的各个供电点88被绝缘部件121覆盖。供电部88的电位在RF施加部件119的上侧面和下侧面相同(同电位)。
因此，根据上述第二实施方式，在与前述的第一实施方式同样的效果的基础上，由于通过在两个阴极之间插入电介质(绝缘部件120)而设置浮游电容，因此能够通过该浮游电容抑制两个电极(阴极)间的相互干涉。
(第三实施方式)
下面根据图28对本发明的第三实施方式进行说明。
第三实施方式的阴极单元128与前述的第二实施方式的阴极单元118的不同点如下所示。即，相对于在前述的第二实施方式的阴极单元118中一对RF施加部件119使绝缘部件120存在于它们之间并相互大致平行地配置，在第三实施方式的阴极单元128中，一对阴极RF施加部件119使阻碍电导通的阻碍机构130存在于它们之间并相互大致平行地配置。
阻碍机构130由平板状的接地板131与一对防护部132、132构成。接地板131配置在阻碍机构130的厚度方向(相对于簇射极板75的平面的铅直方向)上的大致中央。防护部132、132配置在接地板131的两侧。接地板131存在于各RF施加部件119、119之间。通过接地板131，RF施加部件119、119与防护部132、132在左侧和右侧分离。即，阴极单元128通过接地板131在厚度方向上两侧被电分隔。一对防护部132、132分别存在于接地板131与RF施加部件119之间。通过对设置在两个RF施加部件119、119各自与该接地板之间的防护部132、132设置一定的浮游电容，从而防止两个RF施加部件119、119间的相互干涉。
作为在两个RF施加部件119、119各自与接地板之间形成浮游电容的方法，可以举出(A)夹着电介质的方法、或(B)形成1～29mm程度的空间的方法。另外，作为形成空间的方法，可以举出(1)设置间隔地重叠电浮接的金属板的方法、或(2)设置间隔地重叠绝缘板的方法。
因此，根据上述第三实施方式，在与前述的第一实施方式同样的效果的基础上，由于在一对RF施加部件119之间设置有阻碍电导通的阻碍机构130，因此施加在一对RF施加部件119上的电压能够互不干涉地施加。因此，在两个成膜空间81中，能够放电互不干涉地产生等离子体。
另外，能够分别设定形成在簇射极板(阴极)75与基板W之间的成膜空间81、81中的成膜条件，能够对两块基板W在分别调节的成膜条件下进行基板W的成膜。因此，能够进行均匀稳定的成膜。
此外，本发明的技术范围并不限定于上述实施方式，在不脱离本发明的宗旨的范围内，包括对上述实施方式施加各种变更的内容。即，由实施方式列举的具体的形状和结构等仅为一个示例，可以适当变更。
另外，在上述实施方式中，对以下情况进行了说明，即在阴极中间部件76、RF施加部件119中，在高度方向的上下侧面上各配置一个经由匹配箱72施加有来自高频电源的电压的供电点88，合计配置两个。
但是，并不限于此，根据阴极中间部件76、RF施加部件119的大小和实施成膜时的条件，也可以设置两个以上的供电点88。
在上述实施方式中，对配设有两个供电点88的阴极中间部件76和RF施加部件119的结构进行了描述，但供电点88的个数并未限定。也可以设置三个以上的供电点88。例如，也可以对应于基板W的四边，在阴极中间部件76和RF施加部件119的四处设置供电点88。另外，也可以对应于基板W的四角，在阴极中间部件76和RF施加部件119的四处设置供电点88。供电点88的个数以及设置供电点88的位置根据形成在处理后基板W2上的膜的品质而适当调整。
进一步，在上述第一实施方式中，对簇射极板(阴极)75和阴极中间部件76是独立的部件，这些部件被组装到阴极单元68的结构进行了说明。但是，并不限于该结构，也可以采用簇射极板(阴极)75与阴极中间部件76一体形成的结构。
在上述第二实施方式和第三实施方式中，对簇射极板(阴极)75和RF施加部件119是独立的部件，这些部件被组装到阴极单元68的结构进行了说明。但是，并不限于该结构，也可以采用簇射极板(阴极)75与RF施加部件119一体形成的结构。
工业上的利用可能性
如以上详述所示，本发明为即使高频电极大型化、实施成膜时的条件变化，也能够在基板的成膜面上形成均匀的膜的薄膜太阳能电池制造装置。
符号说明
10...薄膜太阳能电池制造装置  11...成膜室  67...阳极
68、118、128...阴极单元  75...簇射极板(阴极)  76...阴极中间部件
119...RF施加部件  81...成膜空间  88...供电点  90...阳极单元
102...顶电池(膜)  104...底电池(膜)  120...绝缘部件
130...阻碍机构(机构)  131...接地板  132...防护部(防护部件)
H...加热器(温度控制部)  R...气体流动通道  W...基板
W1...处理前基板  W2...处理后基板  WO...表面(成膜面)
WU...背面(里面)

Claims (4)

1.一种薄膜太阳能电池制造装置，其特征在于，包括：
成膜空间，以基板的成膜面与重力方向大致平行的方式配置所述基板，并通过CVD法将希望的膜形成在所述成膜面上；
阴极单元，具有施加有电压的阴极和两个以上的供电点，所述阴极配置在两侧；以及
阳极，与配置在所述阴极单元的两侧的所述阴极隔开并对置地配置。
2.一种薄膜太阳能电池制造装置，其特征在于，包括：
成膜空间，以基板的成膜面与重力方向大致平行的方式配置所述基板，并通过CVD法将希望的膜形成在所述成膜面上；
阴极单元，具有阴极和设置在一对所述阴极之间的绝缘部件，所述阴极具有施加有同电位的两个以上的供电点并施加有电压，所述阴极配置在两侧；以及
阳极，与配置在所述阴极单元的两侧的所述阴极隔开并对置地配置。
3.一种薄膜太阳能电池制造装置，其特征在于，包括：
成膜空间，以基板的成膜面与重力方向大致平行的方式配置所述基板，并通过CVD法将希望的膜形成在所述成膜面上；
阴极单元，具有阴极和设置在一对所述阴极之间的接地电位的防护部件，所述阴极具有施加有相互不同电位的两个以上的供电点并施加有电压，所述阴极配置在两侧；以及
阳极，与配置在所述阴极单元的两侧的所述阴极隔开并对置地配置。
4.一种薄膜太阳能电池制造装置，其特征在于，包括：
成膜空间，以基板的成膜面与重力方向大致平行的方式配置所述基板，并通过CVD法将希望的膜形成在所述成膜面上；
阴极单元，具有施加有电压的阴极和阴极中间部件，所述阴极设置在所述阴极中间部件的两侧，且在所述阴极中间部件的侧面上配置有两个以上的供电点，所述阴极配置在两侧；以及
阳极，与配置在所述阴极单元的两侧的所述阴极隔开并对置。
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