CN108350567B - 成膜装置及成膜方法以及太阳能电池的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种能够不使形成在成膜对象基板的两表面侧的溅射膜彼此发生短路并廉价地进行成膜的技术。在本发明中，在基板保持器运送机构3，由第1运送部以通过第1成膜区域的方式运送基底保持器11，通过溅射对保持于基板保持器11的成膜对象基板50的第1表面上进行成膜，使基板保持器11在维持上下关系的状态下从第1运送部向第2运送部折返运送，由第2运送部以通过第2成膜区域的方式向沿与第1运送部的运送方向相反方向运送基板保持器11，在成膜对象基板50的第2表面上进行基于溅射的成膜。基板保持器11具有露出成膜对象基板50的第1表面及第2表面的开口部14、15，并且设有遮蔽对于成膜对象基板50的边缘部的来自第2溅射源的成膜材料的遮蔽部16。

Description

成膜装置及成膜方法以及太阳能电池的制造方法
技术领域
本发明涉及通过溅射在真空中对基板的两表面上进行成膜的成膜装置的技术，特别涉及在异质结型太阳能电池的基板的两表面上形成透明导电氧化物层的技术。
背景技术
近年来，作为绿色且安全的能源，太阳能电池得到实用化，而其中异质结型的太阳能电池备受瞩目。
图19是示出一般的异质结型太阳能电池单元的概略结构的截面图。
如图19所示，该异质结型太阳能电池单元100构成为：在n型晶体硅基板101的一侧(太阳光侧)的表面上，依次形成有i型非晶硅层102、p型非晶硅层103、第1透明导电氧化物层104、电极层105，进而，在n型晶体硅基板101的另一侧的表面上，依次形成有i型非晶硅层106、n型非晶硅层107、第2透明导电氧化物层108、电极层109。
异质结型太阳能电池与单晶硅太阳能电池相比，具有转换效率高，另外，由于采用非晶硅层，所以能够减少硅的使用量等的优点。
另外，异质结型太阳能电池能够夹着n型晶体硅基板而在两表面侧进行发电，所以还有能够达到高的发电效率的优点。
然而，异质结型太阳能电池与单晶硅太阳能电池相比，存在这样的问题：由于结构复杂，所以制造工序较多，太阳能电池本身以及制造装置的成本增加。
另外，异质结型太阳能电池还有起因于在n型晶体硅基板的两表面侧存在的透明导电氧化物层的问题。
即，这些透明导电氧化物层为了提高转换效率而最好在成为衬底层的非晶硅层上以尽可能大的面积、换句话说全面成膜而形成，但问题在于当在n型晶体硅基板的两表面侧分别溅射透明导电氧化物层而全面成膜时，有因附着于基板侧部的材料而使透明导电氧化物层彼此短路的担忧。
相对于此，通过将n型晶体硅基板的一个的表面侧(例如太阳光侧)的透明导电氧化物层全面成膜，在n型晶体硅基板的另一个的表面侧隔着掩模进行溅射并在除了基板的边缘部之外的区域进行成膜，虽然能够回避该问题，但该情况，也有在成膜时不得不使用掩模，而成为成本上升的原因的问题。
于是，上述的课题不但仅在异质结型太阳能电池的成膜对象基板的两表面形成透明导电氧化物层的情况下产生，而且在成膜对象基板的两表面上形成各种溅射膜的情况下也产生。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001－044461号公报。
发明内容
发明要解决的课题
本发明考虑到这样的现有技术的课题而作出的，其目在于提供一种不会使形成在成膜对象基板的两表面侧的溅射膜彼此发生短路且能够廉价进行成膜的技术。
另外，本发明的另一目的是提供一种不会使形成在成膜对象基板的两表面侧的透明导电氧化物层彼此发生短路且能够廉价地提高转换效率的异质结型太阳能电池的制造技术。
用于解决课题的方案
为了达成上述目的而作成的本发明为一种成膜装置，具备：真空槽，其形成单一的真空气氛；第1成膜区域，其设置在前述真空槽内，具有对成膜对象基板的第1表面上进行成膜的第1溅射源；第2成膜区域，其设置在前述真空槽内，具有对前述成膜对象基板的第2表面上进行成膜的第2溅射源；运送路径，其以相对于竖直面的投影形状成一连串的环状的方式形成，以通过前述第1成膜区域及第2成膜区域的方式设置；以及基板保持器运送机构，其将以水平状态保持前述成膜对象基板的基板保持器沿着前述运送路径运送，前述基板保持器运送机构具有：第1运送部，其以通过前述第1成膜区域的方式沿既定方向运送前述基板保持器；第2运送部，其以通过前述第2成膜区域的方式沿与前述第1运送部的运送方向相反方向运送前述基板保持器；以及运送折返部，其使前述基板保持器在维持上下关系的状态下从前述第1运送部向前述第2运送部折返运送，前述基板保持器具有露出前述成膜对象基板的第1表面及第2表面的开口部，并且设有遮蔽对于前述成膜对象基板的边缘部的、来自前述第1溅射源及第2溅射源的至少一个的成膜材料的遮蔽部。
本发明为一种成膜装置，是所述基板保持器构成为沿相对于该运送方向正交的方向并排并保持多个成膜对象基板的成膜装置。
本发明为一种使用前述任一项所记载的成膜装置的成膜方法，具有：由前述基板保持器运送机构的第1运送部沿着前述运送路径以通过前述第1成膜区域的方式向既定方向运送前述基板保持器，通过溅射而对保持于该基板保持器的前述成膜对象基板的第1表面上进行成膜的工序；由前述基板保持器运送机构的运送折返部使前述基板保持器在维持上下关系的状态下沿着前述运送路径从前述第1运送部向前述第2运送部折返运送的工序；以及由前述基板保持器运送机构的第2运送部沿着前述运送路径以通过前述第2成膜区域的方式向与前述第1运送部的运送方向相反方向运送前述基板保持器，对保持在该基板保持器的前述成膜对象基板的第2表面上进行成膜的工序。
本发明为一种使用上述任一项所记载的成膜装置的太阳能电池的制造方法，作为前述成膜对象基板，准备在n型晶体硅基板的第1表面上依次设置i型非晶硅层及p型非晶硅层，并且在前述n型晶体硅基板的第2表面上依次设置i型非晶硅层及n型非晶硅层的基板，并具有：由前述基板保持器运送机构的第1运送部沿着前述运送路径以通过前述第1成膜区域的方式向既定方向运送前述基板保持器，通过溅射而对保持在该基板保持器的前述成膜对象基板的第1表面上形成第1透明导电氧化物层的工序；由前述基板保持器运送机构的运送折返部使前述基板保持器在维持上下关系的状态下沿着前述运送路径从前述第1运送部向前述第2运送部折返运送的工序；以及由前述基板保持器运送机构的第2运送部沿着前述运送路径以通过前述第2成膜区域的方式向与前述第1运送部的运送方向相反方向运送前述基板保持器，通过溅射而对保持在该基板保持器的前述成膜对象基板的第2表面上形成第2透明导电氧化物层的工序。
发明效果
在本发明中，在基板保持器运送机构中，由第1运送部沿着运送路径以通过第1成膜区域的方式向既定方向运送基板保持器，并通过溅射而对保持在基板保持器的成膜对象基板的第1表面上进行成膜，由运送折返部使基板保持器在维持上下关系的状态下沿着运送路径从第1运送部向第2运送部折返运送，再由第2运送部沿着运送路径以通过第2成膜区域的方式向与第1运送部的运送方向相反方向运送基板保持器，并通过溅射而对保持在基板保持器的成膜对象基板的第2表面上进行成膜。
在该情况下，本发明所使用的基板保持器，具有露出成膜对象基板的第1表面及第2表面的开口部，并且设有遮蔽对于成膜对象基板的边缘部的、来自第1溅射源及第2溅射源的至少一个的成膜材料的遮蔽部，如果通过溅射而分别对第1运送部及第2运送部中保持在该基板保持器的成膜对象基板的第1表面及第2表面上进行成膜，则对于成膜对象基板的边缘部遮蔽来自第1溅射源及第2溅射源的至少一个的成膜材料。
其结果，依据本发明，由于能够在成膜对象基板的第1表面及第2表面一侧对该基板上例如进行全面成膜，而另一方面，在另一侧的成膜对象基板上，仅对除了该边缘部之外的区域进行成膜，所以能够可靠地防止形成在成膜对象基板的两表面侧的溅射膜彼此的短路。
另外，在本发明中，运送路径形成为在相对于竖直面投影的情况下成为一连串的环状，沿着该运送路径使基板保持器在维持上下关系的状态下沿着运送路径从第1运送部向第2运送部折返运送，并在第1运送部及第2运送部中分别通过第1成膜区域及第2成膜区域并进行溅射，从而能够无需使用掩模而由紧凑的通过型成膜装置在成膜对象基板的两表面上形成期望的溅射膜，由此，能够谋求成本降低。
而且，依据这样的本发明，由于能够不会使形成在成膜对象基板的两表面侧的透明导电氧化物层彼此发生短路，而最大限地增大例如太阳光侧的透明导电氧化物层的面积，因而能够提高异质结型太阳能电池的转换效率。
另外，在本发明中，在构成为沿着相对于该运送方向正交的方向并排保持多个成膜对象基板的情况下，与如现有技术那样运送沿基板的运送方向并排保持多个基板的基板保持器而进行成膜的情况相比，能够削减基板保持器的长度及伴随其的剩余空间，因此能够达成成膜装置的省空间化。
附图说明
图1是示出本发明所涉及的成膜装置的实施方式整体的概略结构图；
图2是示出本实施方式中的基板保持器运送机构的概略结构的平面图；
图3是示出同一基板保持器运送机构的主要部分的前视图；
图4的(a)～(c)示出本实施方式所使用的基板保持器的结构，图4(a)是没有保持基板的状态的平面图，图4(b)是保持基板的状态的平面图，图4(c)是图4(a)的A－A线截面图；
图5的(a)、(b)示出本实施方式的基板保持器运送机构的运送折返部的结构，图5(a)是平面图，图5(b)是图5(a)的B－B线截面图；
图6是本实施方式的成膜装置的动作以及成膜方法的说明图(其1)；
图7是同一成膜装置的动作以及成膜方法的说明图(其2)；
图8是同一成膜装置的动作以及成膜方法的说明图(其3)；
图9的(a)、(b)是本实施方式的基板保持器运送机构的动作说明图(其1)；
图10的(a)～(c)是同一基板保持器运送机构的运送折返部的动作说明图；
图11的(a)、(b)是同一基板保持器运送机构的动作说明图(其2)；
图12的(a)、(b)是同一基板保持器运送机构的动作说明图(其3)；
图13是同一成膜装置的动作的说明图(其4)；
图14是同一成膜装置的动作的说明图(其5)；
图15是同一成膜装置的动作的说明图(其6)；
图16的(a)～(c)是示出本实施方式中的透明导电氧化物层的形成方法的截面工序图；
图17是对基板进行多次成膜的情况下的动作说明图(其1)；
图18是对基板进行多次成膜的情况下的动作说明图(其2)；
图19是示出一般的异质结型太阳能电池单元的概略结构的截面图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。
图1是示出本发明所涉及的成膜装置的实施方式的整体的概略结构图。
另外，图2是示出本实施方式中的基板保持器运送机构的概略结构的平面图，图3是示出同一基板保持器运送机构的主要部分的前视图。
进而，图4(a)～(c)示出本实施方式所使用的基板保持器的结构，图4(a)是没有保持基板的状态的平面图，图4(b)是保持基板的状态的平面图，图4(c)是图4(a)的A－A线截面图。
再者，图5(a)(b)示出本实施方式的基板保持器运送机构的运送折返部的结构，因此图5(a)为平面图，图5(b)为图5(a)的B－B线截面图。
如图1所示，本实施方式的成膜装置1具有与真空排气装置1a连接的形成单一的真空气氛的真空槽2。
在真空槽2的内部，设有沿着运送路径运送后述的基板保持器11的基板保持器运送机构3。
该基板保持器运送机构3构成为连续运送多个保持成膜对象基板50的基板保持器11。
在此，虽然对基板保持器运送机构3的详细构成在后描述，但是，例如具有由链轮(sprocket)等构成的同一直径的圆形的第1驱动轮31及第2驱动轮32，这些第1驱动轮31及第2驱动轮32以使各自的旋转轴线平行(水平)的状态隔着既定距离而配置。
而且，在这些第1驱动轮31及第2驱动轮32桥接有例如由链条等构成的一连串的运送驱动构件33，由此如以下所说明的那样形成有对竖直面成为一连串的环状的运送路径。
在本实施方式中，构成为能够从未图示的驱动机构向第1驱动轮31及第2驱动轮32传来旋转驱动力而动作。
而且，在构成运送路径的运送驱动构件33之中上侧的部分，形成有从第1驱动轮31向第2驱动轮32移动而运送基板保持器11的前去侧运送部(第1运送部)33a，并且形成有通过第2驱动轮32的周围的部分的运送驱动构件33来使基板保持器11的运送方向折返而转换为相反方向的折返部33b，进而，在运送驱动构件33之中下侧的部分，形成有从第2驱动轮32向第1驱动轮31移动的返程侧运送部(第2运送部)33c。
另外，在基板保持器运送机构3设有：引入基板保持器11的基板保持器引入部30A；使基板保持器11折返运送的运送折返部30B；以及排出基板保持器11的基板保持器排出部30C。
另一方面，在基板保持器运送机构3的运送驱动构件33的周围，设有用于防止所运送的基板保持器11脱落的导向构件38。
该导向构件38以一连串的导轨(rail)状形成，如图3所示，从第1驱动轮31的上部的基板保持器引入部30A经过运送折返部30B后越过第1驱动轮31的下部的基板保持器排出部30C，与运送驱动构件33平行地设置。
此外，导向构件38相对于第1驱动轮31，并未在后述的基板运入运出机构6侧的区域设置。
在真空槽2内设有第1成膜区域4及第2成膜区域5。
在本实施方式中，夹着基板保持器运送机构3而在真空槽2内的上部设有具有第1溅射源4T的第1成膜区域4，在真空槽2的下部设有具有第2溅射源5T的第2成膜区域5。
在这些第1成膜区域4及第2成膜区域5分别设有引入既定的溅射气体的气体引入机构(未图示)。
在此，运送驱动构件33的前去侧运送部33a构成为直线地通过第1成膜区域4，返程侧运送部33c构成为直线地通过第2成膜区域5。
而且，在基板保持器11通过构成运送路径的这些运送驱动构件33的前去侧运送部33a及返程侧运送部33c的情况下，成为使保持在基板保持器11的成膜对象基板50的平面的成膜面以水平状态运送。
在真空槽2内的基板保持器运送机构3附近的位置，例如与第1驱动轮31邻接的位置，设有用于在与基板保持器运送机构3之间交接且接收基板保持器11的基板运入运出机构6。
本实施方式的基板运入运出机构6具有设置在由升降机构60例如沿竖直上下方向驱动的驱动杆61的尖(上)端部的支撑部62。
在本实施方式中，构成为：在基板运入运出机构6的支撑部62上设有运送机器人(搬送ロボット)64，在该运送机器人64上支撑上述基板保持器11而使基板保持器11沿竖直上下方向移动，且，通过运送机器人64在与基板保持器运送机构3之间交接且接收基板保持器11。
在本实施方式中，如后述那样，构成为：从基板运入运出机构6向基板保持器运送机构3的前去侧运送部33a的基板保持器引入部30A交接基板保持器11(将该位置称为“基板保持器交接位置”。)，且，从基板保持器运送机构3的返程侧运送部33c的基板保持器排出部30C取出基板保持器11(将该位置称为“基板保持器取出位置”。)。
在真空槽2的例如上部，设有用于向真空槽2内运入成膜对象基板50且从真空槽2运出成膜对象基板50的基板运入运出室2A。
该基板运入运出室2A例如经由连通口2B而设置在上述基板运入运出机构6的支撑部62的上方位置，在例如基板运入运出室2A的上部设有可开合的盖部2a。
而且，如后述那样，构成为：将运入到基板运入运出室2A内的成膜对象基板50交接给基板运入运出机构6的支撑部62的运送机器人64上的基板保持器11并加以保持，且，将成膜后的成膜对象基板50从基板运入运出机构6的支撑部62的运送机器人64上的基板保持器11运出到例如真空槽2外部的大气中。
此外，在本实施方式的情况下，在基板运入运出机构6的支撑部62的上部的边缘部，设有用于在运入及运出成膜对象基板50时隔离基板运入运出室2A与真空槽2内的气氛的例如O型圈等密封构件63。
在该情况下，构成为：通过使基板运入运出机构6的支撑部62向基板运入运出室2A侧上升，并使支撑部62上的密封构件63密合到真空槽2的内壁而塞住连通口2B，从而相对于真空槽2内的气氛隔离基板运入运出室2A内的气氛。
另一方面，在第1成膜区域4的附近，设有各自具有用于对保持在基板保持器11的成膜对象基板50进行加热及冷却的、加热功能及冷却功能的一对加热冷却机构7a、7b。
在本实施方式中，加热冷却机构7a、7b在第1驱动轮31与第1成膜区域4之间以从上下夹住运送路径的方式配置，以能够基于第1成膜区域4相对于成膜对象基板50加热或冷却成膜面及相反侧的非成膜面的两个表面。
如图2所示，本实施方式的基板保持器运送机构3，在与水平面平行地设置的平板状的基部框25上，具备具有隔着既定间隔在竖直方向平行设置的一对平板状的侧部框26的框构造体8，对该框构造体8例如以相对于运送方向对称的方式组装有后述的各构件，作为一体的单元，而构成基板保持器运送机构3。
该基板保持器运送机构3通过设置在框构造体8的安装部17而能够自由拆装地安装在上述的真空槽2内。
在基板保持器运送机构3中，上述的第1驱动轮31及第2驱动轮32分别设置在一对侧部框26。
在此，第1驱动轮31具有以对于运送方向正交的方向的旋转轴线为中心进行旋转的驱动轴31a，以能够以该驱动轴31a为中心进行旋转。
另一方面，第2驱动轮32分别具有以对于运送方向正交的同一旋转轴线为中心进行旋转驱动的驱动轴35，各驱动轴35经由连结构件34而与第2驱动轮32分别连结(参照图2、图5(a)(b))。
而且，在分别设置在一对侧部框26的第1驱动轮31及第2驱动轮32各自桥接上述的运送驱动构件33，由此形成运送基板保持器11的运送路径。
这样，本实施方式的基板保持器运送机构3构成为：使得位于各运送驱动构件33的上侧的前去侧运送部(第1运送部)33a、和位于各运送驱动构件33的下侧的返程侧运送部(第2运送部)33c分别对置，并且关于竖直方向重叠(参照图1、图2)。
如图3所示，在一对运送驱动构件33分别隔着既定间隔设有多个保持驱动部36。
这些保持驱动部36用于保持并运送驱动基板保持器11，以向运送驱动构件33的外侧突出的方式安装在运送驱动构件33，在其前端部，例如设有朝着运送方向下游侧而形成的例如J挂勾形状(运送方向下游侧的突部的高度比运送方向上游侧的突部的高度低的形状)的保持凹部37。
另外，如图2所示，在一对运送驱动构件33的内侧的位置，第1驱动轮31及第2驱动轮32之间设有支撑所运送的基板保持器11的一对基板保持器支撑机构18。
基板保持器支撑机构18例如由多个辊等的可旋转的构件构成，分别设置在运送驱动构件33的附近。
在本实施方式中，如图2及图3所示，以在运送驱动构件33的前去侧运送部33a的附近设有前去侧基板保持器支撑机构18a，并且在运送驱动构件33的返程侧运送部33c的附近设有返程侧基板保持器支撑机构18b，并且支撑所运送的基板保持器11的下表面的两边缘部的方式配置构成。
在此，前去侧基板保持器支撑机构18a以使设于基板保持器引入部30A内的端部为始端部而经由第1成膜区域4(参照图1)后运送折返部30B的最近位置成为终端部的方式直线状地设置。
另一方面，返程侧基板保持器支撑机构18b以使运送折返部30B的第2驱动轮32侧的位置为始端部而经由第2成膜区域5(参照图1)后基板保持器排出部30C的位置成为终端部的方式直线状地设置。
本实施方式所使用的基板保持器11用于对成膜对象基板50的两表面上进行成膜，由具有贯通的开口部的拖盘(tray)状的元件构成。
如图4(a)～(c)所示，该基板保持器11在例如长框状的主体部11A，设有对于其长边方向即运送方向正交的方向并排一列并分别保持例如矩形状的多个成膜对象基板50的多个保持部13。
在此，在各保持部13，设有例如矩形状的开口部14，以在运送主体部11A时的表面(第1表面)侧，以与各成膜对象基板50相等的大小及形状整个面地露出各成膜对象基板50的表侧面，并且在运送主体部11A时的背面(第2表面)侧，设有与上述各开口部14分别连通并小于成膜对象基板50的大小的例如矩形状的开口部15。
而且，在各保持部13中的主体部11A的中腹部分，分别设有能够承载各成膜对象基板50的由矩形框状的凹部构成的遮蔽部16。
这些各遮蔽部16构成为：使凹部的底面形成为例如与主体部11A的表面及背面平行的平面状，以在成膜时水平承载并保持各成膜对象基板50。
在具有这样的结构的本实施方式的基板保持器11中，在对保持于多个保持部13的多个成膜对象基板50的两表面上分别进行成膜的情况下，各成膜对象基板50的表侧面(第1表面)整个面地露出，而各成膜对象基板50的背侧面(第2表面)，成为其边缘部被主体部11A的遮蔽部16的壁厚部分覆盖的状态，由此遮蔽从第2溅射源5T飞翔的为成膜材料的溅射粒子。
另一方面，在基板保持器11的主体部11A的长边方向的两端部且宽度方向即运送方向的一侧的端部，分别设有支撑轴12。
这些支撑轴12以向主体部11A的长边方向延伸的旋转轴线为中心形成为截面圆形状，各自的基部12a形成为向两侧变细这样的圆锥梯形状，各自的前端部12b形成为直径比基部12a小的圆柱形状。
于是，基板保持器11的支撑轴12的各前端部12b以分别嵌在上述的运送驱动构件33的保持驱动部36的保持凹部37，并以该支撑轴12为中心能够旋转地被保持的方式规定各部分的尺寸。
通过这样的结构，在基板保持器11的支撑轴12的各前端部12b分别嵌在运送驱动构件33的保持驱动部36的保持凹部37而保持并被运送的情况下，因保持驱动部36的保持凹部37和上述的细尖形状的支撑轴12的抵接而得以作出基板保持器11在支撑轴12方向的定位。
另外，在本实施方式中，各构件的尺寸被规定为：在基板保持器11的支撑轴12的各前端部12b分别嵌在运送驱动构件33的保持驱动部36的保持凹部37而被支撑的状态下，能在基板保持器11的支撑轴12的前端部12b与导向构件38之间形成若干间隙。
通过这样的结构，在基板保持器11的支撑轴12的各前端部12b分别嵌在运送驱动构件33的保持驱动部36的保持凹部37而被支撑并运送的情况下，因导向构件38和基板保持器11的支撑轴12的前端部12b的抵接而防止基板保持器11从运送路径的脱落。
本实施方式的基板保持器运送机构3的运送折返部30B以以下所说明的方式构成。
首先，如图3及图5(a)(b)所示，在基板保持器运送机构3中的相对于第2驱动轮32而第1驱动轮31侧邻接的位置，设有当折返运送成膜对象基板50时支撑基板保持器11并控制其姿态的姿态控制机构20。
该姿态控制机构20具有沿对于运送方向正交的方向延伸的驱动轴21，该驱动轴21贯通一对侧部框26并被自由旋转地支撑。
于是，在该驱动轴21隔着比一对基板保持器支撑机构18的间隔小的间隔安装有一对支撑臂22(参照图5(a))。
这些支撑臂22由直线棒状的构件构成，在其两端部分别设有支撑辊23。
另一方面，支撑臂22的驱动轴21通过例如带状的动力传递构件24来与第2驱动轮32的驱动轴35连结，由此，第2驱动轮32和支撑臂22如后述那样构成为以既定的关系同步地向同方向旋转。
以下，参照图6～图16，对本实施方式的成膜装置1的动作以及使用该成膜装置1的成膜方法进行说明。另外，本说明书中，以形成异质结型太阳能电池的透明导电氧化物层的情况为例进行说明。
在此，为了便于理解，以在一个基板保持器11保持一个成膜对象基板50并进行成膜的情况为例进行说明。
另外，将基板保持器11的设有支撑轴12的一侧设为前方，并将基板保持器11相对于基板保持器引入部30A引入(参照图9(a))。
在本实施方式中，首先，如图6所示，使基板运入运出机构6的支撑部62上的密封构件63与真空槽2的内壁密合并且将基板运入运出室2A内的气氛对于真空槽2内的气氛隔离的状态下，打开基板运入运出室2A的盖部2a，利用未图示的运送机器人将成膜对象基板50装配并保持在基板运入运出机构6的支撑部62的运送机器人64上的基板保持器11。
在此，成膜对象基板50如图16(a)所示，在n型晶体硅基板51的第1表面(图中上侧面)上，依次设有i型非晶硅层52及p型非晶硅层53，并且在该n型晶体硅基板51的第2表面(图中下侧面)上，依次设有i型非晶硅层56及n型非晶硅层57。
而且，如图7所示，在关闭基板运入运出室2A的盖部2a后，使基板运入运出机构6的支撑部62下降到基板保持器交接位置，使得基板保持器11的高度成为与运送驱动构件33的前去侧运送部33a相等的高度位置。
进而，如图8所示，通过设置在基板运入运出机构6的支撑部62的运送机器人64，将基板保持器11配置到基板保持器运送机构3的基板保持器引入部30A。
由此，如图9(a)所示，基板保持器11的下表面11b由前去侧基板保持器支撑机构18a支撑。
接着，使基板保持器运送机构3的第1驱动轮31及第2驱动轮32动作，使运送驱动构件33的前去侧运送部33a从第1驱动轮31向第2驱动轮32移动，并且使运送驱动构件33的返程侧运送部33c从第2驱动轮32向第1驱动轮31移动。
由此，如图9(b)所示，设置在运送驱动构件33上的保持驱动部36的保持凹部37与基板保持器11的一对支撑轴12嵌合而该支撑轴12被保持在保持驱动部36，基板保持器11在运送驱动构件33的前去侧运送部33a上被向第2驱动轮32附近的运送折返部30B运送。
而且，在由图8所示的加热冷却机构7a、7b来加热基板保持器11及成膜对象基板50后，使之通过第1成膜区域4的位置时，通过位于基板保持器11的上方的第1溅射源4T，对保持在基板保持器11的成膜对象基板50的作为第1表面的表面上进行基于溅射的成膜(参照图1)。
具体而言，在图16(a)所示的成膜对象基板50的p型非晶硅层53的表面，通过溅射形成第1透明导电氧化物层54(参照图16(b))。
如上所述，在本实施方式中，被保持在基板保持器11的成膜对象基板50的表面(第1表面)整个面地露出，因此，通过从第1溅射源4T飞翔的溅射粒子，如图16(b)所示，在成膜对象基板50的p型非晶硅层53的表面整个面地形成第1透明导电氧化物层54。
图10(a)～(c)是示出本实施方式的基板保持器运送机构的运送折返部的动作的说明图。
在本实施方式中，如上所述，通过运送驱动构件33的保持驱动部36保持了基板保持器11的支撑轴12，并且以基板保持器11的下表面11b由前去侧基板保持器支撑机构18a支撑的状态向运送折返部30B运送(参照图9(a)(b))。
而且，如图10(a)所示，分别设定基板保持器11的尺寸及支撑轴12的配置位置、前去侧基板保持器支撑机构18a的尺寸，以在基板保持器11的支撑轴12到达运送折返部30B的第2驱动轮32上部的时刻使基板保持器11的后端部从前去侧基板保持器支撑机构18a的终端部18c脱离。
在此，基板保持器11如上所述在一对支撑轴12的前端部12b保持在运送驱动构件33的保持驱动部36的保持凹部37的状态下，能够以支撑轴12为中心进行旋转，因此在本实施方式中，构成为在基板保持器11从前去侧基板保持器支撑机构18a的终端部18c脱离的时刻，能够通过在姿态控制机构20的一对支撑臂22的一个端部设置的支撑辊23来相对于基板保持器11的支撑轴12支撑后端部侧的下表面11b并保持水平状态。
该姿态控制机构20的一对支撑臂22，如上所述，构成为与第2驱动轮32同步而沿与第2驱动轮32同一个方向旋转。
如图10(b)所示，在本实施方式中，随着运送驱动构件33的移动，保持驱动部36从前去侧运送部33a经由折返部33b而向返程侧运送部33c移动。
在该移动之际，基板保持器11的支撑轴12以圆弧状在第2驱动轮32的周围移动并下降，但是在本实施方式中，设定姿态控制机构20的支撑臂22的尺寸及旋转角度，以在此时通过姿态控制机构20的一对支撑臂22的一个端部的支撑辊23来支撑基板保持器11的后端部侧的下表面11b，并使基板保持器11的姿态保持大致水平状态。
另外，在该移动之际，为了使得保持驱动部36的保持凹部37所支撑的基板保持器11的支撑轴12位于比保持驱动部36的保持凹部37更靠下方，由于重力的作用从保持驱动部36的保持凹部37离脱的方向的力作用于基板保持器11的支撑轴12，而在本实施方式中，构成为在基板保持器11的支撑轴12的各前端部12b分别嵌在运送驱动构件33的保持驱动部36的保持凹部37而被保持的状态下，在基板保持器11的支撑轴12的前端部12b与导向构件38之间形成若干间隙，因此基板保持器11的支撑轴12的前端部12b在相对于保持驱动部36的保持凹部37产生若干间隙的状态下接触到导向构件38的内侧的部分并被支撑。
其结果，在本实施方式中，在通过运送折返部30B之际，基板保持器11不会从运送驱动构件33的保持驱动部36脱落。
进而，如图10(c)所示，若基板保持器11的支撑轴12到达运送折返部30B的第2驱动轮32的下部，则基板保持器11的与设有支撑轴12的一侧相反侧的端部成为运送方向侧的前端部，但是在本实施方式中，设定姿态控制机构20的支撑臂22的尺寸及旋转角度，以在该时刻，使得基板保持器11的该前端部的下表面11b被圆滑地支撑在返程侧基板保持器支撑机构18b，并且支撑臂22的支撑辊23从基板保持器11的下表面11b脱离。
另外，在该时刻，以使该支撑臂22的另一侧的端部的支撑辊23a支撑后续的基板保持器11的下表面11b的方式设定姿态控制机构20的支撑臂22的尺寸及旋转角度。
然后，通过使基板保持器运送机构3的第1驱动轮31及第2驱动轮32动作继续，从而如图11(a)(b)所示，通过运送驱动构件33的返程侧运送部33c的保持驱动部36的动作，使被返程侧基板保持器支撑机构18b支撑的基板保持器11从运送折返部30B向基板保持器排出部30C移动。
在该动作之际，对于保持在基板保持器11的成膜对象基板50，在通过第2成膜区域5的位置时，通过位于基板保持器11的下方的第2溅射源5T来进行基于溅射的成膜(参照图1)。
在该情况下，本实施方式的基板保持器运送机构3中，如上所述，由于经由运送折返部30B而被运送时基板保持器11的上下关系不变，所以会对与保持在基板保持器11的成膜对象基板50的第1表面相反侧的第2表面即背面上进行成膜。
具体而言，在图16(b)所示的成膜对象基板50的n型非晶硅层57的表面通过溅射形成以下说明的透明导电氧化物层58。
如上所述，在本实施方式中，被保持在基板保持器11的成膜对象基板50的背面(第2表面)侧，其边缘部由上述的遮蔽部16覆盖，因此如图16(c)所示，仅在除了作为衬底层的n型非晶硅层57的表面的边缘部之外的区域形成透明导电氧化物层58，由此得到作为目的的完成成膜的成膜对象基板59。
然后，若在基板保持器11到达基板保持器排出部30C后，基板保持器11到达基板保持器排出部30C的导向构件38的终端部，则如图12(a)所示，成为基板保持器11的运送方向下游(前方)侧的部分从返程侧基板保持器支撑机构18b及导向构件38的终端部突出的状态，因此将基板运入运出机构6的支撑部62配置在基板保持器取出位置(参照图13)，并通过构成上述的基板运入运出机构6的运送机器人64的承载部65来支撑基板保持器11的下表面11b。
进而，如果继续运送驱动构件33的动作，则与第1驱动轮31周围的运送驱动构件33一起移动的保持驱动部36，与圆弧状的运送驱动构件33一起从基板保持器11的支撑轴12分离并向上方移动，因此如图12(b)所示，运送驱动构件33的保持驱动部36与基板保持器11的支撑轴12的嵌合会脱离，基板保持器11在此位置停止。
因此，使用基板运入运出机构6的运送机器人64，如图13所示，将基板保持器11从基板保持器排出部30C取出到基板运入运出机构6侧并与运送机器人64一起配置在支撑部62上。
然后，如图14所示，使基板运入运出机构6的支撑部62上升，使支撑部62上的密封构件63与真空槽2的内壁密合而将基板运入运出室2A内的气氛相对于真空槽2内的气氛隔离。
而且，如图15所示，打开基板运入运出室2A的盖部2a，使用未图示的运送机器人，将完成成膜的成膜对象基板59从基板保持器11取出到大气中。
由此，本实施方式中的成膜工序结束。
此外，在基于本实施方式的完成成膜的成膜对象基板59的第1透明导电氧化物层54及第2透明导电氧化物层58上设置电极层的情况下，采用公知的方法即可。
如以上所述，在本实施方式中，在基板保持器运送机构3，通过前去侧运送部33a将基板保持器11以通过第1成膜区域4的方式沿着运送路径向沿既定方向运送，并通过溅射对保持在基板保持器11的成膜对象基板50的第1表面上进行成膜，通过运送折返部30B使基板保持器11在维持上下关系的状态下沿着运送路径从前去侧运送部33a向返程侧运送部33c折返运送，通过返程侧运送部33c使基板保持器11以通过第2成膜区域5的方式沿着运送路径向与前去侧运送部33a的运送方向相反方向运送，并通过溅射对保持在基板保持器11的成膜对象基板50的第2表面上进行成膜。
在该情况下，本实施方式所使用的基板保持器11具有露出成膜对象基板50的第1表面及第2表面的开口部14、15，并且设有遮蔽针对成膜对象基板50的边缘部的、来自第2溅射源5T的成膜材料的遮蔽部16，若通过溅射对前去侧运送部33a及返程侧运送部33c中保持在该基板保持器11的成膜对象基板50的第1表面及第2表面上分别进行成膜，则对成膜对象基板50的边缘部遮蔽来自第2溅射源5T的成膜材料。
其结果，依据本实施方式，在成膜对象基板50的第1表面侧中p型非晶硅层53的表面整个面地形成第1透明导电氧化物层54，另一方面，能够仅在除了成膜对象基板50的第2表面侧的n型非晶硅层57的表面的边缘部之外的区域形成第2透明导电氧化物层58，因此能够可靠地防止形成在成膜对象基板50的两表面侧的第1透明导电氧化物层54与第2透明导电氧化物层58彼此的短路。
另外，在本实施方式中，运送路径形成为在对竖直面投影的情况下成为一连串的环状，在沿着该运送路径将基板保持器11维持上下关系的状态下从前去侧运送部33a向返程侧运送部33c折返运送，并在前去侧运送部33a及返程侧运送部33c中分别通过第1成膜区域4及第2成膜区域5而进行溅射，因此能够无需使用掩模而通过紧凑的通过型成膜装置1来在成膜对象基板50的两表面上形成第1透明导电氧化物层54及第2透明导电氧化物层58，由此能够谋求成本降低。
而且，依据这样的本实施方式，由于能够不会发生形成在成膜对象基板50的两表面侧的第1透明导电氧化物层54及第2透明导电氧化物层58彼此的短路，而以最大限地增大例如太阳光侧的透明导电氧化物层54的面积，因而能够提高异质结型太阳能电池的转换效率。
另外，在本实施方式中，构成为沿着运送路径运送沿在相对于运送方向正交的方向并排保持多个成膜对象基板50的多个基板保持器11，因此与现有技术那样运送沿基板的运送方向并排保持多个基板的基板保持器而进行成膜的情况相比，能够削减基板保持器的长度及伴随其的剩余空间，因此能够达成省空间化。
进而，在本实施方式中，由于基板保持器运送机构3一体地组装到相对真空槽2自由拆装的框构造体8，所以能够容易进行制造工序及维护。
此外，本发明不限于上述的实施方式，能够进行各种变更。
例如在上述实施方式中，作为基板保持器11，取沿长框状的主体部11A的长边方向排成一列地保持多个成膜对象基板50的例子进行了说明，但本发明不限于此，也能够构成为例如沿主体部11A的长边方向多列(二～三列)并排保持多个成膜对象基板50。
另外，在上述实施方式中，作为设置在基板保持器11的遮蔽部16，采用了矩形框状的构件，但本发明不限于此，只要能覆盖成膜对象基板的边缘部，则能够采用各种形状的构件。另外，也能够构成为不全部遮蔽成膜对象基板的边缘部，而局部地遮蔽例如容易发生短路的成膜对象基板的区域的边缘部。
进而，在上述实施方式中，各保持部13在主体部11A运送时的表面(第1表面)侧设置了与各成膜对象基板50相等的大小及形状且整个面地露出各成膜对象基板50的表侧面的开口部14，并且在主体部11A运送时的背面(第2表面)侧设置了与上述各开口部14连通并小于成膜对象基板50的大小的开口部15，但本发明并不限于此，只要能可靠地保持成膜对象基板50，也能够使这些开口部14和开口部15的上下关系相反。
再者，本发明在基板保持器中只要能够将成膜对象基板圆滑地拆装并可靠地保持，也能够设置遮蔽针对成膜对象基板的第1表面及第2表面两者的边缘部的、来自第1溅射源及第2溅射源的成膜材料的遮蔽部。
进而，在上述实施方式中，取在异质结型太阳能电池的成膜对象基板的两表面形成透明导电氧化物层的情况为例进行了说明，但本发明不限于此，能够适用于在成膜对象基板的两表面上形成各种溅射膜的情况。
但是，本发明在异质结型太阳能电池的成膜对象基板的两表面形成透明导电氧化物层的情况下特别有效。
另一方面，在上述实施方式中，将构成基板保持器运送机构3的运送驱动构件33之中上侧的部分作为为第1运送部的前去侧运送部33a，并且将运送驱动构件33之中下侧的部分作为为第2运送部的返程侧运送部33c，但是本发明并不限于此，也能够使这些上下关系相反。
另外，在上述实施方式中，关于基板保持器运送机构3，由一对链轮和桥接在这一对链轮的链条构成，但是也能够采用例如使用带、导轨的环状形状的运送驱动机构。
进而，关于基板保持器支撑机构18，也能够不用辊而使用带、导轨来构成。
另外，在上述实施方式中，取相对于成膜对象基板50在第1成膜区域4及第2成膜区域5中进行1次成膜的情况为例进行了说明，但本发明并不限于此，也能够构成为多次通过第1成膜区域4及第2成膜区域5而进行多次成膜。
在该情况下，例如如图17所示，将基板运入运出机构6的支撑部62配置在基板保持器取出位置并使用运送机器人64，将保持着结束第1次成膜的成膜对象基板59的基板保持器11从基板保持器排出部30C取出到基板运入运出机构6侧而与运送机器人64一起配置在支撑部62上。
而且，如图18所示，使基板运入运出机构6的支撑部62上升到基板保持器交接位置，配置成使基板保持器11的高度成为与运送驱动构件33的前去侧运送部33a相等的高度位置，通过基板运入运出机构6的支撑部62上的运送机器人64将基板保持器11配置在基板保持器运送机构3的基板保持器引入部30A。
然后，经过上述的工序，进行相对于该成膜对象基板59的第2次成膜。
进而，也可以通过反复进行上述的动作及工序，相对于该成膜对象基板59进行3次以上的成膜。
再者，本发明不但在如上述实施方式那样，将成膜前的处理对象基板50运入真空槽2内，并将完成成膜的成膜对象基板59从真空槽2运出的情况适用，而且也能够在将成膜前的处理对象基板50与基板保持基11一起运入真空槽2内，并将完成成膜的成膜对象基板59与基板保持器11一起从真空槽2运出的情况适用。
标号说明
1 成膜装置
2 真空槽
3 基板保持器运送机构
4 第1成膜区域
4T 第1溅射源
5 第2成膜区域
5T 第2溅射源
6 基板运入运出机构
11 基板保持器；
13 保持部
14 开口部
15 开口部
16 遮蔽部
30A 基板保持器引入部
30B 运送折返部
30C 基板保持器排出部
33 运送驱动构件
33a 前去侧运送部(第1运送部)
33b 折返部
33c 返程侧运送部(第2运送部)
50 成膜对象基板
51 n型晶体硅基板
52 i型非晶硅层
53 p型非晶硅层
54 第1透明导电氧化物层
56 i型非晶硅层
57 n型非晶硅层
58 第2透明导电氧化物层
59 完成成膜的成膜对象基板。

Claims (4)

1.一种成膜装置，具备：
真空槽，其形成单一的真空气氛；
第1成膜区域，其设置在所述真空槽内，具有对成膜对象基板的第1表面上进行成膜的第1溅射源；
第2成膜区域，其设置在所述真空槽内，具有对所述成膜对象基板的第2表面上进行成膜的第2溅射源；
运送路径，其以相对于竖直面的投影形状成一连串的环状的方式形成，以通过所述第1成膜区域及第2成膜区域的方式设置；以及
基板保持器运送机构，其将以水平状态保持所述成膜对象基板的基板保持器沿着所述运送路径运送，
所述基板保持器运送机构具有：第1运送部，其以通过所述第1成膜区域的方式沿既定方向运送所述基板保持器；第2运送部，其以通过所述第2成膜区域的方式沿与所述第1运送部的运送方向相反方向运送所述基板保持器；以及运送折返部，其使所述基板保持器在维持上下关系的状态下从所述第1运送部向所述第2运送部折返运送，
所述基板保持器具有露出所述成膜对象基板的第1表面及第2表面的开口部，并且设有遮蔽对于所述成膜对象基板的边缘部的、来自所述第1溅射源及第2溅射源的至少一个的成膜材料的遮蔽部，而且，沿相对于运送方向正交的方向延伸的支撑轴设于两侧部，
所述运送路径由以相对于所述运送方向正交的方向的旋转轴线为中心进行旋转的一对第1驱动轮、以相对于所述运送方向正交的旋转轴线为中心进行旋转的一对第2驱动轮、以及分别桥接在这些一对第1驱动轮和一对第2驱动轮的一对运送驱动构件构成，并且
以所述基板保持器的支撑轴为中心能够旋转地保持该支撑轴的保持驱动部安装在所述一对运送驱动构件中的每一个，
在所述第2驱动轮附近的位置，设有姿态控制机构，其在使所述基板保持器从所述第1运送部向所述第2运送部折返运送时，与所述第2驱动轮同步地移动，并且以支撑所述基板保持器而使该基板保持器保持大致水平状态的方式控制姿态。
2.根据权利要求1所述的成膜装置，其中，所述基板保持器构成为沿相对于该运送方向正交的方向并排保持多个成膜对象基板。
3.一种成膜方法，使用了根据权利要求1所述的成膜装置，该成膜装置具备：真空槽，其形成单一的真空气氛；第1成膜区域，其设置在所述真空槽内，具有对成膜对象基板的第1表面上进行成膜的第1溅射源；第2成膜区域，其设置在所述真空槽内，具有对所述成膜对象基板的第2表面上进行成膜的第2溅射源；运送路径，其以相对于竖直面的投影形状成一连串的环状的方式形成，以通过所述第1成膜区域及第2成膜区域的方式设置；以及基板保持器运送机构，其将以水平状态保持所述成膜对象基板的基板保持器沿着所述运送路径运送，所述基板保持器运送机构具有：第1运送部，其以通过所述第1成膜区域的方式沿既定方向运送所述基板保持器；第2运送部，其以通过所述第2成膜区域的方式沿与所述第1运送部的运送方向相反方向运送所述基板保持器；以及运送折返部，其使所述基板保持器在维持上下关系的状态下从所述第1运送部向所述第2运送部折返运送，所述基板保持器具有露出所述成膜对象基板的第1表面及第2表面的开口部，并且设有遮蔽对于所述成膜对象基板的边缘部的、来自所述第1溅射源及第2溅射源的至少一个的成膜材料的遮蔽部，所述成膜方法具有：
由所述基板保持器运送机构的第1运送部沿着所述运送路径以通过所述第1成膜区域的方式向既定方向运送所述基板保持器，通过溅射而对保持于该基板保持器的所述成膜对象基板的第1表面上进行成膜的工序；
由所述基板保持器运送机构的运送折返部使所述基板保持器在维持上下关系的状态下沿着所述运送路径从所述第1运送部向所述第2运送部折返运送的工序；以及
由所述基板保持器运送机构的第2运送部沿着所述运送路径以通过所述第2成膜区域的方式向与所述第1运送部的运送方向相反方向运送所述基板保持器，对保持在该基板保持器的所述成膜对象基板的第2表面上进行成膜的工序。
4.一种太阳能电池的制造方法，使用了根据权利要求1所述的成膜装置，该成膜装置具备：真空槽，其形成单一的真空气氛；第1成膜区域，其设置在所述真空槽内，具有对成膜对象基板的第1表面上进行成膜的第1溅射源；第2成膜区域，其设置在所述真空槽内，具有对所述成膜对象基板的第2表面上进行成膜的第2溅射源；运送路径，其以相对于竖直面的投影形状成一连串的环状的方式形成，以通过所述第1成膜区域及第2成膜区域的方式设置；以及基板保持器运送机构，其将以水平状态保持所述成膜对象基板的基板保持器沿着所述运送路径运送，所述基板保持器运送机构具有：第1运送部，其以通过所述第1成膜区域的方式沿既定方向运送所述基板保持器；第2运送部，其以通过所述第2成膜区域的方式沿与所述第1运送部的运送方向相反方向运送所述基板保持器；以及运送折返部，其使所述基板保持器在维持上下关系的状态下从所述第1运送部向所述第2运送部折返运送，所述基板保持器具有露出所述成膜对象基板的第1表面及第2表面的开口部，并且设有遮蔽对于所述成膜对象基板的边缘部的、来自所述第1溅射源及第2溅射源的至少一个的成膜材料的遮蔽部，所述太阳能电池的制造方法中，
作为所述成膜对象基板，准备在n型晶体硅基板的第1表面上依次设置i型非晶硅层及p型非晶硅层，并且在所述n型晶体硅基板的第2表面上依次设置i型非晶硅层及n型非晶硅层的基板，并具有：
由所述基板保持器运送机构的第1运送部沿着所述运送路径以通过所述第1成膜区域的方式向既定方向运送所述基板保持器，通过溅射而对保持在该基板保持器的所述成膜对象基板的第1表面上形成第1透明导电氧化物层的工序；
由所述基板保持器运送机构的运送折返部使所述基板保持器在维持上下关系的状态下沿着所述运送路径从所述第1运送部向所述第2运送部折返运送的工序；以及
由所述基板保持器运送机构的第2运送部沿着所述运送路径以通过所述第2成膜区域的方式向与所述第1运送部的运送方向相反方向运送所述基板保持器，通过溅射而对保持在该基板保持器的所述成膜对象基板的第2表面上形成第2透明导电氧化物层的工序。
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