JP2010172959A - 膜除去装置、および半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】透明基板上の膜のレーザ光による除去をより確実に行なうことができる膜除去装置と、より確実に膜の除去が行なわれる半導体装置の製造方法とを提供する。
【解決手段】膜除去装置は、厚さ方向を有する透明基板２上に形成された膜３０を除去するためのものである。固定部６１は、透明基板２を固定するためのものである。支持部６５は、固定部６１に対して厚さ方向と交差する方向に相対的に変位可能なものである。第１のレーザヘッド６４ａおよび第２のレーザヘッド６４ｂは、支持部６５に支持され、第１の焦点位置Ｆａおよび第２の焦点位置Ｆｂをそれぞれ有する。厚さ方向における第１の焦点位置Ｆａおよび第２の焦点位置Ｆｂは互いに異なる。
【選択図】図２

Description

本発明は、膜除去装置、および半導体装置の製造方法に関し、特に、レーザヘッドを用いて透明基板上の膜を除去するための膜除去装置、および透明基板を有する半導体装置の製造方法に関するものである。

光電変換装置などの半導体装置の製造において、基板上の膜がレーザを用いて除去されることがある。たとえば特開平１１−３３０５１３号公報（特許文献１）によれば、以下のような光電変換装置の製造方法が開示されている。

まずガラス基板上に透明電極層が形成される。そして、集積されるべき複数の光電変換セルに対応して、複数の透明電極分離溝がレーザビームを用いたレーザスクライブ法によって形成される。そして光電変換ユニット層が形成される。そして光電変換ユニット層を貫通する複数の接続用溝がレーザスクライブ法によって形成される。そして裏面電極層が堆積される。そして透明電極層が切断される場合と同様に、レーザスクライブ法によって裏面電極層が切断され、複数の裏面電極分離溝が形成される。上記のレーザビームはガラス基板側から入射される。

また上記のような半導体装置の製造工程において、基板の端面や下面に透明導電材料や金属材料が回り込んで付着する問題があることが、たとえば特開２００１−４４４６７号公報（特許文献２）に記載されている。

特開平１１−３３０５１３号公報 特開２００１−４４４６７号公報

上記のように、透明基板の一の面上に膜が形成されている場合、この面と反対の面上には、この膜の成膜時に回り込んだ物質、または他の汚れなどからなる付着物が付着していることがある。このような透明基板（ガラス基板）を介して光（レーザビーム）が膜へ入射される場合、光の進行が付着物によって阻害されることで、膜の除去に不良が生じ得るという問題がある。

それゆえ本発明の目的は、透明基板上の膜のレーザ光による除去をより確実に行なうことができる膜除去装置と、より確実に膜の除去が行なわれる半導体装置の製造方法とを提供することを目的とする。

本発明の膜除去装置は、厚さ方向を有する透明基板上に形成された膜を除去するためのものであって、固定部と、支持部と、第１および第２のレーザヘッドとを有する。固定部は、透明基板を固定するためのものである。支持部は、固定部に対して厚さ方向と交差する方向に相対的に変位可能なものである。第１および第２のレーザヘッドは、支持部に支持され、第１および第２の焦点位置をそれぞれ有する。厚さ方向における第１および第２の焦点位置は互いに異なる。

本発明の膜除去装置によれば、厚さ方向における第１および第２の焦点位置が互いに異なるので、付着物の位置と第１の焦点位置とを合わせつつ、除去されるべき膜の位置と第２の焦点位置とを合わせることができる。これにより、第１の焦点位置を有する光で付着物を除去しつつ、第２の焦点位置を有する光によって膜を除去することができる。よって付着物に阻害されることなく、より確実に膜の除去を行なうことができる。

上記の膜除去装置において好ましくは、第１および第２のレーザヘッドの各々の波長は互いに同じである。これにより、第１および第２のレーザヘッドの各々の波長を膜の除去に適したものとすることで、第１のレーザヘッドによってこの膜の成膜時の回り込みに起因した付着物を効率よく除去しつつ、第２のレーザヘッドによってこの膜を効率よく除去することができる。

上記の膜除去装置において好ましくは、第１および第２のレーザヘッドの各々の波長は互いに異なる。これにより、付着物および膜の各々の除去に適した波長が互いに異なる場合において、第１のレーザヘッドの波長を付着物の除去に適したものとし、かつ第２のレーザヘッドの波長を膜の除去に適したものとすることができる。これにより、第１および第２のレーザヘッドのそれぞれによって、付着物および膜を効率よく除去することができる。

上記の膜除去装置において好ましくは、膜除去装置は、支持部に支持され、かつ第３の焦点位置を有する第３のレーザヘッドをさらに有し、厚さ方向における第１および第３の焦点位置は互いに同じである。これにより、第１のレーザヘッドおよび第３のレーザヘッドのいずれかを選択することで、付着物が除去される位置を選択することができる。よって膜除去を行なう際における固定部および支持部の間の相対的な変位の方向をより多様化することができるので、膜除去の効率を高めることができる。

本発明の半導体装置の製造方法は、厚さ方向に対向する第１および第２の主面を有する透明基板を固定するための固定部と、固定部に対して厚さ方向と交差する方向に相対的に変位可能な支持部と、第２の主面との間に第１の主面を挟むように支持部に支持された第１および第２のレーザヘッドとを含む膜除去装置を用いた半導体装置の製造方法であって、以下の工程を有する。

第２の主面上に膜が形成された透明基板が固定部に固定される。第１のレーザヘッドによって第１の焦点位置を有する第１の光が第１の主面に照射される。支持部が固定部に対して厚さ方向と交差する方向に相対的に変位される。第２のレーザヘッドによって第２の焦点位置を有する第２の光が第１の主面を介して膜に照射される。上記の変位は、第２の光が第１の主面の第１の光に照射された部分に入射するように行なわれ、かつ第１の焦点位置は第２の焦点位置に比して第２の主面から遠い。

本発明の半導体装置の製造方法によれば、第２の光は、第１の主面の第１の光に照射された部分に入射するので、第１の主面における付着物が除去された部分に入射することができる。よって第２の光は付着物に阻害されることなく膜に達することができる。また第１の光の第１の焦点位置は第２の焦点位置に比して第２の主面から遠いので、膜の効率的な除去のために第２の焦点位置を膜の位置に合わせつつ、第１の焦点位置を膜の位置から離すことができる。よって付着物除去のための第１の光が膜に及ぼす影響を抑制することができる。

上記の半導体装置の製造方法において好ましくは、第１および第２の光の各々の波長は互いに同じである。これにより、第１および第２の光の各々の波長を膜の除去に適したものとすることで、第１の光によってこの膜の成膜時の回り込みに起因した付着物を効率よく除去しつつ、第２の光によってこの膜を効率よく除去することができる。

上記の半導体装置の製造方法において好ましくは、厚さ方向における第２の焦点位置において、第１の光のパルス当たりのエネルギー密度は、第２の光のパルス当たりのエネルギー密度よりも小さい。これにより第１の光が膜に及ぼす影響を抑制することができる。

上記の半導体装置の製造方法において好ましくは、第１および第２の光の各々の波長は互いに異なる。これにより、付着物および膜の各々の除去に適した波長が互いに異なる場合において、第１の光の波長を付着物の除去に適したものとし、かつ第２の光の波長を膜の除去に適したものとすることができる。よって、第１および第２の光のそれぞれによって、付着物および膜を効率よく除去することができる。

上記の半導体装置の製造方法において好ましくは、第１の光のパルス周波数は、第２の光のパルス周波数よりも高い。これにより第１の光による付着物の除去をより均一に行なうことができる。

上記の半導体装置の製造方法において好ましくは、半導体装置は光電変換装置である。
さらに好ましくは、光電変換装置は、透明基板上に設けられた透明電極と、透明電極上に設けられた半導体層と、半導体層上に設けられた裏面電極とを有する。膜は、透明電極、半導体層および裏面電極のいずれかである。

以上説明したように、本発明によれば、第１の焦点位置を有する光で付着物を除去しつつ、第２の焦点位置を有する光によって膜を除去することで、付着物に阻害されることなく、より確実に膜の除去を行なうことができる。

本発明の実施の形態１における膜除去装置の構成を概略的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態１における膜除去装置を用いた半導体装置の製造方法における一工程を示す概略的な断面図である。 本発明の実施の形態１における膜除去装置を用いた半導体装置の製造方法における一工程を示す概略的な部分平面図である。 本発明の実施の形態１における光電変換装置の構成を概略的に示す平面図である。 図４の線ＶＡ−ＶＡ線に沿った概略断面図（Ａ）、および線ＶＢ−ＶＢに沿った概略断面図（Ｂ）である。 本発明の実施の形態１における光電変換装置の製造方法の第１工程を概略的に示す図であり、図４の線ＶＡ−ＶＡに沿った位置に対応する断面図（Ａ）、および線ＶＢ−ＶＢ線に沿った位置に対応する断面図（Ｂ）である。 本発明の実施の形態１における光電変換装置の製造方法の第２工程を概略的に示す図であり、図４の線ＶＡ−ＶＡに沿った位置に対応する断面図（Ａ）、および線ＶＢ−ＶＢ線に沿った位置に対応する断面図（Ｂ）である。 本発明の実施の形態１における光電変換装置の製造方法の第３工程を概略的に示す図であり、図４の線ＶＡ−ＶＡに沿った位置に対応する断面図（Ａ）、および線ＶＢ−ＶＢ線に沿った位置に対応する断面図（Ｂ）である。 本発明の実施の形態１における光電変換装置の製造方法の第４工程を概略的に示す図であり、図４の線ＶＡ−ＶＡに沿った位置に対応する断面図（Ａ）、および線ＶＢ−ＶＢ線に沿った位置に対応する断面図（Ｂ）である。 本発明の実施の形態１における光電変換装置の製造方法の第５工程を概略的に示す図であり、図４の線ＶＡ−ＶＡに沿った位置に対応する断面図（Ａ）、および線ＶＢ−ＶＢ線に沿った位置に対応する断面図（Ｂ）である。 本発明の実施の形態１における光電変換装置の製造方法の第６工程を概略的に示す図であり、図４の線ＶＡ−ＶＡに沿った位置に対応する断面図（Ａ）、および線ＶＢ−ＶＢ線に沿った位置に対応する断面図（Ｂ）である。 本発明の実施の形態１における光電変換装置の製造方法の第７工程を概略的に示す図であり、図４の線ＶＡ−ＶＡに沿った位置に対応する断面図（Ａ）、および線ＶＢ−ＶＢ線に沿った位置に対応する断面図（Ｂ）である。 本発明の実施の形態１における光電変換装置の製造方法の第８工程を概略的に示す図であり、図４の線ＶＡ−ＶＡに沿った位置に対応する断面図（Ａ）、および線ＶＢ−ＶＢ線に沿った位置に対応する断面図（Ｂ）である。 本発明の実施の形態２における膜除去装置を用いた半導体装置の製造方法における一工程を示す概略的な断面図である。 本発明の実施の形態２における膜除去装置を用いた半導体装置の製造方法における一工程を示す概略的な部分平面図である。

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
（実施の形態１）
はじめに本実施の形態の膜除去装置の構成について説明する。

図１および図２をを参照して、本実施の形態の膜除去装置６０は、厚さ方向（図中の縦方向）を有する透明基板２上に形成された膜を除去するためのものである。膜除去装置６０は、支持ローラ６１（固定部）と、Ｘ−Ｙロボット６５（支持部）と、第１および第２のレーザヘッド６４ａ、６４ｂと、ＣＣＤカメラ６３とを有する。

支持ローラ６１は、透明基板２を固定するためのものである。
Ｘ−Ｙロボット６５は、ＸＹＺ直交座標系において透明基板２の厚さ方向をＺ方向として、Ｘ方向およびＹ方向に移動可能に構成されている。すなわちＸ−Ｙロボット６５は、支持ローラ６１に対して、Ｘ方向およびＹ方向の各々に相対的に変位可能に構成されている。

第１および第２のレーザヘッド６４ａ、６４ｂは、Ｘ−Ｙロボット６５に支持されている。第１および第２のレーザヘッド６４ａ、６４ｂのそれぞれは、第１および第２の焦点位置Ｆａ、Ｆｂを有する。Ｚ方向（図中の縦方向）における第１および第２の焦点位置ＦａおよびＦｂは互いに距離Ｄｆだけ異なっている。距離Ｄｆはおおよそ透明基板２の厚さに対応している。また第１および第２のレーザヘッドの各々の波長は、膜除去装置６０の用途に応じて、互いに同じ波長、または互いに異なる波長を有する。

ＣＣＤカメラ６３は、膜除去を所望の位置において行なうために、透明基板２およびその上に形成された膜を画像認識するためのものである。

次に膜除去装置６０の動作について説明する。
図１〜図３を参照して、まず透明基板２が準備される。透明基板２は、Ｚ方向に対向する第１および第２の主面Ｓ１、Ｓ２を有する。第２の主面Ｓ２上には、膜除去装置６０によって加工される膜３０が予め成膜されている。また第１の主面Ｓ１上には、付着物５３が形成されている。付着物５３は、たとえば膜３０の成膜における回り込みによって副次的に形成されたもの、あるいは汚れの付着によって形成されたものである。

次に透明基板２が支持ローラ６１に固定される。これにより、第２の主面Ｓ２との間に第１の主面Ｓ１を挟むように、第１および第２のレーザヘッド６４ａ、６４ｂが位置される。第１のレーザヘッド６４ａの第１の焦点位置Ｆａは第１の主面Ｓ１の位置とおおよそ同一とされ、第２のレーザヘッド６４ｂの第２の焦点位置Ｆｂは第２の主面Ｓ２の位置とおおよそ同一とされる。よって第１の焦点位置Ｆａは第２の焦点位置Ｆｂに比して第２の主面Ｓ２から遠い。

次にＸ−Ｙロボット６５がＸＹ面内で移動されながら、第１および第２のレーザヘッド６４ａ、６４ｂのそれぞれから第１および第２の光Ｌａ、Ｌｂが出射される工程が行なわれる。以下にこの工程について詳しく説明する。

第１のレーザヘッド６４ａから第１の光Ｌａのパルスが第１の主面Ｓ１に向かって照射される。このパルス照射が行なわれつつ、Ｘ−Ｙロボット６５が方向Ｍａに移動される。これにより方向Ｍａに沿って付着物５３が順次除去される。方向Ｍａは、ＸＹ平面に対応する平面視において焦点位置Ｆｂから焦点位置Ｆａに向かう方向である。

また第２のレーザヘッド６４ｂから第２の光Ｌｂのパルスが第１の主面Ｓ１に向かって照射される。このパルス照射が行なわれつつ、Ｘ−Ｙロボット６５が方向Ｍａに移動される。この移動によって、ＸＹ平面において、焦点位置Ｆａが位置していた位置に、焦点位置Ｆｂが達する。この時点で第２のレーザヘッド６４ｂから出射された第２の光Ｌｂは、第１の主面Ｓ１の第１の光Ｌａに照射された部分に入射し、さらに進行することで第２の主面Ｓ２上の膜３０に達する。第１の主面Ｓ１の第１のＬａに照射された部分は第１の光Ｌａによって付着物５３が除去されているので、第２の光Ｌｂは付着物５３に阻害されることなく、膜３０に達することができる。よって膜３０が効率よく除去される。

膜３０の除去領域が線状の場合、上記のようにＸ−Ｙロボット６５を方向Ｍａに沿って移動させることで、方向Ｍａに沿った線状の除去が行なわれる。また膜３０の除去領域が面状の場合、たとえば図３に示すように、第１および第２の光Ｌａ、Ｌｂの方向Ｍａに沿った走査が、ＸＹ平面において方向Ｍａと交差する方向ＳＴにずらされながら繰り返し行なわれる。

次に第１および第２の光Ｌａ、Ｌｂについて詳しく説明する。
第１および第２の光Ｌａ、Ｌｂの各々として、互いに同じ波長を有する光パルスを用いることができる。特に膜３０と付着物５３とが同じ材料を含む場合、この材料の除去に適した共通の波長を用いることで、第１の光Ｌａによる付着物５３の除去と、第２の光Ｌｂによる膜３０の除去とを、共に効率よく行なうことができる。

なお、第１および第２の光の各々の波長は互いに異なってもよい。これにより、付着物５３および膜３０の各々の除去に適した波長が互いに異なる場合において、第１の光Ｌａの波長を付着物５３の除去に適したものとし、かつ第２の光Ｌｂの波長を膜３０の除去に適したものとすることができる。これにより、第１および第２の光Ｌａ、Ｌｂのそれぞれによって、付着物５３および膜３０を効率よく除去することができる。

好ましくは、第２の焦点位置Ｆｂにおいて、第１の光Ｌａのパルス当たりのエネルギー密度は、第２の光Ｌｂのパルス当たりのエネルギー密度よりも小さくされる。これにより付着物５３の除去のための第１の光Ｌａが膜３０に及ぼす影響を抑制することができる。

なお第２の焦点位置Ｆｂにおいて第１の光Ｌａのパルス当たりのエネルギー密度が過度に大きいと、第１の光Ｌａによって膜３０が半ば除去された状態となる。この場合、膜３０を完全に除去するためには、より高いパルスエネルギーを有する第２の光Ｌｂを用いることが必要となる。この結果、膜３０の除去が行なわれる部分の周囲にダメージを与えたり、より高出力の第２のレーザヘッド６４ｂを準備する必要が生じたりするという問題が生じる。

また好ましくは、第１の光Ｌａのパルス周波数は、第２の光Ｌｂのパルス周波数よりも高い。これにより、第１の主面Ｓ１に対してより均一に第１の光Ｌａを照射することができる。よって付着物５３の除去をより均一に行なうことができる。

上記の膜除去方法は、半導体装置の製造方法に用いることができる。このような半導体装置の一例として、光電変換装置の一種である薄膜太陽電池について説明する。

はじめに本実施の形態の薄膜太陽電池の構成について説明する。
図４および図５（Ａ）、（Ｂ）を参照して、本実施の形態の半導体装置としての光電変換装置である薄膜太陽電池１は、透明基板２と、透明電極層３と、半導体光電変換層４と、裏面電極層５と、電極１０とを有する。

透明基板２は、第２の光Ｌｂに対して透光性を有する。透明基板２上には、透明電極層３、半導体光電変換層４および裏面電極層５がこの順序で積層されている。

透明電極層３は、導電膜であって、第１分離溝６によって複数の領域に分離されている。第１分離溝６は半導体光電変換層４で埋められている。

裏面電極層５は導電膜である。裏面電極層５および半導体光電変換層４は、第２分離溝８によって複数のセル領域１１に分離されている。

また半導体光電変換層４には、貫通部であるコンタクトライン７が形成されている。コンタクトライン７は、裏面電極層５によって埋められており、隣り合うセル領域１１間を電気的に直列に接続している。このように直列接続された複数のセル領域１１の端子として、電極１０が裏面電極層５上に設けられている。

次に薄膜太陽電池１の製造方法について説明する。
図６（Ａ）および（Ｂ）を参照して、透明電極層３が形成された透明基板２が準備される。透明基板２は、たとえばガラス基板である。また透明電極層３の材料は、たとえば、ＳｎＯ₂（酸化スズ）、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）またはＺｎＯ（酸化亜鉛）を用いることができる。

主に図７（Ａ）および（Ｂ）を参照して、矢印ＬＭ１に示すように、透明電極層３が透明基板２を介したレーザスクライブによって加工される。このレーザスクライブにより、透明電極層３を複数の領域に分離する第１分離溝６が形成される。

具体的には、上述した膜３０の除去方法（図１〜図３）と同様の方法によって、透明電極層３の部分的な除去が行なわれる。つまり第１の光Ｌａによって透明基板２の裏面（図７における下面）上の付着物が除去されつつ、第２の光Ｌｂによって透明電極層３の除去が行なわれる。この付着物は、たとえば透明基板２の表の面（図７における上面）に透明電極層７が成膜された場合に回り込みによって裏面に形成されたものである。このような回り込みは、透明電極層３がＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)によって形成された場合に、特に顕著に発生しやすい。

第１および第２の光ＬａおよびＬｂの各々の波長は、透明電極層３の材料が吸収しやすい波長であり、たとえば１０６４ｎｍである。

また好ましくは、Ｚ方向における第２の焦点位置Ｆｂにおいて、第１の光Ｌａのパルス当たりのエネルギー密度は、第２の光Ｌｂのパルス当たりのエネルギー密度よりも小さい。このためには、たとえば、第１の焦点位置Ｆａにおける第１の光Ｌａのパルス当たりのエネルギー密度が３３ｍＪ／ｍｍ²とされ、第２の焦点位置Ｆｂにおける第２の光Ｌｂのパルス当たりのエネルギー密度が６９ｍＪ／ｍｍ²とされる。この例の場合、Ｚ方向における第２の焦点位置Ｆｂにおける第１の光Ｌａのパルス当たりのエネルギー密度は、第１の焦点位置Ｆａからのずれによって３３ｍＪ／ｍｍ²よりも小さくなる。よってＺ方向における第２の焦点位置Ｆｂにおける第１の光Ｌａのパルス当たりのエネルギー密度は、６９ｍＪ／ｍｍ²よりも小さくなる。

なお第１の光Ｌａに関する他のパラメータを例示すると、ビーム形状は直径６０μｍの円形であり、パルス周波数は４０ｋＨｚであり、ビーム出力は１５Ｗであり、パルス当たりのエネルギーは０．３８ｍＪである。また第２の光Ｌｂに関する他のパラメータを例示すると、ビーム形状は方向Ｍａに沿った６４０μｍの辺と、この辺に直交する４５０μｍの辺とを有する長方形であり、パルス周波数は５．５ｋＨｚであり、ビーム出力は１１０Ｗであり、パルス当たりのエネルギーは２０ｍＪである。

図８（Ａ）および（Ｂ）を参照して、第１分離溝６を埋めるように透明電極層３を覆う半導体光電変換層４が形成される。半導体光電変換層４は、たとえば、アモルファスシリコン薄膜からなるｐ層、ｉ層およびｎ層が順次積層された構造を有し、２００ｎｍ以上５μｍ以下の厚さを有する。

図９（Ａ）および（Ｂ）を参照して、矢印ＬＭ２に示すように、透明電極層３および半導体光電変換層４が、透明基板２を介したレーザスクライブによって加工される。このレーザスクライブの波長は、光の吸収が主に半導体光電変換層４において生じるように選択され、たとえば５３２ｎｍである。これにより半導体光電変換層４の一部がアブレーションされることでコンタクトライン７が形成される。

図１０（Ａ）および（Ｂ）を参照して、コンタクトライン７を埋めるように半導体光電変換層４を覆う裏面電極層５が形成される。裏面電極層５は、たとえばＺｎＯ層とＡｇ（銀）層との積層体である。

図１１（Ａ）および（Ｂ）を参照して、矢印ＬＭ３に示すように、透明電極層３、半導体光電変換層４および裏面電極層５が、透明基板２を介したレーザスクライブによって加工される。このレーザスクライブの波長は、光の吸収が主に半導体光電変換層４において生じるように選択され、たとえば５３２ｎｍである。これにより半導体光電変換層４および裏面電極層５の一部がアブレーションされることで第２分離溝８が形成される。

図１２（Ａ）および（Ｂ）を参照して、透明電極層３、半導体光電変換層４および裏面電極層５が、透明基板２を介したレーザスクライブによって加工される。このレーザスクライブの波長は、光の吸収が主に半導体光電変換層４において生じるように選択され、たとえば５３２ｎｍである。これにより半導体光電変換層４および裏面電極層５の一部がアブレーションされることで、第２分離溝８の長手方向の両端（図１２（Ａ）の左右端）の各々の近傍に周縁溝９が形成される。

図１３（Ａ）および（Ｂ）を参照して、周縁溝９のさらに外側（図１３（Ａ）の破線部の外側）の領域と、第２分離溝８の延在方向に沿った外側（図１３（Ｂ）の左右側）の領域とに、レーザスクライブが行なわれる。このレーザスクライブにより透明電極層３、半導体光電変換層４および裏面電極層５の各々の一部が除去される。

このレーザスクライブは具体的には上述した膜３０の除去方法（図１〜図３）と同様の方法によって、より具体的には上述した透明電極層３の除去方法（図７（Ｂ））と同様の方法によって行なうことができる。

図５（Ａ）および（Ｂ）を参照して、第２分離溝８の延在方向に直交する方向の両端の裏面電極層５の表面上に、第２分離溝８の延在方向と同じ方向に延在する電極１０が形成される。

以上により、本実施の形態の光電変換装置である薄膜太陽電池１が得られる。
本実施の形態の膜除去装置によれば、図２に示すように、Ｚ方向における第１および第２の焦点位置Ｆａ、Ｆｂが距離Ｄｆだけ異なるので、第１の主面Ｓ１上の付着物５３の位置と第１の焦点位置Ｆａとを合わせつつ、第２の主面Ｓ２上の膜３０の位置と第２の焦点位置Ｆｂとを合わせることができる。これにより、第１の光Ｌａで付着物５３を除去しつつ、第２の光Ｌｂによって膜３０を除去することができる。よって付着物５３に阻害されることなく、より確実に膜３０の除去を行なうことができる。

また第１および第２のレーザヘッド６４ａ、６４ｂの各々の波長が膜３０の除去に適した共通の波長とされると、第１のレーザヘッド６４ａによってこの膜３０の成膜時の回り込みに起因した付着物５３を効率よく除去しつつ、第２のレーザヘッド６４ｂによって膜３０を効率よく除去することができる。

逆に第１および第２のレーザヘッド６４ａ、６４ｂの各々の波長が互いに異なるものとされると、付着物５３および膜３０の各々の除去に適した波長が互いに異なっていても、第１のレーザヘッド６４ａの波長を付着物５３の除去に適したものとし、かつ第２のレーザヘッド６４ｂの波長を膜３０の除去に適したものとすることができる。これにより、第１および第２のレーザヘッド６４ａ、６４ｂのそれぞれによって、付着物５３および膜３０を効率よく除去することができる。

また本実施の形態の半導体装置の製造方法によれば、第２の光Ｌｂは、第１の主面Ｓ１の第１の光Ｌａに照射された部分に入射するので、第１の光Ｌａによって第１の主面Ｓ１の付着物５３が除去された部分に入射することができる。よって第２の光Ｌｂは付着物５３に阻害されることなく膜３０に達することができる。また第１の光Ｌａの第１の焦点位置Ｆａは第２の焦点位置Ｆｂに比して第２の主面Ｓ２から遠いので、膜３０の効率的な除去のために第２の焦点位置Ｆｂを膜３０の位置に合わせつつ、第１の焦点位置Ｆｂを膜３０の位置から離すことができる。よって付着物５３の除去のための第１の光Ｌａが膜３０に及ぼす影響を抑制することができる。

また好ましくは、Ｚ方向における第２の焦点位置Ｆｂにおいて、第１の光Ｌａのパルス当たりのエネルギー密度が第２の光Ｌｂのパルス当たりのエネルギー密度よりも小さい。これにより第１の光Ｌａが膜３０に及ぼす影響を抑制することができる。

また好ましくは、第１の光Ｌａのパルス周波数は第２の光Ｌｂのパルス周波数よりも高い。これにより第１の光Ｌａによる付着物５３の除去をより均一に行なうことができる。

（実施の形態２）
主に図１４および図１５を参照して、本実施の形態の膜除去装置は、実施の形態１における膜除去装置（図１〜図３）の構成に加えて、さらに第３のレーザヘッド６４ｃを有する。第３のレーザヘッド６４ｃは、Ｘ−Ｙロボット６５に支持されている。

第３のレーザヘッド６４ｃは、第３の焦点位置Ｆｃを有する。第３の焦点位置Ｆｃは、ＸＹ平面に対応する平面視において焦点位置Ｆａから焦点位置Ｆｂへと延びる直線の延長線上に位置し、Ｚ方向（図中の縦方向）において第１の焦点位置Ｆａ（図２）と一致するように設定されている。

また第３のレーザヘッド６４ｃが出射する第３の光Ｌｃの波長は、第１のレーザヘッド６４ａが出射する第１の光Ｌａの波長と同じとされている。

次に本実施の形態の膜除去装置の動作について説明する。
まずＸ−Ｙロボット６５（図１）が実施の形態１と同様に方向Ｍａ（図２および図３）に動かされながら、第１および第２のレーザヘッド６４ａ、６４ｂによる第１および第２の光Ｌａ、Ｌｂの出射が行なわれる。

次にＸ−Ｙロボット６５がＸＹ平面において方向Ｍａと交差する方向ＳＴに第２の光Ｌｂのビーム寸法程度だけずらされる。続いてＸ−Ｙロボット６５がＸＹ平面における方向Ｍａと逆向きの方向Ｍｂに動かされながら、第３および第２のレーザヘッド６４ｃ、６４ｂによる第３および第２の光Ｌｃ、Ｌｂの出射が行なわれる。第３の光Ｌｃが実施の形態１における第１の光Ｌａ（図２）と同様の役割を果たすことにより、実施の形態１と同様の膜除去が行なわれる。

本実施の形態によれば、Ｘ−Ｙロボット６５を互いに逆向きの方向Ｍａおよび方向Ｍｂの各々に動かしながら膜除去を行なうことができる。これによりＸ−Ｙロボット６５を方向Ｍａに動かした後に、Ｘ−Ｙロボット６５の位置を方向Ｍｂに沿って戻しつつ、膜除去を行なうことができる。すなわち方向Ｍａに移動したＸ−Ｙロボット６５の位置を逆方向に戻す際にも膜除去を行なうことができるので、膜除去をより効率的に行なうことができる。

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。本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。

本発明は、レーザヘッドを用いて透明基板上の膜を除去するための膜除去装置、および透明基板を有する半導体装置の製造方法に特に有利に適用することができる。

Ｌａ〜Ｌｃ 第１〜第３の光、１ 薄膜太陽電池（光電変換装置）、２ 透明基板、３ 透明電極層、４ 半導体光電変換層、５ 裏面電極層、６ 第１分離溝、７ コンタクトライン、８ 第２分離溝、９ 周縁溝、１０ 電極、１１ セル領域、３０ 膜、５３ 付着物、６０ 膜除去装置、６１ 支持ローラ（固定部）、６３ ＣＣＤカメラ、６４ａ〜６４ｃ 第１〜第３のレーザヘッド、６５ Ｘ−Ｙロボット（支持部）。

Claims (11)

1. 厚さ方向を有する透明基板上に形成された膜を除去するための膜除去装置であって、
   前記透明基板を固定するための固定部と、
   前記固定部に対して前記厚さ方向と交差する方向に相対的に変位可能な支持部と、
   前記支持部に支持され、第１および第２の焦点位置をそれぞれ有する第１および第２のレーザヘッドとを備え、
   前記厚さ方向における前記第１および第２の焦点位置は互いに異なる、膜除去装置。
2. 前記第１および第２のレーザヘッドの各々の波長は互いに同じである、請求項１に記載の膜除去装置。
3. 前記第１および第２のレーザヘッドの各々の波長は互いに異なる、請求項１に記載の膜除去装置。
4. 前記支持部に支持され、第３の焦点位置を有する第３のレーザヘッドをさらに備え、
   前記厚さ方向における前記第１および第３の焦点位置は互いに同じである、請求項１〜３のいずれかに記載の膜除去装置。
5. 厚さ方向に対向する第１および第２の主面を有する透明基板を固定するための固定部と、前記固定部に対して前記厚さ方向と交差する方向に相対的に変位可能な支持部と、前記第２の主面との間に前記第１の主面を挟むように前記支持部に支持された第１および第２のレーザヘッドとを含む膜除去装置を用いた半導体装置の製造方法であって、
   前記第２の主面上に膜が形成された前記透明基板を前記固定部に固定する工程と、
   前記第１のレーザヘッドによって第１の焦点位置を有する第１の光を前記第１の主面に照射する工程と、
   前記支持部を前記固定部に対して前記厚さ方向と交差する方向に相対的に変位させる工程と、
   前記第２のレーザヘッドによって第２の焦点位置を有する第２の光を前記第１の主面を介して前記膜に照射する工程とを備え、
   前記変位させる工程は、前記第２の光が前記第１の主面の前記第１の光に照射された部分に入射するように行なわれ、かつ前記第１の焦点位置は前記第２の焦点位置に比して前記第２の主面から遠い、半導体装置の製造方法。
6. 前記第１および第２の光の各々の波長は互いに同じである、請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
7. 前記厚さ方向における前記第２の焦点位置において、前記第１の光のパルス当たりのエネルギー密度は前記第２の光のパルス当たりのエネルギー密度よりも小さい、請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
8. 前記第１および第２の光の各々の波長は互いに異なる、請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
9. 前記第１の光のパルス周波数は、前記第２の光のパルス周波数よりも高い、請求項５〜８のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
10. 前記半導体装置は光電変換装置である、請求項５〜９のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
11. 前記光電変換装置は、前記透明基板上に設けられた透明電極と、前記透明電極上に設けられた半導体層と、前記半導体層上に設けられた裏面電極とを有し、
    前記膜は、前記透明電極、前記半導体層および前記裏面電極のいずれかである、請求項１０に記載の半導体装置の製造方法。

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