JP5248662B2 - 基板処理装置、および薄膜太陽電池の製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板に対して所定の処理を施す基板処理装置に関するものであり、より詳細には、処理室内において搬送される基板を検出するセンサを備えた基板処理装置に関するものである。

従来、半導体デバイスの製造装置には、大気圧より減圧された処理室内で基板に対し、成膜およびエッチングなどの各種処理を施すために、各種処理の工程に応じて複数の基板処理装置を備えたものが用いられている。

このような半導体デバイスの製造装置では、基板は、搬送機構に略水平に載置された状態で各基板処理装置に順次搬送されて、各基板処理装置のチャンバ内で所定の処理が施される。

また、近年では、装置内における基板の位置や処置状況などを管理するために、各種のセンサを備えた基板処理装置が実用化されている。

例えば、特許文献１および特許文献２には、搬送室の外部に配置されたセンサによって、搬送室内の基板を検出する技術が提案されている。

具体的には、特許文献１には、搬送室の底面に設けられた透過窓を介して、搬送される基板のたわみ量を検出するセンサを備えた基板処理装置が開示されている。また、特許文献２には、搬送室の上面に設けられた透過窓を介して、搬送アームにより保持された基板の搬送アームに対する位置ズレを検出するセンサを備えた基板処理装置が開示されている。

さらに、基板に対して成膜などの処理を施すチャンバ内の基板を検出する技術も提案されている。

図６は、従来のスパッタリング装置１０１の要部構成を示す断面図である。図６に示されるように、スパッタリング装置１０１は、搬送ローラ１０３によって、真空に近い気圧に減圧されたチャンバ１０２内を搬送される基板Ｓを、光を用いて検出する反射型の位置センサ１０６を備えている。位置センサ１０６は、チャンバ１０２の外部に配置されており、チャンバ１０２の底面に設けられた透過窓１１０を介して基板Ｓに光を照射し、基板Ｓからの反射光によりチャンバ１０２内を搬送される基板Ｓを検出する。

スパッタリング装置１０１によれば、位置センサ１０６によってチャンバ１０２内における基板Ｓの搬送位置を特定できるので、位置センサ１０６の検出結果に応じて、搬入用扉１２３および搬出用扉１２４の開閉などの制御を適正に行うことができる。

特開２００６−１６５２２３号公報（２００６年０６月２２日） 特開２００７−２２７７８１号公報（２００７年０９月０６日）

しかしながら、図６に示されるような、従来のスパッタリング装置１０１では、下記に示す問題を有している。すなわち、スパッタリング装置１０１などの成膜装置では、成膜プロセスにおいて膜欠片などの異物が発生するため、チャンバ１０２の底面には堆積物Ｐが堆積する。このような堆積物Ｐは、スパッタリング時に、基板Ｓの外縁部分に成膜され、搬送途中で剥離した膜欠片や、チャンバ２の天井や側面に付着し、搬入出時の気圧変化または搬送時の振動などで剥離した膜欠片などがチャンバ２の底面に堆積したものである。

このため、チャンバ１０２の底面に設けられた透過窓１１０を介して、光を用いて基板Ｓを検出するスパッタリング装置１０１では、成膜プロセスで発生した異物が堆積物Ｐとして透過窓１１０上に堆積した場合、位置センサ１０６が堆積物Ｐに反応してしまい、検出エラーが生じるという問題を有している。

このような問題は、スパッタリング装置１０１などの成膜装置のほか、成膜後の薄膜の一部を加工除去するプラズマエッチング装置、またはレーザ加工装置など、基板処理プロセスで異物が発生する各種の基板処理装置で生じ得る。

本発明は、上述した従来の課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、処理室内に発生した異物の影響よるセンサの誤作動を抑制することが可能な基板処理装置を実現することにある。

本発明に係る基板処理装置は、上記の課題を解決するために、搬入された基板に対し所定の処理を施す処理室と、前記処理室に搬入された前記基板を載置して、搬送する搬送部と、前記搬送部によって所定の検出位置に搬送された前記基板を光によって検出する検出部と、を備え、前記検出部は、前記基板を検出するための前記光を発する発光端面と、前記発光端面から発せられた前記光、または前記基板によって反射された光を受光する受光端面との少なくとも一方を端面として備えた光ファイバを有し、前記光ファイバの前記端面は、前記検出位置の方向に向けて、前記処理室内に配置されており、前記処理室の底面から所定の高さ位置で、水平方向に対して上向きに配置されていることを特徴としている。

上記の構成では、搬送部によって処理室内の所定の検出位置に搬送された基板を検出する検出部を備え、検出部は、基板を検出するための光を発する発光端面と、発光端面から発せられた光、または基板によって反射された光を受光する受光端面との少なくとも一方が、水平方向に対して上向きに配置されている。

ここで、検出部は、光ファイバの端面から発光または受光することで基板を検出する透過型または反射型の光ファイバセンサであるため、光ファイバの端面を小型化することができる。

したがって、小面積の端面が、処理室内に上向きに配置されるので、基板処理プロセスで発生した異物が、当該端面に付着することを抑制することが可能となる。

また、上向きに配置された端面は、処理室の底面から所定の高さ位置に配置されているので、異物が処理室の底面に堆積物として堆積した場合であっても、検出部は、堆積物によって覆われるなどの影響を受けずに、検出位置に搬送された基板を検出することが可能となる。

そえゆえ、上記の構成によれば、処理室内に発生した異物の影響よる検出部の誤作動を抑制することが可能な基板処理装置を実現することができる。

また、本発明に係る基板処理装置では、前記端面は、垂直方向に対して、傾いていることが好ましい。

上記の構成では、光ファイバの端面は、垂直方向に対して、傾いているので、基板処理プロセスで発生した異物が、発光端面および受光端面に付着することを効果的に抑制することが可能となる。

このため、上記の構成によれば、基板処理プロセスで発生した異物の付着による検出部の誤作動を効果的に抑制して、検出部による安定した基板の検出が可能となる。

また、本発明に係る基板処理装置では、前記端面は、垂直方向に対して、５度以上、４５度以下の範囲で、傾いていることが好ましい。

上記の構成では、光ファイバの端面は、垂直方向に対して、５度以上、４５度以下の範囲で、傾いている。

ここで、前記端面の垂直方向に対する傾きが５度よりも小さい場合、基板処理プロセスで発生した異物の付着量は、前記端面を垂直方向に向けて配置した場合とほぼ同量となり、十分な付着抑制効果を得ることができない。

一方、前記端面の垂直方向に対する傾きが４５度よりも大きい場合、光ファイバの側面に基板処理プロセスで発生した異物が堆積してしまい、当該側面に堆積した異物が光ファイバの端面を覆う可能性ある。また、光ファイバの側面に堆積した異物の重みによって、光ファイバの端面の向きが変わり、検知部の誤作動が生じる可能性がある。

このため、上記の構成によれば、光ファイバの端面を、垂直方向に対して、５度以上、４５度以下の範囲で傾けて配置することで、基板処理プロセスで発生した異物の付着による検出部の誤作動をより効果的に抑制して、検出部による安定した基板の検出が可能となる。

また、本発明に係る基板処理装置では、前記処理室内に配置され、前記光ファイバを固定する固定部をさらに備え、前記固定部は、前記端面が、当該固定部に対して上方に突出するように、前記光ファイバを固定することが好ましい。

上記の構成では、基板処理装置は、処理室内に、光ファイバを固定する固定部をさらに備えるので、光ファイバの端面を検出位置の方向に向けて固定することが可能となる。

ここで、固定部は、光ファイバの端面が、当該固定部に対して上方に突出するように、光ファイバを固定するので、基板処理プロセスで発生した異物が固定部に堆積した場合であっても、固定部に堆積した異物が光ファイバの端面を覆うことを防止することができる。

このため、上記の構成によれば、基板処理プロセスで発生した異物の付着による検出部の誤作動を抑制して、検出部による安定した基板の検出が可能となる。

本発明に係る薄膜太陽電池の製造装置は、上記の課題を解決するために、上記基板処理装置を備えることを特徴としている。

上記の構成によれば、処理室内に発生した異物の影響よる検出部の誤作動を抑制することが可能な薄膜太陽電池の製造装置を実現することができる。

以上のように、本発明に係る基板処理装置は、発光端面と受光端面との少なくとも一方を端面として備えた光ファイバが処理室内に配置された検出部を備え、前記光ファイバの前記端面は、前記処理室の底面から所定の高さ位置で、水平方向に対して上向きに配置されている。

それゆえ、本発明によれば、処理室内に発生した異物の影響よる検出部の誤作動を抑制することが可能な基板処理装置を実現することができるという効果を奏する。

実施形態に係るスパッタリング装置の要部構成を示す装置正面の断面図である。 図１に示される光ファイバセンサの配置例１を示す装置側面の断面図である。 図１に示される光ファイバセンサの配置例２を示す装置正面の断面図である。 図３に示される受発光用光ファイバの受発光端面を示す平面図である。 図１に示される光ファイバセンサの配置例３を示す装置正面の断面図である。 従来のスパッタリング装置の要部構成を示す装置正面の断面図である。

本発明に係る基板処理装置の実施形態の一例について、図１〜図５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。本実施形態では、本発明に係る基板処理装置を、スパッタダウン方式のスパッタリング装置に適用した場合について説明する。

ただし、本発明に係る基板処理装置は、スパッタリング装置以外にも、例えば、真空蒸着法またはＣＶＤ法で成膜を行う成膜装置に適用してもよく、その他、基板上に成膜された薄膜の一部を加工除去するプラズマエッチング装置、またはレーザ加工装置など各種の基板処理装置に適用することも可能である。

１．スパッタリング装置の構成
まず、本実施形態に係るスパッタリング装置１の要部構成について、図１を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るスパッタリング装置１の要部構成を示す装置正面の断面図である。

図１に示されるように、スパッタリング装置１は、チャンバ（処理室）２と、複数の搬送ローラ（搬送部）３と、ヘッド４と、ヒータ５と、光ファイバセンサ（検出部）６と、固定部７とを備えている。以下、スパッタリング装置１が備える各構成について、順に説明する。

（１）チャンバ
チャンバ２は、搬送ローラ３によって搬入された基板Ｓの上面（被処理面）Ｓ１に対して、成膜処理を行う空間である。チャンバ２は、高真空排気装置（図示省略）などによって、大気圧より減圧され、真空状態に維持されている。

チャンバ２の側面の一つには、図中の矢印で示される搬送方向Ｘに向けて搬送される基板Ｓを、チャンバ２内に搬入するための搬入口２１が形成されている。また、搬入口２１が形成された側面と対向する側面には、基板Ｓを搬出するための搬出口２２が形成されている。搬入口２１および搬出口２２には、それぞれ搬入用扉２３または搬出用扉２４が取り付けられており、搬入用扉２３および搬出用扉２４によって、チャンバ２と外部とが、室間的に分離されている。

なお、チャンバ２は、チャンバ２内を真空状態に維持し大気に開放しないために、搬入口２１および搬出口２２が、それぞれロードロックチャンバに連結されていてもよい。チャンバ２をロードロックチャンバに連結することにより、ロードロックチャンバ内が真空になった状態で、搬入用扉２３または搬出用扉２４の開閉が行われ、チャンバ２への基板Ｓの搬入、またはチャンバ２からの搬出が行われる。これにより、チャンバ２内を真空状態に維持しすることができる。

また、チャンバ２は、エッチング処理を施すためのエッチング装置、或いは、他のスパッタリング装置に連結されていてもよい。

（２）搬送ローラ
搬送ローラ３は、チャンバ２に搬入された基板Ｓを、被処理面Ｓ１を上方に向けた状態で載置して、搬送方向Ｘに向かって搬送する水平搬送型の搬送機構である。各搬送ローラ３は、水平方向に並んで平行に配設されており、搬入口２１から搬出口２２に向けて基板Ｓを搬送する。

また、搬送ローラ３は、搬送ローラ３を回転駆動するモータなどの駆動部（図示省略）に接続されており、その駆動が制御される。

なお、本実施形態では、基板Ｓを搬送する搬送機構を、複数の搬送ローラ３を用いて実現しているが、搬送ローラ３以外にも、例えば、基板Ｓを下方から担持する搬送アームを用いて搬送機構を実現してもよい。

（３）ヘッド
ヘッド４は、ターゲットＴを構成する原子または分子を、下方に配置された基板Ｓの被処理面Ｓ１に向けて放出するものである。ヘッド４は、チャンバ２の上面に設けられており、電極シールド４１と、磁石４２とを備えている。

電極シールド４１は、スパッタリング時の放電空間を、基板Ｓ側が配置される空間に制限するためのものであり、ターゲットＴの外縁部分に設けられている。

また、スパッタリング装置１では、成膜速度を向上させるために、ターゲットＴの表面に磁界を作用させるマグネトロンスパッタ方式を採用しており、ターゲットＴの上部には、磁石４２が取り付けられている。

さらに、ヘッド４には、スパッタリングに必要な放電を発生させるための高周波の電源４３が、配線４４を介して接続されており、ヘッド４と電源４３との間には、ノイズカットのためのローパスフィルタ４５が設けられている。

（４）ヒータ
ヒータ５は、ヘッド４の下方に搬送された基板Ｓを、所定の温度まで加熱するものである。ヒータ５は、使用されるターゲットＴの種類に応じて、適宜、最適な温度に設定可能であり、基板Ｓの下面（被載置面）Ｓ２側から、基板Ｓを加熱できるように配置されている。

（５）光ファイバセンサ
光ファイバセンサ６は、搬送ローラ３によって所定の検出位置Ｄに搬送された基板Ｓを検出するセンサであり、本実施形態では、基板Ｓの被載置面Ｓ２に反射されたレーザ光（光）Ｌを検出することで、基板Ｓの位置を光学的に検出する反射型の位置センサである。

図１に示されるように、光ファイバセンサ６は、センサ本体６１と、センサ本体６１に接続された発光用光ファイバ（光ファイバ）６５および受光用光ファイバ（光ファイバ）６６とを備えている。

センサ本体６１は、発光部６２と、受光部６３と、判定部６４とを有し、チャンバ２の外部に配置されている。

発光部６２は、基板Ｓを検出するためのレーザ光（光）Ｌを発する発光素子である。発光部６２としては、例えば、半導体レーザ光を発するＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）などを用いることができる。発光部６２には、発光用光ファイバ６５の一端が接続されており、これにより、発光部６２は、発光用光ファイバ６５の他端（以下、発光端面６５ａと称する）を介して、レーザ光Ｌを発することができる。

受光部６３は、発光部６２から発せられたレーザ光Ｌを受光する受光素子である。受光部６３としては、例えば、ＰＤ（Photo Diode:フォトダイオード）などを用いることができる。受光部６３には、受光用光ファイバ６６の一端が接続されており、これにより、受光部６３は、受光用光ファイバ６６の他端（以下、受光端面６６ａと称する）を介して、レーザ光Ｌを受光することができる。

判定部６４は、受光部６３が受光したレーザ光Ｌの光量に基づいて、検出位置Ｄにおける基板Ｓの有無を判定するものである。具体的には、判定部６４は、受光部６３が、基準となる強度を超えるレーザ光Ｌを受光したとき、検出位置Ｄに基板Ｓが搬送されたものと判定する。判定部６４には、スパッタリング装置１全体の動作を制御する制御部（図示省略）に接続されており、制御部は、判定部６４の判定結果に応じて、搬入用扉２３および搬出用扉２４の開閉、或いは、回転ローラの駆動などの各制御を行う。

ここで、図１に示されるように、スパッタリング装置１では、成膜プロセスで発生した膜欠片などの異物が堆積物Ｐとしてチャンバ２の底面に堆積する。このような堆積物Ｐは、スパッタリング時に基板Ｓの外縁部分に成膜され、搬送途中で剥離した膜欠片や、スパッタリング時にチャンバ２の天井や側面に付着し、搬入出時の気圧変化または搬送時の振動などで剥離した膜欠片などがチャンバ２の底面に堆積したものである。

例えば、スパッタリング装置１を薄膜太陽電池の製造装置に適用した場合について説明する。透明導電膜が形成された基板Ｓの被処理面Ｓ１上に、シリコン系半導体膜を積層する成膜プロセスにおいて、非晶質／結晶質のシリコン系半導体膜の厚みによる膜ストレスや、被処理面Ｓ１の外縁部分に形成された透明導電膜のヘイズ（凹凸形状）の悪化による密着性の低下などのために、搬送途中で剥離した薄欠片などがチャンバ２の底面に堆積して堆積物Ｐとなる。特に、真空と大気との圧力変化が生じやすい搬入口２１および搬出口２２の近傍に堆積物Ｐは堆積し易く、堆積する異物のサイズは、ミリオーダー以上である。

このような堆積物Ｐが底面に堆積した場合、図６に示されるような、チャンバ１０２の外部に配置された位置センサ１０６によって、チャンバ１０２の底面に設けられた透過窓１１０を介して、基板Ｓを検出する従来のスパッタリング装置１０１では、位置センサ１０６が透過窓１１０上に堆積した堆積物Ｐに反応して、検出エラーが生じる。

具体的には、位置センサ１０６が堆積物Ｐに反応してしまい、基板Ｓの搬入および搬出などの制御を適正に行うことができず、搬送トラブルが生じる。このため、従来のスパッタリング装置１０１では、搬送トラブルに伴う基板の破損などが生じ、スパッタリング装置１０１の稼働率が低下してしまう。

このような堆積物Ｐによる影響を防止するために、スパッタリング装置１では、搬送ローラ３よって搬送される基板Ｓに位置を検出する光ファイバセンサ６の発光端面６５ａおよび受光端面６６ａを、チャンバ２内において、チャンバ２の底面から所定の高さ位置で上向きに配置している。本実施形態では、発光端面６５ａおよび受光端面６６ａの中心と、チャンバ２の底面との間隔ががそれぞれ約１０ｃｍとなるように、発光端面６５ａおよび受光端面６６ａの高さ位置が調整されている。

なお、発光端面６５ａおよび受光端面６６ａが、図１のように別体として設けられていることは、本発明にとって必須ではない。光ファイバセンサ６の端面の設け方の種々の変形例については、後述する。

このように、光ファイバセンサ６の端面が、チャンバ２内において、チャンバ２の底面から所定の高さ位置で上向きに配置されているため、堆積物Ｐがチャンバ２の底面に堆積した場合であっても、光ファイバセンサ６は、堆積物Ｐの影響を受けずに、検出位置Ｄに搬送された基板Ｓを安定して検出することができる。

これは、センサとして、光ファイバの端面からレーザ光Ｌを発光または受光する光ファイバセンサ６を採用した結果、発光端面６５ａおよび受光端面６６ａを小型化しているからである。これにより、発光端面６５ａおよび受光端面６６ａのそれぞれの直径を、例えば、１．５ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下の範囲で形成することが可能となる。

このため、光ファイバセンサ６の端面を、チャンバ２内に上向きにして配置した場合であっても、当該端面の面積が微細なので、成膜プロセスで発生した異物が、端面に付着することを抑制することが可能となる。

さらに、スパッタリング装置１では、成膜プロセスで発生した異物が、発光端面６５ａおよび受光端面６６ａに付着することを抑制する効果を高めるために、発光端面６５ａおよび受光端面６６ａが、垂直方向に対して、傾いて配置されている。具体的には、発光端面６５ａおよび受光端面６６ａは、搬送方向Ｘに沿って、発光端面６５ａが搬送方向Ｘの下流側に、受光端面６６ａが搬送方向Ｘの上流側に、それぞれが検出位置Ｄに向けて傾いて配置されている。

このように、発光端面６５ａおよび受光端面６６ａを、垂直方向に対して、傾いて配置することで、成膜プロセスで発生した異物で発生した異物が、発光端面６５ａおよび受光端面６６ａに付着することを一層効果的に抑制することができる。

なお、検出位置Ｄに対してレーザ光Ｌを斜めに発する場合、光ファイバセンサ６の光強度を調整することで、基板Ｓが存在する場合と、基板Ｓが存在しない場合とで、受光部６３が受光する光強度に十分な差を生じさせることが可能である。このため、発光端面６５ａおよび受光端面６６ａに多少の位置ズレが生じた場合でも、基板Ｓを検出することができる。

ここで、発光端面６５ａおよび受光端面６６ａは、垂直方向に対して、５度以上、４５度以下の範囲で、傾いて配置されていることが好ましい。発光端面６５ａおよび受光端面６６ａの垂直方向に対する傾きが５度よりも小さい場合、成膜プロセスで発生した異物の付着量は、発光端面６５ａおよび受光端面６６ａを垂直方向に向けて配置した場合とほぼ同量となり、十分な付着抑制効果を得ることができない。

一方、発光端面６５ａおよび受光端面６６ａの垂直方向に対する傾きが４５度よりも大きい場合、発光用光ファイバ６５および受光用光ファイバ６６の側面に成膜プロセスで発生した異物が堆積してしまい、当該側面に堆積した異物が発光端面６５ａおよび受光端面６６ａを覆う可能性がある。また、発光用光ファイバ６５および受光用光ファイバ６６の側面に異物が堆積した場合、当該異物の重みによって、発光端面６５ａおよび受光端面６６ａの向きが変わり、誤作動を生じる可能性がある。

このため、発光端面６５ａおよび受光端面６６ａを、垂直方向に対して、５度以上、４５度以下の範囲で傾けて配置することで、成膜プロセスで発生した異物の発光端面６５ａおよび受光端面６６ａへの付着量を低減して、安定した基板Ｓの検出が可能となる。

また、スパッタリング装置１のように、発光端面６５ａおよび受光端面６６ａを、チャンバ２内に上向きにして配置することで、スパッタリング装置１のメンテナンス性などを向上させることが可能となる。

すなわち、スパッタダウン方式のスパッタリング装置１では、ターゲット交換などのメンテナンスのためにチャンバ２の上面側を取り外す機会が多い。このため、チャンバ２の上面側に光ファイバセンサ６が配置された構成では、メンテナンスの度に発光端面６５ａおよび受光端面６６ａの位置調整が必要となり、メンテナンス性が低下してしまう。

このため、発光端面６５ａおよび受光端面６６ａを、検出位置Ｄよりも下方側にそれぞれ配置することで、上述のような、メンテナンス性の低下を防止して、スパッタリング装置１の稼働率を向上させることができると共に、装置構造を単純化することができる。

さらに、発光端面６５ａおよび受光端面６６ａを、チャンバ２内に上向きにして配置することで、光ファイバセンサ６は、基板Ｓの被載置面Ｓ２を検出するため、被処理面Ｓ１を検出する構成に比べて、基板Ｓの表面変化に伴う、光ファイバセンサ６の検出感度の変動が生じず、安定した基板Ｓの検出が可能となる。

（６）固定部
固定部７は、チャンバ２内に配置され、発光用光ファイバ６５および受光用光ファイバ６６を支持して、固定するものである。固定部７は、発光用光ファイバ６５を固定する固定部７１と、受光用光ファイバ６６を固定する固定部７２とを含んでいる。

固定部７１は、発光用光ファイバ６５の側面を包持して、その一端が、搬出口２２が形成されたチャンバ２の側面に固定されている。また、固定部７２は、受光用光ファイバ６６の側面を包持しており、その一端が、チャンバ２の底面に固定されている。これにより、発光端面６５ａおよび受光端面６６ａを検出位置Ｄの方向に向けて、発光用光ファイバ６５および受光用光ファイバ６６を固定することができる。

ここで、固定部７１・７２は、発光端面６５ａおよび受光端面６６ａが、固定部７１・７２に対して上方に突出するように、発光用光ファイバ６５および受光用光ファイバ６６を固定する。このため、成膜プロセスで発生した異物が固定部７１・７２に堆積した場合であっても、固定部７１・７２に堆積した異物が発光端面６５ａおよび受光端面６６ａを覆うことを防止することができるので、光ファイバセンサ６による安定した基板Ｓの検出が可能となる。

なお、固定部７は、発光用光ファイバ６５および受光用光ファイバ６６を、所定の角度で固定できるものであれば、その構造は特に限定されない。例えば、チャンバ２の側面または底面に固定された金属ブロックなどであってもよい。

以上のような構成のスパッタリング装置１によれば、成膜プロセスで発生した異物の影響よる光ファイバセンサ６の誤作動を抑制することができる。

なお、スパッタリング装置１では、光ファイバセンサ６を用いて基板Ｓの位置検出を行うが、基板Ｓの位置検出以外にも、基板Ｓの温度、たわみ量などを検出することも可能である。

２．光ファイバセンサの配置例
次に、光ファイバセンサ６の他の配置例について、図２から図５を参照して説明する。図１に示される光ファイバセンサ６は、発光端面６５ａおよび受光端面６６ａを上方に向けた状態で、搬送方向Ｘに沿って配置されているが、光ファイバセンサ６の配置は、これに限定されない。成膜プロセスで発生した異物の影響よる光ファイバセンサ６の誤作動を抑制するためには、光ファイバセンサ６は、発光端面６５ａおよび受光端面６６ａの少なくとも何れか一方を上方に向けた状態で、チャンバ２内に配置されていればよい。例えば、下記に示す配置例１〜３のように、光ファイバセンサ６を配置することができる。

（１）配置例１
図２は、図１に示される光ファイバセンサ６の配置例１を示す装置側面の断面図である。図２に示されるように、光ファイバセンサ６は、発光端面６５ａおよび受光端面６６ａを上方に向けた状態で、搬送方向Ｘと直交する方向に沿って配置されていてもよい。この場合、固定部７１・７２の一端は、搬出口２２が形成されたチャンバ２の側面にそれぞれ固定されている。

このように、発光端面６５ａおよび受光端面６６ａを、搬送方向Ｘと直交する方向に沿って、それぞれが検出位置Ｄに向けて傾いて配置したスパッタリング装置１ａによっても、チャンバ２内に発生した異物の影響よる光ファイバセンサ６の誤作動を抑制することができる。

（２）配置例２
図３は、図１に示される光ファイバセンサ６の配置例２を示す装置正面の断面図であり、図４は、図３に示される受発光用光ファイバ６７の受発光端面６７ａを示す平面図である。図３および図４に示されるように、光ファイバセンサ６を、発光用光ファイバ６５および受光用光ファイバ６６を含む受発光用光ファイバ（光ファイバ）６７で実現してもよい。受発光用光ファイバ６７は、受発光端面６７ａを搬送方向Ｘの下流側に傾けて、上向きに配置されており、固定部７３によって固定されている。

図４に示されるように、受発光用光ファイバ６７は、その内部に発光用光ファイバ６５および受光用光ファイバ６６が平行に配置された平行型の受発光用光ファイバ６７であり、受発光端面６７ａ（端面）には、発光端面６５ａおよび受光端面６６ａが配置されている。このような受発光用光ファイバ６７を用いることにより、チャンバ２内への配線を簡略化して、装置構造を単純化することができる。

このように、発光用光ファイバ６５および受光用光ファイバ６６を含む受発光用光ファイバ６７を用いたスパッタリング装置１ｂによっても、チャンバ２内に発生した異物の影響よる光ファイバセンサ６の誤作動を抑制することができる。

なお、受発光用光ファイバ６７として、図４に示される平行型の光ファイバ以外にも、例えば、中心部に発光用光ファイバ６５が配置され、外周部に複数の受光用光ファイバ６６が配置された同軸型の光ファイバ、或いは、複数のガラスファイバによって構成された発光用光ファイバ６５および受光用光ファイバ６６を備える分散型の光ファイバなどを用いてもよい。

（３）配置例３
図５は、図１に示される光ファイバセンサ６の配置例３を示す装置正面の断面図である。図４に示されるように、光ファイバセンサ６は、上向きに配置された発光端面６５ａと下向きに配置された受光端面６６ａとが、検出位置Ｄを挟んで互いに対向するように配置されていてもよい。このような透過型の光ファイバセンサ６では、基板Ｓが検出位置Ｄに搬送されたとき、レーザ光Ｌが基板Ｓによって遮られる。このため、判定部６４は、受光部６３が、レーザ光Ｌを受光しないとき、基板Ｓが検出位置Ｄに搬送されたものと判定する。

なお、発光端面６５ａおよび受光端面６６ａの互いの位置関係は、逆であってもよい。

このように、透過型の光ファイバセンサ６を用いたスパッタリング装置１ｃによっても、チャンバ２内に発生した異物の影響よる光ファイバセンサ６の誤作動を抑制することができる。

３．実施形態の総括
以上のように、本実施形態に係るスパッタリング装置１は、搬入された基板Ｓに対し所定の処理を施すチャンバ２と、チャンバ２に搬入された基板Ｓを載置して、搬送する搬送ローラ３と、搬送ローラ３によって検出位置Ｄに搬送された基板Ｓをレーザ光Ｌによって検出する光ファイバセンサ６とを備える。光ファイバセンサ６は、基板Ｓを検出するためのレーザ光Ｌを発する発光端面６５ａと、発光端面６５ａから発せられたレーザ光Ｌ、または基板Ｓによって反射されたレーザ光Ｌを受光する受光端面６６ａとの少なくとも一方を端面として備えた光ファイバ６５・６６・６７を有し、光ファイバ６５・６６・６７の端面は、検出位置Ｄの方向に向けて、チャンバ２内に配置されており、チャンバ２の底面から所定の高さ位置で、水平方向に対して上向きに配置されている。

ここで、光ファイバセンサ６は、光ファイバ６５・６６・６７の端面からレーザ光Ｌを発光または受光するため、発光端面６５ａ、受光端面６６ａおよび受発光端面６７ａを小型化することができる。

このため、発光端面６５ａおよび受光端面６６ａの少なくとも一方、或いは、受発光端面６７ａを、チャンバ２内に上向きに配置した場合であっても、成膜プロセスで発生した異物が、発光端面６５ａ、受光端面６６ａおよび受発光端面６７ａに付着することを抑制することが可能となる。

また、上向きに配置された発光端面６５ａ、受光端面６６ａおよび受発光端面６７ａは、チャンバ２の底面から所定の高さ位置に配置されているので、異物がチャンバ２内に堆積物Ｐとして堆積した場合であっても、光ファイバセンサ６は、堆積物Ｐの影響を受けずに、検出位置Ｄに搬送された基板Ｓを検出することが可能となる。

そえゆえ、本実施形態によれば、チャンバ２内に堆積した堆積物Ｐの影響よるセンサの誤作動を抑制することが可能なスパッタリング装置１を実現することができる。

また、本実施形態に係るスパッタリング装置１では、発光端面６５ａ、受光端面６６ａおよび受発光端面６７ａは、垂直方向に対して、傾いていることが好ましい。

このようなスパッタリング装置１では、発光端面６５ａ、受光端面６６ａおよび受発光端面６７ａは、垂直方向に対して、傾いているので、成膜プロセスで発生した異物が、発光端面６５ａ、受光端面６６ａおよび受発光端面６７ａに付着することを効果的に抑制することが可能となる。

このため、本実施形態に係るスパッタリング装置１によれば、基板処理プロセスで発生した異物の付着によるセンサの誤作動を効果的に抑制して、光ファイバセンサ６による安定した基板Ｓの検出が可能となる。

また、本実施形態に係るスパッタリング装置１では、発光端面６５ａ、受光端面６６ａおよび受発光端面６７ａは、垂直方向に対して、５度以上、４５度以下の範囲で、傾いていることが好ましい。

このようなスパッタリング装置１によれば、成膜プロセスで発生した異物の発光端面６５ａ、受光端面６６ａおよび受発光端面６７ａへの付着量をより効果的に低減して、光ファイバセンサ６による安定した基板Ｓの検出が可能となる。

また、本実施形態に係るスパッタリング装置１では、チャンバ２内に配置され、光ファイバ６５・６６・６７を固定する固定部７１・７２・７３をさらに備え、固定部７１・７２・７３は、発光端面６５ａ、受光端面６６ａおよび受発光端面６７ａが、固定部７１・７２・７３に対して上方に突出するように、光ファイバ６５・６６・６７を固定することが好ましい。

このようなスパッタリング装置１では、チャンバ２内に、光ファイバ６５・６６・６７を固定する固定部７１・７２・７３をさらに備えるので、発光端面６５ａ、受光端面６６ａおよび受発光端面６７ａを、検出位置Ｄの方向に向けて固定することが可能となる。

ここで、固定部７１・７２・７３は、発光端面６５ａ、受光端面６６ａおよび受発光端面６７ａが、固定部７１・７２・７３に対して上方に突出するように、光ファイバ６５・６６・６７を固定するので、成膜プロセスで発生した異物が固定部７１・７２・７３に堆積した場合であっても、固定部７１・７２・７３に堆積した異物が発光端面６５ａ、受光端面６６ａおよび受発光端面６７ａを覆うことを防止することができる。

このため、本実施形態に係るスパッタリング装置１によれば、成膜プロセスで発生した異物によるセンサの誤作動を抑制して、光ファイバセンサ６による安定した基板Ｓの検出が可能となる。

本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

４．補足
なお、本発明は、以下のように表現することもできる。すなわち、本発明に係る基板処理装置は、基板の上面を処理する処理室と、前記基板を少なくとも水平方向に搬送する搬送部と、前記搬送部の下方より基板を光学的に検出するファイバセンサとを備え、前記ファイバセンサが前記処理室内に上向きに設置されていることを特徴としている。

また、本発明に係る基板処理装置は、前記ファイバセンサの端面が、水平面に対して９０°より小さい角度で固定されていることを特徴としている。

また、本発明に係る基板処理装置は、前記ファイバセンサの水平面に対する角度が、４５°以上、８５°以下の範囲であることを特徴としている。

また、本発明に係る基板処理装置は、前記ファイバセンサの先端付近が上方に突出して固定され設置されていることを特徴としている。

或いは、本発明は、以下のように表現することもできる。すなわち、本発明に係る基板処理装置は、水平に戴置して搬送される基板の下方に設置された、基板の有無を検出する光反射型のファイバセンサを備え、前記センサの上端部が水平面に対して角度を有して設置されていることを特徴としている。

また、本発明に係る基板処理装置は、前記ファイバセンサが、径の小さいファイバセンサであり、処理室内に位置する上側先端が斜めになっていることを特徴としている。

また、本発明に係る基板処理装置は、前記ファイバセンサが投光側と受光側の二つ別々に備えており、それぞれのファイバセンサの上側先端面が角度をつけ、設置される製造装置であることを特徴としている。

また、本発明に係る基板処理装置は、前記ファイバセンサの上端端面が、チャンバ底面より１０ｃｍの高さで設置されていることを特徴としている。

また、本発明に係る基板処理装置は、前記ファイバセンサが、固定金具によって斜めに固定されていることを特徴としている。

また、本発明に係る基板処理装置は、透明導電層が形成されたガラス基板上に、非晶質／結晶質のシリコン系半導体膜を積層することを特徴としている。

本発明は、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法またはＣＶＤ法などの成膜装置の他、基板上の膜の一部を加工除去するプラズマエッチング装置や逆スパッタ装置、レーザ加工装置など、膜が欠片となって異物となって堆積する基板処理装置に好適に使用することができる。

１ スパッタリング装置（基板処理装置）
１ａ スパッタリング装置（基板処理装置）
１ｂ スパッタリング装置（基板処理装置）
１ｃ スパッタリング装置（基板処理装置）
２ チャンバ（処理室）
３ 搬送ローラ（搬送部）
４ ヘッド
５ ヒータ
６ 光ファイバセンサ（検出部）
７ 固定部
６１ センサ本体
６２ 発光部
６３ 受光部
６４ 判定部
６５ 発光用光ファイバ（光ファイバ）
６５ａ 発光端面（端面）
６６ 受光用光ファイバ（光ファイバ）
６６ａ 受光端面（端面）
６７ 受発光用光ファイバ（光ファイバ）
６７ａ 受発光端面（端面）
７１ 固定部
７２ 固定部
７３ 固定部
Ｄ 検出位置
Ｌ レーザ光（光）
Ｓ 基板
Ｓ１ 被処理面
Ｓ２ 被載置面
Ｔ ターゲット
Ｘ 搬送方向

Claims (5)

1. 搬入された基板に対し所定の処理を施す処理室を備え、前記基板に対する基板処理プロセスにおいて前記処理室内に異物が発生する基板処理装置であって、
   前記処理室に搬入された前記基板を載置して、搬送する搬送部と、
   前記搬送部によって所定の検出位置に搬送された前記基板を光によって検出する検出部と、
   を備え、
   前記検出部は、前記基板を検出するための前記光を発する発光端面と、前記発光端面から発せられた前記光、または前記基板によって反射された光を受光する受光端面との少なくとも一方を端面として備えた光ファイバと、
   前記光ファイバに光学的に接続された発光素子および受光素子とを有し、
   前記光ファイバの前記端面は、前記検出位置の方向に向けて、前記処理室内に配置されており、前記処理室の底面から所定の高さ位置で、水平方向に対して上向きに配置されており、
   前記発光素子および前記受光素子は、前記処理室外に配置されていることを特徴とする基板処理装置。
2. 前記端面は、垂直方向に対して、傾いていることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記端面は、垂直方向に対して、５度以上、４５度以下の範囲で、傾いていることを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
4. 前記処理室内に配置され、前記光ファイバを固定する固定部をさらに備え、
   前記固定部は、前記端面が、当該固定部に対して上方に突出するように、前記光ファイバを固定することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の基板処理装置。
5. 請求項１から４の何れか１項に記載の基板処理装置を備えることを特徴とする薄膜太陽電池の製造装置。

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