JP6148900B2 - 塗布装置 - Google Patents

Description

本発明は、塗布装置に関する。

Ｃｕ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｉ、Ｚｎおよびこれらの組合せなどの金属と、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、およびこれらの組合せなどの元素カルコゲンとを含む半導体材料を用いたＣＩＳ、ＣＩＧＳ、ＣＺＴＳ型等、化合物半導体系太陽電池は、高い変換効率を有する太陽電池として注目されている（例えば特許文献１、２参照）。ＣＩＧＳ型太陽電池は、光吸収層（光電変換層）として例えば上記、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｓｅの４種類の半導体材料からなる膜を用いる構成になっている。このような太陽電池の構成として、例えばガラスなどからなる基板上にモリブデンなどからなる裏面電極が設けられ、当該裏面電極の上に上記光吸収層やバッファー層、透明電極層等が配置される構成が知られている。

ＣＩＳ、ＣＩＧＳ型太陽電池は、従来型の太陽電池に比べて光吸収層の厚さを薄くすることができるため、曲面への設置や運搬が容易となる。このため、高性能でフレキシブルな太陽電池として、広い分野への応用が期待されている。光吸収層を形成する手法として、従来、例えば蒸着法やスパッタリング法などを用いて形成する手法が知られていた（例えば、特許文献３、４参照）。また、バッファー層においては、ＣｄＳ膜等ＣＢＤ法で形成されていたが、現在ではＣｄＳフリー化が進みＺｎＳやＩｎＳ膜を形成している（例えば、特許文献５、６参照）。

特開平１１−３４０４８２号公報 特表２００９−５３７９９７号公報 特開平１−２３１３１３号公報 特開平１１−２７３７８３号公報 特開２００２−１１８０６８号公報 特開２００４−１５０３９号公報

ところで、上記従来技術のように蒸着法を用いる場合、真空装置が必要となり、装置が大型化し、コストがかかるといった問題がある。そこで、光吸収層を形成する手法として、上記半導体材料を液状体で基板上に塗布することができる新たな技術の提供が望まれている。また、ＣＢＤ法においても、廃液が大量であることから環境への配慮が必要となること、コストがかかること、或いは設備負担がかかることといった問題があり、新たな技術の提供が望まれている。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、低コストで太陽電池の光吸収層やバッファー層を形成することができる塗布装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る塗布装置は、基板に対する塗布処理を行う処理室と、前記処理室内に気体を供給する気体供給部と、前記処理室内において前記基板を加熱する基板加熱部と、前記基板加熱部により加熱された前記基板に塗布液を塗布する塗布部と、前記塗布液の塗布時に、水平面に対して傾斜させた状態の前記基板を前記水平面と平行な方向に搬送する基板搬送機構と、前記塗布部は、前記塗布液を噴霧するノズル部と、前記ノズル部を水平面と交差する方向に沿って移動させる移動機構と、を備え、前記移動機構は、前記基板の搬送方向に沿う軸回りに前記ノズル部を回転させる回転機構を有することを特徴とする。

本態様に係る塗布装置によれば、例えば、塗布プロセスを用いて基板に金属材料膜を塗布できるので、蒸着プロセスを用いる従来に比べ、低コストで太陽電池の光吸収層を形成することができる。また、バッファー層においても、従来のＣＢＤ法をもちいないため、大量の廃液処理が行われないため、低コストにてバッファー層を形成することができる。

上記塗布装置において、前記気体供給部は、前記処理室内に不活性ガスを供給する構成としてもよい。
この構成によれば、処理室内に不活性ガスを供給することで処理室内を脱酸素及び脱水分状態に保持できる。よって、塗布液として例えば易酸化性の金属及び溶媒を含む液状体を良好に塗布することができる。

上記塗布装置において、前記塗布部は、前記回転噴霧ノズルから飛散するミストを回収するミスト回収部を含む構成としてもよい。
この構成によれば、回転霧化ノズルから飛散した塗布液のミストを回収することでミストが飛散して装置内が汚染されるのを防止することができる。

上記塗布装置において、前記移動機構は、前記塗布部及び前記基板を鉛直方向に沿って相対移動させる構成としてもよい。
この構成によれば、鉛直方向に沿って搬送される基板に対して塗布液が塗布されるので、塗布時に飛散して下方に落下したミストが付着することが防止され、基板に安定した膜厚の塗布液を塗布することができる。よって、塗布液に塗布ムラが発生するのを抑制できる。

上記塗布装置において、当該塗布装置内に前記基板の搬入を行うための基板搬入口と前記処理室との間に少なくとも設けられ、前記処理室に連通されることで該処理室内を所定雰囲気に維持する予備室をさらに備える構成としてもよい。
この構成によれば、予備室を備えることで基板搬入時に処理室内への酸素及び水分の混入を防止しつつ、気体供給部によって処理室及び該処理室に連通する予備室内に気体を供給することで処理室内を所定雰囲気に安定的に維持できる。

上記塗布装置において、前記予備室は、内部雰囲気を循環させる循環機構を有する構成としてもよい。
この構成によれば、循環機構によって予備室内の雰囲気が循環されるので、予備室内の雰囲気を安定させることができる。

上記塗布装置において、前記予備室を複数備え、前記複数の予備室における内部圧力は、前記処理室側から前記基板搬入口側に向かって次第に低くなるように設定される構成としてもよい。
この構成によれば、複数の予備室内の雰囲気を段階的に変化させることで処理室内の雰囲気を所定値に安定的に維持することができる。

上記塗布装置において、前記予備室における前記基板の基板保持姿勢を前記処理室における前記基板保持姿勢に変化させる基板姿勢変化機構をさらに備える構成としてもよい。
この構成によれば、太陽電池用基板を処理室内で塗布を行う際に最適な姿勢で保持することができる。よって、太陽電池用基板に対して塗布膜を安定して塗布することができる。

上記塗布装置において、前記気体供給部は、前記不活性ガスとして窒素ガスを供給する構成としてもよい。
この構成によれば、処理室内を良好に脱酸素及び脱水分状態に保持できる。

上記塗布装置において、前記塗布部は、前記塗布液を噴霧する複数の回転霧化ノズルを有し、前記複数の回転霧化ノズルは、前記相対移動方向に沿って配置されている構成としてもよい。
この構成によれば、相対移動方向に配置された複数の回転霧化ノズルから太陽電池用基板に良好な塗布液を形成することができる。

上記塗布装置において、前記基板は、太陽電池用基板であり、前記塗布部は、前記太陽電池用基板に金属材料を含む前記塗布液を塗布する構成としてもよい。
この構成によれば、太陽電池用基板に金属材料膜を塗布できるので、低コストで太陽電池の光吸収層を形成することができる。

本発明によれば、低コストで太陽電池の光吸収層やバッファー層を形成することができる。

実施形態に係る塗布装置を−Ｙ側から見たときの構成を示す側断面。 循環機構の構成を示す図。 基板姿勢変化部の概略構成を示す図。 第３搬送ユニットと基板との位置関係を概念的に示す図。 塗布部の概略構成を示す図。 ノズル部の先端の動きを概念的に示した図。 （ａ）、（ｂ）は、回転噴霧ノズルの概略構成を示す断面図。 基板に対する回転噴霧ノズルの先端の動きを表した図。 回動部を有しない場合の基板に対する回転噴霧の先端の動きを表した図。 ミスト回収部の周辺構成を示す側面図。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
以下の各図において、本実施形態に係る塗布装置の構成を説明するにあたり、表記の簡単のため、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する。当該ＸＹＺ座標系においては、床面に平行な平面をＸＹ平面とする。このＸＹ平面において塗布装置１００の各構成要素が並べられた方向をＸ方向と表記し、ＸＹ平面上でＸ方向に直交する方向をＹ方向と表記する。ＸＹ平面に垂直な方向はＺ方向と表記する。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれは、図中の矢印の方向が＋方向であり、矢印の方向とは反対の方向が−方向であるものとして説明する。

図１は、本実施形態に係る塗布装置１００を−Ｙ側から見たときの構成を示す側断面である。
図１に示すように、塗布装置１００は、基板Ｓに液状体を塗布する装置である。塗布装置１００は、基板搬入部１０、塗布処理部１１、基板搬出部１２、及び制御部５０を有している。

塗布装置１００は、例えば工場などの床面に載置されて用いられる。塗布装置１００は、一つの部屋に収容される構成であっても構わないし、複数の部屋に分割して収容される構成であっても構わない。塗布装置１００は、基板搬入部１０、塗布処理部１１及び基板搬出部１２がこの順で一方向に並んで配置されている。

なお、塗布装置１００の装置構成については、基板搬入部１０、塗布処理部１１及び基板搬出部１２がこの順で一方向に並んで配置されることに限られることは無い。例えば、基板搬入部１０および基板搬出部１２が一体に構成されていても構わないし、塗布処理部１１と基板搬出部１２との間に減圧乾燥部が設けられていても構わない。勿論、一方向に並んで配置されていなくてもよく、不図示のロボットを中心とした上下に積層する配置や、左右に配置する構成でもよい。

本実施形態では、基板Ｓとして、例えばガラスや樹脂などからなる板状部材を用いている。本実施形態では更に、基板Ｓ上に裏面電極としてスパッタにてモリブデンを形成している。勿論、裏面電極として、他の導電性物質を用いる構成としても構わない。基板Ｓとして、例えば、Ｚ方向視における寸法が１６００ｍｍ×１０００ｍｍの基板を例に挙げて説明する。なお、基板Ｓの寸法については、上記の値に限られることは無く、上記寸法よりも大きい寸法の基板や小さい寸法の基板を適宜用いることができる。

本実施形態では、基板Ｓに塗布する液状体として、銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、セレン（Ｓｅ）または銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、スズ（Ｓｎ）、セレン（Ｓｅ）といった金属材料を溶媒に分散または溶解させた液状組成物を用いている。この液状組成物は、ＣＩＧＳ型等、化合物半導体系太陽電池の光吸収層（光電変換層）を構成する金属材料を含むものである。
また、バッファー層においては、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、Ｃｄ（カドミウム）といった金属材料を溶媒に溶解させたものであっても構わない。

本実施形態では、この液状組成物は、ＣＩＧＳ型等、化合物半導体系太陽電池の光吸収層のグレインサイズを確保するための物質を含んでいる。勿論、液状体として、他の金属を溶媒に分散または溶解させた液状体を用いる構成としても構わない。

（基板搬入部）
基板搬入部１０は、塗布処理部１１に対して未処理の基板Ｓを供給するためのものである。基板搬入部１０は、不図示の排気ダクトが接続された搬入用チャンバー１を有し、搬入用チャンバー１内の雰囲気が排気されるようになっている。搬入用チャンバー１は、基板Ｓを収容可能な大きさを有する直方体の箱状に形成され、塗布装置１００の外部装置から基板Ｓを搬入するための基板搬入口１ａが設けられている。

これにより、搬入用チャンバー１内の内部圧力が略一定に保持されるようになっている。搬入用チャンバー１には、不図示の気流調整部が設けられており、該気流調整部によって、後述する塗布処理部１１側から搬入用チャンバー１に流れた窒素ガスが排気ダクトに導かれるようになっている。また、搬入用チャンバー１の基板搬入口１ａが開口したときにも、大気が排気ダクト側へ流れるようになっている。これにより、塗布処理部１１内への大気の入り込みを抑制することができる。なお、搬入用チャンバー１は、上記気流調整部を有していなくても良い。

（基板搬出部）
基板搬出部１２は、塗布処理部１１からの処理済の基板Ｓを搬出するためのものである。搬出用チャンバー２は、第３予備室１５のチャンバー８との接続部分に基板搬入路を有しており、該基板搬入路は第５ゲートバルブＧＢ５により閉塞可能とされている。搬出用チャンバー２は、基板Ｓを収容可能な大きさを有する直方体の箱状に形成され、塗布装置１００の外部装置に向けて基板Ｓを搬出するための基板搬出口２ａが設けられている。

基板搬出部１２は、不図示の排気ダクトが接続された搬出用チャンバー２を有し、搬出用チャンバー２内の雰囲気が排気されるようになっている。
これにより、搬出用チャンバー２内の内部圧力が略一定に保持されるようになっている。搬出用チャンバー２には、不図示の気流調整部が設けられており、該気流調整部によって、塗布処理部１１側から搬出用チャンバー２に流れた窒素ガスが排気ダクトに導かれるようになっている。また、搬出用チャンバー２の基板搬出口２ａが開口したときにも、大気が排気ダクト側へ流れるようになっている。これにより、塗布処理部１１側への大気の入り込みを防止することができる。なお、搬出用チャンバー２は、上記気流調整部を有していなくても良い。

（塗布処理部）
塗布処理部１１は、第１予備室１３、第２予備室１４、及び第３予備室１５と、処理室１６とを含む。また、塗布処理部１１は、上述した第１予備室１３、第２予備室１４、第３予備室１５及び処理室１６間において基板Ｓの搬送を行うための基板搬送機構１７を有している。

第１予備室１３、第２予備室１４及び第３予備室１５は、後述するように処理室１６内を所定雰囲気に維持するためのものである。

第１予備室１３は、チャンバー３及び加熱部４を有している。チャンバー３は上記基板搬入部１０（搬入用チャンバー１）に接続され、塗布処理前の基板Ｓを塗布処理部１１内に搬入するためのものである。

チャンバー３は、搬入用チャンバー１との接続部分に基板搬入路を有しており、該基板搬入路は第１ゲートバルブＧＢ１により閉塞可能とされている。チャンバー３は後述する所定雰囲気において基板Ｓを加熱した状態で収容するためのものである。また、チャンバー３は循環機構９０に接続されており、内部雰囲気が循環されるようになっている。なお、上記循環機構９０は、チャンバー２に設けられていなくても良い。例えば、危険性が高いガス（毒性或いは腐食性ガス）を使用する場合、循環機構９０を用いずにチャンバー２内から排気させる構成としても良い。

図２は循環機構９０の構成を示す図である。なお、図２においては、第１予備室１３に設けられた循環機構９０を例に挙げて説明している。
図２に示すように、循環機構９０はチャンバー３内の雰囲気を基板Ｓの一端側（−Ｙ方向側）から吸気した雰囲気をフィルター９１、９２を順次通過させることで該基板Ｓの他端側（−Ｙ方向側）に排出するようになっている。フィルター９１、９２としては、ＨＥＰＡフィルターを用いており、これにより内部雰囲気中に含まれた異物を除去した状態でチャンバー３内に循環させるようにしている。

加熱部４は、基板Ｓを加熱した状態で保持するホットプレート４ａを主体に構成されるものである。ホットプレート４ａは、基板Ｓの裏面側に配置されている。

ホットプレート４ａの表面温度は例えば２００℃程度に設定されている。第１予備室１３においては、加熱部４により基板Ｓを予め加熱することで処理室１６内にて基板Ｓを最適温度まで加熱する必要を無くしている。これにより、処理室１６に搬送された基板Ｓに対し、直ちに塗布処理を行うことができる。よって、塗布処理によるするタクトを短縮している。

第２予備室１４は、チャンバー５と、基板姿勢変化部２９と、を有する。チャンバー５は上記第１予備室１３（チャンバー３）に接続され、第１予備室１３側から搬送された基板Ｓを搬入するためのものである。

チャンバー５は、第１予備室１３との接続部分に基板搬入路を有しており、該基板搬入路は第２ゲートバルブＧＢ２により閉塞可能とされている。チャンバー５は後述する所定雰囲気において基板Ｓを加熱した状態で収容するためのものである。また、チャンバー５は上記循環機構９０に接続されており、内部雰囲気が循環されるようになっている。なお、上記循環機構９０は、チャンバー５に設けられていなくても良い。例えば、危険性が高いガス（毒性或いは腐食性ガス）を使用する場合、循環機構９０を用いずにチャンバー５内から排気させる構成としても良い。

基板姿勢変化部２９は、第２予備室１４のチャンバー５内に搬入された基板Ｓの保持姿勢を変化させるためのものである。図３は、基板姿勢変化部２９の概略構成を示す図であり、図３における実線は基板姿勢変化部２９が基板Ｓの下面を水平面に平行に支持する状態を示し、図３における２点鎖線は基板姿勢変化部２９が基板Ｓの下面を水平面に傾斜させて支持する状態を示すものである。

図３に示されるように、基板姿勢変化部２９は、チャンバー５の床面５ａに固定されるベース部材６０と、フレーム部６１と、基板搬送ローラー部６２と、加熱部６３と、ダンパー部６４とを含む。

フレーム部６１は、第１連結部６１ａを介してベース部材６０に回動可能に支持されている。フレーム部６１は、基板搬送ローラー部６２および加熱部６３を保持する。基板搬送ローラー部６２は、複数のローラー６２ａから構成されており、第１予備室１３のチャンバー３内から搬出された基板Ｓを第２予備室１４のチャンバー５内に搬送するためのものである。複数のローラー６２ａは、不図示の駆動部により回転駆動する。

加熱部６３は、基板Ｓを加熱した状態で保持するホットプレート６３ａを主体に構成されるものである。ホットプレート６３ａは、基板Ｓの裏面側に配置されている。ホットプレート６３ａの表面温度は例えば２００℃程度に設定されている。第２予備室１４においても、加熱部６により基板Ｓを予め加熱することで処理室１６内にて基板Ｓを最適温度まで加熱する必要を無くしている。なお、上記ローラー６２ａは、ホットプレート６３ａを挟持するようにして基板Ｓの幅方向（Ｙ方向）における両端の裏面を支持する。

ダンパー部６４は、一端部６４ａがベース部材６０に回動可能に軸支されており、他端部６４ｂがフレーム部６１の第２連結部６１ｂに回動可能に軸支されている。ダンパー部６４は、他端部６４ｂ側が伸縮可能に構成されている。

フレーム部６１は、後述のように基板Ｓの保持姿勢を変化させた際に該基板Ｓを搬送するための後述の第３搬送ユニット２２（第１搬送コロ部２６及び第２搬送コロ部２７）を不図示の領域で保持している。

このような構成に基づき、基板姿勢変化部２９は、ダンパー部６４の伸縮動作に伴ってフレーム部６１をベース部材６０に対して回動させ、フレーム部６１に設けられた基板搬送ローラー部６２（ローラー６２ａ）に保持された基板Ｓの保持姿勢を変化させることができるようになっている。このとき、基板Ｓは、第３搬送ユニット２２により上下方向における両端部が保持される。

基板姿勢変化部２９においては、ダンパー部６４の伸縮動作に伴うフレーム部６１におけるベース部材６０に対する回転角度θを７０°以上に設定するのが好ましく、８０°以上に設定するのがより好ましい。ここで、基板Ｓの裏面が水平な状態が回転角０°であり、基板Ｓの裏面が鉛直方向に沿って配置される状態が回転角９０°の状態である。

第３予備室１５は、チャンバー８と、基板姿勢変化部２９Ａと、を有している。チャンバー８は上記処理室１６（処理チャンバー４０）に接続され、処理室１６から搬出された基板Ｓを収容するためのものである。チャンバー８は後述する所定雰囲気において基板Ｓを加熱した状態で収容するためのものである。チャンバー８は、処理室１６との接続部分に基板搬入路を有しており、該基板搬入路は第４ゲートバルブＧＢ４により閉塞可能とされている。チャンバー８は後述する所定雰囲気において基板Ｓを加熱した状態で収容するためのものである。また、チャンバー８は上記循環機構９０に接続されており、内部雰囲気が循環されるようになっている。なお、上記循環機構９０は、チャンバー８に設けられていなくても良い。例えば、危険性が高いガス（毒性或いは腐食性ガス）を使用する場合、循環機構９０を用いずにチャンバー８内から排気させる構成としても良い。

なお、第３予備室１５（チャンバー８）に設けられた基板姿勢変化部２９Ａは、第２予備室１４の基板姿勢変化部２９と概ね同じ構成であるものの、加熱部６３を有しない点及び用途が異なる。すなわち、第２予備室１４における基板姿勢変化部２９は、第１予備室１３から搬入された基板Ｓを水平状態から鉛直方向に起き上がった状態となるように保持姿勢を変化させるためのものである。一方、第３予備室１５における基板姿勢変化部２９Ａは、処理室１６から搬出された基板Ｓを起き上がった状態から水平状態となるように保持姿勢を変化させるためのものである。また、第２予備室１４における基板姿勢変化部２９は、処理室１６に搬入される基板Ｓを加熱するための加熱部６３を有している。一方、第３予備室１５における基板姿勢変化部２９Ａは、処理室１６から搬出された基板Ｓを支持することから加熱部６３を有していない。

上記基板搬送機構１７は、第１搬送ユニット２０と、第２搬送ユニット２１と、第３搬送ユニット２２と、第４搬送ユニット２３と、第５搬送ユニット２４と、第６搬送ユニット２５と、を含む。

第１搬送ユニット２０は、基板搬入部１０の搬入用チャンバー１内において基板Ｓを搬送するためのものであり、複数の搬送ローラー２０ａから構成されている。

第２搬送ユニット２１は、第１予備室１３のチャンバー３内において基板Ｓを搬送するためのものであり、複数の搬送ローラー２１ａから構成されている。複数の搬送ローラー２１ａは、基板ＳのＹ方向における両端の裏面側を支持するように基板Ｓの搬送方向（Ｘ方向）に沿って配置されている（図２参照）。また、複数の搬送ローラー２１ａは、＋Ｚ方向から視た場合、加熱部４（ホットプレート４ａ）と平面的に重ならず、該ホットプレート４ａを挟持するように配置されている。

第３搬送ユニット２２は、第２予備室１４のチャンバー５内において基板姿勢変化部２９より保持姿勢が変化された基板Ｓを処理室１６へと搬送するためのものである。第３搬送ユニット２２は、第１搬送コロ部２６と、第２搬送コロ部２７と、から構成されている。第１搬送コロ部２６及び第２搬送コロ部２７は、それぞれ複数の搬送用コロ２６ａ、２７ａから構成されている。

図４は第３搬送ユニット２２と基板Ｓとの位置関係を概念的に示す図である。図４に示すように、搬送用コロ２６ａ、２７ａは、回転軸２２ｃを介して不図示の駆動部に接続されており、該回転軸２２ｃの軸線回り（Ｙ軸回り）に回転可能である。

複数の搬送用コロ２６ａは、基板ＳのＺ方向における下端側を支持するように基板Ｓの搬送方向（Ｘ方向）に沿って配置されている。また、複数の搬送用コロ２７ａは、基板ＳのＺ方向における上端側を支持するように基板Ｓの搬送方向（Ｘ方向）に沿って配置されている。

搬送用コロ２６ａは、その断面形状が、基板Ｓの下端を支持する支持部材２６ｂと、該支持部材２６ｂの一端側に連結され、Ｚ方向に突設するとともに基板Ｓの表裏両面の少なくとも一方に当接する凸部２６ｃとを含む。凸部２６ｃは、基板姿勢変化部２９より保持姿勢が変化された基板Ｓの傾斜状態に対応するように支持部材２６ｂに対して所定の角度だけ傾斜するように＋Ｙ方向に屈曲した方向に突設されている。したがって、基板姿勢変化部２９より保持姿勢が変化した基板Ｓの傾斜状態が鉛直状態となる場合、支持部材２６ｂ及び凸部２６ｃは互いが直交するように連結される。

基板Ｓの搬送時、搬送用コロ２７ａは、基板Ｓの上端を支持するため、基板Ｓの下端を支持する搬送用コロ２６ａに比べて＋Ｙ方向にずれた位置に配置される。搬送用コロ２７ａは、その断面形状が、基板Ｓの上端を支持する支持部材２７ｂと、該支持部材２７ｂの一端側に連結され、Ｚ方向に突設するとともに基板Ｓの表裏両面の少なくとも一方に当接する凸部２７ｃとを含む。凸部２７ｃは、基板姿勢変化部２９より保持姿勢が変化された基板Ｓの傾斜状態に対応するように支持部材２７ｂに対して所定の角度だけ傾斜するように−Ｙ方向に屈曲した方向に突設されている。したがって、基板姿勢変化部２９より保持姿勢が変化した基板Ｓの傾斜状態が鉛直状態となる場合、支持部材２７ｂ及び凸部２７ｃは、互いが直交するように連結される。

本実施形態において、図４に示すように、第１搬送コロ部２６及び第２搬送コロ部２７は、Ｙ方向に位置を違えて配置されている。具体的に、第２搬送コロ部２７は、第１搬送コロ部２６に対して＋Ｙ方向に離間している。これにより、第１搬送コロ部２６及び第２搬送コロ部２７は、基板姿勢変化部２９より傾斜された状態に保持された基板Ｓを良好に支持するとともに処理室１６側へと搬送することができる。

第４搬送ユニット２３は、基板姿勢変化部２９より保持姿勢が変化された基板Ｓを第２予備室１４内の第３搬送ユニット２２から受け取るとともに、処理室１６の処理チャンバー４０内において基板Ｓを搬送するためのものである。また、第４搬送ユニット２３は、処理チャンバー４０内で所定の処理を施した基板Ｓを処理チャンバー４０内から第３予備室１５へと搬送するためのものである。第４搬送ユニット２３は、第３搬送ユニット２２と同様の構成を有しており、第１搬送コロ部２６Ａと、第２搬送コロ部２７Ａと、から構成されている。なお、その詳細な説明については省略するが、第４搬送ユニット２３は、上記構成を備えることで、水平面に対して傾斜した状態のままで基板Ｓを搬送することが可能となる。

第５搬送ユニット２４は、第３予備室１５のチャンバー８内において基板姿勢変化部２９への基板受け渡し位置まで基板Ｓを搬送するためのものである。第５搬送ユニット２４は、第３搬送ユニット２２および第４搬送ユニット２３と同様の構成を有しており、第１搬送コロ部２６Ｂと、第２搬送コロ部２７Ｂと、から構成されている。なお、その詳細な説明については省略するが、第４搬送ユニット２３は、上記構成を備えることで、水平面に対して傾斜した状態のままで基板Ｓを搬送することが可能となる。

第６搬送ユニット２５は、基板搬出部１２の搬出用チャンバー２内において基板Ｓを搬送するためのものであり、複数の搬送ローラー２５ａから構成されている。

（処理室）
処理室１６は、基板Ｓの表面に液状体の塗布を行うためのものである。図１に戻って、処理室１６は、処理チャンバー４０と、処理チャンバー４０内の基板Ｓに対して液状体の塗布を行う塗布部４１と、ミスト回収部４２（図１０参照）と、処理チャンバー４０内に不活性ガス（気体）を供給するガス供給部４３と、基板温調保持機構（温調機構）４４とを有する。処理チャンバー４０は上記第２予備室１４（チャンバー５）に接続されており、第２予備室１４側から基板Ｓが搬送される。また、処理チャンバー４０は循環機構９０に接続されており、内部雰囲気が循環されるようになっている。なお、上記循環機構９０は、処理チャンバー４０に設けられていなくても良い。例えば、危険性が高いガス（毒性或いは腐食性ガス）を使用する場合、循環機構９０を用いずに処理チャンバー４０内から排気させる構成としても良い。

図５は塗布部４１の概略構成を示す図であり、図６は塗布部４１のノズル部の先端の動きを概念的に示した図である。
図５に示すように、塗布部４１は、液状体を噴射するノズル部７０と、本体部７４と、本体部７４をＹ軸回りで回動させる回動部７５とを含む。本体部７４は、ノズル部７０をＺ方向に沿って移動可能とする移動機構７９を有している。移動機構７９は、ノズル部７０の移動をガイドするガイド部７９ａと、該ガイド部７９ａに対してノズル部７０を移動させる駆動力を伝達する駆動部７９ｂとを含む。ノズル部７０は、取付アーム７８を介してガイド部７９ａに接続されている。本体部７４とガイド部７９ａとの間には、本体部７４に対してガイド部７９ａをＸ軸回りに回転させる回転機構７７が設けられている。移動機構７９は、本体部７４に対してガイド部７９ａをＸ軸回りに回転させることで駆動部７９ｂによるガイド部７９ａの移動方向を調整可能となっている。

ノズル部７０は、複数（本実施形態では、５〜９本）の回転噴霧ノズル７１を有している。複数の回転噴霧ノズル７１は、取付アーム７８を介して一体に保持されることで液状態の噴射時に基板Ｓ上を一体に移動する。ノズル部７０において、複数の回転噴霧ノズル７１は、基板の搬送方向（Ｘ方向）に沿って配置されている。塗布部４１は、基板姿勢変化部２９によって傾斜した状態で支持された基板Ｓに対し、塗布処理を行う。なお、本実施形態では、塗布部４１がノズル部７０として複数の回転噴霧ノズル７１を含む場合を例に挙げたが、ノズル部７０が回転噴霧ノズル７１を１個のみを有する構成とし、塗布部４１を複数設置しても構わない。すなわち、各回転噴霧ノズル７１を回動部７５及び移動機構７９により独立して移動可能な構成としても良い。

図７は回転噴霧ノズル７１の概略構成を示す断面図であり、同図（ａ）は側面図であり、同図（ｂ）は下面図である。図７に示されるように、回転噴霧ノズル７１は、本体部８０と、該本体部８０に収容されて液状体を噴射する微細な噴射孔９３ａが複数形成されたエアカップ部９３と、本体部８０に設けられた隙間９９からエアカップ部９３の周囲に向けてエアーを噴出するエアー噴出機構９４とを有する。エアカップ部９３は、不図示のエアタービンにより回転駆動される。エアカップ部９３の回転数は、例えば１万〜８万回／分程度である。

回転噴霧ノズル７１は、エアカップ部９３に形成された複数の噴射孔９３ａから液状体が吐出する際、該エアカップ部９３の回転力により液状体を霧化させることができる。なお、エアカップ部９３には、液状体貯留部からポンプを介して液状体が供給される。

回転噴霧ノズル７１は、図７（ｂ）に示すように、エアカップ部９３の周囲を環状に囲む隙間９９から構成されたエアー吹出孔を有している。エアー吹出孔から吹き出されたエアーは、エアカップ部９３から噴霧される液状体の吐出方向をコントロールするためのシェービングエアーを構成する。

また、エアー噴出機構９４は、気体供給部９５と、ヒーター９６と、を有する。気体供給部９５は、気体として例えば窒素ガスなどの不活性ガスを供給する。ヒーター９６は、気体供給部９５とエアカップ部９３との気体供給経路の途中に設けられる。ヒーター９６の温度は、例えば、１００℃〜４００℃の範囲に設定されている。この構成に基づき、気体供給部９５から供給される窒素ガスは、例えば６０℃〜７０℃程度に加温される。すなわち、エアー噴出機構９４は、シェービングエアーとして６０℃〜７０℃程度まで温調された不活性ガスを供給する構成を実現している。

図５に戻り、駆動部７９ｂは、例えばラックアンドピニオン機構によりガイド部７９ａ側に駆動力を伝達するようになっている。これにより、ノズル部７０は同図矢印で示されるようにＺ軸方向に沿って昇降可能となっている。よって、ノズル部７０は基板ＳのＺ方向の全域に亘って液状体を噴射可能となっている。

また、本実施形態において、基板姿勢変化部２９により基板Ｓが水平状態から鉛直方向に起き上がった状態に保持されている。ここで、液状体を基板Ｓの表面に良好に噴霧するためには、回転噴霧ノズル７１の先端７１ａを基板Ｓの表面に対向させる必要がある。

本実施形態において、塗布部４１は、液状体の塗布時において、回転機構７７を駆動させることでガイド部７９ａに取付アーム７８を介して取り付けられた回転噴霧ノズル７１の先端７１ａを基板Ｓの表面に対向した状態となるようにノズル部７０の保持角度を調整する。すなわち、本実施形態では、基板Ｓ及びノズル部７０の相対移動方向を水平面と交差する方向に設定する。

また、基板Ｓが水平状態から鉛直方向に起き上がった状態に傾いて保持されているため、回転噴霧ノズル７１を基板Ｓの表面に沿って上方（＋Ｚ方向）に移動させた場合、回転噴霧ノズル７１の先端７１ａと基板Ｓの表面との距離が変化してしまう。これに対し、本実施形態では、上述のように回転機構７７によりガイド部７９ａを回転させることで回転噴霧ノズル７１の先端７１ａと基板Ｓの表面との距離を一定距離に保つことが可能である（図１０参照）。

回動部７５はモーター等から構成されている。本体部７４は、その中央部において回動部７５に取り付けられている。これにより、本体部７４は、回動部７５により中央部を基準に揺動可能とされている。ノズル部７０は本体部７４の揺動動作とは独立して本体部７４の移動機構７９によって移動可能とされている。なお、以下では、説明の便宜上、ノズル部７０の中心７０ａと回動部７５の回転中心とが一致しているものとする。

このような構成に基づき、ノズル部７０のうちの１つの回転噴霧ノズル７１の先端７１ａを例に挙げると、図６に示すように回動部７５の回転中心を基準として略８の字状に移動する。具体的に、回転噴霧ノズル７１の先端７１ａは、回動部７５の回転中心Ｃを基準としてＺＸ軸を設定すると、第４象限から第２象限へと至り、円弧を描いて第３象限を経て第１象限へと至り、円弧を描いて第４象限へと至った後、繰り返し同じ軌跡を描くように移動する。なお、本説明では回転噴霧ノズル７１の先端７１ａが第２象限から第３象限に至る際および第１象限から第４象限に至る際、円弧を描いて戻る場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されない。例えば、Ｘ軸方向に沿ってＺ軸を跨ぐように折り返すことで第２象限から第３象限および第１象限から第４象限へと移動する構成であっても構わない。この場合、塗布部４１は、回動部７５の代わりに本体部７４をＺＸ方向に移動させる移動部を有する。

図８は本実施形態に係る塗布部４１が液状体を塗布する際の基板Ｓに対する回転噴霧ノズル７１の先端７１ａの動きを表した図である。また、図９は比較として回動部７５を有しない塗布部４１が液状体を塗布する際の基板Ｓに対する回転噴霧ノズル７１の先端７１ａの動きを表した図である。本実施形態に係る塗布部４１は、上述のようにノズル部７０の中心７０ａが回動部７５の回転中心Ｃを基準として略８の字状に移動することから、基板Ｓの搬送速度及びノズル部７０の移動速度を調整して図８に示すようにノズル部７０（回転噴霧ノズル７１）の先端を所定方向に搬送される基板Ｓの表面の上下方向（Ｚ方向）に沿って移動させることができる。一方、回動部７５を有しない場合、ノズル部７０が基板Ｓの幅方向に移動する間に該基板Ｓ自体も搬送されてしまうため、図９に示すように回転噴霧ノズル７１の先端７１ａは基板Ｓの表面に対してジグザグに蛇行した状態に移動する。

以上述べたように、本実施形態に係る塗布部４１は、回動部７５を備えることで回転噴霧ノズル７１の先端７１ａを基板Ｓの上下方向及び搬送方向の全域に亘って隙間なく移動させることができるので、液状体を基板Ｓの全面に亘って均一に塗布することができる。

また、本実施形態では、上述のように回転機構７７を駆動することで回転噴霧ノズル７１の先端７１ａが基板Ｓの表面に対向した状態となるようにノズル部７０の保持角度を調整する（図１０参照）。

これにより、ノズル部７０の先端と基板Ｓの表面とは、水平方向に所定距離だけ離間した状態とされるので、各回転噴霧ノズル７１から噴霧された液状体の粒子のうち、粒子が荒いもの（粒の大きいもの）は基板Ｓの表面に到達する前に落下し、基板Ｓに噴霧されることがない。一方、各回転噴霧ノズル７１から噴霧された液状体の粒子のうち、粒子が細かいもの（粒の小さいもの）は回転噴霧ノズル７１の先端から所定距離離間した位置に配置される基板Ｓの表面に到達し、基板Ｓに噴霧されることとなる。よって、基板Ｓに均一な粒子を含んだ液状体の膜を塗布することができるので、液状体の塗布面に上述のようなムラが発生するのを抑制できる。

塗布部４１の回転噴霧ノズル７１から噴射される液状体は、後述のようにミストを周囲に飛散させることから、図１に示したように処理チャンバー４０内に複数（例えば、２枚）の基板Ｓを並べて配置し、並べて配置した該複数の基板Ｓに液状体を順次塗布するようにしてもよい。これによれば、ミストとして無駄になる液状体の量を少なくすることができる。なお、図１では処理チャンバー４０内に２枚の基板Ｓを設置した状態を示しているが、３枚以上の基板Ｓを並べることで順次液状体を塗布するようにしても構わない。

ところで、ノズル部７０から基板Ｓに液状体を噴霧する際、ノズル部７０からミストが周囲に飛散してしまう。これに対して本実施形態に係る塗布部４１では、ミスト回収部４２によりミストを回収するようにしている。

図１０はミスト回収部４２の周辺構成を示す側面図である。ミスト回収部４２は塗布部４１のノズル部７０（回転噴霧ノズル７１）から液状体を噴霧した際に生じるミストを回収する。ミスト回収部４２は、処理室１６内において基板Ｓが移動する領域の全域に亘って配置されていても良いし、基板Ｓの搬送方向に沿って該基板Ｓとともに移動する構成であっても良い。

ミスト回収部４２は、図１０に示すように本体部８０と、ミスト洗浄部８１と、洗浄液循環部８２と、を有している。ミスト洗浄部８１は基板Ｓにおける液状体が塗布される面と反対の裏面Ｓａ、及び側面Ｓｂを覆うように設置される。ミスト洗浄部８１は、洗浄液Ｗを貯留する洗浄液貯留部８３と、該洗浄液貯留部８３から溢れ出した洗浄液Ｗが流れる洗浄部８４と、洗浄液受け部８５と、を有している。

洗浄部８４は鉛直方向（Ｚ方向）に沿って延びるブラシ部材から構成され、該ブラシ部材の表面を伝って下方へと洗浄液が流れる構成となっている。洗浄液受け部８５は、洗浄部８４を伝って流れた下方へと流れた洗浄液を受ける容器として機能するものである。

洗浄液受け部８５の下方には、洗浄液Ｗを本体部８０内に連通させる連通部８５ａが設けられ、該連通部８５ａを介して洗浄液受け部８５内の洗浄液が本体部８０の底部８９へと流れ込むようになっている。洗浄液循環部８２は、本体部８０の底部８９に溜まった洗浄液を、連通部８９ａを介してポンプＰの駆動力によって洗浄部８４の洗浄液貯留部８３に循環させるものである。洗浄液循環部８２はフィルターＦを有しており、該フィルターＦを介して洗浄液を循環させる。これにより、洗浄後に洗浄液に含まれる異物を除去することで洗浄液を再利用することができる。

本実施形態に係る塗布部４１によれば、ノズル部７０（回転噴霧ノズル７１）から基板Ｓに対して塗布液を塗布する際に生じたミストをミスト回収部４２により回収できるので、ミストが付着することで塗布装置１００（処理室１６）内が汚れるといった不具合の発生を防止できる。

ガス供給部４３は、処理チャンバー４０内に不活性ガス（気体）を供給するためのものである。上記不活性ガスとしては窒素ガスを用いるのが好ましく、ガス供給部４３は窒素ガスを処理チャンバー４０内に供給することで低酸素状態（脱酸素及び脱水分状態）に保持している。具体的にガス供給部４３は、処理チャンバー４０内の酸素濃度が例えば１００ｐｐｍ程度となるように窒素ガスを供給する。なお、塗布処理部１１は、装置の立ち上げ時に、処理室１６以外の第１予備室１３、第２予備室１４及び第３予備室１５にも不図示のガス供給部から窒素ガスを導入し、予備室１３〜１５及び処理室１６全体を脱酸素、脱水分状態に保持するようにしている。

上述の第１予備室１３のチャンバー３、及び第２予備室１４のチャンバー５の内部圧力は、不図示の圧力調整機構により塗布処理部１１の処理チャンバー４０側から離間するに従って次第に低くなるように設定されている。また、第３予備室１５のチャンバー８の内部圧力は、塗布処理部１１の処理チャンバー４０よりも低く設定されている。すなわち、塗布処理部１１の処理チャンバー４０は、他のチャンバー３、５、８に対して正圧状態とされている。また、基板搬入部１０における搬入用チャンバー１の内部圧力は、隣接する上記第１予備室１３のチャンバー３よりも低く設定されている。

この構成に基づき、塗布処理部１１の処理チャンバー４０内においては、ガス供給部４３によって供給された窒素ガスがチャンバー３内に基板Ｓが搬入される際に基板搬入部１０側のシャッター（不図示）が開くと相対的に圧力の低い搬入用チャンバー１内へと流れ込むようになっている。また、塗布処理部１１による塗布が終了した基板Ｓが第３予備室１５のチャンバー８から搬出される際に、チャンバー８と基板搬出部１２の搬出用チャンバー２とが連通されると、チャンバー８内の窒素ガスは、該チャンバー８内から相対的に圧力の低い基板搬出部１２の搬出用チャンバー２内へと流れ込むようになっている。
なお、各チャンバー３、５、８に対して上記ガス供給部４３を個別に設け、各チャンバー内で窒素ガスを循環させる構成を採用してもよい。

具体的に第１予備室１３のチャンバー３の酸素濃度は、処理室１６の処理チャンバー４０の酸素濃度を１００％とした時の８０％程度に設定され、第２予備室１４のチャンバー５及び第３予備室１５のチャンバー８の酸素濃度は９０％程度に設定されている。

図１０に示した基板温調保持機構４４は、ノズル部７０による噴霧が行われる基板Ｓを温調した状態で保持するためのものである。基板温調保持機構４４は、例えば基板Ｓを加熱した状態で保持するホットプレート４４ａを主体に構成されるものである。ホットプレート４４ａは、第４搬送ユニット２３によって傾斜した状態に保持される基板Ｓの裏面（塗布処理面と反対面）側を加熱する。なお、ホットプレート４４ａは、基板Ｓの裏面に接触して加熱しても良いし、非接触状態で加熱しても良い。ホットプレート４４ａは、例えば、基板Ｓを２２０℃で加熱する。ホットプレート４４ａの温度は、例えば、ノズル部７０から噴霧される液状体に含まれる金属材料の融点の近傍に設定されている。なお、基板温調保持機構４４は、処理室１６内において基板Ｓが移動する領域の全域に亘って配置されていても良いし、基板Ｓの搬送方向に沿って該基板Ｓとともに移動する構成であっても良い。

また、本実施形態では、ノズル部７０を構成する回転噴霧ノズル７１がシェービングエアーとして、２５℃〜７０℃程度まで温調した不活性温調ガスを用いている。そのため、基板Ｓに噴霧する液状体を温調しない構成に比べ、上述のように基板温調保持機構４４により温調される基板Ｓと液状体との温度差を少なくすることができる。

この構成によれば、基板Ｓに液状体が付着したタイミングで該液状体に含まれている金属材料を瞬時に溶融固化させ、基板Ｓ上に太陽電池の光吸収層を均一な膜厚で形成することが可能となっている。

ところで、ノズル部７０から基板Ｓに液状体を噴霧する際、ノズル部７０からミストが周囲に飛散してしまう。これに対して本実施形態に係る塗布部４１では、ミスト回収部４２によりミストを回収することができる。具体的にノズル部７０から飛散したミストは、基板Ｓの裏面Ｓａ及び側面Ｓｂを覆うように設けられたミスト洗浄部８１（ミスト回収部４２）の洗浄部８４によって捕捉される。

洗浄部８４は上述したようにブラシ部材の表面を伝って下方へと洗浄液が流れる構成となっているため、捕捉されたミストは洗浄液とともに下方に排出される。これによれば、捕捉したミストが洗浄部８４に蓄積してしまうといったことがなく、安定的にミストを回収することができる。

ミストを回収した洗浄液は洗浄液受け部８５から本体部８０の底部へと流れ込み、洗浄液循環部８２のフィルターＦで異物が除去された後、洗浄部８４に再度循環される。

また、本実施形態においては、鉛直方向（Ｚ方向）に沿って配置される基板Ｓに対してノズル部７０から液状体を噴霧するので、ノズル部７０から噴霧された液状体に分散される金属粒子のうち、粒子が荒いもの（粒の大きいもの）が基板Ｓに塗布されるのを防止し、粒子が細かいもの（粒の小さいもの）のみを基板Ｓに塗布することができる。このようにして塗布された液状体は均一な粒子（金属材料）を含むので、ムラの発生が抑制された状態で塗布されたものとなる。このような表面のムラが少ない塗布膜は、信頼性の高い太陽電池の光吸収層となる。

続いて、本実施形態に係る塗布装置１００の動作について説明する。
まず、制御部５０は、基板搬入部１０の基板搬入口１ａを開き、第１搬送ユニット２０（搬送ローラー２０ａ）を駆動させる。搬送ロボットは、基板Ｓを第１搬送ユニット２０に受け渡す。基板Ｓは、搬送ローラー２０ａに搬送されることで基板搬入部１０に搬入される。制御部５０は、基板搬入部１０内に基板Ｓを搬入した後、基板搬入口１ａを閉じる。

次に、制御部５０は、第１ゲートバルブＧＢ１を開くとともに、第１搬送ユニット２０及び第２搬送ユニット２１を駆動する。これにより、基板Ｓは、第１搬送ユニット２０から第２搬送ユニット２１に受け渡される。第２搬送ユニット２１は、基板Ｓを塗布処理部１１へと搬送する。塗布処理部１１内において、基板Ｓは第１予備室１３、第２予備室１４、処理室１６、及び第３予備室１５の順に搬送される。

ところで、基板搬入部１０から塗布処理部１１内に基板Ｓを搬入すると、基板搬入部１０を介して塗布処理部１１内に外気が入り込み、塗布処理部１１内部の酸素濃度が上昇するおそれも考えられる。特に処理室１６の処理チャンバー４０内の酸素濃度が上昇すると、液状体内に分散される易酸化性の金属材料が酸化し、塗布された膜（光吸収層）が所望の性能を発揮できなくなる可能性がある。

これに対し、本実施形態では、上述のように塗布処理を行う処理室１６と基板Ｓの搬入口をなす基板搬入部１０の搬入用チャンバー１との間に第１予備室１３及び第２予備室１４を設けている。

これによれば、塗布処理部１１に基板Ｓを搬入する場合において、上記第１予備室１３及び第２予備室１４によって処理室１６の処理チャンバー４０内の雰囲気が変動するのを防止することができ、処理チャンバー４０が所定雰囲気（低酸素雰囲気）に維持される。

具体的に基板Ｓの搬入時に第１ゲートバルブＧＢ１が開くと、基板搬入部１０の搬入用チャンバー１内には相対的に内部圧力が高い状態（正圧状態）とされる第１予備室１３のチャンバー３内から窒素ガスが流れ込む。この場合、搬入用チャンバー１には不図示の気流調整部が設けられているので、該気流調整部によって搬入用チャンバー１に流れた窒素ガスを排気ダクトに導くことができる。

また、第２ゲートバルブＧＢ２が開くと、第２予備室１４のチャンバー５内には相対的に内部圧力が高い状態（正圧状態）とされる処理室１６の処理チャンバー４０内から窒素ガスが流れ込むことで酸素濃度が低い状態（処理チャンバー４０の酸素濃度の９０％程度）に維持される。なお、処理室１６の処理チャンバー４０は、ガス供給部４３によって窒素ガスが供給されることで所定の低酸素雰囲気に維持することができる。

また、第２予備室１４のチャンバー５と第１予備室１３のチャンバー３とは連通していることから第１予備室１３のチャンバー３内には相対的に内部圧力が高い状態（正圧状態）とされる第２予備室１４のチャンバー５内から窒素ガスが流れ込むことで酸素濃度が低い状態（処理チャンバー４０の酸素濃度の８０％程度）に維持される。

このように本実施形態においては、基板Ｓを塗布処理部１１に搬入した場合であっても、処理室１６の処理チャンバー４０内が所定雰囲気に維持される。よって、液状体内に分散される易酸化性の金属材料が酸化するのを防止して、基板Ｓ上に良質な塗布膜（光吸収層）を形成することができる。

具体的に第１予備室１３内に収容された基板Ｓは、ホットプレート４ａにより所定時間２００℃で加熱される。このように第１予備室１３内において基板Ｓを予め加熱することで、処理室１６内において基板Ｓを所定温度（例えば２２０℃）まで短時間で加熱することが可能となる。第２搬送ユニット２１は、所定時間加熱した基板Ｓを第２予備室１４（チャンバー５）に搬送し、基板姿勢変化部２９の基板搬送ローラー部６２に受け渡す。このとき、基板姿勢変化部２９は、基板Ｓの下面を水平面に平行に支持可能な状態（図３参照）とされている。

基板搬送ローラー部６２は、チャンバー５内において、加熱部６３（ホットプレート６３ａ）に対向する位置まで基板Ｓを搬送する。第２予備室１４内に搬送された基板Ｓは、ホットプレート６３ａにより所定時間２００℃で加熱される。このように第２予備室１４内において基板Ｓを加熱することで、第１予備室１３において加熱された基板Ｓの温度が低下するのを防止している。よって、処理室１６内において基板Ｓを所定温度まで短時間で加熱することができる。

制御部５０は、基板Ｓを第２予備室１４内において所定時間加熱した後、ダンパー部６４を駆動させ、フレーム部６１を回動させることで基板Ｓの保持姿勢を変化させる（図３参照）。

これにより、基板Ｓは、第３搬送ユニット２２へと受け渡される。これにより、第３搬送ユニット２２は、基板姿勢変化部２９より傾斜された状態に保持された基板Ｓを良好に支持するとともに処理室１６側へと搬送することができる（図４参照）。

次に、制御部５０は、第３ゲートバルブＧＢ３を開き、第３搬送ユニット２２に搬送された基板Ｓを処理室１６（処理チャンバー４０）内に搬入する。制御部５０は、基板Ｓが第３搬送ユニット２２から第４搬送ユニット２３に受け渡されたタイミングで第３ゲートバルブＧＢ３を閉じる。制御部５０は、基板温調保持機構４４を駆動し、第４搬送ユニット２３に保持された基板Ｓを例えば２２０℃で加熱する。

次に、制御部５０は塗布部４１を駆動する。塗布部４１は、ノズル部７０の各回転噴霧ノズル７１から液状体を噴霧する。ノズル部７０は、図８に示したように、所定方向に搬送される基板Ｓに対して高さ方向への往復移動を繰り返すことで全面に液状体を良好に塗布する。

本実施形態においては、ガス供給部４３によって窒素ガスが供給されることで処理チャンバー４０内が所定雰囲気（低酸素雰囲気、例えば１０００ｐｐｍ以下が好ましい）に維持されたものとなっている。そのため、ノズル部７０は、金属材料を含む液状体を基板Ｓに対して良好に塗布することができる。また、液状体を塗布する回転噴霧ノズル７１（ノズル部７０）は、６０℃〜７０℃程度に温調した不活性温調ガス（窒素ガス）をシェービングガスとして用いるため、ノズル噴出し口の近傍における液状体の温度が６０〜７０℃程度に温調される。これにより、基板Ｓに吹き付けられる液状体と基板温調保持機構４４により温調される基板Ｓとの温度差が抑えられる。よって、液状体は、基板Ｓに付着したタイミングで該液状体に含まれている金属材料が瞬時に溶融固化する。このように本実施形態によれば、基板Ｓ上に均一な膜厚の太陽電池の光吸収層または、バッファー層を形成することができる。なお、基板温調保持機構４４の温度は、例えば２００〜２５０℃に設定され、回転噴霧ノズル７１の吐出量は例えば５ｇ／ｍｉｎに設定される。

本実施形態においては、基板Ｓが第４搬送ユニット２３により水平面（ＸＹ平面）に対して傾斜した状態で保持されているので、ノズル部７０（回転噴霧ノズル７１）から噴霧された液状体に含まれる金属材料は粒子が細かいもの（粒の小さいもの）のみを基板Ｓに選択的に塗布できる。よって、ムラの無い均一な粒子（金属材料）からなる信頼性の高い太陽電池の光吸収層またはバッファー層を得ることができる。

また、ノズル部７０から基板Ｓに液状体を噴霧する際、ノズル部７０からミストが周囲に飛散されるが、本実施形態に係る塗布部４１は、ミスト回収部４２によりミストを回収することができる。

塗布部４１による塗布が終了した後、制御部５０は、第４ゲートバルブＧＢ４を開き、基板Ｓを第４搬送ユニット２３から第５搬送ユニット２４へと受け渡す。第５搬送ユニット２４は、受け取った基板Ｓを第３予備室１５のチャンバー８内における基板姿勢変化部２９への基板受け渡し位置まで移動させる。基板Ｓは、チャンバー８内において第５搬送ユニット２４から基板姿勢変化部２９へと受け渡される。

このとき、上述のように基板搬出部１２と処理室１６との間に第３予備室１５を設けているので、基板Ｓの搬出時に第４ゲートバルブＧＢ４が開くと、第３予備室１５のチャンバー８内には相対的に内部圧力が高い状態（正圧状態）とされる処理室１６の処理チャンバー４０内から窒素ガスが流れ込むことで酸素濃度が低い状態（処理チャンバー４０の酸素濃度の９０％程度）に維持される。なお、処理室１６の処理チャンバー４０は、ガス供給部４３によって窒素ガスが供給されることで所定の低酸素雰囲気に維持される。

制御部５０は、基板姿勢変化部２９を駆動し、基板Ｓの下面を水平面と平行に保持するように基板保持姿勢を変化させる（図３参照）。

次に、制御部５０は、そして、制御部５０は、第６搬送ユニット２５を駆動するとともに、第５ゲートバルブＧＢ５を開き、基板Ｓを第３予備室１５内から基板搬出部１２へと搬送する。

このように本実施形態によれば、基板Ｓを塗布処理部１１から基板搬出部１２に搬出した場合であっても、処理室１６の処理チャンバー４０内を所定雰囲気に維持することができる。従って、上述した処理室１６内における塗布処理を行う場合に液状体に含まれる易酸化性の金属材料が酸化してしまうといった不具合の発生を確実に防止することができる。

基板Ｓは不図示のロボットアームにより基板搬出口２ａを介して搬出用チャンバー２の外部へと搬出され、不図示の外部処理装置に受け渡される。

以上のように、本実施形態によれば、塗布プロセスを用いて基板Ｓに太陽電池用の光吸収層（金属材料膜）を塗布できるので、蒸着プロセスを用いる従来の構成に比べ、低コスト化を図ることができる。

また、温調した状態で保持した基板Ｓに不活性温調ガスをシェービングガスに用いた回転噴霧ノズル７１により液状体を噴霧するので、基板Ｓに均一な塗布膜を形成することができる。また、基板Ｓを垂直に保持した状態で液状体を塗布するので、液状体に含まれる粒子のバラツキを抑制することで塗布膜の膜質を向上させることができる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
例えば、上記実施形態においては、基板Ｓの幅方向及び高さ方向にノズル部７０を移動させることで塗布を行う場合について説明したが、ノズル部７０の位置を固定し、基板Ｓ側を移動させることで基板Ｓに液状体を塗布する構成を採用しても構わない。

また、上記実施形態では、基板保持部３０が１つのみ設けられた場合を例に挙げたが、基板保持部３０が複数個設けられていても良い。これによれば、例えば、ある基板保持部３０が処理室１６内で他の基板Ｓを保持し、他の基板保持部３０が第３予備室１５内において第２リフト機構１３１に基板Ｓの受け渡を行っていたとしても、第２予備室１４内において基板Ｓの保持位置を変化させることができる。よって、基板保持部３０が第２予備室１４に戻るまでの時間を無駄にすることが無く、基板Ｓを処理室１６に順次搬送することで塗布処理のタクトを短くすることができる。

また、上記実施形態では、搬入用チャンバー１、チャンバー３、５、８、処理チャンバー４０、及び搬出用チャンバー２の全体に亘って窒素ガスが供給される場合を例に挙げたが、基板Ｓに塗布される液状体の材質によっては、一部のチャンバー（例えば、処理チャンバー４０、チャンバー８、搬出用チャンバー２）内に大気を供給し、残りの一部（例えば、搬入用チャンバー１、チャンバー３、５）のチャンバーのみに窒素ガスを供給するようにしても良い。

また、上記実施形態では、チャンバー３、５、８、及び処理チャンバー４０が循環機構９０に接続されることで内部雰囲気が循環される場合を例に挙げたが、一部のチャンバーのみ循環機構９０に代えて排気機構を設けることで内部雰囲気を外部に廃棄する構成を採用しても良い。

１ａ…基板搬入口、Ｓ…基板、１３…第１予備室、１４…第２予備室、１５…第３予備室、１６…処理室、２５…基板姿勢変化機構、４１…塗布部、４２…ミスト回収部、４３…ガス供給部、４４…基板温調保持機構、７１…回転噴霧ノズル、７４…移動機構、９０…循環機構、１００…塗布装置

Claims (11)

1. 基板に対する塗布処理を行う処理室と、
   前記処理室内に気体を供給する気体供給部と、
   前記処理室内において前記基板を加熱する基板加熱部と、
   前記基板加熱部により加熱された前記基板に塗布液を塗布する塗布部と、
   前記塗布液の塗布時に、水平面に対して傾斜させた状態の前記基板を前記水平面と平行な方向に搬送する基板搬送機構と、
   前記塗布部は、前記塗布液を噴霧するノズル部と、前記ノズル部を水平面と交差する方向に沿って移動させる移動機構と、を備え、
   前記移動機構は、前記基板の搬送方向に沿う軸回りに前記ノズル部を回転させる回転機構を有する
   塗布装置。
2. 前記ノズル部は、前記塗布液を噴霧する複数の回転霧化ノズルを有し、
   前記複数の回転霧化ノズルは、前記基板の搬送方向に沿って配置されている
   請求項１に記載の塗布装置。
3. 前記塗布部は、前記回転霧化ノズルから飛散するミストを回収するミスト回収部を含む
   請求項２に記載の塗布装置。
4. 前記移動機構は、前記塗布部及び前記基板を鉛直方向に沿って相対移動させる
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の塗布装置。
5. 当該塗布装置内に前記基板の搬入を行うための基板搬入口と前記処理室との間に少なくとも設けられ、前記処理室に連通されることで該処理室内を所定雰囲気に維持する予備室をさらに備える
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の塗布装置。
6. 前記予備室は、内部雰囲気を循環させる循環機構を有する
   請求項５に記載の塗布装置。
7. 前記予備室を複数備え、
   前記複数の予備室における内部圧力は、前記処理室側から前記基板搬入口側に向かって次第に低くなるように設定される
   請求項５又は６に記載の塗布装置。
8. 前記予備室における前記基板の基板保持姿勢を前記処理室における前記基板保持姿勢に変化させる基板姿勢変化機構をさらに備える
   請求項５〜７のいずれか一項に記載の塗布装置。
9. 前記気体供給部は、前記処理室内に不活性ガスを供給する
   請求項１〜８のいずれか一項に記載の塗布装置。
10. 前記気体供給部は、前記不活性ガスとして窒素ガスを供給する
    請求項９に記載の塗布装置。
11. 前記基板は、太陽電池用基板であり、
    前記塗布部は、前記太陽電池用基板に金属材料を含む前記塗布液を塗布する
    請求項１〜１０のいずれか一項に記載の塗布装置。

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