成膜方法及び太陽電池の製造方法
【課題】基板の表面にテクスチャが形成される場合でも、透明導電膜など、当該表面に形成される膜厚をより均一にすることができる成膜方法、及び太陽電池の製造方法を提供する。
【解決手段】幾何学的な凹凸が形成された基板２００に蒸着源２０から供給される蒸着材料２５を蒸着させ、基板２００の表面に透明導導電膜を形成する。蒸着源２０の直上寄りに位置する基板２００の端部２００ａと蒸着材料供給部２１との距離ｄ１、及び基板２００の端部２００ｂと蒸着材料供給部２１との距離ｄ２が略同一となるように、基板２００を傾斜させた状態に位置させる。
【解決手段】幾何学的な凹凸が形成された基板２００に蒸着源２０から供給される蒸着材料２５を蒸着させ、基板２００の表面に透明導導電膜を形成する。蒸着源２０の直上寄りに位置する基板２００の端部２００ａと蒸着材料供給部２１との距離ｄ１、及び基板２００の端部２００ｂと蒸着材料供給部２１との距離ｄ２が略同一となるように、基板２００を傾斜させた状態に位置させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の凸部による幾何学的な凹凸が形成された基板に蒸着源から供給される蒸着材料を蒸着させることによって当該基板の表面に膜を形成する成膜方法、及び太陽電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、クリーンで無尽蔵に供給される太陽光エネルギーを直接電気エネルギーに変換することができるため、新しいエネルギー源として期待されている。太陽電池は、一般的に、多結晶シリコンや単結晶シリコンなどの結晶半導体、非晶質半導体、または化合物半導体で構成される。また、太陽電池が発電した電気を効率よく取り出すため、光入射面または反対側（光透過側）の面に、透明導電膜が形成されていることが多い。
【０００３】
透明導電膜の形成には、いわゆるPhysical Vapor Deposition（ＰＶＤ）方式の成膜装置（スパッタリング装置など）が広く用いられている。ＰＶＤ方式の成膜装置では、蒸着材料を供給する蒸着源と基板との距離によって、基板の表面に形成される膜厚が異なり得る。具体的には、蒸着源の上方を基板が順次通過する際に基板の表面に蒸着材料が堆積するが、蒸着源の直上に位置する部分の膜厚は、蒸着源の直上から外れた斜め上方に位置する部分の膜厚よりも厚くなり易い。形成される膜厚の不均一が発生すると、太陽電池の特性（抵抗値など）が低下する要因となる。
【０００４】
そこで、蒸着源の直上から外れた斜め上方に位置する部分、具体的には基板の外側端に蒸着源を接近させることによって、膜厚の不均一を解消する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１２９４３６号公報（第４頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、膜厚の不均一を解消する従来の方法には、次のような問題があった。すなわち、基板の表面に幾何学的な凹凸、いわゆるテクスチャが形成されている場合、透明導電膜の膜厚がさらに不均一になり易い問題があった。
【０００７】
具体的には、基板の表面にピラミッド状などの複数の凸部による凹凸が形成されていると、蒸着源を側方から視た場合において、蒸着源の蒸着材料供給部から延びる直線との角度が大きくなる面（対向面）と、当該直線との角度が小さくなる面（非対向面）とが存在する。非対向面の当該角度は、対向面の当該角度（例えば、約９０度）と比較して当該角度が著しく低い（例えば、０度未満）と蒸着材料が蒸着し難く、非対向面の膜厚は、対向面の膜厚よりも薄くなる。抵抗値は、透明導電膜の膜厚に反比例するため、非対向面が基板全体の抵抗値を上昇させ、太陽電池の特性が低下する。
【０００８】
そこで、本発明は、基板の表面にテクスチャが形成される場合でも、透明導電膜など、当該表面に形成される膜厚をより均一にすることができる成膜方法、及び太陽電池の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するため、本発明の特徴は、複数の凸部（凸部２１０）による幾何学的な凹凸が形成された基板（基板２００）に蒸着源（蒸着源２０）から供給される蒸着材料（蒸着材料２５）を蒸着させ、前記蒸着源の何れかの側方視において、前記凹凸が、前記蒸着源の蒸着材料供給部（蒸着材料供給部２１）から延びる直線である供給直線（直線Ｌ２）との前記蒸着源側の角度（角度α１）が所定角度になる対向面（対向面２１０ａ）と、前記供給直線との前記蒸着源側の角度（角度α２）が前記所定角度よりも小さい角度になる非対向面（非対向面２１０ｂ）とを含み、前記基板の表面に膜（透明導電膜２２０）を形成する成膜方法であって、前記側方視において、前記供給直線が前記非対向面を介して前記基板内に入射するように前記基板を位置させる位置決めステップと、前記位置決めステップにおいて位置決めされた前記基板に対して、前記蒸着源から前記蒸着材料を供給し、前記蒸着材料を前記基板の表面に蒸着させる蒸着ステップとを備えることを要旨とする。
【００１０】
また、前記位置決めステップでは、前記側方視において、前記蒸着源の直上寄りに位置する前記基板の一端部（端部２００ａ）と前記蒸着材料供給部との第１距離（距離ｄ１）、及び前記基板の他端部（端部２００ｂ）と、前記蒸着材料供給部との第２距離（距離ｄ２）が略同一となるように、前記基板を傾斜させた状態に位置させてもよい。
【００１１】
また、前記位置決めステップにおいて位置決めされた前記基板を搬送し、前記蒸着材料を供給している前記蒸着源の上方を通過させる基板搬送ステップをさらに備え、前記位置決めステップでは、搬送方向（方向ＤＲ１）下流側から前記蒸着源を視た場合において、前記第１距離と前記第２距離とが略同一になるように前記基板を位置させてもよい。
【００１２】
また、前記位置決めステップでは、前記側方視において、前記蒸着材料供給部を通過し、鉛直方向（方向ＤＲ２）に沿った中心線（中心線ＣＬ）を基準として区分された一方の領域（領域Ａ１）、及び前記中心線を基準として区分された他方の領域（領域Ａ２）のそれぞれに前記基板を位置させてもよい。
【００１３】
さらに、前記位置決めステップでは、前記一方の領域に位置する前記基板を保持する第１保持部（トレイ１１１）と、前記他方の領域に位置する前記基板を保持する第２保持部（トレイ１１２）と、前記側方視において、前記第１保持部に保持された前記基板の外側端（端部２００ｂ）と、前記中心線に直交する直交線（直交線Ｌ１）とが成す角度（角度θ１）、及び前記第２保持部に保持された前記基板の外側端（端部２００ｂ）と、前記直交線とが成す角度（角度θ２）を変更可能に、前記第１保持部の内側部分（内側部分１１１ｉｎ）と前記第２保持部の内側部分（内側部分１１２ｉｎ）とを連結する連結部（連結部１３０）とを含む基板保持機構（基板搬送部１００）を用いて前記基板の位置を決定してもよい。
【００１４】
また、本発明の他の特徴は、蒸着源から供給される蒸着材料を幾何学的な凹凸が複数形成された基板に蒸着させ、前記側方視において、前記凹凸が、前記蒸着源の蒸着材料供給部から延びる直線である供給直線との前記蒸着源側の角度が所定角度になる対向面と、前記供給直線との前記蒸着源側の角度が前記所定角度よりも小さい角度になる非対向面とを含む太陽電池の製造方法であって、前記蒸着源の側方視において、前記供給直線が前記非対向面を介して前記基板内に入射するように前記基板を位置させる位置決めステップと、前記位置決めステップにおいて位置決めされた前記基板に対して、前記蒸着源から前記蒸着材料を供給し、前記蒸着材料を前記基板の表面に蒸着させ、前記基板の表面に膜を形成する成膜ステップとを備えることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の特徴によれば、基板の表面にテクスチャが形成される場合でも、透明導電膜など、当該表面に形成される膜厚をより均一にすることができる成膜方法、及び太陽電池の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る成膜方法の実施に用いられる成膜装置１０の概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る太陽電池３００の断面構造の模式図である。
【図３】本発明の実施形態に係るチャンバ４０内における基板搬送部１００と蒸着源２０との位置関係を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る凸部２１０が形成された基板２００の表面と蒸着源２０との位置関係を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る成膜装置１０を用いた太陽電池３００の製造フローを示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る透明導電膜２２０のシート抵抗と、基板搬送部１００のトレイ１１１（トレイ１１２）の角度θ１（角度θ２）との関係を示すグラフである。
【図７】本発明の実施形態に係る本発明の変更例に係る基板搬送部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。
【００１８】
したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれ得る。
【００１９】
（１）成膜装置の概略構成
図１は、本発明の実施形態に係る成膜方法の実施に用いられる成膜装置１０の概略構成図である。図１に示すように、成膜装置１０は、蒸着材料２５を基板２００に蒸着させることによって、基板２００の表面に透明導電膜２２０（図１において不図示、図２参照）を形成する。具体的には、成膜装置１０は、ＰＶＤにより蒸着材料２５を基板２００の表面に堆積させることによって、透明導電膜２２０を形成する。
【００２０】
基板２００は、太陽電池３００（図２参照）の製造に用いられる。基板２００の表面には、幾何学的な複数の凸部２１０（図１において不図示、図４参照）、いわゆるテクスチャが形成されている。
【００２１】
成膜装置１０は、いわゆるインライン式の装置であり、蒸着源２０、ガイドレール３０、チャンバ４０及び基板搬送部１００を備える。
【００２２】
蒸着源２０は、チャンバ４０内部に設けられ、蒸着材料２５をチャンバ４０内に提供する。具体的には、蒸着材料２５は、蒸着源２０の上部に設けられた蒸着材料供給部２１から連続的に提供される。
【００２３】
一対のガイドレール３０は、チャンバ４０内を貫通するように配置される。チャンバ４０には、基板搬送部１００の形状に沿った細い入口３０ｉｎと出口３０ｏｕｔとが形成されている。ガイドレール３０は、入口３０ｉｎからチャンバ４０内部に入り、出口３０ｏｕｔからチャンバ４０外に出るように配置されている。
【００２４】
基板搬送部１００は、一対のガイドレール３０上を方向ＤＲ１に向かって走行し、基板２００をチャンバ４０内に搬送する。基板搬送部１００は、トレイ１１１、トレイ１１２、車輪１２０及び連結部１３０を有する。なお、基板搬送部１００は、図示しない駆動部を有する。
【００２５】
トレイ１１１及びトレイ１１２には、基板２００が装着される。車輪１２０は、トレイ１１１及びトレイ１１２に取り付けられ、一対のガイドレール３０を転動する。連結部１３０は、トレイ１１１とトレイ１１２とを回動可能に連結するヒンジ状の機構である。
【００２６】
また、一対のガイドレール３０は、チャンバ４０内においてレール幅が狭くなっているため、一対のガイドレール３０上を走行する基板搬送部１００は、連結部１３０を基点として折れ曲がる。この結果、図１に示すように、基板搬送部１００は、当該レール幅の狭い部分において、連結部１３０を頂点とした山状に変化する。
【００２７】
一方、入口３０ｉｎ及び出口３０ｏｕｔの位置ではレール幅が広いため、基板搬送部１００は、山状ではなく平板状に保持される。つまり、基板搬送部１００が入口３０ｉｎ及び出口３０ｏｕｔを通過する際には、基板搬送部１００が平板状に保持され、入口３０ｉｎ及び出口３０ｏｕｔの開口面積が小さくなるように配慮されている。
【００２８】
（２）太陽電池の構造
図２は、本実施形態に係る太陽電池３００の断面構造の一例を示す模式図である。図２に示すように、太陽電池３００は、基板２００と透明導電膜２２０とによって構成される。なお、太陽電池３００は、透明導電膜２２０の表面及びｎ型半導体基板２１１の表面に図示しない電極を備える。
【００２９】
基板２００は、ｎ型半導体基板２１１、ｉ型半導体層２１２及びｐ型半導体層２１３によって構成される。ｎ型半導体基板２１１は、ｎ型単結晶シリコンなどによって形成される。ｉ型半導体層２１２は、ｉ型非晶質シリコンなどによって形成される。ｐ型半導体層２１３は、p型非晶質シリコンなどによって構成される。
【００３０】
透明導電膜２２０は、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）などの透光性導電酸化物によって構成される。なお、上述したように、基板２００（ｎ型半導体基板２１１）の表面には、複数の凸部２１０（図４参照）による幾何学的な凹凸、具体的には、ピラミッド（四角錐）状の凹凸が形成されている。
【００３１】
（３）基板搬送部１００と蒸着源２０との位置関係
図３は、チャンバ４０内における基板搬送部１００と蒸着源２０との位置関係を示す。図３は、蒸着源２０の側方視、具体的には、基板２００の搬送方向下流側（図１の矢印ＡＲ１）から基板搬送部１００及び蒸着源２０の側方を視た図である。
【００３２】
図３に示すように、車輪１２０を有する基板搬送部１００は、チャンバ４０内、具体的には蒸着源２０の上方を一対のガイドレール３０に沿って通過する際、搬送方向下流側から蒸着源２０を視た場合において、連結部１３０を頂点とした山状に変化する。
【００３３】
トレイ１１１は、蒸着材料供給部２１を通過し、鉛直方向（方向ＤＲ２）に沿った中心線ＣＬを基準として区分された領域Ａ１に位置する基板２００を保持する。同様に、トレイ１１２は、中心線ＣＬを基準として区分された他方の領域Ａ２に位置する基板２００を保持する。すなわち、本実施形態では、中心線ＣＬを基準した領域Ａ１及び領域Ａ２のそれぞれに基板２００を位置させる。本実施形態において、トレイ１１１は第１保持部を構成し、トレイ１１２は第２保持部を構成する。
【００３４】
連結部１３０は、トレイ１１１の内側部分１１１ｉｎとトレイ１１２の内側部分１１２ｉｎとを回動可能に連結する。具体的には、連結部１３０は、トレイ１１１に保持された基板２００の外側端である端部２００ｂと、中心線ＣＬに直交する直交線Ｌ１が成す角度θ１、及びトレイ１１２に保持された基板２００の端部２００ｂと直交線Ｌ１とが成す角度θ２を変更可能に、内側部分１１１ｉｎと内側部分１１２ｉｎとを連結する。
【００３５】
このように、本実施形態では、トレイ１１１、トレイ１１２及び連結部１３０を含む基板搬送部１００を用いて、蒸着源２０に対する基板２００の位置（角度）を決定する。本実施形態において、基板搬送部１００は、基板保持機構を構成する。
【００３６】
より具体的には、基板搬送部１００は、基板２００の搬送方向下流側から蒸着源２０を視た場合において、蒸着源２０の直上寄りに位置する基板２００の端部２００ａ（一端部）と蒸着材料供給部２１との距離ｄ１（第１距離）、及び基板２００の端部２００ｂ（他端部）と蒸着材料供給部２１との距離ｄ２（第２距離）が略同一となるように、基板２００を傾斜させた状態に位置させる。距離ｄ１と距離ｄ２とは、必ずしも完全に同一でなくてもよく、蒸着源２０から供給される蒸着材料２５が基板２００の表面になるべく均一に堆積するように配慮して、距離ｄ１と距離ｄ２とを決定すればよい。
【００３７】
また、本実施形態では、基板２００の一辺の長さａは、９０〜１４０ｍｍである。このような基板２００に対して、距離ｄ１及び距離ｄ２は、４５０〜６００ｍｍに設定される。また、角度θ１及び角度θ２は、２．５〜１２．５°に設定される。
【００３８】
（４）基板２００の表面と蒸着源２０との位置関係
図４（ａ）及び（ｂ）は、凸部２１０が形成された基板２００の表面と蒸着源２０との位置関係を示す。具体的には、図４（ａ）は、上述した基板搬送部１００を用いて基板２００を傾けた場合における位置関係を示す。一方、図４（ｂ）は、基板２００を傾けずに水平した場合における位置関係を示す。
【００３９】
図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、基板２００の表面には、複数の凸部２１０が形成されている。凸部２１０のそれぞれは、対向面２１０ａと非対向面２１０ｂとを含む。対向面２１０ａは、蒸着材料供給部２１から延びる直線である直線Ｌ２（供給直線）との蒸着源２０側の角度α１が所定角度になる面である。非対向面２１０ｂは、対向面２１０ａの反対側に位置し、直線Ｌ２との蒸着源２０側の角度α２が角度α１よりも小さい角度になる面である。
【００４０】
つまり、対向面２１０ａは、非対向面２１０ｂよりも蒸着材料供給部２１から延びる直線Ｌ２に対して向かい合うように位置する。非対向面２１０ｂは、対向面２１０ａよりも直線Ｌ２に対して傾斜するように位置する。
【００４１】
本実施形態では、図４（ａ）に示すように、基板２００を傾けて位置させる。具体的には、蒸着源２０の側方視において、直線Ｌ２が非対向面２１０ｂを介して基板２００内に入射するように基板２００を位置させる。つまり、図４（ａ）において、直線Ｌ２が基板２００の表面側から入射し、角度α２が０°以上になるように基板２００を位置させる。
【００４２】
一方、図４（ｂ）に示すように、基板２００を傾けずに水平に位置させると、非対向面２１０ｂでは、直線Ｌ２が非対向面２１０ｂとなる角度は角度α３のようになり、基板２００の表面側から入射し得ない。このため、対向面２１０ａと比較すると、非対向面２１０ｂに蒸着材料２５が堆積し難く、透明導電膜２２０の膜厚が不均一になり易い。
【００４３】
（５）成膜装置１０を用いた太陽電池の製造方法
図５は、成膜装置１０を用いた太陽電池３００の製造フローを示す。図５に示すように、ステップＳ１０において、トレイ１１１及びトレイ１１２に基板２００がセットされる。具体的には、トレイ１１１及びトレイ１１２に形成された開口部（不図示）に基板２００を装着し、基板２００を当該トレイによって保持させる。
【００４４】
ステップＳ２０において、トレイ１１１及びトレイ１１２にセットされた基板２００がチャンバ４０内に搬送される。具体的には、基板搬送部１００が一対のガイドレール３０上を走行し、基板２００がチャンバ４０内に搬送される。
【００４５】
ステップＳ３０において、蒸着源２０に対する基板２００の角度（位置）がセットされる。具体的には、一対のガイドレール３０上を走行する基板搬送部１００が、連結部１３０を基点として折れ曲がり、基板２００が傾斜した状態で保持される。本実施形態では、ステップＳ３０は、位置決めステップを構成する。
【００４６】
ステップＳ３０の動作によって、距離ｄ１及び距離ｄ２（図２参照）が略同一となるように、基板２００が傾斜させられた状態となる。
【００４７】
ステップＳ４０において、基板搬送部１００は、位置決めされた基板２００を搬送し、蒸着源２０の上方を所定速度で通過する。本実施形態において、ステップＳ４０は、基板搬送ステップを構成する。
【００４８】
ステップＳ５０において、蒸着源２０から供給される蒸着材料２５を基板２００に蒸着させる。具体的には、基板搬送部１００が、蒸着材料２５が順次供給されているチャンバ４０内において、蒸着源２０の上方を所定速度で通過することによって、蒸着材料２５が基板２００に堆積し、透明導電膜２２０が形成される。本実施形態において、ステップＳ５０は、蒸着ステップを構成する。
【００４９】
ステップＳ６０において、蒸着源２０に対する基板２００の角度（位置）がリセットされる。具体的には、基板搬送部１００が、連結部１３０を基点として折れ曲がった状態から平板状に復帰する。
【００５０】
ステップＳ７０において、基板２００がチャンバ４０外に搬送される。具体的には、基板搬送部１００が一対のガイドレール３０上を走行し、基板２００がチャンバ４０外に搬送される。
【００５１】
チャンバ４０外に搬送された基板２００には、フィンガー電極などが形成され、太陽電池３００が製造される。
【００５２】
（６）実施例
次に、上述した成膜装置１０を用いて製造した基板２００の実施例について説明する。実施例に係る基板２００は、図２に示した構造を有する。実施例では、約１Ω・ｃｍの抵抗率と、約３００μｍの厚みとを有するｎ型半導体基板２１１（ｎ型単結晶シリコン基板）を用いた。このｎ型単結晶シリコン基板に対して表面洗浄とテクスチャリング処理を行い、基板表面に数μｍから数十μｍの高さを有するピラミッド状の凸部を複数設け、凹凸を形成した。
【００５３】
このようなｎ型半導体基板２１１の片面に、約５ｎｍの実質的に真性なｉ型非晶質シリコン層で構成されるｉ型半導体層２１２と、約５ｎｍのｐ型非晶質シリコン層で構成されるｐ型半導体層２１３とをプラズマＣＶＤにより形成した。表１は、プラズマの形成条件などを示す。
【００５４】
【表１】
【００５５】
次いで、Ａｒ、Ｏ２雰囲気下において、基板搬送部１００を用いて基板２００を傾斜させた状態でＩＴＯをｐ型半導体層２１３の表面に蒸着させ、室温で透明導電膜２２０を形成した。実施例では、基板搬送部１００のトレイ１１１（トレイ１１２）の角度θ１（角度θ２）を変化させて複数の基板２００を製作した。なお、基板２００のサイズ（長さａ）や、基板２００と蒸着源２０との位置関係（距離ｄ１及び距離ｄ２）は、上述した範囲内とした。
【００５６】
図６は、透明導電膜２２０のシート抵抗と、基板搬送部１００のトレイ１１１（トレイ１１２）の角度θ１（角度θ２）との関係を示すグラフである。図６に示すように、角度θ１を２．５〜１２．５°の範囲内の場合、透明導電膜２２０のシート抵抗が、角度θ１を０°（水平）や１５．０°とした場合よりも１０％以上小さくなっている。
【００５７】
つまり、上述した基板２００のサイズ（長さａ）や、基板２００と蒸着源２０との位置関係（距離ｄ１及び距離ｄ２）である場合、角度θ１（角度θ２）は、２．５〜１２．５°に設定する必要がある。
【００５８】
（７）作用・効果
以上説明した成膜方法によれば、基板搬送部１００が、直線Ｌ２が非対向面２１０ｂを介して基板２００内に入射するように基板２００を位置させる。つまり、図４（ａ）に示したように、直線Ｌ２が基板２００の表面側から入射し、角度α２が０°以上になるように基板２００を位置させる。具体的には、距離ｄ１及び距離ｄ２（図２参照）が略同一となるように、基板２００を傾斜させた状態に位置させる。
【００５９】
このため、対向面２１０ａと非対向面２１０ｂとに堆積する蒸着材料２５の量の差異が縮小される。つまり、基板２００の表面に形成される透明導電膜２２０の膜厚が均一となる。
【００６０】
すなわち、このような成膜方法によれば、基板２００の表面にテクスチャが形成される場合でも、透明導電膜２２０など、当該表面に形成される膜厚をより均一にすることができる。
【００６１】
また、上述した実施形態では、図２に示したように、中心線ＣＬを基準として区分された領域Ａ１及び領域Ａ２のそれぞれに基板２００を位置させる。また、このような配置を実現するため、トレイ１１１とトレイ１１２とを回動可能に連結する連結部１３０を有する基板搬送部１００が用いられる。このため、基板２００への蒸着材料２５の蒸着前及び蒸着後においては、基板搬送部１００を平板状とすることによって、基板２００を水平に保持できるため、他の工程には何ら影響を及ぼさないようにすることができる。つまり、成膜装置１０を用いても基板２００の生産性には何ら悪影響を及ぼすことなく、透明導電膜２２０の膜厚の均一化を図り得る。
【００６２】
（８）その他の実施形態
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
【００６３】
例えば、本発明の実施形態は、次のように変更することができる。図７（ａ）及び（ｂ）は、本発明の変更例に係る基板搬送部を示す。図７（ａ）に示す基板搬送部１００Ａは、上述した基板搬送部１００と比較すると、連結部１３０が省略されている。つまり、基板２００の傾斜角度が固定となるが、基板搬送部１００Ａを用いた場合でも透明導電膜２２０の膜厚の均一化を図り得る。
【００６４】
図７（ｂ）に示す基板搬送部１００Ｂは、基板搬送部１００と比較すると、領域Ａ１側にのみ設けられる。基板搬送部１００Ｂでは、一度に取り扱うことができる基板２００の数は制限されるものの、基板搬送部１００Ｂを用いた場合でも透明導電膜２２０の膜厚の均一化を図り得る。
【００６５】
また、基板搬送部１００Ａや基板搬送部１００Ｂは、必ずしも車輪１２０を有していなくても構わない。また、一対のガイドレール３０の必ずしも必要でない。つまり、基板２００を傾斜させ、傾斜させた基板２００を蒸着源２０の上方において保持できればよく、必ずしもインライン式の成膜装置である必要はない。
【００６６】
さらに、本発明は、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、分子線エピタキシー法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などのＰＶＤ法を用いた膜の形成に適用可能である。
【００６７】
このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められる。
【符号の説明】
【００６８】
１０…成膜装置、２０…蒸着源、２１…蒸着材料供給部、２５…蒸着材料、３０…ガイドレール、３０ｉｎ…入口、３０ｏｕｔ…出口、４０…チャンバ、１００，１００Ａ，１００Ｂ…基板搬送部、１１１，１１２…トレイ、１１１ｉｎ，１１２ｉｎ…内側部分、１２０…車輪、１３０…連結部、２００…基板、２００ａ，２００ｂ…端部、２１０…凸部、２１０ａ…対向面、２１０ｂ…非対向面、２１１…ｎ型半導体基板、２１２…ｉ型半導体層、２１３…ｐ型半導体層、２２０…透明導電膜、３００…太陽電池
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の凸部による幾何学的な凹凸が形成された基板に蒸着源から供給される蒸着材料を蒸着させることによって当該基板の表面に膜を形成する成膜方法、及び太陽電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、クリーンで無尽蔵に供給される太陽光エネルギーを直接電気エネルギーに変換することができるため、新しいエネルギー源として期待されている。太陽電池は、一般的に、多結晶シリコンや単結晶シリコンなどの結晶半導体、非晶質半導体、または化合物半導体で構成される。また、太陽電池が発電した電気を効率よく取り出すため、光入射面または反対側（光透過側）の面に、透明導電膜が形成されていることが多い。
【０００３】
透明導電膜の形成には、いわゆるPhysical Vapor Deposition（ＰＶＤ）方式の成膜装置（スパッタリング装置など）が広く用いられている。ＰＶＤ方式の成膜装置では、蒸着材料を供給する蒸着源と基板との距離によって、基板の表面に形成される膜厚が異なり得る。具体的には、蒸着源の上方を基板が順次通過する際に基板の表面に蒸着材料が堆積するが、蒸着源の直上に位置する部分の膜厚は、蒸着源の直上から外れた斜め上方に位置する部分の膜厚よりも厚くなり易い。形成される膜厚の不均一が発生すると、太陽電池の特性（抵抗値など）が低下する要因となる。
【０００４】
そこで、蒸着源の直上から外れた斜め上方に位置する部分、具体的には基板の外側端に蒸着源を接近させることによって、膜厚の不均一を解消する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１２９４３６号公報（第４頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、膜厚の不均一を解消する従来の方法には、次のような問題があった。すなわち、基板の表面に幾何学的な凹凸、いわゆるテクスチャが形成されている場合、透明導電膜の膜厚がさらに不均一になり易い問題があった。
【０００７】
具体的には、基板の表面にピラミッド状などの複数の凸部による凹凸が形成されていると、蒸着源を側方から視た場合において、蒸着源の蒸着材料供給部から延びる直線との角度が大きくなる面（対向面）と、当該直線との角度が小さくなる面（非対向面）とが存在する。非対向面の当該角度は、対向面の当該角度（例えば、約９０度）と比較して当該角度が著しく低い（例えば、０度未満）と蒸着材料が蒸着し難く、非対向面の膜厚は、対向面の膜厚よりも薄くなる。抵抗値は、透明導電膜の膜厚に反比例するため、非対向面が基板全体の抵抗値を上昇させ、太陽電池の特性が低下する。
【０００８】
そこで、本発明は、基板の表面にテクスチャが形成される場合でも、透明導電膜など、当該表面に形成される膜厚をより均一にすることができる成膜方法、及び太陽電池の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するため、本発明の特徴は、複数の凸部（凸部２１０）による幾何学的な凹凸が形成された基板（基板２００）に蒸着源（蒸着源２０）から供給される蒸着材料（蒸着材料２５）を蒸着させ、前記蒸着源の何れかの側方視において、前記凹凸が、前記蒸着源の蒸着材料供給部（蒸着材料供給部２１）から延びる直線である供給直線（直線Ｌ２）との前記蒸着源側の角度（角度α１）が所定角度になる対向面（対向面２１０ａ）と、前記供給直線との前記蒸着源側の角度（角度α２）が前記所定角度よりも小さい角度になる非対向面（非対向面２１０ｂ）とを含み、前記基板の表面に膜（透明導電膜２２０）を形成する成膜方法であって、前記側方視において、前記供給直線が前記非対向面を介して前記基板内に入射するように前記基板を位置させる位置決めステップと、前記位置決めステップにおいて位置決めされた前記基板に対して、前記蒸着源から前記蒸着材料を供給し、前記蒸着材料を前記基板の表面に蒸着させる蒸着ステップとを備えることを要旨とする。
【００１０】
また、前記位置決めステップでは、前記側方視において、前記蒸着源の直上寄りに位置する前記基板の一端部（端部２００ａ）と前記蒸着材料供給部との第１距離（距離ｄ１）、及び前記基板の他端部（端部２００ｂ）と、前記蒸着材料供給部との第２距離（距離ｄ２）が略同一となるように、前記基板を傾斜させた状態に位置させてもよい。
【００１１】
また、前記位置決めステップにおいて位置決めされた前記基板を搬送し、前記蒸着材料を供給している前記蒸着源の上方を通過させる基板搬送ステップをさらに備え、前記位置決めステップでは、搬送方向（方向ＤＲ１）下流側から前記蒸着源を視た場合において、前記第１距離と前記第２距離とが略同一になるように前記基板を位置させてもよい。
【００１２】
また、前記位置決めステップでは、前記側方視において、前記蒸着材料供給部を通過し、鉛直方向（方向ＤＲ２）に沿った中心線（中心線ＣＬ）を基準として区分された一方の領域（領域Ａ１）、及び前記中心線を基準として区分された他方の領域（領域Ａ２）のそれぞれに前記基板を位置させてもよい。
【００１３】
さらに、前記位置決めステップでは、前記一方の領域に位置する前記基板を保持する第１保持部（トレイ１１１）と、前記他方の領域に位置する前記基板を保持する第２保持部（トレイ１１２）と、前記側方視において、前記第１保持部に保持された前記基板の外側端（端部２００ｂ）と、前記中心線に直交する直交線（直交線Ｌ１）とが成す角度（角度θ１）、及び前記第２保持部に保持された前記基板の外側端（端部２００ｂ）と、前記直交線とが成す角度（角度θ２）を変更可能に、前記第１保持部の内側部分（内側部分１１１ｉｎ）と前記第２保持部の内側部分（内側部分１１２ｉｎ）とを連結する連結部（連結部１３０）とを含む基板保持機構（基板搬送部１００）を用いて前記基板の位置を決定してもよい。
【００１４】
また、本発明の他の特徴は、蒸着源から供給される蒸着材料を幾何学的な凹凸が複数形成された基板に蒸着させ、前記側方視において、前記凹凸が、前記蒸着源の蒸着材料供給部から延びる直線である供給直線との前記蒸着源側の角度が所定角度になる対向面と、前記供給直線との前記蒸着源側の角度が前記所定角度よりも小さい角度になる非対向面とを含む太陽電池の製造方法であって、前記蒸着源の側方視において、前記供給直線が前記非対向面を介して前記基板内に入射するように前記基板を位置させる位置決めステップと、前記位置決めステップにおいて位置決めされた前記基板に対して、前記蒸着源から前記蒸着材料を供給し、前記蒸着材料を前記基板の表面に蒸着させ、前記基板の表面に膜を形成する成膜ステップとを備えることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の特徴によれば、基板の表面にテクスチャが形成される場合でも、透明導電膜など、当該表面に形成される膜厚をより均一にすることができる成膜方法、及び太陽電池の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る成膜方法の実施に用いられる成膜装置１０の概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る太陽電池３００の断面構造の模式図である。
【図３】本発明の実施形態に係るチャンバ４０内における基板搬送部１００と蒸着源２０との位置関係を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る凸部２１０が形成された基板２００の表面と蒸着源２０との位置関係を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る成膜装置１０を用いた太陽電池３００の製造フローを示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る透明導電膜２２０のシート抵抗と、基板搬送部１００のトレイ１１１（トレイ１１２）の角度θ１（角度θ２）との関係を示すグラフである。
【図７】本発明の実施形態に係る本発明の変更例に係る基板搬送部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。
【００１８】
したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれ得る。
【００１９】
（１）成膜装置の概略構成
図１は、本発明の実施形態に係る成膜方法の実施に用いられる成膜装置１０の概略構成図である。図１に示すように、成膜装置１０は、蒸着材料２５を基板２００に蒸着させることによって、基板２００の表面に透明導電膜２２０（図１において不図示、図２参照）を形成する。具体的には、成膜装置１０は、ＰＶＤにより蒸着材料２５を基板２００の表面に堆積させることによって、透明導電膜２２０を形成する。
【００２０】
基板２００は、太陽電池３００（図２参照）の製造に用いられる。基板２００の表面には、幾何学的な複数の凸部２１０（図１において不図示、図４参照）、いわゆるテクスチャが形成されている。
【００２１】
成膜装置１０は、いわゆるインライン式の装置であり、蒸着源２０、ガイドレール３０、チャンバ４０及び基板搬送部１００を備える。
【００２２】
蒸着源２０は、チャンバ４０内部に設けられ、蒸着材料２５をチャンバ４０内に提供する。具体的には、蒸着材料２５は、蒸着源２０の上部に設けられた蒸着材料供給部２１から連続的に提供される。
【００２３】
一対のガイドレール３０は、チャンバ４０内を貫通するように配置される。チャンバ４０には、基板搬送部１００の形状に沿った細い入口３０ｉｎと出口３０ｏｕｔとが形成されている。ガイドレール３０は、入口３０ｉｎからチャンバ４０内部に入り、出口３０ｏｕｔからチャンバ４０外に出るように配置されている。
【００２４】
基板搬送部１００は、一対のガイドレール３０上を方向ＤＲ１に向かって走行し、基板２００をチャンバ４０内に搬送する。基板搬送部１００は、トレイ１１１、トレイ１１２、車輪１２０及び連結部１３０を有する。なお、基板搬送部１００は、図示しない駆動部を有する。
【００２５】
トレイ１１１及びトレイ１１２には、基板２００が装着される。車輪１２０は、トレイ１１１及びトレイ１１２に取り付けられ、一対のガイドレール３０を転動する。連結部１３０は、トレイ１１１とトレイ１１２とを回動可能に連結するヒンジ状の機構である。
【００２６】
また、一対のガイドレール３０は、チャンバ４０内においてレール幅が狭くなっているため、一対のガイドレール３０上を走行する基板搬送部１００は、連結部１３０を基点として折れ曲がる。この結果、図１に示すように、基板搬送部１００は、当該レール幅の狭い部分において、連結部１３０を頂点とした山状に変化する。
【００２７】
一方、入口３０ｉｎ及び出口３０ｏｕｔの位置ではレール幅が広いため、基板搬送部１００は、山状ではなく平板状に保持される。つまり、基板搬送部１００が入口３０ｉｎ及び出口３０ｏｕｔを通過する際には、基板搬送部１００が平板状に保持され、入口３０ｉｎ及び出口３０ｏｕｔの開口面積が小さくなるように配慮されている。
【００２８】
（２）太陽電池の構造
図２は、本実施形態に係る太陽電池３００の断面構造の一例を示す模式図である。図２に示すように、太陽電池３００は、基板２００と透明導電膜２２０とによって構成される。なお、太陽電池３００は、透明導電膜２２０の表面及びｎ型半導体基板２１１の表面に図示しない電極を備える。
【００２９】
基板２００は、ｎ型半導体基板２１１、ｉ型半導体層２１２及びｐ型半導体層２１３によって構成される。ｎ型半導体基板２１１は、ｎ型単結晶シリコンなどによって形成される。ｉ型半導体層２１２は、ｉ型非晶質シリコンなどによって形成される。ｐ型半導体層２１３は、p型非晶質シリコンなどによって構成される。
【００３０】
透明導電膜２２０は、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）などの透光性導電酸化物によって構成される。なお、上述したように、基板２００（ｎ型半導体基板２１１）の表面には、複数の凸部２１０（図４参照）による幾何学的な凹凸、具体的には、ピラミッド（四角錐）状の凹凸が形成されている。
【００３１】
（３）基板搬送部１００と蒸着源２０との位置関係
図３は、チャンバ４０内における基板搬送部１００と蒸着源２０との位置関係を示す。図３は、蒸着源２０の側方視、具体的には、基板２００の搬送方向下流側（図１の矢印ＡＲ１）から基板搬送部１００及び蒸着源２０の側方を視た図である。
【００３２】
図３に示すように、車輪１２０を有する基板搬送部１００は、チャンバ４０内、具体的には蒸着源２０の上方を一対のガイドレール３０に沿って通過する際、搬送方向下流側から蒸着源２０を視た場合において、連結部１３０を頂点とした山状に変化する。
【００３３】
トレイ１１１は、蒸着材料供給部２１を通過し、鉛直方向（方向ＤＲ２）に沿った中心線ＣＬを基準として区分された領域Ａ１に位置する基板２００を保持する。同様に、トレイ１１２は、中心線ＣＬを基準として区分された他方の領域Ａ２に位置する基板２００を保持する。すなわち、本実施形態では、中心線ＣＬを基準した領域Ａ１及び領域Ａ２のそれぞれに基板２００を位置させる。本実施形態において、トレイ１１１は第１保持部を構成し、トレイ１１２は第２保持部を構成する。
【００３４】
連結部１３０は、トレイ１１１の内側部分１１１ｉｎとトレイ１１２の内側部分１１２ｉｎとを回動可能に連結する。具体的には、連結部１３０は、トレイ１１１に保持された基板２００の外側端である端部２００ｂと、中心線ＣＬに直交する直交線Ｌ１が成す角度θ１、及びトレイ１１２に保持された基板２００の端部２００ｂと直交線Ｌ１とが成す角度θ２を変更可能に、内側部分１１１ｉｎと内側部分１１２ｉｎとを連結する。
【００３５】
このように、本実施形態では、トレイ１１１、トレイ１１２及び連結部１３０を含む基板搬送部１００を用いて、蒸着源２０に対する基板２００の位置（角度）を決定する。本実施形態において、基板搬送部１００は、基板保持機構を構成する。
【００３６】
より具体的には、基板搬送部１００は、基板２００の搬送方向下流側から蒸着源２０を視た場合において、蒸着源２０の直上寄りに位置する基板２００の端部２００ａ（一端部）と蒸着材料供給部２１との距離ｄ１（第１距離）、及び基板２００の端部２００ｂ（他端部）と蒸着材料供給部２１との距離ｄ２（第２距離）が略同一となるように、基板２００を傾斜させた状態に位置させる。距離ｄ１と距離ｄ２とは、必ずしも完全に同一でなくてもよく、蒸着源２０から供給される蒸着材料２５が基板２００の表面になるべく均一に堆積するように配慮して、距離ｄ１と距離ｄ２とを決定すればよい。
【００３７】
また、本実施形態では、基板２００の一辺の長さａは、９０〜１４０ｍｍである。このような基板２００に対して、距離ｄ１及び距離ｄ２は、４５０〜６００ｍｍに設定される。また、角度θ１及び角度θ２は、２．５〜１２．５°に設定される。
【００３８】
（４）基板２００の表面と蒸着源２０との位置関係
図４（ａ）及び（ｂ）は、凸部２１０が形成された基板２００の表面と蒸着源２０との位置関係を示す。具体的には、図４（ａ）は、上述した基板搬送部１００を用いて基板２００を傾けた場合における位置関係を示す。一方、図４（ｂ）は、基板２００を傾けずに水平した場合における位置関係を示す。
【００３９】
図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、基板２００の表面には、複数の凸部２１０が形成されている。凸部２１０のそれぞれは、対向面２１０ａと非対向面２１０ｂとを含む。対向面２１０ａは、蒸着材料供給部２１から延びる直線である直線Ｌ２（供給直線）との蒸着源２０側の角度α１が所定角度になる面である。非対向面２１０ｂは、対向面２１０ａの反対側に位置し、直線Ｌ２との蒸着源２０側の角度α２が角度α１よりも小さい角度になる面である。
【００４０】
つまり、対向面２１０ａは、非対向面２１０ｂよりも蒸着材料供給部２１から延びる直線Ｌ２に対して向かい合うように位置する。非対向面２１０ｂは、対向面２１０ａよりも直線Ｌ２に対して傾斜するように位置する。
【００４１】
本実施形態では、図４（ａ）に示すように、基板２００を傾けて位置させる。具体的には、蒸着源２０の側方視において、直線Ｌ２が非対向面２１０ｂを介して基板２００内に入射するように基板２００を位置させる。つまり、図４（ａ）において、直線Ｌ２が基板２００の表面側から入射し、角度α２が０°以上になるように基板２００を位置させる。
【００４２】
一方、図４（ｂ）に示すように、基板２００を傾けずに水平に位置させると、非対向面２１０ｂでは、直線Ｌ２が非対向面２１０ｂとなる角度は角度α３のようになり、基板２００の表面側から入射し得ない。このため、対向面２１０ａと比較すると、非対向面２１０ｂに蒸着材料２５が堆積し難く、透明導電膜２２０の膜厚が不均一になり易い。
【００４３】
（５）成膜装置１０を用いた太陽電池の製造方法
図５は、成膜装置１０を用いた太陽電池３００の製造フローを示す。図５に示すように、ステップＳ１０において、トレイ１１１及びトレイ１１２に基板２００がセットされる。具体的には、トレイ１１１及びトレイ１１２に形成された開口部（不図示）に基板２００を装着し、基板２００を当該トレイによって保持させる。
【００４４】
ステップＳ２０において、トレイ１１１及びトレイ１１２にセットされた基板２００がチャンバ４０内に搬送される。具体的には、基板搬送部１００が一対のガイドレール３０上を走行し、基板２００がチャンバ４０内に搬送される。
【００４５】
ステップＳ３０において、蒸着源２０に対する基板２００の角度（位置）がセットされる。具体的には、一対のガイドレール３０上を走行する基板搬送部１００が、連結部１３０を基点として折れ曲がり、基板２００が傾斜した状態で保持される。本実施形態では、ステップＳ３０は、位置決めステップを構成する。
【００４６】
ステップＳ３０の動作によって、距離ｄ１及び距離ｄ２（図２参照）が略同一となるように、基板２００が傾斜させられた状態となる。
【００４７】
ステップＳ４０において、基板搬送部１００は、位置決めされた基板２００を搬送し、蒸着源２０の上方を所定速度で通過する。本実施形態において、ステップＳ４０は、基板搬送ステップを構成する。
【００４８】
ステップＳ５０において、蒸着源２０から供給される蒸着材料２５を基板２００に蒸着させる。具体的には、基板搬送部１００が、蒸着材料２５が順次供給されているチャンバ４０内において、蒸着源２０の上方を所定速度で通過することによって、蒸着材料２５が基板２００に堆積し、透明導電膜２２０が形成される。本実施形態において、ステップＳ５０は、蒸着ステップを構成する。
【００４９】
ステップＳ６０において、蒸着源２０に対する基板２００の角度（位置）がリセットされる。具体的には、基板搬送部１００が、連結部１３０を基点として折れ曲がった状態から平板状に復帰する。
【００５０】
ステップＳ７０において、基板２００がチャンバ４０外に搬送される。具体的には、基板搬送部１００が一対のガイドレール３０上を走行し、基板２００がチャンバ４０外に搬送される。
【００５１】
チャンバ４０外に搬送された基板２００には、フィンガー電極などが形成され、太陽電池３００が製造される。
【００５２】
（６）実施例
次に、上述した成膜装置１０を用いて製造した基板２００の実施例について説明する。実施例に係る基板２００は、図２に示した構造を有する。実施例では、約１Ω・ｃｍの抵抗率と、約３００μｍの厚みとを有するｎ型半導体基板２１１（ｎ型単結晶シリコン基板）を用いた。このｎ型単結晶シリコン基板に対して表面洗浄とテクスチャリング処理を行い、基板表面に数μｍから数十μｍの高さを有するピラミッド状の凸部を複数設け、凹凸を形成した。
【００５３】
このようなｎ型半導体基板２１１の片面に、約５ｎｍの実質的に真性なｉ型非晶質シリコン層で構成されるｉ型半導体層２１２と、約５ｎｍのｐ型非晶質シリコン層で構成されるｐ型半導体層２１３とをプラズマＣＶＤにより形成した。表１は、プラズマの形成条件などを示す。
【００５４】
【表１】
【００５５】
次いで、Ａｒ、Ｏ２雰囲気下において、基板搬送部１００を用いて基板２００を傾斜させた状態でＩＴＯをｐ型半導体層２１３の表面に蒸着させ、室温で透明導電膜２２０を形成した。実施例では、基板搬送部１００のトレイ１１１（トレイ１１２）の角度θ１（角度θ２）を変化させて複数の基板２００を製作した。なお、基板２００のサイズ（長さａ）や、基板２００と蒸着源２０との位置関係（距離ｄ１及び距離ｄ２）は、上述した範囲内とした。
【００５６】
図６は、透明導電膜２２０のシート抵抗と、基板搬送部１００のトレイ１１１（トレイ１１２）の角度θ１（角度θ２）との関係を示すグラフである。図６に示すように、角度θ１を２．５〜１２．５°の範囲内の場合、透明導電膜２２０のシート抵抗が、角度θ１を０°（水平）や１５．０°とした場合よりも１０％以上小さくなっている。
【００５７】
つまり、上述した基板２００のサイズ（長さａ）や、基板２００と蒸着源２０との位置関係（距離ｄ１及び距離ｄ２）である場合、角度θ１（角度θ２）は、２．５〜１２．５°に設定する必要がある。
【００５８】
（７）作用・効果
以上説明した成膜方法によれば、基板搬送部１００が、直線Ｌ２が非対向面２１０ｂを介して基板２００内に入射するように基板２００を位置させる。つまり、図４（ａ）に示したように、直線Ｌ２が基板２００の表面側から入射し、角度α２が０°以上になるように基板２００を位置させる。具体的には、距離ｄ１及び距離ｄ２（図２参照）が略同一となるように、基板２００を傾斜させた状態に位置させる。
【００５９】
このため、対向面２１０ａと非対向面２１０ｂとに堆積する蒸着材料２５の量の差異が縮小される。つまり、基板２００の表面に形成される透明導電膜２２０の膜厚が均一となる。
【００６０】
すなわち、このような成膜方法によれば、基板２００の表面にテクスチャが形成される場合でも、透明導電膜２２０など、当該表面に形成される膜厚をより均一にすることができる。
【００６１】
また、上述した実施形態では、図２に示したように、中心線ＣＬを基準として区分された領域Ａ１及び領域Ａ２のそれぞれに基板２００を位置させる。また、このような配置を実現するため、トレイ１１１とトレイ１１２とを回動可能に連結する連結部１３０を有する基板搬送部１００が用いられる。このため、基板２００への蒸着材料２５の蒸着前及び蒸着後においては、基板搬送部１００を平板状とすることによって、基板２００を水平に保持できるため、他の工程には何ら影響を及ぼさないようにすることができる。つまり、成膜装置１０を用いても基板２００の生産性には何ら悪影響を及ぼすことなく、透明導電膜２２０の膜厚の均一化を図り得る。
【００６２】
（８）その他の実施形態
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
【００６３】
例えば、本発明の実施形態は、次のように変更することができる。図７（ａ）及び（ｂ）は、本発明の変更例に係る基板搬送部を示す。図７（ａ）に示す基板搬送部１００Ａは、上述した基板搬送部１００と比較すると、連結部１３０が省略されている。つまり、基板２００の傾斜角度が固定となるが、基板搬送部１００Ａを用いた場合でも透明導電膜２２０の膜厚の均一化を図り得る。
【００６４】
図７（ｂ）に示す基板搬送部１００Ｂは、基板搬送部１００と比較すると、領域Ａ１側にのみ設けられる。基板搬送部１００Ｂでは、一度に取り扱うことができる基板２００の数は制限されるものの、基板搬送部１００Ｂを用いた場合でも透明導電膜２２０の膜厚の均一化を図り得る。
【００６５】
また、基板搬送部１００Ａや基板搬送部１００Ｂは、必ずしも車輪１２０を有していなくても構わない。また、一対のガイドレール３０の必ずしも必要でない。つまり、基板２００を傾斜させ、傾斜させた基板２００を蒸着源２０の上方において保持できればよく、必ずしもインライン式の成膜装置である必要はない。
【００６６】
さらに、本発明は、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、分子線エピタキシー法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などのＰＶＤ法を用いた膜の形成に適用可能である。
【００６７】
このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められる。
【符号の説明】
【００６８】
１０…成膜装置、２０…蒸着源、２１…蒸着材料供給部、２５…蒸着材料、３０…ガイドレール、３０ｉｎ…入口、３０ｏｕｔ…出口、４０…チャンバ、１００，１００Ａ，１００Ｂ…基板搬送部、１１１，１１２…トレイ、１１１ｉｎ，１１２ｉｎ…内側部分、１２０…車輪、１３０…連結部、２００…基板、２００ａ，２００ｂ…端部、２１０…凸部、２１０ａ…対向面、２１０ｂ…非対向面、２１１…ｎ型半導体基板、２１２…ｉ型半導体層、２１３…ｐ型半導体層、２２０…透明導電膜、３００…太陽電池
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の凸部による幾何学的な凹凸が形成された基板に蒸着源から供給される蒸着材料を蒸着させ、
前記蒸着源の何れかの側方視において、前記凹凸が、前記蒸着源の蒸着材料供給部から延びる直線である供給直線との前記蒸着源側の角度が所定角度になる対向面と、前記供給直線との前記蒸着源側の角度が前記所定角度よりも小さい角度になる非対向面とを含み、
前記基板の表面に膜を形成する成膜方法であって、
前記側方視において、前記供給直線が前記非対向面を介して前記基板内に入射するように前記基板を位置させる位置決めステップと、
前記位置決めステップにおいて位置決めされた前記基板に対して、前記蒸着源から前記蒸着材料を供給し、前記蒸着材料を前記基板の表面に蒸着させる蒸着ステップと
を備える成膜方法。
【請求項２】
前記位置決めステップでは、前記側方視において、前記蒸着源の直上寄りに位置する前記基板の一端部と前記蒸着材料供給部との第１距離、及び前記基板の他端部と前記蒸着材料供給部との第２距離が略同一となるように、前記基板を傾斜させた状態に位置させる請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】
前記位置決めステップにおいて位置決めされた前記基板を搬送し、前記蒸着材料を供給している前記蒸着源の上方を通過させる基板搬送ステップをさらに備え、
前記位置決めステップでは、搬送方向下流側から前記蒸着源を視た場合において、前記第１距離と前記第２距離とが略同一になるように前記基板を位置させる請求項２に記載の成膜方法。
【請求項４】
前記位置決めステップでは、前記側方視において、前記蒸着材料供給部を通過し、鉛直方向に沿った中心線を基準として区分された一方の領域、及び前記中心線を基準として区分された他方の領域のそれぞれに前記基板を位置させる請求項１乃至３の何れか一項に記載の成膜方法。
【請求項５】
前記位置決めステップでは、
前記一方の領域に位置する前記基板を保持する第１保持部と、
前記他方の領域に位置する前記基板を保持する第２保持部と、
前記側方視において、前記第１保持部に保持された前記基板の外側端と前記中心線に直交する直交線とが成す角度、及び前記第２保持部に保持された前記基板の外側端と前記直交線とが成す角度を変更可能に、前記第１保持部の内側部分と前記第２保持部の内側部分とを連結する連結部と
を含む基板保持機構を用いて前記基板の位置を決定する請求項４に記載の成膜方法。
【請求項６】
複数の凸部による幾何学的な凹凸が形成された基板に蒸着源から供給される蒸着材料を蒸着させ、
前記蒸着源の何れかの側方視において、前記凹凸が、前記蒸着源の蒸着材料供給部から延びる直線である供給直線との前記蒸着源側の角度が所定角度になる対向面と、前記供給直線との前記蒸着源側の角度が前記所定角度よりも小さい角度になる非対向面とを含む太陽電池の製造方法であって、
前記側方視において、前記供給直線が前記非対向面を介して前記基板内に入射するように前記基板を位置させる位置決めステップと、
前記位置決めステップにおいて位置決めされた前記基板に対して、前記蒸着源から前記蒸着材料を供給し、前記蒸着材料を前記基板の表面に蒸着させ、前記基板の表面に膜を形成する蒸着ステップと
を備える太陽電池の製造方法。
【請求項１】
複数の凸部による幾何学的な凹凸が形成された基板に蒸着源から供給される蒸着材料を蒸着させ、
前記蒸着源の何れかの側方視において、前記凹凸が、前記蒸着源の蒸着材料供給部から延びる直線である供給直線との前記蒸着源側の角度が所定角度になる対向面と、前記供給直線との前記蒸着源側の角度が前記所定角度よりも小さい角度になる非対向面とを含み、
前記基板の表面に膜を形成する成膜方法であって、
前記側方視において、前記供給直線が前記非対向面を介して前記基板内に入射するように前記基板を位置させる位置決めステップと、
前記位置決めステップにおいて位置決めされた前記基板に対して、前記蒸着源から前記蒸着材料を供給し、前記蒸着材料を前記基板の表面に蒸着させる蒸着ステップと
を備える成膜方法。
【請求項２】
前記位置決めステップでは、前記側方視において、前記蒸着源の直上寄りに位置する前記基板の一端部と前記蒸着材料供給部との第１距離、及び前記基板の他端部と前記蒸着材料供給部との第２距離が略同一となるように、前記基板を傾斜させた状態に位置させる請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】
前記位置決めステップにおいて位置決めされた前記基板を搬送し、前記蒸着材料を供給している前記蒸着源の上方を通過させる基板搬送ステップをさらに備え、
前記位置決めステップでは、搬送方向下流側から前記蒸着源を視た場合において、前記第１距離と前記第２距離とが略同一になるように前記基板を位置させる請求項２に記載の成膜方法。
【請求項４】
前記位置決めステップでは、前記側方視において、前記蒸着材料供給部を通過し、鉛直方向に沿った中心線を基準として区分された一方の領域、及び前記中心線を基準として区分された他方の領域のそれぞれに前記基板を位置させる請求項１乃至３の何れか一項に記載の成膜方法。
【請求項５】
前記位置決めステップでは、
前記一方の領域に位置する前記基板を保持する第１保持部と、
前記他方の領域に位置する前記基板を保持する第２保持部と、
前記側方視において、前記第１保持部に保持された前記基板の外側端と前記中心線に直交する直交線とが成す角度、及び前記第２保持部に保持された前記基板の外側端と前記直交線とが成す角度を変更可能に、前記第１保持部の内側部分と前記第２保持部の内側部分とを連結する連結部と
を含む基板保持機構を用いて前記基板の位置を決定する請求項４に記載の成膜方法。
【請求項６】
複数の凸部による幾何学的な凹凸が形成された基板に蒸着源から供給される蒸着材料を蒸着させ、
前記蒸着源の何れかの側方視において、前記凹凸が、前記蒸着源の蒸着材料供給部から延びる直線である供給直線との前記蒸着源側の角度が所定角度になる対向面と、前記供給直線との前記蒸着源側の角度が前記所定角度よりも小さい角度になる非対向面とを含む太陽電池の製造方法であって、
前記側方視において、前記供給直線が前記非対向面を介して前記基板内に入射するように前記基板を位置させる位置決めステップと、
前記位置決めステップにおいて位置決めされた前記基板に対して、前記蒸着源から前記蒸着材料を供給し、前記蒸着材料を前記基板の表面に蒸着させ、前記基板の表面に膜を形成する蒸着ステップと
を備える太陽電池の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１１７０１３（Ｐ２０１１−１１７０１３Ａ）
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７２９７６（Ｐ２００９−２７２９７６）
【出願日】平成２１年１１月３０日（２００９．１１．３０）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月３０日（２００９．１１．３０）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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