洗浄装置、洗浄方法、太陽電池製造システムおよび太陽電池の製造方法
【課題】エッチングガスの使用効率の高い洗浄装置、洗浄方法および太陽電池の製造方法を提供する。
【解決手段】トレイクリーニング装置１は、トレイ２０を少なくとも１つ収容できる密閉可能な密閉容器２と、密閉容器２内にエッチングガスを供給できるガス供給口１０と、密閉容器２内のガスを排気できるガス排気口１１と、密閉容器２に収容されたトレイ２０の開口部を貫通可能に配設された軸部材３とを備えている。
【解決手段】トレイクリーニング装置１は、トレイ２０を少なくとも１つ収容できる密閉可能な密閉容器２と、密閉容器２内にエッチングガスを供給できるガス供給口１０と、密閉容器２内のガスを排気できるガス排気口１１と、密閉容器２に収容されたトレイ２０の開口部を貫通可能に配設された軸部材３とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜の対象となる基板を支持するトレイの洗浄装置、洗浄方法、および当該洗浄装置を含む太陽電池製造システム、太陽電池の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池や液晶表示パネルの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイにおける半導体薄膜の形成のために種々の成膜装置が利用されている。
【０００３】
縦型のプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置では、多数のトレイのそれぞれに基板を取り付け、そのトレイを複数の成膜装置に順次送り込み、基板に対して成膜を段階的に行っている。
【０００４】
このようなプラズマＣＶＤ装置の一例が特許文献１および２に開示されている。特許文献１および２に記載のプラズマＣＶＤ装置では、基板を取り付けるための開口部を有するトレイ（枠体）に基板を取り付けた状態で成膜を行っている。そのため、トレイの表面にも薄膜が形成される。この薄膜の厚みが厚くなると（通常１００μｍ以上の厚みになると）膜剥がれが発生するため、ある程度の回数の成膜を行った後にトレイを洗浄する必要が生じる。
【０００５】
トレイの洗浄方法として、特許文献３に記載されているようなアルカリ系洗浄剤や酸によるウエット洗浄（ウエットエッチング）が挙げられる。また、サンドブラストや液体ホーミングなどの機械的洗浄を行うことも考えられる。
【０００６】
その他のトレイ洗浄方法として、特許文献４に記載されているような、エッチングガス（反応性ガス）を用いたドライ洗浄を挙げることができる。このドライ洗浄では、トレイを搬送する移動台車ごと密閉された洗浄室に収容し、真空排気した後にエッチングガスを洗浄室に導入する。その後、洗浄室内に設置されたプラズマ発生手段にてプラズマ放電を発生させ、プラズマ放電によってエッチングガスをプラズマ化し、トレイ表面の薄膜と反応させエッチングによって除去する。また、導入するガスの種類によっては、プラズマ発生手段を用いず、トレイを加熱して加熱されたトレイ上の薄膜とエッチングガスを反応させる化学エッチングによって洗浄を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−３４４６９号公報（２００８年２月１４日公開）
【特許文献２】特開２０１０−１８８８８号公報（２０１０年１月２８日公開）
【特許文献３】特開２００１−１０７２４４号公報（２００１年４月１７日公開）
【特許文献４】特開平６−９３４７４号公報（１９９４年４月５日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献３に記載のアルカリ系洗浄剤または酸によるウェット洗浄では、大量の薬液廃液が発生する為環境への負荷が大きい。また、トレイの残留薬液成分により半導体薄膜の特性が劣化する問題が生じる。特に、プラズマＣＶＤ装置では真空中で化学気相反応により成膜を行うため、薬液成分が残存していれば、真空中でトレイが加熱されることで薬液成分が洗浄室内に気化して放出され、成膜時に薬液成分が半導体薄膜内に取り込まれることで、半導体薄膜特性に悪影響を及ぼす可能性が高い。薬液成分を除去する為には十分に水洗する必要があるが、基板が大型になればトレイも大きくなり、それによってウェット洗浄装置の大型化や薬液、水洗水の使用量と廃液量の増大を招き、洗浄コストが高くなってしまう。
【０００９】
また、機械的洗浄では、トレイが変形する可能性がある。このようなトレイの変形は、基板の成膜に悪影響を及ぼす可能性が高い。特に、太陽電池に用いる基板は大きいため、トレイに要求される機械的精度は高く、僅かな歪みであっても、トレイに対する基板の取り付け強度が低下したり、トレイの歪みによって基板に負荷がかかるなどの問題となる可能性が高い。そのため、機械的洗浄は好ましくない。
【００１０】
特許文献４に記載の方法では、トレイを変形させる負荷が生じないとともに、トレイを移動台車から取り外す必要がないため作業性が向上する。
【００１１】
ところが、特許文献４に記載の発明では、エッチングガスの使用効率については考慮されていない。特に、効率の高いエッチングを行なう為には、トレイを均一に効率良く加熱する必要があるが、特許文献４には具体的な加熱方法または加熱装置については示されていない。また、特許文献４に記載の発明では、トレイに形成された薄膜を均一に効率良く除去するガス導入方法についても考慮されていない。
【００１２】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、エッチングガスの使用効率の高い洗浄装置、洗浄方法および太陽電池の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る洗浄装置は、上記の課題を解決するために、開口部が設けられ該開口部から半導体膜が成膜されるように基板を支持する枠体を洗浄する洗浄装置であって、上記枠体を少なくとも１つ収容できる密閉可能な筐体と、上記筐体内にエッチングガスを供給するガス供給部と、上記筐体内のガスを排気する排気部と、上記筐体に収容された上記枠体の開口部を貫通可能に配設された貫通部材とを備えていることを特徴としている。
【００１４】
上記枠体の洗浄時には、当該枠体が筐体の内部に収容された状態において、貫通部材が開口部を貫通している。そのため、筐体の内部にエッチングガスを導入したときに、枠体表面に効率的にガス供給できるためガス利用効率が向上する。
【００１５】
すなわち、貫通部材によって開口部における不要な空間を埋めることにより、エッチングガスの使用効率を高めることができる。
【００１６】
なお、ガス供給部には、ガス源（リモートプラズマ）、ガス配管およびガス供給口、またはそれらの一部が含まれる。また、排気部には、排気口、排気配管および排気ポンプ、またはそれらの一部が含まれる。
【００１７】
また、上記貫通部材または上記筐体の壁面には、上記枠体を加熱できる加熱部が配されていることが好ましい。
【００１８】
上記の構成によれば、貫通部材または筐体壁面に配された加熱部によって枠体を加熱できる。エッチングを行う場合には、枠体を加熱することによりエッチング能力を高めることができる。
【００１９】
さらに、加熱部が貫通部材および筐体の壁面に配されている場合には、枠体の開口部の周縁側と外縁部側の両側から同時に加熱することができ、枠体をより短い時間で、より均一に加熱できる。
【００２０】
また、上記筐体の一の壁面に上記ガス供給部が設けられており、他の壁面に上記排気部が設けられていることが好ましい。
【００２１】
上記の構成によれば、筐体の壁面のうちのある壁面に設けられたガス供給部からエッチングガスを供給し、他の壁面に設けられた排気部からガスを排気することにより、エッチングガスのガスフローの滞留によるエッチング能力の低下を抑制できる。
【００２２】
また、上記貫通部材に上記ガス供給部が設けられており、上記筐体の壁面に上記排気部が設けられていることが好ましい。
【００２３】
上記の構成によれば、エッチングガスは、貫通部材に設けられたガス供給部から供給され、筐体の壁面から排気される。それゆえ、枠体の周囲には新鮮なエッチングガスが供給され、効率良くエッチングできる。
【００２４】
また、上記筐体の壁面に上記ガス供給部が設けられており、上記貫通部材に上記排気部が設けられていることが好ましい。
【００２５】
上記の構成によれば、筐体の壁面に設けられたガス供給部から流入したエッチングガスは、貫通部材に設けられた排気部によって外部へ排気される。
【００２６】
それゆえ、このエッチングガスのガスフローが枠体周辺で滞留することを抑制でき、当該枠体を効率良く洗浄できる。
【００２７】
また、上記枠体が複数の開口部を備え、上記開口部のそれぞれを貫通可能に配設された複数の上記貫通部材を備えることが好ましい。
【００２８】
上記の構成によれば、複数の開口部を有する枠体を洗浄する場合に、複数の開口部のそれぞれに貫通部材を貫通させた状態で枠体を洗浄できる。
【００２９】
本発明の一形態において、上記枠体を複数設置でき、かつ、上記貫通部材を上記開口部に貫通させつつ複数の上記枠体を移動させて上記筐体内に収容することができる搬送部を備える。
【００３０】
上記の構成によれば、搬送部によって複数の枠体を一度に搬送し、筐体内に収容できるため、特にインライン型の製造システムにおいて効率良く枠体を搬送および洗浄できる。
【００３１】
また、上記洗浄装置は、上記枠体を上記筐体内に搬入または上記筐体内から搬出するための開口部を開閉する開閉部を備え、上記搬送部と上記開閉部とが一体となっており、上記枠体を上記筐体内に収容すると共に上記開閉部が閉じて上記筐体が密閉されることが好ましい。
【００３２】
上記の構成により、搬送部が開閉部としての機能を有しているため、複数の枠体を筐体内に収容する工程と筐体を密閉する工程とを１つの工程として行うことができ、工程数を減少させることができる。
【００３３】
本発明の一形態において、上記筐体内に設けられ、上記枠体を複数設置できる保持部と、上記保持部に設置された複数の枠体の開口部を貫通させつつ上記貫通部材を移動させることができる移動部とを備える。
【００３４】
上記の構成によれば、複数の枠体は、筐体内において保持部によってそれぞれ保持され、その状態において、貫通部材が複数の枠体の開口部を貫通するように移動する。
【００３５】
本発明の一形態において、上記洗浄装置は、上記枠体を上記筐体内に搬入または上記筐体内から搬出するための開口部を開閉する開閉部を備え、上記貫通部材が上記筐体内の一の壁面に一の端部で固定されており、上記開閉部の開時には上記枠体の開口部を貫通できるように上記貫通部材の他の端部が開放され、上記開閉部の閉時には上記他の端部が上記筐体の他の壁面に当接され、上記他の壁面における上記他の端部の当接箇所に、当該他の端部が係合できる係合部を備える。
【００３６】
枠体の開口部に貫通部材を貫通させるのに、貫通部材の一方の端部と筐体の壁面とを少なくとも一時的に分離させる。
【００３７】
上記の構成によれば、開閉部が閉じている状態において、貫通部材の固定されていない端部が筐体の壁面に当接する箇所には、当該端部を受け入れる係合部が形成されている。そのため、当該端部の位置が係合部によって保持され、洗浄時に当該端部が変位することを防止できる。
【００３８】
また、上記筐体に収容できる上記枠体の最大数が、成膜装置の成膜室内に収容できる枠体の最大数の倍数であることが好ましい。
【００３９】
上記の構成によれば、成膜装置において一度の成膜に用いられる枠体の最大数の倍数にあたる数の枠体が筐体の内部に一度に収容され、洗浄される。これは、成膜装置で基板を処理する場合、洗浄される枠体の最大数は、成膜装置が一度に用いる枠体の最大数の倍数になる為、洗浄する枠体が端数になることなく、洗浄装置の稼動効率を向上できる。
【００４０】
本発明に係る洗浄方法は、上記の課題を解決するために、開口部が設けられ該開口部から半導体膜が成膜されるように基板を支持する枠体を洗浄する洗浄方法であって、上記枠体を少なくとも１つ収容できる密閉された筐体の内部において、上記開口部を貫通可能に配設された貫通部材が当該開口部を貫通した状態となるように上記枠体を当該筐体の内部に収容する収容工程と、上記筐体の内部にエッチングガスを導入し、上記枠体をエッチングするエッチング工程とを含むことを特徴としている。
【００４１】
本発明に係る太陽電池の製造方法は、基板の被成膜面を露出させる開口部を有する枠体の上記開口部から半導体薄膜を成膜する基板面を露出させるように、上記基板を上記枠体に取り付けた状態で、当該基板上に半導体薄膜を形成する薄膜形成工程と、上記薄膜形成工程を、同一の枠体を用いて所定の回数繰り返すごとに請求項１３に記載の洗浄方法により当該枠体を洗浄する洗浄工程とを含むことを特徴としている。
【００４２】
また、基板の被成膜面を露出させる開口部を有する枠体の上記開口部から半導体薄膜を成膜する基板面を露出させるように、上記基板を上記枠体に取り付けた状態で、当該基板上に半導体薄膜を形成する薄膜形成装置と、上記の洗浄装置とを含む太陽電池製造システムが提供される。
【発明の効果】
【００４３】
以上のように、本発明に係る洗浄装置は、枠体を少なくとも１つ収容できる密閉可能な筐体と、上記筐体内に外部よりエッチングガスを供給できるガス供給部と、上記筐体内のガスを排気できる排気部と、上記筐体に収容された上記枠体の開口部を貫通可能に配設された貫通部材とを備えている構成によって、エッチングガスの使用効率を高めることができるという効果を奏する。
【００４４】
本発明に係る洗浄方法は、枠体を少なくとも１つ収容できる密閉された筐体の内部において、開口部を貫通可能に配設された貫通部材が当該開口部を貫通した状態となるように上記枠体を当該筐体の内部に収容する収容工程と、上記筐体の内部にエッチングガスを導入し、上記枠体をエッチングするエッチング工程とを含む構成によって、エッチングガスの使用効率を高めることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】（ａ）は本発明の一実施形態に係るトレイクリーニング装置を長軸方向に平行な平面で切断したときの断面図であり、（ｂ）は上記トレイクリーニング装置を長軸方向に垂直な平面で切断したときの断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る太陽電池製造システムの概略構成を示す図である。
【図３】上記太陽電池製造システムで使用されるトレイの構成を示す斜視図である。
【図４】上記トレイクリーニング装置の構成を示す斜視透視図である。
【図５】（ａ）は上記トレイクリーニング装置が有するゲートバルブの開閉様式を示す図であり、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図であり、ゲートバルブが有する凹部を示す図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、ゲートバルブの別の開閉様式を示す図である。
【図７】（ａ）は本発明の別の実施形態に係るトレイクリーニング装置を長軸方向に平行な平面で切断したときの断面図であり、（ｂ）は上記トレイクリーニング装置を長軸方向に垂直な平面で切断したときの断面図であり、（ｃ）はリモートプラズマ発生装置を備えた変形例を示す断面図である。
【図８】（ａ）は本発明のさらに別の実施形態に係るトレイクリーニング装置を長軸方向に平行な平面で切断したときの断面図であり、（ｂ）は上記トレイクリーニング装置を長軸方向に垂直な平面で切断したときの断面図である。
【図９】掛合部を有するトレイの一例を示す図である。
【図１０】（ａ）は、本発明のさらに別の実施形態に係るトレイクリーニング装置を長軸方向に平行な第１平面で切断したときの断面図であり、（ｂ）は上記トレイクリーニング装置を上記第１平面に対して垂直な平面で切断したときの断面図である。
【図１１】（ａ）は本発明のさらに別の実施形態に係るトレイクリーニング装置を長軸方向に平行な第１平面で切断したときの断面図であり、（ｂ）は上記トレイクリーニング装置を上記第１平面に対して垂直な平面で切断したときの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１〜図６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００４７】
まず、本実施形態の洗浄装置であるトレイクリーニング装置（トレイ洗浄装置）１を含むインライン型の太陽電池製造システム１００の概要について説明する。
【００４８】
太陽電池製造システム１００は、透明導電膜が形成されているガラス基板（以下、単に基板４０と称する）に対して光電変換層および金属膜を形成し、太陽電池を製造するものである。実際には、薄膜形成の他に、コンタクトラインの形成、太陽電池セルの分離、太陽電池セルの配列および配線、透明樹脂の充填、保護シートによる被覆などの工程が行われるが、これらの工程については本発明の特徴点とは直接関係がないため、その説明を省略する。以下では、薄膜形成およびトレイの洗浄について重点的に説明する。
【００４９】
（太陽電池製造システム１００の概要）
図２は、太陽電池製造システム１００の概略構成を示す図である。同図に示すように、太陽電池製造システム１００は、ローディング装置１１０、成膜装置（薄膜形成装置）１２０・１２１、アンローディング装置１３０、トレイクリーニング装置１およびトレイ搬送装置１４０を備えている。
【００５０】
太陽電池製造システム１００では、ローディング装置１１０において、成膜の対象となる基板４０を枠体であるトレイ２０（図３参照）に取り付け、そのトレイ２０を成膜装置１２０・１２１に搬入し、透明導電膜の上に光電変換層としての半導体薄膜を形成する（薄膜形成工程）。
【００５１】
成膜装置１２０・１２１は、例えば、プラズマＣＶＤ装置である。図２には、２つの成膜装置１２０・１２１を示しているが、成膜装置の数は、形成する薄膜層の数に応じて設定されればよく、１つでもよいし３つ以上でもよい。太陽電池セルを製造する場合、基板４０に形成される光電変換層の膜厚は大きいため、製造効率を高めるために、１つの成膜装置において同時に複数の基板に対して成膜が行われる。
【００５２】
このとき、トレイ２０に基板４０を取り付けた状態で成膜を行うため、トレイ２０の表面（特に、開口部２１の周囲）にも薄膜が形成される。成膜装置１２０・１２１において複数の基板４０が同時に処理されるため、各基板４０を支持するトレイ２０の表面には同じ膜厚の薄膜が形成される。
【００５３】
成膜装置１２０・１２１によって光電変換層等が形成された後、トレイ２０はアンローディング装置１３０に搬入され、ここで基板４０がトレイ２０から取り外される。基板４０が取り外されたトレイ２０は、ローディング装置１１０に搬入され、再び別の基板４０が取り付けられる。
【００５４】
トレイ搬送装置１４０は、太陽電池製造システム１００に含まれる上記各装置にトレイ２０を搬送するものであり、複数のトレイ２０を一度に搭載できる箱形状の移動装置である。このトレイ搬送装置１４０は、ローディング装置１１０からトレイクリーニング装置１までの装置の列とほぼ平行に配設されたレールの上を移動することにより、各装置へトレイ２０を搬入するとともに、各装置からトレイ２０を搬出する。
【００５５】
例えば、トレイ搬送装置１４０は、後述するキャリア２４を搭載した移動台車４１を搬送しもよいし、キャリア２４に車輪が設けられている場合には、そのキャリア２４を搬送してもよい。
【００５６】
なお、アンローディング装置１３０からトレイクリーニング装置１へのトレイ２０の移動は、トレイ搬送装置１４０によって行ってもよいし、作業員によって行われてもよいが、トレイ搬送装置１４０によって搬送される方が効率が良い。
【００５７】
このようなサイクルを同一のトレイについて繰り返すごとに、トレイ２０の開口部２１の周囲には薄膜が積層されていく。そのため、所定の回数（例えば、３０〜５０回）の成膜を行った後にトレイ２０を洗浄する（洗浄工程）。換言すれば、トレイ２０に積層された薄膜の厚みが所定の厚み（例えば１００μｍ以上の厚み）に達したときにトレイ２０を洗浄する。トレイ２０の洗浄はトレイクリーニング装置１において行われる。
【００５８】
（トレイ２０の形状および搬送方法）
図３は、太陽電池製造システム１００で使用されるトレイ２０の構成を示す斜視図である。同図に示すように、トレイ２０は、基板４０上に半導体膜を形成する成膜装置１２０・１２１の成膜室内において基板４０を支持し、基板４０の基板面（被成膜面）を露出させる開口部２１を有する枠材である。開口部２１の縁部に合わせて基板４０をトレイ２０に密着させ、裏板２３で挟み込むことで基板４０をトレイ２０に取り付ける。このとき、トレイ２０の裏面に設けられたクリップ２２によって基板４０および裏板２３をトレイ２０に対して固定する。
【００５９】
トレイ２０は、二枚一組となって、互いの表面を対峙させてキャリア２４の上に立設される。すなわち、トレイ２０は、成膜の対象となる基板４０の面を互い向かい合わせにした状態でキャリア２４に搭載される。このようにトレイ２０が立設されたキャリア２４が移動台車（搬送部）４１（図１参照）によって搬送される。すなわち、移動台車４１は、トレイ２０を複数設置でき、かつ、軸部材３を開口部２１に貫通させつつ複数のトレイ２０を移動させて密閉容器２内に収容する。移動台車４１は、車輪４２を有しており、床等に配設されたレールに沿って移動し、成膜装置１２０・１２１の内部に収容される。
【００６０】
なお、キャリア２４に車輪が設けられている場合には、そのキャリア２４を搬送部と見なすこともでき、キャリア２４を搬送するトレイ搬送装置１４０を搬送部と見なすこともできる。
【００６１】
このように基板４０は、トレイ２０に取り付けられた状態で成膜装置１２０・１２１に搬入され、開口部２１を通して露出した基板４０の面（透明導電膜が形成されている面）に対して成膜が行われる。その結果、トレイ２０の開口部２１の周囲にも薄膜が形成される。
【００６２】
なお、トレイ２０の形状は、図３に示したものに限定されず、基板４０を落とし込むための段差がトレイの裏面に形成されているものであってもよい。
【００６３】
また、トレイ２０の搬送方法は、成膜装置１２０・１２１の内部構造に適合するように決めればよく、後述するようにトレイ２０を吊るした状態で搬送してもよい。また、キャリア２４自体に車輪を設け、移動台車として機能させてもよい。
【００６４】
（トレイクリーニング装置１の構成）
図１（ａ）は、トレイクリーニング装置１を長軸方向に平行な平面で切断したときの断面図である。図１（ｂ）は、トレイクリーニング装置１を長軸方向に垂直な平面で切断したときの断面図である。図１（ａ）に示すように、トレイクリーニング装置１は、トレイ２０をドライ洗浄する横型の洗浄装置であり、密閉容器（筐体）２、軸部材（貫通部材）３、ガス供給源（ガス供給部）４、排気ポンプ（排気部）５、加熱源（加熱部）６、ゲートバルブ（開閉部）７、ガス供給ライン（ガス供給部）８、ガス排気ライン（排気部）９、ガス供給口（ガス供給部）１０およびガス排気口（排気部）１１を備えている。
【００６５】
なお、ガス供給源４、ガス供給ライン８およびガス排気口１１を、密閉容器２内に外部よりエッチングガスを供給できるガス供給部として捉えることができる。また、排気ポンプ５、ガス排気ライン９およびガス排気口１１を、密閉容器２内のガスを排気できる排気部として捉えることができる。そのため、後述するように、トレイクリーニング装置１では、密閉容器２の一の壁面にガス供給部が設けられており、他の壁面に排気部が設けられているといえる。
【００６６】
なお、ガス供給部には、少なくともガス供給口１０およびトレイクリーニング装置１内のガス供給ライン８が含まれる。また、ガス供給部には、トレイクリーニング装置１の外部のガス配管やガス供給源４が含まれていてもよいし、ガス供給源４は、トレイクリーニング装置１に含まれない外部の装置であってもよい。
【００６７】
排気部には、少なくともガス排気口１１およびトレイクリーニング装置１内のガス排気ライン９が含まれる。また、排気部には、トレイクリーニング装置１の外部の排気配管や排気ポンプ５が含まれていてもよいし、排気ポンプ５は、トレイクリーニング装置１に含まれない外部の装置であってもよい。
【００６８】
（密閉容器２）
密閉容器２は、トレイ２０を少なくとも１つ収容できる密閉可能な筐体であり、洗浄のための真空空間を形成する筐体である。トレイ洗浄時に密閉容器２の内部は真空となるため、密閉容器２は大気圧に耐えられる強度を有するものとする。
【００６９】
（軸部材３）
軸部材３は、密閉容器２に収容されたトレイ２０の開口部２１を貫通可能に配設された構造体であり、その一方の端部が密閉容器２の壁面２ａに固定されている。この壁面２ａは、ゲートバルブ７と対向する壁面である。軸部材３の他方の端部３ａは、ゲートバルブ７が開いている状態では他の部材と接触しておらず、端部３ａをトレイ２０の開口部２１に通すことにより、トレイ２０を密閉容器２の内部に収容する。
【００７０】
図１（ｂ）に示すように、軸部材３は中空部材であり、軸部材３の壁面構造の内部に複数の加熱源６が埋設されている。軸部材３を中空部材とすることにより、軸部材３を軽くすることができ、それによって、軸部材３を壁面２ａに固定するために必要な機械的強度を低減することができる。
【００７１】
（ガス供給源４・ガス供給口１０）
ガス供給源４は、ガス供給ライン８を通して密閉容器２の内部にエッチングガスを供給する。トレイ２０に付着した薄膜は、ＳｉＯｘ、Ｓｉ、ＳｉＮｘなどのシリコン化合物であるため、エッチングガスとして、三フッ化塩素（ＣｌＦ３）、ＣＦ３ＯＦ、ＯＦ２、Ｆ２などのハロゲン化合物系の化学エッチングガスを用いることができる。また、後述するリモートプラズマを用いる場合は、ＣＣｌ４、ＣＣｌ２Ｆ２、Ｃｌ２、ＣＦ４、ＳＦ６、ＮＦ３などのプラズマ放電にて励起されることでシリコン化合物をエッチングできるハロゲン化合物系のプラズマエッチングガスを用いることができる。
【００７２】
ガス供給源４から送られたエッチングガスは、密閉容器２の壁面に設けられたガス供給口１０から密閉容器２の内部に供給される。
【００７３】
図４は、トレイクリーニング装置１の構成を示す斜視透視図である。同図に示すように、ガス供給口１０は、密閉容器２の上面に形成されている。図１（ａ）に示すように、密閉容器２に６組のトレイ２０が一定の間隔で収容されることに合わせて、６列のガス供給口１０が、トレイ２０の各組の収容位置に対応する位置に一定の間隔で形成されている。そのため、トレイ２０の各組の上方からエッチングガスが噴出する。
【００７４】
より具体的には、二枚一組のトレイ２０は、薄膜が形成されている面を互い向かい合わせにした状態でキャリア２４に搭載されており、対向するトレイ２０の間にエッチングガスのフローが流れるようにガス供給口１０が位置決めされていることが好ましい。
【００７５】
それゆえ、各トレイ２０に対して均一にエッチングガスを当てることができ、複数のトレイ２０を均一に洗浄することができる。
【００７６】
（排気ポンプ５・ガス排気口１１）
排気ポンプ５は、エッチング反応が終了したガスを、ガス排気ライン９を通して密閉容器２の外部に排出する。図４に示すように、ガス排気口１１は、密閉容器２の底面に形成されている。図１（ａ）に示すように、密閉容器２には６組のトレイ２０が一定の間隔で収容されることに合わせて、６列のガス排気口１１が、トレイ２０の各組の収容位置に対応する位置に一定の間隔で形成されていることが好ましい。そのため、トレイ２０の各組の下方からエッチングガスが排出される。
【００７７】
別の観点から説明すれば、密閉容器２を上方（図４のｚ軸方向）から見た場合、ガス供給口１０の位置とガス排気口１１の位置とが重なるように、ガス供給口１０およびガス排気口１１が形成されていることが好ましい。すなわち、ガス供給口１０は密閉容器２の上面（密閉容器２の長軸方向に平行な第１の面）に形成されており、ガス排気口１１は上記上面と対向する底面に形成されており、複数のガス供給口１０の位置と複数のガス排気口１１の位置とは対応付けられていることが好ましい。
【００７８】
そのため、ガス供給口１０から流入したエッチングガスは、ガス排気口１１に向かって直線的に流れ、その流れの途中に位置するトレイ２０が洗浄される。特に、薄膜が形成されているトレイ２０の表側に集中的にエッチングガスが当たるため、トレイ２０の洗浄すべき部分にエッチングガスのフローを集中させることができ、トレイ２０を効率良く洗浄できる。
【００７９】
（加熱源６）
加熱源６は、トレイ２０を加熱できるヒーターであり、厳密には、軸部材３を加熱することによって、軸部材３と近接するトレイ２０を加熱する。
【００８０】
加熱源６の熱をトレイ２０に効率的に伝導するために、軸部材３は、鉄やステンレス鋼などの熱伝導性の高い材料を含むものであることが好ましい。また、熱伝導性を高めるために軸部材３とトレイ２０の開口部２１とは密接していることが好ましい。
【００８１】
また、加熱源６としてハロゲンランプヒーターなど熱放射による加熱を主とするヒーターを用いる場合には、軸部材３とトレイ２０とを密接させなくとも効率よく加熱することが可能である。
【００８２】
トレイ２０を加熱することにより、エッチングガスの反応性を高めることができ、その結果、トレイ２０の洗浄効率が高まる。複数のトレイ２０を均一に加熱すれば、これらのトレイ２０が均一に洗浄されるため、加熱源６は、密閉容器２に収容された複数のトレイ２０のそれぞれに対応する位置に設けられていることが好ましい。
【００８３】
なお、加熱源６は、軸部材３の内部に完全に埋設されている必要は必ずしもなく、加熱源６の一部が軸部材３の外側表面または内側表面から露出していてもよい。また、加熱源６は、トレイ２０の開口部２１の開口面に垂直な方向から見て、軸部材３に等方的に配置されていることがより好ましく、それによって、開口部２１の周囲を均一に加熱することができる。
【００８４】
軸部材３は、密閉容器２の内部の容積を減少させ、使用するエッチングガスの量を減らす役割を有している。この役割を重視するのであれば、軸部材３の外側表面を閉じた形状にし、軸部材３の内部にエッチングガスが侵入しないようにすることが好ましい。
【００８５】
（ゲートバルブ７）
ゲートバルブ７は、トレイ２０を密閉容器２内に搬入または密閉容器２内から搬出するための開口部を開閉する開閉部として機能する。このゲートバルブ７は、密閉容器２が有する壁面のうちの１つであり、密閉容器２の長軸方向に対してほぼ垂直な壁面である。すなわち、密閉容器２の一壁面に、トレイ２０を密閉容器２内に収容する、またはトレイ２０を密閉容器２内より取り出すことができる、開閉可能な開閉部としてのゲートバルブ７が設けられている。また、密閉容器２の一壁面が開閉部として構成されていてもよい。
【００８６】
図５（ａ）は、ゲートバルブ７の開閉様式を示す図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の部分拡大図であり、ゲートバルブ７が有する凹部（係合部）７ａを示す図である。図５（ａ）に示すように、ゲートバルブ７は密閉容器２の長軸方向に対して垂直な平面に沿ってスライドすることによって密閉容器２の開口部を開閉する。開状態においてゲートバルブ７は、ゲートバルブ弁体１３に収容される。なお、図を簡略化するために、ゲートバルブ弁体１３については、他の図には示していない。
【００８７】
ゲートバルブ７は、軸部材３の２つの端部のうちの一方の端部を受け入れる凹部７ａを有している。すなわち、軸部材３の一方の端部は、密閉容器２内の壁面２ａに固定されており、ゲートバルブ７の開時には、トレイ２０の開口部２１を貫通できるように軸部材３の他方の端部３ａが開放され、ゲートバルブ７の閉時に端部３ａが密閉容器２の他の壁面であるゲートバルブ７に当接され、ゲートバルブ７における端部３ａの当接箇所に、当該端部３ａが係合できる凹部７ａが形成されている。
【００８８】
トレイ２０の開口部２１に軸部材３を貫通させるためには、軸部材３の端部３ａとゲートバルブ７とを一時的に分離させる必要がある。端部３ａが変位可能な状態で洗浄を行えば、軸部材３自体の重量や加熱源６の熱により貫通部材３が熱膨張することによって貫通部材３の固定された端部に負荷がかかる可能性がある。このような負荷がかかった場合には、貫通部材３が変形したり、固定端が破断して脱落する可能性がある。
【００８９】
そこで、凹部７ａに端部３ａを嵌合させることにより、端部３ａを支持することで貫通部材３の変位を抑制できる。
【００９０】
なお、図５（ａ）に示す構成は、ゲートバルブ７はｘ軸方向に沿ってスライドしているが、図６（ａ）および（ｂ）に示すように、ｚ軸方向に沿ってスライドしてもよい。図６（ａ）および（ｂ）は、ゲートバルブ７の別の開閉様式を示す図である。凹部７ａに端部３ａをスムーズに嵌合させるために、ゲートバルブ７と密閉容器２の開口部との間には、ゲートバルブ７が密閉容器２の長軸方向（図６におけるｙ軸方向）に変位できるあそびが設けられている。
【００９１】
ゲートバルブ７の開閉様式は、上述のものに限定されず、密閉容器２とゲートバルブ７とをヒンジによって接続してもよいし、可動アームによって接続してもよい。また、ゲートバルブ７は、トレイ２０の搬送部と一体化していてもよい。
【００９２】
（トレイ２０のトレイクリーニング装置１への搬入方法）
トレイ２０は、移動台車４１によってトレイクリーニング装置１に搬入される。図４に示すように、密閉容器２の底面にはレール１２が設けられており、このレール１２に沿って移動台車４１が密閉容器２の内部に移動する。
【００９３】
移動台車４１に搭載されるトレイ２０の最大数（すなわち、密閉容器２の内部に一度に収容されるトレイ２０の最大数）は、基板４０の成膜を行う成膜装置１２０・１２１の成膜室内に一度に収容されるトレイ２０の最大数の倍数である。例えば、成膜装置１２０・１２１において一度に最大６枚の基板が成膜される場合、６枚のトレイ２０が１つの構成単位となり、トレイクリーニング装置１において一度に洗浄されるトレイ２０の最大数は、６、１２、１８などどなる。
【００９４】
太陽電池セルにおいて形成される薄膜は比較的厚いものであるため、薄膜形成の効率を高めるために、一度に複数の基板４０が成膜装置１２０・１２１において成膜される。トレイクリーニング装置１において一度に洗浄されるトレイ２０の枚数を、成膜装置１２０・１２１において一度に薄膜形成される基板４０の枚数の倍数とすることにより、太陽電池製造システム１００において成膜の効率を低下させることなくトレイ２０の洗浄を行うことができる。
【００９５】
（トレイクリーニング装置１におけるトレイ洗浄方法）
まず、ゲートバルブ７を開き、移動台車４１にトレイ２０を搭載した状態で、移動台車４１ごとトレイ２０を密閉容器２の内部に搬入する。このとき、軸部材３がトレイ２０の開口部２１を貫通するようにトレイ２０を密閉容器２の内部に収容する（収容工程）。
【００９６】
その後、ゲートバルブ７を閉じ、排気ポンプ５を稼動させて密閉容器２の内部を真空状態にする。そして、ガス供給源４によってエッチングガスをガス供給口１０を介して密閉容器２の内部に導入しつつ、反応が終了したガスをガス排気口１１から排気する。これによってエッチングガスのフローが生じ、フローの途中に配置されたトレイ２０が効率良く洗浄される（エッチング工程）。また、このときトレイ２０の開口部２１の内側から当該トレイ２０を加熱することにより、エッチング効率をさらに高める。
【００９７】
所定の時間洗浄を行った後、エッチングガスを排気し、外気と置換させる。そして、ゲートバルブ７を開け、移動台車４１ごとトレイ２０を搬出する。
【００９８】
（トレイクリーニング装置１の効果）
以上のように、トレイクリーニング装置１では、トレイ２０の開口部２１に軸部材３を貫通させた状態でエッチングを行うため、エッチングガスの使用量を低減できる。また、軸部材３には加熱源６が配されているため、薄膜が形成されている開口部２１の周囲を重点的に加熱でき、エッチングの効率を高めることができる。また、エッチングガスが、ガス供給口１０からガス排気口１１へトレイ２０の表面に沿って流れるため、薄膜が形成されている箇所を効率的に洗浄できる。
【００９９】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施形態について図７（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、実施の形態１と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。図７（ａ）は、本実施形態に係るトレイクリーニング装置（洗浄装置）５０を長軸方向に平行な平面で切断したときの断面図である。図７（ｂ）はトレイクリーニング装置５０を長軸方向に垂直な平面で切断したときの断面図である。
【０１００】
（軸部材３１・ガス供給口５１）
図７（ｂ）に示すように、トレイクリーニング装置５０に適用されるトレイ（枠体）２５には２つの開口部２６が形成されており、これら開口部２６に２本の軸部材３１がそれぞれ貫通するように複数のトレイ２５が密閉容器２の内部に収容される。すなわち、トレイクリーニング装置５０は、密閉容器２に収容されたトレイ２５の２つの開口部２６をそれぞれ貫通可能に配設された２本の軸部材３１を備えている。
【０１０１】
この軸部材３１は、軸部材３と同様の材質で形成されているが、エッチングガスの供給口（ガス供給口５１）が軸部材３１の外側表面に開口されている点が、軸部材３との最大の相違点である。このガス供給口５１も上述のガス供給部に含まれる。
【０１０２】
具体的には、ガス供給源４から延びるガス供給ライン８が軸部材３１の内部を通って配設されており、このガス供給ライン８は分岐し、各ガス供給口５１に接続されている。ガス供給口５１は、二枚一組で移動台車４１に搭載されたトレイ２５の間にエッチングガスのフローが流れるように軸部材３１の外側表面に形成されている。
【０１０３】
このガス供給口５１は、図７（ｂ）に示すように、一組のトレイ２５に対応する軸部材３１の長軸上の位置において、上下左右の４方向に設けられている。すなわち、ガス供給口５１は、トレイ２５の開口部２６の開口面に垂直な方向から見て、軸部材３１に等方的に配置されている。そのため、エッチングガスはほぼ同心円状に噴出する。それゆえ、開口部２６の４辺のそれぞれに対して集中的にエッチングガスを当てることができる。
【０１０４】
（ガス排気口１１）
また、ガス排気口１１は、密閉容器２の上面および底面に設けられている。上面におけるガス排気口１１と底面におけるガス排気口１１との位置関係は、トレイクリーニング装置１におけるガス供給口１０とガス排気口１１との位置関係と同様である。
【０１０５】
このような構成により、トレイ２５の開口部２６の近傍から同心円状に供給されたエッチングガスは、密閉容器２の上面および底面の両方向に移動し、排気される。それゆえ、開口部２６の周辺に重点的にエッチングガスを供給することができ、トレイ２５に形成された薄膜を効率良く洗浄できる。
【０１０６】
なお、ガス排気口１１は、開口部２６の開口面に垂直な方向から見て、密閉容器２の壁面に等方的に配置されていてもよい。それによって、反応を終えたエッチングガスをむら無く排気することができる。
【０１０７】
（加熱源６）
さらに、トレイクリーニング装置５０では、加熱源６が、軸部材３１に加えて密閉容器２の壁面（ゲートバルブ７を除く）にも設けられている。
【０１０８】
それゆえ、トレイ２５を開口部２６の周縁側と外縁部側の両方から加熱することができ、トレイ２５をより早く、より均一に加熱できる。これにより、トレイ２５の各部におけるエッチング効果を更に均一にできることで不均一な加熱によってトレイ２５に熱歪が生じることをより防止できると共に、クリーニング時間を短くすることができる。
【０１０９】
この壁面に配された加熱源６は、トレイ２５の開口部２６の開口面に垂直な方向から見て、上記壁面に等方的に配置されていることが均一に加熱する面から好ましい。
【０１１０】
また、密閉容器２の温度が低い場合には、一度剥がされた薄膜が密閉容器２の壁面に再付着する可能性があるが、上記の構成により密閉容器２の壁面を加熱しているので、この可能性も低減できる。それによって、再付着した薄膜とエッチングガスが反応することによってトレイ２５の洗浄効果が低下することを抑制できる。
【０１１１】
また、密閉容器２の温度が低い場合には、一度剥がされた薄膜が密閉容器２の壁面に再付着する可能性があるが、上記の構成によりこの可能性も低減できる。
【０１１２】
（トレイ２５の搬送方法）
図７（ｂ）に示すように、トレイ２５の長軸方向における両端部を保持する移動台車（搬送部）４３によってトレイ２５を搬送してもよい。この場合には、移動台車４３の、密閉容器２の側壁と対向する面に車輪（またはボール）４２を設け、移動台車４３が密閉容器２の側壁と摩擦することを防止することが好ましい。
【０１１３】
なお、トレイ２０および移動台車４１をトレイクリーニング装置５０に適用してもかまわない。
【０１１４】
（トレイクリーニング装置５０における洗浄方法）
トレイクリーニング装置５０では、軸部材３１のガス供給口５１からエッチングガスを噴出させ、トレイ２５の開口部２６の近傍を重点的に洗浄し、反応後のエッチングガスを、密閉容器２の壁面に形成されたガス排気口１１から外部へ排気する。このとき、加熱源６によってトレイ２５の開口部２６の近傍および密閉容器２の壁面を加熱し、エッチングの効率を高める。
【０１１５】
（エッチング方法の変更例）
トレイ２０・２５の洗浄をプラズマによって行うこともできる。図７（ｃ）は、トレイクリーニング装置５０にリモートプラズマ発生装置５２を備えた変形例を示す断面図である。図７（ｃ）に示すように、ガス供給ライン８の中途にリモートプラズマ発生装置５２を設け、リモートプラズマ発生装置５２のプラズマ放電によって励起されたエッチングガスを供給することができる。なお、このリモートプラズマ発生装置５２もガス供給部の一部として捉えてもよいし、トレイクリーニング装置１とは別の外部の装置として捉えることもできる。
【０１１６】
具体的には、リモートプラズマ発生装置５２は、ガス供給源４から送られたプラズマエッチングガスをプラズマ化（電離分解）し、プラズマ化されたエッチングガスをガス供給ライン８を通して密閉容器２の内部（特に、トレイ２５の開口部２６の近傍）に供給する。これによって、例えば、ＣＦ３やＮＦ３等のプラズマ化することで高い半導体膜のエッチング能力を発揮することができるプラズマエッチングガスを用いることができる。
【０１１７】
プラズマ化されたエッチングガスのライフタイムは短いため、リモートプラズマ発生装置５２は可能な限り、トレイクリーニング装置５０の近傍に設置することが好ましい。また、ガス供給ライン８のコンダクタンスを良くしたり、壁面衝突ができるだけ起こらないようにすることが好ましい。例えば、ガス供給ライン８の口径や、ガス供給口の大きさおよび数などを、プラズマを用いない化学的エッチング洗浄の場合よりも大きくすることが考えられる。
【０１１８】
〔実施の形態３〕
本発明のさらに別の実施形態について図８〜図９に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、実施の形態１・２と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。図８（ａ）は、本実施形態に係るトレイクリーニング装置（洗浄装置）６０を長軸方向に平行な平面で切断したときの断面図である。図８（ｂ）はトレイクリーニング装置６０を長軸方向に垂直な平面で切断したときの断面図である。
【０１１９】
（軸部材３２・ガス供給口１０・ガス排気口１１）
トレイクリーニング装置６０は、反応後のエッチングガスを通気する開口部(排気部）６３が形成された中空の軸部材３２を備えている。換言すれば、軸部材３２には、密閉容器２の内部の気体を外部に排出するガス排気口１１へ当該気体を導く開口部６３が形成されている。この開口部６３は、上記排気部の一部であると見なすことができ、軸部材３２の長軸方向に沿って所定の間隔で設けられている。また、開口部６３は、トレイ２５の開口部２６の開口面に垂直な方向から見て等方的に配置されている。
【０１２０】
また、ガス排気口１１は、ゲートバルブ７に対向する、密閉容器２の壁面において、軸部材３２の中空部が位置する箇所に設けられている。また、ガス供給口１０は、密閉容器２の上面および底面に設けられている。
【０１２１】
そのため、ガス供給源４から供給されたエッチングガスは、開口部６３から軸部材３２の内部に移動し、ガス排気口１１を通って排気される。このエッチングガスのフローの途中にトレイ２５が配置されているため、トレイ２５を効率良く洗浄できる。
【０１２２】
なお、軸部材３２そのものを排気用のパイプとして利用してもよいし、軸部材３２に形成された開口部６３と壁面２ａに形成されたガス排気口１１とを別のパイプによって軸部材３２の内部で連結してもよい。
【０１２３】
（ガス空孔部６１）
また、トレイクリーニング装置６０は、ガス供給口１０が形成されている密閉容器２の壁面の内部に、エッチングガスを一時的に滞留させるガス空孔部（ガス滞留部）６１を備えている。このガス空孔部６１も上述のガス供給部に含まれる。ガス供給源４から放出されたエッチングガスは、一旦ガス空孔部６１の内部に滞留した後、ガス供給ライン８を通ってガス供給口１０から密閉容器２の内部に流入する。
【０１２４】
それゆえ、ガス供給源４からガス供給ライン８のみを介して密閉容器２へエッチングガスを供給する場合よりも、均一な圧力でエッチングガスを各ガス供給口１０から流入させることができる。その結果、密閉容器２に収容された複数のトレイ２５を均一に洗浄できる。
【０１２５】
（加熱源６）
軸部材３２においては、加熱源６は軸部材３２の外側表面に設けられており、トレイ２５の開口部２６と直接接することによりトレイ２５を加熱する。また、密閉容器２の内側表面にも加熱源６が設けられており、これらの加熱源６は、トレイ２５の位置と対応する位置に位置決めされている。
【０１２６】
（トレイ２５の搬送方法の変更例）
図８（ａ）〜（ｂ）に示すように、トレイ２５を搬送フック（搬送部）６２に吊り下げた状態で搬送してもよい。すなわち、この搬送フック６２は、トレイ２５を複数設置でき、かつ、軸部材３を開口部２１に貫通させつつ複数のトレイ２５を移動させて密閉容器２内に収容する搬送部として機能する。この搬送方法を実現するために、トレイ２５に搬送フック６２をかけるための開口部２７を設けるか、または、図９に示すように、トレイ２５に掛合部（ハーフリング）２８を設ける。なお、図９は、掛合部２８を有するトレイ２５の一例を示す図である。１つのトレイ２５に対して複数の掛合部２８を設けてもよく、掛合部２８の数および位置は適宜設定されればよい。
【０１２７】
（トレイクリーニング装置６０における洗浄方法）
トレイクリーニング装置６０では、ガス供給源４から放出したエッチングガスを、一旦ガス空孔部６１の内部に滞留させた後、ガス供給ライン８を通じてガス供給口１０から密閉容器２の内部に流入させる。その一方で、排気ポンプ５によって軸部材３２の内部を陰圧にして軸部材３２の開口部６３から反応後のエッチングガスを引き込み、排気する。
【０１２８】
このとき、軸部材３２の表面に配された加熱源６および密閉容器２の壁面の内側に配された加熱源６によってトレイ２５を加熱することによりエッチングの効率を高める。
【０１２９】
〔実施の形態４〕
本発明のさらに別の実施形態について図１０に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、実施の形態１〜３と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０１３０】
図１０（ａ）は、本実施形態に係るトレイクリーニング装置（洗浄装置）７０を長軸方向に平行な第１平面で切断したときの断面図である。図１０（ｂ）はトレイクリーニング装置７０を上記第１平面に対して垂直な平面で切断したときの断面図である。
【０１３１】
トレイクリーニング装置７０は、縦型の洗浄装置であり、密閉容器２の壁面のひとつとなる移動壁面（移動部）７１に軸部材３２の一方の端部が固定されている。
【０１３２】
移動壁面７１は、密閉容器２が有する、トレイ２０を搬出入するための開口部を開閉する開閉部として機能する。この移動壁面７１は、図示しない移動機構により、密閉容器２の長軸方向に沿って上下方向（図１０におけるｚ軸方向）に移動する。なお、移動壁面７１およびその移動機構を含めて移動部と見なすこともできる。
【０１３３】
密閉容器２の長軸方向に平行な壁面のうちの、互いに対向する一組の壁面のそれぞれには、トレイ２０の外縁部を保持する保持部７２が設けられている。この保持部７２は、密閉容器２の長軸方向に沿って所定の間隔をおいて設けられている。
【０１３４】
すなわち、トレイクリーニング装置７０は、密閉容器２内に設けられ、トレイ２０を複数設置できる保持部７２と、保持部７２に設置された複数のトレイ２０の開口部２１を貫通させつつ軸部材３２を移動させることができる移動壁面７１を備えている。
【０１３５】
なお、トレイ２０は、その開口部２１の中心軸が複数のトレイ２０間でほぼ一致するように、密閉容器２内において保持されることが好ましい。
【０１３６】
ガス供給口１０は、移動壁面７１において、軸部材３２の中空部が位置する箇所に形成されている。また、ガス排気口１１は、密閉容器２の、保持部７２が設けられている壁面に形成されている。
【０１３７】
トレイ２０をトレイクリーニング装置７０で洗浄するとき、先に複数のトレイ２０を保持部７２の組に載置することにより、密閉容器２の長軸方向に沿って所定の間隔をおいて配置する。その後、軸部材３１が延出した移動壁面７１を上方から下ろし、トレイ２０の開口部２１に軸部材３２を貫通させる。移動壁面７１と密閉容器２の本体とが接する部分には０リング７３が配されている。
【０１３８】
エッチングガスは、ガス供給口１０から軸部材３２の内部に流入され、開口部６３から噴出される。そして、エッチングガスは、トレイ２０を洗浄した後、密閉容器２の長軸方向の壁面に設けられたガス排気口１１を通って外部に排出される。
【０１３９】
トレイクリーニング装置７０では、ゲートバルブ（開閉部）７４は、密閉容器２の長軸方向に平行な壁面のひとつであり、ガス排気口１１が設けられていない壁面である。
【０１４０】
なお、移動壁面７１に対向する壁面（第１壁面）２ｂと、軸部材３２の先端とが接する位置に、図５（ｂ）に示した凹部７ａと同様の凹部（係合部）を設けてもよい。すなわち、密閉容器２が有する複数の壁面のうちの１つである壁面２ｂは、軸部材３２の２つの端部のうちの一方の端部を受け入れる凹部を有していてもよい。
【０１４１】
〔実施の形態５〕
本発明のさらに別の実施形態について図１１に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、実施の形態１〜４と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０１４２】
図１１（ａ）は、本実施形態に係るトレイクリーニング装置（洗浄装置）８０を長軸方向に平行な第１平面で切断したときの断面図である。図１１（ｂ）はトレイクリーニング装置８０を上記第１平面に対して垂直な平面で切断したときの断面図である。
【０１４３】
トレイクリーニング装置８０では、軸部材３２は、移動壁面７１ではなく壁面２ｂに固定されており、保持部７２は、移動壁面７１から延出するフレーム８１に設けられている。
【０１４４】
このフレーム８１は、トレイ２０を複数設置でき、かつ、軸部材３２をトレイ２０の開口部２１に貫通させつつ複数のトレイ２０を移動させて密閉容器２内に収容することができる搬送部として機能する。
【０１４５】
そして、フレーム８１と開閉部としての移動壁面７１とが一体となっており、トレイ２０を密閉容器２内に収容すると共に移動壁面７１が閉じて密閉容器２が密閉される。
【０１４６】
また、トレイ２０の搬出時には、移動壁面７１を上方へ移動させると、保持部７２によって保持されたトレイ２０も上方へ移動するため、密閉容器２から搬出できる位置までトレイ２０を移動させることができる。
【０１４７】
なお、ガス供給口１０は、壁面２ｂにおいて、軸部材３２の中空部が位置する箇所に設けられている。また、ガス排気口１１は、密閉容器２の長軸方向の壁面に設けられている。また、加熱源６は、軸部材３２の表面および密閉容器２の壁面内に設けられている。
【０１４８】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１４９】
本発明は、成膜時に基板を支持するトレイをドライ洗浄するトレイ洗浄装置に適用することで、エッチングガスの使用効率が高く、環境に優しいトレイ洗浄装置を提供することができる。
【０１５０】
それによって、上記トレイを用いて基板に半導体薄膜を形成する半導体成膜装置を含む、太陽電池製造システムの生産効率を向上することができる。
【符号の説明】
【０１５１】
１ トレイクリーニング装置（洗浄装置）
２ 密閉容器（筐体）
２ａ 壁面
２ｂ 壁面
３ 軸部材（貫通部材）
３ａ 端部
４ ガス供給源（ガス供給部）
５ 排気ポンプ（排気部）
６ 加熱源（加熱部）
７ ゲートバルブ（開閉部）
７ａ 凹部（係合部）
８ ガス供給ライン（ガス供給部）
９ ガス排気ライン（排気部）
１０ ガス供給口（ガス供給部）
１１ ガス排気口（排気部）
２０ トレイ（枠体）
２１ 開口部
２４ キャリア（搬送部）
２５ トレイ（枠体）
２６ 開口部
３１ 軸部材
３２ 軸部材
４０ 基板
４１ 移動台車（搬送部）
４３ 移動台車（搬送部）
５０ トレイクリーニング装置（洗浄装置）
５１ ガス供給口（ガス供給部）
５２ リモートプラズマ発生装置（ガス供給部）
６０ トレイクリーニング装置（洗浄装置）
６１ ガス空孔部（ガス供給部）
６２ 搬送フック（搬送部）
６３ 開口部（排気部）
７０ トレイクリーニング装置（洗浄装置）
７１ 移動壁面（移動部、開閉部）
７２ 保持部
７４ ゲートバルブ（開閉部）
８０ トレイクリーニング装置（洗浄装置）
８１ フレーム（搬送部）
１００ 太陽電池製造システム
１２０ 成膜装置
１２１ 成膜装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜の対象となる基板を支持するトレイの洗浄装置、洗浄方法、および当該洗浄装置を含む太陽電池製造システム、太陽電池の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池や液晶表示パネルの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイにおける半導体薄膜の形成のために種々の成膜装置が利用されている。
【０００３】
縦型のプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置では、多数のトレイのそれぞれに基板を取り付け、そのトレイを複数の成膜装置に順次送り込み、基板に対して成膜を段階的に行っている。
【０００４】
このようなプラズマＣＶＤ装置の一例が特許文献１および２に開示されている。特許文献１および２に記載のプラズマＣＶＤ装置では、基板を取り付けるための開口部を有するトレイ（枠体）に基板を取り付けた状態で成膜を行っている。そのため、トレイの表面にも薄膜が形成される。この薄膜の厚みが厚くなると（通常１００μｍ以上の厚みになると）膜剥がれが発生するため、ある程度の回数の成膜を行った後にトレイを洗浄する必要が生じる。
【０００５】
トレイの洗浄方法として、特許文献３に記載されているようなアルカリ系洗浄剤や酸によるウエット洗浄（ウエットエッチング）が挙げられる。また、サンドブラストや液体ホーミングなどの機械的洗浄を行うことも考えられる。
【０００６】
その他のトレイ洗浄方法として、特許文献４に記載されているような、エッチングガス（反応性ガス）を用いたドライ洗浄を挙げることができる。このドライ洗浄では、トレイを搬送する移動台車ごと密閉された洗浄室に収容し、真空排気した後にエッチングガスを洗浄室に導入する。その後、洗浄室内に設置されたプラズマ発生手段にてプラズマ放電を発生させ、プラズマ放電によってエッチングガスをプラズマ化し、トレイ表面の薄膜と反応させエッチングによって除去する。また、導入するガスの種類によっては、プラズマ発生手段を用いず、トレイを加熱して加熱されたトレイ上の薄膜とエッチングガスを反応させる化学エッチングによって洗浄を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−３４４６９号公報（２００８年２月１４日公開）
【特許文献２】特開２０１０−１８８８８号公報（２０１０年１月２８日公開）
【特許文献３】特開２００１−１０７２４４号公報（２００１年４月１７日公開）
【特許文献４】特開平６−９３４７４号公報（１９９４年４月５日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献３に記載のアルカリ系洗浄剤または酸によるウェット洗浄では、大量の薬液廃液が発生する為環境への負荷が大きい。また、トレイの残留薬液成分により半導体薄膜の特性が劣化する問題が生じる。特に、プラズマＣＶＤ装置では真空中で化学気相反応により成膜を行うため、薬液成分が残存していれば、真空中でトレイが加熱されることで薬液成分が洗浄室内に気化して放出され、成膜時に薬液成分が半導体薄膜内に取り込まれることで、半導体薄膜特性に悪影響を及ぼす可能性が高い。薬液成分を除去する為には十分に水洗する必要があるが、基板が大型になればトレイも大きくなり、それによってウェット洗浄装置の大型化や薬液、水洗水の使用量と廃液量の増大を招き、洗浄コストが高くなってしまう。
【０００９】
また、機械的洗浄では、トレイが変形する可能性がある。このようなトレイの変形は、基板の成膜に悪影響を及ぼす可能性が高い。特に、太陽電池に用いる基板は大きいため、トレイに要求される機械的精度は高く、僅かな歪みであっても、トレイに対する基板の取り付け強度が低下したり、トレイの歪みによって基板に負荷がかかるなどの問題となる可能性が高い。そのため、機械的洗浄は好ましくない。
【００１０】
特許文献４に記載の方法では、トレイを変形させる負荷が生じないとともに、トレイを移動台車から取り外す必要がないため作業性が向上する。
【００１１】
ところが、特許文献４に記載の発明では、エッチングガスの使用効率については考慮されていない。特に、効率の高いエッチングを行なう為には、トレイを均一に効率良く加熱する必要があるが、特許文献４には具体的な加熱方法または加熱装置については示されていない。また、特許文献４に記載の発明では、トレイに形成された薄膜を均一に効率良く除去するガス導入方法についても考慮されていない。
【００１２】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、エッチングガスの使用効率の高い洗浄装置、洗浄方法および太陽電池の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る洗浄装置は、上記の課題を解決するために、開口部が設けられ該開口部から半導体膜が成膜されるように基板を支持する枠体を洗浄する洗浄装置であって、上記枠体を少なくとも１つ収容できる密閉可能な筐体と、上記筐体内にエッチングガスを供給するガス供給部と、上記筐体内のガスを排気する排気部と、上記筐体に収容された上記枠体の開口部を貫通可能に配設された貫通部材とを備えていることを特徴としている。
【００１４】
上記枠体の洗浄時には、当該枠体が筐体の内部に収容された状態において、貫通部材が開口部を貫通している。そのため、筐体の内部にエッチングガスを導入したときに、枠体表面に効率的にガス供給できるためガス利用効率が向上する。
【００１５】
すなわち、貫通部材によって開口部における不要な空間を埋めることにより、エッチングガスの使用効率を高めることができる。
【００１６】
なお、ガス供給部には、ガス源（リモートプラズマ）、ガス配管およびガス供給口、またはそれらの一部が含まれる。また、排気部には、排気口、排気配管および排気ポンプ、またはそれらの一部が含まれる。
【００１７】
また、上記貫通部材または上記筐体の壁面には、上記枠体を加熱できる加熱部が配されていることが好ましい。
【００１８】
上記の構成によれば、貫通部材または筐体壁面に配された加熱部によって枠体を加熱できる。エッチングを行う場合には、枠体を加熱することによりエッチング能力を高めることができる。
【００１９】
さらに、加熱部が貫通部材および筐体の壁面に配されている場合には、枠体の開口部の周縁側と外縁部側の両側から同時に加熱することができ、枠体をより短い時間で、より均一に加熱できる。
【００２０】
また、上記筐体の一の壁面に上記ガス供給部が設けられており、他の壁面に上記排気部が設けられていることが好ましい。
【００２１】
上記の構成によれば、筐体の壁面のうちのある壁面に設けられたガス供給部からエッチングガスを供給し、他の壁面に設けられた排気部からガスを排気することにより、エッチングガスのガスフローの滞留によるエッチング能力の低下を抑制できる。
【００２２】
また、上記貫通部材に上記ガス供給部が設けられており、上記筐体の壁面に上記排気部が設けられていることが好ましい。
【００２３】
上記の構成によれば、エッチングガスは、貫通部材に設けられたガス供給部から供給され、筐体の壁面から排気される。それゆえ、枠体の周囲には新鮮なエッチングガスが供給され、効率良くエッチングできる。
【００２４】
また、上記筐体の壁面に上記ガス供給部が設けられており、上記貫通部材に上記排気部が設けられていることが好ましい。
【００２５】
上記の構成によれば、筐体の壁面に設けられたガス供給部から流入したエッチングガスは、貫通部材に設けられた排気部によって外部へ排気される。
【００２６】
それゆえ、このエッチングガスのガスフローが枠体周辺で滞留することを抑制でき、当該枠体を効率良く洗浄できる。
【００２７】
また、上記枠体が複数の開口部を備え、上記開口部のそれぞれを貫通可能に配設された複数の上記貫通部材を備えることが好ましい。
【００２８】
上記の構成によれば、複数の開口部を有する枠体を洗浄する場合に、複数の開口部のそれぞれに貫通部材を貫通させた状態で枠体を洗浄できる。
【００２９】
本発明の一形態において、上記枠体を複数設置でき、かつ、上記貫通部材を上記開口部に貫通させつつ複数の上記枠体を移動させて上記筐体内に収容することができる搬送部を備える。
【００３０】
上記の構成によれば、搬送部によって複数の枠体を一度に搬送し、筐体内に収容できるため、特にインライン型の製造システムにおいて効率良く枠体を搬送および洗浄できる。
【００３１】
また、上記洗浄装置は、上記枠体を上記筐体内に搬入または上記筐体内から搬出するための開口部を開閉する開閉部を備え、上記搬送部と上記開閉部とが一体となっており、上記枠体を上記筐体内に収容すると共に上記開閉部が閉じて上記筐体が密閉されることが好ましい。
【００３２】
上記の構成により、搬送部が開閉部としての機能を有しているため、複数の枠体を筐体内に収容する工程と筐体を密閉する工程とを１つの工程として行うことができ、工程数を減少させることができる。
【００３３】
本発明の一形態において、上記筐体内に設けられ、上記枠体を複数設置できる保持部と、上記保持部に設置された複数の枠体の開口部を貫通させつつ上記貫通部材を移動させることができる移動部とを備える。
【００３４】
上記の構成によれば、複数の枠体は、筐体内において保持部によってそれぞれ保持され、その状態において、貫通部材が複数の枠体の開口部を貫通するように移動する。
【００３５】
本発明の一形態において、上記洗浄装置は、上記枠体を上記筐体内に搬入または上記筐体内から搬出するための開口部を開閉する開閉部を備え、上記貫通部材が上記筐体内の一の壁面に一の端部で固定されており、上記開閉部の開時には上記枠体の開口部を貫通できるように上記貫通部材の他の端部が開放され、上記開閉部の閉時には上記他の端部が上記筐体の他の壁面に当接され、上記他の壁面における上記他の端部の当接箇所に、当該他の端部が係合できる係合部を備える。
【００３６】
枠体の開口部に貫通部材を貫通させるのに、貫通部材の一方の端部と筐体の壁面とを少なくとも一時的に分離させる。
【００３７】
上記の構成によれば、開閉部が閉じている状態において、貫通部材の固定されていない端部が筐体の壁面に当接する箇所には、当該端部を受け入れる係合部が形成されている。そのため、当該端部の位置が係合部によって保持され、洗浄時に当該端部が変位することを防止できる。
【００３８】
また、上記筐体に収容できる上記枠体の最大数が、成膜装置の成膜室内に収容できる枠体の最大数の倍数であることが好ましい。
【００３９】
上記の構成によれば、成膜装置において一度の成膜に用いられる枠体の最大数の倍数にあたる数の枠体が筐体の内部に一度に収容され、洗浄される。これは、成膜装置で基板を処理する場合、洗浄される枠体の最大数は、成膜装置が一度に用いる枠体の最大数の倍数になる為、洗浄する枠体が端数になることなく、洗浄装置の稼動効率を向上できる。
【００４０】
本発明に係る洗浄方法は、上記の課題を解決するために、開口部が設けられ該開口部から半導体膜が成膜されるように基板を支持する枠体を洗浄する洗浄方法であって、上記枠体を少なくとも１つ収容できる密閉された筐体の内部において、上記開口部を貫通可能に配設された貫通部材が当該開口部を貫通した状態となるように上記枠体を当該筐体の内部に収容する収容工程と、上記筐体の内部にエッチングガスを導入し、上記枠体をエッチングするエッチング工程とを含むことを特徴としている。
【００４１】
本発明に係る太陽電池の製造方法は、基板の被成膜面を露出させる開口部を有する枠体の上記開口部から半導体薄膜を成膜する基板面を露出させるように、上記基板を上記枠体に取り付けた状態で、当該基板上に半導体薄膜を形成する薄膜形成工程と、上記薄膜形成工程を、同一の枠体を用いて所定の回数繰り返すごとに請求項１３に記載の洗浄方法により当該枠体を洗浄する洗浄工程とを含むことを特徴としている。
【００４２】
また、基板の被成膜面を露出させる開口部を有する枠体の上記開口部から半導体薄膜を成膜する基板面を露出させるように、上記基板を上記枠体に取り付けた状態で、当該基板上に半導体薄膜を形成する薄膜形成装置と、上記の洗浄装置とを含む太陽電池製造システムが提供される。
【発明の効果】
【００４３】
以上のように、本発明に係る洗浄装置は、枠体を少なくとも１つ収容できる密閉可能な筐体と、上記筐体内に外部よりエッチングガスを供給できるガス供給部と、上記筐体内のガスを排気できる排気部と、上記筐体に収容された上記枠体の開口部を貫通可能に配設された貫通部材とを備えている構成によって、エッチングガスの使用効率を高めることができるという効果を奏する。
【００４４】
本発明に係る洗浄方法は、枠体を少なくとも１つ収容できる密閉された筐体の内部において、開口部を貫通可能に配設された貫通部材が当該開口部を貫通した状態となるように上記枠体を当該筐体の内部に収容する収容工程と、上記筐体の内部にエッチングガスを導入し、上記枠体をエッチングするエッチング工程とを含む構成によって、エッチングガスの使用効率を高めることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】（ａ）は本発明の一実施形態に係るトレイクリーニング装置を長軸方向に平行な平面で切断したときの断面図であり、（ｂ）は上記トレイクリーニング装置を長軸方向に垂直な平面で切断したときの断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る太陽電池製造システムの概略構成を示す図である。
【図３】上記太陽電池製造システムで使用されるトレイの構成を示す斜視図である。
【図４】上記トレイクリーニング装置の構成を示す斜視透視図である。
【図５】（ａ）は上記トレイクリーニング装置が有するゲートバルブの開閉様式を示す図であり、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図であり、ゲートバルブが有する凹部を示す図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、ゲートバルブの別の開閉様式を示す図である。
【図７】（ａ）は本発明の別の実施形態に係るトレイクリーニング装置を長軸方向に平行な平面で切断したときの断面図であり、（ｂ）は上記トレイクリーニング装置を長軸方向に垂直な平面で切断したときの断面図であり、（ｃ）はリモートプラズマ発生装置を備えた変形例を示す断面図である。
【図８】（ａ）は本発明のさらに別の実施形態に係るトレイクリーニング装置を長軸方向に平行な平面で切断したときの断面図であり、（ｂ）は上記トレイクリーニング装置を長軸方向に垂直な平面で切断したときの断面図である。
【図９】掛合部を有するトレイの一例を示す図である。
【図１０】（ａ）は、本発明のさらに別の実施形態に係るトレイクリーニング装置を長軸方向に平行な第１平面で切断したときの断面図であり、（ｂ）は上記トレイクリーニング装置を上記第１平面に対して垂直な平面で切断したときの断面図である。
【図１１】（ａ）は本発明のさらに別の実施形態に係るトレイクリーニング装置を長軸方向に平行な第１平面で切断したときの断面図であり、（ｂ）は上記トレイクリーニング装置を上記第１平面に対して垂直な平面で切断したときの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１〜図６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００４７】
まず、本実施形態の洗浄装置であるトレイクリーニング装置（トレイ洗浄装置）１を含むインライン型の太陽電池製造システム１００の概要について説明する。
【００４８】
太陽電池製造システム１００は、透明導電膜が形成されているガラス基板（以下、単に基板４０と称する）に対して光電変換層および金属膜を形成し、太陽電池を製造するものである。実際には、薄膜形成の他に、コンタクトラインの形成、太陽電池セルの分離、太陽電池セルの配列および配線、透明樹脂の充填、保護シートによる被覆などの工程が行われるが、これらの工程については本発明の特徴点とは直接関係がないため、その説明を省略する。以下では、薄膜形成およびトレイの洗浄について重点的に説明する。
【００４９】
（太陽電池製造システム１００の概要）
図２は、太陽電池製造システム１００の概略構成を示す図である。同図に示すように、太陽電池製造システム１００は、ローディング装置１１０、成膜装置（薄膜形成装置）１２０・１２１、アンローディング装置１３０、トレイクリーニング装置１およびトレイ搬送装置１４０を備えている。
【００５０】
太陽電池製造システム１００では、ローディング装置１１０において、成膜の対象となる基板４０を枠体であるトレイ２０（図３参照）に取り付け、そのトレイ２０を成膜装置１２０・１２１に搬入し、透明導電膜の上に光電変換層としての半導体薄膜を形成する（薄膜形成工程）。
【００５１】
成膜装置１２０・１２１は、例えば、プラズマＣＶＤ装置である。図２には、２つの成膜装置１２０・１２１を示しているが、成膜装置の数は、形成する薄膜層の数に応じて設定されればよく、１つでもよいし３つ以上でもよい。太陽電池セルを製造する場合、基板４０に形成される光電変換層の膜厚は大きいため、製造効率を高めるために、１つの成膜装置において同時に複数の基板に対して成膜が行われる。
【００５２】
このとき、トレイ２０に基板４０を取り付けた状態で成膜を行うため、トレイ２０の表面（特に、開口部２１の周囲）にも薄膜が形成される。成膜装置１２０・１２１において複数の基板４０が同時に処理されるため、各基板４０を支持するトレイ２０の表面には同じ膜厚の薄膜が形成される。
【００５３】
成膜装置１２０・１２１によって光電変換層等が形成された後、トレイ２０はアンローディング装置１３０に搬入され、ここで基板４０がトレイ２０から取り外される。基板４０が取り外されたトレイ２０は、ローディング装置１１０に搬入され、再び別の基板４０が取り付けられる。
【００５４】
トレイ搬送装置１４０は、太陽電池製造システム１００に含まれる上記各装置にトレイ２０を搬送するものであり、複数のトレイ２０を一度に搭載できる箱形状の移動装置である。このトレイ搬送装置１４０は、ローディング装置１１０からトレイクリーニング装置１までの装置の列とほぼ平行に配設されたレールの上を移動することにより、各装置へトレイ２０を搬入するとともに、各装置からトレイ２０を搬出する。
【００５５】
例えば、トレイ搬送装置１４０は、後述するキャリア２４を搭載した移動台車４１を搬送しもよいし、キャリア２４に車輪が設けられている場合には、そのキャリア２４を搬送してもよい。
【００５６】
なお、アンローディング装置１３０からトレイクリーニング装置１へのトレイ２０の移動は、トレイ搬送装置１４０によって行ってもよいし、作業員によって行われてもよいが、トレイ搬送装置１４０によって搬送される方が効率が良い。
【００５７】
このようなサイクルを同一のトレイについて繰り返すごとに、トレイ２０の開口部２１の周囲には薄膜が積層されていく。そのため、所定の回数（例えば、３０〜５０回）の成膜を行った後にトレイ２０を洗浄する（洗浄工程）。換言すれば、トレイ２０に積層された薄膜の厚みが所定の厚み（例えば１００μｍ以上の厚み）に達したときにトレイ２０を洗浄する。トレイ２０の洗浄はトレイクリーニング装置１において行われる。
【００５８】
（トレイ２０の形状および搬送方法）
図３は、太陽電池製造システム１００で使用されるトレイ２０の構成を示す斜視図である。同図に示すように、トレイ２０は、基板４０上に半導体膜を形成する成膜装置１２０・１２１の成膜室内において基板４０を支持し、基板４０の基板面（被成膜面）を露出させる開口部２１を有する枠材である。開口部２１の縁部に合わせて基板４０をトレイ２０に密着させ、裏板２３で挟み込むことで基板４０をトレイ２０に取り付ける。このとき、トレイ２０の裏面に設けられたクリップ２２によって基板４０および裏板２３をトレイ２０に対して固定する。
【００５９】
トレイ２０は、二枚一組となって、互いの表面を対峙させてキャリア２４の上に立設される。すなわち、トレイ２０は、成膜の対象となる基板４０の面を互い向かい合わせにした状態でキャリア２４に搭載される。このようにトレイ２０が立設されたキャリア２４が移動台車（搬送部）４１（図１参照）によって搬送される。すなわち、移動台車４１は、トレイ２０を複数設置でき、かつ、軸部材３を開口部２１に貫通させつつ複数のトレイ２０を移動させて密閉容器２内に収容する。移動台車４１は、車輪４２を有しており、床等に配設されたレールに沿って移動し、成膜装置１２０・１２１の内部に収容される。
【００６０】
なお、キャリア２４に車輪が設けられている場合には、そのキャリア２４を搬送部と見なすこともでき、キャリア２４を搬送するトレイ搬送装置１４０を搬送部と見なすこともできる。
【００６１】
このように基板４０は、トレイ２０に取り付けられた状態で成膜装置１２０・１２１に搬入され、開口部２１を通して露出した基板４０の面（透明導電膜が形成されている面）に対して成膜が行われる。その結果、トレイ２０の開口部２１の周囲にも薄膜が形成される。
【００６２】
なお、トレイ２０の形状は、図３に示したものに限定されず、基板４０を落とし込むための段差がトレイの裏面に形成されているものであってもよい。
【００６３】
また、トレイ２０の搬送方法は、成膜装置１２０・１２１の内部構造に適合するように決めればよく、後述するようにトレイ２０を吊るした状態で搬送してもよい。また、キャリア２４自体に車輪を設け、移動台車として機能させてもよい。
【００６４】
（トレイクリーニング装置１の構成）
図１（ａ）は、トレイクリーニング装置１を長軸方向に平行な平面で切断したときの断面図である。図１（ｂ）は、トレイクリーニング装置１を長軸方向に垂直な平面で切断したときの断面図である。図１（ａ）に示すように、トレイクリーニング装置１は、トレイ２０をドライ洗浄する横型の洗浄装置であり、密閉容器（筐体）２、軸部材（貫通部材）３、ガス供給源（ガス供給部）４、排気ポンプ（排気部）５、加熱源（加熱部）６、ゲートバルブ（開閉部）７、ガス供給ライン（ガス供給部）８、ガス排気ライン（排気部）９、ガス供給口（ガス供給部）１０およびガス排気口（排気部）１１を備えている。
【００６５】
なお、ガス供給源４、ガス供給ライン８およびガス排気口１１を、密閉容器２内に外部よりエッチングガスを供給できるガス供給部として捉えることができる。また、排気ポンプ５、ガス排気ライン９およびガス排気口１１を、密閉容器２内のガスを排気できる排気部として捉えることができる。そのため、後述するように、トレイクリーニング装置１では、密閉容器２の一の壁面にガス供給部が設けられており、他の壁面に排気部が設けられているといえる。
【００６６】
なお、ガス供給部には、少なくともガス供給口１０およびトレイクリーニング装置１内のガス供給ライン８が含まれる。また、ガス供給部には、トレイクリーニング装置１の外部のガス配管やガス供給源４が含まれていてもよいし、ガス供給源４は、トレイクリーニング装置１に含まれない外部の装置であってもよい。
【００６７】
排気部には、少なくともガス排気口１１およびトレイクリーニング装置１内のガス排気ライン９が含まれる。また、排気部には、トレイクリーニング装置１の外部の排気配管や排気ポンプ５が含まれていてもよいし、排気ポンプ５は、トレイクリーニング装置１に含まれない外部の装置であってもよい。
【００６８】
（密閉容器２）
密閉容器２は、トレイ２０を少なくとも１つ収容できる密閉可能な筐体であり、洗浄のための真空空間を形成する筐体である。トレイ洗浄時に密閉容器２の内部は真空となるため、密閉容器２は大気圧に耐えられる強度を有するものとする。
【００６９】
（軸部材３）
軸部材３は、密閉容器２に収容されたトレイ２０の開口部２１を貫通可能に配設された構造体であり、その一方の端部が密閉容器２の壁面２ａに固定されている。この壁面２ａは、ゲートバルブ７と対向する壁面である。軸部材３の他方の端部３ａは、ゲートバルブ７が開いている状態では他の部材と接触しておらず、端部３ａをトレイ２０の開口部２１に通すことにより、トレイ２０を密閉容器２の内部に収容する。
【００７０】
図１（ｂ）に示すように、軸部材３は中空部材であり、軸部材３の壁面構造の内部に複数の加熱源６が埋設されている。軸部材３を中空部材とすることにより、軸部材３を軽くすることができ、それによって、軸部材３を壁面２ａに固定するために必要な機械的強度を低減することができる。
【００７１】
（ガス供給源４・ガス供給口１０）
ガス供給源４は、ガス供給ライン８を通して密閉容器２の内部にエッチングガスを供給する。トレイ２０に付着した薄膜は、ＳｉＯｘ、Ｓｉ、ＳｉＮｘなどのシリコン化合物であるため、エッチングガスとして、三フッ化塩素（ＣｌＦ３）、ＣＦ３ＯＦ、ＯＦ２、Ｆ２などのハロゲン化合物系の化学エッチングガスを用いることができる。また、後述するリモートプラズマを用いる場合は、ＣＣｌ４、ＣＣｌ２Ｆ２、Ｃｌ２、ＣＦ４、ＳＦ６、ＮＦ３などのプラズマ放電にて励起されることでシリコン化合物をエッチングできるハロゲン化合物系のプラズマエッチングガスを用いることができる。
【００７２】
ガス供給源４から送られたエッチングガスは、密閉容器２の壁面に設けられたガス供給口１０から密閉容器２の内部に供給される。
【００７３】
図４は、トレイクリーニング装置１の構成を示す斜視透視図である。同図に示すように、ガス供給口１０は、密閉容器２の上面に形成されている。図１（ａ）に示すように、密閉容器２に６組のトレイ２０が一定の間隔で収容されることに合わせて、６列のガス供給口１０が、トレイ２０の各組の収容位置に対応する位置に一定の間隔で形成されている。そのため、トレイ２０の各組の上方からエッチングガスが噴出する。
【００７４】
より具体的には、二枚一組のトレイ２０は、薄膜が形成されている面を互い向かい合わせにした状態でキャリア２４に搭載されており、対向するトレイ２０の間にエッチングガスのフローが流れるようにガス供給口１０が位置決めされていることが好ましい。
【００７５】
それゆえ、各トレイ２０に対して均一にエッチングガスを当てることができ、複数のトレイ２０を均一に洗浄することができる。
【００７６】
（排気ポンプ５・ガス排気口１１）
排気ポンプ５は、エッチング反応が終了したガスを、ガス排気ライン９を通して密閉容器２の外部に排出する。図４に示すように、ガス排気口１１は、密閉容器２の底面に形成されている。図１（ａ）に示すように、密閉容器２には６組のトレイ２０が一定の間隔で収容されることに合わせて、６列のガス排気口１１が、トレイ２０の各組の収容位置に対応する位置に一定の間隔で形成されていることが好ましい。そのため、トレイ２０の各組の下方からエッチングガスが排出される。
【００７７】
別の観点から説明すれば、密閉容器２を上方（図４のｚ軸方向）から見た場合、ガス供給口１０の位置とガス排気口１１の位置とが重なるように、ガス供給口１０およびガス排気口１１が形成されていることが好ましい。すなわち、ガス供給口１０は密閉容器２の上面（密閉容器２の長軸方向に平行な第１の面）に形成されており、ガス排気口１１は上記上面と対向する底面に形成されており、複数のガス供給口１０の位置と複数のガス排気口１１の位置とは対応付けられていることが好ましい。
【００７８】
そのため、ガス供給口１０から流入したエッチングガスは、ガス排気口１１に向かって直線的に流れ、その流れの途中に位置するトレイ２０が洗浄される。特に、薄膜が形成されているトレイ２０の表側に集中的にエッチングガスが当たるため、トレイ２０の洗浄すべき部分にエッチングガスのフローを集中させることができ、トレイ２０を効率良く洗浄できる。
【００７９】
（加熱源６）
加熱源６は、トレイ２０を加熱できるヒーターであり、厳密には、軸部材３を加熱することによって、軸部材３と近接するトレイ２０を加熱する。
【００８０】
加熱源６の熱をトレイ２０に効率的に伝導するために、軸部材３は、鉄やステンレス鋼などの熱伝導性の高い材料を含むものであることが好ましい。また、熱伝導性を高めるために軸部材３とトレイ２０の開口部２１とは密接していることが好ましい。
【００８１】
また、加熱源６としてハロゲンランプヒーターなど熱放射による加熱を主とするヒーターを用いる場合には、軸部材３とトレイ２０とを密接させなくとも効率よく加熱することが可能である。
【００８２】
トレイ２０を加熱することにより、エッチングガスの反応性を高めることができ、その結果、トレイ２０の洗浄効率が高まる。複数のトレイ２０を均一に加熱すれば、これらのトレイ２０が均一に洗浄されるため、加熱源６は、密閉容器２に収容された複数のトレイ２０のそれぞれに対応する位置に設けられていることが好ましい。
【００８３】
なお、加熱源６は、軸部材３の内部に完全に埋設されている必要は必ずしもなく、加熱源６の一部が軸部材３の外側表面または内側表面から露出していてもよい。また、加熱源６は、トレイ２０の開口部２１の開口面に垂直な方向から見て、軸部材３に等方的に配置されていることがより好ましく、それによって、開口部２１の周囲を均一に加熱することができる。
【００８４】
軸部材３は、密閉容器２の内部の容積を減少させ、使用するエッチングガスの量を減らす役割を有している。この役割を重視するのであれば、軸部材３の外側表面を閉じた形状にし、軸部材３の内部にエッチングガスが侵入しないようにすることが好ましい。
【００８５】
（ゲートバルブ７）
ゲートバルブ７は、トレイ２０を密閉容器２内に搬入または密閉容器２内から搬出するための開口部を開閉する開閉部として機能する。このゲートバルブ７は、密閉容器２が有する壁面のうちの１つであり、密閉容器２の長軸方向に対してほぼ垂直な壁面である。すなわち、密閉容器２の一壁面に、トレイ２０を密閉容器２内に収容する、またはトレイ２０を密閉容器２内より取り出すことができる、開閉可能な開閉部としてのゲートバルブ７が設けられている。また、密閉容器２の一壁面が開閉部として構成されていてもよい。
【００８６】
図５（ａ）は、ゲートバルブ７の開閉様式を示す図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の部分拡大図であり、ゲートバルブ７が有する凹部（係合部）７ａを示す図である。図５（ａ）に示すように、ゲートバルブ７は密閉容器２の長軸方向に対して垂直な平面に沿ってスライドすることによって密閉容器２の開口部を開閉する。開状態においてゲートバルブ７は、ゲートバルブ弁体１３に収容される。なお、図を簡略化するために、ゲートバルブ弁体１３については、他の図には示していない。
【００８７】
ゲートバルブ７は、軸部材３の２つの端部のうちの一方の端部を受け入れる凹部７ａを有している。すなわち、軸部材３の一方の端部は、密閉容器２内の壁面２ａに固定されており、ゲートバルブ７の開時には、トレイ２０の開口部２１を貫通できるように軸部材３の他方の端部３ａが開放され、ゲートバルブ７の閉時に端部３ａが密閉容器２の他の壁面であるゲートバルブ７に当接され、ゲートバルブ７における端部３ａの当接箇所に、当該端部３ａが係合できる凹部７ａが形成されている。
【００８８】
トレイ２０の開口部２１に軸部材３を貫通させるためには、軸部材３の端部３ａとゲートバルブ７とを一時的に分離させる必要がある。端部３ａが変位可能な状態で洗浄を行えば、軸部材３自体の重量や加熱源６の熱により貫通部材３が熱膨張することによって貫通部材３の固定された端部に負荷がかかる可能性がある。このような負荷がかかった場合には、貫通部材３が変形したり、固定端が破断して脱落する可能性がある。
【００８９】
そこで、凹部７ａに端部３ａを嵌合させることにより、端部３ａを支持することで貫通部材３の変位を抑制できる。
【００９０】
なお、図５（ａ）に示す構成は、ゲートバルブ７はｘ軸方向に沿ってスライドしているが、図６（ａ）および（ｂ）に示すように、ｚ軸方向に沿ってスライドしてもよい。図６（ａ）および（ｂ）は、ゲートバルブ７の別の開閉様式を示す図である。凹部７ａに端部３ａをスムーズに嵌合させるために、ゲートバルブ７と密閉容器２の開口部との間には、ゲートバルブ７が密閉容器２の長軸方向（図６におけるｙ軸方向）に変位できるあそびが設けられている。
【００９１】
ゲートバルブ７の開閉様式は、上述のものに限定されず、密閉容器２とゲートバルブ７とをヒンジによって接続してもよいし、可動アームによって接続してもよい。また、ゲートバルブ７は、トレイ２０の搬送部と一体化していてもよい。
【００９２】
（トレイ２０のトレイクリーニング装置１への搬入方法）
トレイ２０は、移動台車４１によってトレイクリーニング装置１に搬入される。図４に示すように、密閉容器２の底面にはレール１２が設けられており、このレール１２に沿って移動台車４１が密閉容器２の内部に移動する。
【００９３】
移動台車４１に搭載されるトレイ２０の最大数（すなわち、密閉容器２の内部に一度に収容されるトレイ２０の最大数）は、基板４０の成膜を行う成膜装置１２０・１２１の成膜室内に一度に収容されるトレイ２０の最大数の倍数である。例えば、成膜装置１２０・１２１において一度に最大６枚の基板が成膜される場合、６枚のトレイ２０が１つの構成単位となり、トレイクリーニング装置１において一度に洗浄されるトレイ２０の最大数は、６、１２、１８などどなる。
【００９４】
太陽電池セルにおいて形成される薄膜は比較的厚いものであるため、薄膜形成の効率を高めるために、一度に複数の基板４０が成膜装置１２０・１２１において成膜される。トレイクリーニング装置１において一度に洗浄されるトレイ２０の枚数を、成膜装置１２０・１２１において一度に薄膜形成される基板４０の枚数の倍数とすることにより、太陽電池製造システム１００において成膜の効率を低下させることなくトレイ２０の洗浄を行うことができる。
【００９５】
（トレイクリーニング装置１におけるトレイ洗浄方法）
まず、ゲートバルブ７を開き、移動台車４１にトレイ２０を搭載した状態で、移動台車４１ごとトレイ２０を密閉容器２の内部に搬入する。このとき、軸部材３がトレイ２０の開口部２１を貫通するようにトレイ２０を密閉容器２の内部に収容する（収容工程）。
【００９６】
その後、ゲートバルブ７を閉じ、排気ポンプ５を稼動させて密閉容器２の内部を真空状態にする。そして、ガス供給源４によってエッチングガスをガス供給口１０を介して密閉容器２の内部に導入しつつ、反応が終了したガスをガス排気口１１から排気する。これによってエッチングガスのフローが生じ、フローの途中に配置されたトレイ２０が効率良く洗浄される（エッチング工程）。また、このときトレイ２０の開口部２１の内側から当該トレイ２０を加熱することにより、エッチング効率をさらに高める。
【００９７】
所定の時間洗浄を行った後、エッチングガスを排気し、外気と置換させる。そして、ゲートバルブ７を開け、移動台車４１ごとトレイ２０を搬出する。
【００９８】
（トレイクリーニング装置１の効果）
以上のように、トレイクリーニング装置１では、トレイ２０の開口部２１に軸部材３を貫通させた状態でエッチングを行うため、エッチングガスの使用量を低減できる。また、軸部材３には加熱源６が配されているため、薄膜が形成されている開口部２１の周囲を重点的に加熱でき、エッチングの効率を高めることができる。また、エッチングガスが、ガス供給口１０からガス排気口１１へトレイ２０の表面に沿って流れるため、薄膜が形成されている箇所を効率的に洗浄できる。
【００９９】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施形態について図７（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、実施の形態１と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。図７（ａ）は、本実施形態に係るトレイクリーニング装置（洗浄装置）５０を長軸方向に平行な平面で切断したときの断面図である。図７（ｂ）はトレイクリーニング装置５０を長軸方向に垂直な平面で切断したときの断面図である。
【０１００】
（軸部材３１・ガス供給口５１）
図７（ｂ）に示すように、トレイクリーニング装置５０に適用されるトレイ（枠体）２５には２つの開口部２６が形成されており、これら開口部２６に２本の軸部材３１がそれぞれ貫通するように複数のトレイ２５が密閉容器２の内部に収容される。すなわち、トレイクリーニング装置５０は、密閉容器２に収容されたトレイ２５の２つの開口部２６をそれぞれ貫通可能に配設された２本の軸部材３１を備えている。
【０１０１】
この軸部材３１は、軸部材３と同様の材質で形成されているが、エッチングガスの供給口（ガス供給口５１）が軸部材３１の外側表面に開口されている点が、軸部材３との最大の相違点である。このガス供給口５１も上述のガス供給部に含まれる。
【０１０２】
具体的には、ガス供給源４から延びるガス供給ライン８が軸部材３１の内部を通って配設されており、このガス供給ライン８は分岐し、各ガス供給口５１に接続されている。ガス供給口５１は、二枚一組で移動台車４１に搭載されたトレイ２５の間にエッチングガスのフローが流れるように軸部材３１の外側表面に形成されている。
【０１０３】
このガス供給口５１は、図７（ｂ）に示すように、一組のトレイ２５に対応する軸部材３１の長軸上の位置において、上下左右の４方向に設けられている。すなわち、ガス供給口５１は、トレイ２５の開口部２６の開口面に垂直な方向から見て、軸部材３１に等方的に配置されている。そのため、エッチングガスはほぼ同心円状に噴出する。それゆえ、開口部２６の４辺のそれぞれに対して集中的にエッチングガスを当てることができる。
【０１０４】
（ガス排気口１１）
また、ガス排気口１１は、密閉容器２の上面および底面に設けられている。上面におけるガス排気口１１と底面におけるガス排気口１１との位置関係は、トレイクリーニング装置１におけるガス供給口１０とガス排気口１１との位置関係と同様である。
【０１０５】
このような構成により、トレイ２５の開口部２６の近傍から同心円状に供給されたエッチングガスは、密閉容器２の上面および底面の両方向に移動し、排気される。それゆえ、開口部２６の周辺に重点的にエッチングガスを供給することができ、トレイ２５に形成された薄膜を効率良く洗浄できる。
【０１０６】
なお、ガス排気口１１は、開口部２６の開口面に垂直な方向から見て、密閉容器２の壁面に等方的に配置されていてもよい。それによって、反応を終えたエッチングガスをむら無く排気することができる。
【０１０７】
（加熱源６）
さらに、トレイクリーニング装置５０では、加熱源６が、軸部材３１に加えて密閉容器２の壁面（ゲートバルブ７を除く）にも設けられている。
【０１０８】
それゆえ、トレイ２５を開口部２６の周縁側と外縁部側の両方から加熱することができ、トレイ２５をより早く、より均一に加熱できる。これにより、トレイ２５の各部におけるエッチング効果を更に均一にできることで不均一な加熱によってトレイ２５に熱歪が生じることをより防止できると共に、クリーニング時間を短くすることができる。
【０１０９】
この壁面に配された加熱源６は、トレイ２５の開口部２６の開口面に垂直な方向から見て、上記壁面に等方的に配置されていることが均一に加熱する面から好ましい。
【０１１０】
また、密閉容器２の温度が低い場合には、一度剥がされた薄膜が密閉容器２の壁面に再付着する可能性があるが、上記の構成により密閉容器２の壁面を加熱しているので、この可能性も低減できる。それによって、再付着した薄膜とエッチングガスが反応することによってトレイ２５の洗浄効果が低下することを抑制できる。
【０１１１】
また、密閉容器２の温度が低い場合には、一度剥がされた薄膜が密閉容器２の壁面に再付着する可能性があるが、上記の構成によりこの可能性も低減できる。
【０１１２】
（トレイ２５の搬送方法）
図７（ｂ）に示すように、トレイ２５の長軸方向における両端部を保持する移動台車（搬送部）４３によってトレイ２５を搬送してもよい。この場合には、移動台車４３の、密閉容器２の側壁と対向する面に車輪（またはボール）４２を設け、移動台車４３が密閉容器２の側壁と摩擦することを防止することが好ましい。
【０１１３】
なお、トレイ２０および移動台車４１をトレイクリーニング装置５０に適用してもかまわない。
【０１１４】
（トレイクリーニング装置５０における洗浄方法）
トレイクリーニング装置５０では、軸部材３１のガス供給口５１からエッチングガスを噴出させ、トレイ２５の開口部２６の近傍を重点的に洗浄し、反応後のエッチングガスを、密閉容器２の壁面に形成されたガス排気口１１から外部へ排気する。このとき、加熱源６によってトレイ２５の開口部２６の近傍および密閉容器２の壁面を加熱し、エッチングの効率を高める。
【０１１５】
（エッチング方法の変更例）
トレイ２０・２５の洗浄をプラズマによって行うこともできる。図７（ｃ）は、トレイクリーニング装置５０にリモートプラズマ発生装置５２を備えた変形例を示す断面図である。図７（ｃ）に示すように、ガス供給ライン８の中途にリモートプラズマ発生装置５２を設け、リモートプラズマ発生装置５２のプラズマ放電によって励起されたエッチングガスを供給することができる。なお、このリモートプラズマ発生装置５２もガス供給部の一部として捉えてもよいし、トレイクリーニング装置１とは別の外部の装置として捉えることもできる。
【０１１６】
具体的には、リモートプラズマ発生装置５２は、ガス供給源４から送られたプラズマエッチングガスをプラズマ化（電離分解）し、プラズマ化されたエッチングガスをガス供給ライン８を通して密閉容器２の内部（特に、トレイ２５の開口部２６の近傍）に供給する。これによって、例えば、ＣＦ３やＮＦ３等のプラズマ化することで高い半導体膜のエッチング能力を発揮することができるプラズマエッチングガスを用いることができる。
【０１１７】
プラズマ化されたエッチングガスのライフタイムは短いため、リモートプラズマ発生装置５２は可能な限り、トレイクリーニング装置５０の近傍に設置することが好ましい。また、ガス供給ライン８のコンダクタンスを良くしたり、壁面衝突ができるだけ起こらないようにすることが好ましい。例えば、ガス供給ライン８の口径や、ガス供給口の大きさおよび数などを、プラズマを用いない化学的エッチング洗浄の場合よりも大きくすることが考えられる。
【０１１８】
〔実施の形態３〕
本発明のさらに別の実施形態について図８〜図９に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、実施の形態１・２と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。図８（ａ）は、本実施形態に係るトレイクリーニング装置（洗浄装置）６０を長軸方向に平行な平面で切断したときの断面図である。図８（ｂ）はトレイクリーニング装置６０を長軸方向に垂直な平面で切断したときの断面図である。
【０１１９】
（軸部材３２・ガス供給口１０・ガス排気口１１）
トレイクリーニング装置６０は、反応後のエッチングガスを通気する開口部(排気部）６３が形成された中空の軸部材３２を備えている。換言すれば、軸部材３２には、密閉容器２の内部の気体を外部に排出するガス排気口１１へ当該気体を導く開口部６３が形成されている。この開口部６３は、上記排気部の一部であると見なすことができ、軸部材３２の長軸方向に沿って所定の間隔で設けられている。また、開口部６３は、トレイ２５の開口部２６の開口面に垂直な方向から見て等方的に配置されている。
【０１２０】
また、ガス排気口１１は、ゲートバルブ７に対向する、密閉容器２の壁面において、軸部材３２の中空部が位置する箇所に設けられている。また、ガス供給口１０は、密閉容器２の上面および底面に設けられている。
【０１２１】
そのため、ガス供給源４から供給されたエッチングガスは、開口部６３から軸部材３２の内部に移動し、ガス排気口１１を通って排気される。このエッチングガスのフローの途中にトレイ２５が配置されているため、トレイ２５を効率良く洗浄できる。
【０１２２】
なお、軸部材３２そのものを排気用のパイプとして利用してもよいし、軸部材３２に形成された開口部６３と壁面２ａに形成されたガス排気口１１とを別のパイプによって軸部材３２の内部で連結してもよい。
【０１２３】
（ガス空孔部６１）
また、トレイクリーニング装置６０は、ガス供給口１０が形成されている密閉容器２の壁面の内部に、エッチングガスを一時的に滞留させるガス空孔部（ガス滞留部）６１を備えている。このガス空孔部６１も上述のガス供給部に含まれる。ガス供給源４から放出されたエッチングガスは、一旦ガス空孔部６１の内部に滞留した後、ガス供給ライン８を通ってガス供給口１０から密閉容器２の内部に流入する。
【０１２４】
それゆえ、ガス供給源４からガス供給ライン８のみを介して密閉容器２へエッチングガスを供給する場合よりも、均一な圧力でエッチングガスを各ガス供給口１０から流入させることができる。その結果、密閉容器２に収容された複数のトレイ２５を均一に洗浄できる。
【０１２５】
（加熱源６）
軸部材３２においては、加熱源６は軸部材３２の外側表面に設けられており、トレイ２５の開口部２６と直接接することによりトレイ２５を加熱する。また、密閉容器２の内側表面にも加熱源６が設けられており、これらの加熱源６は、トレイ２５の位置と対応する位置に位置決めされている。
【０１２６】
（トレイ２５の搬送方法の変更例）
図８（ａ）〜（ｂ）に示すように、トレイ２５を搬送フック（搬送部）６２に吊り下げた状態で搬送してもよい。すなわち、この搬送フック６２は、トレイ２５を複数設置でき、かつ、軸部材３を開口部２１に貫通させつつ複数のトレイ２５を移動させて密閉容器２内に収容する搬送部として機能する。この搬送方法を実現するために、トレイ２５に搬送フック６２をかけるための開口部２７を設けるか、または、図９に示すように、トレイ２５に掛合部（ハーフリング）２８を設ける。なお、図９は、掛合部２８を有するトレイ２５の一例を示す図である。１つのトレイ２５に対して複数の掛合部２８を設けてもよく、掛合部２８の数および位置は適宜設定されればよい。
【０１２７】
（トレイクリーニング装置６０における洗浄方法）
トレイクリーニング装置６０では、ガス供給源４から放出したエッチングガスを、一旦ガス空孔部６１の内部に滞留させた後、ガス供給ライン８を通じてガス供給口１０から密閉容器２の内部に流入させる。その一方で、排気ポンプ５によって軸部材３２の内部を陰圧にして軸部材３２の開口部６３から反応後のエッチングガスを引き込み、排気する。
【０１２８】
このとき、軸部材３２の表面に配された加熱源６および密閉容器２の壁面の内側に配された加熱源６によってトレイ２５を加熱することによりエッチングの効率を高める。
【０１２９】
〔実施の形態４〕
本発明のさらに別の実施形態について図１０に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、実施の形態１〜３と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０１３０】
図１０（ａ）は、本実施形態に係るトレイクリーニング装置（洗浄装置）７０を長軸方向に平行な第１平面で切断したときの断面図である。図１０（ｂ）はトレイクリーニング装置７０を上記第１平面に対して垂直な平面で切断したときの断面図である。
【０１３１】
トレイクリーニング装置７０は、縦型の洗浄装置であり、密閉容器２の壁面のひとつとなる移動壁面（移動部）７１に軸部材３２の一方の端部が固定されている。
【０１３２】
移動壁面７１は、密閉容器２が有する、トレイ２０を搬出入するための開口部を開閉する開閉部として機能する。この移動壁面７１は、図示しない移動機構により、密閉容器２の長軸方向に沿って上下方向（図１０におけるｚ軸方向）に移動する。なお、移動壁面７１およびその移動機構を含めて移動部と見なすこともできる。
【０１３３】
密閉容器２の長軸方向に平行な壁面のうちの、互いに対向する一組の壁面のそれぞれには、トレイ２０の外縁部を保持する保持部７２が設けられている。この保持部７２は、密閉容器２の長軸方向に沿って所定の間隔をおいて設けられている。
【０１３４】
すなわち、トレイクリーニング装置７０は、密閉容器２内に設けられ、トレイ２０を複数設置できる保持部７２と、保持部７２に設置された複数のトレイ２０の開口部２１を貫通させつつ軸部材３２を移動させることができる移動壁面７１を備えている。
【０１３５】
なお、トレイ２０は、その開口部２１の中心軸が複数のトレイ２０間でほぼ一致するように、密閉容器２内において保持されることが好ましい。
【０１３６】
ガス供給口１０は、移動壁面７１において、軸部材３２の中空部が位置する箇所に形成されている。また、ガス排気口１１は、密閉容器２の、保持部７２が設けられている壁面に形成されている。
【０１３７】
トレイ２０をトレイクリーニング装置７０で洗浄するとき、先に複数のトレイ２０を保持部７２の組に載置することにより、密閉容器２の長軸方向に沿って所定の間隔をおいて配置する。その後、軸部材３１が延出した移動壁面７１を上方から下ろし、トレイ２０の開口部２１に軸部材３２を貫通させる。移動壁面７１と密閉容器２の本体とが接する部分には０リング７３が配されている。
【０１３８】
エッチングガスは、ガス供給口１０から軸部材３２の内部に流入され、開口部６３から噴出される。そして、エッチングガスは、トレイ２０を洗浄した後、密閉容器２の長軸方向の壁面に設けられたガス排気口１１を通って外部に排出される。
【０１３９】
トレイクリーニング装置７０では、ゲートバルブ（開閉部）７４は、密閉容器２の長軸方向に平行な壁面のひとつであり、ガス排気口１１が設けられていない壁面である。
【０１４０】
なお、移動壁面７１に対向する壁面（第１壁面）２ｂと、軸部材３２の先端とが接する位置に、図５（ｂ）に示した凹部７ａと同様の凹部（係合部）を設けてもよい。すなわち、密閉容器２が有する複数の壁面のうちの１つである壁面２ｂは、軸部材３２の２つの端部のうちの一方の端部を受け入れる凹部を有していてもよい。
【０１４１】
〔実施の形態５〕
本発明のさらに別の実施形態について図１１に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、実施の形態１〜４と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０１４２】
図１１（ａ）は、本実施形態に係るトレイクリーニング装置（洗浄装置）８０を長軸方向に平行な第１平面で切断したときの断面図である。図１１（ｂ）はトレイクリーニング装置８０を上記第１平面に対して垂直な平面で切断したときの断面図である。
【０１４３】
トレイクリーニング装置８０では、軸部材３２は、移動壁面７１ではなく壁面２ｂに固定されており、保持部７２は、移動壁面７１から延出するフレーム８１に設けられている。
【０１４４】
このフレーム８１は、トレイ２０を複数設置でき、かつ、軸部材３２をトレイ２０の開口部２１に貫通させつつ複数のトレイ２０を移動させて密閉容器２内に収容することができる搬送部として機能する。
【０１４５】
そして、フレーム８１と開閉部としての移動壁面７１とが一体となっており、トレイ２０を密閉容器２内に収容すると共に移動壁面７１が閉じて密閉容器２が密閉される。
【０１４６】
また、トレイ２０の搬出時には、移動壁面７１を上方へ移動させると、保持部７２によって保持されたトレイ２０も上方へ移動するため、密閉容器２から搬出できる位置までトレイ２０を移動させることができる。
【０１４７】
なお、ガス供給口１０は、壁面２ｂにおいて、軸部材３２の中空部が位置する箇所に設けられている。また、ガス排気口１１は、密閉容器２の長軸方向の壁面に設けられている。また、加熱源６は、軸部材３２の表面および密閉容器２の壁面内に設けられている。
【０１４８】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１４９】
本発明は、成膜時に基板を支持するトレイをドライ洗浄するトレイ洗浄装置に適用することで、エッチングガスの使用効率が高く、環境に優しいトレイ洗浄装置を提供することができる。
【０１５０】
それによって、上記トレイを用いて基板に半導体薄膜を形成する半導体成膜装置を含む、太陽電池製造システムの生産効率を向上することができる。
【符号の説明】
【０１５１】
１ トレイクリーニング装置（洗浄装置）
２ 密閉容器（筐体）
２ａ 壁面
２ｂ 壁面
３ 軸部材（貫通部材）
３ａ 端部
４ ガス供給源（ガス供給部）
５ 排気ポンプ（排気部）
６ 加熱源（加熱部）
７ ゲートバルブ（開閉部）
７ａ 凹部（係合部）
８ ガス供給ライン（ガス供給部）
９ ガス排気ライン（排気部）
１０ ガス供給口（ガス供給部）
１１ ガス排気口（排気部）
２０ トレイ（枠体）
２１ 開口部
２４ キャリア（搬送部）
２５ トレイ（枠体）
２６ 開口部
３１ 軸部材
３２ 軸部材
４０ 基板
４１ 移動台車（搬送部）
４３ 移動台車（搬送部）
５０ トレイクリーニング装置（洗浄装置）
５１ ガス供給口（ガス供給部）
５２ リモートプラズマ発生装置（ガス供給部）
６０ トレイクリーニング装置（洗浄装置）
６１ ガス空孔部（ガス供給部）
６２ 搬送フック（搬送部）
６３ 開口部（排気部）
７０ トレイクリーニング装置（洗浄装置）
７１ 移動壁面（移動部、開閉部）
７２ 保持部
７４ ゲートバルブ（開閉部）
８０ トレイクリーニング装置（洗浄装置）
８１ フレーム（搬送部）
１００ 太陽電池製造システム
１２０ 成膜装置
１２１ 成膜装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部が設けられ該開口部から半導体膜が成膜されるように基板を支持する枠体を洗浄する洗浄装置であって、
上記枠体を少なくとも１つ収容できる密閉可能な筐体と、
上記筐体内にエッチングガスを供給するガス供給部と、
上記筐体内のガスを排気する排気部と、
上記筐体に収容された上記枠体の開口部を貫通可能に配設された貫通部材とを備えていることを特徴とする洗浄装置。
【請求項２】
上記貫通部材には、上記枠体を加熱できる加熱部が配されていることを特徴とする、請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項３】
上記筐体の壁面に上記枠体を加熱できる加熱部が配されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の洗浄装置。
【請求項４】
上記筐体の一の壁面に上記ガス供給部が設けられており、他の壁面に上記排気部が設けられていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の洗浄装置。
【請求項５】
上記貫通部材に上記ガス供給部が設けられており、上記筐体の壁面に上記排気部が設けられていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の洗浄装置。
【請求項６】
上記筐体の壁面に上記ガス供給部が設けられており、上記貫通部材に上記排気部が設けられていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の洗浄装置。
【請求項７】
上記枠体が複数の開口部を備え、上記開口部のそれぞれを貫通可能に配設された複数の上記貫通部材を備えることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の洗浄装置。
【請求項８】
上記枠体を複数設置でき、かつ、上記貫通部材を上記開口部に貫通させつつ複数の上記枠体を移動させて上記筐体内に収容することができる搬送部を備えることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載の洗浄装置。
【請求項９】
上記枠体を上記筐体内に搬入または上記筐体内から搬出するための開口部を開閉する開閉部を備え、
上記搬送部と上記開閉部とが一体となっており、上記枠体を上記筐体内に収容すると共に上記開閉部が閉じて上記筐体が密閉されることを特徴とする、請求項８に記載の洗浄装置。
【請求項１０】
上記筐体内に設けられ、上記枠体を複数設置できる保持部と、
上記保持部に設置された複数の枠体の開口部を貫通させつつ上記貫通部材を移動させることができる移動部とを備えることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載の洗浄装置。
【請求項１１】
上記枠体を上記筐体内に搬入または上記筐体内から搬出するための開口部を開閉する開閉部を備え、
上記貫通部材が上記筐体内の一の壁面に一の端部で固定されており、
上記開閉部の開時には上記枠体の開口部を貫通できるように上記貫通部材の他の端部が開放され、
上記開閉部の閉時には上記他の端部が上記筐体の他の壁面に当接され、
上記他の壁面における上記他の端部の当接箇所に、当該他の端部が係合できる係合部を備えることを特徴とする、請求項８から１０のいずれか１項に記載の洗浄装置。
【請求項１２】
上記筐体に収容できる上記枠体の最大数が、成膜装置の成膜室内に収容できる枠体の最大数の倍数であることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか１項に記載の洗浄装置。
【請求項１３】
開口部が設けられ該開口部から半導体膜が成膜されるように基板を支持する枠体を洗浄する洗浄方法であって、
上記枠体を少なくとも１つ収容できる密閉された筐体の内部において、上記開口部を貫通可能に配設された貫通部材が当該開口部を貫通した状態となるように上記枠体を当該筐体の内部に収容する収容工程と、
上記筐体の内部にエッチングガスを導入し、上記枠体をエッチングするエッチング工程とを含むことを特徴とする洗浄方法。
【請求項１４】
基板の被成膜面を露出させる開口部を有する枠体の上記開口部から半導体薄膜を成膜する基板面を露出させるように、上記基板を上記枠体に取り付けた状態で、当該基板上に半導体薄膜を形成する薄膜形成工程と、
上記薄膜形成工程を、同一の枠体を用いて所定の回数繰り返すごとに請求項１３に記載の洗浄方法により当該枠体を洗浄する洗浄工程とを含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項１５】
基板の被成膜面を露出させる開口部を有する枠体の上記開口部から半導体薄膜を成膜する基板面を露出させるように、上記基板を上記枠体に取り付けた状態で、当該基板上に半導体薄膜を形成する薄膜形成装置と、
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の洗浄装置とを含むことを特徴とする太陽電池製造システム。
【請求項１】
開口部が設けられ該開口部から半導体膜が成膜されるように基板を支持する枠体を洗浄する洗浄装置であって、
上記枠体を少なくとも１つ収容できる密閉可能な筐体と、
上記筐体内にエッチングガスを供給するガス供給部と、
上記筐体内のガスを排気する排気部と、
上記筐体に収容された上記枠体の開口部を貫通可能に配設された貫通部材とを備えていることを特徴とする洗浄装置。
【請求項２】
上記貫通部材には、上記枠体を加熱できる加熱部が配されていることを特徴とする、請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項３】
上記筐体の壁面に上記枠体を加熱できる加熱部が配されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の洗浄装置。
【請求項４】
上記筐体の一の壁面に上記ガス供給部が設けられており、他の壁面に上記排気部が設けられていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の洗浄装置。
【請求項５】
上記貫通部材に上記ガス供給部が設けられており、上記筐体の壁面に上記排気部が設けられていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の洗浄装置。
【請求項６】
上記筐体の壁面に上記ガス供給部が設けられており、上記貫通部材に上記排気部が設けられていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の洗浄装置。
【請求項７】
上記枠体が複数の開口部を備え、上記開口部のそれぞれを貫通可能に配設された複数の上記貫通部材を備えることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の洗浄装置。
【請求項８】
上記枠体を複数設置でき、かつ、上記貫通部材を上記開口部に貫通させつつ複数の上記枠体を移動させて上記筐体内に収容することができる搬送部を備えることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載の洗浄装置。
【請求項９】
上記枠体を上記筐体内に搬入または上記筐体内から搬出するための開口部を開閉する開閉部を備え、
上記搬送部と上記開閉部とが一体となっており、上記枠体を上記筐体内に収容すると共に上記開閉部が閉じて上記筐体が密閉されることを特徴とする、請求項８に記載の洗浄装置。
【請求項１０】
上記筐体内に設けられ、上記枠体を複数設置できる保持部と、
上記保持部に設置された複数の枠体の開口部を貫通させつつ上記貫通部材を移動させることができる移動部とを備えることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載の洗浄装置。
【請求項１１】
上記枠体を上記筐体内に搬入または上記筐体内から搬出するための開口部を開閉する開閉部を備え、
上記貫通部材が上記筐体内の一の壁面に一の端部で固定されており、
上記開閉部の開時には上記枠体の開口部を貫通できるように上記貫通部材の他の端部が開放され、
上記開閉部の閉時には上記他の端部が上記筐体の他の壁面に当接され、
上記他の壁面における上記他の端部の当接箇所に、当該他の端部が係合できる係合部を備えることを特徴とする、請求項８から１０のいずれか１項に記載の洗浄装置。
【請求項１２】
上記筐体に収容できる上記枠体の最大数が、成膜装置の成膜室内に収容できる枠体の最大数の倍数であることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか１項に記載の洗浄装置。
【請求項１３】
開口部が設けられ該開口部から半導体膜が成膜されるように基板を支持する枠体を洗浄する洗浄方法であって、
上記枠体を少なくとも１つ収容できる密閉された筐体の内部において、上記開口部を貫通可能に配設された貫通部材が当該開口部を貫通した状態となるように上記枠体を当該筐体の内部に収容する収容工程と、
上記筐体の内部にエッチングガスを導入し、上記枠体をエッチングするエッチング工程とを含むことを特徴とする洗浄方法。
【請求項１４】
基板の被成膜面を露出させる開口部を有する枠体の上記開口部から半導体薄膜を成膜する基板面を露出させるように、上記基板を上記枠体に取り付けた状態で、当該基板上に半導体薄膜を形成する薄膜形成工程と、
上記薄膜形成工程を、同一の枠体を用いて所定の回数繰り返すごとに請求項１３に記載の洗浄方法により当該枠体を洗浄する洗浄工程とを含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項１５】
基板の被成膜面を露出させる開口部を有する枠体の上記開口部から半導体薄膜を成膜する基板面を露出させるように、上記基板を上記枠体に取り付けた状態で、当該基板上に半導体薄膜を形成する薄膜形成装置と、
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の洗浄装置とを含むことを特徴とする太陽電池製造システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−２２８４０４（Ｐ２０１１−２２８４０４Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９５２９０（Ｐ２０１０−９５２９０）
【出願日】平成２２年４月１６日（２０１０．４．１６）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１６日（２０１０．４．１６）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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