基板処理装置、基板処理方法、及び太陽電池の製造方法
【課題】ガラス基板の表面における縁部を除く領域に凹凸形状を形成する。
【解決手段】基板の処理面の周縁部を選択的に覆うように配され、前記真空容器における前記ガス供給部側の内壁から前記基板ステージに向かって延在している延在部１２０と、前記基板の処理時において、前記ガス供給部と前記延在部と前記基板の処理面とで囲まれた第１の空間１０１と前記第１の空間より外側の第２の空間１０２とが互いに分離されるように前記基板の処理面の周縁部と前記延在部との距離を近づけ、前記基板の交換時において、前記基板の処理面の周縁部と前記延在部との距離を遠ざける距離調整機構２０と、第１の排気装置に接続されており、前記基板の処理時において、前記第１の空間を減圧する第１の排気口１２と、第２の排気装置に接続されており、前記基板の処理時において、前記第２の空間を減圧する第２の排気口１４０とを備える。
【解決手段】基板の処理面の周縁部を選択的に覆うように配され、前記真空容器における前記ガス供給部側の内壁から前記基板ステージに向かって延在している延在部１２０と、前記基板の処理時において、前記ガス供給部と前記延在部と前記基板の処理面とで囲まれた第１の空間１０１と前記第１の空間より外側の第２の空間１０２とが互いに分離されるように前記基板の処理面の周縁部と前記延在部との距離を近づけ、前記基板の交換時において、前記基板の処理面の周縁部と前記延在部との距離を遠ざける距離調整機構２０と、第１の排気装置に接続されており、前記基板の処理時において、前記第１の空間を減圧する第１の排気口１２と、第２の排気装置に接続されており、前記基板の処理時において、前記第２の空間を減圧する第２の排気口１４０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置、基板処理方法、及び太陽電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電は、化石燃料による火力発電の代替エネルギーとして期待されており、太陽光発電システムの生産量は年々増加している。このために、シリコン基板を原材料に用いるバルク型太陽電池ではシリコンウエハが不足するという事態が発生し、シリコン基板の価格高騰により製造コストの増大が懸念されている。このため、ガラス基板上にシリコン膜を形成する薄膜シリコン太陽電池が注目されている。
【０００３】
ガラス基板を用いた薄膜シリコン太陽電池では、ガラス基板を介して入射した太陽光を効率的に発電に利用するための方法として、ガラス基板上に形成した透明導電膜の表面にテクスチャと呼ばれる凹凸形状を形成して入射光を散乱させ、発電層内での光路長を長くすることで高い発電電流を得る方法がある。
【０００４】
また、薄膜シリコン太陽電池の入射光を散乱させる他の方法として、ガラス基板の表面に凹凸形状を形成する方法もある。ガラス基板表面への凹凸形状の形成方法としては、フッ酸水溶液中にガラス基板を浸してウェットエッチングする方法、サンドブラストを用いる方法（特許文献１参照）がある。ウェットエッチングやサンドブラスト法を用いた場合には、ガラス基板表面の凹凸形状の形状制御が困難であり、この上に太陽電池を作製した場合、安定した太陽電池特性を得にくいという問題点がある。
【０００５】
一方、ＨＦガスを用いた気相エッチング装置として、半導体デバイス用の気相エッチング装置が知られている。
【０００６】
特許文献２には、半導体製造装置において、処理チャンバー内で、ウエハ基板が載置されるテーブル部の上方に、テーブル部より大きい径の円筒状に形成されたカバー部を配設することが記載されている。具体的には、テーブル部にウエハ基板を載置した後に、テーブル部を上昇させてテーブル部とカバー部との間に密閉空間を形成し、この密閉空間内へ供給口からＨＦガスの供給を行うとともに排出口から密閉空間内の雰囲気を排気する。そして、密閉空間内へのＨＦガスの供給が終了したら、供給口及び排出口をいずれも閉状態にし、テーブル部の回転により密閉空間内でＨＦガスを撹拌させながらウエハ基板に対するエッチング処理を行う。これにより、特許文献２によれば、必要最小限のＨＦガスを供給してウエハ基板の表面全体に均一にエッチング処理を行い、ウエハ基板の自然酸化膜を除去することができるとされている。
【０００７】
特許文献３には、ドライエッチング装置において、薄膜半導体層及び絶縁層からなる多層構造が形成されたガラス基板を試料台に固定する際にガラス基板の裏面と試料台の上面との間に間隙を有するようにピンにて固定し、ガスシャワーからガラス基板の表面に向けてエッチングガスを噴出すると同時に、試料台上の噴射孔からガラス基板の裏面に向けて不活性ガスを噴出することが記載されている。これにより、特許文献３によれば、エッチングガスがガラス基板の裏面に回り込むことを防止するとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−１９９７４５号公報
【特許文献２】特開２００５−１４２４６１号公報
【特許文献３】特開平５−３１５３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献２に記載の技術は、いずれも、基板上の酸化膜をエッチングすることが前提となっている。
【００１０】
一方、特許文献２に記載の技術を用いて、基板そのものの表面に凹凸形状を形成するためのエッチング処理を行うことは困難である。すなわち、特許文献２及び特許文献３に記載の装置を用いて薄膜シリコン太陽電池用のガラス基板をエッチングして基板表面に凹凸形状の形成を行なった場合、ガラス基板の表面全体にわたって凹凸形状が形成される。そのため、モジュール化した場合に周縁部にも凹凸形状があるため、モジュール端面の封止部から水分が進入することがある。また、フレーム嵌合時など周縁部に応力がかかる場合に割れが生じることがある。これにより、特許文献２及び特許文献３に記載の装置を用いてガラス基板をエッチングした場合、モジュールの信頼性を著しく低下させる可能性がある。
【００１１】
また、特許文献２に記載の装置を用いた場合、テーブル部の回転によりＨＦガスを撹拌させるので、その遠心力によりガラス基板の端面に近づくに従ってＨＦガスの濃度が濃くなりやすく、ガラス基板の表面における中心付近に比べて端面近傍の周縁部で顕著な凹凸形状ができやすい。
【００１２】
また、特許文献３に記載の装置を用いた場合、ガスシャワーの噴射孔がガラス基板の端面近くまで設けられているのに対して、試料台上の噴射孔がガラス基板の端面より内側に設けられているので、ＨＦガスがガラス基板の表面における端面近傍の周縁部に到達しやすく、ガラス基板の表面における端面近傍の周縁部に顕著な凹凸形状ができやすい。
【００１３】
ガラス基板の表面における端面近傍の周縁部に顕著な凹凸形状が形成された場合、ガラス基板の強度が下がり、耐衝撃性が著しく低下する可能性がある。また、ガラス基板に限らずシリコン基板など他の基板でも反応性ガスで基板の端面近傍の周縁部がエッチングされたり、基板の端面近傍の周縁部に膜が付着したりすることで不具合が生じることがある。たとえば、シリコン基板の表面には周縁部に面取りされたべベル部があるが、この部分に付着した膜がエッチング工程で剥離して歩留まりを低下させることが知られている。
【００１４】
さらに、特許文献３に記載の装置を用いた場合、ガスシャワーの噴射孔がガラス基板の端面近くまで設けられているのに対して、試料台上の噴射孔がガラス基板の端面より内側に設けられているので、ＨＦガスがガラス基板の端面や裏面に回り込む可能性があり、ガラス基板の端面や裏面にまで顕著な凹凸形状が形成される可能性がある。
【００１５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、基板の裏面、端面、及び基板の表面内の周縁部がガスにさらされることを抑制でき、基板の表面における周縁部を除く処理面をガスで処理できる基板処理装置、基板処理方法、及び太陽電池の製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の１つの側面にかかる基板処理装置は、真空容器と、前記真空容器内に配され、基板が載置される基板ステージと、前記基板ステージに対向する位置から前記基板を処理するガスを供給するガス供給部と、前記基板の処理面に垂直な方向から透視した場合に前記基板の処理面の周縁部を選択的に覆うように配され、前記真空容器における前記ガス供給部側の内壁から前記基板ステージに向かって延在している延在部と、前記基板の処理時において、前記ガス供給部と前記延在部と前記基板の処理面とで囲まれた第１の空間と前記第１の空間より外側の第２の空間とが互いに分離されるように前記基板の処理面の周縁部と前記延在部との距離を近づけ、前記基板の交換時において、前記基板の処理面の周縁部と前記延在部との距離を遠ざける距離調整機構と、第１の排気装置に接続されており、前記基板の処理時において、前記第１の空間を減圧する第１の排気口と、第２の排気装置に接続されており、前記基板の処理時において、前記第２の空間を減圧する第２の排気口とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、延在部を基板の表面における周縁部に近づけて基板の処理面が面する第１の空間と第１の空間より外側の第２の空間とが互いに分離された状態で基板の処理面にガスを供給するので、基板の裏面、端面、及び基板の表面内の周縁部がガスにさらされることを抑制することができ、基板の表面における周縁部を除く処理面をガスで処理できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、実施の形態１に係る気相エッチング装置を説明するための断面模式図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係る気相エッチング装置を用いた処理方法を説明するための断面模式図である。
【図３】図３は、実施の形態１に係る気相エッチング装置を用いた処理方法を説明するためのフロー図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係る気相エッチング装置を用いてガラス基板表面に凹凸形状を形成した薄膜シリコン太陽電池及び太陽電池モジュールの構造を説明するための断面模式図である。
【図５】図５は、実施の形態１に係る気相エッチング装置を用いてシリコン基板表面のシリコン酸化膜をエッチングした場合の構造を説明するための断面模式図である。
【図６】図６は、実施の形態１に係る気相エッチング装置を説明するための断面模式図である。
【図７】図７は、実施の形態２に係る気相エッチング装置を説明するための断面模式図である。
【図８】図８は、実施の形態２に係る気相エッチング装置を用いた処理方法を説明するためのフロー図である
【図９】図９は、実施の形態３に係る気相エッチング装置を説明するための断面模式図及び制御系模式図である。
【図１０】図１０は、実施の形態３に係る気相エッチング装置を用いた処理方法を説明するためのフロー図である。
【図１１】図１１は、実施の形態４に係る気相エッチング処理方法を説明するための上面図及び断面図である。
【図１２】図１２は、実施の形態５に係る気相エッチング装置を用いた処理方法を説明するためのフロー図である。
【図１３】図１３は、実施の形態６に係る気相エッチング装置を説明するための断面模式図である。
【図１４】図１４は、実施の形態６に係る気相エッチング装置を用いた処理方法を説明するためのフロー図である。
【図１５】図１５は、透明導電膜表面に凹凸形状を形成した薄膜シリコン太陽電池の構造を説明するための断面模式図である。
【図１６】図１６は、ガラス基板表面に凹凸形状を形成した薄膜シリコン太陽電池の構造を説明するための断面模式図である。
【図１７】図１７は、基本の形態に係る気相エッチング装置を説明するための断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明にかかる基板処理装置として気相エッチング装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２０】
実施の形態１．
実施の形態１にかかる気相エッチング装置１００で形成すべき薄膜シリコン太陽電池の基本構成について説明する。
【００２１】
ガラス基板を用いた薄膜シリコン太陽電池では、ガラス基板を介して入射した太陽光を効率的に発電に利用するための方法として、ガラス基板上に形成した透明導電膜の表面にテクスチャと呼ばれる凹凸形状を形成して入射光を散乱させ、発電層内での光路長を長くすることで高い発電電流を得る方法がある。
【００２２】
薄膜シリコン太陽電池の一例として、図１５にアモルファスシリコンを発電層に用いたアモルファスシリコン太陽電池１の断面模式図を示す。ガラス基板２上には、表面に凹凸形状３ａを有する第１の透明導電膜３が形成され、この上に、Ｐ型アモルファスシリコン膜４、発電層であるＩ型アモルファスシリコン膜５およびＮ型アモルファスシリコン膜６から成るアモルファスシリコンセル７が形成される。アモルファスシリコンセル７の上には、第２の透明導電膜８および金属電極膜９が形成されている。すなわち、ガラス基板２上には、第１の透明導電膜３、アモルファスシリコンセル７、第２の透明導電膜８および金属電極膜９を含む太陽電池素子ＳＣＥが形成される。
【００２３】
薄膜シリコン太陽電池では、ガラス基板を介して入射した太陽光を効率的に発電に利用するため、ガラス基板２上に形成した第１の透明導電膜３の表面にテクスチャと呼ばれる凹凸形状３ａを形成して入射光を散乱させ、発電層（Ｉ型アモルファスシリコン膜５）内での光路長を長くすることができ、これにより高い発電電流を得ることができる。
【００２４】
凹凸形状を形成する第１の透明導電膜３の材料としては、一般的には、酸化スズ（ＳｎＯ２）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの金属酸化物材料が用いられる。これらの膜を熱ＣＶＤにより数１００ｎｍ〜１０００ｎｍ程度形成することで、結晶粒の成長過程において膜表面に凹凸形状を形成する方法がある。また、これらの膜を製膜した後、塩酸水溶液などの酸薬液に浸して膜表面をウェットエッチングして凹凸形状を形成する方法などがある。
【００２５】
また、薄膜シリコン太陽電池の入射光を散乱させる他の方法として、ガラス基板の表面に凹凸形状を形成する方法もある。図１６に示すアモルファスシリコン太陽電池１ｉでは、ガラス基板２ｉの表面に予め凹凸形状２ａｉを形成し、このガラス基板２ｉの上に第１の透明導電膜３ｉ、Ｐ型アモルファスシリコン膜４、Ｉ型アモルファスシリコン膜５、Ｎ型アモルファスシリコン膜６、第２の透明導電膜８および金属電極膜９を形成する。すなわち、ガラス基板２ｉ上には、第１の透明導電膜３ｉ、アモルファスシリコンセル７、第２の透明導電膜８および金属電極膜９を含む太陽電池素子ＳＣＥｉが形成される。この構造では、ガラス基板２ｉの表面の凹凸形状２ａｉに対応した凹凸形状３ａｉが第１の透明導電膜３ｉの表面に形成されるので、図１５に示す構造と同様に、光散乱効果により発電層（Ｉ型アモルファスシリコン膜５）内での光路長を伸ばすことが可能である。
【００２６】
ガラス基板表面への凹凸形状の形成方法としては、フッ酸水溶液中にガラス基板を浸してウェットエッチングする方法、サンドブラストを用いる方法やＨＦガス（フッ化水素ガス）を真空中でガラス表面に接触させて気相エッチングする方法がある。
【００２７】
ウェットエッチングやサンドブラスト法を用いた場合には、ガラス基板表面の凹凸形状の形状制御が困難であり、この上に太陽電池を作製した場合、安定した太陽電池特性を得にくいという問題点がある。そこで、安定した太陽電池特性を有した薄膜シリコン太陽電池を製造するための装置として気相エッチング装置が期待される。
【００２８】
次に、実施の形態１にかかる気相エッチング装置に対する基本の形態について説明する。
【００２９】
ＨＦガスを用いた気相エッチング装置としては、シリコン基板上に作製する半導体デバイス用の気相エッチング装置が知られている。図１７に、基本の形態にかかる気相エッチング装置１０の断面模式図を示す。
【００３０】
気相エッチング装置１０は、真空容器１１、基板ステージ１５、排気通路（第２の排気口）１２、プロセスガス供給機構１９、及びシャワーヘッド（ガス供給部）１４を備える。
【００３１】
真空容器１１は、気相エッチング装置１０の外壁を形成するとともに、真空排気可能な空間として反応室ＣＨを形成する。
【００３２】
基板ステージ１５は、真空容器１１内（すなわち、反応室ＣＨ内）に配されている。基板ステージ１５上には、シリコン酸化膜１７が表面に形成されたシリコン基板１６が載置される。
【００３３】
排気通路１２は、真空容器１１を貫通する。真空容器１１内は、排気通路１２を介して真空ポンプ（図示しない）により真空排気される。排気通路１２には、図示しない圧力調整バルブと真空ポンプが接続され、真空容器１１内の圧力を所望の圧力に調整できる。
【００３４】
プロセスガス供給機構１９は、シャワーヘッド１４を介して真空容器１１内のシリコン酸化膜１７へ向けてプロセスガスを供給する。プロセスガス供給機構１９は、ＨＦガス供給配管２２、Ｈ２Ｏガス供給配管２３、及び流量制御装置１３を有する。
【００３５】
流量制御装置１３は、シリコン酸化膜１７へ向けて供給すべきプロセスガスの流量を調整する。例えば、流量制御装置１３ａは、ＨＦガス供給源（図示せず）からＨＦガス供給配管２２を介して供給されたＨＦガスの流量を調整し、流量調整されたＨＦガスをシャワーヘッド１４へ供給する。例えば、流量制御装置１３ｂは、Ｈ２Ｏガス供給源（図示せず）からＨ２Ｏガス供給配管２３を介して供給されたＨ２Ｏ（水蒸気）ガスの流量を調整し、流量調整されたＨ２Ｏ（水蒸気）ガスをシャワーヘッド１４へ供給する。
【００３６】
シャワーヘッド１４は、少なくとも一部が真空容器１１内（すなわち、反応室ＣＨ内）に配され、真空容器１１内のシリコン基板１６へプロセスガスを供給する。例えば、シャワーヘッド１４は、一部が気相エッチング装置１０の上壁を形成し、他の一部が真空容器１１内で基板ステージ１５と対向していてもよい。すなわち、シャワーヘッド１４は、基板ステージ１５に対向する対向面１４ａを有する。また、シャワーヘッド１４は、流量制御装置１３ａ、１３ｂからプロセスガス（ＨＦガス、Ｈ２Ｏ（水蒸気）ガス）が導入される導入室１４ｂを有する。対向面１４ａには、導入室１４ｂと反応室ＣＨとを連通する複数のガス供給口２１が形成されている。複数のガス供給口２１は、例えば、プロセスガスをシリコン基板１６へ均一に導入するように、対向面１４ａにおけるシリコン基板１６に対応した領域に略一様に配されている。
【００３７】
これにより、導入室１４ｂへ導入されたプロセスガス（ＨＦガス、Ｈ２Ｏ（水蒸気）ガス）が複数のガス供給口２１を介してシリコン基板１６へ供給され、シリコン基板１６の表面の形成されたシリコン酸化膜１７がエッチング除去される。
【００３８】
基本の形態にかかる気相エッチング装置１０は、シリコン基板１６上の所定の膜（例えば、シリコン酸化膜１７）をＨＦエッチングすることが前提となっている。
【００３９】
一方、基本の形態にかかる気相エッチング装置１０を用いて、ガラス基板２ｉの表面に凹凸形状を形成するためのエッチングを行うことは困難である。すなわち、基本の形態にかかる気相エッチング装置１０は、シリコン基板１６表面に形成された所定の膜（例えば、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜）をエッチングするための装置であり、基本の形態にかかる気相エッチング装置１０を用いて薄膜シリコン太陽電池用のガラス基板２ｉをエッチングして基板表面に凹凸形状２ａｉの形成を行なった場合、図１６に示すように、ガラス基板２ｉの表面全体と端面及び裏面の一部にわたって凹凸形状２ａｉが形成される。そのため、本来であれば、ガラス基板２ｉに入射する光が散乱されてしまい、局所的に太陽電池特性が劣化してしまうことがある。また、モジュール化した場合に周縁部にも凹凸形状２ａｉがあるため、モジュール端面の封止部から水分が進入することがある。また、フレーム嵌合時など周縁部に応力がかかる場合に割れが生じることがある。これにより、基本の形態にかかる気相エッチング装置１０を用いてガラス基板２ｉをエッチングした場合、モジュールの性能及び信頼性を著しく低下させる可能性がある。
【００４０】
次に、実施の形態１にかかる気相エッチング装置１００の構成について図１を用いて説明する。図１は、気相エッチング装置１００の構成を示す断面模式図である。以下では、基本の形態にかかる気相エッチング装置１０（図１７参照）と異なる部分を中心に説明する。
【００４１】
気相エッチング装置１００は、真空容器１１と連結された真空容器１１１を有する。真空容器１１１は、真空容器１１の壁に設けられた開口部を介して、連結されており、開口部にはゲートバルブ１１２が設けられている。真空容器１１１内には、処理すべき基板を載置し、真空容器１１１から真空容器１１に搬送するための基板搬送機構１１３と、排気通路１１０が設けられている。また、真空容器１１１は、図示しない基板を挿入するためのゲートバルブを設けた開口部を有する。
【００４２】
また、気相エッチング装置１００は、基板ステージ１１５、上下機構（距離調整機構）２０、シャワーヘッド１１４、延在部１２０、排気通路（第２の排気口）１４０、及び基板搬送機構（基板交換機構）１１３を備える。
【００４３】
基板ステージ１１５は、表面が第１の空間ＳＰ１０１を向き、側面が第２の空間ＳＰ１０２を向いている。第１の空間ＳＰ１０１及び第２の空間ＳＰ１０２は、反応室ＣＨ１００に含まれている。
【００４４】
基板ステージ１１５上には、ガラス基板２ｊが載置される。基板ステージ１１５は、例えば加熱機構（図示せず）を有し、載置されたガラス基板２ｊを加熱する。
【００４５】
上下機構２０は、基板ステージ１１５の下方に設けられており、基板ステージ１１５全体を上下させることができる。例えば、上下機構２０は、ガラス基板２ｊの処理時において、シャワーヘッド１１４に近づくように基板ステージ１１５を上昇させ、ガラス基板２ｊの交換時において、シャワーヘッド１１４から遠ざかるように基板ステージ１１５を下降させる。
【００４６】
シャワーヘッド１１４は、対向面１１４ａ及び延在部１２０を有する。対向面１１４ａは、シャワーヘッド１１４における基板ステージ１１５に対向する面である。対向面１１４ａには、導入室１１４ｂと第１の空間ＳＰ１０１とを連通する複数のガス供給口１２１が形成されている。複数のガス供給口１２１は、例えば、プロセスガスをガラス基板２ｊへ均一に導入するように、対向面１１４ａにおけるガラス基板２ｊに対応した領域に略一様に配されている。
【００４７】
延在部１２０は、シャワーヘッド１１４における対向面１１４ａの縁部１１４ａ１（すなわち、真空容器１１におけるシャワーヘッド１１４側の内壁）から基板ステージ１１５に向かってガラス基板２ｊを囲むように延在している。すなわち、延在部１２０は、ガラス基板２ｊの表面に垂直な方向から透視した場合にガラス基板２ｊの表面における周縁部を選択的に覆うように配されている。延在部１２０は、ガラス基板２ｊに対応した形状を有しており、ガラス基板２ｊが略長方形である場合、略角筒形状を有している。
【００４８】
シール部材１３０は、ガラス基板２ｊの表面における周縁部に密着するように、延在部１２０の先端面（すなわち基板ステージ１１５と対向する面）に設けられている。すなわち、シール部材１３０は、ガラス基板２ｊと対向する面として連続面１３０ａを有している。シール部材１３０の材料は、ＨＦに耐性があり、かつ、高温でも劣化しないものが好ましい。また、基板ステージ１１５が上昇し、ガラス基板２ｊの表面における周縁部とシール部材１３０とを密着させるため、シール部材１３０の材料は、弾性に優れた材料が好ましく、テフロン（登録商標）やポリプロピレンやブチルゴムなどの樹脂材料やゴム材料が好ましい。
【００４９】
排気通路１４０は、延在部１２０を貫通しさらに真空容器１１も貫通して真空容器１１の外部まで延びている。排気通路１４０は、排気通路１２とは別系統の排気通路であり、延在部１２０及び真空容器１１を貫通している。これにより、排気通路１４０は、第２の空間ＳＰ１０２を経由せずに第１の空間ＳＰ１０１と真空容器１１外とを連通している。排気通路１４０には図示しない圧力調整機構（第２の圧力調整機構）と真空ポンプ（第２の排気装置）とが接続され、ガラス基板２ｊの処理時において、シャワーヘッド１１４と延在部１２０とシール部材１３０とガラス基板２ｊとで囲まれた第１の空間ＳＰ１０１を所望の圧力に調整できる。
【００５０】
なお、排気通路１２には、図示しない圧力調整機構（第１の圧力調整機構）と真空ポンプ（第１の排気装置）とが接続され、ガラス基板２ｊの処理時において、第１の空間ＳＰ１０１より外側の第２の空間ＳＰ１０２を所望の圧力に調整できる。
【００５１】
基板搬送機構１１３は、ガラス基板２ｊの交換時において、上下機構２０によりガラス基板２ｊの表面の周縁部と延在部１２０との距離が遠ざけられた状態で、真空容器１１における基板ステージ１１５側方の内壁に設けられた開口部を介して基板ステージ１１５上のガラス基板２ｊを交換する。
【００５２】
次に、図２及び図３を用いて、気相エッチング装置１００の動作及びガラス基板２ｊの表面に凹凸形状を形成する処理手順について説明する。
【００５３】
まず、真空容器１１１を大気開放し、ガラス基板２ｊを基板搬送機構１１３に設置し、真空容器１１内を真空排気する（Ｓ１．１）。真空容器１１１の真空排気完了後、ゲートバルブ１１２を開きガラス基板２ｊを真空容器１１へ基板搬送機構１１３により搬送する（Ｓ１．２）。その後、基板ステージ１１５にガラス基板２ｊを載置する（Ｓ１．３）。基板搬送機構１１３が真空容器１１１に戻り、ゲートバルブ１１２を閉じた後、基板ステージ１１５が上下機構２０により延在部１２０の対向面とガラス基板２ｊとが近づくように上昇する（Ｓ１．４）。このとき、延在部１２０の対向面に設けられたシール部材１３０はガラス基板２ｊの表面における周縁部と密着する。次に、シャワーヘッド１１４からＨＦガスを含むプロセスガスを供給し（Ｓ１．５）、シャワーヘッド１１４とシール部材１３０とガラス基板２ｊとで囲まれた第１の空間ＳＰ１０１の圧力を所定の圧力に調整する（Ｓ１．６）。
【００５４】
この際、ＨＦガスがガラス基板２ｊに吸着することで、ガラス基板２ｊの表面における周縁部を除く領域（処理面）がエッチングされて凹凸形状２ａｊ（図４（ａ）参照）が形成される。このとき、ガラス基板２ｊの表面における周縁部は、平坦形状２ｂｊ（図４（ａ）参照）に維持される。
【００５５】
また、排気通路１４０を介して、反応生成物や未反応ガスが排気される。
【００５６】
そして、エッチング処理を所定の時間行った後（Ｓ１．７）、ＨＦガスを含むプロセスガスの供給を停止してエッチングを終了する（Ｓ１．８）。真空容器１１内（すなわち、第１の空間ＳＰ１０１内）の残留ガスや反応生成物を真空排気した後（Ｓ１．９）、延在部１２０及びシール部材１３０をガラス基板２ｊから離し（Ｓ１．１０）、表面に凹凸形状２ａｊの形成されたガラス基板２ｊを取り出す（Ｓ１．１１）。前述の通り、少なくとも、ＨＦガスを含むプロセスガスを真空容器１１内に供給している期間、延在部１２０の先端面に設けたシール部材１３０とガラス基板２ｊの表面における周縁部とを接触（密着）させ、第１の空間ＳＰ１０１と第２の空間ＳＰ１０２とに分離する。
【００５７】
以上のように、実施の形態１では、気相エッチング装置１００において、延在部１２０が、ガラス基板２ｊの表面に垂直な方向から透視した場合にガラス基板２ｊの表面の周縁部を選択的に覆うように配され、対向面１１４ａの縁部１１４ａ１（真空容器１１におけるシャワーヘッド１１４側の内壁）から基板ステージ１１５に向かって延在している。シール部材１３０が、延在部１２０の先端面に設けられ、ガラス基板２ｊの表面と対向する面として連続面１３０ａを有する。これにより、少なくともＨＦガスを真空容器１１内に供給する期間において、シール部材１３０をガラス基板２ｊの表面における周縁部に密着させることができ、ガラス基板２ｊの表面における周縁部へのＨＦガスの供給を抑制することができる。すなわち、延在部１２０をガラス基板２ｊの表面における周縁部に近づけてガラス基板２ｊの処理面が面する第１の空間ＳＰ１０１と第１の空間ＳＰ１０１より外側の第２の空間ＳＰ１０２とが互いに分離された状態でガラス基板２ｊの処理面にガスを供給するので、ガラス基板２ｊの裏面、端面、及び基板の表面内の周縁部がガスにさらされることを抑制することができ、ガラス基板２ｊの表面における周縁部を除く処理面をガスで処理できる。これにより、ガラス基板２ｊの表面における周縁部への凹凸形状の形成を抑制することができ、ガラス基板２ｊの端面、裏面への凹凸形状の形成を抑制することができ、ガラス基板２ｊの表面における周縁部を除く領域に凹凸形状を形成できる（図４（ａ）参照）。
【００５８】
なお、残留ガスや反応生成物を真空排気した後（Ｓ１．９）、Ｓ１．５からＳ１．９の操作を繰り返し行っても良い。そうすることで、反応性生物が除去され、エッチレートを大きくすることが可能となる。また、繰り返し回数を変えることにより、凹凸の大きさを変えることができるため、所望の大きさの凹凸を得られるという効果も奏する。
【００５９】
次に、実施の形態１の基板処理装置を用いて作製した太陽電池モジュールについて、図４を用いて説明する。ガラス基板２ｊを実施の形態１の基板処理装置を用いてエッチングすると、表面における周縁部に平坦形状２ｂｊを有するガラス基板２ｊとなる。また、側面、裏面においても凹凸が形成されることはなく、側面、裏面もそれぞれ平坦形状を有する。そのガラス基板上にスパッタなどを用いて第１の透明電極３ｊを形成する。第１の透明導電膜３ｊも、表面における周縁部の内側に凹凸形状２ａｊに対応した凹凸形状３ａｊを有するとともに、表面における周縁部に平坦形状２ｂｊに対応した平坦形状３ｂｊを有する。さらにその上に、ＣＶＤ装置などを用いて、Ｐ型アモルファスシリコン膜４、Ｉ型アモルファスシリコン膜５、Ｎ型アモルファスシリコン膜６を形成し、さらにスパッタ装置などを用いて第２の透明導電膜８および金属電極膜９を形成する。これらの膜も同様に表面における周縁部に平坦形状２ｂｊに対応した平坦形状９ｂｊを有する。以上によりアモルファスシリコン太陽電池１ｊを得ることができる。
【００６０】
アモルファスシリコン太陽電池１ｊのモジュール化について図４（ｂ）を用いて説明する。アモルファスシリコン太陽電池１ｊはレーザースクライブ加工溝により直列接続されており、基板両端の電力取出し領域から外部に電力を取出すリード線が接続されている（図示せず）。アモルファスシリコン太陽電池１ｊとガラスやバックシートからなる保護部材２ｋをＥＶＡやＰＶＢなどの充填材２４を介して貼り付けることで太陽電池モジュール１０ｊとなる。この構造では、周縁部において、平坦形状９ｂｊを介して接するＥＶＡなどの充填材２４との間に隙間ができにくい。これにより、アモルファスシリコン太陽電池１ｊをモジュール化した場合に、モジュール端面の封止部から水分が進入することを抑制できる。また、端面に凹凸が形成されないため、ガラスの強度を維持することができ、モジュールの耐衝撃性を向上できる。さらに、裏面に凹凸が形成されないため、ガラス基板に入射する光が散乱されにくく、局所的な太陽電池特性の劣化を抑制でき、高性能の太陽電池モジュールを得ることが可能となる。なお、ガラス基板２ｊの上に配置する太陽電池素子として上記のような薄膜シリコン系に限らず、化合物系や有機系など他の材料系であってもよく、結晶基板などを用いた素子であってもよい。
【００６１】
また、実施の形態１の基板処理装置を用いたシリコン基板１６上のシリコン酸化膜１７のエッチングについて図５を用いて説明する。シリコン基板１６上のシリコン酸化膜１７を実施の形態１の基板処理装置を用いてエッチングすると、図５のように基板周縁部１６ａとベベル部１６ｂのみシリコン酸化膜１７ａ、１７ｂがエッチングされずに残った形状となる。これにより、エッチング工程中のベベル部１６ｂの膜剥がれを抑制することができ、歩留まり低下を抑制することが可能となる。
【００６２】
また、実施の形態１では、排気通路２４０は、排気通路１２とは別系統の排気通路であり、延在部１２０及び真空容器１１を貫通している。これにより、排気通路２４０は、第２の空間ＳＰ１０２を経由せずに第１の空間ＳＰ１０１と真空容器１１外とを連通している。これにより、第１の空間ＳＰ１０１で発生した残留ガスや反応生成物を第２の空間ＳＰ１０２及び排気通路１２を経由することなく真空容器１１外へ排気することができる。
【００６３】
また、実施の形態１では、気相ＨＦエッチング処理方法において、延在部１２０の先端面に設けられたシール部材１３０をガラス基板２ｊの表面における周縁部に密着させるように、基板ステージ１１５をシャワーヘッド１１４側へ移動させる。これにより、ガラス基板２ｊの表面における周縁部へのＨＦガスの供給を抑制することができると同時に、第１の空間ＳＰ１０１と第２の空間ＳＰ１０２とを分離し、第１の空間ＳＰ１０１からプロセスガスが第２の空間ＳＰ１０２に漏れ出さないようにすることができる。
【００６４】
また、実施の形態１では、シール部材１３０が、耐ＨＦ性、耐熱性、弾性を有する樹脂材料またはゴム材料からなる。これにより、ガラス基板２ｊの表面における周縁部とシール部材１３０とを効果的に密着させることができる。
【００６５】
なお、延在部１２０は、基板ステージ１１５よりも真空容器１１におけるシャワーヘッド１１４側の内壁から、ガラス基板２ｊの処理面を囲むように延びていればよい。すなわち、ガラス基板２ｊの表面に垂直な方向から透視した場合に、ガラス基板２ｊの表面における周縁部を選択的に覆うように配されていればよい。例えば、延在部１２０は、変形例である図６に示すような構成でもよい。延在部１２０は、ガラス基板２ｊを基板ステージ１１５上に搬送する際に妨げとならないようになっていればよい。また、基板ステージ１１５に対向する位置からガラス基板２ｊを処理するガスを供給するガス供給部としてシャワーヘッド１１４を用いたので、基板面内にガスを均一に供給することができるが、これに限らずガス供給配管の開口部を真空容器１１の基板ステージ１１５に対向する位置に設けた構造としてもよい。
【００６６】
また、基板の反りによってシール部材１３０とガラス基板２ｊとの間に隙間ができたり、ガラス基板２ｊが割れるなどして、第１の空間ＳＰ１０１からＨＦなどのプロセスガスが漏れる可能性がある。それに対して、実施の形態１では、第２の空間ＳＰ１０２及び排気通路１２を設けて２重構造としているため、外部へのプロセスガスの漏れを防止することができる。
【００６７】
実施の形態２．
次に、実施の形態２にかかる気相エッチング装置２００について説明する。以下では、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
【００６８】
実施の形態１の装置構成では、第１の空間ＳＰ１０１に供給されたプロセスガスがシール部材１３０をガラス基板２ｊの表面における周縁部に密着させることで、周縁部へのＨＦガスの供給の抑制及び、真空容器１１内の第２の空間ＳＰ１０２へのＨＦガスの供給の抑制を図っているが、ガラスの反りや圧力差によって、僅かではあるが、ＨＦガスがガラス基板２ｊの縁部や第２の空間ＳＰ１０２にもれ、表面の縁部、端面、裏面がエッチングされる可能性がある。
【００６９】
そこで、実施の形態２では、第２の空間ＳＰ１０２に不活性ガスを供給する。
【００７０】
具体的には、図７に示すように、気相エッチング装置２００は、不活性ガス供給機構２２１をさらに備える。不活性ガス供給機構２２１は、例えば、ガラス基板２ｊの処理時において、第２の空間ＳＰ１０２に不活性ガスを供給する。不活性ガスは、例えば、Ｎ２、Ａｒなどのガスを用いることができる。
【００７１】
また、気相エッチング装置２００の動作が、図８に示すように、次の点で実施の形態１と異なる。
【００７２】
実施の形態１と同様にＳ１．１〜Ｓ１．４の処理を行った後に、シャワーヘッド１１４により第１の空間ＳＰ１０１にプロセスガスを供給するとともに、不活性ガス供給機構２２１により第２の空間ＳＰ１０２に不活性ガスを供給する（Ｓ２．５）。その後、実施の形態１と同様にＳ１．６〜Ｓ１．８の処理を行った後に、第１の空間ＳＰ１０１内の残留ガスや反応生成物を真空排気するとともに、第２の空間ＳＰ１０２内の不活性ガスを真空排気する（Ｓ２．９）。その後、実施の形態１と同様にＳ１．１０〜Ｓ１．１１の処理を行う。
【００７３】
このように、実施の形態２では、不活性ガス供給機構２２１が、例えば、ガラス基板２ｊの処理時において、第２の空間ＳＰ１０２に不活性ガスを供給する。これにより、ガラス基板２ｊの処理時において、僅かに第１の空間ＳＰ１０１から第２の空間ＳＰ１０２に漏れ出たプロセスガスを不活性ガス供給部２２１から供給された不活性ガスにより希釈できる。この結果、ガラス基板２ｊの表面における周縁部、端面、裏面への凹凸形状の形成をさらに抑制することができる。
【００７４】
実施の形態３．
次に、実施の形態３にかかる気相エッチング装置３００について説明する。以下では、実施の形態１、２と異なる部分を中心に説明する。
【００７５】
実施の形態１、２の装置構成では、第１の空間ＳＰ１０１に供給されたプロセスガスが、圧力差により第２の空間ＳＰ１０２へ漏れ出る可能性がある。また、圧力差によりガラス基板２ｊが割れてしまう可能性がある。
【００７６】
そこで、実施の形態３では、ガラス基板２ｊの処理時において、第１の空間ＳＰ１０１の圧力が第２の空間ＳＰ１０２の圧力より低くなるように制御する。
【００７７】
具体的には、気相エッチング装置３００は、図９（ａ）に示すように、第１の空間ＳＰ１０１の圧力と第２の空間ＳＰ１０２の圧力とを調整する圧力調整機構３４０をさらに備える。圧力調整機構３４０は、第１の空間ＳＰ１０１の圧力と第２の空間ＳＰ１０２の圧力とをそれぞれ検知して、検知結果に応じて、第１の空間ＳＰ１０１の圧力が第２の空間ＳＰ１０２の圧力より低くなるように、排気通路２４０による第１の空間ＳＰ１０１からの排気量と排気通路２１２による第２の空間ＳＰ１０２からの排気量とをそれぞれ調節する。
【００７８】
さらに具体的には、圧力調整機構３４０は、図９（ｂ）に示すように、圧力計Ｐ１、Ｐ２、制御部３３０、流量制御装置１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、及び調整バルブ２２２ｂ、２４２ｂを有する。圧力計Ｐ１は、例えば、排気通路２４０における調整バルブ２２２ｂと第１の空間ＳＰ１０１との間に設けられ、第１の空間ＳＰ１０１の圧力を検知し、検知結果を制御部３３０へ供給する。圧力計Ｐ２は、例えば、排気通路２１２における調整バルブ２４２ｂと第２の空間ＳＰ１０２との間に設けられ、第２の空間ＳＰ１０２の圧力を検知し、検知結果を制御部３３０へ供給する。
【００７９】
制御部３３０は、圧力の検知結果を圧力計Ｐ１、Ｐ２からそれぞれ受ける。制御部３３０は、圧力計Ｐ１による検知結果と圧力計Ｐ２による検知結果とに応じて、流量制御装置１３ａ、１３ｂ、１３ｃによる制御すべき流量や、調整バルブ２２２ｂ、２４２ｂのそれぞれの制御すべき開度を求める。すなわち、制御部３３０は、第１の空間ＳＰ１０１の圧力が第２の空間ＳＰ１０２の圧力より低くなるように、流量制御装置１３ａ、１３ｂによる第１の空間ＳＰ１０１への目標流量と排気通路２４０による第１の空間ＳＰ１０１からの目標排気量と流量制御装置１３ｃによる第２の空間ＳＰ１０２への目標流量と排気通路２１２による第２の空間ＳＰ１０２からの目標排気量とを求め、各目標値がそれぞれ得られるように、各目標値に応じた制御信号を生成する。制御部３３０は、生成された制御信号を流量制御装置１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、調整バルブ２２２ｂ、２４２ｂへそれぞれ供給する。
【００８０】
流量制御装置１３ａ、１３ｂは、それぞれ、制御部３３０から制御信号を受け、制御信号に従って第１の空間ＳＰ１０１へ供給すべきプロセスガスの流量を調整する。流量制御装置１３ｃは、制御部３３０から制御信号を受け、制御信号に従って第２の空間ＳＰ１０２へ供給すべき不活性ガスの流量を調整する。
【００８１】
調整バルブ２２２ｂは、制御部３３０から制御信号を受け、制御信号に従ってその開度を変更する。調整バルブ２４２ｂは、制御部３３０から制御信号を受け、制御信号に従ってその開度を変更する。
【００８２】
また、気相エッチング装置３００の動作が、図１０に示すように、次の点で実施の形態１と異なる。
【００８３】
実施の形態１と同様にＳ１．１〜Ｓ１．４の処理を行った後に、不活性ガス供給機構２２１により第２の空間ＳＰ１０２に不活性ガスを供給し（Ｓ３．５）、シャワーヘッド１１４により第１の空間ＳＰ１０１にプロセスガスを供給する（Ｓ３．６）。
【００８４】
このとき、常に「第１の空間ＳＰ１０１の圧力」＜「第２の空間ＳＰ１０２の圧力」となるように第１の空間ＳＰ１０１にプロセスガスを供給し始めるよりも早いタイミングで第２の空間ＳＰ１０２に不活性ガスを供給し始め、制御部３３０により圧力を制御しながら双方のガスを供給する（Ｓ３．７）。その後、実施の形態１と同様にＳ１．７〜Ｓ１．８の処理を行った後に、第１の空間ＳＰ１０１内の残留ガスや反応生成物を真空排気するとともに、第２の空間ＳＰ１０２内の不活性ガスを真空排気する（Ｓ２．９）。その後、実施の形態１と同様にＳ１．１０〜Ｓ１．１１の処理を行う。
【００８５】
このように、実施の形態３では、圧力調整機構３４０が、例えば、ガラス基板２ｊの処理時において、第１の空間ＳＰ１０１の圧力が第２の空間ＳＰ１０２の圧力より低くなるように制御する。これにより、第１の空間ＳＰ１０１にプロセスガスが供給された際に、第１の空間ＳＰ１０１から第２の空間ＳＰ１０２へプロセスガスが漏れることを抑制できる。
【００８６】
なお、第１の空間の圧力Ｐ１と第２の空間の圧力Ｐ２はＰ１＜Ｐ２となればよく、さらにその圧力差は１０００Ｐａ以下であることが好ましい。例えば基板サイズが１ｍ×１ｍで、厚みが４ｍｍ、のガラス基板の場合には基板に生じる最大曲げ応力σｍａｘ＝β・ｑ・ａ２／ｔ２ （σｍａｘ：最大曲げ応力、β：応力係数、ｑ：圧力差、ａ：短辺の長さ、ｔ：基板厚さ）が約２７ＭＰａとガラスの許容応力以下となり、基板が割れることを抑制できる。
【００８７】
実施の形態４．
次に、実施の形態４にかかる気相エッチング処理方法について説明する。以下では、実施の形態１〜３と異なる部分を中心に説明する。
【００８８】
実施の形態１〜３の装置構成では、シール部材のガラス基板との対向面に反応生成物などのゴミが付着した場合、第１の空間ＳＰ１０１から第２の空間ＳＰ１０２へプロセスガスが漏れ出る可能性がある。また、ゴミを除去しようとした場合、真空容器１１を大気開放する必要があり、その作業は非常に煩雑である。
【００８９】
そこで、実施の形態４では、シール部材に代えて、ガラス基板の表面における周縁部を覆う枠を予めガラス基板に付けて装置に導入する。
【００９０】
例えば、図１１（ａ）に示すように、ガラス基板２ｊの縁部に樹脂材料からなる枠４３０を載置する。枠４３０はガラス基板２ｊに対応した形状を有している。枠４３０の断面形状は、例えば、図１１（ｂ）〜（ｄ）に示すようなものが考えられる。図１１（ｂ）〜（ｄ）は、それぞれ、図１１（ａ）の枠４３０をＡ−Ａ’線で切った場合の断面を示す図である。枠４３０の断面形状は、例えば図１１（ｂ）に示すように、ガラス基板２ｊと密着するように扁平な円形や角形でもよい。あるいは、枠４３０の断面形状は、例えば図１１（ｃ）に示すように、枠の位置ずれを抑制するため、一部または全周にわたって端面を覆うような形状でもよく、あるいは、例えば図１１（ｄ）に示すように、裏面にかかる形状であってもよい。
【００９１】
実施の形態１〜３と同様、基板ステージ１１５が上昇し、延在部１２０とガラス基板２ｊとの距離が近づいた際、枠４３０は延在部１２０とガラス基板２ｊにはさまれ、第１の空間ＳＰ１０１と第２の空間ＳＰ１０２とを分離することができる。
【００９２】
このように、実施の形態４では、枠４３０をガラス基板２ｊの表面における周縁部に密着させることができ、ガラス基板２ｊの表面における周縁部へのＨＦガスの供給及び、真空容器１１内の第２の空間ＳＰ１０２へのＨＦガスの供給を抑制することができる。これにより、ガラス基板２ｊの表面における周縁部への凹凸形状の形成を抑制することができ、また、ガラス基板２ｊの端面、裏面への凹凸形状の形成を抑制することができる。
【００９３】
なお、処理後のガラス基板２ｊが装置外に出てくる度に枠４３０を洗浄すればよく、装置内にシール部材を設けた場合とは異なり、真空容器１１を大気開放する必要性を低減できる。
【００９４】
実施の形態５．
次に、実施の形態５にかかる気相エッチング処理方法について説明する。以下では、実施の形態１〜３と異なる部分を中心に説明する。
【００９５】
実施の形態１〜３に記載の処理方法では、プロセスガスを常に供給、排気しながら、一定の圧力に保ってエッチング処理をしているが、ガスを常に流すため、ガス消費量が多くなる。
【００９６】
そこで、実施の形態５では、ガス消費量を低減するために、所望の圧力に達するまで、プロセスガスを供給した後、プロセスガスの供給、真空排気を停止する封じ切りプロセスを行う。
【００９７】
具体的には、気相エッチング装置２００の動作が、図１２に示すように、以下の点で実施の形態１〜３と異なる。
【００９８】
実施の形態３と同様にＳ１．１〜Ｓ３．７の処理を行った後に、第１の空間ＳＰ１０１へのプロセスガスの供給及び第１の空間ＳＰ１０１からの真空排気を停止する（Ｓ５．８）。そして、プロセスガスの供給及び真空排気を停止した状態、すなわち封じ切りの状態で、所定の時間エッチング処理する（Ｓ５．９）。そして、第１の空間ＳＰ１０１内の残留ガスや反応生成物を真空排気するとともに、第２の空間ＳＰ１０２内の不活性ガスを真空排気する（Ｓ２．９）。その後、実施の形態１と同様にＳ１．１０〜Ｓ１．１１の処理を行う。
【００９９】
このように、実施の形態５では、封じ切りプロセスを用いて、ガス消費量を低減でき、ガラス基板２ｊの表面における周縁部、端面、裏面への凹凸形状の形成を抑制することができる。
【０１００】
また、実施の形態５では、エッチング処理時におけるプロセスガスの圧力を安定化及び均一化することが容易なので、凹凸形状の制御性を向上できる。
【０１０１】
なお、ガラス基板２ｊの表面に垂直な方向における延在部１２０の長さを短くし、シャワーヘッド１１４の対向面１１４ａとガラス基板２ｊの表面との距離を縮めてもよい。この場合、第１の空間ＳＰ１０１の体積を狭くすることができるため、供給するガス量をさらに低減することが可能となる。
【０１０２】
また、実施の形態４と実施の形態５とを組み合わせてもよい。すなわち、実施の形態５において、シール部材に代えて、ガラス基板の表面における周縁部を覆う枠を予めガラス基板に付けて装置に導入してもよい。
【０１０３】
実施の形態６．
次に、実施の形態６にかかる気相エッチング処理装置５００について説明する。以下では、実施の形態１〜３と異なる部分を中心に説明する。
【０１０４】
実施の形態１〜３に記載の装置構成では、基板の表面における縁部、基板の端面、裏面への凹凸形状の形成を抑制するため、排気通路を別に設ける必要があり、装置が高価になり、コスト増となる問題がある。モジュールの信頼性に最も影響が大きい表面における縁部への凹凸形状を抑制し、装置構成を簡単にする必要がある。
【０１０５】
そこで、実施の形態６では、排気通路２４０（図１参照）を設ける代わりに、第１の空間ＳＰ１０１と第２の空間ＳＰ１０２とを連通させる。
【０１０６】
具体的には、図１３のように、気相エッチング処理装置５００において、延在部５２０は、複数の貫通孔５２２を有している。各貫通孔５２２は、第１の空間ＳＰ１０１と第２の空間ＳＰ１０２とを連通する。第１の空間ＳＰ１０１は、シール部材１３０をガラス基板２ｊの表面における縁部に密着させた際のシャワーヘッド１１４、シール部材１３０、及びガラス基板２ｊにより囲まれた空間である。第２の空間ＳＰ１０２は、排気通路１２に至る空間である。
【０１０７】
また、気相エッチング装置の動作が、図１４に示すように、次の点で実施の形態１と異なる。
【０１０８】
実施の形態１と同様にＳ１．１〜Ｓ１．５の処理を行った後に、第１の空間ＳＰ１０１の圧力と第２の空間ＳＰ１０２の圧力とをそれぞれ所定の圧力に調整する（Ｓ６．５）。このとき、例えば、第１の空間ＳＰ１０１から第２の空間ＳＰ１０２へプロセスガスがスムーズに排出されるように、「第１の空間ＳＰ１０１の圧力」＞「第２の空間ＳＰ１０２の圧力」が維持されるように調整してもよい。そして、実施の形態１と同様にＳ１．７〜Ｓ１．８の処理を行った後に、貫通孔５２２及び第２の空間ＳＰ１０２を介して第１の空間ＳＰ１０１を真空排気する（Ｓ６．８）。その後、実施の形態１と同様にＳ１．１０〜Ｓ１．１１の処理を行う。
【０１０９】
このように、実施の形態６では、装置構成を簡略化できるので、低コストで太陽電池を作製可能である。
【０１１０】
なお、上記の実施の形態１〜６において、プロセスガスとしてＨＦガスおよびＨ２Ｏガスを含むプロセスガスについて例示的に説明したが、これに限定されない。例えば、エッチング反応を促進させるＨ２Ｏガスについて、エチルアルコールやメチルアルコール、もしくはこれらの混合ガスを用いても良い。
【０１１１】
また、上記の実施の形態１〜６において、薄膜シリコン太陽電池のガラス基板を例にして説明したが、これに限定されるものではなく、ガラスの片面に凹凸形状を形成し、端面を封止して用いる光起電力装置であれば、たとえば結晶シリコン系や化合物半導体の太陽電池など、他の構造であっても良い。
【０１１２】
また、ガラス基板に限らずシリコン基板など他の基板でも反応性ガスで縁部がエッチングされたり、縁部に膜が付着したりすることで不具合が生じることがある。本発明の基板処理装置および基板処理方法によれば、そのような不具合を抑制することができる。たとえば、シリコン基板には縁に面取りされたべベル部があるが、この部分に付着した膜がエッチング工程で剥離して歩留まりを低下することが知られている。本発明によればエッチングマスクを作製することなく、縁の膜のエッチングを防止して、製造の歩留まりを向上できる。また、本発明を成膜装置に応用すれば、膜が縁に成膜されないため、そのような問題が生じることを防止できる。たとえば、オゾンとＴＥＯＳを用いたＣＶＤ装置、オゾンによる表面処理などにも応用できる。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
以上のように、本発明にかかる気相エッチング装置、及び気相ＨＦエッチング処理方法は、薄膜シリコン太陽電池を含む光起電力装置の製造に有用である。
【符号の説明】
【０１１４】
１、１ｉ、１ｊ アモルファスシリコン太陽電池
２、２ｉ、２ｊ ガラス基板
２ａｉ、２ａｊ 凹凸形状
２ｂｊ 平坦形状
３、３ｉ、３ｊ 第１の透明導電膜
３ａ、３ａｉ、３ａｊ 凹凸形状
３ｂｊ 平坦形状
４ Ｐ型アモルファスシリコン膜
５ Ｉ型アモルファスシリコン膜
６ Ｎ型アモルファスシリコン膜
７ アモルファスシリコンセル
８ 第２の透明導電膜
９ 金属電極膜
１０ 気相エッチング装置
１１ 真空容器
１２ 排気通路
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ 流量制御装置
１４ シャワーヘッド
１４ａ、１１４ａ 対向面
１５ 基板ステージ
１６ シリコン基板
１７ シリコン酸化膜
１９ プロセスガス供給機構
２０ 上下機構
２１ ガス供給口
２２ ＨＦガス供給配管
２３ Ｈ２Ｏガス供給配管
２４ 充填材
１００ 気相エッチング装置
１１０ 排気通路
１１１ 真空容器
１１２ ゲートバルブ
１１３ 基板搬送機構
１１４ シャワーヘッド
１１４ｃ、２１４ｃ 延在部
１１５ 基板ステージ
１２０ 延在部
１２１ ガス供給口
１３０ シール部材
１４０ 排気通路
２００ 気相エッチング装置
２１２ 排気通路
２２１ 不活性ガス供給機構
２２２ｂ、２４２ｂ 調整バルブ
２４０ 排気通路
３００ 気相エッチング装置
３３０ 制御部
３４０ 圧力調整機構
４３０ 枠
５００ 気相エッチング処理装置
５２０ 延在部
５２２ 貫通孔
ＣＨ 反応室
ＳＰ１０１ 第１の空間
ＳＰ１０２ 第２の空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置、基板処理方法、及び太陽電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電は、化石燃料による火力発電の代替エネルギーとして期待されており、太陽光発電システムの生産量は年々増加している。このために、シリコン基板を原材料に用いるバルク型太陽電池ではシリコンウエハが不足するという事態が発生し、シリコン基板の価格高騰により製造コストの増大が懸念されている。このため、ガラス基板上にシリコン膜を形成する薄膜シリコン太陽電池が注目されている。
【０００３】
ガラス基板を用いた薄膜シリコン太陽電池では、ガラス基板を介して入射した太陽光を効率的に発電に利用するための方法として、ガラス基板上に形成した透明導電膜の表面にテクスチャと呼ばれる凹凸形状を形成して入射光を散乱させ、発電層内での光路長を長くすることで高い発電電流を得る方法がある。
【０００４】
また、薄膜シリコン太陽電池の入射光を散乱させる他の方法として、ガラス基板の表面に凹凸形状を形成する方法もある。ガラス基板表面への凹凸形状の形成方法としては、フッ酸水溶液中にガラス基板を浸してウェットエッチングする方法、サンドブラストを用いる方法（特許文献１参照）がある。ウェットエッチングやサンドブラスト法を用いた場合には、ガラス基板表面の凹凸形状の形状制御が困難であり、この上に太陽電池を作製した場合、安定した太陽電池特性を得にくいという問題点がある。
【０００５】
一方、ＨＦガスを用いた気相エッチング装置として、半導体デバイス用の気相エッチング装置が知られている。
【０００６】
特許文献２には、半導体製造装置において、処理チャンバー内で、ウエハ基板が載置されるテーブル部の上方に、テーブル部より大きい径の円筒状に形成されたカバー部を配設することが記載されている。具体的には、テーブル部にウエハ基板を載置した後に、テーブル部を上昇させてテーブル部とカバー部との間に密閉空間を形成し、この密閉空間内へ供給口からＨＦガスの供給を行うとともに排出口から密閉空間内の雰囲気を排気する。そして、密閉空間内へのＨＦガスの供給が終了したら、供給口及び排出口をいずれも閉状態にし、テーブル部の回転により密閉空間内でＨＦガスを撹拌させながらウエハ基板に対するエッチング処理を行う。これにより、特許文献２によれば、必要最小限のＨＦガスを供給してウエハ基板の表面全体に均一にエッチング処理を行い、ウエハ基板の自然酸化膜を除去することができるとされている。
【０００７】
特許文献３には、ドライエッチング装置において、薄膜半導体層及び絶縁層からなる多層構造が形成されたガラス基板を試料台に固定する際にガラス基板の裏面と試料台の上面との間に間隙を有するようにピンにて固定し、ガスシャワーからガラス基板の表面に向けてエッチングガスを噴出すると同時に、試料台上の噴射孔からガラス基板の裏面に向けて不活性ガスを噴出することが記載されている。これにより、特許文献３によれば、エッチングガスがガラス基板の裏面に回り込むことを防止するとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−１９９７４５号公報
【特許文献２】特開２００５−１４２４６１号公報
【特許文献３】特開平５−３１５３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献２に記載の技術は、いずれも、基板上の酸化膜をエッチングすることが前提となっている。
【００１０】
一方、特許文献２に記載の技術を用いて、基板そのものの表面に凹凸形状を形成するためのエッチング処理を行うことは困難である。すなわち、特許文献２及び特許文献３に記載の装置を用いて薄膜シリコン太陽電池用のガラス基板をエッチングして基板表面に凹凸形状の形成を行なった場合、ガラス基板の表面全体にわたって凹凸形状が形成される。そのため、モジュール化した場合に周縁部にも凹凸形状があるため、モジュール端面の封止部から水分が進入することがある。また、フレーム嵌合時など周縁部に応力がかかる場合に割れが生じることがある。これにより、特許文献２及び特許文献３に記載の装置を用いてガラス基板をエッチングした場合、モジュールの信頼性を著しく低下させる可能性がある。
【００１１】
また、特許文献２に記載の装置を用いた場合、テーブル部の回転によりＨＦガスを撹拌させるので、その遠心力によりガラス基板の端面に近づくに従ってＨＦガスの濃度が濃くなりやすく、ガラス基板の表面における中心付近に比べて端面近傍の周縁部で顕著な凹凸形状ができやすい。
【００１２】
また、特許文献３に記載の装置を用いた場合、ガスシャワーの噴射孔がガラス基板の端面近くまで設けられているのに対して、試料台上の噴射孔がガラス基板の端面より内側に設けられているので、ＨＦガスがガラス基板の表面における端面近傍の周縁部に到達しやすく、ガラス基板の表面における端面近傍の周縁部に顕著な凹凸形状ができやすい。
【００１３】
ガラス基板の表面における端面近傍の周縁部に顕著な凹凸形状が形成された場合、ガラス基板の強度が下がり、耐衝撃性が著しく低下する可能性がある。また、ガラス基板に限らずシリコン基板など他の基板でも反応性ガスで基板の端面近傍の周縁部がエッチングされたり、基板の端面近傍の周縁部に膜が付着したりすることで不具合が生じることがある。たとえば、シリコン基板の表面には周縁部に面取りされたべベル部があるが、この部分に付着した膜がエッチング工程で剥離して歩留まりを低下させることが知られている。
【００１４】
さらに、特許文献３に記載の装置を用いた場合、ガスシャワーの噴射孔がガラス基板の端面近くまで設けられているのに対して、試料台上の噴射孔がガラス基板の端面より内側に設けられているので、ＨＦガスがガラス基板の端面や裏面に回り込む可能性があり、ガラス基板の端面や裏面にまで顕著な凹凸形状が形成される可能性がある。
【００１５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、基板の裏面、端面、及び基板の表面内の周縁部がガスにさらされることを抑制でき、基板の表面における周縁部を除く処理面をガスで処理できる基板処理装置、基板処理方法、及び太陽電池の製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の１つの側面にかかる基板処理装置は、真空容器と、前記真空容器内に配され、基板が載置される基板ステージと、前記基板ステージに対向する位置から前記基板を処理するガスを供給するガス供給部と、前記基板の処理面に垂直な方向から透視した場合に前記基板の処理面の周縁部を選択的に覆うように配され、前記真空容器における前記ガス供給部側の内壁から前記基板ステージに向かって延在している延在部と、前記基板の処理時において、前記ガス供給部と前記延在部と前記基板の処理面とで囲まれた第１の空間と前記第１の空間より外側の第２の空間とが互いに分離されるように前記基板の処理面の周縁部と前記延在部との距離を近づけ、前記基板の交換時において、前記基板の処理面の周縁部と前記延在部との距離を遠ざける距離調整機構と、第１の排気装置に接続されており、前記基板の処理時において、前記第１の空間を減圧する第１の排気口と、第２の排気装置に接続されており、前記基板の処理時において、前記第２の空間を減圧する第２の排気口とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、延在部を基板の表面における周縁部に近づけて基板の処理面が面する第１の空間と第１の空間より外側の第２の空間とが互いに分離された状態で基板の処理面にガスを供給するので、基板の裏面、端面、及び基板の表面内の周縁部がガスにさらされることを抑制することができ、基板の表面における周縁部を除く処理面をガスで処理できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、実施の形態１に係る気相エッチング装置を説明するための断面模式図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係る気相エッチング装置を用いた処理方法を説明するための断面模式図である。
【図３】図３は、実施の形態１に係る気相エッチング装置を用いた処理方法を説明するためのフロー図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係る気相エッチング装置を用いてガラス基板表面に凹凸形状を形成した薄膜シリコン太陽電池及び太陽電池モジュールの構造を説明するための断面模式図である。
【図５】図５は、実施の形態１に係る気相エッチング装置を用いてシリコン基板表面のシリコン酸化膜をエッチングした場合の構造を説明するための断面模式図である。
【図６】図６は、実施の形態１に係る気相エッチング装置を説明するための断面模式図である。
【図７】図７は、実施の形態２に係る気相エッチング装置を説明するための断面模式図である。
【図８】図８は、実施の形態２に係る気相エッチング装置を用いた処理方法を説明するためのフロー図である
【図９】図９は、実施の形態３に係る気相エッチング装置を説明するための断面模式図及び制御系模式図である。
【図１０】図１０は、実施の形態３に係る気相エッチング装置を用いた処理方法を説明するためのフロー図である。
【図１１】図１１は、実施の形態４に係る気相エッチング処理方法を説明するための上面図及び断面図である。
【図１２】図１２は、実施の形態５に係る気相エッチング装置を用いた処理方法を説明するためのフロー図である。
【図１３】図１３は、実施の形態６に係る気相エッチング装置を説明するための断面模式図である。
【図１４】図１４は、実施の形態６に係る気相エッチング装置を用いた処理方法を説明するためのフロー図である。
【図１５】図１５は、透明導電膜表面に凹凸形状を形成した薄膜シリコン太陽電池の構造を説明するための断面模式図である。
【図１６】図１６は、ガラス基板表面に凹凸形状を形成した薄膜シリコン太陽電池の構造を説明するための断面模式図である。
【図１７】図１７は、基本の形態に係る気相エッチング装置を説明するための断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明にかかる基板処理装置として気相エッチング装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２０】
実施の形態１．
実施の形態１にかかる気相エッチング装置１００で形成すべき薄膜シリコン太陽電池の基本構成について説明する。
【００２１】
ガラス基板を用いた薄膜シリコン太陽電池では、ガラス基板を介して入射した太陽光を効率的に発電に利用するための方法として、ガラス基板上に形成した透明導電膜の表面にテクスチャと呼ばれる凹凸形状を形成して入射光を散乱させ、発電層内での光路長を長くすることで高い発電電流を得る方法がある。
【００２２】
薄膜シリコン太陽電池の一例として、図１５にアモルファスシリコンを発電層に用いたアモルファスシリコン太陽電池１の断面模式図を示す。ガラス基板２上には、表面に凹凸形状３ａを有する第１の透明導電膜３が形成され、この上に、Ｐ型アモルファスシリコン膜４、発電層であるＩ型アモルファスシリコン膜５およびＮ型アモルファスシリコン膜６から成るアモルファスシリコンセル７が形成される。アモルファスシリコンセル７の上には、第２の透明導電膜８および金属電極膜９が形成されている。すなわち、ガラス基板２上には、第１の透明導電膜３、アモルファスシリコンセル７、第２の透明導電膜８および金属電極膜９を含む太陽電池素子ＳＣＥが形成される。
【００２３】
薄膜シリコン太陽電池では、ガラス基板を介して入射した太陽光を効率的に発電に利用するため、ガラス基板２上に形成した第１の透明導電膜３の表面にテクスチャと呼ばれる凹凸形状３ａを形成して入射光を散乱させ、発電層（Ｉ型アモルファスシリコン膜５）内での光路長を長くすることができ、これにより高い発電電流を得ることができる。
【００２４】
凹凸形状を形成する第１の透明導電膜３の材料としては、一般的には、酸化スズ（ＳｎＯ２）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの金属酸化物材料が用いられる。これらの膜を熱ＣＶＤにより数１００ｎｍ〜１０００ｎｍ程度形成することで、結晶粒の成長過程において膜表面に凹凸形状を形成する方法がある。また、これらの膜を製膜した後、塩酸水溶液などの酸薬液に浸して膜表面をウェットエッチングして凹凸形状を形成する方法などがある。
【００２５】
また、薄膜シリコン太陽電池の入射光を散乱させる他の方法として、ガラス基板の表面に凹凸形状を形成する方法もある。図１６に示すアモルファスシリコン太陽電池１ｉでは、ガラス基板２ｉの表面に予め凹凸形状２ａｉを形成し、このガラス基板２ｉの上に第１の透明導電膜３ｉ、Ｐ型アモルファスシリコン膜４、Ｉ型アモルファスシリコン膜５、Ｎ型アモルファスシリコン膜６、第２の透明導電膜８および金属電極膜９を形成する。すなわち、ガラス基板２ｉ上には、第１の透明導電膜３ｉ、アモルファスシリコンセル７、第２の透明導電膜８および金属電極膜９を含む太陽電池素子ＳＣＥｉが形成される。この構造では、ガラス基板２ｉの表面の凹凸形状２ａｉに対応した凹凸形状３ａｉが第１の透明導電膜３ｉの表面に形成されるので、図１５に示す構造と同様に、光散乱効果により発電層（Ｉ型アモルファスシリコン膜５）内での光路長を伸ばすことが可能である。
【００２６】
ガラス基板表面への凹凸形状の形成方法としては、フッ酸水溶液中にガラス基板を浸してウェットエッチングする方法、サンドブラストを用いる方法やＨＦガス（フッ化水素ガス）を真空中でガラス表面に接触させて気相エッチングする方法がある。
【００２７】
ウェットエッチングやサンドブラスト法を用いた場合には、ガラス基板表面の凹凸形状の形状制御が困難であり、この上に太陽電池を作製した場合、安定した太陽電池特性を得にくいという問題点がある。そこで、安定した太陽電池特性を有した薄膜シリコン太陽電池を製造するための装置として気相エッチング装置が期待される。
【００２８】
次に、実施の形態１にかかる気相エッチング装置に対する基本の形態について説明する。
【００２９】
ＨＦガスを用いた気相エッチング装置としては、シリコン基板上に作製する半導体デバイス用の気相エッチング装置が知られている。図１７に、基本の形態にかかる気相エッチング装置１０の断面模式図を示す。
【００３０】
気相エッチング装置１０は、真空容器１１、基板ステージ１５、排気通路（第２の排気口）１２、プロセスガス供給機構１９、及びシャワーヘッド（ガス供給部）１４を備える。
【００３１】
真空容器１１は、気相エッチング装置１０の外壁を形成するとともに、真空排気可能な空間として反応室ＣＨを形成する。
【００３２】
基板ステージ１５は、真空容器１１内（すなわち、反応室ＣＨ内）に配されている。基板ステージ１５上には、シリコン酸化膜１７が表面に形成されたシリコン基板１６が載置される。
【００３３】
排気通路１２は、真空容器１１を貫通する。真空容器１１内は、排気通路１２を介して真空ポンプ（図示しない）により真空排気される。排気通路１２には、図示しない圧力調整バルブと真空ポンプが接続され、真空容器１１内の圧力を所望の圧力に調整できる。
【００３４】
プロセスガス供給機構１９は、シャワーヘッド１４を介して真空容器１１内のシリコン酸化膜１７へ向けてプロセスガスを供給する。プロセスガス供給機構１９は、ＨＦガス供給配管２２、Ｈ２Ｏガス供給配管２３、及び流量制御装置１３を有する。
【００３５】
流量制御装置１３は、シリコン酸化膜１７へ向けて供給すべきプロセスガスの流量を調整する。例えば、流量制御装置１３ａは、ＨＦガス供給源（図示せず）からＨＦガス供給配管２２を介して供給されたＨＦガスの流量を調整し、流量調整されたＨＦガスをシャワーヘッド１４へ供給する。例えば、流量制御装置１３ｂは、Ｈ２Ｏガス供給源（図示せず）からＨ２Ｏガス供給配管２３を介して供給されたＨ２Ｏ（水蒸気）ガスの流量を調整し、流量調整されたＨ２Ｏ（水蒸気）ガスをシャワーヘッド１４へ供給する。
【００３６】
シャワーヘッド１４は、少なくとも一部が真空容器１１内（すなわち、反応室ＣＨ内）に配され、真空容器１１内のシリコン基板１６へプロセスガスを供給する。例えば、シャワーヘッド１４は、一部が気相エッチング装置１０の上壁を形成し、他の一部が真空容器１１内で基板ステージ１５と対向していてもよい。すなわち、シャワーヘッド１４は、基板ステージ１５に対向する対向面１４ａを有する。また、シャワーヘッド１４は、流量制御装置１３ａ、１３ｂからプロセスガス（ＨＦガス、Ｈ２Ｏ（水蒸気）ガス）が導入される導入室１４ｂを有する。対向面１４ａには、導入室１４ｂと反応室ＣＨとを連通する複数のガス供給口２１が形成されている。複数のガス供給口２１は、例えば、プロセスガスをシリコン基板１６へ均一に導入するように、対向面１４ａにおけるシリコン基板１６に対応した領域に略一様に配されている。
【００３７】
これにより、導入室１４ｂへ導入されたプロセスガス（ＨＦガス、Ｈ２Ｏ（水蒸気）ガス）が複数のガス供給口２１を介してシリコン基板１６へ供給され、シリコン基板１６の表面の形成されたシリコン酸化膜１７がエッチング除去される。
【００３８】
基本の形態にかかる気相エッチング装置１０は、シリコン基板１６上の所定の膜（例えば、シリコン酸化膜１７）をＨＦエッチングすることが前提となっている。
【００３９】
一方、基本の形態にかかる気相エッチング装置１０を用いて、ガラス基板２ｉの表面に凹凸形状を形成するためのエッチングを行うことは困難である。すなわち、基本の形態にかかる気相エッチング装置１０は、シリコン基板１６表面に形成された所定の膜（例えば、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜）をエッチングするための装置であり、基本の形態にかかる気相エッチング装置１０を用いて薄膜シリコン太陽電池用のガラス基板２ｉをエッチングして基板表面に凹凸形状２ａｉの形成を行なった場合、図１６に示すように、ガラス基板２ｉの表面全体と端面及び裏面の一部にわたって凹凸形状２ａｉが形成される。そのため、本来であれば、ガラス基板２ｉに入射する光が散乱されてしまい、局所的に太陽電池特性が劣化してしまうことがある。また、モジュール化した場合に周縁部にも凹凸形状２ａｉがあるため、モジュール端面の封止部から水分が進入することがある。また、フレーム嵌合時など周縁部に応力がかかる場合に割れが生じることがある。これにより、基本の形態にかかる気相エッチング装置１０を用いてガラス基板２ｉをエッチングした場合、モジュールの性能及び信頼性を著しく低下させる可能性がある。
【００４０】
次に、実施の形態１にかかる気相エッチング装置１００の構成について図１を用いて説明する。図１は、気相エッチング装置１００の構成を示す断面模式図である。以下では、基本の形態にかかる気相エッチング装置１０（図１７参照）と異なる部分を中心に説明する。
【００４１】
気相エッチング装置１００は、真空容器１１と連結された真空容器１１１を有する。真空容器１１１は、真空容器１１の壁に設けられた開口部を介して、連結されており、開口部にはゲートバルブ１１２が設けられている。真空容器１１１内には、処理すべき基板を載置し、真空容器１１１から真空容器１１に搬送するための基板搬送機構１１３と、排気通路１１０が設けられている。また、真空容器１１１は、図示しない基板を挿入するためのゲートバルブを設けた開口部を有する。
【００４２】
また、気相エッチング装置１００は、基板ステージ１１５、上下機構（距離調整機構）２０、シャワーヘッド１１４、延在部１２０、排気通路（第２の排気口）１４０、及び基板搬送機構（基板交換機構）１１３を備える。
【００４３】
基板ステージ１１５は、表面が第１の空間ＳＰ１０１を向き、側面が第２の空間ＳＰ１０２を向いている。第１の空間ＳＰ１０１及び第２の空間ＳＰ１０２は、反応室ＣＨ１００に含まれている。
【００４４】
基板ステージ１１５上には、ガラス基板２ｊが載置される。基板ステージ１１５は、例えば加熱機構（図示せず）を有し、載置されたガラス基板２ｊを加熱する。
【００４５】
上下機構２０は、基板ステージ１１５の下方に設けられており、基板ステージ１１５全体を上下させることができる。例えば、上下機構２０は、ガラス基板２ｊの処理時において、シャワーヘッド１１４に近づくように基板ステージ１１５を上昇させ、ガラス基板２ｊの交換時において、シャワーヘッド１１４から遠ざかるように基板ステージ１１５を下降させる。
【００４６】
シャワーヘッド１１４は、対向面１１４ａ及び延在部１２０を有する。対向面１１４ａは、シャワーヘッド１１４における基板ステージ１１５に対向する面である。対向面１１４ａには、導入室１１４ｂと第１の空間ＳＰ１０１とを連通する複数のガス供給口１２１が形成されている。複数のガス供給口１２１は、例えば、プロセスガスをガラス基板２ｊへ均一に導入するように、対向面１１４ａにおけるガラス基板２ｊに対応した領域に略一様に配されている。
【００４７】
延在部１２０は、シャワーヘッド１１４における対向面１１４ａの縁部１１４ａ１（すなわち、真空容器１１におけるシャワーヘッド１１４側の内壁）から基板ステージ１１５に向かってガラス基板２ｊを囲むように延在している。すなわち、延在部１２０は、ガラス基板２ｊの表面に垂直な方向から透視した場合にガラス基板２ｊの表面における周縁部を選択的に覆うように配されている。延在部１２０は、ガラス基板２ｊに対応した形状を有しており、ガラス基板２ｊが略長方形である場合、略角筒形状を有している。
【００４８】
シール部材１３０は、ガラス基板２ｊの表面における周縁部に密着するように、延在部１２０の先端面（すなわち基板ステージ１１５と対向する面）に設けられている。すなわち、シール部材１３０は、ガラス基板２ｊと対向する面として連続面１３０ａを有している。シール部材１３０の材料は、ＨＦに耐性があり、かつ、高温でも劣化しないものが好ましい。また、基板ステージ１１５が上昇し、ガラス基板２ｊの表面における周縁部とシール部材１３０とを密着させるため、シール部材１３０の材料は、弾性に優れた材料が好ましく、テフロン（登録商標）やポリプロピレンやブチルゴムなどの樹脂材料やゴム材料が好ましい。
【００４９】
排気通路１４０は、延在部１２０を貫通しさらに真空容器１１も貫通して真空容器１１の外部まで延びている。排気通路１４０は、排気通路１２とは別系統の排気通路であり、延在部１２０及び真空容器１１を貫通している。これにより、排気通路１４０は、第２の空間ＳＰ１０２を経由せずに第１の空間ＳＰ１０１と真空容器１１外とを連通している。排気通路１４０には図示しない圧力調整機構（第２の圧力調整機構）と真空ポンプ（第２の排気装置）とが接続され、ガラス基板２ｊの処理時において、シャワーヘッド１１４と延在部１２０とシール部材１３０とガラス基板２ｊとで囲まれた第１の空間ＳＰ１０１を所望の圧力に調整できる。
【００５０】
なお、排気通路１２には、図示しない圧力調整機構（第１の圧力調整機構）と真空ポンプ（第１の排気装置）とが接続され、ガラス基板２ｊの処理時において、第１の空間ＳＰ１０１より外側の第２の空間ＳＰ１０２を所望の圧力に調整できる。
【００５１】
基板搬送機構１１３は、ガラス基板２ｊの交換時において、上下機構２０によりガラス基板２ｊの表面の周縁部と延在部１２０との距離が遠ざけられた状態で、真空容器１１における基板ステージ１１５側方の内壁に設けられた開口部を介して基板ステージ１１５上のガラス基板２ｊを交換する。
【００５２】
次に、図２及び図３を用いて、気相エッチング装置１００の動作及びガラス基板２ｊの表面に凹凸形状を形成する処理手順について説明する。
【００５３】
まず、真空容器１１１を大気開放し、ガラス基板２ｊを基板搬送機構１１３に設置し、真空容器１１内を真空排気する（Ｓ１．１）。真空容器１１１の真空排気完了後、ゲートバルブ１１２を開きガラス基板２ｊを真空容器１１へ基板搬送機構１１３により搬送する（Ｓ１．２）。その後、基板ステージ１１５にガラス基板２ｊを載置する（Ｓ１．３）。基板搬送機構１１３が真空容器１１１に戻り、ゲートバルブ１１２を閉じた後、基板ステージ１１５が上下機構２０により延在部１２０の対向面とガラス基板２ｊとが近づくように上昇する（Ｓ１．４）。このとき、延在部１２０の対向面に設けられたシール部材１３０はガラス基板２ｊの表面における周縁部と密着する。次に、シャワーヘッド１１４からＨＦガスを含むプロセスガスを供給し（Ｓ１．５）、シャワーヘッド１１４とシール部材１３０とガラス基板２ｊとで囲まれた第１の空間ＳＰ１０１の圧力を所定の圧力に調整する（Ｓ１．６）。
【００５４】
この際、ＨＦガスがガラス基板２ｊに吸着することで、ガラス基板２ｊの表面における周縁部を除く領域（処理面）がエッチングされて凹凸形状２ａｊ（図４（ａ）参照）が形成される。このとき、ガラス基板２ｊの表面における周縁部は、平坦形状２ｂｊ（図４（ａ）参照）に維持される。
【００５５】
また、排気通路１４０を介して、反応生成物や未反応ガスが排気される。
【００５６】
そして、エッチング処理を所定の時間行った後（Ｓ１．７）、ＨＦガスを含むプロセスガスの供給を停止してエッチングを終了する（Ｓ１．８）。真空容器１１内（すなわち、第１の空間ＳＰ１０１内）の残留ガスや反応生成物を真空排気した後（Ｓ１．９）、延在部１２０及びシール部材１３０をガラス基板２ｊから離し（Ｓ１．１０）、表面に凹凸形状２ａｊの形成されたガラス基板２ｊを取り出す（Ｓ１．１１）。前述の通り、少なくとも、ＨＦガスを含むプロセスガスを真空容器１１内に供給している期間、延在部１２０の先端面に設けたシール部材１３０とガラス基板２ｊの表面における周縁部とを接触（密着）させ、第１の空間ＳＰ１０１と第２の空間ＳＰ１０２とに分離する。
【００５７】
以上のように、実施の形態１では、気相エッチング装置１００において、延在部１２０が、ガラス基板２ｊの表面に垂直な方向から透視した場合にガラス基板２ｊの表面の周縁部を選択的に覆うように配され、対向面１１４ａの縁部１１４ａ１（真空容器１１におけるシャワーヘッド１１４側の内壁）から基板ステージ１１５に向かって延在している。シール部材１３０が、延在部１２０の先端面に設けられ、ガラス基板２ｊの表面と対向する面として連続面１３０ａを有する。これにより、少なくともＨＦガスを真空容器１１内に供給する期間において、シール部材１３０をガラス基板２ｊの表面における周縁部に密着させることができ、ガラス基板２ｊの表面における周縁部へのＨＦガスの供給を抑制することができる。すなわち、延在部１２０をガラス基板２ｊの表面における周縁部に近づけてガラス基板２ｊの処理面が面する第１の空間ＳＰ１０１と第１の空間ＳＰ１０１より外側の第２の空間ＳＰ１０２とが互いに分離された状態でガラス基板２ｊの処理面にガスを供給するので、ガラス基板２ｊの裏面、端面、及び基板の表面内の周縁部がガスにさらされることを抑制することができ、ガラス基板２ｊの表面における周縁部を除く処理面をガスで処理できる。これにより、ガラス基板２ｊの表面における周縁部への凹凸形状の形成を抑制することができ、ガラス基板２ｊの端面、裏面への凹凸形状の形成を抑制することができ、ガラス基板２ｊの表面における周縁部を除く領域に凹凸形状を形成できる（図４（ａ）参照）。
【００５８】
なお、残留ガスや反応生成物を真空排気した後（Ｓ１．９）、Ｓ１．５からＳ１．９の操作を繰り返し行っても良い。そうすることで、反応性生物が除去され、エッチレートを大きくすることが可能となる。また、繰り返し回数を変えることにより、凹凸の大きさを変えることができるため、所望の大きさの凹凸を得られるという効果も奏する。
【００５９】
次に、実施の形態１の基板処理装置を用いて作製した太陽電池モジュールについて、図４を用いて説明する。ガラス基板２ｊを実施の形態１の基板処理装置を用いてエッチングすると、表面における周縁部に平坦形状２ｂｊを有するガラス基板２ｊとなる。また、側面、裏面においても凹凸が形成されることはなく、側面、裏面もそれぞれ平坦形状を有する。そのガラス基板上にスパッタなどを用いて第１の透明電極３ｊを形成する。第１の透明導電膜３ｊも、表面における周縁部の内側に凹凸形状２ａｊに対応した凹凸形状３ａｊを有するとともに、表面における周縁部に平坦形状２ｂｊに対応した平坦形状３ｂｊを有する。さらにその上に、ＣＶＤ装置などを用いて、Ｐ型アモルファスシリコン膜４、Ｉ型アモルファスシリコン膜５、Ｎ型アモルファスシリコン膜６を形成し、さらにスパッタ装置などを用いて第２の透明導電膜８および金属電極膜９を形成する。これらの膜も同様に表面における周縁部に平坦形状２ｂｊに対応した平坦形状９ｂｊを有する。以上によりアモルファスシリコン太陽電池１ｊを得ることができる。
【００６０】
アモルファスシリコン太陽電池１ｊのモジュール化について図４（ｂ）を用いて説明する。アモルファスシリコン太陽電池１ｊはレーザースクライブ加工溝により直列接続されており、基板両端の電力取出し領域から外部に電力を取出すリード線が接続されている（図示せず）。アモルファスシリコン太陽電池１ｊとガラスやバックシートからなる保護部材２ｋをＥＶＡやＰＶＢなどの充填材２４を介して貼り付けることで太陽電池モジュール１０ｊとなる。この構造では、周縁部において、平坦形状９ｂｊを介して接するＥＶＡなどの充填材２４との間に隙間ができにくい。これにより、アモルファスシリコン太陽電池１ｊをモジュール化した場合に、モジュール端面の封止部から水分が進入することを抑制できる。また、端面に凹凸が形成されないため、ガラスの強度を維持することができ、モジュールの耐衝撃性を向上できる。さらに、裏面に凹凸が形成されないため、ガラス基板に入射する光が散乱されにくく、局所的な太陽電池特性の劣化を抑制でき、高性能の太陽電池モジュールを得ることが可能となる。なお、ガラス基板２ｊの上に配置する太陽電池素子として上記のような薄膜シリコン系に限らず、化合物系や有機系など他の材料系であってもよく、結晶基板などを用いた素子であってもよい。
【００６１】
また、実施の形態１の基板処理装置を用いたシリコン基板１６上のシリコン酸化膜１７のエッチングについて図５を用いて説明する。シリコン基板１６上のシリコン酸化膜１７を実施の形態１の基板処理装置を用いてエッチングすると、図５のように基板周縁部１６ａとベベル部１６ｂのみシリコン酸化膜１７ａ、１７ｂがエッチングされずに残った形状となる。これにより、エッチング工程中のベベル部１６ｂの膜剥がれを抑制することができ、歩留まり低下を抑制することが可能となる。
【００６２】
また、実施の形態１では、排気通路２４０は、排気通路１２とは別系統の排気通路であり、延在部１２０及び真空容器１１を貫通している。これにより、排気通路２４０は、第２の空間ＳＰ１０２を経由せずに第１の空間ＳＰ１０１と真空容器１１外とを連通している。これにより、第１の空間ＳＰ１０１で発生した残留ガスや反応生成物を第２の空間ＳＰ１０２及び排気通路１２を経由することなく真空容器１１外へ排気することができる。
【００６３】
また、実施の形態１では、気相ＨＦエッチング処理方法において、延在部１２０の先端面に設けられたシール部材１３０をガラス基板２ｊの表面における周縁部に密着させるように、基板ステージ１１５をシャワーヘッド１１４側へ移動させる。これにより、ガラス基板２ｊの表面における周縁部へのＨＦガスの供給を抑制することができると同時に、第１の空間ＳＰ１０１と第２の空間ＳＰ１０２とを分離し、第１の空間ＳＰ１０１からプロセスガスが第２の空間ＳＰ１０２に漏れ出さないようにすることができる。
【００６４】
また、実施の形態１では、シール部材１３０が、耐ＨＦ性、耐熱性、弾性を有する樹脂材料またはゴム材料からなる。これにより、ガラス基板２ｊの表面における周縁部とシール部材１３０とを効果的に密着させることができる。
【００６５】
なお、延在部１２０は、基板ステージ１１５よりも真空容器１１におけるシャワーヘッド１１４側の内壁から、ガラス基板２ｊの処理面を囲むように延びていればよい。すなわち、ガラス基板２ｊの表面に垂直な方向から透視した場合に、ガラス基板２ｊの表面における周縁部を選択的に覆うように配されていればよい。例えば、延在部１２０は、変形例である図６に示すような構成でもよい。延在部１２０は、ガラス基板２ｊを基板ステージ１１５上に搬送する際に妨げとならないようになっていればよい。また、基板ステージ１１５に対向する位置からガラス基板２ｊを処理するガスを供給するガス供給部としてシャワーヘッド１１４を用いたので、基板面内にガスを均一に供給することができるが、これに限らずガス供給配管の開口部を真空容器１１の基板ステージ１１５に対向する位置に設けた構造としてもよい。
【００６６】
また、基板の反りによってシール部材１３０とガラス基板２ｊとの間に隙間ができたり、ガラス基板２ｊが割れるなどして、第１の空間ＳＰ１０１からＨＦなどのプロセスガスが漏れる可能性がある。それに対して、実施の形態１では、第２の空間ＳＰ１０２及び排気通路１２を設けて２重構造としているため、外部へのプロセスガスの漏れを防止することができる。
【００６７】
実施の形態２．
次に、実施の形態２にかかる気相エッチング装置２００について説明する。以下では、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
【００６８】
実施の形態１の装置構成では、第１の空間ＳＰ１０１に供給されたプロセスガスがシール部材１３０をガラス基板２ｊの表面における周縁部に密着させることで、周縁部へのＨＦガスの供給の抑制及び、真空容器１１内の第２の空間ＳＰ１０２へのＨＦガスの供給の抑制を図っているが、ガラスの反りや圧力差によって、僅かではあるが、ＨＦガスがガラス基板２ｊの縁部や第２の空間ＳＰ１０２にもれ、表面の縁部、端面、裏面がエッチングされる可能性がある。
【００６９】
そこで、実施の形態２では、第２の空間ＳＰ１０２に不活性ガスを供給する。
【００７０】
具体的には、図７に示すように、気相エッチング装置２００は、不活性ガス供給機構２２１をさらに備える。不活性ガス供給機構２２１は、例えば、ガラス基板２ｊの処理時において、第２の空間ＳＰ１０２に不活性ガスを供給する。不活性ガスは、例えば、Ｎ２、Ａｒなどのガスを用いることができる。
【００７１】
また、気相エッチング装置２００の動作が、図８に示すように、次の点で実施の形態１と異なる。
【００７２】
実施の形態１と同様にＳ１．１〜Ｓ１．４の処理を行った後に、シャワーヘッド１１４により第１の空間ＳＰ１０１にプロセスガスを供給するとともに、不活性ガス供給機構２２１により第２の空間ＳＰ１０２に不活性ガスを供給する（Ｓ２．５）。その後、実施の形態１と同様にＳ１．６〜Ｓ１．８の処理を行った後に、第１の空間ＳＰ１０１内の残留ガスや反応生成物を真空排気するとともに、第２の空間ＳＰ１０２内の不活性ガスを真空排気する（Ｓ２．９）。その後、実施の形態１と同様にＳ１．１０〜Ｓ１．１１の処理を行う。
【００７３】
このように、実施の形態２では、不活性ガス供給機構２２１が、例えば、ガラス基板２ｊの処理時において、第２の空間ＳＰ１０２に不活性ガスを供給する。これにより、ガラス基板２ｊの処理時において、僅かに第１の空間ＳＰ１０１から第２の空間ＳＰ１０２に漏れ出たプロセスガスを不活性ガス供給部２２１から供給された不活性ガスにより希釈できる。この結果、ガラス基板２ｊの表面における周縁部、端面、裏面への凹凸形状の形成をさらに抑制することができる。
【００７４】
実施の形態３．
次に、実施の形態３にかかる気相エッチング装置３００について説明する。以下では、実施の形態１、２と異なる部分を中心に説明する。
【００７５】
実施の形態１、２の装置構成では、第１の空間ＳＰ１０１に供給されたプロセスガスが、圧力差により第２の空間ＳＰ１０２へ漏れ出る可能性がある。また、圧力差によりガラス基板２ｊが割れてしまう可能性がある。
【００７６】
そこで、実施の形態３では、ガラス基板２ｊの処理時において、第１の空間ＳＰ１０１の圧力が第２の空間ＳＰ１０２の圧力より低くなるように制御する。
【００７７】
具体的には、気相エッチング装置３００は、図９（ａ）に示すように、第１の空間ＳＰ１０１の圧力と第２の空間ＳＰ１０２の圧力とを調整する圧力調整機構３４０をさらに備える。圧力調整機構３４０は、第１の空間ＳＰ１０１の圧力と第２の空間ＳＰ１０２の圧力とをそれぞれ検知して、検知結果に応じて、第１の空間ＳＰ１０１の圧力が第２の空間ＳＰ１０２の圧力より低くなるように、排気通路２４０による第１の空間ＳＰ１０１からの排気量と排気通路２１２による第２の空間ＳＰ１０２からの排気量とをそれぞれ調節する。
【００７８】
さらに具体的には、圧力調整機構３４０は、図９（ｂ）に示すように、圧力計Ｐ１、Ｐ２、制御部３３０、流量制御装置１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、及び調整バルブ２２２ｂ、２４２ｂを有する。圧力計Ｐ１は、例えば、排気通路２４０における調整バルブ２２２ｂと第１の空間ＳＰ１０１との間に設けられ、第１の空間ＳＰ１０１の圧力を検知し、検知結果を制御部３３０へ供給する。圧力計Ｐ２は、例えば、排気通路２１２における調整バルブ２４２ｂと第２の空間ＳＰ１０２との間に設けられ、第２の空間ＳＰ１０２の圧力を検知し、検知結果を制御部３３０へ供給する。
【００７９】
制御部３３０は、圧力の検知結果を圧力計Ｐ１、Ｐ２からそれぞれ受ける。制御部３３０は、圧力計Ｐ１による検知結果と圧力計Ｐ２による検知結果とに応じて、流量制御装置１３ａ、１３ｂ、１３ｃによる制御すべき流量や、調整バルブ２２２ｂ、２４２ｂのそれぞれの制御すべき開度を求める。すなわち、制御部３３０は、第１の空間ＳＰ１０１の圧力が第２の空間ＳＰ１０２の圧力より低くなるように、流量制御装置１３ａ、１３ｂによる第１の空間ＳＰ１０１への目標流量と排気通路２４０による第１の空間ＳＰ１０１からの目標排気量と流量制御装置１３ｃによる第２の空間ＳＰ１０２への目標流量と排気通路２１２による第２の空間ＳＰ１０２からの目標排気量とを求め、各目標値がそれぞれ得られるように、各目標値に応じた制御信号を生成する。制御部３３０は、生成された制御信号を流量制御装置１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、調整バルブ２２２ｂ、２４２ｂへそれぞれ供給する。
【００８０】
流量制御装置１３ａ、１３ｂは、それぞれ、制御部３３０から制御信号を受け、制御信号に従って第１の空間ＳＰ１０１へ供給すべきプロセスガスの流量を調整する。流量制御装置１３ｃは、制御部３３０から制御信号を受け、制御信号に従って第２の空間ＳＰ１０２へ供給すべき不活性ガスの流量を調整する。
【００８１】
調整バルブ２２２ｂは、制御部３３０から制御信号を受け、制御信号に従ってその開度を変更する。調整バルブ２４２ｂは、制御部３３０から制御信号を受け、制御信号に従ってその開度を変更する。
【００８２】
また、気相エッチング装置３００の動作が、図１０に示すように、次の点で実施の形態１と異なる。
【００８３】
実施の形態１と同様にＳ１．１〜Ｓ１．４の処理を行った後に、不活性ガス供給機構２２１により第２の空間ＳＰ１０２に不活性ガスを供給し（Ｓ３．５）、シャワーヘッド１１４により第１の空間ＳＰ１０１にプロセスガスを供給する（Ｓ３．６）。
【００８４】
このとき、常に「第１の空間ＳＰ１０１の圧力」＜「第２の空間ＳＰ１０２の圧力」となるように第１の空間ＳＰ１０１にプロセスガスを供給し始めるよりも早いタイミングで第２の空間ＳＰ１０２に不活性ガスを供給し始め、制御部３３０により圧力を制御しながら双方のガスを供給する（Ｓ３．７）。その後、実施の形態１と同様にＳ１．７〜Ｓ１．８の処理を行った後に、第１の空間ＳＰ１０１内の残留ガスや反応生成物を真空排気するとともに、第２の空間ＳＰ１０２内の不活性ガスを真空排気する（Ｓ２．９）。その後、実施の形態１と同様にＳ１．１０〜Ｓ１．１１の処理を行う。
【００８５】
このように、実施の形態３では、圧力調整機構３４０が、例えば、ガラス基板２ｊの処理時において、第１の空間ＳＰ１０１の圧力が第２の空間ＳＰ１０２の圧力より低くなるように制御する。これにより、第１の空間ＳＰ１０１にプロセスガスが供給された際に、第１の空間ＳＰ１０１から第２の空間ＳＰ１０２へプロセスガスが漏れることを抑制できる。
【００８６】
なお、第１の空間の圧力Ｐ１と第２の空間の圧力Ｐ２はＰ１＜Ｐ２となればよく、さらにその圧力差は１０００Ｐａ以下であることが好ましい。例えば基板サイズが１ｍ×１ｍで、厚みが４ｍｍ、のガラス基板の場合には基板に生じる最大曲げ応力σｍａｘ＝β・ｑ・ａ２／ｔ２ （σｍａｘ：最大曲げ応力、β：応力係数、ｑ：圧力差、ａ：短辺の長さ、ｔ：基板厚さ）が約２７ＭＰａとガラスの許容応力以下となり、基板が割れることを抑制できる。
【００８７】
実施の形態４．
次に、実施の形態４にかかる気相エッチング処理方法について説明する。以下では、実施の形態１〜３と異なる部分を中心に説明する。
【００８８】
実施の形態１〜３の装置構成では、シール部材のガラス基板との対向面に反応生成物などのゴミが付着した場合、第１の空間ＳＰ１０１から第２の空間ＳＰ１０２へプロセスガスが漏れ出る可能性がある。また、ゴミを除去しようとした場合、真空容器１１を大気開放する必要があり、その作業は非常に煩雑である。
【００８９】
そこで、実施の形態４では、シール部材に代えて、ガラス基板の表面における周縁部を覆う枠を予めガラス基板に付けて装置に導入する。
【００９０】
例えば、図１１（ａ）に示すように、ガラス基板２ｊの縁部に樹脂材料からなる枠４３０を載置する。枠４３０はガラス基板２ｊに対応した形状を有している。枠４３０の断面形状は、例えば、図１１（ｂ）〜（ｄ）に示すようなものが考えられる。図１１（ｂ）〜（ｄ）は、それぞれ、図１１（ａ）の枠４３０をＡ−Ａ’線で切った場合の断面を示す図である。枠４３０の断面形状は、例えば図１１（ｂ）に示すように、ガラス基板２ｊと密着するように扁平な円形や角形でもよい。あるいは、枠４３０の断面形状は、例えば図１１（ｃ）に示すように、枠の位置ずれを抑制するため、一部または全周にわたって端面を覆うような形状でもよく、あるいは、例えば図１１（ｄ）に示すように、裏面にかかる形状であってもよい。
【００９１】
実施の形態１〜３と同様、基板ステージ１１５が上昇し、延在部１２０とガラス基板２ｊとの距離が近づいた際、枠４３０は延在部１２０とガラス基板２ｊにはさまれ、第１の空間ＳＰ１０１と第２の空間ＳＰ１０２とを分離することができる。
【００９２】
このように、実施の形態４では、枠４３０をガラス基板２ｊの表面における周縁部に密着させることができ、ガラス基板２ｊの表面における周縁部へのＨＦガスの供給及び、真空容器１１内の第２の空間ＳＰ１０２へのＨＦガスの供給を抑制することができる。これにより、ガラス基板２ｊの表面における周縁部への凹凸形状の形成を抑制することができ、また、ガラス基板２ｊの端面、裏面への凹凸形状の形成を抑制することができる。
【００９３】
なお、処理後のガラス基板２ｊが装置外に出てくる度に枠４３０を洗浄すればよく、装置内にシール部材を設けた場合とは異なり、真空容器１１を大気開放する必要性を低減できる。
【００９４】
実施の形態５．
次に、実施の形態５にかかる気相エッチング処理方法について説明する。以下では、実施の形態１〜３と異なる部分を中心に説明する。
【００９５】
実施の形態１〜３に記載の処理方法では、プロセスガスを常に供給、排気しながら、一定の圧力に保ってエッチング処理をしているが、ガスを常に流すため、ガス消費量が多くなる。
【００９６】
そこで、実施の形態５では、ガス消費量を低減するために、所望の圧力に達するまで、プロセスガスを供給した後、プロセスガスの供給、真空排気を停止する封じ切りプロセスを行う。
【００９７】
具体的には、気相エッチング装置２００の動作が、図１２に示すように、以下の点で実施の形態１〜３と異なる。
【００９８】
実施の形態３と同様にＳ１．１〜Ｓ３．７の処理を行った後に、第１の空間ＳＰ１０１へのプロセスガスの供給及び第１の空間ＳＰ１０１からの真空排気を停止する（Ｓ５．８）。そして、プロセスガスの供給及び真空排気を停止した状態、すなわち封じ切りの状態で、所定の時間エッチング処理する（Ｓ５．９）。そして、第１の空間ＳＰ１０１内の残留ガスや反応生成物を真空排気するとともに、第２の空間ＳＰ１０２内の不活性ガスを真空排気する（Ｓ２．９）。その後、実施の形態１と同様にＳ１．１０〜Ｓ１．１１の処理を行う。
【００９９】
このように、実施の形態５では、封じ切りプロセスを用いて、ガス消費量を低減でき、ガラス基板２ｊの表面における周縁部、端面、裏面への凹凸形状の形成を抑制することができる。
【０１００】
また、実施の形態５では、エッチング処理時におけるプロセスガスの圧力を安定化及び均一化することが容易なので、凹凸形状の制御性を向上できる。
【０１０１】
なお、ガラス基板２ｊの表面に垂直な方向における延在部１２０の長さを短くし、シャワーヘッド１１４の対向面１１４ａとガラス基板２ｊの表面との距離を縮めてもよい。この場合、第１の空間ＳＰ１０１の体積を狭くすることができるため、供給するガス量をさらに低減することが可能となる。
【０１０２】
また、実施の形態４と実施の形態５とを組み合わせてもよい。すなわち、実施の形態５において、シール部材に代えて、ガラス基板の表面における周縁部を覆う枠を予めガラス基板に付けて装置に導入してもよい。
【０１０３】
実施の形態６．
次に、実施の形態６にかかる気相エッチング処理装置５００について説明する。以下では、実施の形態１〜３と異なる部分を中心に説明する。
【０１０４】
実施の形態１〜３に記載の装置構成では、基板の表面における縁部、基板の端面、裏面への凹凸形状の形成を抑制するため、排気通路を別に設ける必要があり、装置が高価になり、コスト増となる問題がある。モジュールの信頼性に最も影響が大きい表面における縁部への凹凸形状を抑制し、装置構成を簡単にする必要がある。
【０１０５】
そこで、実施の形態６では、排気通路２４０（図１参照）を設ける代わりに、第１の空間ＳＰ１０１と第２の空間ＳＰ１０２とを連通させる。
【０１０６】
具体的には、図１３のように、気相エッチング処理装置５００において、延在部５２０は、複数の貫通孔５２２を有している。各貫通孔５２２は、第１の空間ＳＰ１０１と第２の空間ＳＰ１０２とを連通する。第１の空間ＳＰ１０１は、シール部材１３０をガラス基板２ｊの表面における縁部に密着させた際のシャワーヘッド１１４、シール部材１３０、及びガラス基板２ｊにより囲まれた空間である。第２の空間ＳＰ１０２は、排気通路１２に至る空間である。
【０１０７】
また、気相エッチング装置の動作が、図１４に示すように、次の点で実施の形態１と異なる。
【０１０８】
実施の形態１と同様にＳ１．１〜Ｓ１．５の処理を行った後に、第１の空間ＳＰ１０１の圧力と第２の空間ＳＰ１０２の圧力とをそれぞれ所定の圧力に調整する（Ｓ６．５）。このとき、例えば、第１の空間ＳＰ１０１から第２の空間ＳＰ１０２へプロセスガスがスムーズに排出されるように、「第１の空間ＳＰ１０１の圧力」＞「第２の空間ＳＰ１０２の圧力」が維持されるように調整してもよい。そして、実施の形態１と同様にＳ１．７〜Ｓ１．８の処理を行った後に、貫通孔５２２及び第２の空間ＳＰ１０２を介して第１の空間ＳＰ１０１を真空排気する（Ｓ６．８）。その後、実施の形態１と同様にＳ１．１０〜Ｓ１．１１の処理を行う。
【０１０９】
このように、実施の形態６では、装置構成を簡略化できるので、低コストで太陽電池を作製可能である。
【０１１０】
なお、上記の実施の形態１〜６において、プロセスガスとしてＨＦガスおよびＨ２Ｏガスを含むプロセスガスについて例示的に説明したが、これに限定されない。例えば、エッチング反応を促進させるＨ２Ｏガスについて、エチルアルコールやメチルアルコール、もしくはこれらの混合ガスを用いても良い。
【０１１１】
また、上記の実施の形態１〜６において、薄膜シリコン太陽電池のガラス基板を例にして説明したが、これに限定されるものではなく、ガラスの片面に凹凸形状を形成し、端面を封止して用いる光起電力装置であれば、たとえば結晶シリコン系や化合物半導体の太陽電池など、他の構造であっても良い。
【０１１２】
また、ガラス基板に限らずシリコン基板など他の基板でも反応性ガスで縁部がエッチングされたり、縁部に膜が付着したりすることで不具合が生じることがある。本発明の基板処理装置および基板処理方法によれば、そのような不具合を抑制することができる。たとえば、シリコン基板には縁に面取りされたべベル部があるが、この部分に付着した膜がエッチング工程で剥離して歩留まりを低下することが知られている。本発明によればエッチングマスクを作製することなく、縁の膜のエッチングを防止して、製造の歩留まりを向上できる。また、本発明を成膜装置に応用すれば、膜が縁に成膜されないため、そのような問題が生じることを防止できる。たとえば、オゾンとＴＥＯＳを用いたＣＶＤ装置、オゾンによる表面処理などにも応用できる。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
以上のように、本発明にかかる気相エッチング装置、及び気相ＨＦエッチング処理方法は、薄膜シリコン太陽電池を含む光起電力装置の製造に有用である。
【符号の説明】
【０１１４】
１、１ｉ、１ｊ アモルファスシリコン太陽電池
２、２ｉ、２ｊ ガラス基板
２ａｉ、２ａｊ 凹凸形状
２ｂｊ 平坦形状
３、３ｉ、３ｊ 第１の透明導電膜
３ａ、３ａｉ、３ａｊ 凹凸形状
３ｂｊ 平坦形状
４ Ｐ型アモルファスシリコン膜
５ Ｉ型アモルファスシリコン膜
６ Ｎ型アモルファスシリコン膜
７ アモルファスシリコンセル
８ 第２の透明導電膜
９ 金属電極膜
１０ 気相エッチング装置
１１ 真空容器
１２ 排気通路
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ 流量制御装置
１４ シャワーヘッド
１４ａ、１１４ａ 対向面
１５ 基板ステージ
１６ シリコン基板
１７ シリコン酸化膜
１９ プロセスガス供給機構
２０ 上下機構
２１ ガス供給口
２２ ＨＦガス供給配管
２３ Ｈ２Ｏガス供給配管
２４ 充填材
１００ 気相エッチング装置
１１０ 排気通路
１１１ 真空容器
１１２ ゲートバルブ
１１３ 基板搬送機構
１１４ シャワーヘッド
１１４ｃ、２１４ｃ 延在部
１１５ 基板ステージ
１２０ 延在部
１２１ ガス供給口
１３０ シール部材
１４０ 排気通路
２００ 気相エッチング装置
２１２ 排気通路
２２１ 不活性ガス供給機構
２２２ｂ、２４２ｂ 調整バルブ
２４０ 排気通路
３００ 気相エッチング装置
３３０ 制御部
３４０ 圧力調整機構
４３０ 枠
５００ 気相エッチング処理装置
５２０ 延在部
５２２ 貫通孔
ＣＨ 反応室
ＳＰ１０１ 第１の空間
ＳＰ１０２ 第２の空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器と、
前記真空容器内に配され、基板が載置される基板ステージと、
前記基板ステージに対向する位置から前記基板を処理するガスを供給するガス供給部と、
前記基板の表面に垂直な方向から透視した場合に前記基板の表面の周縁部を選択的に覆うように配され、前記真空容器における前記ガス供給部側の内壁から前記基板ステージに向かって延在している延在部と、
前記基板の処理時において、前記ガス供給部と前記延在部と前記基板の処理面とで囲まれた第１の空間と前記第１の空間より外側の第２の空間とが互いに分離されるように前記基板の表面の周縁部と前記延在部との距離を近づけ、前記基板の交換時において、前記基板の表面の周縁部と前記延在部との距離を遠ざける距離調整機構と、
第１の排気装置に接続されており、前記基板の処理時において、前記第１の空間を減圧する第１の排気口と、
第２の排気装置に接続されており、前記基板の処理時において、前記第２の空間を減圧する第２の排気口と、
を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記延在部の先端面に設けられた、樹脂材料からなるシール部材をさらに備えた
ことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記第１の空間の圧力と前記第２の空間の圧力とを調整する圧力調整機構をさらに備えた
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記基板の処理時において、前記第２の空間に不活性ガスを供給する第２のガス供給部をさらに備えた
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記基板の交換時において、前記距離調整機構により前記基板の表面の周縁部と前記延在部との距離が遠ざけられた状態で、前記真空容器における前記基板ステージ側方の内壁に設けられた開口部を介して前記基板ステージ上の前記基板を交換する基板交換機構をさらに備えた
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項６】
真空容器内に配された基板ステージへ基板を載置する工程と、
前記基板の表面に垂直な方向から透視した場合に前記基板の表面の周縁部を選択的に覆うように配され前記真空容器におけるガス供給部側の内壁から前記基板ステージに向かって延在している延在部を前記基板の表面の周縁部に近づけて、前記ガス供給部と前記延在部と前記基板の処理面とで囲まれた第１の空間と前記第１の空間より外側の第２の空間とを互いに分離する工程と、
前記第１の空間及び前記第２の空間をそれぞれ減圧する工程と、
前記ガス供給部から前記第１の空間にガスを供給し前記基板を処理する工程と、
前記基板の表面の周縁部と前記延在部との距離を遠ざけて、前記基板ステージ上の前記基板を交換する工程と、
を備えたことを特徴とする基板処理方法。
【請求項７】
前記処理する工程では、前記第１の空間の圧力が前記第２の空間の圧力より低くなるように制御される
ことを特徴とする請求項６に記載の基板処理方法。
【請求項８】
前記載置する工程では、前記基板の表面の周縁部に樹脂材料からなる枠を付けて、前記基板を載置し、
前記分離する工程では、前記延在部と前記基板の表面の周縁部とで前記枠を挟み込んで、前記第１の空間と前記第２の空間とを互いに分離する
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の基板処理方法。
【請求項９】
前記処理する工程は、
前記ガス供給部から前記第１の空間にガスを供給する工程と、
前記第１の空間へのガスの供給と前記第１の空間からの排気とを停止する工程と、
を含む
ことを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項１０】
前記基板は、ナトリウム及びカルシウムの少なくとも一方を含むガラス基板であり、
前記基板を処理すべきガスは、ＨＦガスを含み、
前記処理する工程では、前記基板の処理面に対して前記ＨＦガスでエッチング処理を施して粗面に加工する
ことを特徴とする請求項６から９のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の基板処理方法でガラス基板を処理する工程と、
前記処理されたガラス基板の上に、太陽電池素子を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項１】
真空容器と、
前記真空容器内に配され、基板が載置される基板ステージと、
前記基板ステージに対向する位置から前記基板を処理するガスを供給するガス供給部と、
前記基板の表面に垂直な方向から透視した場合に前記基板の表面の周縁部を選択的に覆うように配され、前記真空容器における前記ガス供給部側の内壁から前記基板ステージに向かって延在している延在部と、
前記基板の処理時において、前記ガス供給部と前記延在部と前記基板の処理面とで囲まれた第１の空間と前記第１の空間より外側の第２の空間とが互いに分離されるように前記基板の表面の周縁部と前記延在部との距離を近づけ、前記基板の交換時において、前記基板の表面の周縁部と前記延在部との距離を遠ざける距離調整機構と、
第１の排気装置に接続されており、前記基板の処理時において、前記第１の空間を減圧する第１の排気口と、
第２の排気装置に接続されており、前記基板の処理時において、前記第２の空間を減圧する第２の排気口と、
を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記延在部の先端面に設けられた、樹脂材料からなるシール部材をさらに備えた
ことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記第１の空間の圧力と前記第２の空間の圧力とを調整する圧力調整機構をさらに備えた
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記基板の処理時において、前記第２の空間に不活性ガスを供給する第２のガス供給部をさらに備えた
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記基板の交換時において、前記距離調整機構により前記基板の表面の周縁部と前記延在部との距離が遠ざけられた状態で、前記真空容器における前記基板ステージ側方の内壁に設けられた開口部を介して前記基板ステージ上の前記基板を交換する基板交換機構をさらに備えた
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項６】
真空容器内に配された基板ステージへ基板を載置する工程と、
前記基板の表面に垂直な方向から透視した場合に前記基板の表面の周縁部を選択的に覆うように配され前記真空容器におけるガス供給部側の内壁から前記基板ステージに向かって延在している延在部を前記基板の表面の周縁部に近づけて、前記ガス供給部と前記延在部と前記基板の処理面とで囲まれた第１の空間と前記第１の空間より外側の第２の空間とを互いに分離する工程と、
前記第１の空間及び前記第２の空間をそれぞれ減圧する工程と、
前記ガス供給部から前記第１の空間にガスを供給し前記基板を処理する工程と、
前記基板の表面の周縁部と前記延在部との距離を遠ざけて、前記基板ステージ上の前記基板を交換する工程と、
を備えたことを特徴とする基板処理方法。
【請求項７】
前記処理する工程では、前記第１の空間の圧力が前記第２の空間の圧力より低くなるように制御される
ことを特徴とする請求項６に記載の基板処理方法。
【請求項８】
前記載置する工程では、前記基板の表面の周縁部に樹脂材料からなる枠を付けて、前記基板を載置し、
前記分離する工程では、前記延在部と前記基板の表面の周縁部とで前記枠を挟み込んで、前記第１の空間と前記第２の空間とを互いに分離する
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の基板処理方法。
【請求項９】
前記処理する工程は、
前記ガス供給部から前記第１の空間にガスを供給する工程と、
前記第１の空間へのガスの供給と前記第１の空間からの排気とを停止する工程と、
を含む
ことを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項１０】
前記基板は、ナトリウム及びカルシウムの少なくとも一方を含むガラス基板であり、
前記基板を処理すべきガスは、ＨＦガスを含み、
前記処理する工程では、前記基板の処理面に対して前記ＨＦガスでエッチング処理を施して粗面に加工する
ことを特徴とする請求項６から９のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の基板処理方法でガラス基板を処理する工程と、
前記処理されたガラス基板の上に、太陽電池素子を形成する工程と、
を備えたことを特徴とす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８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１３−８４８９５（Ｐ２０１３−８４８９５Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１１６４４７（Ｐ２０１２−１１６４４７）
【出願日】平成２４年５月２２日（２０１２．５．２２）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年５月２２日（２０１２．５．２２）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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