专利名称：衬底处理装置及搬运装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种衬底处理装置及搬运装置，特别涉及用于形成硒化物类CIS太阳能电池的光吸收层的衬底处理装置、及搬运装置。
背景技术：
硒化物类CIS太阳能电池具有玻璃衬底、金属背面电极层、CIS类光吸收层、高电阻缓冲层、窗层依次层合的结构。其中，CIS类光吸收层通过将铜(Cu)/镓(Ga)、Cu/铟 (In)、或Cu-Ga/ln中的任一种层合结构进行硒化而形成。如上所述，硒化物类Cls太阳能电池由于能够在不使用硅(Si)的条件下形成，所以具有能使衬底变薄、同时能降低制造成本的特征。此处,作为进行硒化的装置的一个例子,有专利文献I。专利文献I中公开的硒化装置中，利用保持架以一定的间隔设置多个平板状的对象物，与圆筒状石英腔室的长轴方向平行且垂直于其板面，导入硒源，由此进行对象物的硒化。另外，公开了通过将风扇安装在圆筒状石英腔室的轴方向的端部，使石英腔室内的硒化源强制对流，进行玻璃衬底上的温度分布的均匀化。专利文献I :日本特开2006-186114号公报
发明内容
如专利文献I所记载，将风扇配置在圆筒状石英腔室的轴方向的端部时，石英腔室内的气体的对流变成在石英腔室内在横向、即玻璃衬底的长边方向上流动。此处，为了降低CIS类太阳能电池的制造成本，将玻璃衬底大型化时，玻璃衬底的长边也变长。因此，升为了保持降温时的玻璃衬底的面内的温度的均匀性，需要增大对流气体的流速、或者减缓升降温的速度。前者的情况下，需要提高风扇的能力，风扇变得昂贵。另外，风扇的能力也有限制，有可能难以实现。进而，速度快的气体在多个玻璃衬底间的狭窄空间流动时，吸引玻璃衬底的力量变大，玻璃衬底有可能摇动。结果，玻璃衬底和保持架摩擦，引起产生颗粒等问题。另一方面，减小升降温的速度时，由于处理时间变长，所以生产率下降，制造成本增力口。因此，玻璃衬底的大型化困难。另外，玻璃衬底大型化时，重量也变重，难以将多个玻璃衬底搬入石英腔室内。根据本发明的一个优选方案，提供了一种衬底处理装置，具有处理室，容纳有多个衬底，所述衬底形成有由铜-铟、铜-镓、或铜-铟-镓中的任一种形成的层合膜；反应管，以构成上述处理室的方式形成；气体供给管，向上述处理室内导入含硒元素气体或含硫元素气体；排气管，将上述处理室内的气体排出；加热部，以包围上述反应管的方式设置；及风扇，在上述多个玻璃衬底的表面，使上述处理室内的气体在上述多个玻璃衬底的短边方向上强制对流。根据本发明的另一优选方案，提供了一种搬运装置，所述搬运装置将保持有多个衬底的保持盒搬运至处理室内，且具有支承上述保持盒的支承部；固定在上述支承部上的车轮部；使上述支承部及上述车轮部一体工作的臂。根据本发明，能够减少制造成本。
[图I]为本发明的第I实施例的处理炉的侧面剖面图。[图2]为从图I的纸面左方观察的处理炉的剖面图。[图3]为本发明的保持盒410的立体图。[图4]为说明本发明的涂膜的图。
[图5]为说明本发明的搬运保持盒410时的状态的图。[图6]为说明本发明的搬运装置600的图。[图7]为表示说明本发明的效果的模拟结果的图。[图8]为表示说明本发明的效果的其他模拟模型的结构的图。[图9]为表示说明本发明的效果的其他模拟结果的图。[图10]为表示说明本发明的效果的其他模拟结果的图。[图11]为本发明的第2实施方式的处理炉的侧面剖面图。符号说明10 :处理炉、20 :玻璃衬底、30 :处理室、100 :反应管、101 :基材、102 :涂膜、110 :密封盖、120 :集流腔、200 :炉体加热部、210 :盖加热部、300 :气体供给管、310 :排气管、400 内壁、410 :保持盒、411 :保持构件、412 :凸缘部、420 :设置台、430 :第I整流板、440 :第2整流板、500 :电动风扇、510 :扇叶部、520 :旋转轴部、530 :动力部、540 :保护构件、600 :搬运装置、601 :支承部、602 :升降部、603 :车轮部、604 :固定构件、605 :臂。
具体实施例方式<第I实施方式>以下，一边参照附图，一边说明本发明的第I实施方式。图I表示本发明的进行硒化处理的衬底处理装置中组入的处理炉10的侧面剖面图。另外，图2表示从图I的纸面左侧观察的处理炉的剖面图。处理炉10具有由不锈钢等金属材料形成的作为炉体的反应管100。通过使用不锈钢等金属材料，与石英制的情况相比加工容易，易于使反应管100大型化。反应管100为中空的圆筒状，具有其一端封闭、另一端开口的结构。由反应管100的中空部分形成处理室30。在反应管100的开口侧、与反应管100为同心圆地设置有两端开口的圆筒状的集流腔120。在反应管100与集流腔120之间设置作为密封构件的0形环(图中未示出)。在集流腔120的没有设置反应管100的开口部上，设置有可动性的密封盖110。密封盖110由不锈钢等金属材料形成，形成其一部分插入集流腔120的开口部的凸型形状。在可动性的密封盖110和集流腔120之间设置有作为密封构件的0形环(图中未示出)，进行处理时，密封盖110将反应管100的开口侧气密性地封闭。在反应管100的内部设置有用于载置保持盒410的内壁(interwall)400，所述保持盒410中保持有多个玻璃衬底(例如30 40片)，所述玻璃衬底形成有含有铜(Cu)、铟(In)及镓(Ga)的层合膜。如图2所示，内壁400的结构为其一端固定在反应管100的内周面上，并且在反应管100的中心部通过设置台420载置保持盒410。内壁400的构成为以夹持保持盒410的方式设置的一对构件在其两端连接，从而提高其强度。如图I所示，保持盒410以立起的状态且横向排列地保持多个玻璃衬底20。另外，如图3所示，保持盒410由形成长方体的框架形成。保持盒410中具有保持玻璃衬底20的保持构件411。保持构件411被设置在保持盒410的长方体的长边方向的两端、及长方体的框架的下部。进而，在保持盒410的长边方向的上部侧具有凸缘部412，所述凸缘部412以从长方体向外侧突出的方式进行设置(参见图2)。后面会详细说明，凸缘部412用于保持盒410的搬入搬出。需要说明的是，内壁400的中央部形成凸状，以使其能够容纳凸缘部412。另外，以包围反应管100的方式设置炉体加热部200，该炉体加热部200形成一端封闭、另一端开口的中空圆筒状。另外，在密封盖110的与反应管100相对侧的侧面上设置有盖加热部210。通过上述炉体加热部200和盖加热部210将处理室30内加热。需要说明的是，炉体加热部200通过图中未示出的固定构件被固定在反应管100上，盖加热部210通 过图中未示出的固定构件被固定在密封盖110上。另外，在密封盖110和集流腔120上，设置有用于保护耐热性低的0形环的、图中未示出的水冷部等冷却机构。集流腔120设置有气体供给管300，用于供给作为含硒元素气体(硒化源)的氢化硒(以下称作“H2Se”)。由气体供给管300供给的H2Se从气体供给管300、经过集流腔120与密封盖110之间的间隙被供给至处理室30。另外，在集流腔120的与气体供给管300不同的位置上设置有排气管310。处理室30内的气体通过集流腔120和密封盖110之间的间隙从排气管310排出。需要说明的是，通过上述冷却机构被冷却的地方冷却至150°C以下时，在该部分中未反应的硒冷凝，因此优选将温度控制在150°C 170°C左右。反应管100由不锈钢等金属材料形成。与石英相比，不锈钢等金属材料易于加工。因此，能够容易制造在进行CIS类太阳能电池的硒化处理的衬底处理装置中所使用的大型反应管100。能够增加可容纳在反应管100内的玻璃衬底的数量，能够降低CIS类太阳能电池的制造成本。在处理炉10的上部侧，沿着玻璃衬底的长边方向设置多个电动风扇500。多个电动风扇500分别具有扇叶部510，通过旋转形成处理室30内的对流；旋转轴部520，以贯通圆筒状的反应管100的侧壁、及炉体加热部200的侧壁的方式设置；动力部530，设置在炉体加热部200的外部，使旋转轴部520旋转。进而，在旋转轴部520与反应管100及炉体加热部200之间设置保护构件540，通过在保护构件540和旋转轴部520之间的狭小间隙进行氮清洗，能极大地抑制反应气体从旋转轴部520浸入至动力部530。通过多个电动风扇500，处理室30内形成玻璃衬底20的短边方向的气体的流动。如上所述，通过使电动风扇500工作，使强制对流朝向玻璃衬底的短边方向，能够降低为了使玻璃衬底20的面内的温度均匀化所需的气体的流速。图7为模拟结果的图，S卩，在除电动风扇的位置之外为相同结构的处理炉中，使以50C /分钟的速度升温时的玻璃衬底间的流速变化，模拟为了将玻璃衬底的面内的温度差控制在约30°C所需的流速。(a)为将电动风扇配置在处理炉的侧面、使玻璃衬底的表面的气体的流动沿着玻璃衬底的长边方向时的结果，为了将玻璃衬底的面内的温度差控制在约30°C所需的气体的流速为IOm/秒。(b)为如本实施方式所述将电动风扇配置在处理炉的上面、使玻璃衬底的表面的气体的流动沿着玻璃衬底的短边方向时的结果，为了将玻璃衬底的面内的温度差控制在约30°C所需的气体的流速为2m/秒。需要说明的是，(a)及(b)的左侧表示加热20分钟后(400K = 123 0C )的状态，右侧表示加热60分钟后^OOK = 323 °C )的状态。由图7的结果也可知，通过如本实施方式所示使气体的流动沿着玻璃衬底的短边方向，能够控制气体的流速，能使玻璃衬底大型化。如图2所示，通过玻璃衬底20的表面的气体沿着反应管100的内壁返回上部。因此,使处理室30内的气体循环。另外，通过以夹持电动风扇500的侧部的方式构成内壁400，能够使通过电动风扇500强制对流的气体流朝向玻璃衬底20。进而，通过在玻璃衬底的长边方向上设置多个电动风扇500，能够提高长边方向的气体的均匀性。处理炉10在玻璃衬底20的气体的上游侧具有板状构件的第I整流板430，所述第I整流板430固定在内壁400上，具有多个开口部431。调节上述第I整流板430的开口部431的开口率，调节气体的传导，由此能够使气体更加均匀地在多个玻璃衬底20的表面流动。特别是，本实施方式中，由于形成了在长边方向上排列有多个电动风扇500的结构，所 以在电动风扇500的正下面与电动风扇500间的空间，气体的流动也有可能不同。此时，使电动风扇500的正下面与电动风扇500间的空间的第I整流板430的开口率不同，来调节气体的传导，由此能够使气体均匀地流动。需要说明的是，图2中，针对开口部431虽然记载了相对于多个玻璃衬底20，具有一个开口部431，但并不限定于此，也可以对应于玻璃衬底20之间的一个空间设置一个开口部431。图8表示模拟具有开口率不同的区域的第I整流板430的效果时的结构图。此次的模拟中，使用将40片玻璃衬底以对称面分割成4份的、20片量的一半长度的模型(1/4对称模型)。另外，与电动风扇500对应，具有第I流入口 INl及第2流入口 IN2，从第I流入口 INl供给12m3/分钟的气体，从第2流入口 IN2供给6m3/分钟的气体，从流出口 OUT流出。另外，与第I整流板430对应，在区域R1、R2、R3设置气体流的阻抗体。具体而言，为了与具有开口率不同的区域的第I整流板430对应，将相当于电动风扇正下面的区域Rl的开口率设定为40%，将相当于电动风扇之间的区域R2的开口率设定为30%。另外，对于多个玻璃衬底排列方向的一端的区域R3,图中虽未不出，但以气体不会向外侧流出的方式进行设定。如上所述，将在多个玻璃衬底排列方向的端部流动的气体量进行节流，另外控制电动风扇正下面的气体流速，抑制由多个电动风扇的合流引起的流速下降，由此可得到如下结果总循环气体流量为72m3/分钟时的玻璃衬底间的平均气体流速为2m/秒以上、玻璃衬底间的最低气体流速为I. 2m/秒以上。图9为针对在与图8同样的结构中、同样的气体流速条件下加热玻璃衬底时产生的玻璃衬底面内的温度偏差(AT)进行模拟的结果。需要说明的是，本模拟中，不是图8的1/4对称模型，而是在玻璃衬底的长边方向上以排列2个电动风扇的长度进行模拟。图9 (a)表示以5°C /分钟进行升温、从室温(25°C )开始加热、温度偏差(AT)变为最大的I小时45分钟后的550°C (823K)下的温度分布。另外，(a_l)表示自端部第I片附近，(a_2)表示自端第11片附近，(a-3)表示自端部第20片附近(中央部)，其上部记载的数字为其面内的最大温度和最小温度。由此可知在40片玻璃中在两端与中央之间的自端部第11片附近的2个电动风扇之间的下游部分温度最低，但是在玻璃整体被加热至约550°C的状态下，为28°C的偏差(AT)，落在可充分允许的范围。另外，图9(b)表示由图9(a)将炉体温度固定在552°C (825K)、经过约10分钟后的温度偏差(A T)。与(a)同样地，(b_l)表示自端第I片附近，(b-2)表示自端部第11片附近，(b-3)表示自端部第20片附近(中央部)，在其上部给出面内的最大温度和最小温度。由(b)可知处理时(温度稳定时)保持了充分的温度均匀性。图9给出了位于自端部第I片附近、第11片附近、中央部附近的玻璃的面内分布，图10是针对全部40片、对在炉体内加热中产生的玻璃衬底面内的最大温度差作图。A表示加热至550°C时的温度偏差(对应图9(a))，B表示到达552°C后、保持气体的温度在552°C的状态使气体循环经过10分钟后的温度偏差(图9(b))。虽然由于2个风扇的影响，在自端部起的第6 8片间产生比较大的温度偏差，但通过利用整流板等进行传导调整，能够实现加热时30°C以内、处理时10°C以内的极为良好的均匀性。需要说明的是，本模拟通过电动风扇的正下面的区域的开口率高于电动风扇之间的区域的开口率进行，但并不限定于此，根据反应炉的结构，也有时优选相反的关系。但是，在电动风扇的正下面的区域和电动风扇之间的区域，由于气体流的条件不同，所以可以如本实施方式所述通过使电动风扇的正下面的区域和电动风扇之间的区域的开口率不同，调节气体流的传导，能够提高均匀性。、进而，处理炉10在玻璃衬底20的下游侧具有板状构件的第2整流板440，该第2整流板440固定在内壁400上、具有多个开口部431。除上游侧的第I整流板之外，通过在下游侧也具有第2整流板，能够增加可调节气体均匀化的因素，易于将气体的流动进一步均匀化。需要说明的是，图2中，对于开口部431记载了相对于多个玻璃衬底20，具有一个开口部431，但并不限定于此，也可以对应于玻璃衬底20之间的一个空间设置一个开口部431。进而，本实施方式中，反应管100的至少暴露在处理室30内的气氛中的表面、及电动风扇500的至少扇叶部510及旋转轴部520，如图4所示，在形成基材101的不锈钢等金属材料上形成与不锈钢等金属材料相比硒化耐性高的涂膜。对于广泛使用的不锈钢等金属材料，在H2Se等气体被加热至200°C以上时，由于非常高的反应性而发生腐蚀，但通过如本实施方式所述地形成硒化耐性高的涂膜，能够抑制由H2Se等气体引起的腐蚀，因此能够使用广泛使用的不锈钢等金属材料，能够降低衬底处理装置的制造成本。需要说明的是，作为上述硒化耐性高的涂膜，优选为以陶瓷作为主要成分的涂膜，例如可以举出各自单独使用氧化铬(CrxOy :x、y为I以上的任意数)、氧化铝(AlxOy :x、y为I以上的任意数)、氧化硅(SixOy :x、y为I以上的任意数)或使用它们的混合物。另外，本实施方式的涂膜102由多孔状的膜形成。由此，能够灵活地追随由不锈钢等金属材料形成的基材101与涂膜102的线膨胀系数的不同引起的热膨胀 收缩。结果，即使重复进行热处理，也能最小限度地控制涂膜上裂纹的产生。需要说明的是，期望所形成的涂膜102的厚度为2 200 ii m,优选为50 120 u m。另外，期望基材101与涂膜102的线膨胀系数的偏差为20%以下，优选为5%以下。另外，密封盖110、集流腔120、气体供给管300及排气管300也可以同样地在暴露于硒化源中的部分形成上述涂膜。但是，为了保护0形环等而被冷却机构冷却至200°C以下的部分，由于不锈钢等金属材料即使与硒化源接触也不反应，所以可以不涂布。接下来，针对将保持盒410搬入搬出处理室30内的情况进行说明。图5表示保持盒410的搬入时、或搬出时的状态，(a)为与图2对应的剖面图，(b)为从侧面观察处理炉时的图，仅记载了说明所必需的部分。另外，图6为将本发明的搬运装置600抽出的图，(a)表示侧面图，(b)表示上面图，(c)表示从搬运装置600的后方观察的图。使玻璃衬底20大型化时，保持盒410变重。因此，在保持盒410的下部插入板状构件并抬起变得困难。因此，本实施方式中，在保持盒410上设置凸缘部412，通过能抬起凸缘部412的带有车轮的搬运装置600搬运保持盒410。搬运装置600具有支承凸缘部412的支承部601、升降支承部601的多个升降部602、设置在升降部的下部的多个车轮部603、能使多个升降部602及多个车轮部603 —体工作的固定构件604、及设置在固定部上的臂605。如图6所示，搬运装置600整体的结构为由支承部601及固定构件604使左右的升降部602及车轮部603 —体工作，通过使臂605前后移动，搬运装置600整体能一体工作。搬运保持盒410时，升降部602使支承部601上升，抬起凸缘部412，由此来抬起 保持盒410整体。结果，保持盒410可以在不与设置台420接触的情况下移动。另外，由于保持盒410被多个车轮部603支承，所以即使保持盒410变重，也能将负荷分散，能够搬运更重的保持盒410。另外，内壁400具有向外侧突出的凸部(搬运路)以使多个车轮部603可移动。因此，通过使臂605前后移动，车轮部603在内壁400的搬运路内移动，能够顺利地搬运保持盒410。另外，将保持盒410搬入至规定位置后，通过升降部602使支承部601下降。保持盒410随着支承部601的下降而下降，但保持盒410的下面与设置台420接触时，不再下降。此处，进一步通过升降部602使支承部601下降时，保持盒410不再下降，因此，支承部601与凸缘部412分离。结果，通过使臂605后退，能够在将保持盒410载置于处理室30内的状态下，从处理室30取出搬运装置600。要搬出保持盒410时，按照相反的顺序进行即可。如上所述，利用具有支承部601和多个车轮部603的搬运装置600，使保持盒410抬起并移动，由此能够应对玻璃衬底20的大型化。另外，通过设置可升降支承部601的升降部602，能够将保持盒410和搬运装置600分离，能够仅将搬运装置600搬入搬出处理室30内。接下来，针对使用本实施方式的处理炉进行的、CIS类太阳能电池的制造的一部分即衬底的制造方法进行说明。首先，在保持盒410内准备30片至40片的形成有含有铜(Cu)、铟(In)、镓(Ga)的层合膜的玻璃衬底。然后，通过搬运装置600的支承部601抬起保持盒410的凸缘部412。由此，能够移动保持盒410。之后，将搬运装置600的车轮部603装载在内壁400的搬运路上，通过使臂605前进，将保持盒410及搬运装置600移动至处理室30内的规定位置。然后，通过搬运装置600的升降部602使支承部601及保持盒410下降。保持盒410被载置在设置台420上后，通过升降部602进一步使支承部601下降，将搬运装置600和保持盒410分离。之后，通过使臂605后退，将搬运装置600搬出至处理室30的外面。然后，通过可动性的密封盖110将处理室封闭(搬入工序)。之后，用氮气等惰性气体置换处理室30内(置换工序)。用惰性气体置换处理室30内的气体后，在常温的状态下，从气体供给管300导入用惰性气体稀释至I 20% (优选2 10%)的H2Se气体等硒化源。接下来，在封入上述硒化源的状态下、或在通过从排气管310排出一定量气体使上述硒化源为一定量流量的状态下，以每分钟3 50°C的速度升温至400 550°C，优选450°C 550°C。此时使电动风扇500工作，使处理室30内的气体以气体流朝向玻璃衬底的短边方向的方式强制对流。升温至规定温度后，保持10 180分钟，优选保持20 120分钟，由此进行硒化处理，形成CIS类太阳能电池的光吸收层(形成工序)。之后，从气体供给管300导入惰性气体，置换处理室30内的气氛，另外，降温至规定温度(降温工序)。降温至规定温度后，通过使密封盖110移动，将处理室30开口。处理室30开口时，在通过搬运装置600的升降部602使支承部601下降的状态下，将车轮部603装载在内壁400的搬运路上。然后，使臂605前进，使搬运装置600移动至规定位置后，通过升降部602使支承部601上升，抬起保持盒410。然后，通过使臂605后退，搬出保持盒410 (搬出工序)，由此一系列的处理结束。以上第I的实施方式的发明具有以下记载的效果的至少一个。(I)通过使处理室30内的气体的流动在玻璃衬底的短边方向，与气体的流动在玻璃衬底的长边方向的情况相比，即使不提高对流的气体的流速，也能保持玻璃衬底的温度均匀性，能够使玻璃衬底大型化。 (2)在(I)中，通过在玻璃衬底的长边方向上配置多个电动风扇，能够实现玻璃衬底的长边方向的气体流的均匀化。(3)在⑴或⑵中，通过以夹持玻璃衬底的方式设置一对内壁，能够使对流的气体流有效地朝向玻璃衬底。(4)在(3)中,通过使一对内壁延伸至电动风扇的侧面,能够使气体流更有效地朝向玻璃衬底。(5)在⑵ ⑷的任一项中，通过用与扇叶部的基材相比硒化耐性较高的物质涂布电动风扇的至少扇叶部及旋转轴，能够由不锈钢等金属材料构成需要复杂加工的扇叶部的基材。(6)在(I) (5)中的任一项中，通过由不锈钢等金属材料形成反应管，能够增大反应管，使玻璃衬底大型化。(7)在￠)中，通过用与反应管的基材相比硒化耐性较高的物质涂布反应管的至少暴露在处理室的气体中的部分，能够减少衬底处理装置的成本。(8)在⑴ (7)的任一项中，通过在多个玻璃衬底的表面上的气体流动方向的上游侧配置具有多个开口部的整流板，能够调节气体流的传导。结果，能够调节由电动风扇引起的强制对流的气体流动，能实现气体流的均勻化。(9)在⑶中，通过在电动风扇的正下面的区域和电动风扇之间的区域使整流板的开口部的开口率不同，能够调节由电动风扇的配置引起的气体流的混乱。(10)在(8)或(9)中，通过在玻璃衬底的下游侧也设置整流板，能够更细致地调节气体的传导。(11)通过使将保持多个玻璃衬底的保持盒搬入搬出处理室内的搬运装置为具有多个车轮部的结构，在将多个玻璃衬底大型化时也能容易地搬运。换言之，能实现玻璃衬底的大型化。(12)在(11)中，通过在搬运装置上设置抬起保持盒的升降部，能够在搬运保持盒后，从处理室取出搬运装置。〈第2实施方式>
接下来，使用图11说明图I及图2所示的处理炉10的其他实施方式。图11中，对具有与图I及图2相同功能的构件赋予同一编号。另外，此处，主要针对与第I实施方式不同之处进行说明。图11所示的第2实施方式中，与仅载置一个保持多个玻璃衬底20的保持盒410的第I实施方式不同，不同之处在于，在与多个玻璃衬底的表面相平行的方向上并排配置多个保持盒410 (此处为3个)。本发明中，使由电动风扇500引起的处理室30内的气体的强制对流在玻璃衬底20的短边方向，因此，即使在玻璃衬底20的长边方向上配置多个保持盒410，在各个玻璃衬底20的表面流动的气体的流动与第I实施方式相同。因此，能够在长边方向上排列多个玻璃衬底，能够增加一次可处理的玻璃衬底的数量。另外，如第I实施方式中所说明的那样，本发明中，通过具有车轮部603的搬运装置600将保持盒410搬运至处理室内。因此，如本实施方式所述，即使从搬入口依次并列配 置保持盒410，通过调节臂605的长度，也能够将保持盒410搬运得尽可能远。进而，不使用现有的石英制的反应管，而使用不锈钢等金属材料作为反应管100的基材。因此，即使将反应管100大型化，与石英制比较，其成型也容易，另外，与石英制相t匕,其成本的增加也比较小。因此,能增加一次可处理的玻璃衬底20的数量，能降低CIS类太阳能电池的制造成本。另外，通过使用不锈钢等金属材料作为反应管的基材，与石英制的反应管相比，也易于处置，能够使反应管大型化。对于第2实施方式中的本发明，除第I实施方式的效果之外，还能够实现以下所述的效果中的至少一个。(I)在反应管100内，在与玻璃衬底20的表面平行的方向并排配置多个保持盒410，所述保持盒410中保持有多个玻璃衬底20，由此能够增加一次可处理的玻璃衬底的数量，能够降低CIS类太阳能电池的制造成本。以上，使用
了本发明的实施方式，但只要不脱离本发明主旨，就可以进行各种改变。例如，上述实施方式中对下述方案进行了说明，即，对形成有含有铜(Cu)、铟(In)、镓(Ga)的层合膜的多个玻璃衬底进行硒化处理，但本发明并不限定于此，也可以对形成有铜(Cu)/铟(In)或铜(Cu)/镓(Ga)等的多个玻璃衬底进行硒化处理。另外，本实施方式中，虽然提及了与金属材料的反应性高的硒化，但也包括下述情况，即，在CIS类太阳能电池中，改变硒化处理、或者在硒化处理后供给含硫元素气体进行硫化处理。此时，也可以通过使用本实施方式的大型反应炉来增加一次可硫化处理的片数，因此，能够实现制造成本的下降。最后，如下所示附记本发明优选的主要方案。(I) 一种衬底处理装置，具有处理室，容纳有多个衬底，所述衬底形成有由铜-铟、铜-镓或铜-铟-镓中的任一种形成的层合膜；反应管，以构成上述处理室的方式形成；气体供给管，向上述处理室中导入含硒元素气体或含硫元素气体；排气管，将上述处理室内的气体排出；加热部，以包围上述反应管的方式设置；及风扇，在玻璃衬底的表面上，使上述处理室内的气体在多个玻璃衬底的短边方向上强制对流。(2)如上述(I)所述的衬底处理装置，其中，沿着上述衬底的长边方向配置多个上述风扇。
(3)如⑴或⑵所述的衬底处理装置，还具有在上述多个衬底的长边方向上延伸、以夹持上述多个衬底的方式设置的一对内壁。(4)如(3)所述的衬底处理装置，其中，以进一步夹持上述风扇的侧面的方式设置上述一对内壁。(5)如上述(2) (4)中任一项所述的衬底处理装置，其中，上述风扇具有在上述处理室旋转的扇叶部，对于上述扇叶部，通过以与上述扇叶部的基材相比硒化耐性或硫化耐性高的物质作为主要成分的涂膜涂布上述扇叶部的基材。(6)如上述(I) (5)中任一项所述的衬底处理装置，其中，上述反应管的基材由金属材料形成。(7)如上述(6)所述的衬底处理装置，其中，上述反应管的至少暴露在上述处理室内的气体中的部分用与上述反应管的基材相比硒化耐性或硫化耐性高的物质进行涂布。(8)如上述(I) (7)中任一项所述的衬底处理装置，其中，在上述多个衬底的表面上的上述含硒元素气体或上述含硫元素气体流动的方向的上述多个衬底的上游侧，设置有具有多个开口部的第I整流板。(9)如上述(8)所述的衬底处理装置，其中，在上述多个衬底的表面上的上述含硒元素气体或上述含硫元素气体流动的方向的上述多个衬底的下游测，设置有具有多个开口部的第2整流板。(10)如上述(8)或(9)中任一项所述的衬底处理装置，其中，沿着上述多个衬底的长边方向设置多个上述风扇，上述第I整流板中，上述风扇的正下方区域的上述开口部的开口率与配置多个上述风扇间的区域的上述开口部的开口率不同。(11)如上述⑴ (10)中任一项所述的衬底处理装置，其中，上述多个衬底被保持在保持盒内，在上述多个衬底的长边方向上配置多个上述保持盒。(12) 一种搬运装置，将保持多个衬底的保持盒搬运至处理室内，且具有支承上述保持盒的支承部；固定在上述支承部上的车轮部；使上述支承部及上述车轮部一体工作的臂。(13)如上述(12)所述的运装置，其中，上述搬运装置还具有设置在上述支承部与上述车轮部之间的可升降的升降部。
权利要求
1.一种衬底处理装置，具有 处理室，容纳多个衬底，所述衬底形成有由铜-铟、铜-镓或铜-铟-镓中的任一种形成的层合膜； 反应管，以构成所述处理室的方式形成； 气体供给管，向所述处理室中导入含硒元素气体或含硫元素气体； 排气管，将所述处理室内的气体排出； 加热部，以包围上述反应管的方式设置 '及 风扇，在所述多个玻璃衬底的表面上，使所述处理室内的气体在所述多个玻璃衬底的短边方向上强制对流。
2.如权利要求I所述的衬底处理装置，其中，沿着所述衬底的长边方向配置多个所述风扇。
3.如权利要求I或2所述的衬底处理装置，还具有在所述多个衬底的长边方向上延伸的、以夹持所述多个衬底的方式设置的一对内壁。
4.如权利要求3所述的衬底处理装置，其中，所述一对内壁进一步设置成夹持所述风扇的侧面。
5.如权利要求I或2所述的衬底处理装置，其中， 所述风扇具有在所述处理室内旋转的扇叶部， 对于所述扇叶部，通过以与所述扇叶部的基材相比硒化耐性或硫化耐性高的物质作为主要成分的涂膜涂布所述扇叶部的基材。
6.如权利要求I或2所述的衬底处理装置，其中，所述反应管的基材由金属材料形成。
7.如权利要求6所述的衬底处理装置，其中，所述反应管的至少暴露在所述处理室内的气体中的部分，用与所述反应管的基材相比硒化耐性或硫化耐性高的物质进行涂布。
8.如权利要求I或2所述的衬底处理装置，其中，在所述含硒元素气体或所述含硫元素气体于所述多个衬底的表面的流动方向的、所述多个衬底的上游侧，设置有具有多个开口部的第I整流板。
9.如权利要求8所述的衬底处理装置，在所述含硒元素气体或所述含硫元素气体于所述多个衬底的表面的流动的方向的、所述多个衬底的下游测，设置有具有多个开口部的第2整流板。
10.如权利要求8所述的衬底处理装置，其中， 沿着所述多个衬底的长边方向设置多个所述风扇， 所述第I整流板中，所述风扇的正下方区域的所述开口部的开口率与配置有多个的所述风扇之间的区域的所述开口部的开口率不同。
11.如权利要求I或2所述的衬底处理装置，其中， 所述多个衬底被保持在保持盒内， 在所述多个衬底的长边方向上配置多个所述保持盒。
12.一种搬运装置，将保持有多个衬底的保持盒搬运至处理室内，且具有 支承所述保持盒的支承部； 固定在所述支承部上的车轮部； 使所述支承部及所述车轮部一体工作的臂。
13.如权利要求12所述的搬运装置，其中，所述搬运装置还具有设置在所述支承部与所述车轮部之间的可升降的升降部。
全文摘要
一种衬底处理装置及搬运装置。本发明提供一种衬底处理装置，所述衬底处理装置用于形成CIS类太阳能电池的光吸收层，进行硒化或硫化处理，能够应对玻璃衬底的大型化。所述衬底处理装置具有处理室，容纳多个衬底，所述衬底形成有由铜-铟、铜-镓、或铜-铟-镓中的任一种形成的层合膜；反应管，以构成处理室的方式形成；气体供给管，向处理室中含硒元素气体或含硫元素气体；排气管，将处理室内的气体排出；加热部，以包围反应管的方式设置；及风扇，在多个玻璃衬底的表面上，使上述处理室内的气体在多个玻璃衬底的短边方向上强制对流。
文档编号H01L21/677GK102738262SQ20121010481
公开日2012年10月17日 申请日期2012年4月6日 优先权日2011年4月8日
发明者丰田一行, 吉田秀成, 国井泰夫, 石坂光范, 西谷英辅 申请人:株式会社日立国际电气