太陽(yáng)能電池的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池的制造方法。
[0002] 本申請(qǐng)基于2013年10月31日在日本申請(qǐng)的日本特愿2013 - 226685號(hào)主張優(yōu) 先權(quán)，并將其內(nèi)容援引于此。
【背景技術(shù)】
[0003] 近年來(lái)，太陽(yáng)能電池在各種用途中受到關(guān)注。在太陽(yáng)能電池的制造工序中，有在半 導(dǎo)體基板的表面涂布擴(kuò)散材料的工序。這樣的太陽(yáng)能電池要求以低價(jià)且短生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間進(jìn) 行制造。
[0004] 作為在涂布上述的擴(kuò)散材料的工序中可以使用的方法，已知通過(guò)旋轉(zhuǎn)涂布來(lái)涂布 擴(kuò)散劑的方法（例如，參照專利文獻(xiàn)1)。
[0005] 作為利用旋轉(zhuǎn)涂布的液狀物的涂布，在抗蝕劑涂布的領(lǐng)域中，已知旋轉(zhuǎn)涂布包含 抗蝕劑材料的涂布液的技術(shù)。旋轉(zhuǎn)涂布是能夠以高精度形成均勻膜厚的涂膜的技術(shù)，因此 在例如使用光刻技術(shù)的半導(dǎo)體元件的形成工藝中，在抗蝕劑涂布的工序中采用。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)1 ;日本特開2012-30160號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 在基板上以旋轉(zhuǎn)涂布形成涂膜時(shí)，供給至基板上的涂布液的大部分因離心力而飛 散到旋轉(zhuǎn)的基板外，并由在基板上殘存的涂布液形成涂膜。
[0010] 即，廢棄了所使用的涂布液的多半。
[0011] 如上述專利文獻(xiàn)1，若在太陽(yáng)能電池的形成時(shí)以旋轉(zhuǎn)涂布來(lái)涂布擴(kuò)散劑，則會(huì)廢棄 大量昂貴的擴(kuò)散劑。另外，若為了使用旋轉(zhuǎn)涂布廉價(jià)地制造太陽(yáng)能電池，而僅減少擴(kuò)散劑的 使用量，則容易發(fā)生涂膜的形成不良：涂布液未遍及到基板的端部而出現(xiàn)未能形成涂膜的 部分；或者在涂膜上開孔。因此，若想要均勻地涂布擴(kuò)散劑，則產(chǎn)生使用大量擴(kuò)散劑的需要， 而難以應(yīng)對(duì)想要"廉價(jià)"地制造太陽(yáng)能電池的要求。
[0012] 另一方面，在抗蝕劑涂布的領(lǐng)域中，在基板上以旋轉(zhuǎn)涂布形成涂膜時(shí)，較長(zhǎng)地設(shè)定 基板的旋轉(zhuǎn)時(shí)間（例如30秒到1分鐘左右）從而使涂膜的膜厚平均化的情況較多。如上 述專利文獻(xiàn)1，在太陽(yáng)能電池的形成時(shí)以旋轉(zhuǎn)涂布來(lái)涂布擴(kuò)散劑時(shí)，若以生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間的縮 短為目的而縮短基板的旋轉(zhuǎn)時(shí)間，則容易發(fā)生涂布不均而難以形成均勻的涂膜。因此，難以 應(yīng)對(duì)想要"以短生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間"制造太陽(yáng)能電池的要求。
[0013] 本發(fā)明鑒于這樣的問(wèn)題而完成，其目的在于，提供能夠在抑制擴(kuò)散劑的使用量且 進(jìn)一步縮短生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間的同時(shí)抑制擴(kuò)散劑的涂膜的形成不良的太陽(yáng)能電池的制造方法。
[0014] 本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的太陽(yáng)能電池的制造方法，具有：
[0015] 第1涂布工序，在半導(dǎo)體基板的一面旋轉(zhuǎn)涂布預(yù)濕用組合物；
[0016]第2涂布工序，將包含具有第1雜質(zhì)元素的擴(kuò)散劑和溶劑的擴(kuò)散材料在旋轉(zhuǎn)涂布 了所述預(yù)濕用組合物的所述一面上旋轉(zhuǎn)涂布，形成所述擴(kuò)散劑的涂膜；和
[0017] 第1雜質(zhì)擴(kuò)散層形成工序，對(duì)形成了所述涂膜的所述半導(dǎo)體基板進(jìn)行熱處理，形 成使所述擴(kuò)散劑所具有的雜質(zhì)元素?cái)U(kuò)散后的第1雜質(zhì)擴(kuò)散層。
[0018] 根據(jù)該方法，在基板表面被預(yù)濕用組合物潤(rùn)濕了的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)涂布擴(kuò)散材料，因 此能夠容易地且以短時(shí)間潤(rùn)濕擴(kuò)展擴(kuò)散材料。
[0019] 另外，擴(kuò)散材料邊與預(yù)濕用組合物相溶邊潤(rùn)濕擴(kuò)展至一面的整面，因此，即使所使 用的擴(kuò)散劑為少量，也能有效地將擴(kuò)散材料潤(rùn)濕擴(kuò)展至一面的整面，在一面的整面容易地 形成擴(kuò)散劑的涂膜。
[0020] 因此，可以提供能夠在抑制擴(kuò)散劑的使用量且進(jìn)一步縮短生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間的同時(shí)、 抑制擴(kuò)散劑的涂膜的形成不良的太陽(yáng)能電池的制造方法。
[0021] 還可以設(shè)為如下制造方法：在本發(fā)明的一實(shí)施方式中，在所述第1涂布工序之前， 至少具有在所述一面形成凹凸形狀的工序。
[0022] 根據(jù)該方法，形成了凹凸形狀的一面容易保持預(yù)濕用組合物，容易維持一面的整 面以膜狀的預(yù)濕用組合物潤(rùn)濕的狀態(tài)。因此，擴(kuò)散材料的旋轉(zhuǎn)涂布變得容易。
[0023] 還可以設(shè)為如下制造方法：在本發(fā)明的一實(shí)施方式中，在所述第2涂布工序中，形 成半干燥狀態(tài)的所述涂膜。
[0024] 根據(jù)該方法，與使涂膜完全干燥后停止基板旋轉(zhuǎn)的情況相比，能夠縮短生產(chǎn)節(jié)拍 時(shí)間。另外，由于基板旋轉(zhuǎn)時(shí)間變短，而不容易使涂膜產(chǎn)生因風(fēng)切（風(fēng)切D)造成的不良影 響。
[0025] 還可以設(shè)為如下制造方法：在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，從所述第1涂布工序的 開始到所述第2涂布工序的結(jié)束為止，不停止所述半導(dǎo)體基板的旋轉(zhuǎn)而連續(xù)地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)涂 布。
[0026] 根據(jù)該方法，對(duì)涂布于一面的預(yù)濕用組合物及擴(kuò)散材料一直施加離心力。因此，預(yù) 濕用組合物及擴(kuò)散材料不會(huì)繞到另一面而是飛散到周圍，能夠抑制另一面的污染。
[0027] 還可以設(shè)為如下制造方法：在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，所述第2涂布工序中的 最大基板轉(zhuǎn)速大于所述第1涂布工序中的最大基板轉(zhuǎn)速，在所述第2涂布工序中，將所述擴(kuò) 散材料供給至所述一面后，由所述第1涂布工序的基板轉(zhuǎn)速增加到所述第2涂布工序的基 板轉(zhuǎn)速。
[0028] 根據(jù)該方法，不容易發(fā)生擴(kuò)散材料的涂布不均。
[0029] 還可以設(shè)為如下制造方法：在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，在所述第1雜質(zhì)擴(kuò)散層 形成工序之后，具有在所述半導(dǎo)體基板的另一面形成使第2雜質(zhì)元素?cái)U(kuò)散后的第2雜質(zhì)擴(kuò) 散層的工序
[0030] 根據(jù)該方法，能夠制造高性能的太陽(yáng)能電池。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明，可以提供能夠在抑制擴(kuò)散劑的使用量且進(jìn)一步縮短生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間的 同時(shí)抑制擴(kuò)散劑的涂膜的形成不良的太陽(yáng)能電池的制造方法。
【附圖說(shuō)明】
[0032] 圖1是表示用本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池的制造方法制造的太陽(yáng)能電池基板的一 例的示意剖面圖。
[0033] 圖2是表示本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池的制造方法的流程圖。
[0034] 圖3A是表示本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池的制造方法的工序圖。
[0035] 圖3B是表示本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池的制造方法的工序圖。
[0036] 圖3C是表示本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池的制造方法的工序圖。
[0037] 圖3D是表示本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池的制造方法的工序圖。
[0038] 圖3E是表示本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池的制造方法的工序圖。
[0039] 圖4A是表示本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池的制造方法的部分放大圖。
[0040] 圖4B是表示本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池的制造方法的部分放大圖。
[0041] 圖5是表示本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池的制造方法的工序圖。
[0042] 圖6A是對(duì)與第1涂布工序和第2涂布工序相關(guān)的優(yōu)選條件進(jìn)行說(shuō)明的說(shuō)明圖。
[0043] 圖6B是對(duì)與第1涂布工序和第2涂布工序相關(guān)的優(yōu)選條件進(jìn)行說(shuō)明的說(shuō)明圖
[0044] 圖7A是對(duì)未實(shí)施預(yù)濕時(shí)的不良狀況進(jìn)行說(shuō)明的說(shuō)明圖。
[0045] 圖7B是對(duì)未實(shí)施預(yù)濕時(shí)的不良情況進(jìn)行說(shuō)明的說(shuō)明圖。
[0046] 圖7C是對(duì)未實(shí)施預(yù)濕時(shí)的不良情況進(jìn)行說(shuō)明的說(shuō)明圖。
[0047] 圖8A是實(shí)施本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池的制造方法的基板處理裝置的說(shuō)明圖。
[0048] 圖8B是實(shí)施本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池的制造方法的基板處理裝置的說(shuō)明圖。
[0049] 圖9是表示基板處理裝置的電氣構(gòu)成的框圖。
[0050] 圖IOA是表示涂布裝置的主要部分構(gòu)成的圖。
[0051] 圖IOB是表示涂布裝置的主要部分構(gòu)成的圖。
[0052] 圖11是表示噴嘴部的主要部分構(gòu)成的圖。
[0053] 圖12是表示利用涂布裝置的擴(kuò)散材料的涂布工序的流程圖。
[0054] 圖13A是說(shuō)明涂布裝置中的涂布工序的說(shuō)明圖。
[0055] 圖13B是說(shuō)明涂布裝置中的涂布工序的說(shuō)明圖。
[0056] 圖13C是說(shuō)明涂布裝置中的涂布工序的說(shuō)明圖。
[0057] 圖13D是說(shuō)明涂布裝置中的涂布工序的說(shuō)明圖。
[0058] 圖13E是說(shuō)明涂布裝置中的涂布工序的說(shuō)明圖。
[0059] 圖13F是說(shuō)明涂布裝置中的涂布工序的說(shuō)明圖。
[0060] 圖14是表示基板處理裝置的變形例的圖。
[0061] 圖15A是表不實(shí)施例的結(jié)果的圖表。
[0062] 圖15B是表不實(shí)施例的結(jié)果的圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0063] 以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。需 要說(shuō)明的是，在以下的所有附圖中，為了使附圖容易觀察而酌情使各構(gòu)成要素的尺寸、比率 等不同。
[0064] 圖1是表示用本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池的制造方法制造的太陽(yáng)能電池基板的一 例的示意剖面圖。
[0065] 本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池基板1000具有n型娃層（nSi層）IOOUp+型娃層（p+Si 層）1002、氧化膜1003、和n+型硅層（n+Si層）1004。
[0066]nSi層1001是n型半導(dǎo)體的層，例如可以通過(guò)向單晶硅中擴(kuò)散周期表中屬于15族 的雜質(zhì)元素而獲得。作為15族的元素，可以舉出磷（P)、砷（As)、銻（Sb)。在本實(shí)施方式 中，以包含P作為雜質(zhì)元素為例進(jìn)行說(shuō)明。作為15族的元素，可以單獨(dú)使用1種，也可以并 用2種以上。
[0067] P+Si層1002是p型半導(dǎo)體的層，例如可以通過(guò)向單晶硅中擴(kuò)散周期表中屬于13 族的雜質(zhì)元素而獲得。作為13族的元素，可以舉出硼（B)、鎵（Ga)。向p+Si層1002中擴(kuò) 散的雜質(zhì)元素相當(dāng)于本發(fā)明中的"第1雜質(zhì)元素"。在本實(shí)施方式中，以包含B作為雜質(zhì)元 素為例進(jìn)行說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，作為13族的元素，可以單獨(dú)使用1種，也可以并用2種以 上。
[0068]氧化膜1003是p+Si層1002中所包含的雜質(zhì)元素、單晶硅的基板中所包含的硅、 氧相鍵合而產(chǎn)生的氧化膜。在本實(shí)施方式中，以將硼娃酸鹽玻璃（borosilicateglass)作 為形成材料的膜為例進(jìn)行說(shuō)明。
[0069]n+Si層1004是n型半導(dǎo)體的層，例如可以通過(guò)向單晶硅中擴(kuò)散周期表中屬于15族的雜質(zhì)元素而獲得。另外，n+Si層1004比nSi層1001的雜質(zhì)元素的濃度高。在n+Si層 1004中擴(kuò)散的雜質(zhì)元素相當(dāng)于本發(fā)明中的"第2雜質(zhì)元素"。作為15族的元素，可以舉出 與用于nSi層1001的元素相同的元素。在本實(shí)施方式中，以包含P作為雜質(zhì)元素為例進(jìn)行 說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，作為15族的元素，可以單獨(dú)使用1種，也可以并用2種以上。
[0070] 圖1中所示太陽(yáng)能電池基板1000在除去氧化膜1003后，對(duì)表面實(shí)施鈍化處理，進(jìn) 一步在上面和下面