JP2013257156A - 半導体基板の表面検査方法、太陽電池用ウエハの製造方法、太陽電池の製造方法、半導体基板の表面検査装置、太陽電池用ウエハの製造装置および太陽電池の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高い製造歩留まりで太陽電池を製造することができる半導体基板の表面検査方法、太陽電池用ウエハの製造方法、太陽電池の製造方法、半導体基板の表面検査装置、太陽電池用ウエハの製造装置および太陽電池の製造装置を提供する。
【解決手段】光源および撮像部を、それぞれ、半導体基板の表面の平坦部およびテクスチャ回り込み欠陥で反射した光の反射光については撮像部が検出せず、半導体基板の表面のチッピング欠陥で反射した光の反射光については撮像部が検出するような位置関係に配置する半導体基板の表面検査方法、太陽電池用ウエハの製造方法、太陽電池の製造方法、半導体基板の表面検査装置、太陽電池用ウエハの製造装置および太陽電池の製造装置である。
【選択図】図５

Description

本発明は、半導体基板の表面検査方法、太陽電池用ウエハの製造方法、太陽電池の製造方法、半導体基板の表面検査装置、太陽電池用ウエハの製造装置および太陽電池の製造装置に関する。

近年、特に地球環境の保護の観点から、太陽光エネルギを電気エネルギに変換する太陽電池セルおよび太陽電池モジュールは次世代のエネルギ源としての期待が急激に高まっている。太陽電池セルの種類には、化合物半導体を用いたものや有機材料を用いたものなどの様々なものがあるが、現在、シリコン結晶を用いた太陽電池セルが主流となっている。

現在、最も多く製造および販売されている太陽電池セルは、太陽光が入射する側の面（受光面）にｎ電極が形成されており、受光面と反対側の面（裏面）にｐ電極が形成された構成の両面電極型太陽電池セルである。また、太陽電池セルの受光面には電極を形成せず、太陽電池セルの裏面のみにｎ電極およびｐ電極を形成した裏面電極型太陽電池セルの開発も進められている。

両面電極型太陽電池セルおよび裏面電極型太陽電池セルのいずれにおいても、シリコン基板の受光面にテクスチャ構造と呼ばれる微小なピラミッド状の凹凸を形成することによって、シリコン基板の受光面における入射光の反射を防止する技術は重要である。

また、テクスチャ構造が形成された側と反対側のシリコン基板の表面に欠陥が形成されているかどうかを検査することも、太陽電池セルの不良を未然に防ぐ観点から、重要である。

たとえば、特許文献１には、半導体ウエハの表面に光を照射する照明部と、照明部によって光が照射された半導体ウエハの表面状態を観察する観察部と、半導体ウエハの表面状態に基づいて照明部が照射する光の波長を選択して設定する波長設定部とを備えた観察装置が開示されている（特許文献１の図１および段落［００１９］）。

特開２００９−８５８２６号公報

テクスチャ構造が形成された側と反対側のシリコン基板の表面に形成される欠陥としては、チッピング欠陥とテクスチャ回り込み欠陥とがある。

チッピング欠陥は、シリコン基板の周縁に形成されたヒビ、欠けおよび微小な剥離などの物理的な欠陥であり、その欠陥を起点としてシリコン基板が劈開してしまうため、太陽電池の製造装置を構成する各装置（たとえば印刷装置、塗布装置、洗浄装置および拡散装置など）においてシリコン基板が割れてしまう可能性が高い。そのため、チッピング欠陥を有するシリコン基板については、発見次第、廃棄されることが好ましい。

一方、テクスチャ回り込み欠陥は、テクスチャ構造が形成された側と反対側のシリコン基板の表面の周縁にテクスチャ構造が形成されることによる化学的な欠陥であり、シリコン基板の表面の周縁の一部にテクスチャマスクの形成不良があった場合に形成される欠陥である。テクスチャ回り込み欠陥は、チッピング欠陥のような致命的な欠陥ではなく、当該欠陥に起因する界面欠陥によってキャリアがトラップされ、太陽電池セルの電気的特性が多少低下する程度の欠陥である。そのため、テクスチャ回り込み欠陥を有するシリコン基板については、廃棄する必要がない。

しかしながら、シリコン基板の表面のチッピング欠陥およびテクスチャ回り込み欠陥の有無を判定するために、特許文献１に記載の観察装置を用いた場合には、たとえば図１７の模式的構成図に示すように、照明部１２３からシリコン基板１０１の表面に照射された光１２２と、観察部１２５に入射するその反射光１２４とが、正反射の関係となる。

そのため、観察部１２５においては、たとえば図１８および図１９の模式的平面図に示すように、チッピング欠陥１４１およびテクスチャ回り込み欠陥１４２のいずれも黒色部として観察されるため、これらの欠陥を区別することができないという問題があった。

たとえば図２０の模式的構成図に示すように、照明部１２３からシリコン基板１０１の表面に照射された光１２２のうち、平坦部で反射された反射光１２４は観察部１２５の方向に進行するが、チッピング欠陥１４１で反射された反射光１２４は観察部１２５の方向に進行するものもあれば、観察部１２５の方向に進行しないものもある。したがって、観察部１２５においては、平坦部は白色部となり、チッピング欠陥１４１は白色部と黒色部とが混在した状態となるため、結果的に、チッピング欠陥１４１は黒色部として観察される。

また、たとえば図２１の模式的構成図に示すように、照明部１２３からシリコン基板１０１の表面に照射された光１２２のうち、平坦部で反射された反射光１２４は観察部１２５の方向に進行するが、テクスチャ回り込み欠陥１４２で反射された反射光１２４は観察部１２５の方向に進行しない。したがって、観察部１２５においては、平坦部は白色部となり、テクスチャ回り込み欠陥１４２は黒色部となるため、結果的に、テクスチャ回り込み欠陥１４２は黒色部として観察される。

このように従来の特許文献１に記載の観察装置を用いた場合には、チッピング欠陥１４１とテクスチャ回り込み欠陥１４２とを区別することができなかったため、確実に廃棄する必要があるチッピング欠陥１４１を有するシリコン基板が次工程に流されてシリコン基板に割れが発生したり、廃棄する必要のないテクスチャ回り込み欠陥１４２のみを有するシリコン基板廃棄してしまうことがあった。これにより、太陽電池の製造歩留まりが大幅に低下するという問題があった。

上記の事情に鑑みて、本発明の目的は、高い製造歩留まりで太陽電池を製造することができる半導体基板の表面検査方法、太陽電池用ウエハの製造方法、太陽電池の製造方法、半導体基板の表面検査装置、太陽電池用ウエハの製造装置および太陽電池の製造装置を提供することにある。

本発明は、半導体基板の凹凸構造が形成された側と反対側の表面に光源によって光を照射する工程と、半導体基板の表面で反射した光の反射光を検出する撮像部によって半導体基板の表面の画像を撮像する工程と、撮像された画像の解析に基づいて欠陥を判定する工程と、を含み、光源および撮像部は、それぞれ、半導体基板の表面の平坦部およびテクスチャ回り込み欠陥で反射した光の反射光については撮像部が検出せず、半導体基板の表面のチッピング欠陥で反射した光の反射光については撮像部が検出するような位置関係に配置されており、欠陥を判定する工程においては、半導体基板の周縁の白色部をチッピング欠陥と判定する半導体基板の表面検査方法である。

また、本発明は、上記の半導体基板の表面検査方法を含む太陽電池用ウエハの製造方法である。

また、本発明の太陽電池用ウエハの製造方法は、チッピング欠陥を有すると判定された半導体基板を廃棄する工程をさらに含むことが好ましい。

また、本発明は、上記の半導体基板の表面検査方法を含む太陽電池の製造方法である。
ここで、本発明の太陽電池の製造方法において、チッピング欠陥を有すると判定された半導体基板を廃棄する工程をさらに含むことが好ましい。

また、本発明は、半導体基板を設置するための載置台と、載置台上に設置された半導体基板の表面に光を照射するための光源と、半導体基板の表面で反射した光の反射光を検出して半導体基板の表面の画像を撮像するための撮像部と、撮像部にて撮像された半導体基板の表面の画像を記憶するための記憶部と、記憶部に記憶された半導体基板の表面の画像を解析するための解析部と、解析部による解析に基づいて、半導体基板の周縁の白色部をチッピング欠陥と判定するための判定部と、を備えており、光源および撮像部は、それぞれ、半導体基板の表面の平坦部およびテクスチャ回り込み欠陥で反射した光の反射光については撮像部が検出せず、半導体基板の表面のチッピング欠陥で反射した光の反射光については撮像部が検出するような位置関係に配置されている半導体基板の表面検査装置である。

ここで、本発明の半導体基板の表面検査装置は、半導体基板を搬送するための搬送部と、判定部の判定に基づいて搬送部の動作を制御するための制御部とをさらに備え、制御部は、チッピング欠陥を有すると判定された半導体基板を廃棄するように搬送部の動作を制御することが好ましい。

また、本発明は、上記の半導体基板の表面検査装置を含む太陽電池用ウエハの製造装置である。

さらに、本発明は、上記の半導体基板の表面検査装置を含む太陽電池の製造装置である。

なお、本発明において、「太陽電池用ウエハ」は、太陽電池に用いられるウエハであって、電極が形成される前の半導体基板の概念を意味する。

また、本発明において、「太陽電池」は、裏面電極型太陽電池セルおよび両面電極型太陽電池セルなどの太陽電池セルだけでなく、太陽電池セルの複数が電気的に接続されてなる配線シート付き太陽電池セルおよび配線太陽電池モジュールなどをも含む概念を意味する。

本発明によれば、高い製造歩留まりで太陽電池を製造することができる半導体基板の表面検査方法、太陽電池用ウエハの製造方法、太陽電池の製造方法、半導体基板の表面検査装置、太陽電池用ウエハの製造装置および太陽電池の製造装置を提供することができる。

実施の形態の裏面電極型太陽電池セルの製造方法の製造工程の一部について図解する模式的な断面図である。 実施の形態の裏面電極型太陽電池セルの製造方法の製造工程の一部について図解する模式的な断面図である。 実施の形態の裏面電極型太陽電池セルの製造方法の製造工程の一部について図解する模式的な断面図である。 実施の形態の裏面電極型太陽電池セルの製造方法の製造工程の一部について図解する模式的な断面図である。 実施の形態の半導体基板の表面検査装置の模式的な構成図である。 実施の形態の半導体基板の表面検査装置を用いてシリコン基板のチッピング欠陥の観察方法を図解する模式的な構成図である。 実施の形態の半導体基板の表面検査装置の撮像部で撮像されたシリコン基板のチッピング欠陥を図解する模式的な平面図である。 実施の形態の半導体基板の表面検査装置を用いてシリコン基板のテクスチャ回り込み欠陥の観察方法を図解する模式的な構成図である。 実施の形態の半導体基板の表面検査装置の撮像部で撮像されたシリコン基板のテクスチャ回り込み欠陥を図解する模式的な平面図である。 実施の形態の裏面電極型太陽電池セルの製造方法の製造工程の一部について図解する模式的な断面図である。 実施の形態の裏面電極型太陽電池セルの製造方法の製造工程の一部について図解する模式的な断面図である。 実施の形態の裏面電極型太陽電池セルの製造方法の製造工程の一部について図解する模式的な断面図である。 実施の形態の裏面電極型太陽電池セルの製造方法の製造工程の一部について図解する模式的な断面図である。 実施の形態の裏面電極型太陽電池セルの製造方法の製造工程の一部について図解する模式的な断面図である。 実施の形態の太陽電池モジュールの製造方法に用いられる配線シートの一例の模式的な平面図である。 （ａ）および（ｂ）は、実施の形態の太陽電池モジュールの製造方法の製造工程の一部について図解する模式的な断面図である。 特許文献１に記載の観察装置を図解する模式的な構成図である。 特許文献１に記載の観察装置の観察部で観察されるシリコン基板のチッピング欠陥を図解する模式的な平面図である。 特許文献１に記載の観察装置の観察部で観察されるシリコン基板のテクスチャ回り込み欠陥を図解する模式的な平面図である。 特許文献１に記載の観察装置を用いてシリコン基板のチッピング欠陥の観察方法を図解する模式的な構成図である。 特許文献１に記載の観察装置を用いてシリコン基板のテクスチャ回り込み欠陥の観察方法を図解する模式的な構成図である。

以下、実施の形態の裏面電極型太陽電池セルおよび太陽電池モジュールの製造方法について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表すものとする。

まず、図１の模式的断面図に示すように、半導体基板の一例として、たとえばｎ型のシリコン基板１を準備する工程を行なう。ここで、シリコン基板１は、第１の表面１ａと、第１の表面１ａと反対側の第２の表面１ｂとを有している。

シリコン基板１を準備する工程は、たとえば、チョクラルスキー法（ＣＺ法）または浮遊帯溶融法（ＦＺ法）などによって成長させたｎ型の単結晶シリコンインゴットをスライスし、当該スライスによって形成されたスライスダメージを除去することなどによって行なうことができる。なお、本実施の形態においては、半導体基板としてｎ型半導体基板であるｎ型のシリコン基板１を用いる場合について説明するが、ｎ型半導体基板以外の半導体基板を用いてもよく、たとえばｐ型シリコン基板などのｐ型半導体基板を用いてもよい。また、半導体基板の材質としては、単結晶シリコンに限定されるものではなく、多結晶シリコンなどの他の材質を用いてもよい。

スライスダメージの除去は、たとえば、上記のスライス後の単結晶シリコンの表面をフッ化水素水溶液と硝酸との混酸または水酸化ナトリウムなどのアルカリ水溶液などでエッチングすることにより行なうことができる。

また、シリコン基板１の厚さＴは３００μｍ以下とされるが、太陽電池への適用に耐え得る強度を有するとともに、薄型化によって製造コストを低減する観点からは、シリコン基板１の厚さＴは１００μｍ以上１５０μｍ以下とすることが好ましい。

次に、図２の模式的断面図に示すように、シリコン基板１の第２の表面１ｂ上にテクスチャマスク２を形成する工程を行なう。ここで、テクスチャマスク２としては、たとえば窒化シリコン膜などを用いることができる。なお、テクスチャマスク２として用いられる窒化シリコン膜は、たとえばプラズマＣＶＤ法などにより形成することができる。

また、テクスチャマスク２の厚さｔは、後述するテクスチャエッチングの形成時のマスクとして機能する厚さであれば特に限定されないが、１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下とすることが好ましく、２０ｎｍ以上３０ｎｍ以下とすることがより好ましい。テクスチャマスク２の厚さｔが１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下である場合、特に２０ｎｍ以上３０ｎｍ以下である場合には、シリコン基板１の湾曲が抑えられるため、従来の常圧ＣＶＤ法による酸化シリコン膜を用いた場合と比べて太陽電池を容易に製造することができる。

次に、図３の模式的断面図に示すように、シリコン基板１の第１の表面１ａにテクスチャ構造３を形成する工程を行なう。テクスチャ構造３を形成する工程は、たとえば、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムなどのアルカリ水溶液にイソプロピルアルコールを添加した液をたとえば７０℃以上８０℃以下に加熱したエッチング液を用いてシリコン基板１の第１の表面１ａをエッチングすることにより行なうことができる。

次に、図４の模式的断面図に示すように、フッ化水素水溶液を含む液を用いてテクスチャマスク２を除去する工程を行なう。テクスチャマスク２を除去する工程は、たとえば、テクスチャマスク２が窒化シリコン膜から構成される場合には、テクスチャマスク２をフッ化水素水溶液に浸漬させてエッチングすることにより行なうことができる。

次に、シリコン基板１のテクスチャ構造３が形成された側とは反対側の表面である第２の表面１ｂの検査をする工程を行なう。ここで、シリコン基板１の第２の表面１ｂの検査は、たとえば図５の模式的構成図に示す半導体基板の表面検査装置を用いて行なうことができる。

図５に示す半導体基板の表面検査装置は、半導体基板を設置するための載置台２１と、載置台２１上に設置された半導体基板の表面に光２２を照射するための光源２３と、半導体基板の表面で反射した光２２の反射光２４を検出することによって半導体基板の表面の画像を撮像するための撮像部２５と、撮像部２５に接続された記憶部２６と、記憶部２６に接続された解析部２７と、解析部２７に接続された判定部２８と、判定部２８に接続された制御部２９と、制御部２９に接続された搬送部３０とを備えている。なお、撮像部２５としては、たとえばＣＣＤカメラなどの従来から公知のものを用いることができる。また、光源２３、記憶部２６、解析部２７、判定部２８、制御部２９および搬送部３０も、たとえば従来から公知のものを用いることができる。なお、本発明の半導体基板の表面検査装置は、上記の構成に限定されないことは言うまでもない。

ここで、光源２３と撮像部２５とは、それぞれ、半導体基板の表面の平坦部およびテクスチャ回り込み欠陥で反射した光２２の反射光２４については撮像部２５が検出せず、半導体基板の表面のチッピング欠陥で反射した光の反射光２４については撮像部２５が検出するような位置関係に配置されている。このような位置関係の一例としては、半導体基板の表面１ｂに対する光２２の照射角度αが４５°±１０°となる位置に光源２３が配置され、半導体基板の表面１ｂに対する反射光２４の角度βが９０°±１０°となる位置に撮像部２５が配置された位置関係を挙げることができる。

なお、本明細書において、「チッピング欠陥」は、半導体基板の表面の周縁に形成されたヒビ、欠けおよび微小な剥離などの物理的な欠陥のことを意味する。

また、本明細書において、「テクスチャ回り込み欠陥」は、テクスチャ構造が形成された側と反対側の半導体基板の表面の周縁についても化学的なエッチングによりその一部が除去されることによって形成されたテクスチャ構造などの化学的な欠陥のことを意味する。

そして、シリコン基板１の第２の表面１ｂの検査は、まず、載置台２１の表面上に、シリコン基板１の第２の表面１ｂが鉛直上方を向くようにしてシリコン基板１を設置し、シリコン基板１の第２の表面１ｂの上方に配置された光源２３から光２２を照射する。

これにより、シリコン基板１の第２の表面１ｂにおける反射光２４は、載置台２１の表面の上方に設置された撮像部２５に入射し、撮像部２５によって反射光２４が検出され、検出された反射光２４に基づいてシリコン基板１の第２の表面１ｂの画像が撮像される。そして、撮像部２５で撮像されたシリコン基板１の第２の表面１ｂの画像のデータが記憶部２６に送信されて記憶部２６で記憶される。

記憶部２６に記憶されたシリコン基板１の第２の表面１ｂの画像のデータが解析部２７に送信されて解析部２７で解析される。そして、解析部２７で解析されたシリコン基板１の第２の表面１ｂの画像のデータが判定部２８に送信され、判定部２８は、当該送信されてきたデータに基づいて、シリコン基板１の第２の表面１ｂの欠陥の有無を判定する。

ここで、本実施の形態においては、光源２３および撮像部２５は、それぞれ、シリコン基板１の第２の表面１ｂの平坦部およびテクスチャ回り込み欠陥で反射した光２２の反射光２４については撮像部２５が検出せず、シリコン基板１の第２の表面１ｂのチッピング欠陥で反射した光２２の反射光２４については撮像部２５が検出するような位置関係に配置されている。

したがって、仮に、シリコン基板１の第２の表面１ｂの周縁にチッピング欠陥がある場合には、たとえば図６の模式的構成図に示すように、光源２３からシリコン基板１の第２の表面１ｂに照射された光２２のうち、平坦部で反射された反射光２４は撮像部２５の方向に進行しないが、チッピング欠陥４１で反射された反射光２４は、チッピング欠陥４１の比較的平坦な部分で反射した反射光２４の一部は撮像部２５の方向に進行せず、チッピング欠陥４１の輪郭に近い部分で反射した反射光２４は撮像部２５の方向に進行する。

これにより、撮像部２５で撮像された画像を暗視野とした場合には、平坦部は黒色部となり、チッピング欠陥４１は白色部と黒色部とが混在した状態となるため、結果的に、チッピング欠陥４１は、たとえば図７の模式的平面図に示すように、白色部として観察される。

また、仮に、シリコン基板１の第２の表面１ｂの周縁にテクスチャ回り込み欠陥がある場合には、たとえば図８の模式的構成図に示すように、光源２３からシリコン基板１の第２の表面１ｂに照射された光２２のうち、平坦部で反射された反射光２４は撮像部２５の方向に進行せず、テクスチャ回り込み欠陥４２で反射された反射光２４も撮像部２５の方向に進行しない。

これにより、撮像部２５で撮像された画像を暗視野とした場合には、平坦部は黒色部となり、テクスチャ回り込み欠陥４２も黒色部となるため、結果的に、テクスチャ回り込み欠陥４２は、たとえば図９の模式的平面図に示すように、黒色部として観察される。

したがって、本実施の形態においては、撮像部２５で撮像された画像を暗視野とすることによって、判定部２８において、シリコン基板１の第２の表面１ｂの周縁の白色部をチッピング欠陥４１と判定することができる。これにより、本実施の形態においては、従来の特許文献１に記載の観察装置を用いた場合と比べて、シリコン基板１の第２の表面１ｂの周縁の欠陥が、チッピング欠陥４１またはテクスチャ回り込み欠陥４２のいずれかであるかの判定の正確性が向上する。

その後、判定部２８において判定されたデータが制御部２９に送信され、制御部２９は判定部２８においてチッピング欠陥４１を有すると判定されたシリコン基板１については廃棄するように搬送部３０の動作を制御する。

このように、制御部２９に制御された搬送部３０の動作によって、実際に、シリコン基板１の廃棄の有無が実行される。搬送部３０の動作によって廃棄されずに次工程に流されたシリコン基板１が太陽電池用ウエハとして用いられる。

次に、図１０の模式的断面図に示すように、シリコン基板１の第２の表面１ｂに、ｎ型不純物拡散領域５およびｐ型不純物拡散領域６をそれぞれ形成する工程を行なう。ｎ型不純物拡散領域５は、たとえば、リンなどのｎ型不純物を含むガスを用いた気相拡散、またはリンなどのｎ型不純物を含む溶液を塗布した後に加熱する塗布拡散などの方法により形成することができる。また、ｐ型不純物拡散領域６は、たとえば、ボロンなどのｐ型不純物を含むガスを用いた気相拡散、またはボロンなどのｐ型不純物を含む溶液を塗布した後に加熱する塗布拡散などの方法により形成することができる。

ｎ型不純物拡散領域５およびｐ型不純物拡散領域６はそれぞれ図１０の紙面の表面側および／または裏面側に伸びる帯状に形成されており、ｎ型不純物拡散領域５とｐ型不純物拡散領域６とはシリコン基板１の第２の表面１ｂにおいて交互に所定の間隔をあけて配置されている。

ｎ型不純物拡散領域５はｎ型不純物を含み、ｎ型の導電型を示す領域であれば特に限定されない。また、ｐ型不純物拡散領域６はｐ型不純物を含み、ｐ型の導電型を示す領域であれば特に限定されない。

次に、図１１の模式的断面図に示すように、シリコン基板１の第２の表面１ｂにパッシベーション膜４を形成する工程を行なう。ここで、パッシベーション膜４を形成する工程は、たとえばプラズマＣＶＤ法により、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、または酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との積層体などを形成することにより行なうことができる。

次に、図１２の模式的断面図に示すように、シリコン基板１のテクスチャ構造３上に、反射防止膜７を形成する工程を行なう。ここで、反射防止膜７を形成する工程は、たとえばプラズマＣＶＤ法により、窒化シリコン膜などを形成することにより行なうことができる。

次に、図１３の模式的断面図に示すように、シリコン基板１の第２の表面１ｂ上に形成されたパッシベーション膜４にコンタクトホール９およびコンタクトホール１０を形成する工程を行なう。ここで、コンタクトホール９は、ｎ型不純物拡散領域５が露出するように形成され、コンタクトホール１０は、ｐ型不純物拡散領域６が露出するように形成される。

なお、コンタクトホール９およびコンタクトホール１０は、たとえば、フォトリソグラフィ技術を用いてコンタクトホール９およびコンタクトホール１０の形成箇所に対応する部分に開口を有するレジストパターンをパッシベーション膜４上に形成した後にレジストパターンの開口からパッシベーション膜４をエッチングなどにより除去する方法、またはコンタクトホール９およびコンタクトホール１０の形成箇所に対応するパッシベーション膜４の部分にエッチングペーストを塗布した後に加熱することによってパッシベーション膜４をエッチングして除去する方法などにより形成することができる。

次に、図１４の模式的断面図に示すように、ｎ型不純物拡散領域５上にｎ型用電極１１を形成するとともにｐ型不純物拡散領域６上にｐ型用電極１２を形成する工程を行なう。ここで、ｎ型用電極１１は、コンタクトホール９を通してｎ型不純物拡散領域５に接するようにして形成され、ｐ型用電極１２は、コンタクトホール１０を通してｐ型不純物拡散領域６に接するようにして形成される。以上により、本実施の形態における裏面電極型太陽電池セル１００が完成する。

以下、本実施の形態における裏面電極型太陽電池セルの複数が電気的に接続された太陽電池モジュールの製造方法について説明する。

まず、たとえば図１５の模式的断面図に示すような配線シート２００を準備する。ここで、配線シート２００としては、絶縁性基材５１上に、ｎ配線５２およびｐ配線５３を含む配線を備えたものを用いることができる。

配線シート２００の配線には、たとえば図１５に示すようなスリット５４が形成されていてもよく、ｎ配線５２とｐ配線５３とを電気的に接続する接続用配線５５が形成されていてもよい。

ｎ配線５２およびｐ配線５３を含む配線の主成分は、Ａｇ、Ｎｉ、ＣｕまたはＡｌであることが好ましい。また、絶縁性基材５１としては、たとえば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミドおよびエチレンビニルアセテートからなる群から選択された少なくとも１種を含む可撓性のある絶縁性基材を用いることができる。

次に、裏面電極型太陽電池セル１００のｎ型用電極１１が配線シート２００のｎ配線５２に電気的に接続され、裏面電極型太陽電池セル１００のｐ型用電極１２が配線シート２００のｐ配線５３に電気的に接続されるように、配線シート２００上に裏面電極型太陽電池セル１００を順次設置していくことによって、配線シート付き太陽電池セルを作製する。ここで、裏面電極型太陽電池セル１００と配線シート２００との接合は、裏面電極型太陽電池セル１００および配線シート２００の少なくとも一方の表面に絶縁性接着材および／または導電性接着材を塗布し、配線シート２００上に裏面電極型太陽電池セル１００を設置した後に硬化することにより行なうことができる。

次に、図１６（ａ）の模式的断面図に示すように、透光性基板６２と耐候性の保護基材６４との間の透光性の封止材６３中に、上記のようにして作製した配線シート付き太陽電池セルを封止する。ここで、透光性基板６２としては、たとえばガラス基板などを用いることができる。また、封止材６３としては、たとえばＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）などを用いることができる。さらに、保護基材６４ととしては、たとえばポリエステルフィルムなどを用いることができる。

次に、図１６（ｂ）の模式的断面図に示すように、封止材６３を挟み込むようにしてアルミニウムなどの枠体６６を取り付けるとともに、保護基材６４の裏面に端子ボックス６５を取り付けることによって、太陽電池モジュールが完成する。

上記のようにして作製された太陽電池モジュールにおいては、裏面電極型太陽電池セル１００の電極を経由して、配線シート２００の配線から、裏面電極型太陽電池セル１００で発生した電流を集めて、外部に取り出すことができる。

上述したように、本実施の形態においては、光源２３および撮像部２５は、それぞれ、シリコン基板１の第２の表面１ｂの平坦部およびテクスチャ回り込み欠陥で反射した光２２の反射光２４については撮像部２５が検出せず、シリコン基板１の第２の表面１ｂのチッピング欠陥で反射した光２２の反射光２４については撮像部２５が検出するような位置関係に配置されている。これにより、撮像部２５で撮像された画像を暗視野とすることによって、チッピング欠陥４１のみ白色部として観察され、チッピング欠陥４１とテクスチャ回り込み欠陥４２とをより明確に区別することができる。

したがって、本実施の形態においては、制御部２９によって制御された搬送部３０の動作によって、チッピング欠陥４１を有するシリコン基板１のみをより正確に廃棄することができるため、従来の特許文献１に記載の観察装置を用いた場合と比べて、太陽電池の製造歩留まりの低下を抑制することができる。

なお、本発明における裏面電極型太陽電池セルの概念には、上述した半導体基板の一方の表面側（裏面側）のみにｎ型用電極およびｐ型用電極の双方が形成された構成のものだけでなく、ＭＷＴ（Metal Wrap Through）セル（半導体基板に設けられた貫通孔に電極の一部を配置した構成の太陽電池セル）などのいわゆるバックコンタクト型太陽電池セル（太陽電池セルの受光面側と反対側の裏面側から電流を取り出す構造の太陽電池セル）のすべてが含まれる。

また、上記においては、裏面電極型太陽電池セルを製造する場合について説明したが、本発明の半導体基板の表面検査方法、太陽電池用ウエハの製造方法、太陽電池の製造方法、半導体基板の表面検査装置、太陽電池用ウエハの製造装置および太陽電池の製造装置は、裏面電極型太陽電池セル以外の両面電極型太陽電池セルなどの他の太陽電池セルにも適用できることは言うまでもない。

また、上記においては、本発明の半導体基板の表面検査方法は、太陽電池の製造工程のどの工程においても実施することができるが、好ましくは一番最初の半導体基板の投入時（テクスチャ構造が事前に形成されている場合）若しくはテクスチャ構造の形成直後（テクスチャ構造の形成工程が太陽電池の製造工程に含まれる場合）である。これにより、太陽電池の製造工程内での半導体基板の表面のチッピング欠陥に起因する割れの発生による被害の発生の影響を最上流で低減することができる。

また、太陽電池の製造工程においては、電極の形成後に電極形状の検査工程を行なうこともできるが、電極形状の検査装置も本発明の半導体基板の表面検査装置と同様に光を照射してその反射光を検出して撮像するというものであるため、本発明の半導体基板の表面検査装置を電極形状の検査装置としても用いることが好ましい。この場合には、半導体基板の表面検査工程と電極形状の検査工程の２つの工程を１つの装置で実施することができるため、工場スペースの節約と、太陽電池の製造効率の向上とを図ることができる。

また、太陽電池セルは、次工程において太陽電池モジュールとされるが、太陽電池モジュールの製造工程においても、最初の太陽電池セルの投入時に本発明の半導体基板の表面検査方法を実施することが好ましい。特に、太陽電池セルの製造工程と、太陽電池モジュールの製造工程とが分離している場合には、太陽電池セルの搬送中に半導体基板にチッピング欠陥が生じる可能性が高くなるため、太陽電池モジュールの製造工程の最上流でチッピング欠陥が生じた太陽電池セルを間引くことが太陽電池モジュールの製造歩留まりを向上させる観点から重要になる。

また、太陽電池モジュールの製造工程においては、太陽電池セルが独立している工程の間で、本発明の半導体基板の表面検査方法を行なうことができる。すなわち、両面電極型太陽電池セルを用いて太陽電池モジュールを製造する場合には、バスバー配線による太陽電池セル同士の接続の前までに本発明の半導体基板の表面検査方法を行なうことができる。また、裏面電極型太陽電池セルを用いて太陽電池モジュールを製造する場合には、配線シート上に裏面電極型太陽電池セルを設置する前の半導体基板の表面に絶縁性接着材を塗布する工程の前までに本発明の半導体基板の表面検査方法を行なうことができる。

また、本発明の太陽電池用ウエハの製造方法および太陽電池の製造方法に本発明の半導体基板の表面検査方法が含まれていてもよく、本発明の太陽電池用ウエハの製造装置および太陽電池の製造装置に本発明の半導体基板の半導体基板の表面検査装置が含まれていてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明は、半導体基板の表面検査方法、太陽電池の製造方法、半導体基板の表面検査装置および太陽電池の製造装置に好適に利用することができる。

１ シリコン基板、１ａ 第１の表面、１ｂ 第２の表面、２ テクスチャマスク、３ テクスチャ構造、４ パッシベーション膜、５ ｎ型不純物拡散領域、６ ｐ型不純物拡散領域、７ 反射防止膜、９，１０ コンタクトホール、１１ ｎ型用電極、１２ ｐ型用電極、２１ 載置台、２２ 光、２３ 光源、２４ 反射光、２５ 撮像部、２６ 記憶部、２７ 解析部、２８ 判定部、２９ 制御部、３０ 搬送部、４１ チッピング欠陥、４２ テクスチャ回り込み欠陥、５１ 絶縁性基材、５２ ｎ配線、５３ ｐ配線、５４ スリット、５５ 接続用配線、６２ 透光性基板、６３ 封止材、６４ 保護基材、６５ 端子ボックス、６６ 枠体、１００ 裏面電極型太陽電池セル、１０１ シリコン基板、１２２ 光、１２３ 照明部、１２４ 反射光、１２５ 観察部、１４１ チッピング欠陥、１４２ テクスチャ回り込み欠陥、２００ 配線シート。

Claims (9)

1. 半導体基板の凹凸構造が形成された側と反対側の表面に光源によって光を照射する工程と、
   前記半導体基板の前記表面で反射した前記光の反射光を検出する撮像部によって前記半導体基板の前記表面の画像を撮像する工程と、
   前記撮像された画像の解析に基づいて欠陥を判定する工程と、を含み、
   前記光源および前記撮像部は、それぞれ、前記半導体基板の前記表面の平坦部およびテクスチャ回り込み欠陥で反射した前記光の反射光については前記撮像部が検出せず、前記半導体基板の前記表面のチッピング欠陥で反射した前記光の反射光については前記撮像部が検出するような位置関係に配置されており、
   前記欠陥を判定する工程においては、前記半導体基板の周縁の白色部をチッピング欠陥と判定する、半導体基板の表面検査方法。
2. 請求項１に記載の半導体基板の表面検査方法を含む、太陽電池用ウエハの製造方法。
3. 前記チッピング欠陥を有すると判定された前記半導体基板を廃棄する工程をさらに含む、請求項２に記載の太陽電池用ウエハの製造方法。
4. 請求項１に記載の半導体基板の表面検査方法を含む、太陽電池の製造方法。
5. 前記チッピング欠陥を有すると判定された前記半導体基板を廃棄する工程をさらに含む、請求項４に記載の太陽電池の製造方法。
6. 半導体基板を設置するための載置台と、
   前記載置台上に設置された前記半導体基板の表面に光を照射するための光源と、
   前記半導体基板の前記表面で反射した前記光の反射光を検出して前記半導体基板の前記表面の画像を撮像するための撮像部と、
   前記撮像部にて撮像された前記半導体基板の前記表面の前記画像を記憶するための記憶部と、
   前記記憶部に記憶された前記半導体基板の前記表面の前記画像を解析するための解析部と、
   前記解析部による前記解析に基づいて、前記半導体基板の周縁の白色部をチッピング欠陥と判定するための判定部と、を備えており、
   前記光源および前記撮像部は、それぞれ、前記半導体基板の前記表面の平坦部およびテクスチャ回り込み欠陥で反射した前記光の反射光については前記撮像部が検出せず、前記半導体基板の前記表面のチッピング欠陥で反射した前記光の反射光については前記撮像部が検出するような位置関係に配置されている、半導体基板の表面検査装置。
7. 前記半導体基板を搬送するための搬送部と、
   前記判定部の前記判定に基づいて前記搬送部の動作を制御するための制御部とをさらに備え、
   前記制御部は、前記チッピング欠陥を有すると判定された前記半導体基板を廃棄するように前記搬送部の動作を制御する、請求項６に記載の半導体基板の表面検査装置。
8. 請求項６または７に記載の半導体基板の表面検査装置を含む、太陽電池用ウエハの製造装置。
9. 請求項６または７に記載の半導体基板の表面検査装置を含む、太陽電池の製造装置。

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