TW201104731A - Methods and apparatus for aligning a set of patterns on a silicon substrate - Google Patents
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Description
201104731 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於第IV族半導體且特定而言係關於用於在矽 基板上對準一組圖案的方法。 【先前技術】 半導體形成現代電子之基礎。由於具有可經選擇性更改 及在導體與絕緣體之間控制的物理屬性，半導體在大多數 電子器件（例如電腦、蜂巢式電話、光伏打等）係必需品。 第IV族半導體通常指稱元素週期表第四欄中的前四個元 素：碳、矽、鍺及錫。 使用非傳統半導體技術（諸如印刷）來沈積半導體材料之 能力可提供簡化製程之一方法且因此降低許多現代電子器 件（例如電腦、蜂巢式電話、光伏打電池等）之成本。類似 塗料中之顏料，此等半導體材料通常形成為微觀顆粒（諸 如奈米顆粒）且暫時懸浮在稍後可能沈積於一基板上的— 膠體分散液中。 奈米顆粒係具有小於100奈米之至少一尺寸的顆粒。與 趨於不顧其尺寸而具有恆定物理屬性（例如，熔化溫度、 沸騰溫度、密度、傳導性等）的一塊體材料（>1〇〇奈米）相 比，奈米顆粒可具有取決於尺寸的物理屬性（諸如一較低 燒結溫度p 奈米顆粒可藉由各種技術產製，諸如蒸發（S. Ijima，Jap. J Appl. Phys· 26, 357 (1987))、氣相熱解（K. a Littau，Ρ· j
Szajowski, A. J. Muller, A. R. Kortan, L. E. Brus, J Phys. 148444.doc 201104731
Chem· 97，1224 (1993))、氣相光解（J. M. Jasinski and F. Κ. LeGoues，Chem. Mater. 3，989 (1991);)、電器化學银刻（V. Petrova-Koch et al.，Appl. Phys. Lett. 61，943 (1992))、石夕 烧及聚石夕烧的電毁分解（1^.丁&]<^16131，八卩卩1.?11>^.1^1;· 56，2379 (1990))、高壓液相縮減氡化反應（j· R Heath， Science 258，1 131 (1992))等。 此類優點在於第IV族半導體奈米顆粒材料為一些基板材 料上的各種第IV族奈米顆粒墨水之現成沈積物提供大量、 低成本處理之潛力。在印刷之後，包含光伏打器件的第IV 族半導體器件（諸如一些光電子器件）的一合適製造方法必 須經選擇以與大量處理之整體目標一致。 例如，一太陽能電池將太陽能直接轉換成DC(直流電）電 能。一太陽能電池通常組態為一光二極體，其容許光穿透 進入金屬接觸件的鄰近處使得所產生的一電荷載子（電子 或電洞（缺少電子））可被擷取作為電流。且類似大多數其他 二極體，光二極體係藉由組合p型及η型半導體形成以形成 一接面。在增添鈍化及抗反射塗層之後，可增添作為背表 面場及金屬接觸件而起作用的一層（射極上的指狀部及匯 流條，吸收體背側上的墊）以擷取產生的電荷。射極摻雜 物濃度特定而言必須經最佳化以用於載子聚集（career collection)及用於與金屬電極接觸兩者。 一般而言，一射極區域内的一低濃度摻雜物原子將導致 低重組率（因此較高太陽能電池效率（轉換成電的太陽光百 分比）），但與金屬電極的電接觸不良。相反，高濃度之一 I48444.doc 201104731 摻雜物原子將導致高重組率（降低太陽能電池效率），但導 致與金屬電極的低電阻歐姆接觸。通常，為降低製造成 本，通吊用到單一摻雜物擴散以形成一射極，而一摻雜濃 度經選擇以在降低重組率與改良歐姆接觸形成之間取得一 折衷。因此，潛在的太陽能電池效率降低。 項解決方案為使用一雙重摻雜或選擇性射極。一選擇 |·生射極使用針對低重組率而經最佳化的一第一輕微摻雜區 域，以及針對低電阻歐姆接觸形成而經最佳化的一第二重 度摻雜區域圖案（具有相同摻雜類型广通常用結合擴散阻 塞層的多重擴散步驟或使用多重摻雜源而形成選擇性射 極。通常，纟此類區域之間的主要差異為摻雜物原子濃度 之一差別，且通常在高度摻雜區域與輕微摻雜區域之間無 明顯對比。因&，在先前沈積的一高度摻雜區域圖案上的 一金屬接觸件之對準係一巨大的技術挑戰。 例如’通常缺乏-可見對比度使得難以監測金屬接觸件 圖案放置的準確性或難以偵測潛在的軸未對準及/或角未 對準。 類似地，在一背部接觸的太陽能電池中，具冑重疊金屬 接觸件的一組經相反摻雜之交叉指形高度摻雜圖案：態於 太陽能電池的背側上。此外，背表面亦可經輕微摻雜具有 在交又指形高度摻雜圖案中使用之摻雜物的一者以形成一 BSF(背表面場）。由於具有選擇性射極，難以判定在、度 摻雜區域與輕微摻雜區域之間的可見界限。因此用於2 電池結構的金屬接觸件圖案對準亦存在問題。 148444.doc 201104731 普通的對準方法係基板邊緣對準或對準至基準記號。基 己號（或基準）容許一圖案沈積器件（通常為一網版印_ 或喷墨印刷機）將所欲圖案相對於特定座標沈積於太陽能 電池上。此等基準記號係在圖案化之前的-獨立步驟中伊 明，因此需要額外工具及處理步驟。重點在於，在各㈣ 準對準步驟的容許誤差係相加的。即，首先相對於一特二 容許度以内的基準而界定選擇性射極，接著亦相對於具有 一不同容許度的基準而定位金屬沈積物。為確保金屬接觸 件對準至選擇性射極而增加此等容許度，且選擇性射極圖 案經設計大於金屬圖案以確保無金屬接觸較低摻雜區域或 承受未對準之一角纟。在各個情形中，歸因於在金屬接觸 一較低摻雜區域時的較高接觸電阻，或歸因於在選擇性射 極經设計具有大特徵以確保金屬僅接觸高度摻雜區域時的 較低電流，接受器件效率潛能之一犧牲。愈嚴格的對準容 許度可致愈高的效率。 一般而言，藉助於邊緣對準的兩個圖案之對準放置需要 基板配向在隨後的沈積步驟之間保持恆定（以最小化基板 尺寸差異引起的誤差），可能約束及複雜化基板處置。此 外，若針對隨後層使用不同沈積工具，視覺系統通常需要 以準確位於一給定基板上同一位置上的全部計算為基礎， 此在高生產量的製造中（通常為超過1500個基板/小時）可能 不實際。最終’歸因於基板幾何形狀不理想及欠佳界定的 邊緣而使對準準確度係低的。 由於先前所述’需要提供在石夕基板上對準一組圖案的方 148444.doc 201104731 法0 【發明内容】 本發明在一項實施例中係關於一種在矽基板上對準一組 圖案的方法，該基板包含一基板表面。該方法包含：在兮 基板表面上沈積一組矽奈米顆粒；該組矽奈米顆粒包含— 組配位基分子，該組配位基分子包含一組碳原子，其中— 第一組區域形成於該等奈米顆粒沈積處，且基板表面的其 餘部分界定一第二組區域。該方法亦包含將等矽奈米顆粒 組稠化為-薄膜’其中'组碎有機區域形成於該基板表面 上，其中該第一組區域具有一第一反射率值，且該第二組 區域具有-第二反射率值。方法進一步包含用一照明源照 明基板表面，其中第二反射率值與第一反射率值之比率大 於約1.1。 【實施方式】 本發明係於附圖之圖式中以實例方式而非以限制方式繪 不，且在該等圖式中相同參考符號指稱類似元件。 現將參考附圖中所繪示的本發明之一些較佳實施例詳細 描述本發明。在下列描述中，陳述大量特^細節以提供對 本發明之一徹底瞭解。然而’熟悉此技術者將明白可在無 此等特定細節之某些或全部的情況下實踐本發明。在其他 貫例中’為不致不必要地模糊本發明而未詳細描述熟知的 處理步驟及/或結構。 一般而言，於一矽基板表面上沈積一抗反射塗層（諸如 氮化石夕）以最大化可轉換成電能的光。由於產生干擾並因 148444.doc 201104731 此抵銷兩個始終非同位反射波，抗反射塗層厚度通常針對 一特定波長及一特定表面反射率而經最佳化。此外，矽基 板表面可經處理以最小化反射。表面的任何「粗加工」皆 因增加反射光反彈回至表面上而非向外至周圍空氣的可能 性而減少反射。 然而，如先前所提及，在一多重摻雜接面中的高度摻雜 區域與輕微摻雜區域之間的可見界限使金屬接觸件之對準 存在問題。 以一有利方式，藉由在經由一有機矽墨水之沈積形成的 一第一向度摻雜區域與一第二輕微摻雜擴散區域之間的— 特定波長區域内測量一反射係數比率，可以針對各個個別 太陽能電池基板而經最佳化之一方式沈積一隨後圖案（諸 如一組金屬接觸件）。更明確而言，可使用具有高度摻雜 區域及輕微摻雜區域的太陽能電池基板表面之部分的數位 成像來產生一灰階影像。接著此灰度值影像可分割成具有 大致上類似之摻雜濃度（dopant strength)的普通區域。 例如，在形成一咼度摻雜區域的一種方法中，一組梦奈 米顆粒首先散佈於一組有機溶液中，沈積為一圖案，經稠 化以形成一薄膜且接著在一抗反射塗層沈積之前被（部分） 移除。已觀察到當與一標準摻雜擴散製程組合（諸如以高 舰曝露於pock)時經沈積之矽奈米顆粒容許形成一多重摻 雜接面。太陽能電池基板通常被加熱至8〇〇〇c至9〇〇C(：左 右。接著氮氣流動透過一起泡器以為p〇cl3形成一運載氣 體。所形成的氣態POCI3在與〇2混合後將psg(p2〇5)沈積於 148444.doc 201104731 太陽能電池基板表面上，進而產生擴散進入晶體Si格的磷 原子及形成於太陽能電池基板表面上的Si〇2。隨後，Si〇2 可選擇性地由氫氟酸（HF)水溶液及/或含有氟化銨（NH4F) Ί虫刻。 將奈米顆粒層沈積於矽基板表面上的一種方法為透過使 用膠體分散液（墨水）或膏沈積。一般而言，第^族奈米顆 粒的膠體分散液係可行的，此係由於顆粒表面與溶液的相 互作用強至足以克服通常導致一材料於一液體中沉沒或漂 浮的密度差異。即’較小奈米顆粒比較大奈米顆粒較易於 散佈。通f ’顆粒負載可為3重量百分比左右。相反，若 顆粒負載大體上增加至約10重量百分比以上，則膠狀分散 液增厚至一高度黏滯之墨水或膏。 另又而言，第IV族奈米顆粒在 1 肌丄頂ΐ王的， …氧環境下轉變成膠狀分散液。此外，可使用顆粒分散: 法及設備(諸如超聲波、高剪切混合器及高壓/高剪切均 機）以有助於在一所選有機溶液或溶液混合物中的夺米J 粒分散。即，含有碳分子的混合物。 不'。 /容劑實例包含醇Hm酸、酷n氧烧、 代烴及其他碳氫化合物溶劑。此外，溶劑可經混合：: 化物理特性（諸如黏滞性、密度、極性等等）。 可：二::佳地在膠體分散液中分散第_奈米顆粒 增添有機化合物（諸如醇、搭、酮、緩酸、 疋）而$成不米顆粒封端基。或者，可藉由 ，至中而原位增添封端基。可隨後在燒結製程期 148444.doc 201104731 或僅在燒結製程之前的一較低溫度預熱中移除此等封端 基。 例如，適合在封端第1¥族半導體奈米顆粒之製備中使用 的大量封端試劑包含C4至C8支鏈醇、環狀醇、醛及酮， 諸如三級丁醇、異丁醇、環己醇、甲基環己醇、丁醛、異 丁醛、環己酮及有機聚矽氧烷（諸如f氧基（三（三子基矽 矽烷）(MTTMSS)、三（三甲基矽）矽烷（TTMSS)、亞甲基四 石夕氧烧（DMTS)及三甲基甲氧基石夕（tm〇S))。 一旦經調配，膠體分散液可塗敷於一基板且經受一加熱 處理以將第IV族奈米顆粒燒結成一稠化傳導性膜且因此使 一摻雜物可擴散至基板中。塗敷方法實例包含（但不限於） 滾筒式塗佈、狹槽模具式塗佈、凹版印刷、快乾滾筒印 刷、網版印刷及喷墨印刷等等。 此外，可由經摻雜、未經摻雜及/或經不同摻雜之第 族奈米顆粒的選擇性摻合來調配摻雜第卩族的奈米顆粒膠 體分散液的各種組態β例如，可以對於一接面之一特定層 的摻雜程度藉由摻合經摻雜及未經摻雜之第IV族奈米顆粒 調配之方式製備可經摻合的第IV族奈米顆粒膠體分散液之 各種配方以達成對於此層之要求。或者，經摻合之第以族 奈米顆粒膠體分散液可被用於彌補基板缺陷（諸如氧原子 鈍化）以減少不需要的能態。 然而’如先前描述，用於移除Si02的氫氟酸（HF)溶液及/ 或氟化銨（NHJ)與Si-Ο(矽-氧）鍵反應大體上&si_si(矽_矽） 鍵或Si-C(矽-碳）鍵快，因此氧化物被剝除，而矽與碳化矽 148444.doc 201104731 “下來因此，可在太陽能電池基板表面上形成包括石夕 有機原子鍵合（石夕及/或碳化石夕）的一組薄的非產晶連續或不 連續區域。 在不希望受理論束缚的同時，發明者相信此等薄矽有機 區域藉由兩種機制之至少—者來改變一高度惨雜區域之反 射率。首先’與不具有石夕有機殘餘物的區域相比，一薄有 機層之增添有效地改變處於此點之抗反射塗層的厚度，繼 而針對聚集的高度摻雜區域表面而改變反射波干涉圖案。 第一 ’石夕有機殘餘物區域在基板表面上方形成小型超结構 圖案。趨於保形沈積於基板表面上的一抗反射塗層亦趨於 與超結構圓案相配。超結構圖案藉由改變紋理化表面的平 均陡度來改變聚集的高度摻雜區域表面聚集的反射率。 參考圖1 ’ -簡圖繪示根據本發明可在一太陽能電池中 使用的塗料-抗反射/鈍化層 <含一奈米顆粒薄膜之一 紋理化結晶矽基板的一組漫射光線反射係數曲線的一簡 圖。入射光波長1 02繪示於水平軸上，而所測得的反射係 數百分比104繪示於垂直軸上。 此處，首先在硫酸溶液中預清潔結晶·矽基板。此外，為 減少反射，接著藉由在去離子之HA、IPA(異丙醇）及 KOH(氫氧化鉀）溶液中處理基板來添加一錐形紋理。其 次，接著在矽基板上沈積一矽奈米顆粒薄膜圖案，此隨後 界定高度摻雜區域。在於一惰性氣氛中以高溫進行乾燥之 後，如先前描述’結晶矽基板擴散至POC1,、乂及〇之一 氣氛中。隨後藉由一 BOE(緩衝氧化物蝕刻）清潔步驟來移 148444.doc ιό 201104731 除殘餘的PSG(磷矽酸鹽）玻璃層。該矽奈米顆粒膜之任何 被轉換成一大體上類似於PSG之化學組合物的部分亦將被 移除。然而，如先前描述，矽有機區域保留下來。 一般而言，若化學蝕刻時期不夠長（小於約3〇秒）則在太 陽能電池基板表面上將留下厚度介於3〇〇奈米與12〇〇奈米 之間的-PSG氧化物。因此，額在高度摻雜區域與二微 摻雜區域之間的肖比度可能好到足以確$一圖帛，但歸因 於PSG層（其為一非傳導性氧化物）移除不足引起的相對高 的一反射率及高串聯電阻而使對應的太陽能電池效率降 低。相對地，若化學蝕刻時期太久（大於約2小時），則高度 摻雜區域與輕微摻雜區域之間的對比度差，從而增加金^ 接觸件未對準之可能性。然而，以—_方式，若化學# 刻時期係從約i分鐘至約10分鐘，則在矽基板表面上將留 下對於輕微摻雜區域具有足夠反射對比度的厚度在5奈米 與400奈米之間之含有矽有機物之區域。 在下一步驟中，為最小化反射且最佳化表面鈍化，在矽 烷、氨、氮及視需要之氫的一周圍環境中，氮化矽(叫队 及其他非化學計量的Si與N之比率）的一抗反射塗層及鈍化 層沈積於石夕基板上。此處，SiM4層之反射率介於約1 與 約2.10之間，而厚度介於4〇奈米與約12〇奈米之間。 其次，基於高度摻雜區域相對於輕微摻雜區域的對比度 而判定高度摻雜區域之定位，且使用—沈積裝置（諸如一 、·周版印刷機）來沈積金接觸件。此處，將光投射至經紋 理化之基板表面上且隨後分析漫反射。漫反射大體而言為 148444.doc -13- 201104731 來自一不平坦表面（諸如一紋理化矽基板）的光之反射。因 此反射光遍佈在圍繞表面的半球上（2π球面度）。 曲線110繪示塗佈有60奈米厚度之一層氮化矽層的一紋 理化矽基板之反射係數，該矽基板具有厚度為12〇〇奈米的 一經氧化之矽奈米顆粒薄膜，可用於形成重度摻雜區域， 如先前描述。反射係數在47〇奈米處為18 2%且在54〇奈米 處為15.9%。 曲線1〇8繪示塗佈有115奈米厚度之一層氮化矽層的一紋 理化矽基板之反射係數，該矽基板具有厚度為5〇〇奈米的 一經氧化之矽奈米顆粒薄膜，可用於形成重度摻雜區域， 如先前描述。反射係數在47〇奈米處為93%且在54〇奈米處 為 9.7%。 曲線107繪示塗佈有115奈米厚度之一層氛化石夕層的一纹 理化石夕基板之反射係數’抑基板具有小於約3()奈米厚度 的-矽奈米顆粒薄膜’可用於形成重度摻雜區4，如先前 描述。反射係數在47G奈米處為34%且在㈣奈米處為 0.850/〇。 曲線U)5繪示塗佈有115奈米厚度之一層氮化石夕層的一蚊 理化石夕基板之反射係數，該石夕基板不具有-石夕奈米顆粒薄 膜，可用於形成輕度摻雜區域，如先前描述。反射係數在 470奈米處為〜2.7%且在540奈米處為〜〇 61%。 正如可見，對於介於375奈米與6〇〇奈米之間的一第一波 長範圍112及介於奈米與_奈米之間的1二波長範 圍114 ’存在明顯差異。例如，緣示曲線旧之反射係數在 148444.doc _ 14- 201104731 形狀上類似於曲線1〇5之反射係數（其展示塗佈有氮化矽層 之一矽基板），但朝著較高波長稍微偏移。在不希望受理 論束缚的同時，發明者相信若氮化矽層稍微較厚或者=錐 形之紋理化角度較陡則可預料一類似結果。 參考圖2 A，一簡圖比較根據本發明的一塗佈有氮化矽之 紋理化結晶矽基板上的高度摻雜區域與輕微摻雜區域之反 射係數比率。人射光波長2()2繪示於水平軸上，而高度捧 雜區域與輕微摻雜區域之反射係數比率曲線2〇4繪示$垂 直轴上〇 曲線212繪示在塗佈有6〇奈米厚度之—層氮化石夕層的一 紋理切基板上，具有厚度為丨奈米的—經氧化之石夕奈 米顆粒薄膜之區域對不具有—石夕奈米顆粒薄膜之區域的反 射係數比率。反射係數之比率在47〇奈米處為約9 8且在 540奈米處為約34.2。 曲線210繪示在塗佈有115奈米厚度之-層氮化石夕層的一 匕夕基板上，具有厚度為5〇〇奈米的—經氧化之矽奈 米顆粒薄膜之區域對不具有1奈米顆粒薄膜之區域的反 射係數比率。反射係、數之比率在奈米處為且在54〇 奈米處為20.3。 曲線208繪示在塗佈有115奈米厚度之—層氮化石夕層的一 紋理切基板上，具有厚度小於約3〇奈米的-經氧化之石夕 2顆粒薄膜之區域對不具有一石夕奈米顆粒薄膜之區域的 反射係數比率。；5 + 反射係數之比率在470奈米處為丨3且在 540奈米處為1.4。 148444.doc -15· 201104731
應避免導致低於1.3之一對比 改波長範圍112之一較高對比度。 對比度的波長（包含通常在太陽能 電池製造中使用的介於620奈米與68〇奈求之間之波長）
鐘（如上文所述），隨後沈積一層氮化矽層。入射光波長2〇2 繪示於水平軸上，而反射係數比率曲線214繪示於垂直軸 上。正如可見，對於介於375奈米與600奈米之間的一第一 波長範圍112及介於700奈米與800奈米之間的一第二波長 範圍114 ’存在明顯差異。 現參考圖3，圖中繪示具有一選擇性射極及作為背表面 場（BSF)起作用的一額外層的一前端接觸太陽能電池之一 簡圖。如先前描述，在普通太陽能電池中，可能難以判定 南度摻雜區域射極區域與輕微摻雜射極區域之間的視覺邊 界’使得一組金屬接觸件的對準沈積存在困難。 射極306可為ρ型（例如硼摻雜）或η型（例如磷摻雜）且可藉 由各種方法形成’該等方法包含（但不限於）：氣相擴散（諸 如例如使用POCh氣體作為磷源或ΒΒ1·3作為硼源）、固體源 擴散或典型使用液體摻雜源（諸如例如磷酸）的線内製程。 在射極306(亦典型塗佈有一抗反射塗層304)上方係一前 148444.doc -16- 201104731 端金屬接觸件，其包括一組指狀部3〇5(此處具有寬度約 13 0微米之銀）及一組匯流條3〇3(此處具有寬度約15〇〇微米 之銀）。典型用銀膏與額外玻璃粉製造，前端金屬接觸件 經最佳化以在吸收光時擷取矽基板3〇8中產生的電荷載流 子（此處為電子）。前端金屬接觸件亦典型經組態具有減少 的一水平表面區域（因此最小化歸因於遮蔽損耗，其減少 所產生之電流）及增加的一橫截面積（因此減少裝置之串聯 電阻’趨於增加裝置之效率）。 一般而言’未經處理的矽基板通常反射入射光的3〇%以 上。因此，為減少此反射能量且因此直接改良效率，矽基 板大致上經紋理化且用抗反射塗層3〇4(例如氮化矽（Si3N4) 等）進行最佳化。此外，抗反射塗層3〇4亦有助於鈍化射極 306之表面’兩者皆減少來自外部源之基板塊的污染物之 影響及大致減少由經摻雜之基板3〇8中之懸空8丨鍵或瑕疵 引起的少數載流子重組。 此外’在矽基板308之背側上通常係產生一 BSF(背表面 場）3 10的一重度摻雜區域（與基板類型相同）^在最小化後 表面重組之影響的同時，經適當組態的一 BSF趨於驅除較 接近背側而產生的少數載流子’導致基板吸收體中較高級 別的少數載流子濃度及較高的裝置效率。例如可增添 A1(鋁）或B(硼）至一 p型基板以形成一BSF層。相反，對於 一 η型基板，可添加p(磷）以形成一BSF層。此外在背側中 通常插入銀（Ag)或銀/鋁墊以有助於用於互連為模組之焊 接0 148444.doc 17 201104731 現參考圖4，圖中繪示根據本發明的一背部接觸太陽能 電池之一簡圖。在一普通組態中，一組p型（射極）區域412 及一組η型基極接觸區域416被擴散為一 η型（磷摻雜）矽基板 408。視情況，可在表面背側上沈積具有氮化矽或氧化石夕 的一表面鈍化層410。為擷取電荷載流子，遍及ρ型區域 412沈積一射極金屬接觸件4〇2，且遍及η型區域416沈積一 基極金屬接觸件411。 此外，亦經沈積包括一 FSF(前表面場）及一抗反射塗層 (如先前描述）之一前側層404。FSF在功能上與一BSF類似 之處在於其趨於驅除來自太陽能電池前端的少數載流子 (此處為電子）因此改良前表面的鈍化品質。 實驗1 首先在硫酸溶液中經預清潔一結晶矽基板，且接著藉由 在H2〇、IPA及KOH之溶液中處理基板而紋理化。在分別 於sc-2(H2〇、Ηα(氣化氫）及出〇2(過氧化氫）的一混合 物）、piranM硫酸（叫〇4)與η2〇2的一混合物）、Β〇Ε及Η2〇 中的清潔及沖洗步驟之後，包括在-組有機溶液中佔4重 ϊ百分比之矽奈米顆粒的—矽奈米顆粒流體沈積於結晶矽 基板上。在為稠化膜並蒸發溶劑分子而以6〇〇艺之一溫度 於一惰性氣氛中供烤長達3分鐘之—時間時期之後，結晶 石夕基板以約925t之-溫度曝露於在具有p〇cl3、N2及 一氣氖的一擴散爐中的一摻雜源長達約ι〇〇分鐘之一時間 s寺期。隨後藉由長達5分鐘的—BQE^潔步驟而移除殘餘 PSG玻璃層。在此步驟期間，石夕奈米顆粒薄膜之厚度從約 148444.doc •18- 201104731 1200奈米減少至約30奈米，且此後保留一層矽有機殘餘 物0 其次’使用歐傑電子能譜學（Auger Electron Spectroscopy， AES)分析結晶矽基板。一般而言，aes係用於判定一表面 頂部5奈米至1〇奈米處之組合物的技術。具有3让以至2〇 keV能量的入射電子趨於引起來自一樣品（此處為一矽基 板）頂端表面中之原子的高鍵結能量的核心電子被彈出。 接著經由一較低鍵結能量價電子落入核心狀態電洞而釋放 原子。此經量化釋放之能量被轉變為可被偵測到的一彈出 電子之動能。彈出電子之動能係發射該彈出電子之元素的 特性，且可因此被用於識別元素。 此處，雖然隨後移除PSG玻璃層與所沈積之矽奈米顆粒 薄膜，但偵測到大分數碳原子（連同殘餘的矽奈米顆粒卜 足以改變結晶矽基板表面之高度摻雜區域相對於輕微摻雜 區域的反射率。 ” ▲現參考圖5A’目中繪示根據本發明的一錐形紋理矽太朽 能電池基板表面經由AES分析的一簡圖，其中一矽奈米孝 流體首先經沈積、稠化且接著(部分)被移除。—般3 •、文理化矽太陽能電池基板表面502具有寬度及高方 不同的錐形構形。在錐形尖端508處，測得約18原子 比之碳。在錐形中部5〇6，測得約15原子百分比之碳。^ ^錐形低凹處5〇4,測得約34原子百分比之碳。在藉由福 =之離子銳來移除〜5奈米表面材料仍保留著最初碳原〒 /又的約67%，因此證實碳信號並非歸因於有利的表直 I48444.doc 19 201104731 碳，其可能在AES技術中之離子銑前有助於造成碳信號。 實驗2 首先在硫酸溶液中預清潔一組結晶矽基板，且接著藉由 在H2〇、IPA及KOH之溶液中處理基板而紋理化。在分別 於SC-2(H2〇、HC1(氣化氫）及Hay過氧化氫）的一混合 物）、piranha(硫酸（H2S04)與 H202 的一混合物）、B〇E 及 h2〇 中的清潔及沖洗步驟之後，將包括在一組有機溶劑中佔4 重量百分比之矽奈米顆粒的一矽奈米顆粒流體沈積於每— 經紋理化之結晶矽基板上。在為了稠化膜而以6〇〇它之— /皿度於一惰性氣氛中烘烤長達3分鐘之一時間時期之後， 結晶矽基板以約925°C之一溫度曝露於在具有p〇Ci3、乂及 〇2之一氣氛的一擴散爐中的一摻雜源長達約1〇〇分鐘之— 時間時期。其次，基板經受不同時間時期的一 B〇E清潔步 驟。藉由從0分鐘至60分鐘而變化曝露於B〇E的時間時期 來控制殘餘PSG玻璃層之移除程度及經稠化之矽奈米顆粒 膜之厚度。愈大触刻曝露對應於愈薄的一經稠化石夕奈米顆 粒膜及愈徹底的移除PSG玻璃層。此外，大於1〇分鐘之一 蝕刻曝露大體上移除較薄的經稠化之矽奈米顆粒薄膜。 立參考圖5B ’圖中繪示根據本發明比較在沈積、稠化及 (部分）移除之後，在47〇奈米處獲得歸照明之灰度值對比 度比率及正規化效率兩者與—碎奈米顆粒膜厚度的—簡化 复《圖正規化效率指稱正規化為尚未曝露於一蝕刻劑之 具有一經稠化之矽奈米顆粒膜厚度的一裝置之效率的一太 陽能電池效率值。 148444.doc -20- 201104731 一般而言，藉由關注的一漫射光感測器像素之灰階值對 上一背景像素之灰階值之比率來量化灰度值對比度比率。 灰度值通常直接相關於給定單位時間内到達一感測器上的 具有適當波長之光子數目。對於相對於漫射光感測器的一 給定組態（即，入射角度、照明、光波長）在太陽能電池基 板表面上具有較高反射率的區域將在一 最大時，可最佳地界定具有高反射率的區域與:::射车差的異 區域之間的劃界（對比度）。 以奈米為單位的厚度5丨〇係繪示於水平軸上，於47〇奈米 處獲得用於照明的高度摻雜區域與輕微換雜區域的灰度值 的灰度值對比度㈣514繪示於左邊垂直軸，而經正=化 之電池效率(電力輸出對電力輸入)512繪示於右側垂直軸 上。曲線516比較灰度值對比度比率與厚m線518比 較正規化效率與稠切奈米顆㈣。正如可見，隨著厚度 從約譲奈米減少至約1G奈米，經正規化之效率增加（Γ 於用一金屬接觸件形成-較佳歐姆接觸件之能力），而高 度摻㈣域與輕微摻雜區域之灰度值對比度比率減少（對 應於-較㈣有機膜殘餘物，如先前描述）。 現參考圖6,时繪示根據本發明詩在位於—結晶太 陽能電池基板上之—έ日古详4办 ，，问度杉雜區域上疊加一組金屬接觸 件的一裝置之一組簡圖 八有組回度摻雜區域（諸如用於一選擇性射極 或—背部接觸太陽能電池）的—太陽能電池基板⑽定位於 基板引入傳送裝置603(例如’傳送帶等)上。太陽能電池 148444.doc •21 - 201104731 基板_接著定位於圖㈣測裝置6〇6以判 度摻雜區域圖案内的已知界標 门 _))。例如，若該組高度摻雜區域=位置（樞紐角度 # » 4b ui： λ, ^ 圖案化為一組匯流 條及心狀物，則該組已知界標可 與-指狀物的一交叉點。或者，…界疋的一匯流條 ^ ^ ^ ^ 一 S添獨特界標至高度摻 =域。此4界標可料為針對影像辨識步驟的高度換雜 區域之圖案。 二經判定，該組高度換雜區域中之界標的定位被傳輸 。。金屬沈積裝置610(諸如可能包含刮板612的 '網版印刷 心在太陽能電池基板_定位於金屬沈積裝置61〇(此處 經由轉盤608)，金屬沈積裝置61()的印刷網版經軸向及角 度調整以對準待沈積於高度摻雜區域上的該組金屬㈣ 件。使用刮板612使金屬接觸件沈積於該組高度換雜區域 上之後，接著將具有該組金屬接觸件（未繪示）的太陽能電 池基板置於可將其傳送用於額外處理的基板外傳傳送裝置 611。 ^ 在一項組態中，基板604被安置於基於三個高解析度相 機及影像辨識軟體的一 Applied Materials Baccin_版印刷 機工具的圖案偵測裝置606中。起初，影像辨識軟體被指 示尋找一特定組圖案或界標。此處，影像辨識軟體視覺程 式庫係基於Cognex Vision Pro且可包含某些演算法，諸如 「Pattern Matching」、「PatMax」及「patCAD」〇「pattern
Matching」及「patMax」演算法記錄具有最佳可能品質之 一模型圖案的一影像且將其處理為用於影像辨識的特性幾 148444.doc •22· 201104731 案 何特徵（即線、圓），而「PatCAD」演算法容許載入用⑽ ㈣產生的-設計，該料代表在—理想情形中的模型圖 特定而KAD圖案演算法可能由於其容許圖案辨識 人體搜_良好界定的-CA_t ’而非手動界定的一搜 尋區域，此增強放置準確性及對比度及圖案變動的恢復 力。此外’對於所要求的網版旋轉之計算，通常必需準確 知道相對於完整圖案之中心的各自搜尋區域之中心座標。 以有利方式’此等座標區域係針對CAD圖案而經良好界 ，，而用其餘的演算法及—搜尋區域之手動選擇，必須估 δ十中心座標而引起一額外的放置誤差。 —般而言’為被識別’該組圖案應經選擇使其定位於用 於視覺系統之各個相機的視野之内。圖案辨識通常需要在 圖案中獨特特徵的可用性’該等特徵界定方向中的相 異位置。此等特徵可包含於第-圖案本身當t，或可在不 影響器件效能情況下增添作為獨特的對準特徵。其次，以 有利方式以較佳而言介於約375奈米與約_奈米之間 及介於700奈米與8〇〇奈米之間(且最佳而言為47〇奈米或 540奈米）的波長照明太陽能電池基板。 發明者相信此等波長範圍對於結晶太陽能電池基板（背 之间&摻雜區域相對於輕微摻雜區域的最大對比度而 5係經最佳化。對於太止 了於M0奈未而言可達成的灰度值對比度 及反射係數比率較尚（參見圖7)，但在普通應用巾，基板紋 理化及抗反射#層係經最佳化使得絕對反射係數最小限度 148444.doc •23· 201104731 地接近此波長。因此，與470奈米相比，雖然54〇奈米具有 較高的對比度比率，但470奈米具有較佔優勢的訊雜比。 最佳組態取決於基板之絕對反射係數及照明級別而以一有 利方式平衡此等因素。此外，綠色LED之效率通常低於藍 色led之效率，使得470奈米成為一良好的照明波長。一 叙而5 ’介於700奈米與8〇〇奈米之間的波長亦產生相當大 的對比度，但即使普通CCD(電荷耦合器件）相機在此波長 内亦具有相當大的靈敏度，峰值回應通常介於500奈米與 5 5 0奈米之間使得此波長區域較為不利。 此外’照明源角度可經調整使得當用一漫射光感測器觀 察時其對於最大對比度而言最佳。在此組態中，照明源之 垂直定向相對於漫射光感測器之透鏡軸產生最佳結果，但 在其他組態中（取決於基板表面、漫射屬性等），角度可相 對於基板表面在90度内變化。 漫射光感測器角度可經調整使得其最佳用於獲得基板上 高度摻雜區域相對於輕微摻雜區域的最大對比度。在此組 態中，光感測器相對於基板表面的大體垂直之一定向產生 最佳結果’但在其他組態中（取決於基板表面、漫射屬性 等），角度可相對於基板表面變化至90度。 此外，照明源之強度可經調整以獲得足夠的對比度。在 此組態中，已使用470奈米的藍色LED之4個線性條，各個 中具有4x96個LED及最大為15·5瓦的一可調整總光強度。 已使用以一綠色彩色濾光器覆蓋的白色LED之類似線性條 以5 40奈米來產生照明。在一替代組態中，由於維持入射 148444.doc -24· 201104731 光路徑及反射光路徑皆幾乎平行於基板平面法線，因此可 將圍繞各個相機透鏡的環形照明源及同軸照明用作為功能 替代品。 一般而言，漫射光感測器經選擇使得其等對於適當照明 源的波長靈敏。在此組態中，視訊攝影機與適當ccd晶片 一起使用。解析度需足以解析用於對準之圖案的所有相關 特徵。視野需大到足以將用於對準之圖案的所有相關特徵 進行成像。在此組態中，將S0NY XCD_SX9〇 ccd相機連 同Tamron鏡頭CCTV 21HA (具有5〇毫米之一焦距）一起使 用。解析度為1280x960像素。近似155毫米操作距離之視 野為約20毫米x15毫米。可使用對於照明源之波長範圍而 經最佳化的帶通濾光器濾出背景光並獲得更佳對比度。 典型而s，含有圖案之基板的定位準確性的要求為所關 注區域在相機視野之内。在吾人之情形中此對應於2〇毫米 χ15毫米之一面積。用於影像辨識的特徵之尺寸為$毫米μ 毫米。因此，可於兩個方向中將基板定位於+/· 75毫米之 内。 一般而言，視覺系統軟體具有所需參數以在所記錄之影 像中偵測所關注的模型圖案。例如，可能需要調整曝光、 焭度、對比度以獲得最大對比度。一般而纟，該等值取決 於給定的照明源及位置、相機類型及位置、基板表面及圖 案構圖等。應進-步調整該等值’使得灰階對比度比率大 到足以容許用於目案辨識。在此組態中，成功的_案辨識 需要此比率大於1 _3。低至1.1之值可能足以容許用於成功 148444.doc -25- 201104731 的圖案辨識。 一一般而言’視覺軟體搜尋模型圖案對所偵測到之影像的 匹配。模型之幾何約束可經調整以容許用於對稱或非對 的按比例調整。在此實例中，容許按比例調整介於08 與1.6之間，且取決於印刷圖案之圖案保真度而使用對稱 及非對稱的按比例調整。 、=外:應根據所記錄之影像的影像品f調整粒度。粒度 通*界疋其上假定出現兩個區域間之轉變的像素數目。此 2 ’低對比度之基板需要在軟體中的高度曝光及對比度設 定，導致較細緻影像。粒度調整可使圖案辨識用於此類情 形。在吾人之情形中設定範圍從丨至12。 可能亦需要進行角度調整以排除用於超過一特定角度之 旋轉的圖像辨識。在此情形中搜尋+/-10度以内的圖案。 在下一步驟中，計算相對於先前沈積之圖案的網版平移/ :轉及對準。-般而言’對於圖案對準而t:，雖然需要界 义至^兩個座標以用於網版平移及旋轉之_計算但添加 7第三座標可改良對準程序的準確性。在此組態中，對準 係基於三個座標。按由一模型影像或一CAD繪圖所決定的 模圖案之幾何中心界定用於圖案對準計算之座標。 、接著可用一光學視覺工具（諸如一光學顯微鏡或如下所 = Vertex 32〇工具）檢測基板，並且可決定如上 4論的界標特徵之各自座標且接著傳輸座標至軟體或鍵入 至权體中作為標稱位置…般而言，視覺軟體比較此等標 稱位置與影像辨識程序中所決定之座標且計算對於一網版 I48444.doc •26- 201104731 之平移及旋轉以保證兩個圖案對準。 在此實例中’―使用相同的視覺卫具而印刷及檢測測試 樣品。可在視覺軟體中校正取決於機械參數（網版位置、 刮板位置等）的任何其餘軸及角度偏移。一旦經判定，該 ’且同度掺雜區域内的已知界標位置即被傳輸至金屬沈積裝 置610，該金屬沈積裝置61〇包含刮板612，如先前描述。 在調整影像辨識及圖案對準程序之設定及參數之後，透過 ShN4層燒製的含有玻璃粉的一層銀被印刷至先前經沈積 以界定高度摻雜區域之層的頂部上。因此，可在視覺系統 可達成的準確度範圍内印刷連續的樣品。此處經證明樣 品至樣品的準確度好於+/_丨6微米。 在第一乾燥步驟以移除過量溶劑之後，用一 Ag/Al接 觸層印刷電池背側，且在另一乾燥步驟之後’印刷包括鋁 的一 ^盯層。隨後，在一第三乾燥步驟中處理太陽能電池 基板604 ’其後跟隨著可藉由在一熔化爐中共同燒製電池 而進行接觸件形成。 其次’藉由一太陽能電池基板邊緣隔離裝置處理結晶太 陽能電池基板’太陽能電池基板邊緣隔離裝置通常包含一 雷射，藉此以完全透過射極層連續地刻出一凹槽。 視情況’為檢查實際的金屬沈積品質，可判定所沈積之 金屬接觸件相對於高度摻雜區域圖案的對準。一般而言， 金屬沈積裝置610之沈積機制（此處為刮板612)必須經實體 對準及定位於一最初已知位置及角度。金屬沈積裝置610 繼而運用來自視覺軟體之圖案資訊從此位置及角度偏移以 148444.doc •27· 201104731 實際沈積金屬於高度摻雜區域上。然而，實際位置及角度 趨於歸因於製造條件（諸如磨損及溫度變動）而改變，繼= 引起所得沈積圖案之位置漂移…般而言，在以偏移變動 在±5微米以内的機器時期至少兩倍之—速率製造期間希望 分析圖案之對準。 以一有利方式，使用一視覺裝置（諸如一 Micr〇 Vu Vertex)，可藉由變化一光源之照明角度及強度來自動判定 "於所沈積之金屬與向度摻雜區域圖案之間的實際漂移。 例如，MiCro-Vu Vertex投射經最佳化以產生最大對比度的 -照明源。在此組態中，視覺系統的標準紅色光源由白色 LED代替，其趨於在所需波長範圍在6〇〇奈米以下（特定而 言為470奈米及540奈米）的一強比重。 此處，首先用具有約50毫瓦/平方厘米至約4〇〇毫瓦/平方 厘米之一入射功率及與基板表面法線向量呈2度至2〇度之 一入射角的一白色照明源照明基板表面，以偵測高度摻雜 區域的已知界標。亦已用實驗方法判定對於具有變動角度 環形照明的-自動視覺卫具’可用—額外光源以與基板表 面法線向里呈60度至80度之一入射角的並存照明來改良高 度摻雜區域之偵測。其次，用具有約i毫瓦/平方厘米至約 20¾瓦/平方厘米之一入射功率與基板表面法線向量呈〇度 至85度之一入射角的一光源照明基板表面，以偵測沈積金 屬的已知界標。在從選擇性射極圖案及金屬接觸件兩者中 辨識已知界標之後，可判定在選擇性射極圖案與金屬接觸 件圖案之間的實際軸向及角度位置。 148444.doc •28- 201104731 現參考圖6B，圖中繪示根據本發明的圖6A之圖案偵測 破置的一項組態之一簡圖。此處，一組LED(發光二極體） 排624係圍繞一組漫射光偵測器（例如相機等”儿八至63〇c 而疋位。隨著太陽旎電池基板6〇4定位於該組[ED排624下 方且具有介於約375奈米與約6〇〇奈米之間之一波長的光線 被投射至基板表面上。如先前描述，不平坦表面太陽能電 池基板604引起反射622漫射。如先前描述該組漫射光偵測 器之各個偵測器630A至630C相對於一對應的已知界標 620A至620C定位。在此組態中，該組LED排624的各個排 具有一照明波長為470奈米及一最大強度為15 5瓦的外個 藍色LED。 此外，系統包括具有Tamrcm鏡頭CCTV 21HA(焦距為50 毫米）的漫射光偵測器F30A-C SONY XCD_SX9〇 CCD相 機。各個相機經組態具有約l280x960像素之一解析度及約 20毫米xl5毫米之一視野且操作距離為約155毫米。此外， 光學濾光器可用於最佳化高度摻雜區域與輕微摻雜區域的 對比度。在-些情形中’有利而言使用長通渡光器、短通 濾光器或帶通濾光器。一般而言’此等濾光器容許照明源 波長通過，而歸屬於背景光的波長被過濾。此處47〇奈米 之帶通濾光器用於470奈米照明。 參考圖7，圖中繪示分別比較根據本發明的47〇奈米處及 540奈米處照明反射係數比率與灰度值對比度的一簡圖。 反射係數比率702繪不於水平軸上，47〇奈米灰度值對比度 比率704繪示於左侧垂直軸，且54〇奈米灰度值對比度比率 148444.doc •29· 201104731 706繪示於右側垂直軸。正如可見，使在經測量的漫射光 影像上的兩個最近像素灰度值對比度與所觀察此等兩個像 素之間反射係數比率直接相關。 參考圖8，圖中繪示比較根據本發明的470奈米處反射照 明角度與灰度值對比度的一簡圖。一般而言，照明角度係 相對於漫射光感測器之透鏡軸。以度為單位的照明角度 802繪示於水平軸上，而灰度值對比度比率8〇4繪示於垂直 軸上。一般而言，在照明角度為約〇 〇度時獲得一大體上 高的灰階對比度比率（1.42)。 雖然不希望受理論束缚，但發明者相信在具有矽有機區 域的此等高度摻雜區域（尤其在錐形紋理表面低凹處）光主 要在一法線方向中散射，而在輕微摻雜區域中無主導光散 射方向。因此，在照射角度為約〇〇時可測得一最大對比 度0 現參考圖9，圖中繪示比較根據本發明的照明波長與對 比度的-簡圖。光源波長9〇2繪示於水平軸上，而灰度值 對比度比率9G4繪示於垂直軸上。正如可見，具有470奈米 不米兩者的一波長在石夕基板表面上產生高度換雜區 域與輕微摻雜區域之間足夠的對比度 之一波長未展現以夠對比度。655奈米波長係在太= 電池製造令通常使用的-光譜區域内。 在本文中經闡釋性描述之本發明可適當地不具有任何元 或干凡件，本文中未明確揭示限制或若干限制。因 此’例如，術語「句扭 「— A r 匕括」、包、「含有」等應可擴張地 I48444.doc •30- 201104731 被理解且不具限制。此外，本文中使用的術語及表式已作 為描述之術語使用且不具限制，且並非意欲使用此類術語 及表式來排除所繪示及所描述之特徵的任何等效物或其等 之部分，而應認識到在本發明所主張的範圍内各種修改係 可行的。 因此，應瞭解雖然已藉由較佳實施例明確揭示本發明且 本文中揭不的本發明之可選特徵、修改、改良及變動可被 热s此技術者採用，且此類修改、改良及變動被認為處於 本心明之範圍之内。此處提供的材料、方法及實例代表較 佳貫施例，其等係貫例且並非意欲作為對本發明範圍之限 制。例如，矽基板可含有結晶基板及多重結晶基板。 热習此技術者將瞭解到，對於任何以及所有用途，特別 在提供-書面描述方面，本文中揭示的全部範圍亦涵蓋該 等範圍的全部可行子範圍及子範圍之組合。可輕易認識到 任何列出的範圍足以描述及可使相同範圍分解為至少相等 的等分、三等分、四等分、五等分、+等分等等。作為一 非限制性實例，本文+討論的各個範圍可胃於分解為一下 邵的三分之
ϊ丨日J «V ——部的二分之一寸。· 習此技術者亦將瞭解到全部語言（諸如「至多」、「至少」 「大於」、「小於」及類似者）包含所陳述的數目且參考」， 上所討論可隨後分解為子範圍的範圍。 在本說明書中參考的所有公問安 * ,A開案、專利申請案、發佈4 利案及其他文件係以參考方式供λ 士 4二 巧乃式併入本文中如同各個個別4 開案、專利申請案、發佈專利樂七甘a 斧扪案或其他文件經明確及個另 148444.doc 201104731 $示以全文引用之方式併入本文中。藉由參考而併入的文 字形式之定義在與本發明中之定義抵觸的程度上被排除。 出於本發明之用途且除非另有說明，「一」或「_個」 意為「—個或多個」。本文令所陳述的全部專利、申請 案、引用及公開案係以參考方式全部併入本文令其與其 等以參考方式個別併人本文中程度相同。此外，字「'組」、 係指稱一個或多個物品或物體。 」 本發明之優點包含在_石夕基板上對準—組圖案之方法。 此外優點包含具有增強之效率及較低接觸電阻的太陽電池 之製造。 ' 既已揭示例示性實施例及最佳模式，在保持在由下列專 利申清範圍定義的本發明之目的及精神以内的同時可對所 揭示實施例進行更改及變動。 【圖式簡單說明】 圖1繪示根據本發明塗佈有一抗反射/鈍化層之具有一奈 米顆粒薄膜的一紋理化結晶矽基板的一組漫射光線反射 數曲線的一簡圖； 圖2A繪示一簡圖，其比較根據本發明的一塗佈有氮化矽 之，文理化結Ba矽基板上的高度摻雜區域與輕微摻雜區域之 反射係數比率； 圖2B繪示一簡圖，其比較根據本發明的高度摻雜區域與 輕微摻雜區域之反射係數比率’其中一有機石夕奈米顆粒薄 膜已首先沈積於一塗佈有氮化矽的紋理化結晶矽基板上以 形成高度摻雜區域，且接著被（部分）蝕除，隨後沈積一層 148444.doc 32· 201104731 氮化矽層； 圖3繪不根據本發明具有一選擇性射極及作為背表面場 起作用的一額外層的一前端接觸太陽能電池之一簡圖； 圖4繪不根據本發明的一背部接觸太陽能電池之一簡 圖， 圖5 A繪示根據本發明的經錐形紋理化之一矽太陽能電池 基板表面經由AES(歐傑電子能譜學）分析的一簡圖，其中 一矽奈米顆粒流體首先經沈積、稠化且接著（部分）被移 除； 圖5B繪示根據本發明在沈積、_化及（部分）移除之後比 較灰度值對比度比率及正規化效率兩者的_簡化複合圖； 圖6A及圖6B繪示根據本發明用於在位於一結晶太陽能 電池基板上之-組高度摻雜區域上疊加—組金屬接觸件的 一裝置之一組簡圖； 圖7繪示比較根據本發明之47〇奈米處反射係數比率與灰 度值對比度的一簡圖； ' 圖8繪示比較根據本發明之4 7 〇本半泠β 不木處反射照明角度與灰 度值對比度的一簡圖；及 圖9繪示比較根據本發明之照明波長與對比度的 圖。 【主要元件符號說明】 303 匯流條 304 才/L反射塗層 305 指狀部 148444.doc -33- 201104731 306 射極 308 矽基板 310 背表面場 402 金屬接觸件 404 前側層 408 矽基板 410 表面鈍層化 412 p型區域 416 Π型區域 502 石夕太陽能電池基板表面 504 錐形低凹處 506 錐形中部 508 錐形尖端 603 基板引入傳送裝置 604 太陽能電池基板 606 圖案偵測裝置 608 轉盤 610 金屬沈積裝置 611 基板外傳傳送裝置 612 刮板 620A至 620C 界標 622 反射 624 LED排 630A至 630C 漫射光4貞測器 148444.doc -34-
Claims (1)
- 201104731 七、申請專利範圍： 1. 一種用於在基板上對準一組圖案的方法，該基板包括一 基板表面，該方法包括： 於該基板表面上沈積一組矽奈米顆粒，該組矽奈米顆 粒包括一組配位基分子，該等配位基分子包括一組碳原 子，其中一第一組區域形成於該等奈米顆粒沈積處，且 一第二組區域形成於該等奈米顆粒未沈積處； 將該組矽奈米顆粒稠化為一薄膜，其中一組矽有機區 域形成於該基板表面上，其中該第一組區域具有一第一 反射率值，且S玄第二組區域具有一第二反射率值丨及 用照明源照明該基板表面，其中該第二反射率值對 該第一反射率值之比率大於約i1。 2. 如β求項i之方法，其中該照明源具有介於約奈米與 約600奈米之間或介於約7〇〇奈米與約8〇〇奈米之間的一 波長。 虫叫求項1之方法，其中該照明源具有約47〇奈米或約 540奈米之一波長。 4. 如請求们之方法’其中該等矽有機區域包括一第二組 矽原子與一組碳化矽原子的一者。 5. 如响^項丨之方法，其進一步包括在照明該基板表面之 後測量该第一組區域與該第二組區域之間的一反射對比 度。 。 '項1之方法，其進一步包括在將該組矽奈米顆粒 稠化為該薄膜之後於該基板表面上沈積—抗反射塗層之 148444.doc 201104731 步驟。 7_如請求項1之方法，其中該基板表面係一前表面與一後 表面之--者。 8. 如請求項5之方法，其進一步包括在測量該第一組區域 與該第二組區域之間的該反射對比度之步驟之後於該第 一組區域上沈積一流體之步驟。 9. 如請求項8之方法，其中該流體係一銀膏與一鋁膏的一 者。 10. 如請求項9之方法，其進一步包括： 在用該照明源照明該基板表面之後， 用具有約50毫瓦/平方厘米至約4〇〇毫瓦/平方厘米之一 第一入射功率並與一基板表面法線向量呈約2度至約2〇 度之—第一入射角度的一第一白色照明源照明該基板表 面，及 用具有約1毫瓦/平方厘米之一第二入射功率並與該基 板表面法線向量呈約〇度至約85度之一第二入射角度的 一第二白色照明源照明該基板表面。 11. 如請求項9之方法，其進一步包括： 在用該照明源照明該基板表面之後， 用具有約50毫瓦/平方厘米至約4〇〇毫瓦/平方厘米之一 射功率並與一基板表面法線向量呈約2度至約20 2之、第一入射角度的-第-白色照明源照明該基板表 及進一步用具有約50毫瓦/平方厘米至約400毫瓦/平 方厘米之一览一 χ Ζ率並與該基板表面法線向量呈約 148444.doc 201104731 60度至約8〇度之一第二入射角度的一第二白色照明源照 明該基板表面，及 用具有約1毫瓦/平方厘米之一第三入射功率並與一基 板表面法線向量呈約〇度至約85度之一入射角度的一第 三白色照明源照明該基板表面。 12. 13. 14. 15. 16. 如請求項1之方法，其中該等奈米顆粒係經摻雜者與純 質之一者。 如請求項1之方法，其中該等奈米顆粒係用硼與磷之一 者摻雜。 如請求項5之方法’其中該反射對比度係由具有一透鏡 轴的—漫射光感測器測量，其中該照明源大體上平行於 5亥透鏡轴。 如請求項1之方法，其中該第一組區域具有一高摻雜物 濃度且該第二組區域具有一低摻雜物濃度。 一種用於在一基板上對準一組圖案的裝置，該基板包括 一基板表面，該裝置包括： 用於於該基板表面上沈積一組矽奈米顆粒的構件，該 組矽奈米顆粒包括一組配位基分子’該組配位基分子包 括-組碳原子，其中一第一组區域形成於該等奈米顆粒 沈積處，且一第一組區域形成於該等奈米顆粒未沈積 處； 具有一第一反射率值 用於將該組矽奈米顆粒稠化為一薄膜的構件，其中一 組矽有機區域形成於該基板表面上，其十該第一組區域 組 域具有一第二反射 148444.doc 201104731 率值；及 用贫^ 八 太半 約375奈米與約600奈米之間或介於約700 件:其二800奈米之間的一波長照明該基板表面的構 約“、。該第二反射率值對該第—反射率值的比率大於 17.如請求 項16之裝置 其進一 域與該第二組區域之間的一 步包括用於測量該第 反射對比度之構件。 148444.doc
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