TWI457536B - 膜形狀取得裝置及膜形狀取得方法 - Google Patents

膜形狀取得裝置及膜形狀取得方法 Download PDF

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Description

膜形狀取得裝置及膜形狀取得方法
本發明係關於一種取得形成於對象物之具有紋理構造之上表面上之薄膜的形狀之技術。
近年來，因人們對於地球環境問題之關注的升高，故進行利用潔淨之太陽光之太陽能電池之開發，尤其，可實現大面積化及低成本化之薄膜矽太陽能電池作為下一代之太陽能電池而受到關注。於薄膜矽太陽能電池之製造中，藉由化學氣相沈積(CVD，Chemical Vapor Deposition)法等而於玻璃基板上形成矽膜。
於薄膜矽太陽能電池中，已知有如下之技術：藉由將作為光所入射之側之電極所利用透明導電膜的表面設為紋理構造(具有凹凸之構造)，而將入射光封入於太陽能電池內以謀求轉換效率之提高。形成於此一透明導電膜上之矽膜之表面，因透明導電膜之表面形狀的影響而成為具有紋理之構造。
於日本專利特開2004-157060號公報中，提出有如下之技術：於多層薄膜積層體中，對由鄰接之2個薄膜之界面的凹凸或界面附近之材料性之混合所引起界面狀態之變化進行測定。於日本專利特開2004-157060號公報之測定方法中，當對測定對象之界面進行利用擬合法之構造分析時，對藉由界面所分割之複數層之模型、及無視於界面之單層之模型進行擬合。而且，於兩模型之擬合精度之差較小之情形時，判斷為界面之紊亂較大(即，界面之凹凸較大、或者界面附近之材料性之混合較大)，於擬合精度之差較大之情形時，判斷為界面之紊亂較小。
另外，若欲進行形成於具有紋理構造之透明導電膜上之矽膜之橢圓偏光分析，則為了表現矽膜之上表面及下表面之形狀而需要多數個參數。又，矽膜之上表面之形狀，不僅與下表面之形狀不同，而且亦根據矽膜之膜厚而變化。因此，當進行矽膜之橢圓偏光分析時，若欲一面精度良好地求出矽膜之上表面及下表面之形狀一面進行分析，則應分析之參數數量就會變得非常多，而無法精度良好地求出矽膜之光學特性。
本發明係適用於取得形成於對象物之具有紋理構造之上表面上之薄膜的形狀之膜形狀取得裝置，其目的在於容易且高精度地取得薄膜之形狀。
本發明之膜形狀取得裝置具備：分光橢圓儀；及運算部，其對於藉由利用上述分光橢圓儀對上述薄膜進行測定所取得之測定光譜，藉由變更表現上述薄膜之形狀之參數群的值，進行自上述薄膜之光學模型所求出理論光譜之擬合，而求出作為上述薄膜之平均膜厚之有效膜厚及上述參數群之值；且於上述薄膜之上述光學模型中，在上述薄膜之上表面即膜上表面上，設定有與上述對象物之上述上表面之複數個紋理凸部對應的複數個薄膜凸部，而於上述薄膜之下表面即膜下表面上，設定有與上述複數個紋理凸部對應之複數個薄膜凹部，上述複數個紋理凸部具備有以既定之比例所分佈之複數種凸部，將上述對象物之上述上表面，分割成分別具備有上述複數個紋理凸部之複數個單位區域時的各單位區域中之上述薄膜之形狀，係對應於上述複數種凸部而具有複數種形狀，上述參數群包含有上述各單位區域中之上述薄膜凸部之上下方向之高度、對應於上述薄膜凸部之曲率之係數、上述薄膜凸部之上端部之體積分率、上述薄膜凹部之上下方向之高度、對應於上述薄膜凹部之曲率之係數、上述薄膜凹部之上端部之體積分率、及上述薄膜凸部之下端與上述薄膜凹部之上端之間之上下方向的距離中之至少2個參數，上述至少2個參數係藉由上述有效膜厚進行表現，於上述擬合時，藉由變更上述有效膜厚，而變更上述至少2個參數。於膜形狀取得裝置中，可容易且高精度地取得形成於具有紋理構造之對象物上之薄膜之形狀。
較佳為上述至少2個參數包含有上述各單位區域中之上述薄膜凸部之上下方向之高度、對應於上述薄膜凸部之曲率之係數、及上述薄膜凸部之上端部之體積分率。
於其他較佳之實施形態中，上述至少2個參數包含有上述各單位區域中之上述薄膜凹部之上下方向之高度、及對應於上述薄膜凹部之曲率之係數。
於其他較佳之實施形態中，上述運算部一面使用含有上述薄膜凸部之體積分率作為參數之有效介質理論、及含有上述薄膜凹部之體積分率作為參數之有效介質理論，一面進行上述擬合。
本發明亦適用於取得形成於對象物之具有紋理構造之上表面上之薄膜的形狀之膜形狀取得方法。上述膜形狀取得方法具備有：a)藉由利用分光橢圓儀對上述薄膜進行測定而取得測定光譜之步驟；b)藉由變更表現上述薄膜之形狀之參數群的值來進行自上述薄膜之光學模型所求出理論光譜的對於上述測定光譜之擬合，而求出作為上述薄膜之平均膜厚之有效膜厚及上述參數群之值之步驟；且於上述薄膜之上述光學模型中，在上述薄膜之上表面即膜上表面上，設定有與上述對象物之上述上表面之複數個紋理凸部對應的複數個薄膜凸部，於上述薄膜之下表面即膜下表面上，設定有與上述複數個紋理凸部對應之複數個薄膜凹部，上述複數個紋理凸部具備有以既定之比例分佈之複數種凸部，將上述對象物之上述上表面分割成分別具備有上述複數個紋理凸部之複數個單位區域時的各單位區域中之上述薄膜之形狀，係對應於上述複數種凸部而具有複數種形狀，上述參數群包含有上述各單位區域中之上述薄膜凸部之上下方向之高度、對應於上述薄膜凸部之曲率之係數、上述薄膜凸部之上端部之體積分率、上述薄膜凹部之上下方向之高度、對應於上述薄膜凹部之曲率之係數、上述薄膜凹部之上端部之體積分率、及上述薄膜凸部之下端與上述薄膜凹部之上端之間之上下方向的距離中之至少2個參數，上述至少2個參數係藉由上述有效膜厚進行表現，於上述擬合時，藉由變更上述有效膜厚而變更上述至少2個參數。
上述目的及其他目的、特徵、態樣及優點，可參照隨附圖式並藉由以下所進行本發明之詳細說明而明確化。
圖1係表示本發明之一實施形態之膜形狀取得裝置1之立體圖。膜形狀取得裝置1係取得形成於對象物之上表面上之薄膜之形狀的裝置。於本實施形態中，在玻璃基板上形成有透明導電膜之薄膜矽太陽能電池用基板9係對象物，而於基板9之上表面上形成有薄膜即非晶矽膜(以下，簡稱為「矽膜」)。基板9之透明導電膜之上表面具有紋理構造(即，具有複數個凸部)，形成於透明導電膜上之矽膜之上表面及下表面亦具有紋理構造。於膜形狀取得裝置1中，該矽膜之上表面之形狀、下表面之形狀、及膜厚等係作為矽膜之形狀而取得。基板9之尺寸例如為1～2m(公尺)見方。
膜形狀取得裝置1具備有對基板9上進行攝像之攝像部2、用以取得後述之測定光譜之分光橢圓儀3、可朝圖1中之Y方向上移動之Y方向移動部41、可朝圖1中之X方向移動之X方向移動部42、以及由進行各種運算處理之中央處理單元(CPU，Central Processing Unit)或儲存各種資訊之記憶體等所構成之電腦6，電腦6係發揮作為對膜形狀取得裝置1之各構成進行控制之控制部的作用。X方向移動部42係設置於Y方向移動部41上，且於X方向移動部42上固定有攝像部2及分光橢圓儀3。於膜形狀取得裝置1中，可將利用分光橢圓儀3之光之照射位置自如地配置於基板9上之各個位置。
分光橢圓儀3具備有配置於基板9之上方(圖1中之(+Z)側)之照明部31及受光部32，自照明部31向基板9照射有經偏光之白色光，藉由受光部32接收來自基板9之反射光。受光部32具有反射光所入射之檢光片、及取得反射光之分光強度之分光器，並將檢光片之旋轉位置、及藉由分光器所取得反射光之分光強度輸出至電腦6。於電腦6中，求出p偏光成分與s偏光成分之相位差及反射振幅比角，作為複數種頻率(或波長)之光各自之偏光狀態。即，取得相位差及反射振幅比角之頻譜(以下，統稱為「測定光譜」)。
圖2係表示電腦6之構成之圖式。電腦6係成為將進行各種運算處理之CPU61、儲存基本程式之唯讀記憶體(ROM，Read Only Memory)62、及儲存各種資訊之隨機存取記憶體(RAM，Random Access Memory)63連接於匯流排線之一般 電腦系統的構成。而且，於匯流排線上適當地經由介面(I/F)等而連接有進行資訊儲存之固定磁碟65，進行各種資訊之顯示之顯示器66，接受來自操作者之輸入之鍵盤67a及滑鼠67b，自光碟、磁碟、磁光碟等電腦可讀取之記錄媒體60進行資訊之讀取或對記錄媒體60進行資訊之寫入的讀取/寫入裝置68，以及進行與外部之通信的通信部69。
於電腦6中，事先經由讀取/寫入裝置68而自記錄媒體60讀出程式600，並將其儲存於固定磁碟65。然後，程式600被複製至RAM63並且CPU61根據RAM63內之程式600執行運算處理(即，藉由電腦執行程式)，藉此使電腦6進行作為後述之運算部之處理。
圖3係表示藉由CPU61並根據程式600進行動作，而實現CPU61、ROM62、RAM63、固定磁碟65等之功能構成之方塊圖。於圖3中，運算部7之光譜取得部71及形狀運算部73係藉由CPU61等所實現之功能，儲存部72係藉由固定磁碟65等所實現之功能。再者，運算部7之功能既可藉由專用之電路而實現，亦可局部地使用電路。
接著，針對膜形狀取得裝置1之矽膜之形狀之測定原理進行敍述。圖4.A係表示利用膜形狀取得裝置1之矽膜之橢圓偏光分析中所使用之光學模型8。光學模型8具備有形成於玻璃基板89上之透光層88、透明導電膜87及矽膜86。透明導電膜87係作為摻氟氧化錫(SnO2 ：F)之層而被模型化，矽膜86係作為氫化非晶矽(a-Si：H)之層而被模型化。
透明導電膜87之上表面871具有紋理構造，且設定有複數個紋理凸部870。於實際之紋理型透明導電膜中，在上表面之各位置上紋理尺寸不均勻。因此，於光學模型8中，為了表現透明導電膜87之紋理尺寸之不均勻性，於透明導電膜87之上表面871上設定分佈有複數個第1紋理凸部872之第1區域、及分佈有低於第1紋理凸部872之複數個第2紋理凸部874之第2區域。第1區域及第2區域之面積對於上表面871整體之面積之比例分別為50%。換言之，設定於透明導電膜87之上表面871之複數個紋理凸部870，具備有以既定之面積比例(各50%)所分佈之複數種凸部(第1紋理凸部872及第2紋理凸部874)。
於將透明導電膜87之上表面871，分割成分別包含複數個紋理凸部870之複數個單位區域876之情形時，第1區域係與複數個第1紋理凸部872對應之複數個單位區域876之集合，第2區域係與複數個第2紋理凸部874對應之複數個單位區域876之集合。
於矽膜86之上表面即膜上表面861上，將與透明導電膜87之複數個紋理凸部870對應之複數個薄膜凸部860，分別設定於單位區域876上。又，於矽膜86之下表面即膜下表面866上，將與透明導電膜87之複數個紋理凸部870對應(一致)之複數個薄膜凹部865，分別設定於單位區域876上。薄膜凹部865之形狀係等同於與薄膜凹部865相接之紋理凸部870之形狀。
於實際之紋理型透明導電膜上所形成之矽膜，若透明導電膜之紋理凸部之形狀不同，則形成於紋理凸部上之部位之形狀亦不同。因此，於光學模型8中，各單位區域876上之矽膜86之形狀、即於各單位區域876內對向之薄膜凸部860與薄膜凹部865之間之部位的形狀，係以對應於紋理凸部870之複數種凸部，而具有複數種形狀之方式設定。於以下之說明中，將第1紋理凸部872上之矽膜86之部位稱為「第1部位81」，將第1部位81之上表面之薄膜凸部860、及下表面之薄膜凹部865分別稱為「第1薄膜凸部811」及「第1薄膜凹部812」。又，將第2紋理凸部874上之矽膜86之部位稱為「第2部位82」，將第2部位82之上表面之薄膜凸部860、及下表面之薄膜凹部865分別稱為「第2薄膜凸部821」及「第2薄膜凹部822」。
圖5係將第1薄膜凸部811放大表示之圖式。於光學模型8中，若將第1薄膜凸部811之上下方向之高度(厚度)設為d0 ，將最大半值寬設為1，將與曲率對應之係數(係表示遠離第1薄膜凸部811之上端之方向之傾斜度的係數，以下簡稱為「曲率係數」)設為α1 時，則藉由算式1可表現半值寬為r之位置之第1薄膜凸部811之高度ds (r)。
[算式1]
ds (r)=d0 (1-rα1 )
曲率係數α1 係如圖5中以雙點劃線所示，在將第1薄膜凸部811於上下方向上分割成複數層之情形時，亦可理解為表現在各層中氫化非晶矽(以下，簡稱為「矽」)之體積分率之變化。又，作為表現第1薄膜凸部811之形狀之參數，除上述高度ds 及曲率係數α1 外，亦設定有將第1薄膜凸部811於上下方向上分割成10層時之最上層(即，上端部)之空氣的體積分率β。體積分率β亦可理解為表現第1薄膜凸部811之上端部之矽之體積分率的參數。
於圖4.A所示之光學模型8中，針對第2薄膜凸部821、第1紋理凸部872及第2紋理凸部874之形狀，亦與第1薄膜凸部811相同地表現。於本實施形態中，第2薄膜凸部821之形狀係將上述高度ds 、曲率係數α1 及體積分率β表現為參數。換言之，第2薄膜凸部821之形狀係假定為等同於第1薄膜凸部811之形狀。
又，如圖4.B所示，第1紋理凸部872之形狀(即，第1薄膜凹部812之形狀)係將第1薄膜凹部812之上下方向之高度di1 、及第1薄膜凹部812之曲率係數α2 表現為參數。第2紋理凸部874之形狀(即，第2薄膜凹部822之形狀)係將第2薄膜凹部822之上下方向之高度di2 、及上述曲率係數α2 表現為參數。即，於第1薄膜凹部812與第2薄膜凹部822中，係假定為上下方向之高度不同，曲率係數相等。
而且，於光學模型8中，作為表現矽膜86之第1部位81之形狀之參數，使用有第1部位81上之第1薄膜凸部811之下端與第1薄膜凹部812之上端之間的上下方向之距離，即於上下方向之各位置上僅存在有矽膜86，而實質上不存在透明導電膜87或空氣之中間部863之高度db1 。關於矽膜86之第2部位82，亦同樣地使用有第2部位82之中間部864之高度db2 作為表現第2部位82之形狀之參數。
如上述，於光學模型8中，作為表現矽膜86之形狀之參數群，使用有各單位區域876之薄膜凸部860(即，第1薄膜凸部811及第2薄膜凸部821)之上下方向之高度ds 、薄膜凸部860之曲率係數α1 、薄膜凸部860之上端部之空氣之體積分率β、薄膜凹部865之上下方向之高度(即，第1薄膜凹部812之高度di1 、及第2薄膜凹部822之高度di2 )、薄膜凹部865之曲率係數α2 、以及薄膜凸部860之下端與薄膜凹部865之上端之間之上下方向的距離(即，第1部位81之中間部863之高度db1 、及第2部位82之中間部864之高度db2 )。又，透明導電膜87之除第1紋理凸部872及第2紋理凸部874以外之下部877之上下方向的高度dSnO 、及透光層88之上下方向之高度dt 亦作為參數使用。
於光學模型8中，如圖6所示，在單位區域876上將第1薄膜凸部811所存在之高度ds 之空間於上下方向上分割成10層，並將各層視為混合有矽與空氣之混合層而應用有效介質理論(例如，有效介質近似)。於單位區域876上，將第2薄膜凸部821所存在之高度ds 之空間亦同樣地視為矽與空氣之混合層，應用有效介質理論而加以模型化。第1薄膜凸部811及第2薄膜凸部821所存在之空間係作為隨著朝向下側使矽之體積分率變大、空氣之體積分率變小之模型而表現。
於單位區域876上，第1薄膜凹部812所存在之高度di1 之空間係於上下方向上被分割成9層，並將各層視為矽與摻氟氧化錫(以下，簡稱為「氧化錫」)之混合層，應用有效介質理論而加以模型化。於單位區域876上，第2薄膜凹部822所存在之高度di2 之空間，亦於上下方向上被分割成9層，並將各層視作矽與氧化錫之混合層，應用有效介質理論而加以模型化。第1薄膜凹部812及第2薄膜凹部822所存在之空間係作為隨著朝向下側使矽之體積分率變小、氧化錫之體積分率變大之模型而表現。
又，矽膜86之第1部位81之中間部863、及第2部位82之中間部864，係分別作為矽之一層而被模型化。如此，於光學模型8中，矽膜86係作為於各單位區域876中在上下方向上被分割成20層之模型而表現。
於膜形狀取得裝置1中，作為成為測定對象之矽膜之測定的事前處理，準備有於紋理型透明導電膜上所形成矽膜之複數個試樣，對複數個試樣進行利用分光橢圓儀3之測定而取得測定光譜。複數個試樣之透明導電膜係以使上表面之形狀成為彼此相同之方式所形成，矽膜係以厚度(即，堆積量)互不相同之方式所形成。接著，於光學模型8中，一面變更表現上述矽膜86之形狀之參數群、透明導電膜87之下部877之上下方向之高度dSnO 、及透光層88之上下方向之高度dt ，一面進行光學模型8之理論光譜與由分光橢圓儀3所得之測定光譜之擬合。
圖7.A至圖7.H係表示表現藉由針對複數個試樣進行之擬合所求出矽膜86之形狀的參數群之各參數之值的圖式。圖7.A至圖7.H中之橫軸係表示各試樣中矽膜86之有效膜厚deff 。所謂有效膜厚deff ，係指矽膜86之整體之平均膜厚，其可藉由算式2及算式3所求出。
[算式2]
[算式3]
算式2中之Ak (k=1～2)係表示矽膜86之膜上表面861上之第1薄膜凸部811及第2薄膜凸部821各自的分佈比例，等同於透明導電膜87之上表面871上之第1區域及第2區域各自的面積比例。算式3中之dj (j=1～20)係表示於第1區域及第2區域上之各區域上，在上下方向上被分割成20層之矽膜86之各層之上下方向的高度，fa-Si：Hj 係表示各層中之矽之體積分率。
圖7.A至圖7.H之縱軸係分別表示各單位區域876中之薄膜凸部860之高度ds 、薄膜凸部860之曲率係數α1 、薄膜凸部860之上端部之空氣之體積分率β、第1薄膜凹部812之高度di1 、第2薄膜凹部822之高度di2 對於第1薄膜凹部812之高度di1 之比例di2 /di1 、薄膜凹部865之曲率係數α2 、第1部位81之中間部863之高度db1 、及第2部位82之中間部864之高度db2 對於第1部位81之中間部863的高度db1 之比例db2 /db1 。於膜形狀取得裝置1中，基於圖7.A至圖7.H所示之關係，將表現矽膜86之形狀之各參數作為有效膜厚deff 之函數而表現並儲存於儲存部72中。於圖7.A至圖7.H中，以實線表示儲存於儲存部72中之函數。表現矽膜86之形狀之各參數與有效膜厚deff 之關，例如亦可藉由表形式而儲存於儲存部72。再者，圖7.E所示之比例di2 /di1 雖然在實際上應成為固定，但並未成為固定。可認為此係起因於由複數個試樣之上表面形狀之略微之差異等所引起的誤差。
圖8係表示取得基板9上之矽膜之形狀之處理流程的圖式。於膜形狀取得裝置1中，若搬入設置有形狀未知之矽膜之基板9，則利用分光橢圓儀3對基板9上之矽膜之既定位置進行測定，藉此取得測定光譜(步驟S11)。
接著，藉由形狀運算部73(參照圖3)，於光學模型8中變更表現矽膜86之形狀之參數群(即，圖7.A至圖7.H所示之參數)之值、透明導電膜87之下部877之上下方向的高度dSnO 、及透光層88之上下方向之高度dt ，而進行自光學模型8所求出理論光譜之對於測定光譜之擬合。在膜形狀取得裝置1中，於該擬合時，藉由變更矽膜86之有效膜厚deff ，而變更藉由有效膜厚deff 所表現之(於本實施形態中，作為有效膜厚deff 之函數而表現)上述參數群之各參數之值。然後，求出理論光譜成為最接近測定光譜之有效膜厚deff 之值、透明導電膜87之下部877之高度dSnO 之值、及透光層88之上下方向之高度dt 之值(步驟S12)。又，同時求出表現矽膜86之形狀之參數群之各參數的值(步驟S13)。
圖9係表示於膜形狀取得裝置1中，針對一基板9上之矽膜進行橢圓偏光分析之結果的圖式。圖9中之複數個圓印係表示藉由分光橢圓儀3所測定之Ψ及△(即，測定光譜)，線51、52分別表示藉由上述擬合所求出之Ψ及△之理論光譜。如圖9所示，關於藉由形狀運算部73所求出矽膜之偏光狀態之理論光譜與由分光橢圓儀3所得之測定光譜高精度地一致，而實現高精度之橢圓偏光分析。又，表現藉由該橢圓偏光分析所求出矽膜之形狀之參數群的各參數之值如表1所示。
如此，於膜形狀取得裝置1中，在光學模型8中藉由有效膜厚deff 表現表示矽膜86之形狀之參數群之各參數，且藉由變更有效膜厚deff 而變更各參數之值以進行理論光譜之對於測定光譜之擬合。藉此，與個別地變更表現矽膜86之形狀之參數群之各參數以進行擬合的情形相比，可容易且迅速地取得矽膜之形狀。又，於個別地變更上述各參數之情形時，雖然存在有求出局部解之可能性，但藉由利用有效膜厚deff 表現各參數，可防止參數獲取局部解，而可高精度地取得矽膜之形狀。
於膜形狀取得裝置1中，未必需要使表現矽膜86之形狀之參數群之上述所有參數均藉由有效膜厚deff 進行表現，只要參數群中所包含之複數個參數中之至少2個參數藉由有效膜厚deff 進行表現，且於步驟S12之擬合時，藉由變更有效膜厚deff 變更該至少2個參數即可。藉此，可容易、迅速，而且高精度地取得矽膜之形狀。
其中，參數群包含薄膜凸部860之上下方向之高度、薄膜凸部860之曲率係數、及薄膜凸部860之上端部之體積分率(於實質上，只要為表示該體積分率之參數即可)作為藉由有效膜厚deff 而表現之參數，且於步驟S12之擬合時，藉由變更有效膜厚deff 而變更此等參數，藉此可更高精度地取得薄膜凸部之形狀。又，於參數群包含薄膜凹部865之上下方向之高度、及薄膜凹部865之曲率係數作為藉由有效膜厚deff 而表現之參數，且在步驟S12之擬合時，藉由變更有效膜厚deff 而變更該此參數之情形時，可更高精度地取得薄膜凹部之形狀。
如上述，於膜形狀取得裝置1中，將薄膜凸部860所存在之空間視為矽與空氣之混合層，使用包含矽之體積分率(即，薄膜凸部860內之矽之體積分率)作為參數之有效介質理論進行步驟S12之擬合。藉此，可更高精度地取得薄膜凸部之形狀。又，將薄膜凸部860所存在之空間於上下方向上分割成複數層，並將各層視為矽與空氣之混合層而應用有效介質理論，藉此可更高精度地取得薄膜凸部之形狀。
於膜形狀取得裝置1中，將薄膜凹部865所存在之空間視為矽與氧化錫之混合層，使用包含矽之體積分率(即，薄膜凹部865內之矽之體積分率)作為參數之有效介質理論進行步驟S12之擬合。藉此，可更高精度地取得薄膜凹部之形狀。又，將薄膜凹部865所存在之空間於上下方向上分割成複數層，並將各層視為矽與空氣之混合層而應用有效介質理論，藉此可更高精度地取得薄膜凹部之形狀。
以上，雖然已針對本發明之實施形態進行說明，但本發明並不限定於上述實施形態，可進行各種變更。
當在光學模型8中將薄膜凸部860及薄膜凹部865於上下方向上進行分割時，其分割數未必限定於上述數量，可適當地變更。於光學模型8中，紋理凸部870亦可包含形狀互不相同之3種以上之凸部。藉此，各單位區域876中之矽膜86之形狀亦具有3種以上之形狀。
矽膜86亦可以如下方式所設定：使第1薄膜凸部811之下端位於較第1薄膜凹部812之上端更下側，使第2薄膜凸部821之下端位於較第2薄膜凹部822之上端更下側。於此情形時，中間部863及中間部864並不存在，且於步驟S12之擬合時，第1薄膜凹部812之上部與第1薄膜凸部811之下部之間的空間、及第2薄膜凹部822之上部與第2薄膜凸部821之下部之間的空間係視為混合有空氣、矽及氧化錫之混合層而應用有效介質理論。
於膜形狀取得裝置1中，可取得形成於上述基板9以外之太陽能電池用基板、或塑膠膜等各種對象物之具有紋理構造之上表面上之矽膜的形狀。又，於膜形狀取得裝置1中，亦可取得形成於對象物之具有紋理構造之上表面上之矽膜以外的薄膜之形狀。
雖然已針對發明進行詳細地描寫及說明，但上述說明係例示而非限定者。因此，只要不脫離本發明之範圍，則可實現多種變形或態樣。
1．．．膜形狀取得裝置
2．．．攝像部
3．．．分光橢圓儀
6．．．電腦
7．．．運算部
8．．．光學模型
9．．．基板
31．．．照明部
32．．．受光部
41．．．Y方向移動部
42．．．X方向移動部
60．．．記錄媒體
61．．．CPU
62．．．ROM
63．．．RAM
65．．．固定磁碟
66．．．顯示器
67a．．．鍵盤
67b．．．滑鼠
68．．．讀取/寫入裝置
69．．．通信部
71．．．光譜取得部
72．．．儲存部
73．．．形狀運算部
81．．．第1部位
82．．．第2部位
86．．．矽膜
87．．．透明導電膜
88．．．透光層
89．．．玻璃基板
600．．．程式
811．．．第1薄膜凸部
812．．．第1薄膜凹部
821．．．第2薄膜凸部
822．．．第2薄膜凹部
860．．．薄膜凸部
861．．．膜上表面
863、864．．．中間部
865．．．薄膜凹部
866．．．膜下表面
870．．．紋理凸部
871．．．上表面
872．．．第1紋理凸部
874．．．第2紋理凸部
876．．．單位區域
877．．．下部
db2 、di2 、dt 、dSnO 、di1 、db1 、ds 、d0 ．．．高度
deff ．．．有效膜厚
r．．．半值寬
α1 、α2 ．．．曲率係數
β．．．體積分率
S11～S13．．．步驟
X、Y、Z．．．方向
圖1係表示膜形狀取得裝置之立體圖。
圖2係表示電腦之構成之圖式。
圖3係表示電腦所實現之功能構成之方塊圖。
圖4A係表示光學模型之圖式。
圖4B係表示光學模型之圖式。
圖5係將第1薄膜凸部放大表示之圖式。
圖6係表示光學模型之圖式。
圖7A係表示參數與有效膜厚之關係之圖式。
圖7B係表示參數與有效膜厚之關係之圖式。
圖7C係表示參數與有效膜厚之關係之圖式。
圖7D係表示參數與有效膜厚之關係之圖式。
圖7E係表示參數與有效膜厚之關係之圖式。
圖7F係表示參數與有效膜厚之關係之圖式。
圖7G係表示參數與有效膜厚之關係之圖式。
圖7H係表示參數與有效膜厚之關係之圖式。
圖8係表示取得矽膜之形狀之處理流程的圖式。
圖9係表示矽膜之光譜之圖式。
1．．．膜形狀取得裝置
2．．．攝像部
3．．．分光橢圓儀
6．．．電腦
9．．．基板
31．．．照明部
32．．．受光部
41．．．Y方向移動部
42．．．X方向移動部
X、Y、Z．．．方向

Claims (10)

  1. 一種膜形狀取得裝置，其係取得形成於對象物之具有紋理構造之上表面上之薄膜的形狀者，其具備有：分光橢圓儀；及運算部，其對於藉由利用上述分光橢圓儀對上述薄膜進行測定所取得之測定光譜，藉由變更表現上述薄膜之形狀之參數群的值，進行自上述薄膜之光學模型所求出理論光譜之擬合，而求出作為上述薄膜之平均膜厚之有效膜厚及上述參數群之值；於上述薄膜之上述光學模型中，在上述薄膜之上表面即膜上表面，設定有與上述對象物之上述上表面之複數個紋理凸部對應的複數個薄膜凸部，而於上述薄膜之下表面即膜下表面，設定有與上述複數個紋理凸部對應之複數個薄膜凹部，上述複數個紋理凸部具備有以既定之比例所分佈之複數種凸部，將上述對象物之上述上表面，分割成分別具備有上述複數個紋理凸部之複數個單位區域時的各單位區域中之上述薄膜之形狀，係對應於上述複數種凸部而具有複數種形狀，上述參數群包含上述各單位區域中之上述薄膜凸部之上下方向之高度、與上述薄膜凸部之曲率對應之係數、上述薄膜凸部之上端部之體積分率、上述薄膜凹部之上下方向之高度、與上述薄膜凹部之曲率對應之係數、上述薄膜凹部之上端部之體積分率、及上述薄膜凸部之下端與上述薄膜凹部之上端之間之上下方向的距離中之至少2個參數，上述至少2個參數係藉由上述有效膜厚進行表現，於上述擬合時，藉由變更上述有效膜厚，而變更上述至少2個參數。
  2. 如申請專利範圍第1項之膜形狀取得裝置，其中，上述至少2個參數包含上述各單位區域中之上述薄膜凸部之上下方向之高度、與上述薄膜凸部之曲率對應之係數、及上述薄膜凸部之上端部之體積分率。
  3. 如申請專利範圍第1項之膜形狀取得裝置，其中，上述至少2個參數包含上述各單位區域中之上述薄膜凹部之上下方向之高度及與上述薄膜凹部之曲率對應之係數。
  4. 如申請專利範圍第1項之膜形狀取得裝置，其中，上述運算部一面使用含有上述薄膜凸部之體積分率作為參數之有效介質理論、及含有上述薄膜凹部之體積分率作為參數之有效介質理論，一面進行上述擬合。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之膜形狀取得裝置，其中，上述對象物為太陽能電池用基板。
  6. 一種膜形狀取得方法，其係取得形成於對象物之具有紋理構造之上表面上之薄膜的形狀者，其具備有：a)藉由利用分光橢圓儀對上述薄膜進行測定而取得測定光譜之步驟；及b)藉由變更表現上述薄膜之形狀之參數群的值，進行自上述薄膜之光學模型所求出之理論光譜對於上述測定光譜之擬合，而求出作為上述薄膜之平均膜厚之有效膜厚及上述參數群之值之步驟；於上述薄膜之上述光學模型中，在上述薄膜之上表面即膜上表面，設定有與上述對象物之上述上表面之複數個紋理凸部對應的複數個薄膜凸部，於上述薄膜之下表面即膜下表面，設定有與上述複數個紋理凸部對應之複數個薄膜凹部，上述複數個紋理凸部具備有以既定之比例分佈之複數種凸部，將上述對象物之上述上表面分割成分別具備有上述複數個紋理凸部之複數個單位區域時的各單位區域中之上述薄膜之形狀，係對應於上述複數種凸部而具有複數種形狀，上述參數群包含上述各單位區域中之上述薄膜凸部之上下方向之高度、與上述薄膜凸部之曲率對應之係數、上述薄膜凸部之上端部之體積分率、上述薄膜凹部之上下方向之高度、與上述薄膜凹部之曲率對應之係數、上述薄膜凹部之上端部之體積分率、及上述薄膜凸部之下端與上述薄膜凹部之上端之間之上下方向的距離中之至少2個參數，上述至少2個參數係藉由上述有效膜厚進行表現，於上述擬合時，藉由變更上述有效膜厚而變更上述至少2個參數。
  7. 如申請專利範圍第6項之膜形狀取得方法，其中，上述至少2個參數包含上述各單位區域中之上述薄膜凸部之上下方向之高度、與上述薄膜凸部之曲率對應之係數、及上述薄膜凸部之上端部之體積分率。
  8. 如申請專利範圍第6項之膜形狀取得方法，其中，上述至少2個參數包含上述各單位區域中之上述薄膜凹部之上下方向之高度及與上述薄膜凹部之曲率對應之係數。
  9. 如申請專利範圍第6項之膜形狀取得方法，其中，於上述b)步驟中，一面使用含有上述薄膜凸部之體積分率作為參數之有效介質理論、及含有上述薄膜凹部之體積分率作為參數之有效介質理論，一面進行上述擬合。
  10. 如申請專利範圍第6至9項中任一項之膜形狀取得方法，其中，上述對象物為太陽能電池用基板。
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