TWI605611B - 太陽電池之製造方法 - Google Patents

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TWI605611B
TWI605611B TW103137004A TW103137004A TWI605611B TW I605611 B TWI605611 B TW I605611B TW 103137004 A TW103137004 A TW 103137004A TW 103137004 A TW103137004 A TW 103137004A TW I605611 B TWI605611 B TW I605611B
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大石誠士
谷津克也
合田晋二
荻野貴之
加藤太司
今井歩
鹿野康行
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東京應化工業股份有限公司
橋本資產管理合同公司
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Description

太陽電池之製造方法
本發明係關於太陽電池之製造方法。
本發明根據2013年10月31日於日本提出申請之特願2013-226685號專利申請案主張優先權，於此處援用其內容。
近年來，太陽電池在種種的用途受到矚目。在太陽電池的製造步驟，有在半導體基板的表面塗布擴散材的步驟。這樣的太陽電池，要求廉價而且在短的生產節拍完成製造。
作為於塗布前述擴散材的步驟使用的方法，已知有藉由旋轉塗布來塗布擴散劑的方法(例如，參照專利文獻1)。
作為根據旋轉塗布之液狀物的塗布，於光阻塗布的領域，已知旋轉塗布包含光阻材料的塗布液的技術。旋轉塗布，是能夠以高精度形成均勻的膜厚的塗膜之技術，所以在例如使用光蝕刻技術的半導體元件之形成製 程，採用光阻塗布的步驟。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2012-30160號公報
在基板上以旋轉塗布形成塗膜時，被供給至基板上的塗布液之大部分藉由離心力飛散至旋轉的基板之外，以殘存於基板上的塗布液形成塗膜。
亦即，使用的塗布液的大半會被廢棄。
如前述專利文獻1所示，於太陽電池形成時以旋轉塗布來塗布擴散劑，會大量廢棄昂貴的擴散劑。此外，為了使用旋轉塗布廉價地製造太陽電池，單純減少擴散劑的使用量的話，塗布液無法抵達基板的端部形成無法形成塗膜的部分，容易產生在塗膜開孔或是塗膜的形成不良。因此，要均勻地塗布擴散劑的話，有必要使用大量的擴散劑，要回應欲「廉價地」製造太陽電池的訴求會變得困難。
另一方面，於光阻塗布的領域，在基板上以旋轉塗布形成塗膜時，多半會把基板的旋轉時間設定為較長(例如30秒到1分鐘程度)，使塗膜的膜厚平均化。如前述專利文獻1那樣，在太陽電池形成時旋轉塗布擴散劑進行塗布時，以生產節拍的縮短為目的縮短基板的旋轉 時間的話，容易發生塗布不均而難以形成均勻的塗膜。因此，要「以短的生產節拍」來製造太陽電池的需求事實上難以因應。
本發明係有鑑於這種情形而完成之發明，目的在於提供抑制擴散劑的使用量，進而縮短生產節拍同時可以抑制擴散劑之塗膜的形成不良的太陽電池之製造方法。
相關於本發明之一態樣之太陽電池之製造方法，特徵為具有：於半導體基板之一面旋轉塗布預濕用組成物之第1塗布步驟， 把包含具有第1不純物元素的擴散劑與溶劑之擴散材料，旋轉塗布在前述預濕用組成物被旋轉塗布的前述一面，形成前述擴散劑的塗膜之第2塗布步驟，以及熱處理被形成前述塗膜的前述半導體基板，形成使前述擴散劑所具有的不純物元素擴散之第1不純物擴散層之第1不純物擴散層形成步驟。
根據此方法的話，基板表面以預濕用組成物潤濕的狀態下旋轉塗布擴散材料，所以可容易且在短時間擴展潤濕擴散材料。
此外，擴散材料與預濕用組成物互溶同時於一面的全面擴展潤濕，所以即使使用的擴散劑為少量，也可以有效果地在一面的全面擴展潤濕擴散材料，容易在一面的全面形成擴散劑的塗膜。
因此，可以提供抑制擴散劑的使用量，進而 縮短生產節拍同時可以抑制擴散劑之塗膜的形成不良的太陽電池之製造方法。
於本發明之一態樣，亦可先於前述第1塗布步驟，具有至少於前述一面形成凹凸形狀的步驟。
根據此方法的話，被形成凹凸形狀之一面，容易保持預濕用組成物，一面的全面容易維持以膜狀的預濕用組成物潤濕的狀態。因此，擴散材料的旋轉塗布變得容易。
於本發明之一態樣之製造方法，亦可為在前述第2塗布步驟，形成半乾燥狀態之前述塗膜。
根據此方法，與使塗膜完全乾燥之後使基板停止旋轉的場合相比，可以縮短生產節拍。此外，縮短基板旋轉時間，所以不容易因為風切而對塗膜產生不良影響。
於本發明之一態樣之製造方法，亦可由前述第1塗布步驟的開始到前述第2塗布步驟之結束為止，不停止前述半導體基板的旋轉連續地進行旋轉塗布。
根據此方法，對於被塗布於一面的預濕用組成物及擴散材料總是施加離心力。因此，預濕用組成物及擴散材料不會繞到另一面而往周圍飛散，可以抑制另一面的污染。
根據本發明之一態樣之製造方法，亦可為前述第2塗布步驟之最大基板轉速，比前述第1塗布步驟之最大基板轉速更大，於前述第2塗布步驟，把前述擴散材料供給至前述一面之後，由前述第1塗布步驟之基板轉速增加到前述第2塗布步驟之基板轉速。
根據此方法，不容易產生擴散材料的塗布不均。
於本發明之一態樣之製造方法，亦可於前述第1不純物擴散層形成步驟之後，具有於前述半導體基板之另一面形成使第2不純物元素擴散之第2不純物擴散層的步驟。
根據此方法，可以製造高性能的太陽電池。
根據本發明的話，可以提供抑制擴散劑的使用量，進而縮短生產節拍同時可以抑制擴散劑之塗膜的形成不良的太陽電池之製造方法。
200‧‧‧擴散材料
210‧‧‧預濕用組成物
1002‧‧‧p+Si層(第1不純物擴散層)
1004‧‧‧n+Si層(第2不純物擴散層)
T‧‧‧凹凸形狀
W‧‧‧基板
Wa‧‧‧一面
圖1係顯示以本實施型態的太陽電池之製造方法製造的太陽電池基板之一例之概略剖面圖。
圖2係顯示本實施型態之太陽電池之製造方法之流程圖。
圖3A顯示本實施型態之太陽電池之製造方法之步驟圖，圖3B顯示本實施型態之太陽電池之製造方法之步驟圖，圖3C顯示本實施型態之太陽電池之製造方法之步驟圖，圖3D顯示本實施型態之太陽電池之製造方法之步驟圖，圖3E顯示本實施型態之太陽電池之製造方法之步驟圖。
圖4A顯示本實施型態之太陽電池之製造方法之部分擴大圖，圖4B顯示本實施型態之太陽電池之製造方法之部分擴大圖。
圖5顯示本實施型態之太陽電池之製造方法之步驟圖。
圖6A係說明第1塗布步驟及第2塗布步驟之適切的條件之說明圖，圖6B係說明第1塗布步驟及第2塗布步驟之適切的條件之說明圖。
圖7A係說明不進行預濕的場合之不良情形之說明圖，圖7B係說明不進行預濕的場合之不良情形之說明圖，圖7C係說明不進行預濕的場合之不良情形之說明圖。
圖8A係實施本實施型態之太陽電池之製造方法的基板處理裝置之說明圖，圖8B係實施本實施型態之太陽電池之製造方法的基板處理裝置之說明圖。
圖9係顯示基板處理裝置的電氣構成之方塊圖。
圖10A係顯示塗布裝置的重要部分構成圖，圖10B係顯示塗布裝置的重要部分構成圖。
圖11係顯示噴嘴部的重要部分構成圖。
圖12係顯示根據塗布裝置的擴散材料塗布步驟之流程圖。
圖13A係說明塗布裝置之塗布步驟之說明圖，圖13B係說明塗布裝置之塗布步驟之說明圖，圖13C係說明塗布裝置之塗布步驟之說明圖，圖13D係說明塗布裝置之塗布步驟之說明圖，圖13E係說明塗布裝置之塗布步驟之說明圖，圖13F係說明塗布裝置之塗布步驟之說明圖。
圖14係顯示基板處理裝置的變形例之圖。
圖15A係顯示實施例的結果之圖，圖15B係顯示實施例的結果之圖。
以下，參照圖式同時說明相關於本發明之一態樣之太陽電池之製造方法。又，於以下所有圖式，為了使圖式容易辨識，適當變更了各構成要素的尺寸或是比率。
圖1係顯示以本實施型態的太陽電池之製造方法製造的太陽電池基板之一例之概略剖面圖。
本實施型態之太陽電池基板1000，具有n型矽層(nSi層)1001、p+型矽層(p+Si層)1002、氧化膜1003、以及n+型矽層(n+Si層)1004。
nSi層1001，為n型半導體之層，例如藉由使週期表上屬於15族的不純物元素在單晶矽擴散而得。作為15族之元素，可以舉出磷(P)、砷(As)、銻(Sb)。在本實施型態，說明作為不純物元素含有P的情形。15族元素，可以單獨使用1種，或者亦可併用2種以上。
p+Si層1002，為p型半導體之層，例如藉由使週期表上屬於13族的不純物元素在單晶矽擴散而得。作為13族的元素可以舉出硼(B)、鎵(Ga)。擴散至p+Si層1002的不純物元素，該當於本發明之「第1不純物元素」。在本實施型態，說明作為不純物元素含有B的 情形。又，作為13族元素，可以單獨使用1種，或者亦可併用2種以上。
氧化膜1003，係結合包含於p+Si層1002的不純物元素，包含於單晶矽的基板之矽、與氧而產生的氧化膜。在本實施型態，說明把硼矽玻璃(borosilicate glass)作為形成材料之膜。
n+Si層1004，為n型半導體之層，例如藉由使週期表上屬於15族的不純物元素在單晶矽擴散而得。此外，n+Si層1004不純物元素的濃度比nSi層1001還要高。擴散至n+Si層1004的不純物元素，該當於本發明之「第2不純物元素」。作為15族元素，可舉出與使用在nSi層1001相同的元素。在本實施型態，說明作為不純物元素含有P的情形。又，作為15族元素，可以單獨使用1種，或者亦可併用2種以上。
圖1所示的太陽電池基板1000，在除去氧化膜1003後，於表面施以鈍化處理，進而於上面與下面賦予電極，作為一個整體構成太陽電池。
圖2係顯示本實施型態之太陽電池之製造方法之流程圖。如圖2所示，本實施型態之太陽電池之製造方法，包含：基板表面之凹凸的形成(凹凸形成步驟，步驟S11)、基板表面之預濕(第1塗膜形成步驟，步驟S121、步驟S12)、擴散劑之塗布(第2塗膜形成步驟，步驟S122、步驟S12)、p+層之形成(第1不純物擴散層形成步驟，步驟S13)、n+層之形成(第2不純物擴散層 形成步驟，步驟S14)等各步驟。
步驟S121與步驟S122，係形成擴散劑之塗膜的步驟(步驟S12)之一部分。
圖3A~圖3E、圖4A~圖4B及圖5，係顯示本實施型態之太陽電池的製造方法之說明圖，圖3A~圖3E、圖5為步驟圖，圖4A及圖4B分別為圖3C及圖3D之部分擴大圖。
以下，參照圖2~5，說明太陽電池之製造方法。
(凹凸形成步驟)
如圖3A所示，在本實施型態之太陽電池之製造方法使用的基板W，係針對平面俯視為圓形狀的晶圓WA，具有切除圓弧的一部分之圓角的約略矩形形狀。
這樣的基板W的加工，亦可為太陽電池的製造步驟之一部分，亦可使用預先被加工為約略矩形的基板W實施太陽電池的製造步驟。
晶圓WA，例如把使用CZ法(丘克拉斯基(Czochralski)法)或FZ法(浮融帶法)等製造的單晶矽等圓柱型碇，在與圓柱之軸方向正交的方向上薄薄地切斷而得者。此外，以晶圓WA成為n型半導體的方式預先使15族之不純物元素擴散至全體。
通常，太陽電池，係連接複數枚由太陽電池基板製造的太陽電池胞而製作太陽電池模組，進而連接複數枚太陽電池模組成為全面鋪上的陣列構造。太陽電池模 組一般為矩形，所以晶圓WA被加工為圓角之約略矩形的基板W，謀求在模組內之設置效率的提高。所得到的基板W，由基板W的中央部WC到基板W的外周為止的距離並非一定，有最短距離L1到最長距離L2之差異存在。
在本實施型態的太陽電池之製造方法，首先，如圖3B所示，使基板W之一面Wa的全面以鹼溶液AS蝕刻處理，形成表面凹凸(圖2之步驟S11)。單晶矽所構成的基板W之面Wa以鹼溶液AS蝕刻的話，由於結晶方位導致溶解度的差異，使得沿著結晶方位被施以向異性蝕刻，於面Wa的全面形成凹凸形狀。蝕刻，持續進行直到凹凸形狀的高度，成為例如0.3μm~20μm程度為止。
在如前所述把凹凸形狀設於受光面的太陽電池，例如，像用於半導體元件的形成的晶圓那樣，與表面被施以鏡面處理的面作為受光面使用的太陽電池相比，光線容易在凹凸形狀的表面反射或折射同時導往基板內。因此，太陽光的利用效率高，成為能夠以高效率進行發電的太陽電池。
(第1塗布步驟)
其次，如圖3C所示，朝向基板W之一面Wa，由噴嘴26供給預濕用組成物210，藉由進行旋轉塗布，於面Wa之全面形成預濕用組成物210之膜(圖2之步驟S121)。詳細的塗布條件稍後敘述。
於本實施型態，亦把這樣在基板W的表面形成預濕用組成物之膜一事稱為「預濕」。
作為預濕用組成物以使用有機溶劑為佳，例如可以使用甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等1價醇；甲基-3-甲氧基丙酸酯、及乙基-3-乙氧基丙酸酯等烷基羧酸酯；乙二醇、二乙二醇、及丙二醇等多價醇；乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇單丙基醚、乙二醇單丁基醚、丙二醇單甲基醚、丙二醇單乙基醚、丙二醇單丙基醚、丙二醇單丁基醚、3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇、3-甲氧基-1-丁醇、乙二醇單甲基醚乙酸酯、乙二醇單乙基醚乙酸酯、及丙二醇單甲基醚乙酸酯等多價醇誘導體；醋酸及丙酸等脂肪酸；丙酮、甲乙酮、2-庚酮那樣的酮類。
其中，於本實施型態，以使用前述之1價醇、多價醇、及乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇單丙基醚、乙二醇單丁基醚、丙二醇單甲基醚、丙二醇單乙基醚、丙二醇單丙基醚、丙二醇單丁基醚、3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇、3-甲氧基-1-丁醇等多價醇誘導體那樣的質子性的極性溶媒為較佳。
這些預濕用組成物可以單獨使用有機溶劑，亦可組合使用。進而與水混合使用亦可。
預濕用組成物所使用的有機溶劑，以沸點30℃以上200℃以下者為佳。此外，使用的水為離子交換水(去離子水，Deionized Water、DIW)為佳。
預濕用組成物210較佳者為質子性之極性溶 媒與水之混合溶媒。作為質子性的極性溶媒，以1價醇或多價醇誘導體為佳。水溶性高者容易進行混合溶媒的調整，所以作為1價醇以甲醇、乙醇、丙醇、丁醇為佳，作為多價醇誘導體，以乙二醇單甲基醚，乙二醇單乙基醚、丙二醇單甲基醚為佳。
作為預濕用組成物210之具體例，可以舉出丙二醇(propylene glycol)單甲基醚(PGME)與水之1：1的混合溶媒。此PGME：DIW=1：1之混合溶媒，比起增加PGME，例如成為PGME：DIW=2：1者，更容易溶解後述之擴散劑容易形成擴散劑之塗膜所以較佳。此外，比起減少PGME，例如成為PGME：DIW=1：2者，在旋轉塗布時更容易塗布擴展於基板W的表面所以較佳。
於本實施型態，作為預濕用組成物210，使用PGME：DIW=1：1之混合溶媒來進行說明。
(第2塗布步驟)
其次，如圖3D所示，朝向基板W之一面Wa，由噴嘴23供給含擴散劑之擴散材料200，藉由進行旋轉塗布，於面Wa之全面形成擴散劑之塗膜(圖2之步驟S122)。詳細的塗布條件稍後敘述。
擴散材料200，係具有具不純物元素的擴散劑與溶劑之液狀物。作為不純物元素，可以舉出前述之13族元素或15族元素。此外，作為其他不純物元素，可以舉出鋅、銅等。
作為包含於擴散材料200的擴散劑，可以使用具有不純物元素的氧化物、鹵化物、硝酸鹽、硫酸鹽等無機鹽、醋酸等有機酸之鹽、具有不純物元素之有機化合物。
作為擴散劑，具體而言可以舉出：B2O3、(RO)3B、RB(OH)2、R2B(OH)等硼化合物；(RO)3Ga、RGa(OH)、RGa(OH)2、R2Ga[OC(CH3)=CH-CO-(CH3)]等鎵化合物；P2O5、NH4H2‧PO4、(RO)3P、(RO)2P(OH)、(RO)3PO、(RO)2P2O3(OH)3、(RO)P(OH)2等磷化合物；H3AsO3、H2AsO4、(RO)3As、(RO)5As、(RO)2As(OH)、R3AsO、RAs=AsR等砷化合物；H3SbO4、(RO)3Sb、SbX3、SbOX、Sb4O5X等銻化合物；Zn(OR)2、ZnX2、Zn(NO2)2等鋅化合物。前述式中，R為鹵素原子、烷基、鏈烯基、或者芳基，X為鹵素原子。這些化合物中，較佳者可以使用氧化硼(B2O3)、氧化磷(P2O5)等。
於本實施型態，作為擴散劑使用氧化硼來進行說明。
作為包含於擴散材料200的溶劑，可以使用用在前述之預濕的預濕用組成物210所例示者。作為包含於擴散材料200的溶劑，與用在前述之預濕的預濕用組成物210，以使用相同者為較佳。於本實施型態，作為包含於擴散材料200的溶劑，使用PGME：DIW=1：1之混合溶媒來進行說明。
此外，擴散材料200，為了在擴散的同時往基板W上形成絕緣膜、平坦化膜、或者保護膜，亦可包含 以R1 nSi(OR2)4-n所表示之烷氧基矽烷之中的至少一種作為出發原料之水解/縮合聚合物亦可。又，式中的R1為氫原子，或者1價之有機基，R2為1價之有機基，n為1~3之整數。
在此，作為前述烷氧基矽烷具有的1價有機基，例如可以舉出烷基、芳基、烯丙基、縮水甘油基。其中以烷基及芳基為佳。
烷基之碳數以1~5為佳，例如可以舉出甲基、乙基、丙基、丁基等。此外，烷基為直鏈狀或分歧狀皆可，氫為氟所置換亦可。作為芳基，以碳數6~20者為佳，例如可以舉出苯基、萘基等。
以R1 nSi(OR2)4-n表示的烷氧基矽烷，針對n=1~3之各種，可以例示以下的化合物。
(i)n=1的場合，可以舉出甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、甲基三丙氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、乙基三乙氧基矽烷、乙基三丙氧基矽烷、丙基三甲氧基矽烷及丙基三乙氧基矽烷等烷基三烷氧基矽烷；苯基三甲氧基矽烷及苯基三乙氧基矽烷等苯基三烷氧基矽烷等。
(ii)n=2的場合，可以舉出二甲基二甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、二甲基二丙氧基矽烷、二乙基二甲氧基矽烷、二乙基二乙氧基矽烷、二乙基二丙氧基矽烷、二丙基二甲氧基矽烷、及二丙基二乙氧基矽烷等二烷基二烷氧基矽烷；二苯基二甲氧基矽烷、及二苯基二乙 氧基矽烷等二苯基二烷氧基矽烷等。
(iii)n=3的場合，可以舉出三甲基甲氧基矽烷、三甲基乙氧基矽烷、三甲基丙氧基矽烷、三乙基甲氧基矽烷、三乙基乙氧基矽烷、三乙基丙氧基矽烷、三丙基甲氧基矽烷及三丙基乙氧基矽烷等三烷基烷氧基矽烷；三苯基甲氧基矽烷及三苯基乙氧基矽烷等三苯基烷氧基矽烷等。
其中，可以較佳地使用甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、及甲基三丙氧基矽烷等甲基三烷氧基矽烷。
擴散材料200的黏度以0.7mPa‧s以上50mPa‧s以下(0.7cP以上50cP以下)為較佳。黏度為0.7mPa‧s以上50mPa‧s以下的話，不容易產生塗膜的塗布不均，此外容易得到充分膜厚的塗膜。此外，以抑制旋轉塗布時的基板旋轉速度的條件把擴散材料200塗布擴展於面Wa變成可能，擴散材料200的飛沫不容易往基板W之另一面附著。
旋轉塗布這樣的擴散材料200，進而藉由持續基板W的旋轉，使擴散材料200所含有的溶劑揮發，於面Wa的全面形成擴散劑的塗膜。乾燥後得到的擴散劑之塗膜的膜厚，以3000Å以上10000Å以下為較佳。
此處，針對圖3C及圖3D所示的預濕及擴散劑之塗膜形成，使用圖4A及圖4B進一步說明。圖4A係對應於圖3C的部分擴大圖，圖4B為對應於圖3D之部分 擴大圖。
首先，如圖4A所示，於面Wa將預濕用組成物210進行旋轉塗布時，預濕用組成物210，貯留於被形成於面Wa的凹凸形狀T的溝部分DR，同時潤濕擴展到基板W的端部。亦即，被形成凹凸形狀T之面Wa，比起鏡面的場合更容易保持預濕用組成物210，面Wa的全面容易維持以膜狀的預濕用組成物210潤濕的狀態。
接著，如圖4B所示，對面Wa供給擴散材料200進行旋轉塗布。在圖4B，以白色箭頭顯示擴散材料200潤濕擴展的模樣。
一般而言，表面被形成凹凸形狀的基板表面要旋轉塗布液狀物的場合，移動於基板表面的液狀物，會因凹凸形狀而使移動受到阻礙。因此，比起在表面為鏡面的基板上旋轉塗布液狀物的場合，液狀物更不容易濕潤擴展。
但是，於本實施型態，藉由預濕在面Wa形成預濕用組成物210之膜，藉由預濕用組成物210貯留於溝部分DR，緩和表面凹凸。因此，在擴散材料200之旋轉塗布時，與沒有預濕的場合相比，可以容易且在短時間內潤濕擴展擴散材料200。
此外，擴散材料200，與被形成於面Wa的預濕用組成物210之膜相溶，同時以旋轉塗布的離心力擴展到基板W的端部。在圖4B，以黑箭頭顯示擴散材料200溶解於預濕用組成物210的模樣。
於本實施型態之太陽電池的製造方法，藉由在面Wa形成凹凸形狀T，在溝部分DR良好地保持預濕用組成物210，所以容易使擴散材料200溶解於預濕用組成物210同時擴展到基板W的端部。預濕用組成物210之膜被形成於面Wa之全面，藉由前述效果使擴散材料200塗布擴展於面Wa之全面，可以容易地把擴散劑之塗膜形成於面Wa之全面。
此外，擴散材料200的供給量為少量，使用的擴散劑即使為少量，也可以有效果地對面Wa之全面潤濕擴展擴散材料200，可以於面Wa的全面容易形成擴散劑之塗膜。
此外，如前所述，擴散材料200與預濕用組成物210之膜相溶同時潤濕擴展，所以於本實施型態之製造方法，成為一面使擴散材料200比被供給到面Wa上之時的黏度更低黏度化一面同時進行塗布。例如，一開始準備低黏度的擴散材料，進行旋轉塗布的場合，擴散材料繞到基板之另一方面側(面Wa的相反面側)，污染另一面的疑慮會變高。但是，如本實施型態的製造方法這樣，一面使供給的擴散材料200低黏度化一面同時進行旋轉塗布的話，污染另一面的可能性變少，可以省掉洗淨另一面的步驟。
(第1不純物擴散層形成步驟)
接著，如圖3E所示，把形成了擴散劑的塗膜之基板 W施以熱處理，使不純物元素擴散至基板W，於基板的表面形成不純物擴散層(圖2之步驟S13)。
亦即，藉著使藉由熱處理使擴散劑分解，產生的不純物元素，由單晶矽製的基板W的表面熱擴散至內部，於基板W的表面形成不純物擴散層。於本實施型態，作為擴散劑使用氧化硼，所以作為不純物擴散層形成p+型層之p+Si層1002。在圖3E，於基板W把被形成p+Si層1002的其餘部分顯示為nSi層1001。
此外，於基板表面，包含於擴散劑的硼、與包含於基板W的矽、與空氣中的氧反應，形成以硼矽玻璃(borosilicate glass)為形成材料之氧化膜1003。
(第2不純物擴散層形成步驟)
接著，如圖5所示，於基板之另一面(面Wa之相反側的面)使第2不純物元素擴散，形成不純物擴散層(圖2之步驟S14)。
例如，如圖5所示，把形成p+Si層1002及氧化膜1003的基板，配置於真空室C內，往真空室C內導入含有15族元素的氣體後藉著加熱真空室C內，形成不純物擴散層。於本實施型態，作為含有15族元素的氣體使用POCl3，所以作為不純物擴散層形成n+型層之n+Si層1004。
此外，與p+Si層1002之形成同樣，於基板之另一面形成包含前述的15族元素的擴散劑之塗膜之後， 再進行熱處理亦可。
在本實施型態，如此進行製造使用於太陽電池的製造之太陽電池基板1000。
於其後之步驟，在對應於前述一面的太陽電池基板1000的表面賦予防反射膜，於對應前述另一面的太陽電池基板1000的表面賦予反射膜等適當構成之後，於兩表面配置電極製造太陽電池。
圖6A及圖6B係說明第1塗布步驟及第2塗布步驟之適切的條件之說明圖。
圖6A，係顯示第1塗布步驟與第2塗布步驟之旋轉塗布的條件之圖。圖6A的橫軸顯示旋轉塗布之基板W的旋轉時間(單位：秒)，縱軸顯示旋轉塗布之基板W的旋轉速度(單位：rpm，轉/每分)。
如圖6A所示，在第1塗布步驟，直到時間T1使停止狀態的基板成為以轉速R1旋轉。達到特定的轉速R1時，對基板W之面Wa滴下預濕用組成物210，由時間T1至時間T2維持轉速R1進行旋轉塗布。
其後，在第2塗布步驟，把基板W的轉速保持於R1，同時對面Wa滴下擴散材料200，由時間T2至時間T3維持轉速R1進行旋轉塗布。
接著，在時間T2至時間T3之間，把基板W的轉速由R1加速至R2，由時間T4至時間T5維持轉速R2進行旋轉塗布。
接著，由時間T5至時間T6之間，把基板W 的轉速由R2減速至0rpm，結束第2塗布步驟。
基板旋轉時間，由開始至T1為止，可以考慮生產節拍而適當設定。例如為0.01秒以上0.2秒以下。
T1~T2間，例如為0.5秒以上5秒以下。於本實施型態之製造方法，T1~T2間為5秒。
T2~T3間，例如為0.5秒以上1秒以下。於本實施型態之製造方法，T2~T3間為1秒。
T3~T4間，例如為0.1秒以上1秒以下。
T4~T5間，例如為3秒以上8秒以下。於本實施型態之製造方法，T4~T5間為5秒。
T5~T6間，例如為0.1秒以上1秒以下。
此外，基板旋轉速度，R1為800rpm以上3000rpm以下，R2為1000rpm以上5000rpm以下。R1為第1塗布步驟之最大基板轉速，R2為第2塗布步驟之最大基板轉速。於本實施型態之製造方法，R1為800rpm，R2為3000rpm。
在圖6A所示之旋轉塗布條件，第1塗布步驟及第2塗布步驟之旋轉塗布，從第1塗布步驟的開始到第2塗布步驟的結束為止，不停止基板W的旋轉而連續進行。第1塗布步驟與第2塗布步驟之間停止基板W的旋轉的話，如圖6B所示，在第1塗布步驟旋轉塗布的預濕用組成物210，會因為自身重量而繞到基板W的另一面(面Wa的相反側之面)，而污染另一面。但是，在第1塗布步驟與第2塗布步驟之間持續進行基板W的旋轉的 話，對於預濕用組成物210總是被施加離心力，所以預濕用組成物210不會繞到另一面，而往周圍飛散，所以可抑制另一面的污染。
此外，由第1塗布步驟的開始到第2塗布步驟的結束為止，不停止基板W的旋轉而連續進行的話，也可以解決其他課題。
在本實施型態之製造方法使用的基板，如圖3A所示，由基板W的中央部WC到基板W的外周為止的距離並非一定。如此，使從中央部WC到基板W的外周為止的距離並非一定的基板旋轉的話，基板W的端部，特別是因基板裁切而形成的直線部分與周邊空氣相撞同時旋轉，擾動周邊的空氣，容易形成氣流。以下，把這樣的現象稱為「風切」。
由於風切使空氣大幅移動，藉由旋轉塗布飛散於周圍的擴散材料200或預濕用組成物210的飛沫，會乘著氣流達到基板W的另一面，污染另一面。來自基板W的形狀的風切，會無可避免地產生，於本實施型態之製造方法，有必要採用在旋轉塗布時儘量減少風切的影響之運作條件。
根據此觀點的話，基板旋轉時間的總時間越短，在風切尚未大幅擾動空氣時就結束旋轉塗布所以較佳。此外，減少基板旋轉速度的變化的話，風切導致的空氣流動不容易亂掉所以較佳。
如前所述，藉由在第1塗布步驟與第2塗布 步驟之間不停止基板W的旋轉，於第1塗布步驟的開始起直到第2塗布步驟的結束為止之間，可以減少基板旋轉速度的變化。
此外，藉由把基板旋轉時間設定在如前所述的時間範圍，可以把生產節拍抑制在15秒~18秒程度，可以抑制風切導致的基板W之另一面的污染。
進而，於第2塗布步驟，控制T4~T5的時間，形成半乾燥狀態的擴散劑的塗膜為較佳。此處，所謂擴散劑的塗膜為「半乾燥狀態」，是指擴散材料200的流動性喪失，但是將塗膜放置於常溫下時可以目視確認仍有溶媒殘存的程度仍在自然乾燥的模樣之狀態。例如，以轉速R2持續旋轉60秒鐘形成塗膜的場合，成為並非半乾燥狀態而是充分乾燥的塗膜。
藉由塗膜成為半乾燥狀態時停止基板旋轉，結束第2塗布步驟，與使塗膜完全乾燥後停止基板旋轉的場合相比，可以縮短旋轉塗布的生產節拍。此外，縮短基板旋轉時間，所以不容易因為風切而對塗膜產生不良影響。
此外，如圖所示，於第2塗布步驟，將擴散材料200供給至一面之後，由第1塗布步驟之基板轉速增加至第2塗布步驟之基板轉速為佳。藉此，不容易產生擴散材料200的塗布不均。
於本實施型態之製造方法，在基板W的面Wa形成擴散劑的塗膜之前進行預濕，所以將含有擴散劑 的擴散材料200予以旋轉塗布時，擴散材料200良好地潤濕擴展於面Wa。因此，被形成的擴散劑的塗膜，成為沒有孔或塗布殘留等缺陷之良好的塗膜。根據形成這樣的塗膜所達成的效果說明如下。
圖7A~圖7C係說明不進行預濕的場合之不良情形之說明圖。圖7A及圖7B，分別對應於圖3C及圖3D，圖7C對應於圖1。
首先，為了抑制擴散劑的使用量，減少擴散材料200的滴下量的場合，不進行預濕的場合，容易在塗膜產生孔或塗布殘留等形成不良。在圖7A，顯示在基板W上塗布擴散材料200的場合，於擴散材料200的塗膜形成孔200x的狀態。
如此，擴散材料200的塗布狀態，係在形成孔200x的狀態的話，因熱處理而形成第1不純物擴散層的場合在對應於孔200x的位置不形成p+Si層1002。此外，在對應於孔200x的位置不形成氧化膜1003，而形成孔1003x。孔1003x之底，露出殘存於基板表面的nSi層1001(nSi層1001x)(圖7B)。
使用這樣的基板，與前述方法同樣地使用含不純物元素的氣體形成第2不純物擴散層的話，於基板之另一面被形成n+Si層1004。進而，露出於孔1003x的內部的nSi層1001x也被形成第2不純物擴散層(n+Si層1004x)(圖7C)。亦即，得到p+Si層1002與n+Si層1004x，為相同層而以鄰接的狀態形成的太陽電池基板 1000x。
使用這樣的太陽電池基板1000x製造太陽電池的話，發電時容易在p+Si層1002與n+Si層1004x之pn接合部分產生漏電流Irev，容易在太陽電池產生熱點(hot spot)。
於太陽電池的製造，使用於製造的基板W全體成為太陽電池之製品，如前所述於擴散材料200之塗布時被形成孔200x的場合，無法採用選擇性毀棄孔200x的周圍的不良部分的操作。因此，如圖7A~圖7C所示那樣的太陽電池製造時的不良，會對太陽電池全體造成影響。
對此，於本實施型態之太陽電池之製造方法，以預濕用組成物210進行預濕後旋轉塗布擴散材料200，所以不容易產生擴散劑的塗膜之形成不良，可以製造高品質的太陽電池。
本實施型態的太陽電池之製造方法，係如以上所述之內容。
以下，說明可以實施本實施型態之太陽電池之製造方法的裝置構成之一例。
圖8A係實施本實施型態的太陽電池之製造方法的基板處理裝置之平面圖，圖8B為圖8A之A-A線剖視之剖面圖。圖9係顯示基板處理裝置100的電氣構成之方塊圖。
以下，說明基板處理裝置100的構成時，為了標示上的簡化，使用XYZ座標說明圖中的方向。基板 處理裝置100的長邊方向且為基板的搬送方向標示為X方向。平面俯視正交於X方向(基板搬送方向)的方向標示為Y方向。垂直於包含X方向軸及Y方向軸的平面的方向標示為Z方向。又，X方向、Y方向及Z方向，分別以在圖中的箭頭方向為+方向，與箭頭方向相反的方向為-方向。
如圖8A、圖8B所示，基板處理裝置100，具備：供搬入被處理物之基板W的搬入部1、設於該搬入部1的下游側(+X方向)的塗布裝置10，設於該塗布裝置10的下游側(+X方向)的乾燥裝置3，由這些搬入部1到乾燥裝置3為止搬送基板W的第1搬送裝置6，以及於乾燥裝置3的部分搬送基板W的第2搬送裝置7。
基板處理裝置100，如圖9所示，具備控制搬入部1、塗布裝置10、乾燥裝置3、第1搬送裝置6、及第2搬送裝置7之各個的驅動之控制部9。
乾燥裝置3，係由朝向下游側(+X方向)依序配置的3台熱板3a、3b、3c所構成。各熱板3a、3b、3c，在與基板的搬送方向正交的方向(Y方向)被三分割，於各熱板3a、3b、3c間被形成間隙51。
前述第2搬送裝置7，包含：中介著間隙51可進退於熱板3a、3b、3c的背面側與表面之間的薄板狀的基板支撐構件52，使該基板支撐構件52沿著X方向導引的導引桿53，以及沿著該導引桿53使基板支撐構件52沿著X方向移動的汽缸單元54。乾燥裝置3，被導電連接 於控制部9，各熱板3a、3b、3c之驅動藉由控制部9控制。
塗布裝置10，包含保持基板W的夾盤部20，對被保持於夾盤部20的基板W滴下擴散材料的噴嘴部21，以及收容旋轉中的夾盤部20之杯部(防飛散用杯)22。相關於本實施型態之塗布裝置10，為所謂的旋轉塗布機。塗布裝置10，被導電連接於控制部9，夾盤部20的動作藉由控制部9控制。
第1搬送裝置6，包含沿著基板處理裝置100的一端(-Y方向)側設置的軌道60，沿著該軌道60移動的複數移動體61、以及由各該移動體61的上方(+Z方向)升降自如且支撐基板W的複數基板支撐構件62。基板支撐構件62，設有供支撐基板W之用的複數支撐爪63。第1搬送裝置6，被導電連接於控制部9，移動體61及基板支撐構件62之驅動藉由控制部9控制。
第1搬送裝置6，係可以使複數移動體61獨立地驅動。這些移動體61沿著軌道60移動時，設於各自不會干涉的位置。藉此，第1搬送裝置6，例如可以在設於一移動體61的基板支撐構件62把塗布擴散材料200後的基板W由塗布裝置10內搬出而搬入乾燥裝置3內的時間點，同時讓設於其他移動體61的基板支撐構件62把其他基板W由搬入部1搬入塗布裝置10內。藉此，基板處理裝置100縮短了對基板W之擴散材料200的塗布步驟以及乾燥步驟所需要的生產節拍。
第2搬送裝置7，被導電連接於控制部9，汽缸單元54之驅動藉由控制部9控制。第2搬送裝置7，藉由進行根據汽缸單元54之Z方向的伸長動作，使基板支撐構件52的上端由間隙51突出而抬起熱板3a上的基板W，在此狀態沿著導引埠53使汽缸單元54與基板支撐構件52一起往下游側移動，接著壓縮汽缸單元54，使基板支撐構件52的上端由熱板3a的上面下降，把基板W移換到下游側的熱板3b。藉由反覆這樣的動作，使基板W依序往下游側的熱板3c移換。
圖10A及圖10B係顯示塗布裝置10的重要部位之圖，圖10A係側剖面圖，圖10B為平面圖。又，於圖10A及圖10B，顯示在塗布裝置10內設置基板W的狀態。
夾盤部20，如圖10A所示可以在吸附保持基板W的狀態下旋轉，可對杯部22升降。具體而言，夾盤部20，可以升降於從載置基板W的載置位置(基板載置位置)直到在杯部22內進行旋轉動作的旋轉位置(旋轉位置)之間。
杯部22，係供防止滴下至基板W的擴散材往周圍飛散之用的，具備洗淨基板W的背面側之背面洗淨噴嘴(洗淨噴嘴)22a。背面洗淨噴嘴22a，被連接著未圖示的洗淨液供給源。此洗淨液供給源藉由加壓把洗淨液由背面洗淨噴嘴22a噴射出。
如圖10B所示，相關於本實施型態的夾盤部 20平面俯視的狀態下係構成為圓形狀。另一方面，夾盤部20保持的基板W為太陽電池用途，所以平面形狀為四角形，四個角落為取了倒角的形狀。
夾盤部20具有基板W的短邊長度的40~70%之直徑。在本實施型態，夾盤部20的直徑例如為基板W的短邊長度的約略2/3。如此，夾盤部20具有基板W的短邊長度的40~70%的直徑，並且由於如前所述四角被取倒角，所以即使是旋轉時有產生抖動之虞的基板W，夾盤部20也可以良好地保持。此外，即使作為基板W採用厚度較薄者的場合，夾盤部20也可以確實保持。
接著，說明夾盤部20及背面洗淨噴嘴22a之配置關係。背面洗淨噴嘴22a，如圖10B所示在平面俯視的狀態被配置於夾盤部20的外緣與基板W的外緣之約略中央。根據此構成，可以對藉由夾盤部20旋轉的基板W的背面之夾盤部20的外緣成為約略同心圓狀的位置供給洗淨液。
塗布裝置10，在與對基板W的表面滴下擴散材料的時間點同時，可以進行往基板W的背面由背面洗淨噴嘴22a噴射作為洗淨液之醇之所謂背後清洗處理。作為該洗淨液之醇，可以舉出甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇及3-甲氧基-1-丁醇等碳數1~5之醇。
具體而言，在本實施型態，背面洗淨噴嘴22a由被保持於夾盤部20的基板W的短邊之外緣端起算的距 離D為10mm以內。藉此，由背面洗淨噴嘴22a往基板W的背面供給的洗淨液，因為良好地擴散至基板W的外緣端，防止擴散材料往基板W的背面繞入，所以沒有必要在擴散材料之塗布後另行進行背後清洗處理，縮短塗布步驟的生產節拍。
圖11係顯示噴嘴部21的重要部分構成之圖。
噴嘴部21，如圖11所示，具有：被形成滴下擴散材料200的開口部23a之第1噴嘴23，被形成滴下預濕用組成物210的開口部26a之第2噴嘴26，以及收容第1噴嘴23及第2噴嘴26的收容部24。
收容部24，如圖11所示，具有一體設於第1噴嘴23及第2噴嘴26的蓋部24a，以及形成與該蓋部24a一起收容第1噴嘴23及第2噴嘴26的一部分(先端部分)的密閉空間之本體部24b。這樣，收容部24，藉由在密閉狀態收容第1噴嘴23及第2噴嘴26的先端部可以防止開口部23a、26a乾燥。又，蓋部24a，與第1噴嘴23及第2噴嘴26一起移動，本體部24b不會由噴嘴部21的等待位置移動。
於本實施型態，第1噴嘴23及第2噴嘴26，藉由蓋部(保持構件)24a保持為一體。第1噴嘴23，以使開口部23a朝向鉛直方向(Z軸方向)的方式配置。亦即，第1噴嘴23，使由開口部23a滴下的擴散材之液滴的滴下方向成為沿著鉛直方向的狀態的方式被保持於蓋部 24a。
另一方面，第2噴嘴26，以使通過開口部26a的中心的軸線成為對鉛直方向(Z軸方向)傾斜狀態的方式配置。亦即，第2噴嘴26，使由開口部26a滴下的預濕用組成物之液滴的滴下方向成為對鉛直方向傾斜的狀態的方式被保持於蓋部24a。
被保持於蓋部24a的第1噴嘴23，成為可以對基板W從鉛直方向之上方使擴散材滴下。另一方面，第2噴嘴26，係以在第1噴嘴23被配置於可對基板W的中央部滴下擴散材的位置時，可以對基板W的中央部WC由斜上方往基板W的中央部滴下預濕用組成物的方式保持於蓋部24a。亦即，於本實施型態，蓋部24a，以預濕用組成物的液滴往基板W的中央部滴下的方式構成限制液滴的彈著位置之限制手段。
又，第2噴嘴26之往蓋部24a之安裝角度，亦即第2噴嘴26的軸線對鉛直方向之傾斜角度，隨著基板W與開口部23a及開口部26a之位置關係或各噴嘴23、26的尺寸等的不同而適當設定，例如，以設定在30~45度為佳，設定為45°為更佳。又，第2噴嘴26，不一定要使全體為傾斜的狀態，僅使先端部以前述角度傾斜的構成亦可採用。根據此構成，可以抑制第2噴嘴26的設置空間，可以謀求噴嘴部21的小型化。
噴嘴部21，具有使蓋部24a移動的移動機構(移動部)25，藉由該移動機構25使第1噴嘴23及第2 噴嘴26可以對夾盤部20一體地移動(可進退)。藉此，第1噴嘴23及第2噴嘴26可以在與基板W對夾盤部20之搬入方向(X方向)上平行地進退。藉此，可以減少第1噴嘴23及第2噴嘴26的移動距離，可以縮短塗布步驟全體之生產節拍(周期)。
此外，於第1噴嘴23的內部設有使擴散材料200流通至開口部23a的未圖示的流通路，於此流通路被連接著未圖示的擴散材供給源。
此擴散材供給源具有例如未圖示的泵，藉著以該泵把擴散材往開口部23a壓出，使擴散材料200由開口部23a滴下。
此外，於第2噴嘴26的內部設有使預濕用組成物210流通至開口部63a的未圖示的流通路，於此流通路被連接著未圖示的預濕用組成物供給源。此預濕用組成物供給源具有例如未圖示的泵，藉著以該泵把預濕用組成物往開口部26a壓出，使預濕用組成物210由開口部26a滴下。
接著，針對基板處理裝置100的動作，說明主要根據塗布裝置10之往基板W上的擴散材料之塗布步驟。
圖12係顯示根據塗布裝置10的擴散材料塗布步驟之流程圖。
塗布裝置10之擴散材料的塗布步驟，包含載置步驟S1，噴嘴移動步驟S2、噴嘴下降步驟S3、預濕用組成物 滴下步驟S4、擴散材料滴下步驟S5、噴嘴上升步驟S6、噴嘴退讓步驟S7。
以塗布裝置10進行的塗布步驟，對應於以前述圖2表示之步驟S12。
載置步驟S1，係對位於基板載置位置之夾盤部20載置基板W的步驟。
噴嘴移動步驟S2，係使噴嘴部21移動到位於基板載置位置之夾盤部20的上方的步驟。
噴嘴下降步驟S3，係使被載置基板W的夾盤部20由基板載置位置移動到在杯部22內進行旋轉動作的旋轉位置同時使噴嘴部21下降的步驟。
預濕用組成物滴下步驟S4，係對移動到旋轉位置的夾盤部20上的基板W由第2噴嘴26的開口部26a滴下預濕用組成物210同時使夾盤部20旋轉的步驟。
擴散材料滴下步驟S5，係對滴下了預濕用組成物210的基板W由第1噴嘴23的開口部23a滴下擴散材料200同時使夾盤部20旋轉的步驟。
噴嘴上升步驟S6，係藉由使噴嘴部21上升而避開夾盤部20的步驟。
噴嘴退避步驟S7，係使噴嘴部21由杯部22內退開的步驟。
以下，參照圖13A~圖13F，說明塗布步驟。
首先，如圖13A所示，基板處理裝置100把被搬入搬入部1的基板W藉由第1搬送裝置6往塗布裝置10遞送 (載置步驟S1)。此時，夾盤部20上升至載置藉由基板支撐構件62搬送的基板W的載置位置。此外，基板處理裝置100，為了接下來的塗布步驟，先往搬入部1內搬入其他基板W。
在本實施型態，例如在把基板W載置於夾盤部20的時間點同時使噴嘴部21朝向基板W(噴嘴移動步驟S2)。具體而言，噴嘴部21，使第1噴嘴23的開口部23a移動到對向於基板W的中央部WC的位置。如此在基板W被載置於夾盤部20的時間點，同時使噴嘴部21對向於基板W，所以噴嘴部21移動至夾盤部20為止時沒有等待時間，謀求生產節拍的縮短。
控制部9(參照圖9)如圖13B所示，以被載置基板W時吸附保持該基板W的方式驅動夾盤部20，與夾盤部20一起使噴嘴部21下降的方式進行控制(噴嘴下降步驟S3)。如此，噴嘴部21藉由與夾盤部20一起下降而保持開口部23a,26a與基板W之距離為特定值，在後述之滴下步驟時各材料可以良好地滴下至基板W。
控制部9(參照圖9)，如圖13C所示，以被保持於夾盤部20的基板W到達於杯部22內進行旋轉的旋轉位置時，使夾盤部20旋轉的方式進行控制。控制部9，一面使夾盤部20旋轉，一面由第2噴嘴26的開口部26a把預濕用組成物210滴下至基板W(預濕用組成物滴下步驟S4)。於本實施型態，第2噴嘴26，係以可以從對基板W的中央部WC的斜上方把預濕用組成物210滴 下至基板W的中央部WC的方式被保持於蓋部24a。因此，第2噴嘴26，可以使從開口部26a滴下的液滴命中於基板W的中央部WC。
控制部9(參照圖9)，從第2噴嘴26往基板W上滴下特定量(例如2.0ml)之預濕用組成物210後，使夾盤部20旋轉特定時間。
在本實施型態，於預濕用組成物滴下步驟S4，例如使夾盤部20以800rpm的轉速旋轉3秒鐘。藉此，滴下至基板W的中央部WC的預濕用組成物210，潤濕擴展往基板W的全面。
接著，控制部9(參照圖9)，如圖13D所示，使被保持於夾盤部20的基板W於杯部22內旋轉，同時由第1噴嘴23的開口部23a把擴散材料200滴下至基板W(擴散材料滴下步驟S5)。於本實施型態，第1噴嘴23，係以可以從對基板W的中央部WC的鉛直方向之上方把擴散材料200滴下至基板W的中央部WC的方式被保持於蓋部24a。因此，第1噴嘴23，可以使從開口部23a滴下的液滴確實命中於基板W的中央部WC。
控制部9(參照圖9)，從第1噴嘴23往基板W上滴下特定量的擴散材料200，同時使夾盤部20旋轉特定時間。在本實施型態，例如使夾盤部20以800rpm的轉速旋轉0.5~1.0秒鐘。藉此，可以使擴散材料200擴展到不會由基板W的表面突出的範圍。
控制部9(參照圖9)，以由第1噴嘴23往 基板W上滴下特定量的擴散材料200之後，如圖13E所示，使噴嘴部21上升的方式進行控制(噴嘴上升步驟S6)。控制部9，使噴嘴部21上升同時使夾盤部20旋轉特定時間。在本實施型態，例如使夾盤部20以2000rpm的轉速僅旋轉5秒鐘以內。
藉此，滴下至基板W的中央部WC的擴散材料200，潤濕擴展往基板W的全面。藉此，可以使擴散材料200由基板W的表面甩掉。
在本實施型態，欲把滴下擴散材料200的第1噴嘴23配置於對基板W的中央部WC鉛直方向上方，所以與第2噴嘴26那樣以傾斜狀態配置的場合相比，可以把擴散材料200精度佳地低下於基板W的中央部WC。從而，可以僅滴下少量(例如，1.5ml程度)之擴散材料200就使擴散材料200濕潤擴展到基板W的全面。此外，在本實施型態，藉由在基板W全面塗布預濕用組成物210增大潤濕性，所以擴散材料200在短時間內濕潤擴展到基板W的全面。亦即，根據本實施型態的話，可以短的生產節拍精度佳地進行擴散材料200往基板W上之塗布。
控制部9，在把噴嘴部21上升至特定高度之後，如圖13F所示以使噴嘴部21由對向於夾盤部20的位置退讓到等待位置的方式進行控制(噴嘴退讓步驟S7)。噴嘴部21由夾盤部20上退讓時，夾盤部20以2000rpm的轉速進行旋轉驅動。又，第1噴嘴23及第2噴嘴26，於等待位置成為被收容在以使蓋部24a與本體 部24b抵接的方式構成的收容部24內(參照圖11)。
於本實施型態，夾盤部20，最好是例如在1.0秒以內由800rpm之轉速加速至2000rpm之轉速，同時旋轉動作停止時在0.5秒以內由2000rpm之轉速減速至0rpm。藉此，可以把擴散材料200往基板W上之塗布處理所需要的生產週期全體壓抑在15秒~18秒程度。
此外，可以使被形成於基板W上的擴散劑的塗膜為半乾燥狀態。
在本實施型態的裝置，夾盤部20旋轉的同時由背面洗淨噴嘴22a對基板W的背面噴射作為洗淨液之酒精進行背後清洗處理。洗淨液的噴射，開始於夾盤部20開始旋轉的3秒以內。
根據本實施型態的裝置，背面洗淨噴嘴22a如參照圖10A及圖10B所說明的，被配置於基板W的外緣端起10mm以內，所以被供給至基板W的背面的洗淨液可以良好的擴開至基板W的外緣端。從而，防止擴散材料200往基板W的背面繞入，沒有必要在塗布步驟之後另外進行背後清洗處理。亦即，可以大幅縮短塗布步驟之生產節拍。
旋轉動作結束後，夾盤部20藉著上升而避開杯部22內。接著，控制部9驅動第1搬送裝置6的基板支撐構件62，由夾盤部20接收基板W，搬送至乾燥裝置3內。接著，乾燥基板W上的擴散材料200。
在本實施型態，把塗布了擴散材料200的基 板W由夾盤部20搬出後，控制部9把其他基板W由搬入部1往塗布裝置10遞送。此時，控制部9使用第1搬送裝置6之其他基板支撐構件62將基板W載置於夾盤部20。接著，在往乾燥裝置3內搬入已塗布擴散材料200的基板W之時，在塗布裝置10內對基板W同樣地進行擴散材料200的塗布。
接著，控制部9把基板W搬入乾燥裝置3內。在乾燥裝置3，對1枚基板W使用熱板3a,3b,3c在150℃進行各10秒鐘的乾燥處理。根據這樣的構成，基板處理裝置100每10秒鐘可以把基板W搬入乾燥裝置3內，把由塗布裝置10搬出的基板W依序搬送至乾燥裝置3內而大幅提高處理速度。
具體而言，基板處理裝置100，首先把塗布了擴散材料200的基板W載置於位在最上游的熱板3a。熱板3a在150℃將基板W乾燥10秒鐘。其後，控制部9壓縮汽缸單元54，藉由使基板支撐構件52的上端比熱板3a的上面更為降低而將基板W移換到下游的熱板3b。熱板3b在150℃將基板W乾燥10秒鐘。其後，控制部9壓縮汽缸單元54，藉由使基板支撐構件52的上端比熱板3b的上面更為降低而將熱板3b所乾燥後的基板W移換到下游的熱板3c。熱板3c在150℃將基板W乾燥10秒鐘。藉此，可以對基板W在150℃施以30秒鐘的乾燥處理。
此外，亦可使熱板3a,3b,3c的加熱溫度互不相同。例如，亦可為熱板3a將基板W以60℃乾燥10秒 鐘，熱板3b將基板W以120℃乾燥10秒鐘，熱板3c把基板W在150℃加熱10秒鐘，而使基板W乾燥。
在本實施型態，把基板W由熱板3a移動至熱板3b同時第1搬送裝置6之基板支撐構件62把由塗布裝置10搬出的基板W載置於熱板a。此外，將一基板W由熱板3b移動至熱板3c同時以未圖示的搬出用臂由熱板3c把其他基板W從基板處理裝置100內搬出。
如此般在本實施型態，把各基板W在熱板3a,3b,3c間依序給送以進行擴散材料200的乾燥處理。藉此，可以在基板W的表面形成擴散膜。
以如前所述的塗布裝置10實施本實施型態的太陽電池之製造方法的話，因為塗布裝置10之噴嘴部21具備可以從對基板W的中央部WC的斜上方把預濕用組成物210往基板W的中央部WC滴下的第2噴嘴26，所以使噴嘴部21移動到基板W上之後，不使第1噴嘴23及第2噴嘴26的位置移動，而可以在基板W上滴下預濕用組成物210及擴散材料200。因此，可以不需要使各材料200,210滴下至基板W時之各噴嘴23,26的移動時間，可以縮短對基板W之擴散材料200的塗布處理所需要的生產節拍。
此外，噴嘴下降步驟S3，係使被載置基板W的夾盤部20由基板載置位置往在杯部22內進行旋轉動作的旋轉位置移動的同時使噴嘴部21下降的構成，使得在到達旋轉位置的時間點開始預濕用組成物210的滴下成為 可能，可以謀求塗布處理之生產節拍的縮短。此外，亦是在夾盤部20的旋轉動作結束之前進行噴嘴上升步驟S6的構成，所以夾盤部20的旋轉動作結束時，不會在夾盤部20的上方被配置著噴嘴部21，可以藉由使夾盤部20的上升速度加快而謀求塗布處理之生產節拍的縮短。此外，藉由控制預濕用組成物滴下步驟S4及擴散材料滴下步驟S5之時間點，作為塗布裝置10可以採用與從前的塗布機同樣構成者。從而，可以抑制基板處理裝置100的成本。
此外，本實施型態之太陽電池之製造方法，不限於前述的裝置構成，即使是其他裝置亦可能實施。
例如，於前述實施型態，係舉出以使第2噴嘴26通過開口部26a的中心的軸線成為對鉛直方向(Z軸方向)傾斜的狀態保持於蓋部24a的場合為例，但只要可以使擴散材料200可以良好地滴下至基板W的中央部WC的話，使第1噴嘴23於傾斜的狀態保持於蓋部24a亦可。或者是分別使第1噴嘴23及第2噴嘴26以傾斜的狀態保持於蓋部24a亦可。
此外，於前述實施型態，舉例出蓋部24a以預濕用組成物210的液滴往基板W的中央部WC滴下的方式構成限制液滴的彈著位置之限制手段的場合為例，但是並不以此為限。
例如，如圖14所示，亦可藉由以賦予物理上外力調整前述液滴的軌道之調整裝置150，來構成使預濕用組成物的液滴滴下至基板W的中央部的方式限制液滴 的彈著位置之限制手段。作為這樣的調整裝置150，例如藉由空氣噴出裝置，磁力產生裝置等來構成。由空氣噴出裝置構成的調整裝置150，藉由調整空氣的噴出量而調整由第1噴嘴23及第2噴嘴26滴下的各材料200,210之至少1方的液滴的軌道，可以使液滴命中基板W的中央部WC。此外，由磁場產生裝置構成的調整裝置150，藉由調整磁場的產生量而藉由磁力調整由第1噴嘴23及第2噴嘴26滴下的各材料200,210之至少1方的液滴的軌道，可以使液滴命中基板W的中央部WC。
根據如以上所述之太陽電池之製造方法的話，可以提供抑制擴散劑的使用量，進而縮短生產節拍同時可以抑制擴散劑之塗膜的形成不良。
又，於本實施型態，於基板W之面Wa形成凹凸形狀，但不限於此。在面Wa沒有凹凸形狀，也可以藉預濕用組成物210進行預濕，抑制擴散劑之塗膜的形成不良。
此外，於本實施型態，說明了在基板W之面Wa形成凹凸形狀，製造把面Wa作為受光面使用的單面發電型的太陽電池的方法，但是本發明的製造方法，也可以適用於製造把基板的雙面作為受光面使用的雙面發電型之太陽電池的方法。雙面發電型的太陽電池的場合，除了基板W之面Wa以外，於另一面也形成凹凸形狀為較佳。藉由在另一面也形成凹凸形狀，提高射入另一面的太陽光的利用效率，而成為能夠以高效率發電的太陽電池。
以上，參照附圖同時說明相關於本發明之適切的實施型態例，但是本發明並當然不限定於相關例。於前述之例所示的各構成構件之各種形狀或者組合等僅為一例，在不逸脫本發明的主旨的範圍內可以根據設計要求等而進行種種變更。
例如，於前述實施型態，說明了使用n型基板之太陽電池之製造方法，所以擴散劑使用13族元素之硼化合物，但是本發明也可以適用於使用p型基板之太陽電池之製造方法。在此場合，作為擴散劑準備使用了包含前述之15族元素的化合物之擴散材料，使基板表面預濕之後，藉著把擴散材料進行旋轉塗布，可以適切地形成擴散劑塗膜。此外，於p型基板，在與塗佈了含15族元素的化合物之面(一面)相反側之面(另一面)塗布硼系擴散材料的場合亦可以適用。
又，作為p型基板，除了前述之CZ法(丘克拉斯基(Czochralski)法)或FZ法(浮融帶法)等製造的單晶矽以外，也可以使用多晶矽。
[實施例]
以下，根據實施例說明本發明，但本發明並不以這些實施例為限。
(實施例)
n型單晶矽基板(對角：200mm，邊(直線部分)： 156mm，厚度：180μm)之一面以鹼溶液進行向異性蝕刻，於一面形成凹凸形狀。
接著，於形成了凹凸形狀之一面，供給PGME：DIW=1：1混合溶媒1.0g，進行了旋轉塗布。在不停止基板旋轉的狀態下，對形成了凹凸形狀的一面供給擴散材料0.5g，進行了旋轉塗布。
作為擴散材料，使用了把含有硼擴散劑的PGME作為溶媒之硼系擴散材料(EPLUS(登錄商標)，SC-1008，東京應化工業社製造)。
此外，旋轉塗布的條件參照圖6(a)，為R1=800rpm、R2=3000rpm、T1~T2=5秒、T2~T3=1秒、T4~T5=5秒。
擴散劑之塗膜形成後，分別在60℃加熱10秒，在120℃加熱10秒，在150℃加熱10秒使其乾燥後，在氮氣氛圍下在1000℃加熱30分鐘，形成p+不純物擴散層。雖在氮氣氛圍下，因為是含有微量氧的條件，所以在基板表面被形成氧化膜。
接著，在真空室內配置基板，把真空室內置換為氮氣氛圍後，把POCl3供給至真空室內，在900℃加熱15分鐘，形成n+不純物擴散層，製造了實施例之太陽電池基板。太陽電池基板製作了150枚。
(比較例)
除了不進行預濕以外皆與實施例相同，製造了比較例 之太陽電池基板。
分別針對實施例及比較例之太陽電池基板，對表面(光射入面)形成氮化矽製的防反射膜後，在太陽電池基板的兩面賦予銀電極，作為太陽電池。
針對所得到的太陽電池，以依據IEC60904-3：2008的方法，測定了變換效率(單位：%)與漏電流(單位：A)。測定條件為溫度25℃，AM(空氣質量)1.5G，照射強度1kW/m2。由光源照射連續光。
此外，於逆方向電流測定，使測定電壓為-12V。
圖15A及圖15B，係顯示測定結果之圖。圖15A顯示變換效率，圖15B顯示漏電流量。各圖之誤差棒(error bar)係根據n=150之測定結果。
測定結果，可知在實施例與比較例，變換效率為同等，但是實施例的漏電流比起比較例更受到抑制。推測是因為實施例可以良好地製作擴散劑的塗膜，可以抑制漏電流。
由以上結果，可知本發明是有用的。
以上，說明了本發明之較佳的實施例，但本發明並不以這些實施例為限。在不逸脫本發明的要旨的範圍，可以進行構成的附加、省略、置換、以及其他變更。本發明並不由前述之說明所限定，僅藉由附隨的申請專利範圍來限定。

Claims (4)

  1. 一種太陽電池之製造方法，其特徵為具有：於半導體基板之一面旋轉塗布預濕用組成物之第1塗布步驟，把包含具有第1不純物元素的擴散劑與溶劑之擴散材料，旋轉塗布在前述預濕用組成物被旋轉塗布的前述一面，形成前述擴散劑的塗膜之第2塗布步驟，以及熱處理被形成前述塗膜的前述半導體基板，形成使前述擴散劑所具有的不純物元素擴散之第1不純物擴散層之第1不純物擴散層形成步驟；由前述第1塗布步驟的開始到前述第2塗布步驟之結束為止，不停止前述半導體基板的旋轉而連續地進行旋轉塗布；前述第2塗布步驟之最大基板轉速，比前述第1塗布步驟之最大基板轉速更大，於前述第2塗布步驟，把前述擴散材料供給至前述一面之後，由前述第1塗布步驟之基板轉速增加到前述第2塗布步驟之基板轉速；前述第1塗布步驟之最大基板轉速R1為800rpm以上3000rpm以下，前述第2塗布步驟之最大基板轉速R2為1000rpm以上5000rpm以下；直到在半導體基板之一面旋轉塗布預濕用組成物之前為止的時間T1為止，使停止狀態的前述半導體基板以達到前述最大基板轉速R1的方式旋轉， 由前述半導體基板的旋轉開始直到前述時間T1為止之基板旋轉時間，為0.01秒以上0.2秒以下，由前述時間T1起，直到結束旋轉塗布前述預濕用組成物而將前述擴散材料開始旋轉塗布於被旋轉塗布前述預濕用組成物的前述一面上之前的時間T2為止，維持前述最大基板轉速R1進行旋轉塗布，由前述時間T1起到前述時間T2為止的基板旋轉時間，為0.5秒以上5秒以下；由前述時間T2起，直到前述半導體基板的旋轉速度開始加速的時間T3為止，維持前述最大基板轉速R1進行旋轉塗布；由前述時間T2直到前述時間T3為止的基板旋轉時間為0.5秒以上1秒以下；由前述時間T3起，直到前述半導體基板的旋轉速度達到前述最大基板轉速R2的時間T4為止，使前述半導體基板的旋轉速度加速；由前述時間T3直到前述時間T4為止的基板旋轉時間為0.1秒以上1秒以下；由前述時間T4起，直到結束旋轉塗布前述擴散材料的時間T5為止，維持前述最大基板轉速R2進行旋轉塗布；由前述時間T4直到前述時間T5為止的基板旋轉時間為3秒以上8秒以下；由前述時間T5起，直到結束前述第2塗布步驟為止 的時間T6為止，使前述半導體基板的旋轉速度由前述最大基板轉速R2減速到0rpm；由前述時間T5直到前述時間T6為止的基板旋轉時間為0.1秒以上1秒以下。
  2. 如申請專利範圍第1項之太陽電池之製造方法，其中先於前述第1塗布步驟，具有至少於前述一面形成凹凸形狀的步驟。
  3. 如申請專利範圍第1項之太陽電池之製造方法，其中於前述第2塗布步驟，形成半乾燥狀態之前述塗膜。
  4. 如申請專利範圍第1項之太陽電池之製造方法，其中於前述第1不純物擴散層形成步驟之後，具有於前述半導體基板之另一面形成使第2不純物元素擴散之第2不純物擴散層的步驟。
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