[发明专利]薄膜特性测定装置及方法、以及薄膜加工装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄膜特性测定装置及方法、以及薄膜加工装置及方法，例如，能够适用于对太阳能电池中被切槽加工之后的透明电极进行评价的情形。

背景技术

使用非晶形硅等的半导体等的薄膜太阳能电池是在一个透明绝缘基板上并列设置多个太阳能电池元件。太阳能电池元件具有基板侧透明电极、光电转换半导体层、背面侧电极依次层叠的构成。太阳能电池元件的制造，在透明绝缘基板上形成了作为基板侧透明电极的薄膜后，照射激光束，在薄膜上设置沟槽(划线槽)，形成各元件的基板侧透明电极。然后，执行光电转换半导体层、背面侧电极的形成处理。

在专利文献1中记载有这样的技术：通过激光束在薄膜上形成沟槽时，在照射之前率先测定被照射激光束的位置的膜厚，根据膜厚控制激光束的照射量。

但是，在作为基板侧透明电极的薄膜上形成的沟槽使得夹着该沟槽的两个基板侧透明电极之间绝缘。该沟槽是薄膜太阳能电池中的对光电转换没有贡献的不灵敏区，因此要求缩窄沟槽的宽度。但是，如果沟槽的宽度狭窄，则产生作为细微的切割残留的斑点残留、沟槽底部处的残留从而导致绝缘不良的几率会有所增加。

图1是说明斑点残留的附图。用于切槽的激光束利用的是，强度分布为高斯分布状的圆形光束(高斯光束)，其中心部的强度最大，随着趋向外侧强度逐渐减弱。如图1的(A)所示，激光束的照射中心位置每次移动沟槽宽度一半左右的距离，同时在各位置照射激光束，使形成凹部的部分的长度渐渐地延长，最终形成沟槽的整体。即便是存在有多个照射中心位置的激光束照射的薄膜位置，在高斯分布状的强度小的位置上的照射重叠，且其薄膜位置的膜厚较厚的情况下，如图1的(B)所示，会产生斑点残留。沟槽的宽度比较狭窄的情况下，斑点残留部分与基板侧透明电极的面向沟槽的沿面的距离较短，容易产生绝缘性不充分的问题。又，虽然也有可以正常处理的斑点残留，但因为斑点残留而发生短路时，这是个比较大的问题。

在薄膜厚的情况下，即使是不产生斑点残留的情况，也有可能会产生残留有薄膜的切割残留，使得沟槽的底部没有到达透明绝缘基板面。

因此，要执行检查以判断夹着沟槽的2个基板侧透明电极间是否短路。

背景技术文献

专利文献

【专利文献1】日本特开2005-19818号公报

发明要解决的问题

根据专利文献1的记载技术，在照射之前测定被照射激光束的位置的膜厚，根据膜厚控制激光束的照射量，从而在薄膜上形成沟槽，因此，可以降低切割残留发生的可能性。

但是，为了膜厚的测定，向薄膜照射电磁波的照射部、测量透过了薄膜的电磁波的测量部等是必要的(将所测量的电磁波的特性转换成膜厚的转换部也是必要的)，除了激光头外还必须将照射部、测量部装载在激光单元上，这使装置的构成大型并且复杂。形成沟槽的大部分装置是照射多个激光束来同时形成多个沟槽的。采用这样的装置的话，临近地配置多个大型、复杂的激光单元具有很多困难。

作为基板侧透明电极的薄膜，是根据成膜工序制成的，但成膜的透明绝缘基板的长度方向的膜厚变化往往比透明绝缘基板的宽度方向的膜厚变化大。如果沟槽的形成是在透明绝缘基板的宽度方向上进行时，即使应用专利文献1的记载技术，因为本来膜厚变化较小，因此其优点并不大，另一方面，需要追加许多结构这样的缺点也有所增大。

又，原来对于发生切割残留的状况的对策是，在基板侧透明电极间施加规定电压，测定是否产生短路，并根据需要去除短路部分。

但是，测定结果只是短路的有无，用于追查产生短路的原因的信息很少，不能将测定结果反馈成为有效的对策。

虽然通过所施加的规定电压来进行判断，但是即使产生绝缘不良，如果其程度较低的话，也会判断为未发生短路。这样的微妙的绝缘电阻值使得通过太阳能电池元件发电得到的电流在内部损失，其结果导致发电效率降低。

如上所述，形成沟槽的大部分的装置是通过照射多个激光束使多个沟槽同时形成的。这样的装置很难应用于必须装载激光光源以及照射部、测量部的专利文献1所记载的技术。又，使用多个激光头形成沟槽时，必须使多个激光头的特性一致。如果测定结果只是短路的有无，则只能进行加强发生短路部分多的激光头的照射强度等的粗略地调整，不能高精度地使激光头的特性一致。

即使是使得多个激光头的特性一致，如上所述，如果成膜的透明绝缘基板的长度方向的膜厚具有变化，也有可能发生切割残留(薄膜残留)。