太阳能电池的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及太阳能电池的制造方法。
[0002] 本申请基于2013年10月31日在日本申请的日本特愿2013 - 226685号主张优 先权，并将其内容援引于此。
【背景技术】
[0003] 近年来，太阳能电池在各种用途中受到关注。在太阳能电池的制造工序中，有在半 导体基板的表面涂布扩散材料的工序。这样的太阳能电池要求以低价且短生产节拍时间进 行制造。
[0004] 作为在涂布上述的扩散材料的工序中可以使用的方法，已知通过旋转涂布来涂布 扩散剂的方法（例如，参照专利文献1)。
[0005] 作为利用旋转涂布的液状物的涂布，在抗蚀剂涂布的领域中，已知旋转涂布包含 抗蚀剂材料的涂布液的技术。旋转涂布是能够以高精度形成均匀膜厚的涂膜的技术，因此 在例如使用光刻技术的半导体元件的形成工艺中，在抗蚀剂涂布的工序中采用。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 ;日本特开2012-30160号公报
【发明内容】
[0009] 在基板上以旋转涂布形成涂膜时，供给至基板上的涂布液的大部分因离心力而飞 散到旋转的基板外，并由在基板上残存的涂布液形成涂膜。
[0010] 即，废弃了所使用的涂布液的多半。
[0011] 如上述专利文献1，若在太阳能电池的形成时以旋转涂布来涂布扩散剂，则会废弃 大量昂贵的扩散剂。另外，若为了使用旋转涂布廉价地制造太阳能电池，而仅减少扩散剂的 使用量，则容易发生涂膜的形成不良：涂布液未遍及到基板的端部而出现未能形成涂膜的 部分；或者在涂膜上开孔。因此，若想要均匀地涂布扩散剂，则产生使用大量扩散剂的需要， 而难以应对想要"廉价"地制造太阳能电池的要求。
[0012] 另一方面，在抗蚀剂涂布的领域中，在基板上以旋转涂布形成涂膜时，较长地设定 基板的旋转时间（例如30秒到1分钟左右）从而使涂膜的膜厚平均化的情况较多。如上 述专利文献1，在太阳能电池的形成时以旋转涂布来涂布扩散剂时，若以生产节拍时间的缩 短为目的而缩短基板的旋转时间，则容易发生涂布不均而难以形成均匀的涂膜。因此，难以 应对想要"以短生产节拍时间"制造太阳能电池的要求。
[0013] 本发明鉴于这样的问题而完成，其目的在于，提供能够在抑制扩散剂的使用量且 进一步缩短生产节拍时间的同时抑制扩散剂的涂膜的形成不良的太阳能电池的制造方法。
[0014] 本发明的一实施方式所涉及的太阳能电池的制造方法，具有：
[0015] 第1涂布工序，在半导体基板的一面旋转涂布预湿用组合物；
[0016]第2涂布工序，将包含具有第1杂质元素的扩散剂和溶剂的扩散材料在旋转涂布 了所述预湿用组合物的所述一面上旋转涂布，形成所述扩散剂的涂膜；和
[0017] 第1杂质扩散层形成工序，对形成了所述涂膜的所述半导体基板进行热处理，形 成使所述扩散剂所具有的杂质元素扩散后的第1杂质扩散层。
[0018] 根据该方法，在基板表面被预湿用组合物润湿了的状态下旋转涂布扩散材料，因 此能够容易地且以短时间润湿扩展扩散材料。
[0019] 另外，扩散材料边与预湿用组合物相溶边润湿扩展至一面的整面，因此，即使所使 用的扩散剂为少量，也能有效地将扩散材料润湿扩展至一面的整面，在一面的整面容易地 形成扩散剂的涂膜。
[0020] 因此，可以提供能够在抑制扩散剂的使用量且进一步缩短生产节拍时间的同时、 抑制扩散剂的涂膜的形成不良的太阳能电池的制造方法。
[0021] 还可以设为如下制造方法：在本发明的一实施方式中，在所述第1涂布工序之前， 至少具有在所述一面形成凹凸形状的工序。
[0022] 根据该方法，形成了凹凸形状的一面容易保持预湿用组合物，容易维持一面的整 面以膜状的预湿用组合物润湿的状态。因此，扩散材料的旋转涂布变得容易。
[0023] 还可以设为如下制造方法：在本发明的一实施方式中，在所述第2涂布工序中，形 成半干燥状态的所述涂膜。
[0024] 根据该方法，与使涂膜完全干燥后停止基板旋转的情况相比，能够缩短生产节拍 时间。另外，由于基板旋转时间变短，而不容易使涂膜产生因风切（風切D)造成的不良影 响。
[0025] 还可以设为如下制造方法：在本发明的一个实施方式中，从所述第1涂布工序的 开始到所述第2涂布工序的结束为止，不停止所述半导体基板的旋转而连续地进行旋转涂 布。
[0026] 根据该方法，对涂布于一面的预湿用组合物及扩散材料一直施加离心力。因此，预 湿用组合物及扩散材料不会绕到另一面而是飞散到周围，能够抑制另一面的污染。
[0027] 还可以设为如下制造方法：在本发明的一个实施方式中，所述第2涂布工序中的 最大基板转速大于所述第1涂布工序中的最大基板转速，在所述第2涂布工序中，将所述扩 散材料供给至所述一面后，由所述第1涂布工序的基板转速增加到所述第2涂布工序的基 板转速。
[0028] 根据该方法，不容易发生扩散材料的涂布不均。
[0029] 还可以设为如下制造方法：在本发明的一个实施方式中，在所述第1杂质扩散层 形成工序之后，具有在所述半导体基板的另一面形成使第2杂质元素扩散后的第2杂质扩 散层的工序
[0030] 根据该方法，能够制造高性能的太阳能电池。
[0031] 根据本发明，可以提供能够在抑制扩散剂的使用量且进一步缩短生产节拍时间的 同时抑制扩散剂的涂膜的形成不良的太阳能电池的制造方法。
【附图说明】
[0032] 图1是表示用本实施方式的太阳能电池的制造方法制造的太阳能电池基板的一 例的示意剖面图。
[0033] 图2是表示本实施方式的太阳能电池的制造方法的流程图。
[0034] 图3A是表示本实施方式的太阳能电池的制造方法的工序图。
[0035] 图3B是表示本实施方式的太阳能电池的制造方法的工序图。
[0036] 图3C是表示本实施方式的太阳能电池的制造方法的工序图。
[0037] 图3D是表示本实施方式的太阳能电池的制造方法的工序图。
[0038] 图3E是表示本实施方式的太阳能电池的制造方法的工序图。
[0039] 图4A是表示本实施方式的太阳能电池的制造方法的部分放大图。
[0040] 图4B是表示本实施方式的太阳能电池的制造方法的部分放大图。
[0041] 图5是表示本实施方式的太阳能电池的制造方法的工序图。
[0042] 图6A是对与第1涂布工序和第2涂布工序相关的优选条件进行说明的说明图。
[0043] 图6B是对与第1涂布工序和第2涂布工序相关的优选条件进行说明的说明图
[0044] 图7A是对未实施预湿时的不良状况进行说明的说明图。
[0045] 图7B是对未实施预湿时的不良情况进行说明的说明图。
[0046] 图7C是对未实施预湿时的不良情况进行说明的说明图。
[0047] 图8A是实施本实施方式的太阳能电池的制造方法的基板处理装置的说明图。
[0048] 图8B是实施本实施方式的太阳能电池的制造方法的基板处理装置的说明图。
[0049] 图9是表示基板处理装置的电气构成的框图。
[0050] 图IOA是表示涂布装置的主要部分构成的图。
[0051] 图IOB是表示涂布装置的主要部分构成的图。
[0052] 图11是表示喷嘴部的主要部分构成的图。
[0053] 图12是表示利用涂布装置的扩散材料的涂布工序的流程图。
[0054] 图13A是说明涂布装置中的涂布工序的说明图。
[0055] 图13B是说明涂布装置中的涂布工序的说明图。
[0056] 图13C是说明涂布装置中的涂布工序的说明图。
[0057] 图13D是说明涂布装置中的涂布工序的说明图。
[0058] 图13E是说明涂布装置中的涂布工序的说明图。
[0059] 图13F是说明涂布装置中的涂布工序的说明图。
[0060] 图14是表示基板处理装置的变形例的图。
[0061] 图15A是表不实施例的结果的图表。
[0062] 图15B是表不实施例的结果的图表。
【具体实施方式】
[0063] 以下，参照附图对本发明的一个实施方式的太阳能电池的制造方法进行说明。需 要说明的是，在以下的所有附图中，为了使附图容易观察而酌情使各构成要素的尺寸、比率 等不同。
[0064] 图1是表示用本实施方式的太阳能电池的制造方法制造的太阳能电池基板的一 例的示意剖面图。
[0065] 本实施方式的太阳能电池基板1000具有n型娃层（nSi层）IOOUp+型娃层（p+Si 层）1002、氧化膜1003、和n+型硅层（n+Si层）1004。
[0066]nSi层1001是n型半导体的层，例如可以通过向单晶硅中扩散周期表中属于15族 的杂质元素而获得。作为15族的元素，可以举出磷（P)、砷（As)、锑（Sb)。在本实施方式 中，以包含P作为杂质元素为例进行说明。作为15族的元素，可以单独使用1种，也可以并 用2种以上。
[0067] P+Si层1002是p型半导体的层，例如可以通过向单晶硅中扩散周期表中属于13 族的杂质元素而获得。作为13族的元素，可以举出硼（B)、镓（Ga)。向p+Si层1002中扩 散的杂质元素相当于本发明中的"第1杂质元素"。在本实施方式中，以包含B作为杂质元 素为例进行说明。需要说明的是，作为13族的元素，可以单独使用1种，也可以并用2种以 上。
[0068]氧化膜1003是p+Si层1002中所包含的杂质元素、单晶硅的基板中所包含的硅、 氧相键合而产生的氧化膜。在本实施方式中，以将硼娃酸盐玻璃（borosilicateglass)作 为形成材料的膜为例进行说明。
[0069]n+Si层1004是n型半导体的层，例如可以通过向单晶硅中扩散周期表中属于15族的杂质元素而获得。另外，n+Si层1004比nSi层1001的杂质元素的浓度高。在n+Si层 1004中扩散的杂质元素相当于本发明中的"第2杂质元素"。作为15族的元素，可以举出 与用于nSi层1001的元素相同的元素。在本实施方式中，以包含P作为杂质元素为例进行 说明。需要说明的是，作为15族的元素，可以单独使用1种，也可以并用2种以上。
[0070] 图1中所示太阳能电池基板1000在除去氧化膜1003后，对表面实施钝化处理，进 一步在上面和下面