预湿用组合物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及利用旋涂来涂布液状物时使用的预湿用组合物。
[0002] 本申请要求基于2013年10月31日在日本提交的日本特愿2013-226686号的优 先权，其内容通过援引加入到本发明中。
【背景技术】
[0003] 近年来，太阳能电池在各种用途中都受到注目。太阳能电池的制造工序中，具有在 半导体制造用基板的表面涂布扩散材料的工序。这样的太阳能电池要求廉价且以短的生产 节拍时间进行制造。
[0004] 作为在上述涂布扩散材料的工序中使用的方法，已知：通过旋涂涂布扩散剂的方 法（例如参照专利文献1)。
[0005] 作为基于旋涂的液状物涂布，在抗蚀剂涂布的领域中，已知对包含抗蚀剂材料的 涂布液进行旋涂的技术。旋涂为能够以高精度形成均匀膜厚的涂膜的技术，因此例如在使 用光刻技术的半导体元件的形成工艺中被用于抗蚀剂涂布的工序。
[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] 在基板上通过旋涂形成涂膜时，大部分供给到基板上的涂布液因离心力而飞散到 进行旋转的基板以外，并由残留在基板上的涂布液形成涂膜。即所使用的涂布液的大半被 废弃。
[0010] 如上述专利文献1所述，在形成太阳能电池时若通过旋涂涂布扩散剂，则会大量 废弃高价的扩散剂。另外，为了使用旋涂廉价地制造太阳能电池，若单纯地减少扩散剂的 使用量，则容易产生如下的涂膜的形成不良：涂布液未到达基板的端部从而出现无法形成 涂膜的部分，或者在涂膜上形成开孔。因此，欲均匀地涂布扩散剂时，需要使用大量的扩散 剂，从而难以应对"廉价"地制造太阳能电池的要求。
[0011] 另一方面，在抗蚀剂涂布的领域中，在基板上通过旋涂形成涂膜时，多较长地设定 基板的旋转时间（例如从30秒到1分钟左右），以使涂膜的膜厚平均化。如上述专利文献 1所述，在形成太阳能电池时通过旋涂涂布扩散剂时，若为了缩短生产节拍时间而缩短基板 的旋转时间，则容易产生涂布不均匀从而难以形成均匀的涂膜。因此，难以应对以"短生产 节拍时间"制造太阳能电池的要求。
[0012] 本发明鉴于这样的情况而进行，其目的在于提供能够抑制扩散剂的使用量的预湿 用组合物。
[0013] 为了解决上述课题，本发明的一个方式为一种预湿用组合物，其为太阳能电池的 制造方法中使用的预湿用组合物，所述预湿用组合物含有质子性的极性溶剂和水，其中所 述太阳能电池的制造方法包括：
[0014] 第1涂布工序，在半导体制造用基板的一面旋涂预湿用组合物；
[0015] 第2涂布工序，在旋涂了所述预湿用组合物的所述一面旋涂包含具有第1杂质元 素的扩散剂和溶剂的扩散材料，形成所述扩散剂的涂膜；和
[0016] 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制造用基板进行热处 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。
[0017] 根据本发明，可以提供能够抑制扩散剂的使用量、抑制扩散剂的涂膜的形成不良 的预湿用组合物，所述预湿用组合物为太阳能电池的制造方法中使用的预湿用组合物，所 述太阳能电池的制造方法包括：第1涂布工序，在半导体制造用基板的一面旋涂预湿用组 合物；第2涂布工序，在旋涂了所述预湿用组合物的所述一面旋涂包含具有第1杂质元素的 扩散剂和溶剂的扩散材料，形成所述扩散剂的涂膜；和第1杂质扩散层形成工序，对形成了 所述涂膜的所述半导体制造用基板进行热处理，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。
【附图说明】
[0018] 图1是表示通过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。
[0019] 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。
[0020] 图3是表示本实施方式的太阳能电池的制造方法的工序图。
[0021] 图4是表示本实施方式的太阳能电池的制造方法的局部放大图。
[0022] 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。
[0023] 图6是对第1涂布工序和第2涂布工序的优选条件进行说明的说明图。
[0024] 图7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。
[0025] 图8是表示基板处理装置的电气构成的框图。
[0026] 图9是表示涂布装置的主要部分构成的图。
[0027] 图10是表示喷嘴部的主要部分构成的图。
[0028] 图11是表示利用涂布装置涂布扩散材料的工序的流程图。
[0029] 图12是说明涂布装置中的涂布工序的说明图。
[0030] 图13是表示基板处理装置的变形例的图。
【具体实施方式】
[0031] 以下参照附图对使用本发明的一个方式所涉及的预湿用组合物的太阳能电池的 制造方法进行说明。需要说明的是，在以下的全部附图中，为了易于观察附图，对各构成要 素的尺寸、比率等进行了适当改变。
[0032] 图1是表示通过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] 本实施方式的太阳能电池基板1000具备m型硅层（nSi层）IOOUp+型硅层（p+Si 层）1002、氧化膜1003、和n+型硅层（n+Si层）1004。
[0034] nSi层1001为n型半导体的层，例如通过使元素周期表中属于15族的杂质元素 向单晶硅中扩散而得到。作为15族的元素，可举出：磷（P)、砷（As)、锑（Sb)。本实施方式 中，以含有P作为杂质元素的情况进行说明。
[0035] P+Si层1002为p型半导体的层，例如通过使元素周期表中属于13族的杂质元素 向单晶硅中扩散而得到。作为13族的元素，可举出：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"。本实施方式中，以含有B作为杂质元素 的情况进行说明。
[0036] 氧化膜1003是p+Si层1002中含有的杂质元素、单晶硅的基板中含有的硅、氧相 键合而产生的氧化膜。本实施方式中，对以硼娃酸盐玻璃（borosilicateglass)作为形成 材料的膜的情况进行说明。
[0037]n+Si层1004为n型半导体的层，例如通过使元素周期表中属于15族的杂质元素 向单晶硅中扩散而得到。另外，n+Si层1004中，杂质元素的浓度高于nSi层1001。向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，可举出 与nSi层1001中使用的杂质元素相同的元素。本实施方式中，以含有P作为杂质元素的情 况进行说明。
[0038] 关于该图所示的太阳能电池基板1000,在除去氧化膜1003后，对其表面实施钝化 处理，再在上面和下面赋予电极，由此以整体构成太阳能电池。
[0039] 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。如该图所示，本实施 方式的太阳能电池的制造方法包括：基板表面的凹凸的形成（凹凸形成工序、步骤S11)、基 板表面的预湿（第1涂膜形成工序、步骤S121、步骤S12)、扩散剂的涂布（第2涂膜形成工 序、步骤S122、步骤S12)、P+层的形成（第1杂质扩散层形成工序、步骤S13)、n+层的形成 (第2杂质扩散层形成工序、步骤S14)各步骤。
[0040] 步骤S121和步骤S122是形成扩散剂的涂膜的工序（步骤S12)的一部分。
[0041] 图3?5是表示本实施方式的太阳能电池的制造方法的工序图，图3、5是工序图， 图4是图3(c) (d)的局部放大图。
[0042] 以下参照图2?5对太阳能电池的制造方法进行说明。
[0043](凹凸形成工序）
[0044] 如图3 (a)所示，本实施方式的太阳能电池的制造方法中使用的基板W具有对俯 视为圆形的晶片WA切去圆弧的一部分而成的角部呈圆形的近似矩形。这样的基板W的加 工可以为太阳能电池的制造工序的一部分，也可以使用预先加工为近似矩形的基板W来实 施太阳能电池的制造工序。
[0045] 晶片WA例如使用将利用CZ法（切克劳斯基法）、FZ法（悬浮区熔法）等制造的 单晶硅等的圆柱型锭沿与圆柱的轴方向正交的方向薄薄地切割而得到的晶片。另外，预先 在晶片WA整体中扩散15族的杂质元素以使晶片WA成为n型半导体。
[0046] 通常，关于太阳能电池，将多片由太阳能电池基板制造的太阳能电池单元连接而 制作太阳能电池模块，再将多片太阳能电池模块连接而得到铺满的阵列结构。太阳能电池 模块一般为矩形，因此晶片WA被加工为角部为圆形的近似矩形的基板W，可实现模块内的 设置效率的提高。所得到的基板W中，从基板W的中央部WC到基板W的外周的距离并不固 定，具有从最短的距离Ll到最長的距离L2的差异。
[0047] 本实施方式的太阳能电池的制造方法中，首先，如图3(b)所示，用碱溶液AS对基 板W的一面Wa的整个面进行蚀刻处理，形成表面凹凸（图2的步骤S11)。将由单晶硅构成 的基板W的一面Wa蚀刻，在一面Wa的整个面形成凹凸形状。蚀刻进行至凹凸形状的高度 例如达到〇? 3ym?20ym左右。
[0048] 将上述的凹凸形状设为受光面的太阳能电池，例如与像半导体元件的形成中使用 的晶片那样使用表面经过镜面处理的面作为受光面的太阳能电池相比，更容易使光在凹凸 形状的表面边进行反射或折射边导入基板内。因此，太阳光的利用效率高，可得到能够高效 发电的太阳能电池。
[0049] (第1涂布工序）
[0050] 接着，如图3 (c)所示，从喷嘴26向基板W的一面Wa供给预湿用组合物210并进 行旋涂，由此在一面Wa的整个面形成预湿用组合物210的膜（图2的步骤S121)。后述详 细的涂布条件。
[0051] 本实施方式中，将如此地在基板W的表面形成预湿用组合物的膜的方式称为"预 湿"。
[0052] 本发明的预湿用组合物为太阳能电池的制造方法中使用的预湿用组合物，所述预 湿用组合物含有质子性的极性溶剂和水，其中，所述太阳能电池的制造方法包括：第1涂布 工序，在半导体制造用基板的一面旋涂预湿用组合物；第2涂布工序，在旋涂了所述预湿用 组合物的所述一面旋涂包含具有第1杂质元素的扩散剂和溶剂的扩散材料，形成所述扩散 剂的涂膜；和第1杂质层形成工序，对形成了所述涂膜的所述半导体制造用基板进行热处 理，形成使所述扩散剂所具有的杂质元素扩散后的第1杂质层。需要说明的是，本发明的预 湿用组合物含有的质子性的极性溶剂不包括水。
[0053] 质子性的极性溶剂优选为有机溶剂，例如可举出：
[0054] 甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等一元醇；
[0055] 3-甲氧基丙酸甲酯、和3-乙氧基丙酸乙酯等羧酸烷基酯；
[0056] 乙二醇、二乙二醇、和丙二醇等多元醇；
[0057] 乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单丙基醚、乙二醇单丁基醚、丙二醇单 甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单丙基醚、丙二醇单丁基醚、3-甲氧基-3-甲基-1- 丁醇、 3-甲氧基-1-丁醇、乙二醇单甲基醚乙酸酯、乙二醇单乙基醚乙酸酯、和丙二醇单甲基醚乙 酸酯等多元醇衍生物。
[0058] 这些质子性的极性溶剂可以单独使用，也可以组合使用。
[0059] 本发明的预湿