[發明專利]用于多層圖案的印刷的閉環反饋控制的方法和裝置

無效

• 申請號: 201210423314.3
• 申請日: 2012-10-24
• 公開（公告）號: CN103252991A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 喬治歐·塞勒里;恩里科·波斯克羅·馬爾奇;亞歷山大·沃爾坦;阿爾貝托·威爾拉塔;盧奇·德·薩緹;托馬索·沃爾克斯;馬科·加里亞左
• 申請（專利權）人: 應用材料意大利有限公司
• 主分類號: B41F33/16
• 分類號: B41F33/16;B41F15/08;H01L31/18
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 侯穎媖

技術領域

本發明的實施例一般地涉及用于在襯底表面的所需區域上形成圖案化層的方法和裝置。具體來說，根據本發明的方法可以用在用于通過在襯底上進行多層印刷來產生多層圖案的系統中，不論該多層印刷是通過絲網印刷、噴墨印刷、激光印刷還是其它類似類型的印刷。

背景技術

太陽能電池是將太陽光直接轉化為電功率的光伏(PV)設備。PV市場近十年來已經經歷了以超過30％的年增長率的增長。一些文章指出全世界的太陽能電池發電量在不久的將來可能超過10GWp。據估計，所有太陽能模塊中超過95％為基于硅晶圓。高市場增長率連同對實質上減少太陽能電池成本的需要導致了對于廉價地形成高質量太陽能電池來說的若干嚴重挑戰。因此，制造具有商業利益的太陽能電池的一個主要因素在于通過改進設備產率和增加襯底生產量來降低形成太陽能電池所需要的制造成本。

太陽能電池通常具有一個或多個p-n結。每個p-n結包括半導體材料內兩個不同的區域，其中一側被表示為p型區域，而另一側被表示為n型區域。當太陽能電池的p-n結曝露于太陽光(由來自光子的能量構成)時，太陽光通過PV效應直接轉化為電力。太陽能電池產生特定量的電功率，并被平鋪成大小適于傳遞所需量的系統功率的模塊。太陽能模塊由特定框架和連接器接合為面板。太陽能電池通常形成于硅襯底上，該硅襯底可以是單晶或多晶硅襯底。典型的太陽能電池包括硅晶圓、襯底或薄片，薄片通常小于約0.3mm厚，在形成于襯底上的p型區域頂部上具有薄n型硅層。

圖1A和圖1B示意性描繪制造于晶圓2上的標準硅太陽能電池1。晶圓2包括p型基極區域3A、n型發射極區域3B和設置于這兩者之間的p-n結區域4。n型區域或n型半導體是通過向半導體摻雜某些類型的元素(例如，磷(P)、砷(As)或銻(Sb))以增加負電荷載流子(即，電子)的數量來形成。類似地，p型區域或p型半導體是通過將三價原子添加到晶格從而導致失去來自硅晶格常見的四個共價鍵中的一個的電子來形成。因此，摻雜劑原子可以接受來自相鄰原子共價鍵的電子以完成第四個鍵。摻雜劑原子接受電子，引起失去來自相鄰原子的一個鍵的一半并導致形成“空穴”。

當光落到太陽能電池上時，來自入射光子的能量在p-n結區域4的兩側上產生電子空穴對。電子擴散經過p-n結而到達低能級，而空穴在相反方向上擴散，從而在發射極上形成負電荷并且在基極中積累相應的正電荷積累。當在發射極與基極之間形成電路并且p-n結曝露于某些光波長時，電流將流動。半導體在被照射時產生的電流流過設置于太陽能電池1的正面5A(即，光接收側)和背面5B中的觸點。如圖1A所示的頂部接觸結構通常被配置為寬間距的薄金屬線或將電流供應給較大母線(bus?bar)7的指狀物6。背部觸點8通常被限制為形成在多個薄金屬線中，因為背部觸點8不會阻止入射光照到太陽能電池1上。太陽能電池1通常覆蓋有薄介電材料(如Si₃N₄)層，以用作抗反射涂層9或ARC，以最小化來自太陽能電池1的頂表面10的光反射。

絲網印刷長期以來用于物體(如布料或陶瓷)上的印刷設計中，并且用在用于在襯底表面上印刷電氣組件設計(如電觸點或互連)的電子工業中。當前技術水平的太陽能電池制造過程也使用絲網印刷過程。在一些應用中，需要在太陽能電池襯底上絲網印刷接觸線(如指狀物6)。指狀物6與襯底接觸，并適應于形成與一個或多個摻雜區域(例如，n型發射極區域3B)的歐姆接觸。歐姆接觸是半導體設備上已經制備成使得設備的電流電壓(I-V)曲線為線性且對稱的區域，即，在半導體設備的摻雜硅區域與金屬接觸之間不存在高電阻界面。低電阻的穩定的接觸對于太陽能電池的性能和形成于太陽能電池制造過程中的電路的穩定性來說非常關鍵。

重摻雜區域11可以使用多種圖案化技術以產生不同摻雜區域來形成在襯底表面上，例如，通過使用圖案化擴散屏障執行磷擴散步驟。背面接觸通過與襯底的p型基極區域形成歐姆接觸而完成了太陽能電池產生電流所需的電路。為了增強與太陽能電池設備的接觸，通常將指狀物6定位在形成于襯底表面內的重摻雜區域11上，以形成歐姆接觸。由于所形成的重摻雜區域11因其電學性質而趨向于阻擋或最小化能穿過其的光量，所以希望最小化重摻雜區域11的尺寸，同時也使得這些區域足夠大以確保指狀物6能夠可靠地對準并形成于重摻雜區域11上。