[發明專利]用于制造太陽能電池的雙掩模裝置

有效

• 申請號: 201380026127.4
• 申請日: 2013-04-19
• 公開（公告）號: CN104685095B
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: T·布盧克;I·拉奇福特;V·沙阿;A·里波薩恩
• 申請（專利權）人: 因特瓦克公司
• 主分類號: C23C14/04
• 分類號: C23C14/04
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 劉興鵬

相關申請

本申請要求享有2012年4月19日提交的美國臨時申請序列號61/635,804和2012年4月26日提交的美國臨時申請序列號61/639,052的優先權益，這些申請的全部公開內容通過引用被合并于此。

技術領域

本申請涉及掩蔽制造，諸如在太陽能電池的制造中利用掩模的掩蔽制造。

背景技術

在太陽能電池的各個制造階段期間，可能期望的是使用掩模以便遮擋太陽能電池的一些部分免受特定的制造過程。例如，掩模可以被用于觸點的形成或用于邊緣排除以便防止電池的分流(shunting)。也即，對于在正面和背面上具有觸點的電池來說，用于形成觸點的材料可能被沉積在晶片的邊緣上并且分流該正面和背面觸點。因此，至少在該正面或背面觸點的制造期間使用掩模來排除電池的邊緣是可取的。

如同另一例證，對于硅太陽能電池的制造而言，在背表面上沉積覆層金屬(blanket metal)以充當反光鏡和電導體是值得期望的。該金屬通常為鋁，但該覆層金屬可以是出于多個理由(諸如成本、傳導性、可焊性、等等)而被使用的任何金屬。沉積的膜厚度可以從非常薄(例如，大約10nm)到高達非常厚(例如，2-3um)。然而，有必要防止覆層金屬包裹在硅晶片的邊緣周圍，因為這將產生太陽能電池的前表面和后表面之間的阻性連接，即，分流。為防止這種連接，晶片背面邊緣上的排除區域可以被形成。該排除區域的典型尺度為小于2mm寬，但優選是盡可能細地形成該排除區域。

產生該排除區域的一種方法是通過使用掩模；然而，利用掩模有著很多挑戰。由于太陽能產業的高度競爭的性質，掩模必須制造起來很便宜。而且，由于太陽能制造裝備的高產出量(通常每小時1500-2500件電池)，掩模必須在高產量的制造中使用起來快速而容易。而且，由于掩模是被用來防止膜沉積在晶片的某些部分上的，因此其必須能夠吸收和容納沉積物積累。此外，由于膜沉積是在升高的溫度下完成的，因此該掩模必須能夠在升高的溫度下(例如，高達350℃)正確地發揮作用，同時仍能精確地維持排除區域的寬度，同時適應因熱應力而致的基片翹曲。

發明內容

下列發明內容被包括以便提供對本發明的一些方面和特征的基本理解。此發明內容不是對本發明的寬泛概述，并且同樣地，其并不意在特別地識別本發明的關鍵或關鍵性要素、或者描繪本發明的范圍。其唯一的目的是作為在下面呈現的更詳細說明的序言而以簡化的形式呈現本發明的一些概念。

本發明的各實施方式通過使用雙掩模裝置而解決了使用掩模的以上問題。兩部分式掩蔽系統被構造用于掩蔽半導體晶片，并且包括：內掩模，其由平坦的金屬片構成，所述金屬片具有暴露晶片的將被處理的一些部分的孔口；和，外掩模，其被構造用于放置在所述內掩模上面并掩蔽所述內掩模，所述外掩模具有尺寸和形狀類似于晶片的尺寸和形狀的敞開式切口，所述外掩模具有大于所述內掩模厚度的厚度。掩模框架可以被構造成支撐所述內掩模和外掩模，使得所述外掩模被夾在所述掩模框架和所述內掩模之間。在其中所述雙掩模裝置被用于邊緣隔離的一個實例中，所述內掩模中的敞開式切口具有略小于晶片的尺寸，使得當所述內掩模被置于晶片上時，所述內掩模覆蓋晶片的外周邊緣，并且所述外掩模中的敞開式切口略小于所述內掩模中的敞開式切口。頂部框架承載器可以被用來保持所述內掩模和外掩模并且使所述內掩模和外掩模固定至所述晶片基座。

上掩模或外掩模可以由薄的(例如，大約0.03”)鋁、鋼或其它類似材料制成，并且被構造成與基片承載器配合。內掩模由非常薄的(例如，大約0.001到0.003”)平坦鋼片、或其它磁性材料制成，并且被構造成被嵌套在所述外掩模內。

根據另外的實施方式，提供了用于在處理期間支撐晶片的裝置，其包括：晶片承載器或基座，其具有凸起式框架，所述凸起式框架具有用于在晶片外周的周圍支撐晶片并將晶片限制至預定位置的凹部；內掩模，其被構造用于放置在所述凸起式框架的頂部上，所述內掩模具有孔口配置，所述孔口配置被構造成掩蔽晶片的一部分并暴露晶片的剩余部分；以及，外掩模，其被構造用于放置在所述凸起式框架上面在所述內掩模的頂部上，所述外掩模具有被構造成部分地覆蓋所述內掩模的單一開口。頂部框架承載器可以被用來保持所述內掩模和外掩模并且使所述內掩模和外掩模固定至所述晶片基座。

復數個磁體被設置在所述基座中并且完全在所述框架周圍或者完全在所述基座的整個表面的下方并且直接在晶片下面以N-S-N-S-N的極性交替。所述外掩模和內掩模被設計成僅通過磁性力而被保持至所述框架，以便允許容易和快速地裝載和卸載基片。