在太阳能电池制造过程期间，通过在使晶圆的一表面裸露(例如在该表面上无发射极扩散或覆盖层)的蚀刻步骤后，捕获从晶圆的表面散射的光的光学图像，来对晶圆进行特性化。图像处理操作应用于所捕获的图像，以得到经处理的图像，图像处理操作为加强边缘特征类型的图像处理操作。使用经处理的图像评估晶圆上的错位的密度，且该密度用作性能预测算法的输入。依据从性能预测算法获得的对特性的预测来控制晶圆的一个或更多个其他处理步骤的施用。例如：可停止处理或可旋转晶圆。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过光学成像对用于光伏电池的硅晶圆进行质量鉴定
本专利技术涉及通过光学成像对硅晶圆进行质量鉴定。并且，本专利技术涉及一种测量用 于制造光伏电池的半导体基板的特性的方法以及一种制造光伏电池的方法。
技术介绍
光伏电池（例如太阳能电池）可由像硅这样的半导体材料的结晶态晶圆进行制 造。结晶态晶圆含有例如在晶体成长过程期间因铸锭上的热应力造成的错位。错位密度随 铸锭而变化，且错位的密度及空间分布因晶圆而异。在晶圆被处理成太阳能电池后，上述错 位会缩短少数电荷载子的寿命。寿命的降低归因于不完美的晶体结构或制造太阳能电池期 间未吸除或钝化的高浓度金属离子。少数电荷载子的寿命缩短造成太阳能（光伏）电池成 品性能的降低。 因此期望辨识出可能含有高错位密度的晶圆或晶圆区域。这可用于剔除晶圆或基 于晶圆特性用于将所制造的电池依质量分类。以成本效益而言，在太阳能电池制造工艺中 应尽早进行晶圆的质量鉴定，且晶圆的质量鉴定应当是可实时执行的（亦即除了捕获数据 之外无须延迟制造工艺就可执行），并且是非侵入式的。 可通过各种方法辨识出错位区域，例如光致发光（PL)、光学成像（01)以及电致发 光（EL)。光致发光及光学成像可应用于裸晶圆的方法。电致发光需要有电极存在，因此通 常仅应用于太阳能电池成品。以光致发光而言，样本制备不是绝对需要的，但是在施用作为 太阳能电池处理的部分的某些步骤（例如蚀刻）或施加发射层之后，常会得到较佳的图像。 光学成像可轻易地与熟知的数字图像处理方法结合。然后光学成像特性的质量鉴 定可耦接至基于错位的存在预测性能的模型。 B. Sopori团队已于NREL从事通过光学成像来特性化晶圆。使用相机得到光学图 像以高速特性化晶圆系描述于B. Sopori等人的文献A reflectance spectroscopy-based tool for high-speed characterization of silicon wafers and solar cells in commercial production(用于高速特性化娃晶圆的基于反射光谱的工具以及商业生 产中的太阳能电池 ），Photovoltaic Specialists Conference (PVSC)(光伏专家会 议），201035th IEEE，002238-002241 (2010)。重点在于以此方式可得到广泛的数据。 Sopori已通过二维网络模型说明错位的影响。在名称为Use of optical scattering to characterize dislocations in semiconductors (利用光学散射来特性化半导体中的错 位）的文献中（Appl. Opt.，27, 4676-4683(1988))，Sopori已说明散射程度可作为测量错 位密度、错位尺寸及制作错位映射的方法的基础。 近来 Korte 等人于文献 Measurements of effective optical reflectivity using a conventional flatbed scanner-Fast assessment of optical layer properties (利用传统平板扫描仪测量有效光学反射率-快速评定光学层特性）（Solar Energy Materials and Solar Cells (太阳能材料及太阳能电池），92, 844-850 (2008))中 说明使用平板扫描仪测量晶圆的光学反射率。其中的一特征为平板扫描仪或复印机捕获散 射的光，亦即不包含镜面反射。复印机及平台扫描仪为类似的装置，其可快速扫描整个表 面。可替代地，可使用相机。相机具有相反的特性：光从各个方向落在错位上，散射特性造 成错位在相机方向上具有一些反射。 以光学成像而言，蚀刻工艺为必要的。已研发出特别设计的蚀刻（含有像HF、硝 酸、醋酸的酸混合物〉来优化光学成像质量。蚀刻工艺导致错位部位具有较粗糙的纹理，这 意味着在这些位置反射的光会高度散射。若无此种蚀刻过程，现有技术不能提供可靠的错 位测量。 需要特殊蚀刻的电致发光方法及光学成像不适合用于制造工艺中。光致发光方法 成本太高，且当应用于发射极扩散之前的阶段时似乎不能区别出永久缺陷与某些在后续工 艺会消失的缺陷。 US2011025839涉及使用发光图像检测太阳能电池中的缺陷，亦即通过激发太阳能 电池材料产生的发光图像。该文献优选使用光激发，亦即光致发光，但是亦提及电致发光。 并未讨论到光散射图像。该文献揭露晶圆在表面破坏蚀刻后、在发射极扩散后、在SiN沉积 后及完成电池处理后的光致发光图像。发射极扩散及SiN沉积后的成像显示值得注意的结 构。该文献揭露，虽然错位亦可通过原切割晶圆的光致发光进行检测，但在扩散步骤后进行 测量可具有优势，因为光致发光强度通常在该步骤后会提升，容许较短时间的数据采集、较 低质量的设备或造成较高的空间分辨率图像或其任何组合。
技术实现思路
本揭露的一目的在于提供一种测量晶圆上的错位密度的方法，其兼容于制造工艺 中晶圆的使用，并产生可靠的错位密度测量值。 提供根据权利要求1所述的太阳能电池制造方法。于此，在制造过程期间系使用 光学检验。已经发现，到当得到散射光（而不是镜面反射光）的图像且该图像被处理以加 强边缘（例如进行检测到边缘的图像位置的检测）时，可在用作为太阳能电池制造过程工 艺的部分的蚀刻步骤后，评估缺陷密度。举例而言，缺陷数目可评估为检测到边缘的成像点 数目。以此方式，可使用在线检验来控制太阳能电池制造期间后续工艺步骤的施用。 在一实施例中，依据对性能的预测来调整在制造工艺期间金属化图案的施用。以 此方式，可选择会产生最佳预测性能的金属化图案和/或金属化图案的方位，且可调整其 余工艺步骤以应用所选择的图案和/或方位。 【附图说明】 通过参考以下图对示例性实施例的描述，可得知上述及其他目的与优点。 图1显示光学检验系统。 图2显示制造工艺的流程图。 【具体实施方式】 图1显示光学检验系统，其包含晶圆支撑台10、光源12、检测器14、扫描机构16以 及计算机系统17。举例而言，晶圆18显示在晶圆支撑台10上。光源12可为例如线性光 源，被配置为沿着晶圆18上的线产生光。类似地，检测器14可为线检测器，被配置为测量 晶圆18在沿着该线的一连串位置的光强度。光源12及检测器14相对于彼此定位，而使得 从光源12到晶圆的光方向及到检测器14的光方向相对于晶圆18表面的法线是在相互不 同的角度（亦即是在检测器14不会捕获到镜面反射光的角度，其中当检测器14及光源12 位于穿过在（穿过晶圆18表面法线的）法平面的相对侧上的线的平面中，相对于法平面在 相同角度时，发生镜面反射光）。检测器14具有耦接至计算机系统17的输出。计算机系统 17耦接至扫描机构16进而控制扫描或在扫描期间至少接收指示位置的信息。 扫描机构16被配置为扫描支撑台10及光源12与检测器14相对于彼此的组合。 支撑台10可于晶圆18上沿横穿线的方向移动。 图2显示制造工艺的流本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种太阳能电池的制造方法，其中该制造方法包含蚀刻步骤以及晶圆的特性化，该方法包括：使用一酸性蚀刻剂以湿式化学蚀刻来蚀刻一晶圆，作为太阳能电池制造的一部分；在所述蚀刻之后且在其他处理该晶圆的步骤之前，捕获从该晶圆的一表面散射的光的光学图像；对所捕获的图像施用图像处理操作，以获得经处理的图像，该图像处理操作为加强边缘特征类型的图像处理操作；使用经处理的图像评估该晶圆上的错位的密度；使用该密度作为性能预测算法的输入；依据从该性能预测算法获得的对一特性的预测，来控制针对该晶圆的其他处理步骤中的一个或更多个的施用。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.09 NL 20079411. 一种太阳能电池的制造方法，其中该制造方法包含蚀刻步骤以及晶圆的特性化，该 方法包括： 使用一酸性蚀刻剂以湿式化学蚀刻来蚀刻一晶圆，作为太阳能电池制造的一部分； 在所述蚀刻之后且在其他处理该晶圆的步骤之前，捕获从该晶圆的一表面散射的光的 光学图像； 对所捕获的图像施用图像处理操作，以获得经处理的图像，该图像处理操作为加强边 缘特征类型的图像处理操作； 使用经处理的图像评估该晶圆上的错位的密度； 使用该密度作为性能预测算法的输入； 依据从该性能预测算法获得的对一特性的预测，来控制针对该晶圆的其他处理步骤中 的一个或更多个的施用。2. 如权利要求1所述的方法，其中该光学图像在所述蚀刻之后，在该晶圆的所述表面 无发射极扩散的制造阶段被捕获。3. 如权利要求1所述的方法，其中该图像处理操作为Canny边缘检测运算。4. 如权利要求1所述的方法，其中该图像处理操作包括：将一高通滤波器施用于所捕 获的图像，该方法包括：计算经滤波的图像的直方图，以及针对该直方图计算在该直方图的 一低强度值与一高亮度值之间的强度值的积分。5. 如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述控制其他步骤中的一个或更多个的 施用包括：选择不对该晶圆执行所述其他步骤或对该晶圆执行所述其他步骤。6. 如前述权利要求中任一项所述的方法，包括：依据该预测调整金属化图案的施用。7. 如权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：尼古拉斯·约翰尼斯·克莱门斯·玛丽亚·凡·德·博格，佩特拉·曼斯翰丹，马尔腾·德·布雷纳，加布里埃尔·约翰娜·玛丽亚·詹森，詹卢卡·科勒蒂，埃弗特·尤金·本德，
申请(专利权)人：荷兰能源研究中心基金会，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL
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