專利名稱：電阻率檢查方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及選定在透光性基板上成膜的透明導(dǎo)電膜的電阻率檢查使用的照射光 的入射角度及波長的檢查條件選定方法、及適用通過該檢查條件選定方法選定的波長及其 入射角而進(jìn)行透明導(dǎo)電膜的電阻率檢查的電阻率檢查方法及其裝置、制造包括透明導(dǎo)電膜 在內(nèi)的光電轉(zhuǎn)換裝置的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造裝置、及通過該制造裝置制造的光電轉(zhuǎn)換裝置。
背景技術(shù)：
以往，已知有利用物質(zhì)的光學(xué)的透射、反射特性，計測在透光性基板上成膜的透明 導(dǎo)電膜的電阻的方法(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。在專利文獻(xiàn)1中公開有如下技術(shù)例如，在太陽電池的制造生產(chǎn)線中，對實施了透 明導(dǎo)電膜的太陽電池的基板照射光，基于根據(jù)該照射光的光強度和反射光的光強度算出的 反射率，來評價透明導(dǎo)電膜的特性。專利文獻(xiàn)1 日本特開2007-225418號公報在上述的專利文獻(xiàn)1中公開有評價透明導(dǎo)電膜的薄膜電阻時，使用2400nm以上 3000nm以下的波長頻帶的照明光，相對于此，評價透明導(dǎo)電膜的電阻率時，使用1500nm以 上ISOOnm以下的波長頻帶的照明光。如此，在評價電阻率時和評價薄膜電阻時改變使用的照明光的波長是因為在 2400nm以上3000nm以下的波長頻帶的照明光中，由于電阻率與反射率的相關(guān)關(guān)系低，因此 無法計測電阻率，同樣地，在1500nm以上ISOOnm以下的波長頻帶的照明光中，由于薄膜電 阻與反射率的相關(guān)關(guān)系低，因此無法計測薄膜電阻(例如，參照專利文獻(xiàn)1的段落“0048” 至“0052”)。在上述專利文獻(xiàn)1所公開的方法中，由于能夠使用于電阻率的計測的波長頻帶被 限制在1500nm以上ISOOnm以下的狹窄范圍內(nèi)，因此存在波長選擇的自由度低這一問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決上述問題而作出，其目的在于，提供一種能夠從更大范圍的波長 頻帶選定用于電阻率計測的適當(dāng)?shù)牟ㄩL，并且能夠以非破壞、非接觸、高效率且高精度計測 透明導(dǎo)電膜的電阻率的電阻率檢查方法及其裝置、用于該電阻率檢查方法及其裝置的選定 檢查條件的檢查條件選定方法、具備該電阻率檢查裝置的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造裝置、及通 過該制造裝置制造的光電轉(zhuǎn)換裝置。為了解決上述課題，本發(fā)明采用以下的方法。本發(fā)明的第一形態(tài)涉及選定用于透明導(dǎo)電膜的電阻率檢查的照明光的波長及入 射角的檢查條件選定方法，相對于膜厚及電阻率的組合不同的多個透明導(dǎo)電膜，照射由波 長及入射角構(gòu)成的檢查條件分別不同的P偏振光的照明光，分別測定其反射光的光量的評 價值，求出將包含所述透明導(dǎo)電膜的膜厚及電阻率的組合在內(nèi)的樣品條件、所述檢查條件及所述評價值建立關(guān)聯(lián)的相關(guān)關(guān)系，在所述相關(guān)關(guān)系中，選定所述透明導(dǎo)電膜的膜厚的差 異引起的所述評價值的誤差在容許范圍內(nèi)且與所述電阻率的變化相對的所述評價值的變 化在規(guī)定值以上的所述檢查條件。發(fā)明者們通過進(jìn)行以下的試驗、考察，發(fā)現(xiàn)在計測透明導(dǎo)電膜的電阻率時需要消 除膜厚引起的計測誤差。首先，發(fā)明者們準(zhǔn)備了具有相同電阻率的膜厚不同的透明導(dǎo)電膜作為試驗用樣 品。在此使用的膜厚為75nm、150nm、300nm、600nm這四種。接下來，相對于準(zhǔn)備的透明導(dǎo)電 膜照射波長300nm至5000nm的光，根據(jù)此時的反射光，求出相對于各波長的反射率。此外， 該波長中，選擇專利文獻(xiàn)1所公開的1500nm及波長2400nm，求出相對于所述波長的反射率 和薄膜電阻的關(guān)系。圖18示出各膜厚的波長與反射率的相關(guān)圖，圖19示出采用波長1500nm時的各膜 厚的反射率與薄膜電阻的關(guān)系，圖20示出采用波長2400nm時的各膜厚的反射率和薄膜電 阻的關(guān)系。在圖18至圖20中，圖表中記載的75nm、150nm、300nm及600nm的數(shù)值分別表示 透明導(dǎo)電膜的膜厚。如圖18及圖19所示可知，使用波長1500nm時的反射率的膜厚依賴性弱，無法計 測薄膜電阻。相對于此，如圖18及圖20所示可知，使用波長2400nm時的反射率的膜厚依賴性 高。換言之，在波長2400nm中，不是捕捉電阻率的變化而是捕捉膜厚變化，由此可知薄膜電 阻發(fā)生變化。即，可知在波長2400nm中，作為誤差因子無法忽視膜厚，而在使用該波長頻帶 計測電阻率時，如何消除膜厚產(chǎn)生的誤差因子這一情況在電阻率的測定精度提高中成為不 可或缺的要素。因此，發(fā)明者們提出為了消除誤差因子即膜厚的影響而利用布魯斯特現(xiàn)象的方 案。具體來說，提出了通過采用利用布魯斯特現(xiàn)象截斷包含透明導(dǎo)電膜的內(nèi)部的多重干涉 效果所產(chǎn)生的干涉成分在內(nèi)的反射光，僅接受電阻率參與的自由電子吸收所引起的長波長 區(qū)域的反射成分的光學(xué)系統(tǒng)，來消除膜厚引起的測定誤差。圖21是示出布魯斯特現(xiàn)象的光學(xué)計算模型的圖。在布魯斯特現(xiàn)象中，首先，對透 明導(dǎo)電膜照射P偏振光的照明光。在圖21中，折射率nl表示大氣，折射率π2表示透明導(dǎo) 電膜，在大氣與透明導(dǎo)電膜的邊界中，反射照明光。在該布魯斯特現(xiàn)象中，將照明光的波長和入射角設(shè)定成適當(dāng)值時，能夠期待不受 膜厚的影響而高精度地計測電阻率。因此，在本發(fā)明中，如上所述，求出分別改變由波長和 入射角構(gòu)成的照明光的檢查條件時的波長與反射率的關(guān)系，根據(jù)所述關(guān)系，選定適當(dāng)?shù)牟?長及入射角。由此，在實際的電阻率檢查，能夠減少計測誤差并實現(xiàn)檢查精度的提高。此外，在透明導(dǎo)電膜的電阻率檢查中，除了上述的膜厚之外，透明導(dǎo)電膜的表面狀 態(tài)(凸凹狀態(tài))及溫度也有可能成為計測誤差的要因，因此發(fā)明者們也考察了這些要因。首先，上述透明導(dǎo)電膜的表面狀態(tài)通常定量化為霧度。采用本發(fā)明的檢查條件選定方法時，從大致1500nm以上4000nm以下的波長頻帶 范圍中選定適當(dāng)?shù)牟ㄩL，在該波長頻帶中，如圖22所示可知，幾乎不受霧度的影響。因此， 使用大致HOOnm以上的波長時，能夠消除霧度，換言之，能夠消除透明導(dǎo)電膜的表面狀態(tài) 引起的計測誤差。
圖23是示出黑體輻射的波長依賴性的圖表?？v軸是熱輻射強度(erg)，橫軸是波 長(nm)。作為透明導(dǎo)電膜的計測時的溫度而能考慮的范圍是從室溫至100°C，波長4000nm 程度之前的光幾乎不輻射。因此，在波長4000nm以下的波長中，在作為透明導(dǎo)電膜的計測 時的溫度而能考慮的范圍中，沒有溫度引起的影響或能夠排除其影響。如此，根據(jù)本發(fā)明的檢查條件選定方法，能夠選定不僅能夠消除膜厚而且能夠消 除霧度或溫度引起的計測誤差的檢查條件。本發(fā)明的第二形態(tài)涉及如下的電阻率檢查方法將具有通過上述檢查條件選定方 法選定的波長的P偏振光的照明光以通過該檢查條件選定方法選定的入射角對在制造生 產(chǎn)線上輸送的透光性基板上成膜的透明導(dǎo)電膜從膜面?zhèn)冗M(jìn)行照射，檢測由所述透明導(dǎo)電膜 反射的反射光，基于檢測出的反射光的強度，算出通過所述檢查條件選定方法選定的波長 下的反射光的光量的評價值，使用所述將評價值與電阻率預(yù)先建立關(guān)聯(lián)的相關(guān)特性，由算 出的所述評價值求出電阻率。根據(jù)上述電阻率檢查方法，能夠非破壞、非接觸且高效率地計測在制造生產(chǎn)線上 輸送的透光性基板上成膜的透明導(dǎo)電膜的電阻率。此外，作為檢查條件，由于采用通過上述檢查條件選定方法選定的適當(dāng)?shù)臈l件，因 此能夠不受膜厚、霧度、溫度等的影響而計測電阻率。本發(fā)明的第三形態(tài)涉及電阻率檢查裝置，具備光照射部，其將具有通過上述檢查 條件選定方法選定的波長的P偏振光的照明光以通過所述檢查條件選定方法選定的入射 角對在制造生產(chǎn)線上輸送的透光性基板上成膜的透明導(dǎo)電膜從膜面?zhèn)冗M(jìn)行照射；光檢測 部，其檢測在所述透明導(dǎo)電膜上反射的反射光；評價值計算部，其基于檢測到的光的強度， 算出通過所述檢查條件選定方法選定的波長下的反射光的光量的評價值；電阻值計算部， 其使用將評價值與電阻率預(yù)先建立關(guān)聯(lián)的相關(guān)特性，由算出的所述評價值求出電阻率。根據(jù)上述電阻率檢查裝置，能夠非破壞、非接觸且高效率地計測在制造生產(chǎn)線上 輸送的透光性基板上進(jìn)行成膜的透明導(dǎo)電膜的電阻率。再者，作為檢查條件，由于采用通過上述檢查條件選定方法選定的適當(dāng)?shù)臈l件，因 此能夠不受膜厚等的影響而計測電阻率。在上述電阻率檢查裝置中，所述光照射部也可以具備光源，其射出包含所述波長 的照明光；偏振光部，其將從所述光源射出的照明光形成為P偏振光的照明光。這種情況 下，作為所述光源，能夠采用例如發(fā)光二極管。在上述電阻率檢查裝置中，所述光照射部也可以具備光源，其射出包含所述波長 的規(guī)定的波長頻帶的照明光；偏振光部，其將從所述光源射出的照明光形成為P偏振光的 照明光；波長選擇部，其設(shè)置在從所述光源射出的所述照明光的光路上或由所述透明導(dǎo)電 膜反射的反射光的光路上，使通過所述檢查條件選定方法選定的波長的光透射，并截斷此 外的波長。在上述電阻率檢查裝置中，所述光照射部也可以具備射出所述波長的照明光的半 導(dǎo)體激光器作為光源。在上述電阻率檢查裝置中，也可以具備設(shè)置在從所述光源射出的照明光的光路上 且使所述照明光的一部分光分支的光分支部和檢測由所述光分支部分支的光的分支光檢 測部，所述評價值計算部使用所述分支光檢測部的檢測結(jié)果算出所述評價值。
6
如此，通過檢測照明光的一部分光，能夠把握對透明導(dǎo)電膜進(jìn)行照射的照明光的 光強度，因此能夠進(jìn)一步提高反射率的計測精度。由此，能夠提高電阻率的計測精度。在上述電阻率檢查裝置中，所述光照射部及所述光檢測部的至少任一方也可以由 遮光部件包圍。如此，通過利用遮光部件包圍光照射部，能夠抑制干擾光的入射。其結(jié)果是，能夠 實現(xiàn)電阻率的計測精度提高。本發(fā)明的第四形態(tài)涉及一種光電轉(zhuǎn)換裝置的制造裝置，將上述任一種電阻率檢查 裝置設(shè)置在輸送生產(chǎn)線上。上述光電轉(zhuǎn)換裝置的制造裝置優(yōu)選具備對形成有所述透明導(dǎo)電膜的透光性基板 進(jìn)行冷卻的冷卻裝置，所述電阻率檢查裝置設(shè)置在所述冷卻裝置的下游側(cè)。根據(jù)此種結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒂衫鋮s裝置冷卻后的溫度穩(wěn)定的透明導(dǎo)電膜作為檢查對 象。由此，能夠消除溫度的影響引起的計測誤差。本發(fā)明的第五形態(tài)是一種光電轉(zhuǎn)換裝置，通過上述任一種的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造 裝置制造。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠從更大范圍的波長頻帶選定電阻率檢查使用的適當(dāng)?shù)牟ㄩL，并 且能夠起到非破壞、非接觸、高效率且高精度地計測透明導(dǎo)電膜的電阻率的效果。


圖1是說明本發(fā)明的一實施方式的檢查條件選定方法的處理順序的流程圖。圖2是示出相對于樣品照射照明光，接受此時的反射光時的光學(xué)系統(tǒng)模型的一例 的圖。圖3是示出對入射角0°時的波長IOOOnm以上3000nm以下的范圍中的各波長與
反射率的關(guān)系進(jìn)行表示的波長_反射率特性的圖。圖4是示出對入射角30°時的波長IOOOnm以上3000nm以下的范圍中的各波長與
反射率的關(guān)系進(jìn)行表示的波長_反射率特性的圖。圖5是示出對入射角60°時的波長IOOOnm以上3000nm以下的范圍中的各波長與
反射率的關(guān)系進(jìn)行表示的波長_反射率特性的圖。圖6是示出對入射角80°時的波長IOOOnm以上3000nm以下的范圍中的各波長與
反射率的關(guān)系進(jìn)行表示的波長_反射率特性的圖。圖7是示出在波長300nm以上5000nm以下的范圍中進(jìn)行檢查時的波長與反射率 的相關(guān)關(guān)系圖的一例的圖。圖8是示出本發(fā)明的第一實施方式的電阻率檢查裝置的簡要結(jié)構(gòu)的圖。圖9是示出本發(fā)明的第一實施方式的光照射部的簡要結(jié)構(gòu)的圖。圖10是示出多個光照射部與多個光檢測部的位置關(guān)系的簡圖。圖11是示出基板中的計測區(qū)域的簡圖。圖12是示出本發(fā)明的第一實施方式的電阻率檢查方法的處理順序的流程圖。圖13是示出本發(fā)明的第二實施方式的電阻率檢查裝置中使用的光照射部的簡要 結(jié)構(gòu)的圖。
圖14是示出本發(fā)明的第三實施方式的電阻率檢查裝置中使用的光照射部的簡要 結(jié)構(gòu)的圖。圖15是示出本發(fā)明的第四實施方式的電阻率檢查裝置中使用的光照射部的簡要 結(jié)構(gòu)的圖。圖16是示出適用本發(fā)明的任一實施方式的電阻率檢查裝置而制造出的光電轉(zhuǎn)換 裝置的一例的剖視圖。圖17是示出本發(fā)明的一實施方式的太陽電池的制造方法的處理順序的流程圖。圖18是示出各膜厚的波長與反射率的關(guān)系的圖。圖19是示出采用波長1500nm時的各膜厚的反射率與薄膜電阻的關(guān)系的圖。圖20是示出采用波長2400nm時的各膜厚的反射率與薄膜電阻的關(guān)系的圖。圖21是示出布魯斯特現(xiàn)象的光學(xué)計算模型的圖。圖 22是示出各波長與分光霧度的關(guān)系的圖。圖23是示出各溫度中的各波長與黑體輻射率的關(guān)系的圖。
具體實施例方式以下，參照附圖，說明本發(fā)明的電阻率檢查方法及其裝置、選定該電阻率檢查方法 及其裝置中使用的檢查條件的檢查條件選定方法、具備該電阻率檢查裝置的光電轉(zhuǎn)換裝置 的制造裝置及通過該制造裝置制造出的光電轉(zhuǎn)換裝置的一實施方式。在以下的說明中，舉例以適用于太陽電池面板等的光電轉(zhuǎn)換裝置的透明導(dǎo)電膜為 檢查對象的情況進(jìn)行說明，但是本發(fā)明并不局限于此，也能夠適用于以其它的顯示器或窗 玻璃等使用的透明導(dǎo)電膜為檢查對象的情況。以下，參照圖1說明本發(fā)明的一實施方式的檢查條件選定方法。本實施方式的檢查條件選定方法是對在玻璃基板等的透光性基板上成膜的透明 導(dǎo)電膜的電阻率計測所使用的照明光的波長及入射角進(jìn)行選定的方法。首先，準(zhǔn)備膜厚及電阻率的組合不同的多個透明導(dǎo)電膜作為樣品(圖1的步驟 SAl)。在本實施方式中，作為樣品，準(zhǔn)備了下表所示的組合的8個樣品。[表1]
樣品No.電阻率(I(T4Qcm)膜厚(nm)15. 960026. 360036. 660047. 160055. 9800
權(quán)利要求
一種檢查條件選定方法，選定用于透明導(dǎo)電膜的電阻率檢查的照明光的波長及入射角，其中，相對于膜厚及電阻率的組合不同的多個透明導(dǎo)電膜，照射由波長及入射角構(gòu)成的檢查條件分別不同的P偏振光的照明光，分別測定其反射光的光量的評價值，求出將包含所述透明導(dǎo)電膜的膜厚及電阻率的組合在內(nèi)的樣品條件、所述檢查條件及所述評價值建立關(guān)聯(lián)的相關(guān)關(guān)系，在所述相關(guān)關(guān)系中，選定所述透明導(dǎo)電膜的膜厚的差異引起的所述評價值的誤差在容許范圍內(nèi)且與所述電阻率的變化相對的所述評價值的變化在規(guī)定值以上的所述檢查條件。
2.—種電阻率檢查方法，將具有通過權(quán)利要求1所述的檢查條件選定方法選定的波長 的P偏振光的照明光以通過該檢查條件選定方法選定的入射角對在制造生產(chǎn)線上輸送的 透光性基板上成膜的透明導(dǎo)電膜從膜面?zhèn)冗M(jìn)行照射，檢測由所述透明導(dǎo)電膜反射的反射光，基于檢測出的反射光的強度，算出通過所述檢查條件選定方法選定的波長下的反射光 的光量的評價值，使用所述將評價值與電阻率預(yù)先建立關(guān)聯(lián)的相關(guān)特性，由算出的所述評價值求出電阻率。
3. 一種電阻率檢查裝置，具備光照射部，其將具有通過權(quán)利要求1所述的檢查條件選定方法選定的波長的P偏振光 的照明光以通過所述檢查條件選定方法選定的入射角對在制造生產(chǎn)線上輸送的透光性基 板上成膜的透明導(dǎo)電膜從膜面?zhèn)冗M(jìn)行照射；光檢測部，其檢測在所述透明導(dǎo)電膜上反射的反射光；評價值計算部，其基于檢測到的光的強度，算出通過所述檢查條件選定方法選定的波 長下的反射光的光量的評價值；電阻值計算部，其使用將評價值與電阻率預(yù)先建立關(guān)聯(lián)的相關(guān)特性，由算出的所述評 價值求出電阻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電阻率檢查裝置，其中， 所述光照射部具備光源，其射出包含所述波長的照明光；偏振光部，其將從所述光源射出的照明光形成為P偏振光的照明光。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電阻率檢查裝置，其中， 所述光源是發(fā)光二極管。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電阻率檢查裝置，其中， 所述光照射部具備光源，其射出包含所述波長的規(guī)定的波長頻帶的照明光； 偏振光部，其將從所述光源射出的照明光形成為P偏振光的照明光； 波長選擇部，其設(shè)置在從所述光源射出的所述照明光的光路上或由所述透明導(dǎo)電膜反 射的反射光的光路上，使通過所述檢查條件選定方法選定的波長的光透射，并截斷此外的 波長。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電阻率檢查裝置，其中，所述光照射部具備射出所述波長的照明光的半導(dǎo)體激光器作為光源。
8.根據(jù)權(quán)利要求3 7中任一項所述的電阻率檢查裝置，其中，具備設(shè)置在從所述光源射出的照明光的光路上且使所述照明光的一部分光分支的光 分支部和檢測由所述光分支部分支的光的分支光檢測部，所述評價值計算部使用所述分支光檢測部的檢測結(jié)果算出所述評價值。
9.根據(jù)權(quán)利要求3 8中任一項所述的電阻率檢查裝置，其中， 所述光照射部及所述光檢測部的至少任一方由遮光部件包圍。
10.一種光電轉(zhuǎn)換裝置的制造裝置，將權(quán)利要求3 9中任一項所述的電阻率檢查裝置 設(shè)置在輸送生產(chǎn)線上。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造裝置，其中， 具備對形成有所述透明導(dǎo)電膜的透光性基板進(jìn)行冷卻的冷卻裝置， 所述電阻率檢查裝置設(shè)置在所述冷卻裝置的下游側(cè)。
12.一種光電轉(zhuǎn)換裝置，通過權(quán)利要求10或11所述的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造裝置制造。
全文摘要
以非破壞、非接觸、高效率且高精度計測透明導(dǎo)電膜的電阻率為目的。提供一種電阻率檢查裝置，具備光照射裝置(3)，其將具有通過事先進(jìn)行的檢查條件選定方法選定的波長的P偏振光的照明光以通過該方法選定的入射角對在制造生產(chǎn)線上輸送的透光性基板上成膜的透明導(dǎo)電膜從膜面?zhèn)冗M(jìn)行照射；光檢測裝置(2)，其檢測在透明導(dǎo)電膜反射的反射光；信息處理裝置(7)，其基于檢測到的光的強度，算出與該波長有關(guān)的反射光的光量的評價值，使用將評價值與電阻率預(yù)先建立關(guān)聯(lián)的相關(guān)特性，由算出的所述評價值求出電阻率。
文檔編號G01R27/02GK101981431SQ200980111369
公開日2011年2月23日 申請日期2009年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月11日
發(fā)明者坂井智嗣, 小林靖之, 山口賢剛, 高野曉巳 申請人:三菱重工業(yè)株式會社