通過光學成像對用于光伏電池的硅晶圓進行質(zhì)量鑒定的制作方法
【專利摘要】在太陽能電池制造過程期間，通過在使晶圓的一表面裸露(例如在該表面上無發(fā)射極擴散或覆蓋層)的蝕刻步驟后，捕獲從晶圓的表面散射的光的光學圖像，來對晶圓進行特性化。圖像處理操作應(yīng)用于所捕獲的圖像，以得到經(jīng)處理的圖像，圖像處理操作為加強邊緣特征類型的圖像處理操作。使用經(jīng)處理的圖像評估晶圓上的錯位的密度，且該密度用作性能預(yù)測算法的輸入。依據(jù)從性能預(yù)測算法獲得的對特性的預(yù)測來控制晶圓的一個或更多個其他處理步驟的施用。例如：可停止處理或可旋轉(zhuǎn)晶圓。
【專利說明】通過光學成像對用于光伏電池的硅晶圓進行質(zhì)量鑒定

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通過光學成像對硅晶圓進行質(zhì)量鑒定。并且，本發(fā)明涉及一種測量用 于制造光伏電池的半導體基板的特性的方法以及一種制造光伏電池的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 光伏電池（例如太陽能電池）可由像硅這樣的半導體材料的結(jié)晶態(tài)晶圓進行制 造。結(jié)晶態(tài)晶圓含有例如在晶體成長過程期間因鑄錠上的熱應(yīng)力造成的錯位。錯位密度隨 鑄錠而變化，且錯位的密度及空間分布因晶圓而異。在晶圓被處理成太陽能電池后，上述錯 位會縮短少數(shù)電荷載子的壽命。壽命的降低歸因于不完美的晶體結(jié)構(gòu)或制造太陽能電池期 間未吸除或鈍化的高濃度金屬離子。少數(shù)電荷載子的壽命縮短造成太陽能（光伏）電池成 品性能的降低。
[0003] 因此期望辨識出可能含有高錯位密度的晶圓或晶圓區(qū)域。這可用于剔除晶圓或基 于晶圓特性用于將所制造的電池依質(zhì)量分類。以成本效益而言，在太陽能電池制造工藝中 應(yīng)盡早進行晶圓的質(zhì)量鑒定，且晶圓的質(zhì)量鑒定應(yīng)當是可實時執(zhí)行的（亦即除了捕獲數(shù)據(jù) 之外無須延遲制造工藝就可執(zhí)行），并且是非侵入式的。
[0004] 可通過各種方法辨識出錯位區(qū)域，例如光致發(fā)光（PL)、光學成像（01)以及電致發(fā) 光（EL)。光致發(fā)光及光學成像可應(yīng)用于裸晶圓的方法。電致發(fā)光需要有電極存在，因此通 常僅應(yīng)用于太陽能電池成品。以光致發(fā)光而言，樣本制備不是絕對需要的，但是在施用作為 太陽能電池處理的部分的某些步驟（例如蝕刻）或施加發(fā)射層之后，常會得到較佳的圖像。
[0005] 光學成像可輕易地與熟知的數(shù)字圖像處理方法結(jié)合。然后光學成像特性的質(zhì)量鑒 定可耦接至基于錯位的存在預(yù)測性能的模型。
[0006] B. Sopori團隊已于NREL從事通過光學成像來特性化晶圓。使用相機得到光學圖 像以高速特性化晶圓系描述于B. Sopori等人的文獻"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圓的基于反射光譜的工具以及商業(yè)生 產(chǎn)中的太陽能電池 ）"，Photovoltaic Specialists Conference (PVSC)(光伏專家會 議），201035th IEEE，002238-002241 (2010)。重點在于以此方式可得到廣泛的數(shù)據(jù)。 Sopori已通過二維網(wǎng)絡(luò)模型說明錯位的影響。在名稱為"Use of optical scattering to characterize dislocations in semiconductors (利用光學散射來特性化半導體中的錯 位）"的文獻中（Appl. Opt.，27, 4676-4683(1988))，Sopori已說明散射程度可作為測量錯 位密度、錯位尺寸及制作錯位映射的方法的基礎(chǔ)。
[0007] 近來 Korte 等人于文獻 "Measurements of effective optical reflectivity using a conventional flatbed scanner-Fast assessment of optical layer properties (利用傳統(tǒng)平板掃描儀測量有效光學反射率-快速評定光學層特性）"（Solar Energy Materials and Solar Cells (太陽能材料及太陽能電池），92, 844-850 (2008))中 說明使用平板掃描儀測量晶圓的光學反射率。其中的一特征為平板掃描儀或復(fù)印機捕獲散 射的光，亦即不包含鏡面反射。復(fù)印機及平臺掃描儀為類似的裝置，其可快速掃描整個表 面?？商娲?，可使用相機。相機具有相反的特性：光從各個方向落在錯位上，散射特性造 成錯位在相機方向上具有一些反射。
[0008] 以光學成像而言，蝕刻工藝為必要的。已研發(fā)出特別設(shè)計的蝕刻（含有像HF、硝 酸、醋酸的酸混合物〉來優(yōu)化光學成像質(zhì)量。蝕刻工藝導致錯位部位具有較粗糙的紋理，這 意味著在這些位置反射的光會高度散射。若無此種蝕刻過程，現(xiàn)有技術(shù)不能提供可靠的錯 位測量。
[0009] 需要特殊蝕刻的電致發(fā)光方法及光學成像不適合用于制造工藝中。光致發(fā)光方法 成本太高，且當應(yīng)用于發(fā)射極擴散之前的階段時似乎不能區(qū)別出永久缺陷與某些在后續(xù)工 藝會消失的缺陷。
[0010] US2011025839涉及使用發(fā)光圖像檢測太陽能電池中的缺陷，亦即通過激發(fā)太陽能 電池材料產(chǎn)生的發(fā)光圖像。該文獻優(yōu)選使用光激發(fā)，亦即光致發(fā)光，但是亦提及電致發(fā)光。 并未討論到光散射圖像。該文獻揭露晶圓在表面破壞蝕刻后、在發(fā)射極擴散后、在SiN沉積 后及完成電池處理后的光致發(fā)光圖像。發(fā)射極擴散及SiN沉積后的成像顯示值得注意的結(jié) 構(gòu)。該文獻揭露，雖然錯位亦可通過原切割晶圓的光致發(fā)光進行檢測，但在擴散步驟后進行 測量可具有優(yōu)勢，因為光致發(fā)光強度通常在該步驟后會提升，容許較短時間的數(shù)據(jù)采集、較 低質(zhì)量的設(shè)備或造成較高的空間分辨率圖像或其任何組合。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本揭露的一目的在于提供一種測量晶圓上的錯位密度的方法，其兼容于制造工藝 中晶圓的使用，并產(chǎn)生可靠的錯位密度測量值。
[0012] 提供根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池制造方法。于此，在制造過程期間系使用 光學檢驗。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，到當?shù)玫缴⑸涔猓ǘ皇晴R面反射光）的圖像且該圖像被處理以加 強邊緣（例如進行檢測到邊緣的圖像位置的檢測）時，可在用作為太陽能電池制造過程工 藝的部分的蝕刻步驟后，評估缺陷密度。舉例而言，缺陷數(shù)目可評估為檢測到邊緣的成像點 數(shù)目。以此方式，可使用在線檢驗來控制太陽能電池制造期間后續(xù)工藝步驟的施用。
[0013] 在一實施例中，依據(jù)對性能的預(yù)測來調(diào)整在制造工藝期間金屬化圖案的施用。以 此方式，可選擇會產(chǎn)生最佳預(yù)測性能的金屬化圖案和/或金屬化圖案的方位，且可調(diào)整其 余工藝步驟以應(yīng)用所選擇的圖案和/或方位。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 通過參考以下圖對示例性實施例的描述，可得知上述及其他目的與優(yōu)點。
[0015] 圖1顯示光學檢驗系統(tǒng)。
[0016] 圖2顯示制造工藝的流程圖。

【具體實施方式】
[0017] 圖1顯示光學檢驗系統(tǒng)，其包含晶圓支撐臺10、光源12、檢測器14、掃描機構(gòu)16以 及計算機系統(tǒng)17。舉例而言，晶圓18顯示在晶圓支撐臺10上。光源12可為例如線性光 源，被配置為沿著晶圓18上的線產(chǎn)生光。類似地，檢測器14可為線檢測器，被配置為測量 晶圓18在沿著該線的一連串位置的光強度。光源12及檢測器14相對于彼此定位，而使得 從光源12到晶圓的光方向及到檢測器14的光方向相對于晶圓18表面的法線是在相互不 同的角度（亦即是在檢測器14不會捕獲到鏡面反射光的角度，其中當檢測器14及光源12 位于穿過在（穿過晶圓18表面法線的）法平面的相對側(cè)上的線的平面中，相對于法平面在 相同角度時，發(fā)生鏡面反射光）。檢測器14具有耦接至計算機系統(tǒng)17的輸出。計算機系統(tǒng) 17耦接至掃描機構(gòu)16進而控制掃描或在掃描期間至少接收指示位置的信息。
[0018] 掃描機構(gòu)16被配置為掃描支撐臺10及光源12與檢測器14相對于彼此的組合。 支撐臺10可于晶圓18上沿橫穿線的方向移動。
[0019] 圖2顯示制造工藝的流程圖。在第一步驟21，切割晶圓。在第二步驟22,利用含 有例如酸的混合液的酸性蝕刻劑，使用濕式化學工藝進行蝕刻工藝。此種蝕刻工藝在硅晶 圓中的錯位位置表面產(chǎn)生凹穴?？墒褂米鳛樘柲茈姵刂圃斓牧曋糠值奈g刻工藝達到此 目的。舉例而言，蝕刻步驟可為蝕刻去除切割破壞和/或在晶圓表面產(chǎn)生二維紋理的蝕刻 步驟。例如可使用濕式化學工藝，其利用像是氫氟酸、硝酸或醋酸等酸的混合液。此種工藝 形成對錯位區(qū)域敏感的表面紋理（具有變化的高度的圖案）。使用的蝕刻劑較佳地在含有 錯位區(qū)域的晶圓表面上形成蝕刻凹穴。
[0020] 在第三步驟23,計算機系統(tǒng)17捕獲來自檢測器14的輸出信號，該些信號為針對沿 著晶圓18上的線的點以及針對掃描期間相繼的線。所捕獲的信號定義晶圓18的圖像。
[0021] 在第四步驟24,計算機系統(tǒng)17應(yīng)用邊緣檢測運算符至圖像。就本身而論，邊 緣為圖像中強度的陡峭突然改變。一種熟知的檢測邊緣的方法為坎尼（Canny)邊緣檢 測算法，其描述于出自R. C. Gonzalez和R. E. Woods的于2008年由Pearson Education International(皮爾森教育國際）發(fā)行的書"Digital Image Processing(數(shù)字圖像處 理）"的719-725頁。Canny邊緣檢測包含利用多個梯度濾波器（例如四個濾波器）對圖像 進行濾波，可選地，結(jié)合例如通過例如高斯濾波器或近似高斯濾波器的FIR濾波器對圖像 進行平滑。梯度濾波器被設(shè)計用于產(chǎn)生圖像位置的輸出信號，其與預(yù)定方向的強度梯度成 比例。例如可使用具有5x5像素的FIR濾波器。在Canny邊緣檢測器中，多個梯度濾波器 含有針對不同方向的梯度的濾波器（例如水平方向、垂直方向及兩個對角線方向（/和\))。 通過在各像素位置結(jié)合分別應(yīng)用梯度濾波器至圖像所得的結(jié)果幅度可得到邊緣信號。該結(jié) 果代表基于像素位置的邊緣幅度。抑制像素位置中結(jié)果值不是局部最大值的結(jié)果值。可應(yīng) 用雙（低及高）閾值運算至該些結(jié)果，以降低錯誤邊緣點的數(shù)量。實際上，可針對晶圓特性 優(yōu)化這些運算的參數(shù)。這些運算將圖像轉(zhuǎn)換為經(jīng)處理的圖像，稱Canny邊緣圖像，像素在檢 測到邊緣的位置具有第一值（閾值之間的數(shù)值）以及在未檢測到邊緣的位置具有不同的第 二值。
[0022] 在第五步驟25中，Canny邊緣圖像用于計算Canny邊緣分率（Canny edge fraction)(CEF=圖像中邊緣像素數(shù)/總圖像像素數(shù)）或用于制作錯位分布的（二進制） 映射圖。在一個實施例中，映射錯位分布可包含：
[0023] -將圖像分成子區(qū)塊并計算圖像的每個子區(qū)塊的邊緣數(shù)；
[0024] -將邊緣密度超過另一閾值的區(qū)塊識別為錯位區(qū)域。
[0025] 亦可使邊緣信號（例如來自梯度濾波器的輸出）取代二進制邊緣檢測，且邊緣信 號的值可用作為權(quán)重，藉此權(quán)衡相應(yīng)邊緣點對邊緣計數(shù)的影響。在替代實施例中，在第四步 驟24,可使用非Canny算法的另一邊緣檢測算法。亦可調(diào)諧此種邊緣檢測算法的參數(shù)。
[0026] 在一實施例中，第五步驟25可包含權(quán)重運算，其中依據(jù)圖像中的位置將邊緣數(shù)乘 以權(quán)重。在另一實施例中，可罩住所選的圖像區(qū)域（對應(yīng)于不是一就是零的權(quán)重）。
[0027] 在計算Canny邊緣分率之前，可將線濾波器應(yīng)用于Canny邊緣圖像，以去除檢測中 與錯位無關(guān)的線性邊緣，例如通過測試沿著線的像素位置組的Canny邊緣圖像值，以及若 己針對治此線的預(yù)定長度片段的所有像素位置檢測邊緣點或不超過不形成連續(xù)子片段的 像素位置的預(yù)定數(shù)的所有像素位置，則抑制邊緣檢測。
[0028] 在替代實施例中，第四步驟24包含使用梯度方法取代Canny邊緣檢測。梯度方法 可由例如出自R. C. Gonzalez及R. E. Woods的書中706-714頁得知。然后第四步驟24可包 含應(yīng)用高通濾波器（例如Laplacian罩）至所捕獲的圖像，而第五步驟25則可包含：
[0029] -計算經(jīng)濾波的圖像的直方圖（例如頻率對強度值）或針對不同各子區(qū)塊計算多 個此種直方圖；
[0030] -針對各直方圖，計算在直方圖的低強度值與高強度值間的直方圖的這些強度值 的積分。
[0031] 在第六步驟26,第五步驟25所得的信息用于獲得性能預(yù)測。可為此目的使用相關(guān) 性?？膳浜舷嚓P(guān)預(yù)先儲存的不同密度值，預(yù)先儲存不同的預(yù)測性能值，且第五步驟的結(jié)果可 用于獲取相關(guān)的預(yù)測性能值。在一個實施例中，得自第五步驟25的平均錯位密度（圖像中 邊緣像素數(shù)除以總圖像像素數(shù)）系用于獲取預(yù)測的性能值。在另一實施例中，將錯位子區(qū) 塊數(shù)除以總子區(qū)塊數(shù)或錯位子區(qū)塊的全空間映射計算所得的平均密度用于獲取預(yù)測的性 能值。此引入兩個附加的可調(diào)諧參數(shù)，即區(qū)塊尺寸與選擇錯位區(qū)塊的閾值。
[0032] 在第七步驟27,基于預(yù)測的性能進行評估，以控制例如晶圓的進一步使用。可比較 預(yù)測的性能與性能的預(yù)設(shè)閾值。
[0033] 若晶圓符合閾值，則可使用已知的制造太陽能電池的預(yù)定制造工藝的其他步驟處 理晶圓。若不符合，則對晶圓進行不同的處理。再者，若可依據(jù)測試結(jié)果在應(yīng)用其他步驟前 剔除晶圓，則可節(jié)省成本。
[0034] 其他步驟可包含例如發(fā)射極擴散步驟，其中基板被摻雜以產(chǎn)生p-n結(jié)。蝕刻步驟 可為發(fā)射極擴散之前的最后蝕刻步驟。優(yōu)選地，第二步驟22的蝕刻工藝（在其后進行圖像 捕獲步驟23)為最早的蝕刻步驟，例如去除切割破壞的步驟。
[0035] 發(fā)射極擴散可具有使表面的錯位隱藏（obscure)的效應(yīng)，但是錯位有可能貫穿晶 圓，因此即使錯位被隱藏仍可能會發(fā)生問題。類似地，稍后在硅表面添加額外層的步驟有可 能隱藏錯位。因此，優(yōu)選地，在所捕獲的硅表面不含有發(fā)射極擴散時，或更優(yōu)選地，在所捕獲 的硅表面不含有其他擴散（例如背面或前面區(qū)域擴散）或稍后增加的覆蓋層（例如介電層 或?qū)w層）時，進行圖像的捕獲。
[0036] 在某些制造工藝中，通過在基板兩側(cè)進行摻雜而進行產(chǎn)生p-n結(jié)的摻雜，之后通 過蝕刻去除任一側(cè)的摻雜層，從而獲得具有單一結(jié)的材料。本方法亦可通過如下方式來應(yīng) 用：執(zhí)行圖像捕獲步驟23以捕獲通過此種單側(cè)蝕刻步驟所獲得的蝕刻表面的圖像。雖然這 在施加發(fā)射極之后，但是單側(cè)蝕刻確保無發(fā)射極擴散的表面可被捕獲。
[0037] 性能預(yù)測算法
[0038] 電池性能預(yù)測可預(yù)測性能特性的值，例如一旦經(jīng)制造后太陽能電池的開路電勢 V。。，一且經(jīng)制造后的電池效率η，或這兩者。效率為評估性能的最相關(guān)的特性，但是通常V。。 更容易計算，且可捕獲到最多與低少數(shù)電荷載子壽命時間有關(guān)的效應(yīng)。
[0039] 在一個實施例中，可使用"啟發(fā)式模型（heuristic model) "，其中使用性能特性對 錯位分率的線性回歸。錯位分率可直接得自于Canny邊緣計算或得自于基于Canny圖像的 子區(qū)塊的中間映射，或根據(jù)線性回歸計算Canny邊緣計算的相關(guān)性能特性值。
[0040] 在一實施例中，可使用分析模型，其中光伏電池的物理特性被表征。此可基于光伏 電池的等效電路來完成。
[0041] 第一實例包括針對太陽能電池的單二極管等效電路運用方程式。區(qū)別出沒有錯位 的區(qū)域（其指定第一（低）二極管暗飽和電流密度）以及具有錯位的區(qū)域（其指定第二 (較高）二極管暗飽和電流）。然后將二極管暗飽和電流的表面平均值用作為等效電路的 參數(shù)，從而計算性能特性的值。
[0042] 再者，可通過相同程序但現(xiàn)在包含發(fā)射極層與金屬化圖案的串聯(lián)電阻來獲得改善 的性能值η。此外，局部產(chǎn)生的光子電流密度可視錯位的存在而定。此可類似于以下針對 暗飽和電流的方法來完成：將某個值指派到?jīng)]有錯位的區(qū)域，而將更低的值指派到具有錯 位的區(qū)域?？赏ㄟ^等效電路中的額外元件，例如分路器、額外的二極管、串聯(lián)電阻、接觸電阻 等，來擴展模型。
[0043] 在第二實例中，可使用將太陽能電池描述為平行太陽能電池單二極管電路的二維 網(wǎng)絡(luò)的模型。該網(wǎng)絡(luò)具有第一型及第二型（壞的及好的）二極管，且在網(wǎng)絡(luò)中不同位置的 二極管根據(jù)在圖像中對應(yīng)位置的子區(qū)塊是否被識別為邊緣區(qū)塊或不對應(yīng)上述映射而被選 擇成為第一型或第二型。
[0044] 在該模型中，此二極管網(wǎng)絡(luò)可結(jié)合在制造期間稍后可應(yīng)用的金屬化圖案的模型。 在此模型中，通過串聯(lián)電阻來連接電路，這具有金屬化及發(fā)射極電阻的結(jié)合效應(yīng)。此定義于 偏微分方程式，其中固定在電流收集點的電池電壓作為邊界條件。此微分方程式可利用適 當?shù)姆椒ǎɡ缬邢拊ǎ‵inite Element Method))進行數(shù)值解答。
[0045] 暗飽和電流可用作為特性化錯位的特性，但是在此狀況下，可通過利用位置相關(guān) 光子產(chǎn)生電流密度及通過添加額外元件到等效電路模型來擴展模型（參見上述2c)。此特 定類型的建模使得能夠使用錯位的空間解析信息。
[0046] 如此可預(yù)測依賴于錯位的不同的可用金屬化圖案的效應(yīng)。在Sopori等人的文 章 "Performance limitations of mc-Si solar cells caused by defect clusters (由 缺陷群組導致的多晶硅太陽能電池的性能限制）"（ECS Trans.，18, 1049-1058(2009)) 以及''Influence of distributed defects on the photoelectric characteristics of a large-area device(分布的缺陷對在大面積裝置的光學特性的影響）"（J.Cryst. Growth, 210, 375-378(2000))中，己描述此種網(wǎng)絡(luò)模型關(guān)于錯位對太陽能電池性能的影響 的研究。
[0047] 評估步驟
[0048] 基于在制造工藝早期的蝕刻步驟后且在制造太陽能電池的工藝中的其余步驟之 前所捕獲的圖像而得到預(yù)測的性能。比較預(yù)測的晶圓性能與預(yù)設(shè)的閾值。可測試預(yù)測效率 是否高于閾值，可測試預(yù)測的V。。是否高于此閾值，或測試這兩者。若預(yù)測的晶圓性能符合 閾值，則以預(yù)定方式進行工藝的其余步驟。
[0049] 若預(yù)測的晶圓性能不符合預(yù)設(shè)的性能閾值，可實行許多手段其中的一種：
[0050] 1)可剔除晶圓，亦即不進行制造太陽能電池所需的其余工藝步驟。
[0051] 2)針對次等晶圓而言，可將晶圓傳送至不同的生產(chǎn)線。
[0052] 3)可依據(jù)預(yù)測性能來調(diào)整施加于晶圓的生產(chǎn)工藝。
[0053] 在后者情況的實施例中，可調(diào)整對晶圓進行金屬化的工藝步驟。舉例而言，當使用 "H"圖案或交指"E"圖案的金屬化時，可在相對于晶圓為零或九十度旋轉(zhuǎn)的狀況下將圖案應(yīng) 用到晶圓（亦即可在施用這些步驟之前旋轉(zhuǎn)晶圓以進行金屬化，或可旋轉(zhuǎn)用于施用圖案的 設(shè)備（例如印花網(wǎng)版），或可使用不同的印刷圖案）。可依據(jù)利用具有不同旋轉(zhuǎn)角度的金屬 化圖案的模型獲得的性能預(yù)測，來選擇選轉(zhuǎn)角度，其中選擇具有最佳預(yù)測性能的旋轉(zhuǎn)角度。 如此可得到較佳的性能。對2D模型網(wǎng)絡(luò)的研究已顯示錯位位置對金屬化有顯著重要性。
[0054] 在一個經(jīng)調(diào)整的實施例中，可調(diào)整金屬化圖案的手指的間距?？梢罁?jù)利用具有不 同間距的手指的金化圖案的模型的性能預(yù)測，來選擇間距，其中選擇具有最佳預(yù)測性能的 間距。此可結(jié)合旋轉(zhuǎn)角度的選擇,或可使用預(yù)定的旋轉(zhuǎn)角度被應(yīng)用。
[0055] 在一個實施例中，可使用金屬化施用技術(shù)，例如噴墨印刷法，使金屬化圖案比僅僅 旋轉(zhuǎn)及/或間距有更多的變化?？梢罁?jù)使用具有該金屬化圖案的模型獲得的性能預(yù)測來選 擇圖案，其中選擇具有最佳預(yù)測性能的圖案。
[0056] 以并發(fā)的性能預(yù)測監(jiān)控晶圓質(zhì)量可識別出生產(chǎn)中的不穩(wěn)定性或問題，亦即可區(qū)分 這些問題與晶圓質(zhì)量變異。在一個實施例中，在完成制造工藝之后，或在捕獲圖像階段之后 的制造階段，進行性能（例例如V。。或效率）測量。比較測量的晶圓性能與預(yù)測的晶圓性 能，且若偏差超過閾值，則產(chǎn)生警報，表示生產(chǎn)工藝可能發(fā)生錯誤。若不使用預(yù)測，則可能無 法檢測此種錯誤，因為不能將其與未知的晶圓缺陷效應(yīng)區(qū)分開。
[0057] 可將質(zhì)量問題反饋給晶圓供應(yīng)商，可提供改善晶體生長工藝的建議。
【權(quán)利要求】
1. 一種太陽能電池的制造方法，其中該制造方法包含蝕刻步驟以及晶圓的特性化，該 方法包括： 使用一酸性蝕刻劑以濕式化學蝕刻來蝕刻一晶圓，作為太陽能電池制造的一部分； 在所述蝕刻之后且在其他處理該晶圓的步驟之前，捕獲從該晶圓的一表面散射的光的 光學圖像； 對所捕獲的圖像施用圖像處理操作，以獲得經(jīng)處理的圖像，該圖像處理操作為加強邊 緣特征類型的圖像處理操作； 使用經(jīng)處理的圖像評估該晶圓上的錯位的密度； 使用該密度作為性能預(yù)測算法的輸入； 依據(jù)從該性能預(yù)測算法獲得的對一特性的預(yù)測，來控制針對該晶圓的其他處理步驟中 的一個或更多個的施用。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該光學圖像在所述蝕刻之后，在該晶圓的所述表面 無發(fā)射極擴散的制造階段被捕獲。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該圖像處理操作為Canny邊緣檢測運算。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該圖像處理操作包括：將一高通濾波器施用于所捕 獲的圖像，該方法包括：計算經(jīng)濾波的圖像的直方圖，以及針對該直方圖計算在該直方圖的 一低強度值與一高亮度值之間的強度值的積分。
5. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述控制其他步驟中的一個或更多個的 施用包括：選擇不對該晶圓執(zhí)行所述其他步驟或?qū)υ摼A執(zhí)行所述其他步驟。
6. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，包括：依據(jù)該預(yù)測調(diào)整金屬化圖案的施用。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該晶圓上的錯位的密度是根據(jù)該晶圓上的位置來評 估的。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，包括： 使用該密度作為利用具有不同金屬化圖案和/或金屬化圖案的方位的太陽能電池性 能模型并結(jié)合經(jīng)評估的密度的空間分布的性能預(yù)測算法的輸入； 在所述金屬化圖案和/或金屬化圖案的方位中選擇對應(yīng)于最佳預(yù)測性能的金屬化圖 案和/或金屬化圖案的方位； 根據(jù)所選擇的金屬化圖案和/或金屬化圖案的方位處理該晶圓。
9. 如權(quán)利要求1至8項任一項所述的方法，包括：若對該特性的預(yù)測不符合預(yù)定閾值， 則不對該晶圓施用其他處理步驟。
10. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，包含：在施用其他處理步驟之后，測量所述 特性，比較預(yù)測的特性與測量的特性，且若該預(yù)測的特性與該測量的特性之差超過一預(yù)定 量，貝 1J產(chǎn)生一警報信號。
11. 一種在制造過程期間對太陽能電池進行特性化的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含： 用于晶圓的支撐臺； 光源，導向該支撐臺上的一位置； 光檢測器，導向該位置且相對于該光源定位，從而僅檢測從該晶圓散射的光； 圖像處理系統(tǒng)，被配置為向該檢測器所捕獲的圖像施用邊緣檢測處理操作以獲得經(jīng)處 理的圖像，該圖像處理系統(tǒng)被配置為基于該經(jīng)處理的圖像根據(jù)該晶圓上的位置評估錯位的 密度，以使用該密度作為性能預(yù)測算法的輸入，以及依據(jù)從該性能預(yù)測算法獲得的對一特 性的預(yù)測來控制針對該晶圓的處理步驟的施用。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中該邊緣檢測運算為Canny邊緣檢測運算。
【文檔編號】H01L31/18GK104067512SQ201280067547
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月9日
【發(fā)明者】尼古拉斯·約翰尼斯·克萊門斯·瑪麗亞·凡·德·博格, 佩特拉·曼斯翰丹, 馬爾騰·德·布雷納, 加布里埃爾·約翰娜·瑪麗亞·詹森, 詹盧卡·科勒蒂, 埃弗特·尤金·本德 申請人:荷蘭能源研究中心基金會