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专利名称：电阻率检查方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及选定在透光性基板上成膜的透明导电膜的电阻率检查使用的照射光 的入射角度及波长的检查条件选定方法、及适用通过该检查条件选定方法选定的波长及其 入射角而进行透明导电膜的电阻率检查的电阻率检查方法及其装置、制造包括透明导电膜 在内的光电转换装置的光电转换装置的制造装置、及通过该制造装置制造的光电转换装置。
背景技术：
以往，已知有利用物质的光学的透射、反射特性，计测在透光性基板上成膜的透明 导电膜的电阻的方法(例如，参照专利文献1)。在专利文献1中公开有如下技术例如，在太阳电池的制造生产线中，对实施了透 明导电膜的太阳电池的基板照射光，基于根据该照射光的光强度和反射光的光强度算出的 反射率，来评价透明导电膜的特性。专利文献1 日本特开2007-225418号公报在上述的专利文献1中公开有评价透明导电膜的薄膜电阻时，使用2400nm以上 3000nm以下的波长频带的照明光，相对于此，评价透明导电膜的电阻率时，使用1500nm以 上ISOOnm以下的波长频带的照明光。如此，在评价电阻率时和评价薄膜电阻时改变使用的照明光的波长是因为在 2400nm以上3000nm以下的波长频带的照明光中，由于电阻率与反射率的相关关系低，因此 无法计测电阻率，同样地，在1500nm以上ISOOnm以下的波长频带的照明光中，由于薄膜电 阻与反射率的相关关系低，因此无法计测薄膜电阻(例如，参照专利文献1的段落“0048” 至“0052”)。在上述专利文献1所公开的方法中，由于能够使用于电阻率的计测的波长频带被 限制在1500nm以上ISOOnm以下的狭窄范围内，因此存在波长选择的自由度低这一问题。

发明内容
本发明为了解决上述问题而作出，其目的在于，提供一种能够从更大范围的波长 频带选定用于电阻率计测的适当的波长，并且能够以非破坏、非接触、高效率且高精度计测 透明导电膜的电阻率的电阻率检查方法及其装置、用于该电阻率检查方法及其装置的选定 检查条件的检查条件选定方法、具备该电阻率检查装置的光电转换装置的制造装置、及通 过该制造装置制造的光电转换装置。为了解决上述课题，本发明采用以下的方法。本发明的第一形态涉及选定用于透明导电膜的电阻率检查的照明光的波长及入 射角的检查条件选定方法，相对于膜厚及电阻率的组合不同的多个透明导电膜，照射由波 长及入射角构成的检查条件分别不同的P偏振光的照明光，分别测定其反射光的光量的评 价值，求出将包含所述透明导电膜的膜厚及电阻率的组合在内的样品条件、所述检查条件及所述评价值建立关联的相关关系，在所述相关关系中，选定所述透明导电膜的膜厚的差 异引起的所述评价值的误差在容许范围内且与所述电阻率的变化相对的所述评价值的变 化在规定值以上的所述检查条件。发明者们通过进行以下的试验、考察，发现在计测透明导电膜的电阻率时需要消 除膜厚引起的计测误差。首先，发明者们准备了具有相同电阻率的膜厚不同的透明导电膜作为试验用样 品。在此使用的膜厚为75nm、150nm、300nm、600nm这四种。接下来，相对于准备的透明导电 膜照射波长300nm至5000nm的光，根据此时的反射光，求出相对于各波长的反射率。此外， 该波长中，选择专利文献1所公开的1500nm及波长2400nm，求出相对于所述波长的反射率 和薄膜电阻的关系。图18示出各膜厚的波长与反射率的相关图，图19示出采用波长1500nm时的各膜 厚的反射率与薄膜电阻的关系，图20示出采用波长2400nm时的各膜厚的反射率和薄膜电 阻的关系。在图18至图20中，图表中记载的75nm、150nm、300nm及600nm的数值分别表示 透明导电膜的膜厚。如图18及图19所示可知，使用波长1500nm时的反射率的膜厚依赖性弱，无法计 测薄膜电阻。相对于此，如图18及图20所示可知，使用波长2400nm时的反射率的膜厚依赖性 高。换言之，在波长2400nm中，不是捕捉电阻率的变化而是捕捉膜厚变化，由此可知薄膜电 阻发生变化。即，可知在波长2400nm中，作为误差因子无法忽视膜厚，而在使用该波长频带 计测电阻率时，如何消除膜厚产生的误差因子这一情况在电阻率的测定精度提高中成为不 可或缺的要素。因此，发明者们提出为了消除误差因子即膜厚的影响而利用布鲁斯特现象的方 案。具体来说，提出了通过采用利用布鲁斯特现象截断包含透明导电膜的内部的多重干涉 效果所产生的干涉成分在内的反射光，仅接受电阻率参与的自由电子吸收所引起的长波长 区域的反射成分的光学系统，来消除膜厚引起的测定误差。图21是示出布鲁斯特现象的光学计算模型的图。在布鲁斯特现象中，首先，对透 明导电膜照射P偏振光的照明光。在图21中，折射率nl表示大气，折射率π2表示透明导 电膜，在大气与透明导电膜的边界中，反射照明光。在该布鲁斯特现象中，将照明光的波长和入射角设定成适当值时，能够期待不受 膜厚的影响而高精度地计测电阻率。因此，在本发明中，如上所述，求出分别改变由波长和 入射角构成的照明光的检查条件时的波长与反射率的关系，根据所述关系，选定适当的波 长及入射角。由此，在实际的电阻率检查，能够减少计测误差并实现检查精度的提高。此外，在透明导电膜的电阻率检查中，除了上述的膜厚之外，透明导电膜的表面状 态(凸凹状态)及温度也有可能成为计测误差的要因，因此发明者们也考察了这些要因。首先，上述透明导电膜的表面状态通常定量化为雾度。采用本发明的检查条件选定方法时，从大致1500nm以上4000nm以下的波长频带 范围中选定适当的波长，在该波长频带中，如图22所示可知，几乎不受雾度的影响。因此， 使用大致HOOnm以上的波长时，能够消除雾度，换言之，能够消除透明导电膜的表面状态 引起的计测误差。
图23是示出黑体辐射的波长依赖性的图表。纵轴是热辐射强度(erg)，横轴是波 长(nm)。作为透明导电膜的计测时的温度而能考虑的范围是从室温至100°C，波长4000nm 程度之前的光几乎不辐射。因此，在波长4000nm以下的波长中，在作为透明导电膜的计测 时的温度而能考虑的范围中，没有温度引起的影响或能够排除其影响。如此，根据本发明的检查条件选定方法，能够选定不仅能够消除膜厚而且能够消 除雾度或温度引起的计测误差的检查条件。本发明的第二形态涉及如下的电阻率检查方法将具有通过上述检查条件选定方 法选定的波长的P偏振光的照明光以通过该检查条件选定方法选定的入射角对在制造生 产线上输送的透光性基板上成膜的透明导电膜从膜面侧进行照射，检测由所述透明导电膜 反射的反射光，基于检测出的反射光的强度，算出通过所述检查条件选定方法选定的波长 下的反射光的光量的评价值，使用所述将评价值与电阻率预先建立关联的相关特性，由算 出的所述评价值求出电阻率。根据上述电阻率检查方法，能够非破坏、非接触且高效率地计测在制造生产线上 输送的透光性基板上成膜的透明导电膜的电阻率。此外，作为检查条件，由于采用通过上述检查条件选定方法选定的适当的条件，因 此能够不受膜厚、雾度、温度等的影响而计测电阻率。本发明的第三形态涉及电阻率检查装置，具备光照射部，其将具有通过上述检查 条件选定方法选定的波长的P偏振光的照明光以通过所述检查条件选定方法选定的入射 角对在制造生产线上输送的透光性基板上成膜的透明导电膜从膜面侧进行照射；光检测 部，其检测在所述透明导电膜上反射的反射光；评价值计算部，其基于检测到的光的强度， 算出通过所述检查条件选定方法选定的波长下的反射光的光量的评价值；电阻值计算部， 其使用将评价值与电阻率预先建立关联的相关特性，由算出的所述评价值求出电阻率。根据上述电阻率检查装置，能够非破坏、非接触且高效率地计测在制造生产线上 输送的透光性基板上进行成膜的透明导电膜的电阻率。再者，作为检查条件，由于采用通过上述检查条件选定方法选定的适当的条件，因 此能够不受膜厚等的影响而计测电阻率。在上述电阻率检查装置中，所述光照射部也可以具备光源，其射出包含所述波长 的照明光；偏振光部，其将从所述光源射出的照明光形成为P偏振光的照明光。这种情况 下，作为所述光源，能够采用例如发光二极管。在上述电阻率检查装置中，所述光照射部也可以具备光源，其射出包含所述波长 的规定的波长频带的照明光；偏振光部，其将从所述光源射出的照明光形成为P偏振光的 照明光；波长选择部，其设置在从所述光源射出的所述照明光的光路上或由所述透明导电 膜反射的反射光的光路上，使通过所述检查条件选定方法选定的波长的光透射，并截断此 外的波长。在上述电阻率检查装置中，所述光照射部也可以具备射出所述波长的照明光的半 导体激光器作为光源。在上述电阻率检查装置中，也可以具备设置在从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检测由所述光分支部分支的光的分支光检 测部，所述评价值计算部使用所述分支光检测部的检测结果算出所述评价值。
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如此，通过检测照明光的一部分光，能够把握对透明导电膜进行照射的照明光的 光强度，因此能够进一步提高反射率的计测精度。由此，能够提高电阻率的计测精度。在上述电阻率检查装置中，所述光照射部及所述光检测部的至少任一方也可以由 遮光部件包围。如此，通过利用遮光部件包围光照射部，能够抑制干扰光的入射。其结果是，能够 实现电阻率的计测精度提高。本发明的第四形态涉及一种光电转换装置的制造装置，将上述任一种电阻率检查 装置设置在输送生产线上。上述光电转换装置的制造装置优选具备对形成有所述透明导电膜的透光性基板 进行冷却的冷却装置，所述电阻率检查装置设置在所述冷却装置的下游侧。根据此种结构，能够将由冷却装置冷却后的温度稳定的透明导电膜作为检查对 象。由此，能够消除温度的影响引起的计测误差。本发明的第五形态是一种光电转换装置，通过上述任一种的光电转换装置的制造 装置制造。发明效果根据本发明，能够从更大范围的波长频带选定电阻率检查使用的适当的波长，并 且能够起到非破坏、非接触、高效率且高精度地计测透明导电膜的电阻率的效果。


图1是说明本发明的一实施方式的检查条件选定方法的处理顺序的流程图。图2是示出相对于样品照射照明光，接受此时的反射光时的光学系统模型的一例 的图。图3是示出对入射角0°时的波长IOOOnm以上3000nm以下的范围中的各波长与
反射率的关系进行表示的波长_反射率特性的图。图4是示出对入射角30°时的波长IOOOnm以上3000nm以下的范围中的各波长与
反射率的关系进行表示的波长_反射率特性的图。图5是示出对入射角60°时的波长IOOOnm以上3000nm以下的范围中的各波长与
反射率的关系进行表示的波长_反射率特性的图。图6是示出对入射角80°时的波长IOOOnm以上3000nm以下的范围中的各波长与
反射率的关系进行表示的波长_反射率特性的图。图7是示出在波长300nm以上5000nm以下的范围中进行检查时的波长与反射率 的相关关系图的一例的图。图8是示出本发明的第一实施方式的电阻率检查装置的简要结构的图。图9是示出本发明的第一实施方式的光照射部的简要结构的图。图10是示出多个光照射部与多个光检测部的位置关系的简图。图11是示出基板中的计测区域的简图。图12是示出本发明的第一实施方式的电阻率检查方法的处理顺序的流程图。图13是示出本发明的第二实施方式的电阻率检查装置中使用的光照射部的简要 结构的图。
图14是示出本发明的第三实施方式的电阻率检查装置中使用的光照射部的简要 结构的图。图15是示出本发明的第四实施方式的电阻率检查装置中使用的光照射部的简要 结构的图。图16是示出适用本发明的任一实施方式的电阻率检查装置而制造出的光电转换 装置的一例的剖视图。图17是示出本发明的一实施方式的太阳电池的制造方法的处理顺序的流程图。图18是示出各膜厚的波长与反射率的关系的图。图19是示出采用波长1500nm时的各膜厚的反射率与薄膜电阻的关系的图。图20是示出采用波长2400nm时的各膜厚的反射率与薄膜电阻的关系的图。图21是示出布鲁斯特现象的光学计算模型的图。图 22是示出各波长与分光雾度的关系的图。图23是示出各温度中的各波长与黑体辐射率的关系的图。
具体实施例方式以下，参照附图，说明本发明的电阻率检查方法及其装置、选定该电阻率检查方法 及其装置中使用的检查条件的检查条件选定方法、具备该电阻率检查装置的光电转换装置 的制造装置及通过该制造装置制造出的光电转换装置的一实施方式。在以下的说明中，举例以适用于太阳电池面板等的光电转换装置的透明导电膜为 检查对象的情况进行说明，但是本发明并不局限于此，也能够适用于以其它的显示器或窗 玻璃等使用的透明导电膜为检查对象的情况。以下，参照图1说明本发明的一实施方式的检查条件选定方法。本实施方式的检查条件选定方法是对在玻璃基板等的透光性基板上成膜的透明 导电膜的电阻率计测所使用的照明光的波长及入射角进行选定的方法。首先，准备膜厚及电阻率的组合不同的多个透明导电膜作为样品(图1的步骤 SAl)。在本实施方式中，作为样品，准备了下表所示的组合的8个样品。[表1]
样品No.电阻率(I(T4Qcm)膜厚(nm)15. 960026. 360036. 660047. 160055. 9800
权利要求
一种检查条件选定方法，选定用于透明导电膜的电阻率检查的照明光的波长及入射角，其中，相对于膜厚及电阻率的组合不同的多个透明导电膜，照射由波长及入射角构成的检查条件分别不同的P偏振光的照明光，分别测定其反射光的光量的评价值，求出将包含所述透明导电膜的膜厚及电阻率的组合在内的样品条件、所述检查条件及所述评价值建立关联的相关关系，在所述相关关系中，选定所述透明导电膜的膜厚的差异引起的所述评价值的误差在容许范围内且与所述电阻率的变化相对的所述评价值的变化在规定值以上的所述检查条件。
2.—种电阻率检查方法，将具有通过权利要求1所述的检查条件选定方法选定的波长 的P偏振光的照明光以通过该检查条件选定方法选定的入射角对在制造生产线上输送的 透光性基板上成膜的透明导电膜从膜面侧进行照射，检测由所述透明导电膜反射的反射光，基于检测出的反射光的强度，算出通过所述检查条件选定方法选定的波长下的反射光 的光量的评价值，使用所述将评价值与电阻率预先建立关联的相关特性，由算出的所述评价值求出电阻率。
3. 一种电阻率检查装置，具备光照射部，其将具有通过权利要求1所述的检查条件选定方法选定的波长的P偏振光 的照明光以通过所述检查条件选定方法选定的入射角对在制造生产线上输送的透光性基 板上成膜的透明导电膜从膜面侧进行照射；光检测部，其检测在所述透明导电膜上反射的反射光；评价值计算部，其基于检测到的光的强度，算出通过所述检查条件选定方法选定的波 长下的反射光的光量的评价值；电阻值计算部，其使用将评价值与电阻率预先建立关联的相关特性，由算出的所述评 价值求出电阻率。
4.根据权利要求3所述的电阻率检查装置，其中， 所述光照射部具备光源，其射出包含所述波长的照明光；偏振光部，其将从所述光源射出的照明光形成为P偏振光的照明光。
5.根据权利要求4所述的电阻率检查装置，其中， 所述光源是发光二极管。
6.根据权利要求3所述的电阻率检查装置，其中， 所述光照射部具备光源，其射出包含所述波长的规定的波长频带的照明光； 偏振光部，其将从所述光源射出的照明光形成为P偏振光的照明光； 波长选择部，其设置在从所述光源射出的所述照明光的光路上或由所述透明导电膜反 射的反射光的光路上，使通过所述检查条件选定方法选定的波长的光透射，并截断此外的 波长。
7.根据权利要求3所述的电阻率检查装置，其中，所述光照射部具备射出所述波长的照明光的半导体激光器作为光源。
8.根据权利要求3 7中任一项所述的电阻率检查装置，其中，具备设置在从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 分支部和检测由所述光分支部分支的光的分支光检测部，所述评价值计算部使用所述分支光检测部的检测结果算出所述评价值。
9.根据权利要求3 8中任一项所述的电阻率检查装置，其中， 所述光照射部及所述光检测部的至少任一方由遮光部件包围。
10.一种光电转换装置的制造装置，将权利要求3 9中任一项所述的电阻率检查装置 设置在输送生产线上。
11.根据权利要求10所述的光电转换装置的制造装置，其中， 具备对形成有所述透明导电膜的透光性基板进行冷却的冷却装置， 所述电阻率检查装置设置在所述冷却装置的下游侧。
12.一种光电转换装置，通过权利要求10或11所述的光电转换装置的制造装置制造。
全文摘要
以非破坏、非接触、高效率且高精度计测透明导电膜的电阻率为目的。提供一种电阻率检查装置，具备光照射装置(3)，其将具有通过事先进行的检查条件选定方法选定的波长的P偏振光的照明光以通过该方法选定的入射角对在制造生产线上输送的透光性基板上成膜的透明导电膜从膜面侧进行照射；光检测装置(2)，其检测在透明导电膜反射的反射光；信息处理装置(7)，其基于检测到的光的强度，算出与该波长有关的反射光的光量的评价值，使用将评价值与电阻率预先建立关联的相关特性，由算出的所述评价值求出电阻率。
文档编号G01R27/02GK101981431SQ200980111369
公开日2011年2月23日 申请日期2009年7月2日 优先权日2008年8月11日
发明者坂井智嗣, 小林靖之, 山口贤刚, 高野晓巳 申请人:三菱重工业株式会社