[发明专利]波长选择方法、膜厚计测方法、膜厚计测装置及薄膜硅系设备的制造系统

说明书

技术领域

本发明涉及薄膜的膜厚计测，特别是涉及对包含在薄膜硅系设备 的基板上成膜的结晶质硅膜的膜厚测定所使用的波长进行选择的波长 选择方法，使用由该波长选择方法选择的波长进行膜厚计测的膜厚计 测方法及其装置，以及包含薄膜形成的薄膜硅系设备的制造系统。

背景技术

在现有技术中公知有一种利用物质的光学吸收特性对在透光性基 板上成膜的薄膜的膜厚进行计测的技术(例如，参照专利文献1)。

专利文献1公开了如下技术，在薄膜太阳电池的生产线上，对施 以薄膜的太阳电池基板照射光，基于其透射光的光量求得基板被施以 的薄膜的膜厚。

专利文献1：日本特开2004-65727号公报

发明内容

但是，现已发现，基于上述特许文献1的膜厚测定中，对基板或 薄膜表面的凸凹状态不同的太阳电池基板的膜厚进行评价时，会产生 透光量的变动，存在计测结果中有包含允许范围以上的计测误差之虞。 此外，存在因为该误差而不能以所希望的精度计测膜厚的问题，不能 提高膜厚监视精度。

此外，在使用膜厚计测专用的膜厚计(分光偏振光椭圆率测量仪 或分光光度计等)时，需要使生产线的基板一度下线来进行计测评价， 而且在得到计测结果之前需要时间，存在不能对生产中的全数进行在 线监视。

本发明是为了解决上述问题而作出的，目的在于提供能降低膜厚 计测误差的波长选择方法、膜厚计测方法、膜厚计测装置及薄膜硅系 设备的制造系统。

本发明的第1形式为一种选择薄膜膜厚计测所使用的波长的波长 选择方法，包括：对将膜质状态及膜厚不同的薄膜膜制于基板上的多 个样本照射不同波长的照明光，分别计测与照射各所述波长的照明光 时的透射光的光量相关的评价值，基于该计测结果，对所述每个波长， 作成表示各所述膜质状态中膜厚和所述评价值的相关关系的膜厚特 性，在各所述膜厚特性中选择由膜质状态引起的所述评价值的计测差 在规定范围内的波长。

例如，在透光性基板层积一层以上的透明导电膜、硅系薄膜光电 变换层，层积金属电极的薄膜硅系太阳电池中，透明导电膜的表面上 为了将入射光在光电变换层有效利用而存在凹凸构造(晶体组织构 造)，而且得知，成长的薄膜对其膜质状态产生影响，存在阻碍计测 硅系薄膜光电变换层的膜厚的精度提升的情况。

发明者们发现，在硅系薄膜光电层的薄膜的膜质状态、特别是结 晶质硅膜的膜质状态不同时，透射率将变化，由此产生膜厚的计测误 差，提出以下的降低膜质状态引起的计测误差的方案。

即，根据本发明的1种形式的波长选择方法，准备将膜质状态和 膜厚不同的薄膜形成于基板上的多个样本，通过对这些样本照射不同 的波长的照明光，对在照射各波长的光时的各样本的透射光进行检测， 分别测定与该透射光的光量相关的评价值。此外，因为基于这些测定 结果，对每个波长，作成表示各膜质状态中膜厚和评价值的相关关系 的膜厚特性，选择各膜厚特性中由膜质状态引起的透射率的计测差在 规定范围内的波长，所以，可以选择由膜质状态引起的计测误差少的 光的波长。

此外，通过基于选择的波长的评价值对膜厚进行计测，能减小测 定误差。如专利文献1那样，在现有技术中，是选定与各薄膜的吸收 波长相近的波长，由透射光强度换算出膜厚，但本发明中发现，选择 由膜质状态引起的计测误差小的波长在计测精度的提升上极为重要。 在这里，与透射光的光量相关的评价值是例如光强度、透射率等。

另外，在使所述不同的波长的照明光照射薄膜的情况下，也可将 不同的单一波长的光顺次照射，检测每次光照射的透射光，得到所述 评价值。或者，也可通过照射包含多个波长的白色光，检测该透射光， 进而进行分光解析，得到对各波长的评价值。或者，也可照射分光的 照明光，检测该透射光，得到评价值。此外，照射照明光的方向可以 是从透光性基板侧，也可以是从形成的薄膜侧，由于但薄膜表面上存 在很小的凸凹，照射光会散射，因此，从透光性基板侧照射的情况下 对透射膜的光量稳定，所以更好。

在所述选择方法中，所述膜质状态例如是结晶性。