(57)【要約】  スリット塗布法やストライプ塗布法が元来もつ高いパターン塗布精度を保持したまま、任意の塗布形状に対応することができる塗布方法および塗布装置を提供する。塗布方法は、ノズルの吐出口から塗液を吐出させて、基板と前記吐出口との間に前記塗液からなるビードを形成するビード形成工程と、前記基板に対して前記ノズルを相対移動させて、前記基板上に前記塗液を塗布する塗布工程と、を含み、前記塗布工程において、前記ノズルの吐出口と前記基板との間隔を変化させることにより、前記基板上における前記塗液の塗布終了位置が調整される。
2013146948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルの吐出口から塗液を吐出させて、基板と前記吐出口との間に前記塗液からなるビードを形成するビード形成工程と、
前記基板に対して前記ノズルを相対移動させて、前記基板上に前記塗液を塗布する塗布工程と、
を含み、
前記塗布工程において、前記ノズルの吐出口と前記基板との間隔を変化させることにより、前記基板上における前記塗液の塗布終了位置が調整されることを特徴とする塗布方法。
【請求項２】
前記ノズルはスリット状の吐出口を有し、
前記塗布工程は、前記基板の一端から他端に向けて、前記スリット状の吐出口を有するノズルにより、前記塗液を幅広のパターンに塗布し、
前記スリットの形状は、前記塗布終了位置の形状と異なっていることを特徴とする請求項１に記載の塗布方法。
【請求項３】
前記ノズルは分散して配列された複数の吐出口を有し、
前記塗布工程は、前記基板の一端から他端に向けて、前記複数の吐出口を有するノズルにより、前記塗液をストライプ状のパターンに塗布し、
前記複数の吐出口の配列は、前記塗布終了位置の配列と異なることを特徴とする請求項１に記載の塗布方法。
【請求項４】
前記吐出口は、直線、曲線、または少なくとも１箇所で屈曲した線に沿って設けられたスリット状をなすことを特徴とする請求項２に記載の塗布方法。
【請求項５】
前記複数の吐出口は、直線、曲線、または少なくとも１箇所で屈曲した線に沿って配列されていることを特徴とする請求項３に記載の塗布方法。
【請求項６】
前記塗布工程は、前記基板上の、多角形、閉じた曲線、または直線と曲線の組み合わせからなる閉じた線に囲まれる領域に前記塗液を塗布し、
前記スリット状の吐出口は、前記領域における前記塗液の塗布開始位置に沿った形状をなすことを特徴とする請求項２または４に記載の塗布方法。
【請求項７】
前記塗布工程は、前記基板上の、多角形、閉じた曲線、または直線と曲線の組み合わせからなる閉じた線に囲まれる領域に前記塗液を塗布し、
前記複数の吐出口は、前記領域における前記塗液の塗布開始位置に沿って配列されていることを特徴とする請求項３または５に記載の塗布方法。
【請求項８】
前記基板は、多角形、閉じた曲線、または直線と曲線の組み合わせからなる閉じた線からなる外周形状を有し、
前記領域の外周形状は、前記基板の外周形状に沿った形状をなすことを特徴とする請求項６または７に記載の塗布方法。
【請求項９】
前記基板における前記塗液の塗布対象領域に対して前記塗布終了位置を下降させることにより、前記ノズルの吐出口と前記基板との間隔が変化することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の塗布方法。
【請求項１０】
前記基板を保持するステージの端部から前記基板の一部を突出させ、該一部に対して下向きの力を加えることにより、前記塗布終了位置を下降させることを特徴とする請求項９記載の塗布方法。
【請求項１１】
前記基板に段差または傾斜を設けることにより、前記塗布終了位置を下降させることを特徴とする請求項９に記載の塗布方法。
【請求項１２】
前記基板から前記ノズルが離れる方向に前記ノズルの少なくとも一部を移動させることにより、前記ノズルの吐出口と前記基板との間隔が変化することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の塗布方法。
【請求項１３】
基板を保持するステージと、
吐出口から塗液を吐出するノズルと、
前記基板と前記ノズルとの少なくともいずれか一方を他方に対して相対移動させる手段と、
前記ノズルの吐出口と前記基板との間隔を変化させる手段と、
を有することを特徴とする塗布装置。
【請求項１４】
前記ノズルはスリット状の吐出口を有し、
前記基板と前記ノズルとの少なくともいずれか一方を他方に対して相対移動させることにより、前記基板の一端から他端に向けて、前記スリット状の吐出口を有するノズルにより、前記塗液が幅広のパターンに塗布され、
前記スリットの形状は、前記塗布終了位置の形状と異なることを特徴とする請求項１３記載の塗布装置。
【請求項１５】
前記ノズルは分散して配列された複数の吐出口を有し、
前記基板と前記ノズルとの少なくともいずれか一方を他方に対して相対移動させることにより、前記塗液がストライプ状のパターンに塗布され、
前記複数の吐出口の配列は、前記塗布終了位置の配列と異なることを特徴とする請求項１３記載の塗布装置。
【請求項１６】
前記ステージは、前記ノズルの吐出口に対して凸の非平面状をなす基板載置面を有し、
前記ノズルの吐出口と前記基板との間隔を変化させる手段は、前記基板載置面に対して前記基板を保持する保持機構であることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の塗布装置。
【請求項１７】
前記ステージの端部から前記基板の一部が突出するように前記基板が前記ステージに配置され、
前記ノズルの吐出口と前記基板との間隔を変化させる手段は、前記基板の突出部に下向きの力を加えつつ、前記基板を前記ステージに保持する保持機構であることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の塗布装置。
【請求項１８】
前記ノズルの吐出口と前記基板との間隔を変化させる手段は、前記基板から前記ノズルが離れる方向に前記ノズルの少なくとも一部を移動させる機構である請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の塗布装置。
【請求項１９】
前記スリット状の吐出口は、直線、曲線、または少なくとも１箇所で屈曲した線に沿って設けられたスリット状をなすことを特徴とする請求項１４に記載の塗布装置。
【請求項２０】
前記複数の吐出口は、直線、曲線、または少なくとも１箇所で屈曲した線に沿って配列されていることを特徴とする請求項１５記載の塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は塗布方法および塗布装置に関し、特に、半導体基板に材料の溶液を塗布する塗布方法および塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池の構造として、半導体基板の主面のうち、太陽光を入射させる受光面と反対側の裏面にｐｎ接合が形成された裏面接合型太陽電池が知られている。裏面接合型太陽電池は、受光面に電極が存在しないため、原理的に高い変換効率が期待でき、受光面側から見た意匠性にも優れるという特長があり、既に実用化が始まっている。【０００３】
裏面接合型太陽電池においては、ｎ型領域およびｐ型領域と、それらに対応する保護膜や電極とが裏面のみに集約してパターン形成されるため、高精度のパターン加工技術が要求される。この点について、特許文献１には、パターン加工の対象となる薄膜をストライプ塗布法により直接パターン塗布することで、裏面接合型太陽電池の製造工程を簡略化する技術が開示されている。【０００４】
ストライプ塗布法とは、材料の溶液（ペースト）を吐出する開口（吐出口）が複数設けられた塗布ノズルを基板に対して相対的に移動させながら、複数の吐出口から溶液を連続的に吐出することにより、複数の帯状のパターンを形成する塗布方法である。ストライプ塗布法においては塗布ノズルと基板とが接触しないので、スクリーン印刷法（例えば、特許文献２〜４参照）で懸念される基板の割れや傷、汚染物の影響、位置精度の悪化を回避できる。また、特許文献１に開示される技術によれば、塗布ノズルからペーストを下向きに吐出するので、あるペーストが先に塗布された状態でも、別のペーストをパターン塗布することができる。【０００５】
さらに、ストライプ塗布法においては溶液を連続吐出しながら塗布する。そのため、溶液を断続的に吐出するインクジェット法（例えば、特許文献４、５参照）において、溶液が図２７に示すような複数の円の結合パターンを形成してしまうのと比較して、ストライプ塗布法は、より高精度のストライプ形状をパターン塗布できるという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０７４４６７号
【特許文献２】特開２００８−１８６９２７号公報
【特許文献３】特開２０１０−２０５８３９号公報
【特許文献４】国際公開第２００７／０８１５１０号
【特許文献５】特開２００４−２２１１４９号公報
【特許文献６】特開２００１−２６９６１０号公報
【特許文献７】特開２００１−９６２１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、裏面接合型太陽電池に好適に用いられる単結晶シリコン基板は円柱状のインゴットから切り出されるため、図２８に示すように、半導体基板９１ａは正方形ではなく、４隅に切り欠き部９２が存在する形状となる。従来のストライプ塗布法においては、この切り欠き部９２に沿うような塗布形状９３ａを形成することが難しかった。また、図２９に示すように、正方形の基板９１ｂに対しても、塗布方向における長さが異なるような塗布形状９３ｂを形成することも難しかった。即ち、従来のストライプ塗布法においては、例えば長方形のように、塗布開始位置及び塗布終了位置の形状が吐出口の配列と平行な塗布形状をなす領域に対しては精度良く塗布を行えるものの、それ以外の任意の塗布形状をなす領域に対してはパターン塗布が困難であり、これが課題となっていた。【０００８】
ペーストをパターン塗布するストライプ塗布法と異なるが、スリット状の吐出口が設けられた塗布ノズル（塗布ヘッド）を用いてペーストを全面塗布するスリット塗布法も知られている。例えば特許文献６には、このスリット塗布法を円形状の基板に適用した技術として、凹状の基板保持部を有する基板ステージに円形状の基板をはめ込んだ状態で、塗布ヘッドにより基板ステージの上面全体にペーストを塗布する技術が開示されている。しかしながら、この手法では、基板にペーストを塗布する毎に、基板ステージに付着したペーストを完全除去するのは困難である。また、基板と基板ステージとの間に生じる隙間にペーストが侵入したり、基板ステージに一旦付着したペーストが凹状の基板保持部に流れ込んだりするなどして、凹状の基板保持部の底部にペーストが付着し、次の基板の着脱に支障を与えることが懸念される。【０００９】
また、例えば特許文献７には、可撓性を有するフィルム状の基板を、試料台の上面に形成されたエンドレス溝に吸着させた状態で、試料台の上面全体にスリット塗布する技術が開示されている。しかしながら、この手法では、基板の中途の領域をエンドレス溝に沿わせる必要があり、樹脂フィルムのように柔軟性に富んだ基板しか使用できかなかった。【００１０】
さらに、フィルム状の基板をエンドレス溝に吸着させてスリット塗布を行う場合、次のような問題もあった。図３０Ａは、基板ステージ９４のエンドレス溝９５にフィルム基板９６を沿わせて吸着させた状態で、ノズル９７から塗液（ペースト）９８を吐出しながら塗布を開始した状態を示している。また、図３０Ｂは、図３０ＡのＡ９−Ａ９’断面図である。なお、図３０Ｂにおいては、ノズル９７の内部構造の記載を省略している。【００１１】
図３１Ｂは、図３１ＡのＡ１０−Ａ１０’断面図である。なお、図３１Ｂにおいては、ノズル９７の内部構造の記載を省略している。図３１Ａに示すように、ノズル９７がエンドレス溝９５に差し掛かると、図３１Ｂに示すように、フィルム基板９６が周囲より低い部分にはペースト９８が付着しないが、ノズル９７の先端からはペースト９８が吐出され続けているので、その部分のペースト９８の液溜まりは増大している。【００１２】
図３２Ｂは、図３２ＡのＡ１１−Ａ１１’断面図であり、図３３Ｂは、図３３ＡのＡ１２−Ａ１２’断面図である。図３２Ａに示すように、この状態でノズル９７が円形の塗布対象領域に差し掛かると、フィルム基板９６の塗布対象領域の端部にペースト過剰付着部９９が形成されてしまう。その結果、図３３Ａおよび図３３Ｂに示すように、円形の塗布対象領域の川上側にペースト過剰付着部９９が形成されるので、この部分の膜厚が厚くなってしまう。【００１３】
このようなスリット塗布と同様の原理をストライプ塗布法に適用した場合にも、川上側にペーストが過剰に付着するので、その部分の膜厚が厚くなるだけでなく横方向にも広がり、ストライプ幅が増大するという問題があった。【００１４】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、スリット塗布法やストライプ塗布法が元来もつ高いパターン塗布精度を保持したまま、任意の塗布形状に対応することができる塗布方法および塗布装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る塗布方法は、ノズルの吐出口から塗液を吐出させて、基板と前記吐出口との間に前記塗液からなるビードを形成するビード形成工程と、前記基板に対して前記ノズルを相対移動させて、前記基板上に前記塗液を塗布する塗布工程と、を含み、前記塗布工程において、前記ノズルの吐出口と前記基板との間隔を変化させることにより、前記基板上における前記塗液の塗布終了位置が調整されることを特徴とする。【００１６】
上記塗布方法において、前記ノズルはスリット状の吐出口を有し、前記塗布工程は、前記基板の一端から他端に向けて、前記スリット状の吐出口を有するノズルにより、前記塗液を幅広のパターンに塗布し、前記スリットの形状は、前記塗布終了位置の形状と異なっていることを特徴とする。【００１７】
上記塗布方法において、前記ノズルは分散して配列された複数の吐出口を有し、前記塗布工程は、前記基板の一端から他端に向けて、前記複数の吐出口を有するノズルにより、前記塗液をストライプ状のパターンに塗布し、前記複数の吐出口の配列は、前記塗布終了位置の配列と異なることを特徴とする。【００１８】
上記塗布方法において、前記吐出口は、直線、曲線、または少なくとも１箇所で屈曲した線に沿って設けられたスリット状をなすことを特徴とする。【００１９】
上記塗布方法において、前記複数の吐出口は、直線、曲線、または少なくとも１箇所で屈曲した線に沿って配列されていることを特徴とする。【００２０】
上記塗布方法において、前記塗布工程は、前記基板上の、多角形、閉じた曲線、または直線と曲線の組み合わせからなる閉じた線に囲まれる領域に前記塗液を塗布し、前記スリット状の吐出口は、前記領域における前記塗液の塗布開始位置に沿った形状をなすことを特徴とする。【００２１】
上記塗布方法において、前記塗布工程は、前記基板上の、多角形、閉じた曲線、または直線と曲線の組み合わせからなる閉じた線に囲まれる領域に前記塗液を塗布し、前記複数の吐出口は、前記領域における前記塗液の塗布開始位置に沿って配列されていることを特徴とする。【００２２】
上記塗布方法において、前記基板は、多角形、閉じた曲線、または直線と曲線の組み合わせからなる閉じた線からなる外周形状を有し、前記領域の外周形状は、前記基板の外周形状に沿った形状をなすことを特徴とする。【００２３】
上記塗布方法において、前記基板における前記塗液の塗布対象領域に対して前記塗布終了位置を下降させることにより、前記ノズルの吐出口と前記基板との間隔が変化することを特徴とする。【００２４】
上記塗布方法において、前記基板を保持するステージの端部から前記基板の一部を突出させ、該一部に対して下向きの力を加えることにより、前記塗布終了位置を下降させることを特徴とする。【００２５】
上記塗布方法において、前記基板に段差または傾斜を設けることにより、前記塗布終了位置を下降させることを特徴とする。【００２６】
上記塗布方法において、前記基板から前記ノズルが離れる方向に前記ノズルの少なくとも一部を移動させることにより、前記ノズルの吐出口と前記基板との間隔が変化することを特徴とする。【００２７】
本発明に係る塗布装置は、基板を保持するステージと、吐出口から塗液を吐出するノズルと、前記基板と前記ノズルとの少なくともいずれか一方を他方に対して相対移動させる手段と、前記ノズルの吐出口と前記基板との間隔を変化させる手段と、を有することを特徴とする。【００２８】
上記塗布装置において、前記ノズルはスリット状の吐出口を有し、前記基板と前記ノズルとの少なくともいずれか一方を他方に対して相対移動させることにより、前記基板の一端から他端に向けて、前記スリット状の吐出口を有するノズルにより、前記塗液が幅広のパターンに塗布され、前記スリットの形状は、前記塗布終了位置の形状と異なることを特徴とする。【００２９】
上記塗布装置において、前記ノズルは分散して配列された複数の吐出口を有し、前記基板と前記ノズルとの少なくともいずれか一方を他方に対して相対移動させることにより、前記塗液がストライプ状のパターンに塗布され、前記複数の吐出口の配列は、前記塗布終了位置の配列と異なることを特徴とする。【００３０】
上記塗布装置において、前記ステージは、前記ノズルの吐出口に対して凸の非平面状をなす基板載置面を有し、前記ノズルの吐出口と前記基板との間隔を変化させる手段は、前記基板載置面に対して前記基板を保持する保持機構であることを特徴とする。【００３１】
上記塗布装置において、前記ステージの端部から前記基板の一部が突出するように前記基板が前記ステージに配置され、前記ノズルの吐出口と前記基板との間隔を変化させる手段は、前記基板の突出部に下向きの力を加えつつ、前記基板を前記ステージに保持する保持機構であることを特徴とする。【００３２】
上記塗布装置において、前記ノズルの吐出口と前記基板との間隔を変化させる手段は、前記基板から前記ノズルが離れる方向に前記ノズルの少なくとも一部を移動させる機構である。【００３３】
上記塗布装置において、前記スリット状の吐出口は、直線、曲線、または少なくとも１箇所で屈曲した線に沿って設けられたスリット状をなすことを特徴とする。【００３４】
上記塗布装置において、前記複数の吐出口は、直線、曲線、または少なくとも１箇所で屈曲した線に沿って配列されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、ノズルの吐出口と基板との間隔を変化させることにより、塗液の塗布終了位置を調整するので、任意の塗布形状をなす領域に対しても、スリット塗布法やストライプ塗布法が元来もつ高いパターン塗布精度を保持したまま、塗液を高精度に塗布を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る塗布方法において、基板とノズルの吐出口との間にビードを形成させた状態を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る塗布方法において、基板とノズルの吐出口との間のビードが途切れた状態を示す断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の実施形態１に係る塗布方法の一例を説明する図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａに示すノズルが二点鎖線Ａ１−Ａ１’の位置に移動した状態におけるＡ１−Ａ１’断面図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、図３Ａに示すノズルが二点鎖線Ａ１−Ａ１’の位置に移動した状態におけるＢ１−Ｂ１’断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の実施形態２に係る塗布方法の一例を説明する図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａに示すノズルが二点鎖線Ａ２−Ａ２’の位置に移動した状態におけるＡ２−Ａ２’断面図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、図４Ａに示すノズルが二点鎖線Ａ２−Ａ２’の位置に移動した状態におけるＢ２−Ｂ２’断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の実施形態３に係る塗布方法の一例を説明する図であり、塗布開始時点における基板およびノズルを示す平面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５ＡのＡ３−Ａ３’断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の実施形態３に係る塗布方法の一例を説明する図であり、基板の中ほどまで塗布を終えた時点における基板およびノズルを示す平面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６ＡのＡ４−Ａ４’断面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の実施形態４に係る塗布方法の一例を説明する図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａに示すノズルが二点鎖線Ａ５−Ａ５’の位置に移動した状態におけるＡ５−Ａ５’断面図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、図７Ａに示すノズルが二点鎖線Ａ５−Ａ５’の位置に移動した状態におけるＢ５−Ｂ５’断面図である。
【図８Ａ】図８Ａは、本発明の実施形態４に係る塗布方法の別の例を説明する図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、本発明の実施形態４に係る塗布方法の別の例を説明する図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態１及び２に係る塗布方法の変形例１を説明する図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態１及び２に係る塗布方法の変形例１を説明する図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、本発明の実施形態３に係る塗布方法の変形例２を説明する上面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、本発明の実施形態３に係る塗布方法の変形例２を説明する正面図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、図１１Ａに示す基板の中ほどまで塗布を終えた状態を示す上面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、図１１Ａに示す基板の中ほどまで塗布を終えた状態を示す正面図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、本発明の実施形態１に係る塗布方法をスリット塗布法に適用した例を説明する平面図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、図１３Ａに示すノズルが二点鎖線Ａ６−Ａ６’の位置に移動した状態におけるＡ６−Ａ６’断面図である。
【図１３Ｃ】図１３Ｃは、図１３Ａに示すノズルが二点鎖線Ａ６−Ａ６’の位置に移動した状態におけるＢ６−Ｂ６’断面図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、本発明の実施形態２に係る塗布方法をスリット塗布法に適用した例を説明する平面図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、図１４Ａに示すノズルが二点鎖線Ａ７−Ａ７’の位置に移動した状態におけるＡ７−Ａ７’断面図である。
【図１４Ｃ】図１４Ｃは、図１４Ａに示すノズルが二点鎖線Ａ７−Ａ７’の位置に移動した状態におけるＢ７−Ｂ７’断面図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、スリット状の吐出口の変形例を示す平面図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、スリット状の吐出口の変形例を示す平面図である。
【図１５Ｃ】図１５Ｃは、スリット状の吐出口の変形例を示す平面図である。
【図１６】図１６は、各実施形態１〜４に係る塗布方法に用いることができる塗布装置の一例を示す斜視図である。
【図１７】図１７は、裏面接合型太陽電池の典型的な構造を示す断面図である。
【図１８】図１８は、図１７に示す裏面接合型太陽電池を裏面からみた平面図である。
【図１９Ａ】図１９Ａは、図１７に示す裏面接合型太陽電池の製造方法の一例を説明する断面図である。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、図１７に示す裏面接合型太陽電池の製造方法の一例を説明する断面図である。
【図１９Ｃ】図１９Ｃは、図１７に示す裏面接合型太陽電池の製造方法の一例を説明する断面図である。
【図１９Ｄ】図１９Ｄは、図１７に示す裏面接合型太陽電池の製造方法の一例を説明する断面図である。
【図１９Ｅ】図１９Ｅは、図１７に示す裏面接合型太陽電池の製造方法の一例を説明する断面図である。
【図１９Ｆ】図１９Ｆは、図１７に示す裏面接合型太陽電池の製造方法の一例を説明する断面図である。
【図１９Ｇ】図１９Ｇは、図１７に示す裏面接合型太陽電池の製造方法の一例を説明する断面図である。
【図１９Ｈ】図１９Ｈは、図１７に示す裏面接合型太陽電池の製造方法の一例を説明する断面図である。
【図２０Ａ】図２０Ａは、図１７に示す裏面接合型太陽電池の製造方法の変形例を説明する断面図である。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、図１７に示す裏面接合型太陽電池の製造方法の変形例を説明する断面図である。
【図２１Ａ】図２１Ａは、本発明の実施形態１〜４に係る塗布方法を図１９Ａ〜図１９Ｈに示す裏面接合態様電池の製造方法において適用する例を説明する平面図である。
【図２１Ｂ】図２１Ｂは、本発明の実施形態１〜４に係る塗布方法を図１９Ａ〜図１９Ｈに示す裏面接合態様電池の製造方法において適用する例を説明する平面図である。
【図２１Ｃ】図２１Ｃは、本発明の実施形態１〜４に係る塗布方法を図１９Ａ〜図１９Ｈに示す裏面接合態様電池の製造方法において適用する例を説明する平面図である。
【図２１Ｄ】図２１Ｄは、本発明の実施形態１〜４に係る塗布方法を図１９Ａ〜図１９Ｈに示す裏面接合態様電池の製造方法において適用する例を説明する平面図である。
【図２２】図２２は、比較例１におけるドーピングペーストの塗布方法を説明する平面図である。
【図２３】図２３は、比較例２におけるドーピングペーストの塗布方法を説明する平面図である。
【図２４】図２４は、比較例３におけるドーピングペーストの塗布方法を説明する平面図である。
【図２５Ａ】図２５Ａは、本発明の実施例２におけるドーピングペーストの塗布方法を説明する平面図である。
【図２５Ｂ】図２５Ｂは、本発明の実施例２におけるドーピングペーストの塗布方法を説明する平面図である。
【図２５Ｃ】図２５Ｃは、本発明の実施例２におけるドーピングペーストの塗布方法を説明する平面図である。
【図２５Ｄ】図２５Ｄは、本発明の実施例２において基板に形成されたｎ型固相拡散源およびｐ型固相拡散源を模式的に示す平面図である。
【図２６Ａ】図２６Ａは、本発明の実施例３におけるドーピングペーストの塗布方法を説明する平面図である。
【図２６Ｂ】図２６Ｂは、本発明の実施例３におけるドーピングペーストの塗布方法を説明する平面図である。
【図２６Ｃ】図２６Ｃは、本発明の実施例３におけるドーピングペーストの塗布方法を説明する平面図である。
【図２６Ｄ】図２６Ｄは、本発明の実施例３において基板に形成されたｎ型固相拡散源およびｐ型固相拡散源を模式的に示す平面図である。
【図２７】図２７は、従来のストライプ塗布法において形成される溶液の結合パターンを示す模式図である。
【図２８】図２８は、基板の切り欠き部に沿うような塗布形状の一例を示す平面図である。
【図２９】図２９は、正方形の基板に形成された長方形以外の塗布形状の一例を示す平面図である。
【図３０Ａ】図３０Ａは、従来のスリット塗布法により円形形状に塗布する方法の一例を説明する平面図である。
【図３０Ｂ】図３０Ｂは、図３０ＡのＡ９−Ａ９’断面図である。
【図３１Ａ】図３１Ａは、従来のスリット塗布法において、ノズルがエンドレス溝に差し掛かった状態を示す平面図である。
【図３１Ｂ】図３１Ｂは、図３１ＡのＡ１０−Ａ１０’断面図である。
【図３２Ａ】図３２Ａは、従来のスリット塗布法において、フィルム基板の塗布対象領域の端部にペースト過剰付着部が形成された状態を示す平面図である。
【図３２Ｂ】図３２Ｂは、図３２ＡのＡ１１−Ａ１１’断面図である。
【図３３Ａ】図３３Ａは、従来のスリット塗布法において、フィルム基板の塗布対象領域の川上側にペースト過剰付着部が形成された状態を示す平面図である。
【図３３Ｂ】図３３Ｂは、図３３ＡのＡ１２−Ａ１２’断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下に、本発明に係る塗布方法および塗布装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、これらの実施形態により本発明が限定されるものではない。
まず、本発明の各実施形態に係る塗布方法に含まれる工程について説明する。
【００３８】
（ビード形成工程）
ビード形成工程は、ノズルの吐出口から塗液を吐出させて基板と吐出口との間に塗液からなるビードを形成するものである。なお、ビードとは吐出口と被塗布面である基板表面との間に形成される隙間を連続的に満たす液だまりと定義される。
【００３９】
図１および図２は、本発明の各実施形態に係る塗布方法を説明するための模式図である。図１に示すように、塗液のパターンを形成する基板１１の上方に、該基板１１に塗液を吐出するノズル３４が配列されている。ノズル３４の内部には塗液供給口４９から供給された塗液４６が充填されている。ノズル３４と基板１１とを対向させ、ノズル３４の加圧口４８からノズル３４の内部を加圧すると、塗液４６が吐出口３７から押し出される。この際、ノズル３４の先端と基板１１の上面（塗布面）との間隔ＬＣが所定の長さよりも小さい場合、ノズル３４と基板１１との間にビード４７が形成される。
【００４０】
（塗布工程）
塗布工程は、基板に対してノズルを相対移動させて基板上に前記塗液を塗布するものである。図１に示すように、基板１１とノズル３４の吐出口３７との間にビード４７を形成させた状態で、ノズル３４と基板１１とを相対移動させることで、塗布を行うことができる。この際、基板１１を静止させてノズル３４のみを移動させてもよく、逆にノズル３４を静止させて基板１１のみを移動させてもよい。また、基板１１とノズル３４の両方を移動させてもよい。なお、基板１１を移動させるには、基板１１を保持するステージ（図１には図示せず）を移動させればよい。
【００４１】
（塗布終了位置の調整）
上記塗布工程においては、塗布中にノズルの吐出口と基板との間隔を変化させることにより、基板上における塗布終了位置の調整が行われる。即ち、図２に示すように、吐出口３７と基板１１の間隔ＬＣを広げるとビード４７が形成されなくなる。そこで、塗液４６を塗布しながら間隔ＬＣを変化させ、塗液４６の塗布終了位置においてビード４７が形成されなくなる距離まで該間隔ＬＣを広げることで、塗布を終了させることができる。本方法によれば、加圧口４８からの加圧量を変化させることなく、単に間隔ＬＣを調整するだけで、塗布の終了位置を調整することができる。
【００４２】
塗布中に間隔ＬＣを変化させ、塗液４６の塗布終了位置においてビード４７が形成されなくなる距離まで広げるための具体的な方法としては、基板をステージに保持する際に、ノズルに向かって凸の非平面となるように基板に保持したり、ステージに傾斜を設けたり、ノズルの進行方向に向かって傾斜を設けたり、基板に段差や傾斜を設けるなどして、基板内の塗布対象領域よりも、他の領域と吐出口３７との距離を離す方法が挙げられる。或いは、基板の高さを一定に保ち、ノズルを基板から離す方向に移動させる方法等も挙げられる。これらのより具体的な方法については、以下の各実施形態の中でより詳しく説明する。
【００４３】
次に、本発明の実施形態に係る塗布方法を詳細に説明する。
（実施形態１）
図３Ａ〜図３Ｃを用いて本発明の実施形態１に係る塗布方法を説明する。実施形態１に係る塗布方法は、分散して並べられた複数の吐出口を有するノズルを利用して、略矩形の基板に、外周形状が三角形をなす領域（塗布対象領域）にストライプ状のパターンを塗布するものである。図３Ａは、塗布開始時点における基板１１ａおよびノズル３４ａを示す平面図である。また、図３Ｂは、図３Ａに示すノズル３４ａが二点鎖線Ａ１−Ａ１’の位置に移動した状態におけるＡ１−Ａ１’断面図であり、図３Ｃは、同状態におけるＢ１−Ｂ１’断面図である。なお、図３Ａにおいては、ペースト３５の塗布対象領域１９を実線で示している。また、図３Ｂ及び図３Ｃにおいて、ノズル３４ａの内部構造の記載は省略している。
【００４４】
ステージ３１ａは、基板１１ａを保持する保持手段であり、ノズル３４ａの吐出口３７に向かって凸の非平面状をなす基板載置面と、該基板載置面に前記基板１１ａを真空吸着により保持する保持機構とを有する。詳細には、図３Ａの平面図においてステージ３１ａの右上から左下に引かれた一点鎖線Ｃ１を境に、該一点鎖線Ｃ１の左側の領域の厚みは一定であり、該一点鎖線Ｃ１の右側の領域の厚みは、右下方向に向かうほど薄くなっている。このため、そこに保持された基板１１ａも追従して一点鎖線Ｃ１において曲げられ、該一点鎖線Ｃ１を境に基板１１ａの上面が右下の端部に向かって傾斜し、吐出口３７との距離が離れる。このように、基板１１ａは、ノズル３４ａに向かって凸の非平面状となってステージ３１ａに保持される。即ち、ステージ３１ａに設けられた傾斜及び保持機構が、ノズル３４ａの吐出口３７と基板１１ａとの間隔を変化させる手段に相当する。
【００４５】
なお、本出願において、非平面的または非平面状とは、基板１１ａ全体が一つの平面内にないことをいう。したがって、図３Ａに示す一点鎖線Ｃ１から右下方向への傾斜が平面的であるか曲面的であるかは問わない。この点は他の実施形態においても共通する。
【００４６】
実施形態１において、基板１１ａは、ステージ３１ａに追従して非平面的に曲げることができる基板であれば材質や厚さを問わず用いられる。
【００４７】
ノズル３４ａは、略一直線上に配列された複数の吐出口３７を有する。また、ノズル３４ａには、複数の吐出口３７が並ぶ方向と異なる方向（例えば該並ぶ方向と略直交する方向）にノズル３４ａを移動させる駆動機構が設けられている。なお、ペースト３５の吐出方向に対する直交面における各吐出口３７の断面形状は、図３Ａに示すような円形状であっても良いし、三角形、四角形、五角形以上の多角形、楕円、一部に曲面部を有する形状等、特に限定せずに用いることができる。
【００４８】
この状態で、ノズル３４ａに略一直線上に配列された複数の吐出口３７から塗液３５（以下、ペースト３５ということもある。）を吐出させて、基板１１ａと吐出口３７との間にビード４７（図１参照）を形成し、基板１１に対してノズル３４ａを相対移動させる。それにより、基板１１ａ上にペースト３５がストライプ状に塗布される。この塗布の際、ノズル３４ａが下流（図３Ａの下方）に移動するにつれて、ステージ３１ａおよび基板１１ａに設けられた傾斜により、基板１１ａの右側から徐々に吐出口３７と基板１１ａとの間隔が広がる。それにより、吐出口３７と基板１１ａとの間隔ＬＣ（図１参照）が所定の長さ以上になった吐出口３７から順に（図３Ａの右側から順に）ビード４７が途切れ、当該吐出口３７によるペースト３５の塗布が終了する。このようにして、基板１１ａにおけるペースト３５の塗布終了位置Ｐを制御することが可能である。
【００４９】
実施形態１においては、複数の吐出口３７がノズル３４ａの移動方向と直交する直線上に配列されているのと異なり、ペースト３５の塗布終了位置Ｐは、一点鎖線Ｃ１に沿って、ノズル３４ａの移動方向に対して斜めの直線上に配列される。その結果、ペースト３５の最終的な塗布形状の外周形状は三角形となる。
【００５０】
なお、実施形態１においては、ノズル３４ａに駆動機構を設け、ノズル３４ａを移動させることにより、基板１１ａに対してノズル３４ａを相対移動させたが、基板１１ａを載置したステージ３１ａを移動させることにより、該相対移動を実現しても良い。
【００５１】
（実施形態２）
図４Ａ〜図４Ｃを用いて本発明の実施形態２に係る塗布方法を説明する。実施形態２に係る塗布方法は、分散して並べられた複数の吐出口を有し、かつその配列が一直線状ではないノズルを利用して、略正方形の四隅に切り欠き部１８が設けられた基板に、その基板の外周形状に概略沿う形状をなす領域（塗布対象領域）にストライプ状のパターンを塗布するものである。図４Ａは、塗布開始時点における基板１１ｂおよびノズル３４ｂを示す平面図である。また、図４Ｂは、図４Ａに示すノズル３４ｂが二点鎖線Ａ２−Ａ２’の位置に移動した状態におけるＡ２−Ａ２’断面図であり、図４Ｃは、同状態におけるＢ２−Ｂ２’断面図である。なお、図４Ａにおいては、ペースト３５の塗布対象領域１９を実線で示している。また、図４Ｂ及び図４Ｃにおいて、ノズル３４ｂの内部構造の記載は省略している。
【００５２】
ステージ３１ｂは、基板１１ｂを保持する保持手段であり、ノズル３４ｂの吐出口３７に向かって凸の非平面状をなす基板載置面と、該基板載置面に前記基板１１ａを真空吸着により保持する保持機構とを有する。詳細には、図４Ａの平面図においてステージ３１ｂの左右の辺から下辺中央付近に向けてそれぞれ引かれた一点鎖線Ｃ２、Ｃ２’を境に、該一点鎖線Ｃ２、Ｃ２’よりもステージ３１ｂの中央側の領域の厚みは一定であり、一点鎖線Ｃ２、Ｃ２’よりも端部側の領域の厚みは、端部に向かうほど薄くなっている。なお、これらのＣ２、Ｃ２’は、切り欠き部１８が設けられた辺とそれぞれ平行に設けられている。このため、そこに保持された基板１１ｂも追従して一点鎖線Ｃ２、Ｃ２’において曲げられ、一点鎖線Ｃ２、Ｃ２’を境に基板１１ｂの上面が端部に向かって傾斜し、吐出口３７との距離が離れる。このように、基板１１ｂは、ノズル３４ｂに向かって凸の非平面状となってステージ３１ｂに保持される。即ち、ステージ３１ｂに設けられた傾斜及び保持機構が、ノズル３４ｂの吐出口と基板１１ｂとの間隔を変化させる手段に相当する。
【００５３】
ノズル３４ｂにおいて、複数の吐出口３７は、実施形態１で例示された略一直線上の配列とはと異なり、塗布開始位置における基板１１ｂの外周形状に沿うように配列されている。具体的には、複数の吐出口３７は、２箇所で屈曲した線上に配列されている。また、ノズル３４ｂには、複数の吐出口３７が並ぶ方向と異なる方向（例えば、中心部に並ぶ吐出口の配列と略直交する方向）に該ノズル３４ｂを移動させる駆動機構が設けられている。
【００５４】
基板１１ｂに対してノズル３４ｂを相対移動させながら、吐出口３７からペースト３５を吐出させることにより、基板１１ｂ上にペースト３５がストライプ状に塗布される。この塗布の際、ノズル３４ｂが下流（図４Ａの下方）に移動するにつれて、ステージ３１ｂおよび基板１１ｂに設けられた傾斜により、基板１１ｂの左右両側から徐々に吐出口３７と基板１１ｂとの間隔が広がる。それにより、吐出口３７と基板１１ｂとの間隔ＬＣ（図１参照）が所定の長さ以上となった吐出口３７から順に（図４Ａの左右両端から順に）ビード４７が途切れ、当該吐出口３７によるペースト３５の塗布が終了する。このようにして、基板１１ｂにおけるペースト３５の塗布終了位置Ｐを制御することが可能である。
【００５５】
実施形態２においては、複数の吐出口３７がノズル３４ｂの移動方向に向かって開いた略Ｃ字状に配列されているのと異なり、ペースト３５の塗布終了位置Ｐは、一点鎖線Ｃ２、Ｃ２’に沿って、吐出口３７の配列と反対方向に開いた略Ｃ字状に配列される。その結果、ペースト３５の最終的な塗布形状は、基板１１ｂの外周形状（例えば八角形）に概ね沿う形状となる。
【００５６】
なお、実施形態２においては、塗布開始位置における基板１１ｂの外周形状に合わせて、２箇所で屈曲した線上に複数の吐出口３７を配列したが、ペースト３５の塗布形状に応じて、種々の配列に変更しても良い。例えば矩形以外の多角形状（三角形又は五角形以上）をなす領域にペースト３５を塗布する場合には、少なくとも１箇所で屈曲した線上に吐出口３７を配列しても良い。また、例えば円形状や楕円形状等の閉じた曲線に囲まれる領域にペースト３５を塗布する場合には、吐出口３７を円弧等の曲線上に配列しても良い。また、直線と曲線の組み合わせからなる閉じた線に囲まれる領域にペースト３５を塗布する場合には、該領域の形状に応じて、適宜屈曲または湾曲させた線上に吐出口３７を配列すれば良い。
【００５７】
さらには、複数の吐出口３７を、直線や曲線上に１列に配列しても良いし、直線や曲線の近傍に、これらの直線や曲線に沿って配列しても良い。例えば、複数の吐出口３７を、直線や曲線の両側に交互に配置しても良い。
【００５８】
（実施形態３）
図５Ａ〜図６Ｂを用いて本発明の実施形態３に係る塗布方法を説明する。実施形態３に係る塗布方法は、実施形態１と同様に、略一直線上に配列された複数の吐出口を有するノズルを利用して、略矩形の基板に三角形の外周形状を有するストライプ状のパターンを塗布する。図５Ａは、塗布開始時点における基板およびノズルを示す平面図であり、図５Ｂは、図５ＡのＡ３−Ａ３’断面図である。また、図６Ａは、基板の中ほどまで塗布を終えた時点における基板およびノズルを示す平面図であり、図６Ｂは、図６ＡのＡ４−Ａ４’断面図である。なお、図５Ｂ及び図６Ｂにおいては、ノズル３４ｃの内部構造の記載を省略している。
【００５９】
ステージ３１ｃは、基板１１ｃを真空吸着により保持する保持手段である。実施形態３においては、実施形態１とは異なり、ステージ３１ｃの厚さは全体として均一であり、基板１１ｃは該ステージ３１ｃ上に略平面状に保持される。
【００６０】
ノズル３４ｃには、略一直線上に配列された複数の吐出口３７を有する。また、ノズル３４ｃには、複数の吐出口３７が並ぶ方向と異なる方向（例えば略直交する方向）にノズル３４ｃを移動させる駆動機構が設けられている。さらに、ノズル３４ｃには、ノズル３４ｃを端から徐々に昇降させるノズル昇降機構が設けられている。このノズル昇降機構は、基板１１ｃからノズル３４ｃが離れる方向に該ノズル３４ｃの少なくとも一部を移動させる機構であり、ノズル３４ｃの吐出口３７と基板１１ｃとの間隔を変化させる手段に相当する。
【００６１】
図５Ａに示すように、基板１１ｃに対してノズル３４ｃを相対移動させながら、吐出口３７からペースト３５を吐出させることにより、基板１１ｃ上にペースト３５がストライプ状に塗布される。この塗布の際、ノズル３４ｃが下流（図５Ａの下方）に移動するにつれて、ノズル３４ｃの片側を徐々に上昇させ、吐出口３７と基板１１ｃとの間隔を端から徐々に広げる。なお、図６Ｂにおいては、ノズル３４ｃの右側を上昇させている。そして、吐出口３７と基板１１ｃとの間隔ＬＣ（図１参照）が所定の長さ以上となった吐出口３７から順に（右側から順に）ビード４７（図１参照）が途切れ、当該吐出口３７によるペースト３５の塗布が終了する。このようにして、基板１１ｃにおけるペースト３５の塗布終了位置Ｐを制御することが可能である。即ち、ノズル３４ｃの上昇量および上昇速度を調整し、塗布終了位置Ｐに達した吐出口３７と基板１１ｃとの間隔ＬＣが所定値以上となるように制御することで、所望のペースト３５の塗布形状が得られる。
【００６２】
実施形態３においては、ペースト３５の最終的な塗布形状の外周形状が三角形となるように、ペースト３５の塗布終了位置Ｐにおいてノズル３４ｃの左端の吐出口３７が上昇してビードが途切れるように調整している。この場合、複数の吐出口３７がノズル３４ｃの移動方向と直交する略一直線上に配列されているのと異なり、ペースト３５の塗布終了位置Ｐは、ノズル３４ｃの移動方向に対して斜めの略一直線上に配列される。
【００６３】
（実施形態４）
図７Ａ〜図７Ｃを用いて、本発明の実施形態４に係る塗布方法を説明する。図７Ａは、塗布開始時点における基板およびノズルを示す平面図である。また、図７Ｂは、ノズル３４ｄが二点鎖線Ａ５−Ａ５’の位置に移動した状態におけるＡ５−Ａ５’断面図であり、図７Ｃは、同状態におけるＢ５−Ｂ５’断面図である。なお、図７Ａにおいては、ペースト３５の塗布対象領域１９を実線で示している。また、図７Ｂ及び図７Ｃにおいては、ノズル３４ｄの内部構造の記載を省略している。
【００６４】
ステージ３１ｄは、基板１１ｄを真空吸着により保持する保持手段である。実施形態３において、ステージ３１ｄの厚さは全体として均一であり、基板１１ｄは該ステージ３１ｄ上に略平面状に保持される。
【００６５】
基板１１ｄは、略矩形（正方形）の四隅に切り欠き部１８が設けられた形状をなしている。また、ペースト３５の塗布終了位置Ｐよりも外周側の基板１１ｄの領域には、ペースト３５の塗布対象領域１９に対して基板厚を薄くすることにより、基板１１ｄの上面であるペースト３５の塗布対象領域１９に対して上面を下降させた段差１００が設けられている。この段差１００が、ノズル３４ｄの吐出口３７と基板１１ｄとの間隔を変化させる手段に相当する。
【００６６】
段差１００の高さ（段差１００の上面とペースト３５の塗布対象領域１９との差）は、吐出口３７と基板１１ｄとの間でビード４７（図１および図２参照）が形成されなくなる間隔以上となっている。また、実施形態４においては、ペースト３５の塗布終了位置Ｐ側の基板１１ｄの外周形状に沿って段差１００を設けている。段差１００を形成する手段は特に限定されず、公知の種々の手段を用いることができる。好ましくは機械加工（切削除去加工）やエッチング等を用いても良い。
【００６７】
ノズル３４ｄは、分散して配列された複数の吐出口３７を有する。これらの吐出口３７は、実施形態２と同様に、塗布開始位置における基板１１ｄの外周形状に沿うように、２箇所で屈曲した線上に配列されている。また、ノズル３４ｂには、該ノズル３４ｂを所定の方向（図７Ａにおいては下方向）に移動させる駆動機構が設けられている。
【００６８】
基板１１ｄに対してノズル３４ｄを相対移動させながら、吐出口３７からペースト３５を吐出させることにより、基板１１ｄ上にペースト３５がストライプ状に塗布される。ノズル３４ｄが下流（図７Ａの下方）に移動し、吐出口３７が段差１００の上に順次達すると、吐出口３７と基板１１ｄ（段差１００の上面）との間隔が広がり、ビード４７（図１参照）が途切れ、当該吐出口３７によるペースト３５の塗布が終了する。これにより、基板１１ｄにおけるペースト３５の塗布終了位置Ｐを制御することができる。実施形態４においては、複数の吐出口３７がノズル３４ｄの移動方向に向かって開いた略Ｃ字状に配列されているのと異なり、ペースト３５の塗布終了位置Ｐは、段差１００の形状に合わせて、吐出口３７の配列と反対方向に開いた略Ｃ字状に配列される。
【００６９】
なお、段差１００の好ましい高さは一概には言えないが、ビードが切断可能となるように、予めペースト３５の性質や塗布条件等を設定し、これらの条件等に応じて高さを決定すれば良い。或いは、段差１００の高さに応じて、ペースト３５の性質や塗布条件等を設定しても良い。
【００７０】
実施形態４に係る塗布方法の別の例として、基板１１ｄに段差１００を設ける代わりに、図８Ａおよび図８Ｂに示すように、基板１１ｄ’に傾斜部１０１を設けても良い。図８Ａは、図７Ａに示すステージ３１ｄ上に、傾斜部１０１を設けた基板１１ｄ’に載置し、且つノズル３４ｄを図７Ａの二点鎖線Ａ５−Ａ５’の位置に移動させた状態におけるＡ５−Ａ５’断面図であり、図８Ｂは、同状態における図７ＡのＢ５−Ｂ５’断面図である。なお、図８Ａ及び図８Ｂにおいては、ノズル３４ｄの内部構造の記載を省略している。
【００７１】
この場合においても、上述した段差１００の場合と同様に、ノズル３４ｄを移動させて吐出口３７が傾斜部１０１に達すると、吐出口３７と基板１１ｄ’との間隔が徐々に広がってビードが途切れ、当該吐出口３７によるペースト３５の塗布が終了する。これにより、基板１１ｄ’における塗布終了位置を制御することができる。
【００７２】
次に、各実施形態１〜４の変形例について説明する。
（変形例１）
図９および図１０を用いて、本発明の実施形態１および２に係る塗布方法の変形例１を説明する。実施形態１、２では厚さが変化するステージ３１ａ、３１ｂ（図３Ｂ、図４Ｂ参照）を用いて基板を保持していたが、吐出口３７と基板との間隔を変化させるためのステージはこれに限られない。例えば、図９に示すように、屈曲点３９を有するステージ３１ｅを利用してもよい。この場合、基板１１ｅは、屈曲点３９において折り曲げられた状態でステージ３１ｅに保持される。
【００７３】
また、図１０に示すように、ステージ３１ｆの端部から一部が突出するように基板１１ｆを配置し、基板１１ｆの突出部に下向きの力Ｆを加えつつ基板１１ｆを保持することもできる。力Ｆを加えつつ基板１１ｆを保持する手段としては、図１０に示すような下向きの力Ｆを機械的に加える加圧機構とステージ３１ｆに基板１１ｆを吸着保持する機構とを組み合わせて構成しても良い。また、フックや粘着物を利用して基板１１ｆの端部を下向きに引っ張りつつ機械的に固定してもよいし、静電力や風圧、重力（基板１１ｆの自重）、磁力、電界等を利用して力Ｆを加えることも可能である。或いは、金属基板のように形状保持性がある基板を非平面状に曲げておいて、そのまま使用することもできる。
【００７４】
（変形例２）
図１１Ａ〜図１２Ｂを用いて、本発明の実施形態３に係る塗布方法の変形例２を説明する。図１１Ａは、塗布開始時点における基板およびノズルの上面図であり、図１１Ｂは、同正面図である。また、図１２Ａは、図１１Ａに示す基板１１ｇの中ほどまで塗布を終えた状態を示す上面図であり、図１２Ｂは、同正面図である。
【００７５】
実施形態３ではノズル３４ｃ（図６Ｂ参照）の移動中にノズルの片側を上昇させる例を示した。これに対し、本変形例２においては、図１１Ａに示すように、ノズル３４ｇを、中央ノズル部３４ｇ（Ｃ）と両端の左ノズル部３４ｇ（Ｌ）および右ノズル部３４ｇ（Ｒ）とに分割して構成する。左ノズル部３４ｇ（Ｌ）および右ノズル部３４ｇ（Ｒ）は、塗布開始位置における基板１１ｇの外周形状に合わせ、中央ノズル部３４ｇ（Ｃ）における吐出口３７の配列に対して、吐出口３７が斜めに配列されるように設けられている。
【００７６】
図１２Ａに示すように、ノズル３４ｇを、平面状のステージ３１ｇに保持された基板１１ｇに対して相対移動させながら、吐出口３７からペースト３５を吐出させることにより、基板１１ｇ上にペースト３５がストライプ状に塗布される。この塗布の際、図１２Ｂに示すように、左ノズル部３４ｇ（Ｌ）および右ノズル部３４ｇ（Ｒ）を端部から徐々に上昇させることにより、基板１１ｇの左右の端部から順次、ペースト３５の塗布を終了させることができる。それにより、基板１１ｇの外周形状に沿った形状にペースト３５を塗布することができる。
【００７７】
なお、左ノズル部３４ｇ（Ｌ）および右ノズル部３４ｇ（Ｒ）は、所望の塗布形状に応じて、いずれか一方のみを上昇させても良いし、両者を互いにタイミングをずらして上昇させても良い。
【００７８】
（変形例３）
上述した実施形態１〜４および変形例１および２においては、複数の吐出口３７を有するノズルを用いることにより、ペースト３５をストライプ状に塗布するストライプ塗布法について説明したが、これらの実施形態１〜４および変形例１および２は、スリット塗布法にも同様に適用することができる。
【００７９】
図１３Ａ〜図１３Ｃは、実施形態１に係る塗布方法をスリット塗布法に適用した例を説明する図である。図１３Ａは、塗布開始時点における基板１１ａおよびノズル３４ｈを示す平面図である。また、図１３Ｂは、図１３Ａに示すノズル３４ｈが二点鎖線Ａ６−Ａ６’の位置に移動した状態におけるＡ６−Ａ６’断面図であり、図１３Ｃは、同状態におけるＢ６−Ｂ６’断面図である。なお、図１３Ａにおいては、ペースト３５の塗布対象領域１９’を網掛けで示している。また、図１３Ｂ及び図１３Ｃにおいては、ノズル３４ｈの内部構造の記載を省略している。
【００８０】
ノズル３４ｈには、ペースト３５を吐出するスリット状の吐出口３８が設けられている。また、ノズル３４ｈには、吐出口３８の長手方向と異なる方向（例えば長手方向と略直交する方向）にノズル３４ｈを移動させる駆動機構が設けられている。
【００８１】
基板１１ａに対してノズル３４ｈを相対移動させながら、吐出口３８からペースト３５を吐出させることにより、吐出口３８の幅（長手方向の長さ）とほぼ等しい範囲においてビードが形成され、基板１１ａ上にペースト３５が塗布される。この塗布の際、ノズル３４ｈが下流（図１３Ａの下方）に移動するにつれて、ステージ３１ａに設けられた傾斜により、吐出口３８と基板１１ａとの間隔が、基板１１ａの右側から徐々に広がり、ビードが途切れてその部分のペースト３５の塗布が終了する。それにより、ペースト３５を所望の形状（図１３Ａにおいては三角形状）に塗布することができる。この場合、吐出口３８がノズル３４ｈの移動方向と直交する直線に沿ったスリット状であるのと異なり、ペースト３５の塗布終了位置Ｑの形状は、一点鎖線Ｃ１に沿って、ノズル３４ｈの移動方向に対して斜めの直線となる。
【００８２】
なお、吐出口３８は、図１３Ａに示すような直線状のスリットであっても良いし、ペースト３５の塗布形状に応じて、種々の形状に変更しても良い。例えば矩形以外の多角形状（三角形又は五角形以上）をなす領域にペースト３５を塗布する場合には、少なくとも１箇所で屈曲した線に沿ったスリット状の吐出口３８を設けても良い。また、例えば円形状や楕円形状等の閉じた曲線に囲まれる領域にペースト３５を塗布する場合には、例えば円弧等の曲線に沿ったスリット状の吐出口３８を設けても良い。また、直線と曲線の組み合わせからなる閉じた線に囲まれる領域にペースト３５を塗布する場合には、該領域の形状に応じて、適宜屈曲または湾曲させたスリット状の吐出口３８を設ければ良い。
【００８３】
図１４Ａ〜図１４Ｃは、実施形態２に係る塗布方法をスリット塗布法に適用した例を説明する図である。図１４Ａは、塗布開始時点における基板１１ｂおよびノズル３４ｉを示す平面図である。また、図１４Ｂは、図１４Ａに示すノズル３４ｉが二点鎖線Ａ７−Ａ７’の位置に移動した状態におけるＡ７−Ａ７’断面図であり、図１４Ｃは、同状態におけるＢ７−Ｂ７’断面図である。なお、図１４Ａにおいては、ペースト３５の塗布対象領域１９’を網掛けで示している。また、図１４Ｂ及び図１４Ｃにおいては、ノズル３４ｉの内部構造の記載を省略している。
【００８４】
ノズル３４ｉには、ペースト３５を吐出するスリット状の吐出口３８（Ｃ）、３８（Ｌ）、３８（Ｒ）が設けられている。これらの吐出口３８（Ｃ）、３８（Ｌ）、３８（Ｒ）は、塗布開始位置における基板１１ｂの外周形状に沿うように配置されている。具体的には、中央の吐出口３８（Ｃ）の長手方向に対し、左右の吐出口３８（Ｌ）および３８（Ｒ）の長手方向が角度を持つように配置されている。また、ノズル３４ｉには、中央の吐出口３８（Ｃ）の長手方向と異なる方向（例えば略直交する方向）にノズル３４ｉを移動させる駆動機構が設けられている。
【００８５】
このようなノズル３４ｉを用いて基板１１ｂにペースト３５を塗布すると、ノズル３４ｉが下流（図１４Ａの下方）に移動するにつれて、ステージ３１ｂに設けられた傾斜により、吐出口３８（Ｌ）、３８（Ｒ）と基板１１ｂとの間隔が、基板１１ｂの左右両端から徐々に広がり、ビードが途切れてその部分のペースト３５の塗布が終了する。それにより、ペースト３５を所望の形状（図１４Ａにおいては八角形状）に塗布することができる。
【００８６】
この場合、吐出口３８（Ｃ）、３８（Ｌ）、３８（Ｒ）が全体としてノズル３４ｉの進行方向に向かって開いた略Ｃ字状であるのと異なり、ペースト３５の塗布終了位置Ｑは、一点鎖線Ｃ２、Ｃ２’に沿って、吐出口３８（Ｃ）、３８（Ｌ）、３８（Ｒ）の形状と反対方向に開いた略Ｃ字状となる。
【００８７】
なお、図１４Ａには、３つに分割された吐出口３８（Ｃ）、３８（Ｌ）、３８（Ｒ）を示したが、これらの吐出口を一体的に設けても良い。即ち、少なくとも１箇所で屈曲した１つのスリット状の吐出口を設けることも可能である。
【００８８】
図１５Ａ〜図１５Ｃは、スリット状の吐出口の変形例を示す平面図である。ノズル３４に設ける吐出口としては、例えば図１５Ａに示すように、直線又は曲線に沿って一体的に設けられたスリット３８ａであっても良い。また、例えば図１５Ｂに示すように、複数のスリット３８ｂを、１つの直線又は曲線上に配列することによって吐出口を形成しても良い。さらに、例えば図１５Ｃに示すように、複数のスリット３８ｃを、１つの直線又は曲線の両側に交互に配置することによって吐出口を形成しても良い。
【００８９】
本発明に係る塗布方法は、上記の各実施形態１〜４および変形例１〜３に限られるものではなく、例えば実施形態１において実施態様３や変形例２に例示したノズルを適用する等、これらを適宜組み合わせてもよい。また、上記塗布方法は一例に過ぎず、本発明の効果が損なわれない範囲で、当業者による設計変更や工程付加を行ってもよい。
【００９０】
また、上記実施の形態１〜４および変形例１〜３においては、矩形の基板（基板１１ａ、１１ｃ）または矩形の四隅を切り欠いた八角形の基板（基板１１ｂ、１１ｄ、１１ｄ’、１１ｇ）に対して塗液３５を塗布したが、基板の外周形状はこれらに限定されない。基板の外周形状は、例えば、三角形や五角形以上の多角形であっても良いし、円形状や楕円形状等の閉じた曲線からなる形状であっても良いし、直線と曲線の組み合わせからなる閉じた線からなる形状であっても良い。このような基板の外周形状に沿うように塗液３５の塗布形状を決定することにより、基板上の領域を有効に活用することができる。
【００９１】
次に、本発明の上記各実施形態１〜４に係る塗布方法に用いることができる塗布装置について、図１６を参照しながら説明する。図１６に示す塗布装置４０は、基板１１を例えば真空吸着により保持するステージ３１と、吐出口３７から塗液３５を吐出するノズル３４と、基板１１とノズル３４とを相対移動させる機構と、ノズル３４の吐出口と基板１１との間隔を変化させる機構と、を有する。これらのうち、ノズル３４およびステージ３１としては、上述した３４ａ〜３４ｉおよびステージ３１ａ〜３１ｆを適宜適用することができる。
【００９２】
基板１１とノズル３４とを相対移動させる機構としては、公知の機構を適用することが可能である。ノズル３４の位置を調整するための位置合わせ機構等がさらに備わっていてもよい。ノズル３４の吐出口３７と基板１１との間隔を変化させる機構としても、既に詳細に説明したとおりであり、その目的が達成される限りにおいてその実現手段は特に限定されるものではない。
【００９３】
塗布装置４０においては、ステージ３１をＸ方向に沿って移動させるリニア駆動装置４１と、ノズル３４を支持するブラケット４３をＹ方向に沿って移動させるリニア駆動装置４２とによって、基板１１に対してノズル３４を相対移動させる機構が構成される。また、ノズル３４を支持するブラケット５３をＺ方向に沿って移動させるリニア駆動装置５２と、ノズル３４をθ方向に（即ち、ＸＺ面内において）回転させるサーボモーター５４とによって、ノズル３４の吐出口３７と基板１１との間隔を変化させる機構（ノズル昇降機構）が構成される。この際、カメラ４４により基板１１に対してノズル３４を位置合わせし、高さセンサー４５によりノズル３４の吐出口３７と基板１１との間隔を制御することができる。
【００９４】
次に、本発明の実施形態に係る塗布方法を利用した裏面接合太陽電池の製造方法について説明する。図１７および図１８に示すように、裏面接合型太陽電池１０は、例えば、単結晶ｎ型シリコン半導体からなる基板１１の裏面（受光面とは反対側）に、該基板１１と比較して高キャリヤ濃度のｎ型領域１２と、ｐ型領域１３とが、ストライプ状に繰り返し形成された構造を有する。これらのｎ型領域１２およびｐ型領域１３が形成された側の面の上には、ｎ型領域１２およびｐ型領域１３の各々と電極とのコンタクトを取るための開口を有する保護膜１５が形成されている。さらにその表層には、ｎ型領域１２とコンタクトする電極（ｎ型コンタクト電極）１６と、ｐ型領域１３とコンタクトする電極（ｐ型コンタクト電極）１７とが、それぞれのストライプの一端部を連結させた形状に形成されている。一方、基板１１の受光面には概略全面に保護膜１４が形成されている。受光面側には光反射ロスを低減するためのテクスチャー構造や反射防止膜が形成されることもある。
【００９５】
なお、基板１１としては、ｐ型シリコンやシリコン以外の半導体からなるものを用いることもできる。また、本実施形態においては、正方形の四隅に切り欠き部１８が設けられた形状の基板１１を用いているが、基板１１の形状についても特に限定されない。
【００９６】
裏面接合型太陽電池１０の製造方法の一例を、図１９Ａ〜図１９Ｈを参照しながら説明する。まず、図１９Ａに示すように、受光面となる基板１１の表面に保護膜１４を形成する。続いて、図１９Ｂに示すように、基板１１の裏面にｎ型のドーピングペーストをストライプ状に塗布して乾燥させることで、ｎ型固相拡散源２４を形成する。同様に、図１９Ｃに示すｐ型固相拡散源２５を、ｎ型固相拡散源２４のストライプの隙間に、ストライプ状に形成する。これらのｎ型固相拡散源２４およびｐ型固相拡散源２５を形成する際のドーピングペーストの塗布工程において、実施形態１〜４に係る塗布方法を適用することができる。
【００９７】
続いて、ｎ型固相拡散源２４およびｐ型固相拡散源２５が設けられた基板１１を加熱し、ｎ型固相拡散源２４およびｐ型固相拡散源２５にそれぞれ含まれるｎ型ドーパントおよびｐ型ドーパントを基板１１中に固相拡散させることにより、図１９Ｄに示すｎ型領域１２およびｐ型領域１３を形成する。その後、図１９Ｅに示すように、ｎ型固相拡散源２４およびｐ型固相拡散源２５を除去する。
【００９８】
続いて、図１９Ｆに示すように、基板１１の裏面の全面に保護膜１５を形成し、図１９Ｇに示すように、該保護膜１５をエッチング法などによりパターン加工して、開口１５ａを形成する。さらに、図１９Ｈに示すように、ストライプ塗布法やスクリーン印刷法などにより、開口１５ａを含む領域に電極ペーストをパターン塗布して焼成することで、ｎ型コンタクト電極１６およびｐ型コンタクト電極１７を形成する。これにより、裏面接合型太陽電池１０が得られる。
【００９９】
なお、変形例として、ｎ型固相拡散源２４及びｐ型固相拡散源２５が形成された基板１１（図１９Ｃ参照）を加熱する前に、図２０Ａに示すように、ｎ型固相拡散源２４及びｐ型固相拡散源２５の表面全体にマスキングペーストを塗布して、ｎ型固相拡散源２４およびｐ型固相拡散源２５を覆う拡散マスク２１を形成しても良い。また、図２０Ｂに示すように、ｎ型固相拡散源２４とｐ型固相拡散源２５との間に、ストライプ状の拡散マスク２１’を形成してもよい。このような拡散マスク２１’を形成する際のマスキングペーストの塗布工程においても、実施形態１〜４に係る塗布方法を適用することができる。
【０１００】
ここで、図１９Ａ〜図１９Ｈで例示した裏面接合太陽電池の製造方法は、ｎ型ドーピングペーストをストライプ状に塗布してから一旦乾燥させることでｎ型固相拡散源２４を形成し、その後に、ｐ型ドーピングペーストをストライプ状に塗布してから再度乾燥させることでｐ型固相拡散源２５を形成するものである。実施形態１〜４に係る塗布方法を上述した裏面接合太陽電池の製造方法に適用する場合、ｎ型ドーピングペーストおよびｐ型ドーピングペーストを互いに反対方向から塗布を開始することで、ｎ型固相拡散源２４およびｐ型固相拡散源２５が交互に並んだストライプ状（櫛型形状とも呼ばれる）のパターンを容易に得ることができる。
【０１０１】
以下、図２１Ａ〜図２１Ｄを参照しながら、ｎ型およびｐ型のドーピングペーストの塗布方法を具体的に説明する。以下の説明においては、一例として、実施形態２に係る塗布方法（図４Ａ〜図４Ｃ参照）を適用する。
【０１０２】
まず、図２１Ａに示すように、実施形態２において説明したステージ３１ｂおよびノズル３４ｂを塗布装置（例えば図１６参照）に設置し、基板１１をステージ３１ｂ上に、裏面が上側になるように載置し、吸着保持させる。そして、当該裏面にｎ型ドーピングペーストをストライプ状に塗布し、切り欠き部１８を有する基板１１の外周形状に対応したストライプ状のｎ型ドーピングパターンを形成する。これを乾燥させてｎ型固相拡散源２４とする（図２１Ｂ参照）。
【０１０３】
続いて、図２１Ｃに示すように、基板１１を図２１Ａとは図の上下逆向きにステージ３１ｂに載置して吸着保持させる。そして、ｐ型ドーピングペーストをストライプ状に塗布し、切り欠き部１８を有する基板１１の外周形状に対応したストライプ状のｐ型ドーピングパターンを形成する。この際、ｐ型ドーピングパターンが、先程形成したｎ型固相拡散源２４の間に形成されるように位置あわせを行う。さらに、これを乾燥させてｐ型固相拡散源２５とすることにより、ｎ型固相拡散源２４およびｐ型固相拡散源２５が交互に並んだストライプ状のパターンが得られる（図２１Ｄ参照）。
【０１０４】
また、ドーピングペーストだけでなく、エッチングペーストやマスクキングペースト、電極ペースト等についても、上記実施形態１〜４に係る塗布方法を用いてストライプ状に塗布してもよい。
【０１０５】
ここで、ドーピングペーストの組成は、ドーパント成分を含有していれば特に限定されるものではない。例えば、ＳＯＧ法によりドープドオキサイド膜を形成するためのペーストを中心とした公知材料を使用することができる。この典型的な組成としては、少なくともマトリクス材料、溶剤、ドーパントを含むことが好ましい。必要に応じて公知の増粘剤が添加されることもある。
【０１０６】
好ましいドーピングペーストのマトリクス材料としては、焼成後にシリカ膜を形成するケイ素化合物を挙げることができる。具体的にはアルコキシシラノール、アルコキシシラン、アルキルシラノール、アルキルシラン、シルセスキオキサン、シラノラート、およびそれらの芳香族置換体やそれらをオリゴマー化させた広義のシロキサン材料を例示することができる。マトリクス材料には他のガラス質形成材料や有機バインダーなどを添加することもできる。
【０１０７】
溶媒はマトリクス材料を溶解するものであれば特に限定はされず、アルコールやエステル、エーテル、アルデヒド、ケトン、水、酸などを例示することができる。
【０１０８】
シリコン半導体基板に対するｎ型ドーパントとしては、リン、砒素、アンチモンなどを含む化合物を、ｐ型ドーパントとしてはホウ素やアルミニウムなどを含む化合物を例示することができる。具体的には、五酸化二リンや酸化リン、リン酸、リン系塩、有機リン化合物、酸化ホウ素、ホウ酸、ホウ素塩、有機ホウ素化合物、ホウ素−アルミニウム化合物、アルミニウム塩、有機アルミニウム化合物を好ましい例として挙げることができる。
【０１０９】
マトリクス材料は、ドーピングペーストにおいて５０質量％以下の濃度に調整されることが多い。ドーパントはドーピングペーストの１０質量％以下の濃度で添加されることが好ましく、５質量％以下であることがより好ましい。なお、マトリクス材料を使用せずに、ドーパントと溶媒だけからなる溶液を使用することもできるが、マトリクス材料がないことによる気相拡散に注意が必要である。なお、ドーピングペーストの粘度は、特に限定されないが、０．５〜３０００ｍＰａ・ｓ、より好ましくは５〜５００ｍＰａ・ｓで使用されることが好ましい。
【０１１０】
また、マスキングペーストの材料としては、上記ドーピングペーストと同様の、焼成後にシリカ膜を形成するケイ素化合物を例示することができる。具体的にはアルコキシシラノール、アルコキシシラン、アルキルシラノール、アルキルシラン、シルセスキオキサン、シラノラート、およびそれらの芳香族置換体やそれらをオリゴマー化させた広義のシロキサン材料を例示することができる。
【０１１１】
エッチングペーストの材料としては、特に限定されないが、例えばエッチング成分としてフッ化水素、アンモニウム、リン酸、硫酸、硝酸のうち少なくとも１種類を含み、それ以外の成分として水や有機溶剤、増粘剤などを含むものが好ましい。
【０１１２】
電極ペーストの材料としては、銀やアルミニウム、銅などの導電性微粒子成分と溶剤および／またはポリマー成分との混合物が好適に使用される。ポリマーは焼成後に残存してもよいが、焼成時に熱分解させることで導電性微粒子同士の結着性を向上させて、電極の導電性を向上させることができる。ポリマー成分としてはアクリル系、エポキシ系などの公知材料が使用できる。
【０１１３】
本発明の各実施形態において使用される基板１１の材質は特に限定されるものではない。ガラス、アルミナやジルコニアなどのセラミックス、アルミや銅、ステンレス鋼などの金属、シリコンやゲルマニウム、ガリウム砒素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、サファイヤ、炭化シリコンなどの半導体、ＰＥＴやＰＥＮ、アクリル、ポリカーボネート、ポリイミド、アラミドなどの樹脂基板を使用することができる。その厚さも特に限定されない。実施形態１および２のように非平面的に曲げられる基板としては、厚さが１０μｍ〜３ｍｍ、より好ましくは５０μｍ〜１ｍｍのガラス基板と、厚さが１０μｍ〜２ｍｍ、より好ましくは５０μｍ〜０．５ｍｍのシリコン基板を特に好ましい基板として例示することができる。特に、太陽電池用途では結晶シリコン基板の厚さは３００μｍよりも薄く、１２０μｍ前後の厚さのものが好適に使用されているので、基板を容易に撓ませることが可能である。また、ディスプレイ用途で好適に使用されるガラス基板の厚さも０．７ｍｍ以下のものが多く、基板を容易に撓ませることが可能である。従って、基板の弾性反発力よりも大きな力でステージに保持すれば、基板を非平面的に曲げることができる。
【０１１４】
本発明の各実施形態においてビードを途切れさせるのに必要な吐出口３７と基板１１との間隔ＬＣ（図１及び図２参照）は、ペースト３５の粘度や表面張力、ノズル３４の相対移動速度、基板１１とペースト３５との付着力等によって変化するので一概に示すことが難しい。裏面接合型太陽電池の製造のために単結晶シリコン基板に比較的低粘度（例えば室温での塗布環境おいて５〜５００ｍＰａ・ｓ）のマスキングペーストやドーピングペーストをストライプ塗布する例では、塗布時の典型的な吐出口と基板との間隔は２０〜２００μｍであり、その間隔を更に１０〜１００μｍの範囲で広げることでビードを途切れさせることが可能である。スリット塗布する例では、塗布時の典型的な吐出口と基板との間隔は５０〜５００μｍであり、その間隔を更に３０〜３００μｍの範囲で広げることでビードを途切れさせることが可能である。従って、基板を非平面状に保持する場合も、その変位量は典型的には１０〜３００μｍあればよく、基板には僅かな可撓性があれば十分である。
【０１１５】
本発明の各実施形態において１枚の基板のストライプ塗布が終了した時点では、ノズルの吐出口にはペーストの液溜まりが付着しており、その付着量が塗布形状によって不均一となる。次の基板を塗布する前には、吐出口に付着した液溜まりを拭き取ることで初期化をすればよい。
【０１１６】
以上説明したように、本発明の各実施形態に係る塗布方法および塗布装置は、一例として、半導体基板の裏面にｎ型領域とｐ型領域がストライプ状に形成された裏面接合型太陽電池の製造において好適に利用することができる。
【０１１７】
本発明の各実施形態によれば、任意の塗布形状をなす塗布対象領域に対し、ドーピングペーストやマスキングペースト等を、ストライプ状に高精度にパターン塗布することができる。従って、裏面接合型太陽電池の変換効率を損なうことなく、製造工程を大幅に短縮し、且つ、基板１１上の領域を有効に活用して、低コスト化を実現することができる。
【０１１８】
上記説明においては裏面型太陽電池の製造方法を中心に例示したが、本発明の各実施形態に係る塗布方法および塗布装置は、半導体表面にｐ型および／またはｎ型領域がパターン形成された半導体デバイス、例えば、トランジスターアレイやダイオードアレイ、フォトダイオードアレイ、トランスデューサーなどの製造方法にも展開することができる。更に、ガラス基板上にカラーペーストなどを塗布するカラーフィルターなどのディスプレイ部材に応用することも可能である。
【実施例】
【０１１９】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。ただし本発明の内容は以下の実施例に限られるものではない。
（実施例１）
図１９Ａ〜図１９Ｈ及び図２１Ａ〜図２１Ｄに示す方法に基づいて、裏面接合型太陽電池を製造した。
まず、厚さ約２００μｍ、一辺１２５ｍｍの正方形の四隅に約１４ｍｍの切り欠き部を設けたｎ型単結晶シリコン半導体からなる基板１１を用意した。基板１１の不純物濃度は約３×１０１６／ｃｍ３であった。アルカリ溶液によって表面を約２０μｍエッチングしてスライスダメージを除去した後に、図１９Ａに示すように基板１１の受光面にＣＶＤ法により、窒化ケイ素からなる保護膜１４を形成した。【０１２０】
次に、図２１Ａに示すように、基板１１を非平面状のステージ３１ｂに真空吸着して保持した。これにより、一点鎖線Ｃ２、Ｃ２’よりも端部側の基板１１の領域が、切り欠き部１８に向かって下降した状態で保持された。下降した高さは、基板１１の端部において約２００μｍであった。【０１２１】
この状態で、吐出口３７が基板１１の外周形状に沿うように配列されたノズル３４ｂを、１５ｍｍ／ｓの速度で図の下方に移動させ、基板１１上にｎ型ドーピングペーストをストライプ状に塗布した。塗布時における吐出口３７と基板１１との間隔は４０μｍであった。ｎ型ドーピングペーストとしては、マトリクス材料としてテトラエトキシシランを出発原料としたシリコン化合物を５質量％、ｎ型ドーパントとして五酸化二リンを３質量％含み、溶媒にはイソプロピルアルコール７０質量％と酢酸エチル３０質量％の混合溶液を使用した。このペーストの室温での塗布環境における粘度は約２０ｍＰａ・ｓであった。【０１２２】
ノズル３４ｂが一点鎖線Ｃ２、Ｃ２’の部分を越えると吐出口３７と基板１１との間隔が広がるため、基板１１の左右両端側から順に、ビードが順番に途切れてペースト３５の塗布が終了した。最終的に、ペースト３５の塗布終了位置が切り欠き部１８の手前において基板１１の外周形状に概略沿うように制御した。【０１２３】
その後、ｎ型ドーピングペーストが塗布された基板１１を、窒素中にて１５０℃で１０分、続いて５００℃で３０分間加熱することにより、図１９Ｂ及び図２１Ｂに示すようなストライプ状の塗布パターンを有するｎ型固相拡散源２４を形成した。このｎ型固相拡散源２４のパターンの厚さは０．３μｍ、幅は１６０μｍ、ピッチは６００μｍであった。【０１２４】
続いて、ｎ型固相拡散源２４が形成された基板１１を、図２１Ｃに示すように、ｎ型ドーピングペーストの塗布工程とは逆向きにステージ３１ｂ上に保持し、ｎ型ドーピングペーストと同様にして、ｐ型ドーピングペートをストライプ状に塗布した。塗布時における吐出口３７と基板１１との間隔は４０μｍであった。ｐ型ドーピングペーストとしては、マトリクス材料としてテトラエトキシシランを出発原料としたシリコン化合物を５質量％、ｐ型ドーパントとして酸化ホウ素を３質量％含み、溶媒にはイソプロピルアルコール７０質量％と酢酸エチル３０質量％の混合溶液を使用した。このペーストの室温での塗布環境における粘度は約２０ｍＰａ・ｓであった。【０１２５】
その後、ｐ型ドーピングペーストが塗布された基板１１を、窒素中にて１５０℃で１０分、続いて５００℃で３０分間加熱することにより、図１９Ｃ及び図２１Ｄに示すようなストライプ状の塗布パターンを有するｐ型固相拡散源２５を形成した。このｐ型固相拡散源２５のパターンの厚さは０．３μｍ、幅は３６０μｍ、ピッチは６００μｍであった。【０１２６】
続いて、図１９Ｄに示すように、基板１１を窒素中にて９５０℃で６０分間加熱して、ｎ型固相拡散源２４およびｐ型固相拡散源２５にそれぞれ含まれるｎ型ドーパント（リン原子）およびｐ型ドーパント（ホウ素原子）を基板１１中にそれぞれ拡散させることにより、ｎ型領域１２およびｐ型領域１３を形成した。その後、図１９Ｅに示すように、フッ酸を用いたエッチングによりｎ型固相拡散源２４およびｐ型固相拡散源２５を除去した。【０１２７】
続いて、図１９Ｆに示すように、基板１１の裏面をドライ酸化することにより、厚さ約０．２μｍの酸化ケイ素からなる保護膜１５を全面に形成した。そして、図１９Ｇに示すように、保護膜１５にレジストをパターニングしてからフッ酸でエッチングすることにより、幅約１００μｍの開口１５ａを形成した。さらに、図１９Ｈに示すように、スクリーン印刷により開口１５ａを含む領域に電極ペーストをパターン塗布し、８００℃で焼成することにより、ｎ型コンタクト電極１６およびｐ型コンタクト電極１７を形成した。【０１２８】
このようにして、図１７および図１８に示す裏面接合型太陽電池１０を製造した。ｎ型領域１２およびｐ型領域１３は、切り欠き部１８の手前において基板１１の外周形状に沿って終了されており、基板１１の面積を有効に活用することができた。また、ｎ型領域１２およびｐ型領域１３は、逆極性のコンタクト電極と重なることがないので、良好な発電性能が得られた。【０１２９】
（比較例１）
ｎ型およびｐ型のドーピングペーストの塗布工程以外は実施例１と同様にして裏面接合型太陽電池１０を製造した。ｎ型およびｐ型の各ドーピンペーストの塗布工程においては、図２２に示すように、平面状のステージ３１ｈに基板１１を平面状に保持させ、ノズル３４ｂを、全ての吐出口３７が基板１１の面内に収まる範囲内で移動させた。ノズル３４ｂの移動中、吐出口３７と基板１１との間隔は常に一定とした。この場合、塗布開始位置と塗布終了位置とにおけるドーピングペーストのパターンが同じなので、ドーピングペーストを加熱することにより形成されるｎ型固相拡散源２４とｐ型固相拡散源２５とが有効に隣接する面積が実施例１と比較して少なく、発電効率が低下した。【０１３０】
（比較例２）
ｎ型およびｐ型のドーピングペーストの塗布工程以外は実施例１と同様にして裏面接合型太陽電池１０を製造した。ｎ型およびｐ型の各ドーピンペーストの塗布工程においては、図２３に示すように、平面状のステージ３１ｈに基板１１を平面状に保持させ、一直線上に配列された複数の吐出口３７を有するノズル３４ａを、全ての吐出口３７が基板１１の面内に収まる範囲内で移動させた。ノズル３４ａの移動中、吐出口３７と基板１１との間隔は常に一定とした。この場合、ｎ型固相拡散源２４とｐ型固相拡散源２５とが有効に隣接する面積が実施例１と比較して少なく、発電効率が低下した。【０１３１】
（比較例３）
ｎ型およびｐ型のドーピングペーストの塗布工程以外は実施例１と同様にして裏面接合型太陽電池１０を製造した。ｎ型およびｐ型の各ドーピンペーストの塗布工程においては、図２４に示すように、略一直線上に配列された複数の吐出口３７を有するノズル３４ａを用い、吐出口３７が基板１１の端部と概略一致する位置から塗布を開始し、基板１１の反対側の端部までノズル３４ａを移動させた。ノズル３４ａの移動中、吐出口３７と基板１１との間隔は常に一定とした。【０１３２】
この場合、ノズル３４ａの移動及びペースト３５の吐出を開始してから、切り欠き部１８上を通るノズル３４ａの左右端部の吐出口３７が基板１１の上部に達するまでの間に、吐出口３７の先端で液溜まりが増大し、該液溜まりが切り欠き部１８近傍の基板１１上の塗布開始位置に付着した。その結果、ｎ型固相拡散源２４やｐ型固相拡散源２５の端部に、本来の設計よりも広く形成される増大部２６が発生し、実施例１と比較して発電効率および信頼性が大きく低下した。さらに、ｎ型領域１２およびｐ型領域１３が基板１１の端部において逆極性のコンタクト電極と重なるので、保護膜１５の不完全部分を通じて短絡が発生することがあった。【０１３３】
（実施例２）
ｎ型およびｐ型ドーピングペーストの塗布工程ならびに基板１１の形状以外は、実施例１と同様にして裏面接合型太陽電池１０を製造した。本実施例２においては、ｎ型およびｐ型ドーピングペーストをそれぞれ塗布する際に、実施形態４に係る塗布方法を適用した。【０１３４】
図２５Ａに示すように、厚さ２００μｍの基板１１に対し、ｎ型およびｐ型ドーピングペーストの塗布終了位置に沿うように、幅１．５ｍｍ、高さ４０μｍの段差１００を設けた。この基板１１を、平面状をなすステージ３１ｄに平面状に吸着保持させた。【０１３５】
この状態で、複数の吐出口３７が基板１１の外周形状に沿うように配列されたノズル３４ｄを、基板１１の１辺と平行に配置し、基板１１の外周から１．５ｍｍ内側の位置からノズル３４ｄの移動を開始させ、基板１１上にｎ型ドーピングペーストをストライプ状に塗布した。塗布終了位置においては、基板１１に設けた段差１００により吐出口３７と基板１１との間隔が広がることを利用してビードを途切れさせことにより、ｎ型ドーピングペーストの塗布を終了させた。その後、基板１１を加熱することにより、ｎ型固相拡散源２４を形成した。それにより、図２５Ｂに示すように、ストライプ状のｎ型固相拡散源２４の終了位置を、基板１１の外周形状に概略一致させることができた。【０１３６】
続いて、図２５Ｃに示すように、ｎ型固相拡散源２４のストライプの隙間にｐ型ドーピングペーストをストライプ状に塗布し、さらに、基板１１を加熱することにより、図２５Ｄに示すｐ型固相拡散源２５を形成した。なお、ｐ型ドーピングペーストの塗布工程は、基板１１をステージ３１ｄに図２５Ａの上下逆向きに配置すること以外、ｎ型ドーピングペーストの塗布工程と同様である。【０１３７】
このよう基板１１上に設けられたｎ型固相拡散源２４およびｐ型固相拡散源２５を加熱してドーパントを固相拡散することにより形成されたｎ型領域１２およびｐ型領域１３は、切り欠き部１８の手前において、基板１１の外周形状に沿うような形状で開始及び終了されており、基板１１の面積を有効に活用することができた。また、ｎ型領域１２およびｐ型領域１３は、逆極性のコンタクト電極と重なることがないので、実施例１と同等の良好な発電性能が得られた。【０１３８】
（実施例３）
ｎ型およびｐ型ドーピングペーストの塗布工程ならびに基板１１の形状以外は、実施例１と同様にして裏面接合型太陽電池１０を製造した。本実施例２においては、ｎ型およびｐ型ドーピングペーストをそれぞれ塗布する際に、実施形態３の変形例２に係る塗布方法を適用した。【０１３９】
図２６Ａに示すように、平面状のステージ３１ｇに基板１１を平面状に吸着保持させた。また、塗布開始位置側の切り欠き部１８の斜辺に対応して吐出部３７が配列された左ノズル部３４ｇ（Ｌ）および右ノズル部３４ｇ（Ｒ）と、中央ノズル部３４ｇ（Ｃ）とに３分割されたノズル３４ｇを準備した。【０１４０】
中央ノズル部３４ｇ（Ｃ）が基板１１の１辺と平行になるようにノズル３４ｇを配置し、基板１１の外周から１．５ｍｍ内側の位置からノズル３４ｇの移動を開始させ、基板１１上にｎ型ドーピングペーストをストライプ状に塗布した。塗布終了位置においては、左ノズル部３４ｇ（Ｌ）および右ノズル部３４ｇ（Ｒ）を端部側から、紙面と垂直な方向（Ｚ方向）に速度１００μｍ／ｓで徐々に上昇させ、最終的に、左ノズル部３４ｇ（Ｌ）の左端および右ノズル部３４ｇ（Ｒ）の右端を中央ノズル部３４ｇ（Ｃ）よりも１００μｍ上昇させた。このように吐出口３７と基板１１との間隔が広がることを利用してビードを途切れさせることにより、ｎ型ドーピングペーストの塗布を終了させた。それにより、図２６Ｂに示すように、ｎ型ドーピングペーストの終了位置を、基板１１の外周形状に概略一致させることができた。その後、基板１１を加熱することにより、ｎ型固相拡散源２４を形成した。【０１４１】
続いて、図２６Ｃに示すように、ｎ型固相拡散源２４のストライプの隙間にｐ型ドーピングペーストをストライプ状に塗布し、さらに、基板１１を加熱することにより、図２６Ｄに示すｐ型固相拡散源２５を形成した。なお、ｐ型ドーピングペーストの塗布工程は、基板１１をステージ３１ｇに図２６Ａの上下逆向きに配置すること以外、ｎ型ドーピングペーストの塗布工程と同様である。【０１４２】
このよう基板１１上に設けられたｎ型固相拡散源２４およびｐ型固相拡散源２５を加熱してドーパントを固相拡散することにより形成されたｎ型領域１２およびｐ型領域１３は、切り欠き部１８の手前において、基板１１の外周形状に沿うような形状で開始及び終了されており、基板１１の面積を有効に活用することができた。また、ｎ型領域１２およびｐ型領域１３は、逆極性のコンタクト電極と重なることがないので、実施例１と同等の良好な発電性能が得られた。
【符号の説明】
【０１４３】
１０  裏面接合型太陽電池
１１、１１ａ〜１１ｇ  基板
１２  ｎ型領域
１３  ｐ型領域
１４、１５  保護膜
１５ａ  開口
１６  ｎ型コンタクト電極（電極）
１７  ｐ型コンタクト電極（電極）
１８  切り欠き部
１９、１９’  塗布対象領域
２１、２１’  拡散マスク
２４  ｎ型固相拡散源
２５  ｐ型固相拡散源
２６  増大部
３１、３１ａ〜３１ｈ  ステージ
３４、３４ａ〜３４ｄ、３４ｇ〜３４ｉ  ノズル
３４ｇ（Ｃ）  中央ノズル部
３４ｇ（Ｌ）  左ノズル部
３４ｇ（Ｒ）  右ノズル部
３５  塗液（ペースト）
３７、３８  吐出口
３８ａ〜３８ｃ  スリット
３９  屈曲点
４０  塗布装置
４１  リニア駆動装置（Ｘ方向）
４２  リニア駆動装置（Ｙ方向）
４３、５３  ブラケット
４４  ＣＣＤカメラ
４５  センサー
４６  塗液
４７  ビード
４８  加圧口
４９  塗液供給口
５２  リニア駆動装置（Ｚ方向）
５４  サーボモーター
９１ａ  半導体基板
９１ｂ  基板
９２  切り欠き部
９３ａ、９３ｂ  塗布形状
９４  基板ステージ
９５  エンドレス溝
９６  フィルム基板
９７  ノズル
９８  塗液（ペースト）
９９  ペースト過剰付着部
１００  段差
１０１  傾斜部 
【図１】
2013146948.tif 000003
【図２】
2013146948.tif 000004
【図３Ａ】
2013146948.tif 000005
【図３Ｂ】
2013146948.tif 000006
【図３Ｃ】
2013146948.tif 000007
【図４Ａ】
2013146948.tif 000008
【図４Ｂ】
2013146948.tif 000009
【図４Ｃ】
2013146948.tif 000010
【図５Ａ】
2013146948.tif 000011
【図５Ｂ】
2013146948.tif 000012
【図６Ａ】
2013146948.tif 000013
【図６Ｂ】
2013146948.tif 000014
【図７Ａ】
2013146948.tif 000015
【図７Ｂ】
2013146948.tif 000016
【図７Ｃ】
2013146948.tif 000017
【図８Ａ】
2013146948.tif 000018
【図８Ｂ】
2013146948.tif 000019
【図９】
2013146948.tif 000020
【図１０】
2013146948.tif 000021
【図１１Ａ】
2013146948.tif 000022
【図１１Ｂ】
2013146948.tif 000023
【図１２Ａ】
2013146948.tif 000024
【図１２Ｂ】
2013146948.tif 000025
【図１３Ａ】
2013146948.tif 000026
【図１３Ｂ】
2013146948.tif 000027
【図１３Ｃ】
2013146948.tif 000028
【図１４Ａ】
2013146948.tif 000029
【図１４Ｂ】
2013146948.tif 000030
【図１４Ｃ】
2013146948.tif 000031
【図１５Ａ】
2013146948.tif 000032
【図１５Ｂ】
2013146948.tif 000033
【図１５Ｃ】
2013146948.tif 000034
【図１６】
2013146948.tif 000035
【図１７】
2013146948.tif 000036
【図１８】
2013146948.tif 000037
【図１９Ａ】
2013146948.tif 000038
【図１９Ｂ】
2013146948.tif 000039
【図１９Ｃ】
2013146948.tif 000040
【図１９Ｄ】
2013146948.tif 000041
【図１９Ｅ】
2013146948.tif 000042
【図１９Ｆ】
2013146948.tif 000043
【図１９Ｇ】
2013146948.tif 000044
【図１９Ｈ】
2013146948.tif 000045
【図２０Ａ】
2013146948.tif 000046
【図２０Ｂ】
2013146948.tif 000047
【図２１Ａ】
2013146948.tif 000048
【図２１Ｂ】
2013146948.tif 000049
【図２１Ｃ】
2013146948.tif 000050
【図２１Ｄ】
2013146948.tif 000051
【図２２】
2013146948.tif 000052
【図２３】
2013146948.tif 000053
【図２４】
2013146948.tif 000054
【図２５Ａ】
2013146948.tif 000055
【図２５Ｂ】
2013146948.tif 000056
【図２５Ｃ】
2013146948.tif 000057
【図２５Ｄ】
2013146948.tif 000058
【図２６Ａ】
2013146948.tif 000059
【図２６Ｂ】
2013146948.tif 000060
【図２６Ｃ】
2013146948.tif 000061
【図２６Ｄ】
2013146948.tif 000062
【図２７】
2013146948.tif 000063
【図２８】
2013146948.tif 000064
【図２９】
2013146948.tif 000065
【図３０Ａ】
2013146948.tif 000066
【図３０Ｂ】
2013146948.tif 000067
【図３１Ａ】
2013146948.tif 000068
【図３１Ｂ】
2013146948.tif 000069
【図３２Ａ】
2013146948.tif 000070
【図３２Ｂ】
2013146948.tif 000071
【図３３Ａ】
2013146948.tif 000072
【図３３Ｂ】
2013146948.tif 000073
【国際調査報告】
2013146948.tif 000074
2013146948.tif 000075
2013146948.tif 000076