在襯底上印刷圖案的方法和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明包括用于在襯底上印刷圖案的方法和設(shè)備。所述方法包括：采集具有多個(gè)印刷軌跡的襯底表面的圖像；以及識(shí)別在多個(gè)印刷軌跡上的印刷軌跡部分的位置。所述方法進(jìn)一步包括：通過比較印刷軌跡部分的位置與預(yù)定印刷軌跡的位置來決定調(diào)整參數(shù)；以及基于調(diào)整參數(shù)執(zhí)行后續(xù)印刷操作。所述設(shè)備包括至少一個(gè)檢查單元和計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包含處理器執(zhí)行一種用于印刷的方法的指令，所述方法包含：（i）識(shí)別印刷軌跡部分的位置；（ii）通過比較印刷軌跡部分的位置與預(yù)定印刷軌跡的位置來決定調(diào)整參數(shù)；以及（iii）基于調(diào)整參數(shù)執(zhí)行后續(xù)印刷操作。
【專利說明】在襯底上印刷圖案的方法和設(shè)備
[0001]發(fā)明背景【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明的實(shí)施例涉及用于例如使用硅或氧化鋁基在襯底上印刷導(dǎo)電材料的方法和設(shè)備，所述方法和設(shè)備用以形成光伏(PV)電池或綠帶型(green-tape type)電路。
【背景技術(shù)】
[0003]太陽能電池是將太陽光直接轉(zhuǎn)換成為電力的PV裝置。在制造商業(yè)上可行的太陽能電池以制造PV裝置時(shí)的一個(gè)主要因素在于，通過提高裝置產(chǎn)量和增加襯底生產(chǎn)量來降低形成太陽能電池所需的制造成本。用于生產(chǎn)太陽能電池和將太陽能電池配置一個(gè)或多個(gè)p-n結(jié)的方法是公知的。每一p-n結(jié)包含在半導(dǎo)體材料之內(nèi)的兩個(gè)不同區(qū)域，其中一側(cè)被表示為P型區(qū)且另一側(cè)被表示為η型區(qū)。當(dāng)太陽能電池的p-n結(jié)暴露于太陽光時(shí)，太陽光通過PV效應(yīng)直接轉(zhuǎn)換為電力。太陽能電池產(chǎn)生特定量的電力，并且太陽能電池被制造且布置在太陽能模塊中，所述太陽能模塊件被確定大小以傳遞所需量的系統(tǒng)功率。太陽能模塊使用特定框架和連接器相連成為面板。太陽能電池通常在硅襯底上形成，所述硅襯底可以是單晶或多晶硅襯底。典型的太陽能電池包括硅襯底或片材，所述硅襯底或片材通常小于約
0.3mm且具有在形成在襯底上的P型區(qū)的頂部上的η型硅薄層。
[0004]通常，標(biāo)準(zhǔn)硅太陽能電池被制造在襯底上，所述襯底包括P型基極區(qū)、η型發(fā)射極區(qū)、以及布置在P型基極區(qū)和η型發(fā)射極區(qū)之間的P-n結(jié)區(qū)。η型區(qū)或η型半導(dǎo)體通過用某些類型的元素(例如，磷(P)、砷(As)或銻(Sb))摻雜半導(dǎo)體來形成，以增加負(fù)電荷載流子(即，電子)的數(shù)目。類似地，P型區(qū)或P型半導(dǎo)體通過將三價(jià)原子添加到晶格來形成，從對(duì)于硅晶格而言是正常的四個(gè)共價(jià)鍵中的一個(gè)共價(jià)鍵產(chǎn)生漏電子。因此，摻雜原子可從相鄰原子共價(jià)鍵接受電子以完成第四鍵。摻雜原子接受電子，導(dǎo)致從相鄰原子的一個(gè)鍵的一半的損失且引起“空穴”的形成。
[0005]當(dāng)光落到太陽能電池上時(shí)，來自入射光子的能量在p-n結(jié)區(qū)的兩側(cè)上產(chǎn)生電子空穴對(duì)。電子橫跨P-n結(jié)向下部能級(jí)擴(kuò)散且空穴在相反方向擴(kuò)散，從而在發(fā)射極上產(chǎn)生負(fù)電荷，并且相應(yīng)的正電荷在基極中積聚。當(dāng)在發(fā)射極和基極之間產(chǎn)生電路且P-n結(jié)暴露于某些波長的光時(shí)，電流將流動(dòng)。當(dāng)照明時(shí)，通過半導(dǎo)體產(chǎn)生的電流流過在太陽能電池的前側(cè)(即，光接收側(cè))和背側(cè)上布置的接觸。頂部接觸結(jié)構(gòu)通常被配置為寬泛間隔的薄金屬線或金屬指狀件，所述金屬線或金屬指狀件將電流供應(yīng)到較大匯流條(busbar)。通常不將背接觸約束為以多條薄金屬線形成，因?yàn)楸辰佑|未防止入射光撞擊太陽能電池。太陽能電池通常以諸如Si3N4之類的薄層介電材料覆蓋以充當(dāng)抗反射涂層或ARC，以將來自太陽能電池的頂表面的光反射最小化。
[0006]絲網(wǎng)印刷一直被用于電子工業(yè)以便在襯底的表面上印刷電子部件設(shè)計(jì)，諸如電接觸或電互連?，F(xiàn)代化的太陽能電池制造工藝也使用絲網(wǎng)印刷工藝。在一些應(yīng)用中，需要在太陽能電池襯底上絲網(wǎng)印刷接觸線，諸如指狀件。所述指狀件與襯底接觸且所述指狀件能夠與一個(gè)或多個(gè)摻雜區(qū)域(例如，η型發(fā)射極區(qū))形成歐姆連接。歐姆接觸是在半導(dǎo)體裝置上已制備以便所述裝置的電流-電壓(ι-v)曲線為線性且對(duì)稱(即，在半導(dǎo)體裝置的摻雜硅的區(qū)域和金屬接觸之間不存在高電阻接口)的區(qū)域。低電阻、穩(wěn)定的接觸對(duì)太陽能電池的性能以及在太陽能電池制造工藝中形成的電路的可靠性是非常關(guān)鍵的。
[0007]例如通過使用圖案化擴(kuò)散阻擋層執(zhí)行磷擴(kuò)散步驟，重?fù)诫s區(qū)域可使用各種圖案化技術(shù)而形成在襯底表面上以產(chǎn)生具有較重和較輕摻雜的區(qū)域。背側(cè)接觸完成太陽能電池所需的電路以通過與襯底的P型基極區(qū)形成歐姆接觸來產(chǎn)生電流。為了增強(qiáng)與太陽能電池裝置的接觸，通常將指狀件定位于在襯底表面之內(nèi)形成的重?fù)诫s區(qū)域上，以使歐姆接觸能夠形成。由于形成的重?fù)诫s區(qū)域的電氣性質(zhì)，所述重?fù)诫s區(qū)域傾向于阻擋或最小化可通過所述區(qū)域的光的量，因此需要將所述重?fù)诫s區(qū)域的大小最小化，同時(shí)還使這些區(qū)域足夠大以保證指狀件可以可靠地對(duì)準(zhǔn)且形成在所述區(qū)域上。
[0008]重?fù)诫s區(qū)域和指狀件的形成可包括沉積多層材料。
[0009]由于形成重?fù)诫s區(qū)域的層未對(duì)準(zhǔn)，受重?fù)诫s區(qū)域影響的表面區(qū)域可能比所需的更寬，且因此阻止了否則對(duì)太陽能電池可用的光的通過。
[0010]此外，沉積在底層重?fù)诫s區(qū)域上的指狀件的未對(duì)準(zhǔn)可導(dǎo)致不良的裝置性能和低裝
置效率。
[0011]重?fù)诫s區(qū)域和指狀件的形成中的未對(duì)準(zhǔn)可能是由于以下因素:將襯底定位在自動(dòng)傳送裝置上的誤差、襯底邊緣的缺陷、在襯底表面上的重?fù)诫s區(qū)域的未知登記和對(duì)準(zhǔn)、和/或在自動(dòng)傳送裝置上的襯底移動(dòng)。因此，在印刷工藝步驟期間發(fā)生誤差的情況下，被印刷的多個(gè)層的未對(duì)準(zhǔn)可導(dǎo)致襯底被丟棄。
[0012]在這個(gè)領(lǐng)域之內(nèi)，已知借助于如上所述的絲網(wǎng)印刷技術(shù)在結(jié)晶硅基極上生產(chǎn)太陽能電池，以在太陽能電池的正面和/或背面上獲得多層圖案。多層圖案例如通過雙重印刷或者借助于若干連續(xù)的印刷步驟來形成。此舉可通過在適當(dāng)支撐件或襯底(例如，具有硅或氧化鋁基極的襯底)上通過絲網(wǎng)印刷、激光印刷、墨噴印刷、或者其他類似工藝來進(jìn)行。使用多層圖案使形成例如具有選擇性發(fā)射極的太陽能電池成為可能。
[0013]例如由至少第一層和在第一層的頂部上的第二層形成的多層結(jié)構(gòu)允許通過接觸傳遞的電流增大，但是所述多層結(jié)構(gòu)可使印刷工藝更加復(fù)雜。事實(shí)上，在這種情況下，必須將多個(gè)層以通常在10微米(mm)的范圍內(nèi)的精度彼此正確地對(duì)準(zhǔn)。如果在自動(dòng)傳送裝置上的襯底運(yùn)動(dòng)和印刷頭的運(yùn)動(dòng)未準(zhǔn)確地控制，那么所沉積的圖案將不正確地形成。因此，在印刷工藝步驟期間發(fā)生誤差的情況下，多個(gè)被印刷層的可能的未對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)致襯底被丟棄。因此，存在對(duì)于在每一印刷步驟之后的一個(gè)或多個(gè)控制步驟的需要，以驗(yàn)證印刷在每一場合上的層相對(duì)于下面的層的對(duì)準(zhǔn)。
[0014]一些已知的控制技術(shù)要求將被印刷的層定位以使用所述信息進(jìn)行閉環(huán)反作用控制，或者也被稱為閉環(huán)控制。然而，一旦給定的層已經(jīng)印刷在先前印刷的層上，知道精確位置就特別困難，因?yàn)樗械膶又丿B。在這方面，一種用于根據(jù)圖案印刷若干沉積的重疊層的已知方法能夠通過檢測在襯底上印刷的適當(dāng)標(biāo)記的位置來決定對(duì)于后續(xù)印刷操作的襯底的正確定向和沉積。所述已知方法在襯底表面上形成適當(dāng)?shù)臉?biāo)記，在一些情況下，所述標(biāo)記不能通過光學(xué)采集裝置直接可見。
[0015]當(dāng)然，在硅基極上的襯底通過熔合硅丟棄物來獲得，所述襯底還被稱為單鑄(monocast)襯底，所述襯底在所述襯底的固化時(shí)包括具有不同結(jié)晶配置的區(qū)域，從而給予印刷表面一種顏色，所述顏色是不均勻的且可能與標(biāo)記的顏色混淆。在這種情況下，如上所述的采集方法可能并不總是有效的。因此，存在完善以下方法的需要:(i)一種將允許印刷層的正確相互對(duì)準(zhǔn)的在襯底上印刷圖案的方法；以及(ii) 一種允許在不提供參考標(biāo)記的情況下檢測印刷軌跡位置的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明的實(shí)施例提供用于在襯底上印刷圖案的方法和設(shè)備，所述方法和設(shè)備可用于形成PV電池或綠帶型電路。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，在襯底上印刷圖案的方法包含:采集具有印刷在襯底上的多個(gè)印刷軌跡的襯底的表面區(qū)域的圖像；以及借助于圖像識(shí)別在多個(gè)印刷軌跡上的印刷軌跡部分相對(duì)于襯底的至少一個(gè)側(cè)面的位置。所述方法進(jìn)一步包括:通過比較印刷軌跡部分的位置與預(yù)定印刷軌跡的位置來決定調(diào)整參數(shù)；以及基于調(diào)整參數(shù)執(zhí)行后續(xù)印刷操作。
[0017]在一個(gè)實(shí)施例中，一種用于印刷襯底的設(shè)備包括至少一個(gè)檢查單元和計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述至少一個(gè)檢查單元被配置以采集具有印刷在襯底上的多個(gè)印刷軌跡的襯底的表面區(qū)域的圖像。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包含處理器執(zhí)行一種用于在襯底上印刷圖案的方法的指令，所述方法包含:(i)借助于圖像識(shí)別多個(gè)印刷軌跡的印刷軌跡部分相對(duì)于襯底的至少一個(gè)側(cè)面的位置；(ii)通過比較印刷軌跡部分的位置與預(yù)定印刷軌跡的位置來決定調(diào)整參數(shù)；以及(iii)基于調(diào)整參數(shù)執(zhí)行后續(xù)印刷操作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]因此，以可詳細(xì)地理解本發(fā)明的上述特征的方式，可參考實(shí)施例獲得上文簡要概述的本發(fā)明的更特定描述，所述實(shí)施例中的一些實(shí)施例圖示在附圖中。然而，應(yīng)注意，附圖僅圖示本發(fā)明的典型實(shí)施例且因此不將附圖視為限制本發(fā)明的范圍，因?yàn)楸景l(fā)明可允許其他等效的實(shí)施例。
[0019]圖1是絲網(wǎng)印刷系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意等距視圖；
[0020]圖2是圖1的絲網(wǎng)印刷系統(tǒng)的示意俯視圖；
[0021]圖3是絲網(wǎng)印刷系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意等距視圖；
[0022]圖4是圖3的絲網(wǎng)印刷系統(tǒng)的示意俯視圖；
[0023]圖5是絲網(wǎng)印刷系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意等距視圖；
[0024]圖6是圖5的絲網(wǎng)印刷系統(tǒng)的示意俯視圖；
[0025]圖7是印刷巢的一個(gè)實(shí)施例的等距視圖；
[0026]圖8是檢查組件的一個(gè)實(shí)施例的示意等距視圖；
[0027]圖9是襯底的示意圖，在所述襯底上以一種圖案印刷了印刷軌跡；
[0028]圖10是參考印刷圖案的示意圖；
[0029]圖11是圖9和圖10之間的比較的示意圖；
[0030]圖12圖示圖8的變體；
[0031]圖13是根據(jù)另一實(shí)施例的襯底的示意圖，在所述襯底上以一種圖案印刷了印刷軌跡；[0032]圖14是襯底的平面示意圖，在所述襯底上印刷了印刷軌跡且對(duì)所述襯底應(yīng)用一種在襯底上印刷圖案的方法；
[0033]圖15是根據(jù)本文所述的實(shí)施例的襯底的一部分的示意圖，在所述襯底上以一種圖案印刷了印刷軌跡；
[0034]圖16是根據(jù)本文所述的實(shí)施例的圖15中所示的襯底的一部分的示意圖；以及
[0035]圖17是根據(jù)本文所述的進(jìn)一步實(shí)施例的襯底的一部分的示意圖，在所述襯底上以一種圖案印刷了印刷軌跡。
[0036]為了促進(jìn)理解，在可能的情況下，已使用相同附圖標(biāo)記來指定對(duì)諸圖共用的相同元件?？梢灶A(yù)期，一個(gè)實(shí)施例的元件和特征可有利地并入其他實(shí)施例中而無需進(jìn)一步敘述。
【具體實(shí)施方式】
[0037]本發(fā)明的實(shí)施例提供了用于在襯底上印刷圖案的方法和設(shè)備，所述方法和設(shè)備可使用絲網(wǎng)印刷系統(tǒng)來應(yīng)用以按所需圖案在太陽能電池的襯底表面上形成金屬接觸。
[0038]在一個(gè)實(shí)施例中，如圖1中所示，絲網(wǎng)印刷系統(tǒng)110包含傳入傳送機(jī)111、旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器組件130、絲網(wǎng)印刷腔室102、以及傳出傳送機(jī)112。傳入傳送機(jī)111可被配置以從諸如輸入傳送機(jī)113 (B卩，路徑“A”)之類的輸入裝置接收襯底250，且將襯底250傳遞到耦合到旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器組件130的印刷巢131。傳出傳送機(jī)112可被配置以從耦合到旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器組件130的印刷巢131接收被處理的襯底250，且將襯底250傳遞到諸如退出傳送機(jī)114(8卩，路徑“E”)之類的襯底移除裝置。輸入傳送機(jī)113和退出傳送機(jī)114可以是作為較大生產(chǎn)線的一部分的自動(dòng)襯底處理裝置。
[0039]在一個(gè)實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器組件130可通過旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器(未圖示)和系統(tǒng)控制器101圍繞“F”軸旋轉(zhuǎn)且有角度地定位，以使得印刷巢131可在絲網(wǎng)印刷系統(tǒng)110之內(nèi)有選擇地角度定位(即，如圖2中所示的路徑“D1”和路徑“D2”)。旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器組件130也可具有一個(gè)或多個(gè)支撐部件，以促進(jìn)對(duì)用來在絲網(wǎng)印刷系統(tǒng)110中執(zhí)行襯底處理順序的印刷巢131或其他自動(dòng)裝置的控制。
[0040]在一個(gè)實(shí)施例中，如圖1和圖2中所示，旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器組件130包括四個(gè)印刷巢131或襯底支撐件，所述印刷巢131或襯底支撐件各自適合于在絲網(wǎng)印刷腔室102之內(nèi)執(zhí)行的絲網(wǎng)印刷工藝期間支撐襯底250。圖2示意地圖示旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器組件130的位置，其中:(i)一個(gè)印刷巢131被設(shè)置在位置“I”以從傳入傳送機(jī)111接收襯底250 ; (ii)另一印刷巢131被設(shè)置在絲網(wǎng)印刷腔室102之內(nèi)的位置“2”，以便另一襯底250可在所述襯底的表面251上接收絲網(wǎng)印刷圖案；(iii)另一印刷巢131被設(shè)置在位置“3”以便將被處理的襯底250傳遞到傳出傳送機(jī)112 ;以及(iv)另一印刷巢131被設(shè)置在位置“4”，所述位置“4”為位置“I”和位置“3”之間的中間階段。
[0041]圖3是絲網(wǎng)印刷系統(tǒng)110的另一實(shí)施例的等距視圖，并且圖4是圖3的絲網(wǎng)印刷系統(tǒng)110的俯視圖，所述絲網(wǎng)印刷系統(tǒng)110也可以結(jié)合本發(fā)明的實(shí)施例使用，以根據(jù)太陽能電池襯底250的表面251上的所需圖案形成金屬接觸。
[0042]在一個(gè)實(shí)施例中，圖3和圖4的絲網(wǎng)印刷系統(tǒng)110包含兩個(gè)傳入傳送機(jī)111，并且致動(dòng)器組件130被配置為旋轉(zhuǎn)臺(tái)或旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器。絲網(wǎng)印刷系統(tǒng)110還包括多個(gè)印刷巢131、多個(gè)絲網(wǎng)印刷腔室102、兩個(gè)傳出傳送機(jī)112、以及系統(tǒng)控制器101。傳入傳送機(jī)111以并行處理的定向配置，以便每一傳入傳送機(jī)111可從諸如輸入傳送機(jī)113之類的輸入裝置接收未處理的襯底250，且將每一未處理的襯底250傳遞到耦合至致動(dòng)器組件130的印刷巢131。此外,傳出傳送機(jī)112以平行的定向配置，以便每一傳出傳送機(jī)112可從印刷巢131接收已處理的襯底250，且將每一已處理的襯底250傳遞到諸如退出傳送機(jī)114之類的襯底
移除裝置。
[0043]在一個(gè)實(shí)施例中，在圖3和圖4中的絲網(wǎng)印刷系統(tǒng)110具有兩個(gè)印刷巢131(在如圖4中所示的位置“I”和“3”中)，每一印刷巢131被定位以都將已處理的襯底250傳遞到傳出傳送機(jī)112且還從傳入傳送機(jī)111接收未處理的襯底250。
[0044]因此，在圖3和圖4的絲網(wǎng)印刷系統(tǒng)110中，襯底的運(yùn)動(dòng)通常遵循路徑“A”(第4圖)。在所述配置中，其他兩個(gè)印刷巢131 (在位置“2”和“4”中)中的每一個(gè)被定位在絲網(wǎng)印刷腔室102之下，以便可在位于各個(gè)印刷巢131的未處理襯底250上進(jìn)行絲網(wǎng)印刷。
[0045]所述并行處理配置允許在處理系統(tǒng)中的具有最小批量的增加的生產(chǎn)能力。雖然絲網(wǎng)印刷系統(tǒng)110在圖3和圖4中被示為具有兩個(gè)絲網(wǎng)印刷腔室102和四個(gè)印刷巢131，但是在不偏離本發(fā)明的領(lǐng)域的情況下，所述絲網(wǎng)印刷系統(tǒng)110可包括額外的絲網(wǎng)印刷腔室102和/或印刷巢131。
[0046]圖5是絲網(wǎng)印刷系統(tǒng)110的另一實(shí)施例的等距視圖，并且圖6是絲網(wǎng)印刷系統(tǒng)110的俯視圖，所述絲網(wǎng)印刷系統(tǒng)110也可以結(jié)合本發(fā)明的實(shí)施例使用，以在太陽能電池襯底250的表面251上以所需圖案形成金屬接觸。在一個(gè)實(shí)施例中，圖5和圖6的絲網(wǎng)印刷系統(tǒng)110包含傳入傳送機(jī)111、致動(dòng)器單元230、絲網(wǎng)印刷腔室102、傳出傳送機(jī)112、以及系統(tǒng)控制器101，在一個(gè)實(shí)施例中，所述致動(dòng)器單元230可被配置為線性移動(dòng)單元。
[0047]傳入傳送機(jī)111可被配置以從諸如輸入傳送機(jī)113(8卩，圖5和圖6中的路徑“A”)之類的輸入裝置接收襯底250，且將襯底250傳遞到在線性移動(dòng)單元230的進(jìn)口處耦合的印刷巢131。傳出傳送機(jī)112可被配置以從耦合在線性移動(dòng)單元230的出口處的印刷巢131接收已處理的襯底250，且將襯底250傳遞到諸如退出傳送機(jī)114 (B卩，圖5和圖6中的路徑“E”)之類的襯底移除裝置。如上所述，輸入傳送機(jī)113和退出傳送機(jī)114可以是作為較大生產(chǎn)線的一部分的自動(dòng)襯底處理裝置。
[0048]傳入傳送機(jī)111從以下位置輸送襯底250: (i)如圖6中所不的第一位置“I”,在所述位置中，襯底250被引入絲網(wǎng)印刷腔室102 ;(ii)在絲網(wǎng)印刷腔室102內(nèi)部的第二位置“2” ；以及(iii)第三位置“3”，在所述位置中，襯底250被從絲網(wǎng)印刷腔室102釋放且輸送到其他操作站。在雙重或多重印刷的情況下，襯底250再次在位置“2”中被引入絲網(wǎng)印刷腔室102以執(zhí)行第二或進(jìn)一步印刷步驟，且然后襯底250再次從絲網(wǎng)印刷腔室102釋放且傳遞到位置“3”。重復(fù)所述交替運(yùn)動(dòng)達(dá)期望次數(shù)以與待印刷的層數(shù)一致，直到最后釋放最終產(chǎn)品為止。本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解，雙層或多層印刷的工藝也可以類似的方式在圖1至圖4中所示的一種配置中執(zhí)行。
[0049]參看圖7，印刷巢131通常由傳送機(jī)組件139組成，所述傳送機(jī)組件139具有饋線管135、卷線管136、滾子140、以及一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器148。致動(dòng)器148被耦合至饋線管135和/或卷線管136，所述饋線管135和/或卷線管136適于饋送和保持橫跨壓板138而定位的支撐材料137。壓板138通常具有襯底支撐表面，在絲網(wǎng)印刷腔室102中執(zhí)行的絲網(wǎng)印刷工藝期間，襯底250和支撐材料137定位在所述襯底支撐表面上。在一個(gè)實(shí)施例中，支撐材料137是多孔材料，所述多孔材料允許布置在支撐材料137 —側(cè)上的襯底250通過真空保持在壓板138上，所述真空通過傳統(tǒng)真空產(chǎn)生裝置(例如，真空泵、真空噴射器)施加到支撐材料137的相對(duì)側(cè)上。
[0050]在一個(gè)實(shí)施例中，將真空施加于在壓板138的襯底支撐表面中形成的真空端口(未圖示)，以便襯底可被“夾緊”到壓板138的襯底支撐表面。在一個(gè)實(shí)施例中，支撐材料137是對(duì)空氣可透的多孔材料，所述多孔材料例如由對(duì)空氣可透的多孔紙組成且具有用于香煙或另一類似材料的類型，諸如執(zhí)行相同功能的塑料或紡織材料。
[0051]在一種配置中，致動(dòng)器148被耦合至或適合于與饋線管135和卷線管136嚙合，以便可在印刷巢131之內(nèi)精確地控制位于支撐材料137上的襯底250的運(yùn)動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，饋線管135和卷線管136各自適合于接收支撐材料137的長度的相對(duì)端。在一個(gè)實(shí)施例中，致動(dòng)器148各自包含一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)輪147以控制橫跨壓板138的支撐材料137的運(yùn)動(dòng)和位置，所述一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)輪147耦合至位于饋線管135和/或卷線管136上的支撐材料137的表面或者與所述表面接觸。
[0052]參看圖1至圖6，與絲網(wǎng)印刷系統(tǒng)110 —起描述的每個(gè)絲網(wǎng)印刷腔室102適于在絲網(wǎng)印刷工藝期間在位置“2”中，在位于印刷巢131上的襯底250的表面251上以所需圖案沉積材料。
[0053]在一個(gè)實(shí)施例中，絲網(wǎng)印刷腔室102包括多個(gè)致動(dòng)器，例如，致動(dòng)器102A (例如，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或伺服電動(dòng)機(jī))，所述致動(dòng)器與系統(tǒng)控制器101通信。致動(dòng)器102A用于調(diào)整布置在絲網(wǎng)印刷腔室102之內(nèi)的如圖1和圖5所示的絲網(wǎng)印刷掩膜102B的相對(duì)于被印刷的襯底250的位置和/或角度定向。在一個(gè)實(shí)施例中，絲網(wǎng)印刷掩膜102B是具有如圖2和圖5中所示的多個(gè)顯著特征102C的金屬片或金屬板，所述特征諸如在金屬片或金屬板中形成的孔洞、槽、或者其他孔口，以界定在襯底250的表面251上的絲網(wǎng)印刷材料(B卩，油墨或膏齊U)的圖案和放置。通常，通過使用致動(dòng)器102A以及由系統(tǒng)控制器101從如圖8所示的檢查組件200接收到的信息而在襯底表面上的所需位置中定向絲網(wǎng)印刷掩膜102B，待沉積在襯底250的表面251上的絲網(wǎng)印刷圖案以自動(dòng)的方式對(duì)準(zhǔn)襯底250。
[0054]在一個(gè)實(shí)施例中，絲網(wǎng)印刷腔室102適于將含金屬、含摻雜劑和/或含介電質(zhì)的材料沉積到太陽能電池襯底上，所述太陽能電池襯底具有在約125mm和156mm之間的寬度以及在約70mm和約156mm之間的長度。
[0055]在一個(gè)實(shí)施例中，絲網(wǎng)印刷腔室102適于在襯底的表面251上沉積含金屬的膏劑以在襯底表面上形成金屬接觸結(jié)構(gòu)。
[0056]檢查組件200與圖1至圖6中所示的每個(gè)絲網(wǎng)印刷系統(tǒng)110相關(guān)聯(lián)，且檢查組件200適合于檢查布置在印刷巢131上的襯底250，所需圖案借助于絲網(wǎng)印刷在襯底250上印刷。
[0057]參看圖8，檢查組件200適于在印刷前和印刷后識(shí)別和檢查襯底250，且檢查組件200可包含一個(gè)或多個(gè)照相機(jī)121 (例如，CXD攝像機(jī))以及電子部件，所述照相機(jī)和電子部件能夠檢查檢查結(jié)果且將所述檢查結(jié)果傳遞到系統(tǒng)控制器101，所述系統(tǒng)控制器101用以分析在印刷巢131上的襯底250的定向和位置。
[0058]在一個(gè)實(shí)施例中，照相機(jī)121被定位在襯底250的表面251上，以便照相機(jī)121的觀察區(qū)域122可檢查表面251的至少一個(gè)部分或區(qū)域。如上所述，由照相機(jī)121接收到信息用于對(duì)準(zhǔn)絲網(wǎng)印刷掩膜102B和從而對(duì)準(zhǔn)隨后沉積的材料，且還采集沉積在襯底250上的層的圖像。
[0059]在一個(gè)實(shí)施例中，照相機(jī)121是InGaAs型照相機(jī)，所述照相機(jī)具有冷卻的CXD陣列以增強(qiáng)檢測信號(hào)的信噪比。在其他實(shí)施例中，期望通過將襯底250的表面251與照相機(jī)121之間的區(qū)域封閉或屏蔽，來將檢查組件200與環(huán)境光隔離。
[0060]在一個(gè)實(shí)施例中，檢查組件200還包括一個(gè)或多個(gè)濾光器(未圖示)，所述濾光器布置在照相機(jī)121和襯底250的表面之間。在所述實(shí)施例中，濾光器被選擇以允許僅某些所需波長傳遞到照相機(jī)121以降低被照相機(jī)121接收的不需要能量的量，以提高所檢測輻射的信噪比。濾光器可以是可購自例如Barr Associates公司或購自Andover公司的帶通濾光器、窄帶濾光器、光學(xué)邊緣濾光器、陷波濾光器、或?qū)拵V光器。
[0061]系統(tǒng)控制器101促進(jìn)整個(gè)絲網(wǎng)印刷系統(tǒng)110的控制和自動(dòng)化，且系統(tǒng)控制器101可包括中央處理單元(CPU)(未圖示)、存儲(chǔ)器(未圖示)、以及支持電路(或I/O)(未圖示)。(PU可以是在工業(yè)設(shè)置中使用的用于控制各種腔室工藝和硬件(例如，傳送機(jī)、光學(xué)檢查組件、電動(dòng)機(jī)、流體輸送硬件等等)且監(jiān)視系統(tǒng)和腔室工藝(例如，襯底位置、處理時(shí)間、檢測器信號(hào)等等)的任何形式的計(jì)算機(jī)處理器之一。存儲(chǔ)器被連接到CPU，且存儲(chǔ)器可以是隨時(shí)可用存儲(chǔ)器中的一個(gè)或多個(gè)，所述隨時(shí)可用存儲(chǔ)器諸如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、軟盤、硬盤、大容量存儲(chǔ)器、或者本地或遠(yuǎn)程的任何其他形式的數(shù)字存儲(chǔ)器。軟件指令和數(shù)據(jù)可被編碼和存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器之內(nèi)用于指示CPU。支持電路也可連接到CPU用于以傳統(tǒng)的方式支持處理器。支持電路可包括高速緩沖存儲(chǔ)器、電源、時(shí)鐘電路、輸入/輸出電路、子系統(tǒng)等等。由系統(tǒng)控制器101可讀的程序(或計(jì)算機(jī)指令)決定在襯底上可執(zhí)行哪些任務(wù)。在一些實(shí)施例中，程序是由系統(tǒng)控制器101可讀的軟件。系統(tǒng)控制器101包括代碼以產(chǎn)生和存儲(chǔ)至少襯底位置信息、各種控制部件的動(dòng)作順序、襯底光學(xué)檢查系統(tǒng)信息、以及任何其他相應(yīng)組合。
[0062]在一個(gè)實(shí)施例中，本文所述的印刷方法包含由系統(tǒng)控制器101可讀的程序(或計(jì)算機(jī)指令)，用于決定借助于絲網(wǎng)印刷系統(tǒng)110的印刷方法的執(zhí)行。
[0063]本發(fā)明的實(shí)施例提供一種用于在襯底250上印刷圖案的方法，在所述方法期間，根據(jù)在襯底250的表面251上的圖案印刷多個(gè)印刷軌跡252，如圖9中所示。
[0064]印刷軌跡252彼此平行地布置且具有厚度S。在一個(gè)實(shí)施例中，厚度S在約50mm和約500mm之間，且印刷軌跡252具有彼此分離的一些毫米的間距P。
[0065]在一個(gè)實(shí)施例中，印刷軌跡252是加寬間隔的被配置以將電流供應(yīng)到太陽能電池襯底250中的集電條的薄金屬線或指狀件，所述集電條比指狀件要寬。在一個(gè)實(shí)施例中，襯底250具有以直線配置或定向而印刷的多個(gè)印刷軌跡252。所述多個(gè)印刷軌跡252大體上彼此平行且分別平行于襯底250的兩個(gè)相對(duì)邊緣。
[0066]在一個(gè)實(shí)施例中，一種用于在襯底上印刷圖案的方法包括:采集襯底250的整個(gè)印刷表面251的一部分的至少一個(gè)表面區(qū)域300的至少一個(gè)圖像301 (圖9)。在一個(gè)實(shí)施例中，圖像301例如借助于如上所述的照相機(jī)121光學(xué)地采集，且圖像301包括與由照相機(jī)121所觀察的區(qū)域特征有關(guān)的數(shù)字信息。在一個(gè)實(shí)施例中，圖像301是表面區(qū)域300的照片，在所述表面區(qū)域300上沉積印刷軌跡252。在另一實(shí)施例中，圖像301是含有灰調(diào)(shadeof gray)的襯底表面的照片或數(shù)字圖像。[0067]圖像301的采集以表面區(qū)域300包括印刷在襯底250上的至少一些印刷軌跡252的方式進(jìn)行，在這種情況下為兩個(gè)印刷軌跡252。在每一印刷軌跡252存在于圖像301中的情況下，有可能識(shí)別表面區(qū)域300的至少一個(gè)印刷部分302。如本文所述的印刷部分302是在圖像301中的印刷軌跡252的可識(shí)別區(qū)段(segment)，所述區(qū)段延伸達(dá)小于圖像301的整個(gè)軌跡的總長度的長度。
[0068]在一個(gè)實(shí)施例中，印刷部分302相對(duì)于在襯底250上印刷了印刷部分302的襯底250的表面251光學(xué)地可見，且特別是相對(duì)于印刷部分302所屬的印刷軌跡252的剩余部分光學(xué)地可見。如本文所述的表達(dá)“光學(xué)地可見”意味著印刷部分302具有可與襯底250的表面251上的那些對(duì)比色調(diào)區(qū)別開的對(duì)比色調(diào)。
[0069]如圖9和圖11中所示，已考慮了單個(gè)印刷部分302，但是在其他實(shí)施例中可提供所述單個(gè)印刷部分302以識(shí)別兩個(gè)或兩個(gè)以上印刷部分302來幫助識(shí)別印刷軌跡的定向。在其他實(shí)施例中，可提供單個(gè)印刷部分302以識(shí)別圖像301，所述圖像301作為屬于相同印刷軌跡或若干印刷軌跡252的若干印刷部分302的統(tǒng)計(jì)組合。
[0070]在一個(gè)實(shí)施例中，識(shí)別印刷部分302相對(duì)于襯底250的至少一個(gè)側(cè)面303的位置。如本文所定義的側(cè)面303是在襯底250上印刷了印刷軌跡252的襯底250的表面251的周邊的區(qū)段。在圖9中所示的實(shí)施例中，側(cè)面303大體上平行于已在襯底250上制造的印刷軌跡252的主要縱向延伸而形成。印刷方法的其他實(shí)施例相對(duì)于襯底250的兩個(gè)相對(duì)邊緣評(píng)估印刷部分302的位置。如此允許在檢測印刷部分302的位置時(shí)的更大精度。
[0071]由照相機(jī)121采集的圖像301并不一定要檢測側(cè)面303。事實(shí)上，在已知照相機(jī)121安裝在檢查組件200中的位置且襯底250位于印刷巢131上的印刷巢131的位置的情況下，有可能相對(duì)于側(cè)面303識(shí)別圖像301的位置。在一個(gè)實(shí)施例中，印刷方法規(guī)定印刷部分302的位置由處理器或系統(tǒng)控制器101評(píng)估。
[0072]在一個(gè)實(shí)施例中，印刷部分302的位置評(píng)估將圖像301分成多個(gè)基本單元或像素。在一個(gè)實(shí)施例中，為了識(shí)別印刷部分302的位置，印刷部分302具有一長度以容易地識(shí)別印刷部分302的位置，所述長度等于所采集的圖像301分成的至少兩個(gè)基本單元或像素?；締卧删哂性诩sIOOmm和約150mm之間的長度。
[0073]通過將圖像301分成基本單元，圖像301的區(qū)域可分成代表在表面251上的印刷部分302的單元和不在表面251上的印刷部分302的單元。在一個(gè)實(shí)施例中，分離包括相對(duì)于圖像301的其余部分評(píng)估印刷部分302的色差或灰調(diào)。在一些實(shí)施例中，由于襯底的所述區(qū)域中的光學(xué)特性差異，印刷部分302具有比圖像301的其余部分較輕的灰調(diào)。
[0074]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，相對(duì)于襯底250的側(cè)面303決定第一距離D和定向角α識(shí)別印刷部分302的位置。在一個(gè)實(shí)施例中，第一距離D和定向角α相對(duì)于印刷部分302的厚度的中線L (圖9)評(píng)估。在另一實(shí)施例中，第一距離D和定向角α相對(duì)于印刷部分302的厚度的周邊側(cè)評(píng)估。一個(gè)實(shí)施例規(guī)定，一旦已識(shí)別印刷部分302的位置，就將所述位置與預(yù)定印刷軌跡308 (圖10和圖11)的位置進(jìn)行比較，所述預(yù)定印刷軌跡存儲(chǔ)在系統(tǒng)控制器101的存儲(chǔ)器中。更具體地，預(yù)定印刷軌跡308界定印刷部分302且由此所述印刷部分302所屬的襯底250的表面251上的整個(gè)印刷軌跡252的最佳定位，且因此還界定印刷軌跡252相對(duì)于側(cè)面303的位置的最佳定位。在本文的實(shí)施例中，預(yù)定印刷軌跡屬于相對(duì)于襯底的預(yù)定沉積圖案。[0075]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，上述比較考慮預(yù)定參考圖案307而進(jìn)行，如圖10中所示，所述預(yù)定參考圖案307包括預(yù)定印刷軌跡308。在圖10中所示的實(shí)施例中，參考圖案307還包括與預(yù)定印刷軌跡308 —起的其他預(yù)定印刷軌跡311，再現(xiàn)模型印刷圖案，襯底250與模型印刷圖案協(xié)調(diào)。例如，參考圖案307可被預(yù)加載在系統(tǒng)控制器101的存儲(chǔ)器中。
[0076]參考圖案307具有周邊邊緣309，如上所述在比較期間，所述周邊邊緣309完全地與襯底250的各個(gè)周邊邊緣重疊，且特別地，周邊邊緣309中的一個(gè)與側(cè)面303重疊。以所述方式，當(dāng)使用襯底250的表面251界定時(shí)，存在參考圖案307的精確且完整重疊。
[0077]參考圖案307的一個(gè)側(cè)面309和襯底250的側(cè)面303重疊以作用為公共參考系統(tǒng)，以便有可能將預(yù)定印刷軌跡308與在圖像301中識(shí)別的印刷部分302直接地進(jìn)行比較。因此，已知印刷軌跡252的印刷圖案且印刷部分302相對(duì)于襯底250的側(cè)面303的位置，有可能決定相對(duì)于預(yù)定印刷軌跡308的印刷部分302所屬的印刷軌跡252。
[0078]本發(fā)明的一些實(shí)施例規(guī)定，決定印刷部分302所屬的印刷軌跡252在考慮如先前所識(shí)別的第一距離D和定向角α?xí)r發(fā)生。此外，印刷軌跡252相對(duì)于參考圖案307的可能偏差并不足夠大，以致混淆一個(gè)印刷軌跡252對(duì)于相鄰一個(gè)印刷軌跡252的位置。
[0079]在上述比較期間，如果預(yù)定印刷軌跡308與印刷軌跡252重疊，即使是部分地重疊，那么考慮所述印刷部分302。在所述情況下，因此有可能評(píng)估印刷部分302相對(duì)于預(yù)定印刷軌跡308的第一偏差。在其他實(shí)施例中，第一偏差可包含對(duì)未對(duì)準(zhǔn)“K”以及在印刷部分302和預(yù)定印刷軌跡308之間的角度交錯(cuò)Θ的檢測。
[0080]在一些實(shí)施例中，在上述比較之后，印刷在襯底250上的所有或至少一些印刷軌跡252的位置基于印刷軌跡部分302的位置評(píng)估。在其他實(shí)施例中，處理器或系統(tǒng)控制器101也能夠發(fā)現(xiàn)一種沉積圖案，根據(jù)所述沉積圖案，不屬于印刷部分302的其他印刷軌跡252已基于圖像301與參考圖案307的比較、以及一次未對(duì)準(zhǔn)K和角度交錯(cuò)Θ而印刷。此夕卜，給定絲網(wǎng)印刷掩膜102Β的固定幾何形狀，印刷軌跡252彼此等距地印刷且彼此具有相同定向。
[0081]在一些實(shí)施例中，基于印刷軌跡部分302的位置評(píng)估襯底250上的所有印刷軌跡252或至少一些印刷軌跡252的位置包括外推或重建在襯底250上的印刷軌跡252的整個(gè)沉積圖案。外推或重建包括根據(jù)印刷軌跡部分302的局部位置和根據(jù)與參考圖案307的比較來導(dǎo)出或估計(jì)整個(gè)沉積圖案。整個(gè)沉積圖案從印刷軌跡部分302的已知局部數(shù)據(jù)、基于參考圖案307、以及包括在參考圖案307中的預(yù)定印刷軌跡308推斷出。根據(jù)所述比較，也有可能決定歸因于絲網(wǎng)印刷腔室102用于圖案化印刷軌跡的后續(xù)沉積的調(diào)整參數(shù)。
[0082]調(diào)整參數(shù)可以是如先前檢測的相同未對(duì)準(zhǔn)K和角度交錯(cuò)Θ，或者調(diào)整參數(shù)可以是適于基于未對(duì)準(zhǔn)K和角度交錯(cuò)Θ而改變的值，且調(diào)整參數(shù)可與在絲網(wǎng)印刷腔室和/或絲網(wǎng)印刷系統(tǒng)中的可能的調(diào)整設(shè)備的配置相關(guān)。在一些實(shí)施例中，調(diào)整參數(shù)可用于改變進(jìn)行后續(xù)印刷操作所需的適當(dāng)印刷參數(shù)，以獲得后續(xù)印刷與已沉積的印刷軌跡252的正確對(duì)準(zhǔn)。
[0083]一些實(shí)施例規(guī)定，決定印刷參數(shù)是基于如上所述的第一偏差定義的。在其他實(shí)施例中，規(guī)定調(diào)整參數(shù)允許用于改變絲網(wǎng)印刷掩膜102Β的位置，以便將絲網(wǎng)印刷掩膜102Β的獨(dú)特元件102C大體上布置為與已沉積的印刷軌跡252對(duì)準(zhǔn)。其他實(shí)施例規(guī)定，調(diào)整參數(shù)允許用于決定在印刷巢131上復(fù)位襯底250的可能動(dòng)作，以定義印刷軌跡252和絲網(wǎng)印刷掩膜102Β的獨(dú)特元件102C的正確對(duì)準(zhǔn)。[0084]在一個(gè)實(shí)施例中，如圖12中所示，檢查單元200分別包含四個(gè)照相機(jī)121A、121B、121C和121D，所述照相機(jī)中的每個(gè)照相機(jī)被安裝在印刷巢131之上以分別采集襯底250的表面251的各個(gè)表面區(qū)域300A、300B、300C和300D的圖像。在所述實(shí)施例中，四個(gè)照相機(jī)121A、121B、121C和121D (圖13)被配置以采集布置在襯底250的四個(gè)頂部附近的四個(gè)表面區(qū)域的圖像。在四個(gè)表面區(qū)域300A、300B、300C和300D的每個(gè)表面區(qū)域中，存在多個(gè)印刷軌跡252且對(duì)于印刷軌跡252的每個(gè)印刷軌跡，所述印刷軌跡252的位置使用如上所述的方法決定。
[0085]使用多個(gè)表面區(qū)域300A、300B、300C和300D在重建已印刷的印刷軌跡252的圖案時(shí)獲得較大的精度。此外，有可能將從若干印刷軌跡252到達(dá)的更多信息相關(guān)且獲得所有其他印刷軌跡252的具有較佳分辨率的重建。如果存在控制單鑄型襯底250、或者從硅丟棄物的熔合獲得的襯底(還稱為單鑄硅襯底)的印刷位置的需要，那么此舉是尤為有效的。
[0086]在一個(gè)實(shí)施例中，如圖14中所示的襯底250從硅丟棄物的熔合來獲得。由于以硅由結(jié)晶制成的方式的光學(xué)和空間差別，襯底250具有帶有變化色調(diào)的多個(gè)表面區(qū)域310，所述色調(diào)非常接近于所形成和識(shí)別的印刷軌跡252的色調(diào)。即使圖14示意地圖示關(guān)于表面區(qū)域300A的所采集的圖像，但是很明顯，也可對(duì)于表面區(qū)域300B、300C和300D采集類似于圖14中所示的圖像。對(duì)于這些類型的襯底250，一些表面區(qū)域310具有可與印刷軌跡252的顏色混淆的顏色，且因此一些表面區(qū)域310難以通過分析所采集的圖像來識(shí)別。參考圖14，印刷部分302從所采集的圖像可見且以實(shí)線圖示，而非可見部分是以虛線圖示。
[0087]因此，根據(jù)由照相機(jī)121A、121B、121C和121D采集的圖像，可能無法以合理的確定性識(shí)別在襯底250上印刷的所有印刷軌跡252的位置和定向。因此，一旦已在四個(gè)表面區(qū)域300A、300B、300C和300D中的至少一個(gè)表面區(qū)域中識(shí)別至少一個(gè)印刷軌跡252的至少一個(gè)印刷部分302，就有可能應(yīng)用如上所述的方法以決定印刷部分302所屬的印刷軌跡、以及未考慮到的其他印刷軌跡252兩者的整體形成。
[0088]在一些實(shí)施例中，印刷軌跡252的位置基于印刷部分302的位置而識(shí)別。印刷部分302相對(duì)于為印刷軌跡252所共用的襯底250的表面、而不是借助于其他參考元件或標(biāo)記光學(xué)地可見和可識(shí)別，在某些情況下所述其他參考元件或標(biāo)記可能與襯底250的表面混淆。
[0089]在一些實(shí)施例中，如圖15和圖17所示，襯底250的表面的不同區(qū)域的多個(gè)圖像301A、301B、301C和301D (即，多個(gè)表面區(qū)域的圖像)可經(jīng)由舉例來說如相對(duì)于圖12所述的檢查單元采集。圖15至圖17中所示的印刷軌跡252彼此平行地布置且具有厚度S。在一個(gè)實(shí)施例中，厚度S在約50mm和約500mm之間，且印刷軌跡252具有彼此分離的一些毫米的間距P。
[0090]在本文所述的實(shí)施例中，印刷軌跡252是加寬間隔的被配置以將電流供應(yīng)到太陽能電池襯底250中的集電條的薄金屬線或指狀件，所述集電條比指狀件寬。在一個(gè)實(shí)施例中，襯底250具有以直線配置或定向而印刷的多個(gè)印刷軌跡252。所述多個(gè)印刷軌跡252大體上彼此平行且分別平行于襯底250的兩個(gè)相對(duì)邊緣(例如，參見圖15和圖16)。在本文的進(jìn)一步實(shí)施例中，多個(gè)印刷軌跡可相對(duì)于襯底的至少一個(gè)側(cè)面邊緣以從0°到90°之間的任何角度定位(例如，參見圖17)。
[0091]印刷軌跡252的位置基于在襯底250的表面251的至少一個(gè)圖像中的至少一個(gè)印刷部分302的位置來識(shí)別。代表相同特征的術(shù)語“印刷部分”和“印刷軌跡部分”在本文中可交換地使用。如圖15中所示，采集多個(gè)表面區(qū)域301A、301B、301C和301D的各個(gè)圖像可增加用于重建或外推已印刷的印刷軌跡252的圖案的精度和分辨率。
[0092]在本文所述的實(shí)施例中，可小于圖像的整個(gè)印刷軌跡的總長度而延伸的印刷部分302的位置可基于離襯底250的至少一個(gè)側(cè)面邊緣303A、303B的距離來決定。側(cè)面邊緣303A和303B可相對(duì)于彼此垂直。如圖15和圖16中所示，在襯底250的側(cè)面邊緣303A和印刷軌跡252的印刷部分302之間的距離表示為dl。距離dl可被描述為在襯底的側(cè)面邊緣和印刷部分之間的距離，所述距離在印刷軌跡的軸向L上。側(cè)面邊緣303A可相對(duì)于印刷軌跡252的軸向L垂直。
[0093]在襯底250的側(cè)面邊緣303B與印刷軌跡252的印刷部分302之間的距離表示為d2。距離d2也可被描述為在襯底的側(cè)面邊緣和印刷部分之間的距離，所述距離垂直于印刷軌跡的軸向。側(cè)面邊緣303B可相對(duì)于印刷軌跡252的軸向L平行。
[0094]印刷部分302的位置評(píng)估可基于如上所述的所獲得的距離dl和/或d2。測量印刷部分302的定向角(α )可增加用于決定印刷軌跡的位置的精度。定向角可被描述為印刷部分相對(duì)于襯底的至少一個(gè)側(cè)面邊緣的角度。根據(jù)本文的實(shí)施例，也可相對(duì)于參考線決定定向角(α )，所述參考線垂直于襯底的至少一個(gè)側(cè)面邊緣。所述參考線可通過系統(tǒng)控制器計(jì)算，且所述參考線可用以在其中印刷部分既不平行于也不垂直于襯底的任何側(cè)面邊緣的實(shí)施例中建立印刷部分的定向角(α )(例如，參見圖17)。
[0095]在本文的實(shí)施例中，決定相對(duì)于襯底250的至少一個(gè)側(cè)面邊緣303Α、303Β的第一距離dl和/或第二距離d2以及定向角(α )識(shí)別印刷部分302的位置。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，可相對(duì)于印刷部分302的厚度的中線L評(píng)估第一距離dl和/或第二距離d2以及定向角(α )。在另一實(shí)施例中，可相對(duì)于印刷部分302的厚度的周邊側(cè)評(píng)估第一距離dl和/或第二距離d2以及定向角(α )。
[0096]一個(gè)實(shí)施例規(guī)定，一旦已識(shí)別印刷部分的位置，就將所述位置與預(yù)定印刷軌跡(例如，參見圖10和圖11)的位置進(jìn)行比較，所述預(yù)定印刷軌跡存儲(chǔ)在系統(tǒng)控制器的存儲(chǔ)器中。更具體地，預(yù)定印刷軌跡界定印刷部分且由此所述印刷部分所屬的襯底的表面上的整個(gè)印刷軌跡的最佳定位，且因此還界定印刷軌跡相對(duì)于襯底的至少一個(gè)側(cè)面邊緣的位置的最佳定位。與預(yù)定印刷軌跡的比較以如上文相對(duì)于圖9至圖11所述的方式進(jìn)行。
[0097]簡言之，基于至少一個(gè)預(yù)定印刷軌跡的參考圖案與在所采集圖像中的襯底表面協(xié)調(diào)。參考圖案中的襯底的一個(gè)側(cè)面與在所采集圖像中的襯底的側(cè)面重疊以作用為公共參考系統(tǒng)，以便有可能將預(yù)定印刷軌跡與在所采集圖像中識(shí)別的印刷部分直接地進(jìn)行比較。在所述比較期間，評(píng)估印刷部分相對(duì)于預(yù)定印刷軌跡的第一偏差，所述第一偏差可包含在印刷部分和預(yù)定印刷軌跡之間的未對(duì)準(zhǔn)“K”和角度交錯(cuò)Θ。根據(jù)所述比較，也有可能決定歸因于絲網(wǎng)印刷腔室用于圖案化印刷軌跡的后續(xù)沉積的調(diào)整參數(shù)。
[0098]在本文所述的實(shí)施例中，單個(gè)印刷部分的位置可用以識(shí)別在襯底上的多個(gè)印刷軌跡的位置。在進(jìn)一步實(shí)施例中，可能提供單個(gè)印刷部分以識(shí)別在單個(gè)印刷軌跡中彼此間隔開的兩個(gè)或兩個(gè)以上印刷部分，以更加精確地識(shí)別印刷軌跡的位置。在其他實(shí)施例中，可提供單個(gè)印刷部分以識(shí)別印刷軌跡的位置，所述印刷軌跡的位置作為屬于相同印刷軌跡或者屬于兩個(gè)或兩個(gè)以上單獨(dú)印刷軌跡的若干印刷部分的統(tǒng)計(jì)組合。[0099]回到圖15和圖16，根據(jù)本文的實(shí)施例，印刷軌跡252或者兩個(gè)或兩個(gè)以上印刷軌跡的至少一個(gè)印刷部分302的位置可如上所述地決定且用于決定調(diào)整參數(shù)，所述調(diào)整參數(shù)可改變進(jìn)行后續(xù)印刷操作所需的適當(dāng)印刷參數(shù)，以獲得后續(xù)印刷與已沉積的軌跡252的正確對(duì)準(zhǔn)。因此，有可能將第二(第三或以上)印刷軌跡準(zhǔn)確地定位在已沉積的軌跡252的頂部上。通過最小化諸如印刷的多個(gè)層的未對(duì)準(zhǔn)之類的誤差，使用上述沉積方法的在第一印刷軌跡的頂部上沉積的至少第二印刷軌跡之間的高度對(duì)準(zhǔn)來確保高裝置性能和效率，且所述高度對(duì)準(zhǔn)還因?yàn)閬G棄較少襯底而降低制造成本。
[0100]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，用于在襯底上印刷圖案的方法包括以下步驟:采集具有印刷在襯底上的多個(gè)印刷軌跡的襯底的至少一個(gè)表面區(qū)域的圖像；借助于所采集的圖像識(shí)別在多個(gè)印刷軌跡上的印刷軌跡部分相對(duì)于襯底的至少一個(gè)側(cè)面的位置，其中襯底的至少一個(gè)側(cè)面垂直于印刷軌跡部分的縱軸；通過比較印刷軌跡部分的位置與預(yù)定印刷軌跡的位置來決定調(diào)整參數(shù)；以及基于調(diào)整參數(shù)執(zhí)行后續(xù)印刷操作。根據(jù)本文的實(shí)施例，預(yù)定印刷軌跡可以是先前沉積的印刷軌跡或者在先前處理的襯底上沉積的印刷軌跡。
[0101]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，可根據(jù)預(yù)定印刷軌跡進(jìn)行印刷軌跡部分的位置與預(yù)定印刷軌跡的位置的上述比較，所述預(yù)定印刷軌跡包括以如上文總結(jié)和相對(duì)于圖10所述的類似方式的預(yù)定參考圖案。
[0102]類似于根據(jù)圖9至圖11所述的比較，如果預(yù)定印刷軌跡與印刷軌跡重疊，即使是部分地重疊，那么考慮所述印刷部分。在所述情況下，因此有可能評(píng)估印刷部分相對(duì)于預(yù)定印刷軌跡的第一偏差。在其他實(shí)施例中，第一偏差可包括對(duì)在印刷部分和預(yù)定印刷軌跡之間的未對(duì)準(zhǔn)(K)和角度交錯(cuò)θ的檢測。
[0103]在本文所述的進(jìn)一步實(shí)施例中，印刷軌跡部分的位置與預(yù)定印刷軌跡的位置的上述比較可根據(jù)先前沉積的印刷軌跡或者在先前處理的襯底上沉積的印刷軌跡、而不是預(yù)定印刷軌跡的圖像來進(jìn)行。然后，可以如相對(duì)于圖10所述的類似方式進(jìn)行比較，不同之處在于，預(yù)定印刷軌跡將為先前沉積的印刷軌跡或者在先前處理的襯底上沉積的印刷軌跡。如果先前沉積的印刷軌跡或者在先前處理的襯底上沉積的印刷軌跡的圖像與所沉積的印刷軌跡重疊，即使是部分地重疊，那么考慮所述印刷部分。在所述情況下，因此有可能評(píng)估印刷部分相對(duì)于先前沉積的印刷軌跡或者在先前處理的襯底上沉積的印刷軌跡的第一偏差。在其他實(shí)施例中，第一偏差可包括對(duì)在印刷部分與先前沉積的印刷軌跡或者在先前處理的襯底上沉積的印刷軌跡之間的未對(duì)準(zhǔn)(K)和角度交錯(cuò)(Θ )的檢測。
[0104]根據(jù)這兩個(gè)比較，有可能決定歸因于絲網(wǎng)印刷腔室102 (參見圖1)用于圖案化印刷軌跡的后續(xù)沉積的調(diào)整參數(shù)。
[0105]調(diào)整參數(shù)可以是如先前檢測的相同未對(duì)準(zhǔn)(K)和角度交錯(cuò)(Θ )的值，或者調(diào)整參數(shù)可以是適于基于未對(duì)準(zhǔn)(K)和角度交錯(cuò)(Θ )的值而適當(dāng)改變的值，且調(diào)整參數(shù)可與在絲網(wǎng)印刷腔室和/或絲網(wǎng)印刷系統(tǒng)中的可能的調(diào)整設(shè)備的配置相關(guān)。在一些實(shí)施例中，調(diào)整參數(shù)可用于改變進(jìn)行后續(xù)印刷操作所需的適當(dāng)印刷參數(shù)，以獲得后續(xù)印刷與已沉積的印刷軌跡的正確對(duì)準(zhǔn)。
[0106]一些實(shí)施例規(guī)定，決定印刷參數(shù)是基于如上所述的第一偏差定義的。在其他實(shí)施例中，規(guī)定調(diào)整參數(shù)允許用于改變絲網(wǎng)印刷掩膜102B的位置，以便將絲網(wǎng)印刷掩膜102B的獨(dú)特元件102C大體上布置為與已沉積的印刷軌跡252對(duì)準(zhǔn)。其他實(shí)施例規(guī)定，調(diào)整參數(shù)允許用于決定在印刷巢131上復(fù)位襯底250的可能動(dòng)作，以定義印刷軌跡252和絲網(wǎng)印刷掩膜102B的獨(dú)特元件102C的正確對(duì)準(zhǔn)。
[0107]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，用于在襯底上印刷圖案的方法包括以下步驟:采集在具有印刷在襯底上的多個(gè)印刷軌跡的襯底的至少一個(gè)表面區(qū)域的圖像；借助于所采集的圖像識(shí)別在多個(gè)印刷軌跡上的印刷軌跡部分相對(duì)于襯底的至少一個(gè)側(cè)面的位置，其中識(shí)別在多個(gè)印刷軌跡上的印刷軌跡部分的位置包括識(shí)別在印刷軌跡部分和襯底的至少一個(gè)側(cè)面之間的距離，其中襯底的至少一個(gè)側(cè)面垂直于(在本文所述的實(shí)施例中包括±10°的公差)印刷軌跡部分的縱軸；通過比較印刷軌跡部分的位置與預(yù)定印刷軌跡的位置來決定調(diào)整參數(shù)，其中將印刷軌跡部分的位置與預(yù)定印刷軌跡的位置比較，所述預(yù)定印刷軌跡與垂直于印刷軌跡部分的縱軸的方向有關(guān)；以及基于調(diào)整參數(shù)執(zhí)行后續(xù)印刷操作。
[0108]根據(jù)本文的實(shí)施例，比較印刷軌跡部分的位置與預(yù)定印刷軌跡的位置的步驟包括從以下列表中選擇的至少一個(gè)要素:在垂直于印刷軌跡部分的縱軸的方向上比較在印刷軌跡部分和預(yù)定印刷軌跡之間的距離(即，未對(duì)準(zhǔn)K)；以及比較在印刷軌跡部分和預(yù)定印刷軌跡之間的角度交錯(cuò)(Θ )。根據(jù)本文所述的實(shí)施例，預(yù)定印刷軌跡可以是先前沉積的印刷軌跡或者在先前處理的襯底上沉積的印刷軌跡。
[0109]在本文所述的實(shí)施例中，識(shí)別印刷軌跡部分相對(duì)于與印刷軌跡部分的縱軸垂直的襯底的至少一個(gè)側(cè)面的距離、以及決定調(diào)整參數(shù)(例如，角度交錯(cuò)(Θ )和未對(duì)準(zhǔn)(K))可能是尤其有利的，因?yàn)榇伺e使得在后續(xù)印刷操作中的一個(gè)在另一個(gè)之上印刷的多個(gè)印刷軌跡之間能夠更加精確對(duì)準(zhǔn)。在進(jìn)一步實(shí)施例中，此舉也可使得在印刷在兩個(gè)、三個(gè)或更多個(gè)不同襯底之上的多個(gè)印刷軌跡之間更加精確對(duì)準(zhǔn)。
[0110]實(shí)驗(yàn)實(shí)例/試驗(yàn)
[0111]我們現(xiàn)在將描述 申請(qǐng)人:已在使用多層印刷圖案以形成具有選擇性發(fā)射極的太陽能電池的印刷襯底250的實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)中使用的參數(shù)。
[0112]特別地，實(shí)驗(yàn)條件如下:(i)具有約70°傾斜的印刷頭；(ii)具有約78個(gè)孔口的印刷掩膜，所述孔口具有約80mm的寬度；(iii)用于沉積印刷軌跡252的銀基導(dǎo)電膏；以及(iv)以印刷力在位置模式中印刷，即，在印刷期間印刷設(shè)備施加在絲網(wǎng)印刷掩膜102B上的約80N的力。
[0113]對(duì)八個(gè)不同襯底進(jìn)行試驗(yàn)以印刷選擇性的發(fā)射極。所述襯底經(jīng)受一種消除可能影響測量的溶劑的工藝。對(duì)于每一電池，在具有相同坐標(biāo)的九個(gè)點(diǎn)處對(duì)每個(gè)襯底250進(jìn)行測量。所述測量旨在檢測沉積在第一軌跡之上的一個(gè)印刷軌跡252相對(duì)于后續(xù)印刷軌跡252的任何移動(dòng)。
[0114]根據(jù)使用上述實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行的測量，展示了印刷軌跡的良好對(duì)準(zhǔn)和重疊。特別地，可以表明，有可能獲得相對(duì)于選擇性發(fā)射極的中軸且相對(duì)于根據(jù)圖案沉積的銀印刷軌跡的中軸的小于約50_的移動(dòng)。使用四個(gè)不同印刷巢131確認(rèn)所述結(jié)果。
[0115]通常，所檢測的最大移動(dòng)(在一點(diǎn)處，檢測到約75mm的最大移動(dòng))是由于印刷掩膜和選擇性發(fā)射極的不完全居中。然而，結(jié)果表明，即使在最壞的移動(dòng)情況下，也有可能以約300mm的寬度在印刷軌跡上獲得良好重疊。
[0116]雖然前述內(nèi)容涉及本發(fā)明的實(shí)施例，但是可在不背離本發(fā)明的基本范圍的情況下設(shè)計(jì)本發(fā)明的其他和進(jìn)一步實(shí)施例，且本發(fā)明的范圍是由以上權(quán)利要求書所決定。
【權(quán)利要求】
1.一種在襯底上印刷圖案的方法，所述方法包含: 采集具有印刷在襯底上的多個(gè)印刷軌跡的所述襯底的表面區(qū)域的圖像； 借助于所述圖像識(shí)別在所述多個(gè)印刷軌跡上的印刷軌跡部分相對(duì)于所述襯底的至少一個(gè)側(cè)面的位置； 通過比較所述印刷軌跡部分的所述位置與預(yù)定印刷軌跡的位置來決定調(diào)整參數(shù)；以及 基于所述調(diào)整參數(shù)執(zhí)行后續(xù)印刷操作。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中識(shí)別所述印刷軌跡部分的所述位置包含:決定所述印刷軌跡部分相對(duì)于所述襯底的所述至少一個(gè)側(cè)面的第一距離和定向角。
3.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中識(shí)別在所述多個(gè)印刷軌跡上的印刷軌跡部分的位置包含:識(shí)別在相同印刷軌跡上的至少兩個(gè)印刷軌跡部分的位置；和/或識(shí)別在兩個(gè)不同印刷軌跡上的至少兩個(gè)印刷軌跡部分的位置。
4.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述比較被配置以決定在所述印刷軌跡部分和所述預(yù)定印刷軌跡之間的第一偏差，優(yōu)選地其中比較所述位置被配置以基于所述第一偏差決定印刷 參數(shù)。
5.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中比較所述位置被配置以基于印刷軌跡部分的所述位置評(píng)估所述印刷軌跡的位置。
6.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中比較所述印刷軌跡部分的所述位置與預(yù)定印刷軌跡的位置包括:將所述印刷軌跡部分與預(yù)定印刷軌跡的位置進(jìn)行比較，所述預(yù)定印刷軌跡關(guān)于垂直于所述印刷軌跡部分的縱軸的方向，優(yōu)選地其中比較所述印刷軌跡部分的所述位置與預(yù)定印刷軌跡的位置包括從以下列表中選擇的至少一個(gè)要素: 在垂直于所述印刷軌跡部分的所述縱軸的方向上，比較在所述印刷軌跡部分和所述預(yù)定印刷軌跡之間的距離；以及比較在所述印刷軌跡部分和所述預(yù)定印刷軌跡之間的所述角度交錯(cuò)。
7.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述預(yù)定印刷軌跡是先前沉積的印刷軌跡或者在先前處理的襯底上沉積的印刷軌跡。
8.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中光學(xué)地采集所述圖像。
9.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中采集所述表面區(qū)域的所述圖像包括: 采集多個(gè)所述表面區(qū)域的各個(gè)圖像，其中所述采集各個(gè)圖像被配置以決定存在于每個(gè)表面區(qū)域上的至少一個(gè)印刷軌跡部分的位置和定向。
10.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中執(zhí)行后續(xù)印刷操作包含:在已存在于所述襯底上的所述多個(gè)印刷軌跡的頂部上沉積印刷軌跡的進(jìn)一步層。
11.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述襯底是單鑄硅襯底。
12.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中識(shí)別在所述多個(gè)印刷軌跡上的印刷軌跡部分相對(duì)于所述襯底的至少一個(gè)側(cè)面的所述位置包括:識(shí)別在所述印刷軌跡部分和所述襯底的所述至少一個(gè)側(cè)面之間的距離，其中所述襯底的所述至少一個(gè)側(cè)面垂直于所述印刷軌跡部分的所述縱軸。
13.一種用于在襯底上印刷的設(shè)備，所述設(shè)備包含: 至少一個(gè)檢查單元，所述至少一個(gè)檢查單元被配置以采集具有印刷在襯底上的多個(gè)印刷軌跡的所述襯底的表面區(qū)域的圖像；以及計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包含處理器執(zhí)行一種用于在所述襯底上印刷圖案的方法的指令，所述方法包含: 借助于所述圖像識(shí)別所述多個(gè)印刷軌跡的印刷軌跡部分相對(duì)于所述襯底的至少一個(gè)側(cè)面的位置； 通過比較所述印刷軌跡部分的所述位置與預(yù)定印刷軌跡的位置來決定調(diào)整參數(shù)；以及 基于所述調(diào)整參數(shù)執(zhí)行后續(xù)印刷操作。
14.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所述至少一個(gè)檢查單元包含至少一個(gè)照相機(jī)，所述至少一個(gè)照相機(jī)被配置以采集所述襯底的所述表面區(qū)域的所述圖像。
15.如權(quán)利要求13或14所述的設(shè)備，其中用于在所述襯底上印刷所述圖案的所述方法是使用所述設(shè)備的來自 權(quán)利要求1至12的任何權(quán)利要求。
【文檔編號(hào)】B41F33/16GK103660551SQ201310390629
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月31日
【發(fā)明者】M·佳利亞佐, A·沃爾坦, A·卡薩林 申請(qǐng)人:應(yīng)用材料意大利有限公司