JP5350885B2 - 電極の分離状態検査方法、その装置及び電子デバイスの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板上に形成される電子デバイスの電極の分離状態検査方法、その装置及び電子デバイスの製造方法に関し、例えば、薄膜太陽電池の電極間の絶縁抵抗の測定等、電極間の分離状態の検査に用いられる電極の分離状態検査方法、その装置及び電子デバイスの製造方法に関する。

電子デバイスとして、例えば薄膜太陽電池では次の工程により製造される。先ず、ガラス等の透明基板上に透明電極膜（例えばＳｎＯ₂ ）を蒸着させ、レーザー光等を用いて短冊状に分離して複数の表面電極が形成される。この表面電極の上面にはアモルファスシリコン等の薄膜層によって光−電気変換層（太陽電池本体）を生成させ、この薄膜層を分割して短冊状の太陽電池セルが形成される。裏面電極と一方の隣接セルの表面電極とが接続されているため、１枚の透明基板上に直列接続された複数の太陽電池セルにより、太陽電池パネルが得られる。

ここで、隣接する表面電極間が短絡している場合には、光−電気変換効率が低下する原因になるので、レーザー光等で透明電極膜の分割後、表面電極間の分離状態の検査が不可欠である。

この表面電極間の分離状態について、特許文献１には、透明電極の間に十分な分離抵抗（通常は数メガオーム以上、望ましくは１０メガオーム以上）がなければ、集積化された薄膜太陽電池の変換効率はパターン間のリーク電流のために低下することが指摘されている。

特開２０００−１１４５５５号公報（段落０００９等）

ところで、１枚の太陽電池には、電源効率を上げるために多くの太陽電池セルが直列に形成されているので、表面電極はセル数に応じて生成される。

このため、従来の表面電極間の分離状態の検査では、図１８に示すように、複数の電極２０１、２０２、２０３、・・・２０ｎから例えば、各電極２０１−２０２間、２０２−２０３・・・に電圧源３０２及び電流計３０４をプローブ３０６により直列に接続して電流を検出し、絶縁抵抗を算出する方法が取られる。この場合、各プローブ３０６と電圧源３０２及び電流計３０４との間にはスイッチ３０８、３１０を介在させてある。この絶縁抵抗の測定は、電極数をｎとすると、測定回数はｎ−１の回数となり、電極数が多ければ、測定時間が長くなる。

また、電圧を印加した後、流れる電流が安定するまでに相応の時間を要する。例えば、電圧印加後、１０秒近く経過しても電流が安定しない実例があり、経験的に電流が安定するまでに数十秒から数分の時間がかかっている。

このため、電極間毎に測定する場合には、１回毎に電流が安定するまでの時間が必要となるので、電極数に応じて測定時間が長くなる。順次測定を行うことによってかかる時間を節約するためには、図１８に示すように、各プローブ３０６と電圧源３０２及び電流計３０４との間に介在させたスイッチ３０８、３１０を切り替えるようにすることができる。しかし、順次測定を行うことによってかかる時間よりも、電流が安定するまでの時間の方が長い場合が多いため、測定時間を大幅に短縮することはできない。

このような測定を連続的に行うことにより測定時間が長時間にわたると、最初の測定と最後の測定とでは、周囲温度や周囲湿度等の環境変化による誤差が大きくなり、検査精度を低下させる。

また、電極数が多くなれば、測定電極を間違えるという測定者の過誤が検査精度を低下させ、検査作業の能率を低下させる。

そこで、本発明の目的は、薄膜太陽電池の表面電極等の複数の電極の分離状態を検査する電極の分離状態検査方法又はその装置に関し、検査時間の短縮化を図るとともに、検査精度を向上させることにある。

また、本発明の他の目的は、電子デバイスの製造方法に関し、本発明に係る電極の分離状態検査方法又はその装置を検査工程に用いることにより、信頼性の高い薄膜太陽電池等の電子デバイスの製造を可能にし、その製造時間の短縮化を図ることにある。

上記課題を解決するため、本発明の電極の分離状態検査方法、その装置又は電子デバイスの製造方法は次の通りである。

本発明の第１の側面である電極の分離状態検査方法は、基板上に間隔を設けて配置された複数の電極の分離状態を検査する、電極の分離状態検査方法であって、前記電極に接続される電源配線と測定手段を交互に接続し、さらに、前記電源配線は、第１の電源配線と第２の電源配線とを備え、前記第１の電源配線と前記第２の電源配線とを前記測定手段を接続した電極を挟んで交互に電極に接続する工程と、前記第１の電源配線を接続した前記電極に前記第１の電源配線から試験電圧を印加し、前記第２の電源配線を接続した前記電極には前記第２の電源配線から前記測定手段の入力と同一の電圧を印加することにより、前記第１の電源配線を接続した前記電極と前記測定手段を接続した前記電極との間に流れる電流を前記測定手段によって測定する工程と、前記第２の電源配線を接続した前記電極に前記第２の電源配線から試験電圧を印加し、前記第１の電源配線を接続した前記電極には前記第１の電源配線から前記測定手段の入力と同一の電圧を印加することにより、前記第２の電源配線を接続した電極と前記測定手段を接続した前記電極との間に流れる電流を前記測定手段によって測定する工程とを含むことである。

上記電極の分離状態検査方法において、電極の一部に対して電源や測定器からなる測定回路を接続する工程と、前記測定回路と前記電極の接続点を移動する工程と、前記移動に伴い複数回に分けて全電極間の分離状態を測定する工程とを含むこととしてもよい。

本発明の第２の側面である電極の分離状態検査装置は、基板上に間隔を設けて配置された複数の電極の分離状態を検査する、電極の分離状態検査装置であって、電流を測定する測定手段と、電極に接続される電源配線と、前記電源配線と前記測定手段を交互に接続し、さらに、前記電源配線は、第１の電源配線と第２の電源配線とを備え、前記第１の電源配線と前記第２の電源配線とを前記測定手段を接続した電極を挟んで交互に電極に接続し、前記第１の電源配線又は前記第２の電源配線に接続される電極は各々１以上である測定回路とを備え、前記第１の電源配線を接続した前記電極に前記第１の電源配線から試験電圧を印加し、前記第２の電源配線を接続した前記電極には前記第２の電源配線から前記測定手段の入力と同一の電圧を印加することにより、前記第１の電源配線を接続した前記電極と前記測定手段を接続した前記電極との間に流れる電流を前記測定手段によって測定し、また、前記第２の電源配線を接続した前記電極に前記第２の電源配線から試験電圧を印加し、前記第１の電源配線を接続した前記電極には前記第１の電源配線から前記測定手段の入力と同一の電圧を印加することにより、前記第２の電源配線を接続した電極と前記測定手段を接続した前記電極との間に流れる電流を前記測定手段によって測定することである。

上記電極の分離状態検査装置において、電極の一部に対して接続する、電源や測定手段からなる測定回路と、前記測定回路と前記電極の接続点を移動する移動手段と、前記移動に伴い複数回に分けて全電極間の分離状態を測定する測定手段とを備えてよい。

本発明の第３の側面である電子デバイスの製造方法は、基板上に間隔を設けて配置される複数の電極を備える、電子デバイスの製造方法であって、基板上に間隔を設けて配置された複数の電極を形成する工程と、上記分離状態検査方法又は上記分離状態検査装置を用いて電極間の分離状態を検査する工程とを含むことである。

本発明によれば、次の効果が得られる。

(1) 検査する電極数が増加しても、検査回数を低減できるとともに、検査時間を短縮化することができ、複数の電極に対して最適な検査を実施できる。

(2) 検査する電極数が増加しても、検査回数を低減できるので、検査精度を向上させることができ、複数の電極に対して最適な検査を実施できる。

(3) 許容できる最大測定時間、電源や測定器の数（サイズ・コスト）、プローブの数（コスト）や、プローブ群移動機構の有無（コスト）はお互いにトレードオフの関係にあるが、本発明によれば検査する電極数に合わせて最適の装置構成を選択することができ、最適な検査を実施できる。

(4) 本発明に係る電子デバイスの製造方法によれば、(1) ないし(3) により、検査時間の短縮により製造効率を高め、検査精度の向上によって信頼性の高い薄膜太陽電池等の電子デバイスを製造することができる。

薄膜太陽電池の電極を示す図である。 第１の実施の形態に係る電極の検査回路の一例を示す図である。 電極間検査を示す図である。 電極間検査を示す図である。 第２の実施の形態に係る検査システムを示す図である。 検査の処理手順を示すフローチャートである。 電極間の検査回路の一例を示す図である。 第３の実施の形態に係る検査の処理手順を示すフローチャートである。 第４の実施の形態に係る検査回路の一例を示す図である。 第５の実施の形態に係る検査回路の一例を示す図である。 第６の実施の形態に係る検査回路の一例を示す図である。 第７の実施の形態に係る検査回路の一例を示す図である。 第８の実施の形態に係る検査回路の一例を示す図である。 第９の実施の形態に係る検査回路の一例を示す図である。 第１０の実施の形態に係る検査回路の一例を示す図である。 第１１の実施の形態に係る検査回路の一例を示す図である。 第１２の実施の形態に係る薄膜太陽電池の製造工程を示す図である。 従来の電極の分離状態検査を示す図である。

〔第１の実施の形態〕

本発明の第１の実施の形態について、図１、図２、図３及び図４を参照する。図１Ａは、一部を切り欠いた電極を示す図、図１Ｂは、その１Ｂ−１Ｂ線断面を示す図、図２は、電極の分離状態検査装置を示す図、図３及び図４は、検査回路を示す図である。図１ないし図４に示す構成は一例であって、斯かる構成に本発明は限定されるものではない。

電子デバイスの一例として薄膜太陽電池には、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、ガラス等の平板状の透明基板が用いられ、この透明基板（以下単に「基板」と称する。）２には複数の短冊状の表面電極（以下単に「電極」と称する。）４１、４２、４３・・・４ｎが形成されている。これら電極４１、４２、４３・・・４ｎは、基板２の一面に例えば、ＳｎＯ₂ を蒸着して形成された図示しない透明電極膜から例えば、レーザー光を切断手段に用いて短冊状にパターニングされ、切断分離されたものである。各電極４１、４２、４３・・・４ｎの間には、切断分離によって絶縁間隔５が形成されている。各絶縁間隔５が各電極４１、４２、４３・・・４ｎの分離状態を決定し、この分離状態は絶縁抵抗（インピーダンス）の多寡によって知ることができる。

この実施の形態では、絶縁体からなる基板２上に形成された電極４１、４２、４３・・・４ｎの分離状態、即ち、絶縁抵抗が検査対象である。この検査は、薄膜太陽電池の製造工程では、半導体薄膜や裏面電極生成の前に実行される。この実施の形態において、複数（ｎ）の電極４１、４２、４３・・・４ｎにおいて、電極４１は１番目の電極、電極４２は２番目の電極・・・・ｎ番目の電極は電極４ｎとすれば、ｉ番目の電極は、電極４ｉであり、１≦ｉ≦ｎと定義する。ただし、ｎは整数である。

そこで、この実施の形態では、説明を容易にするため、図２では、無数の電極４１〜４ｎから５個の電極４１〜４５を例示している。この場合、ｎ＝５であり、１≦ｉ≦５（＝ｎ）である。

この検査装置１０では、第１の電源２１と、第２の電源２２と、測定手段として第１の測定器３１と、第２の測定器３２と、接続手段として複数（ｎ＝５）のプローブとして電圧印加プローブ５１、５２、５３と、電流測定プローブ６１、６２とを備えており、各プローブ５１、５２、５３、６１、６２は、支持手段であるプローブ支持体７０によって電極４１〜４５に対応する間隔を持たせて支持されている。従って、プローブ支持体７０は、基板２に対応しており、プローブ数は基板２上の各電極数に一致させてもよいが、異ならせてもよいし、各電極毎に複数本のプローブを用いてもよい。即ち、各プローブ５１、５２、５３、６１、６２は単一でもよく、複数であってもよい。

電源２１、２２は、電極間に電圧（即ち、試験電圧）を印加可能な直流電源又は交流電源であって、交流電源の場合には適当な周波数の交流出力が得られればよい。測定器３１、３２は、電流測定機能を持つ電流測定器で構成される。この場合、各測定器３１、３２の入力抵抗は理想的には０〔Ω〕であり、電流測定プローブ６１、６２の電圧は基準電圧に対して０〔Ｖ〕である。

電源２１、２２及び測定器３１、３２は、配線７２によって共通に接続され、基準電圧が設定され、この基準電圧はこの場合、０〔Ｖ〕である。基準電圧はアース電位＝０〔Ｖ〕に取るのが一般的であるが、必要に応じて０〔Ｖ〕以外の電圧を基準電圧としてもよい。

プローブ５１、５３には電源２１が、電源配線（第１の電源配線）として配線７４によって接続され、プローブ５２には電源２２が電源配線（第２の電源配線）として配線７６によって接続され、プローブ６１には配線７８によって測定器３１が接続され、また、プローブ６２には配線８０によって測定器３２が接続されている。このような接続によって、測定回路が構成される。

測定に当たっては、プローブ支持体７０と基板２とを重ねることにより、プローブ５１−電極４１、プローブ６１−電極４２、プローブ５２−電極４３、プローブ６２−電極４４、プローブ５３−電極４５を当接させ、電気的に接続する。即ち、第１の測定回路を構成する。

そこで、電極間の検査として第１回目の測定（第１の測定回路）では、図３に示すように、電源２１の出力電圧をＶ〔Ｖ〕に設定し、これを印加電圧として出力し、電源２２の出力電圧を０〔Ｖ〕とする。これにより、電圧印加プローブ５１と電流測定プローブ６１との間には電圧Ｖが印加されるとともに、電圧印加プローブ５３と電流測定プローブ６２との間には電圧Ｖが印加される。このとき、電流測定プローブ６１、６２における電圧、電圧印加プローブ５２における電圧は共に０〔Ｖ〕であり、この間には電圧が印加されない。この結果、測定器３１（電流測定器）では電圧印加プローブ５１と電流測定プローブ６１の間の電極間に流れる電流Ｉ₁ を測定することができ、測定器３２では電圧印加プローブ５３と電流測定プローブ６２の間の電極間を流れる電流Ｉ₂ を測定することができる。

次に、図４に示すように、電源２１の出力電圧を０〔Ｖ〕、電源２２の出力電圧をＶ〔Ｖ〕に切り替える。これにより、第２の測定回路が構成され、電圧印加プローブ５２と電流測定プローブ６１との間には電圧Ｖが印加されるとともに、電圧印加プローブ５２と電流測定プローブ６２との間には電圧Ｖが印加される。このとき、電圧印加プローブ５１と電流測定プローブ６１との間、及び電圧印加プローブ５３と電流測定プローブ６２との間には電圧が印加されない。このため、測定器３１では電圧印加プローブ５２と電流測定プローブ６１との間の電極間に流れる電流Ｉ₃ を測定することができ、また、測定器３２では電圧印加プローブ５２と電流測定プローブ６２との間の電極間を流れる電流Ｉ₄ を測定することができる。

このように、１回の電源２１、２２の電圧切り替えを行うだけで、全ての電極間即ち、電極４１−電極４２間の電流Ｉ₁ 、電極４５−電極４４間の電流Ｉ₂ （図３）、電極４３−電極４２間の電流Ｉ₃ 、電極４３−電極４４間の電流Ｉ₄ （図４）のそれぞれを測定することができる。

〔第２の実施の形態〕

次に、本発明の第２の実施の形態について、図５、図６及び図７を参照する。図５は、検査システムの構成を示す図、図６は、その処理手順を示すフローチャート、図７は、具体的な検査回路例を示す図である。図５〜図７に示す構成は一例であって、斯かる構成に本発明は限定されるものではない。図５において、図２との共通部分には同一符号を付してある。

この検査システム９０は、本発明の電極の分離状態検査方法又はその装置の一例であって、コンピュータによって構成されている。この検査システム９０は、コントローラ９２と、電源群２０と、測定器群３０と、電圧印加用プローブ群５０と、測定用プローブ群６０と、入出力部９４とを備える。被測定物４０は、電極群である複数の電極４１、４２、４３・・・４ｎである。

この検査システム９０では、入出力部９４を用いて、電源群２０の出力電圧や、測定時間等の測定条件を入力する。コントローラ９２は、入力された測定条件に基づき、電源群２０の出力を制御する。電源群２０の出力電圧が電圧印加用プローブ群５０を介して被測定物４０に印加される。電圧印加用プローブ群５０から被測定物４０に流れる電流は、測定用プローブ群６０を介して測定器群３０に与えられ、各電極間の電流が測定される。測定器群３０で測定された測定値は、コントローラ９２に取り込まれ、電流やその電流から求められた絶縁抵抗値等の演算結果が入出力部９４から出力される。

この検査システム９０において、２個の電源を使用した方式を用いれば（図２ないし図４）、１回の電源電圧の切り替えだけで全ての電極間の測定ができるとともに、測定を高速化できる。

そこで、この検査システム９０を用いた検査の処理手順について、図６を参照すると、この処理手順は、既述の図２〜図４に示す測定処理に用いられる。この場合、最初に、入出力部９４より測定条件を指定する（ステップＳ１１）。

１回目の測定（第１の測定回路による測定）として、一方の電源２１に所定の電圧、他方の電源２２に０〔Ｖ〕を設定する（ステップＳ１２）。両方の電源２１、２２の出力をオンにし、全電極の半数（ｎが偶数のときｎ／２、ｎが奇数のときｎ／２±０．５）の電極間に電圧を印加し（ステップＳ１３）、測定電流値が落ち着いた等の指定された条件に到達するまで待つ（ステップＳ１４）。全電極の半数の電極間に流れる電流を測定器３１、３２で測定する（ステップＳ１５）。測定データをＡＤ（アナログ−ディジタル）変換して、入出力部９４から出力する（ステップＳ１６）。ここで、電源２１、２２の出力をオフにする。

次に、２回目の測定（第２の測定回路による測定）として、一方の電源２２に所定の電圧、他方の電源２１に０〔Ｖ〕を設定する（ステップＳ１７）。両方の電源２１、２２の出力をオンにし、２回目測定分の全電極の半数の残りの電極間に電圧を印加し（ステップＳ１８）、指定された条件に到達するまで待つ（ステップＳ１９）。全電極の半数の電極間に流れる電流を測定器３１、３２で測定する（ステップＳ２０）。その測定データをＡＤ（アナログ−ディジタル）変換して、入出力部９４から出力する（ステップＳ２１）。その後、電源２１、２２の出力をオフにする。

このように、１回の電源２１、２２の電圧切り替えを行うだけで、既述のとおり、各電極間の電流のそれぞれを測定することができる。

次に、具体的な検査回路例について、図７を参照すると、電源２１、２２は、電極間に電圧を印加する電源である。電源２１、２２には、既述のとおり、直流電源だけでなく、適当な周波数の交流電源を用いてもよい。

基板２は、表面電極が構成される、透明基板であり、電極４１、４２、４３、４４、４５、４６は、基板２（図１Ａ、１Ｂ）に形成された透明電極からなる表面電極である。

電流測定器３０１、３０２、３０３は、測定器３１、３２の一例である電流測定手段の一例であって、測定器表面電極間を流れる電流を測定するＩＶアンプで構成される。ＩＶアンプに限定するものではなく、一般的な電流測定手段を自由に採用することができる。Ｒは、電極間に存在する絶縁抵抗であり、Ｃは、電極間に存在する静電容量である。これら絶縁抵抗Ｒ及び静電容量Ｃは全ての電極間に存在する。

この場合、電源２１は、１回目に電圧を印加する電源であり、電源２２は、２回目に電圧を印加する電源である。電流測定器３０１〜３０３の入力は基準電圧（例えば、０〔Ｖ〕）に制御される。

そこで、１回目の電圧印加では、電源２１から所定の印加電圧を出力し、電源２２からは基準電圧（０〔Ｖ〕）を出力する。これにより、電極４１−４２間、４５−４４間、４５−４６間には所定電圧が印加される。一方、電極４２、４４、４６は各々、電流測定器３０１、３０２、３０３により０〔Ｖ〕に設定される。また、電極４３は電源２２によって０〔Ｖ〕に設定されている。

このため、電極４３−４２間、４３−４４間には電圧は印加されないことになる。この結果、電流測定器３０１には電極４１−４２間を流れる電流が流れる。同様に、電流測定器３０２には電極４５−４４間に流れる電流、電流測定器３０３には、電極４５−４６間を流れる電流のみが流れる。このようにして、電流測定器３０１〜３０３の測定結果を出力して、１回目の測定を終了する。

２回目の電圧印加では、電源２２から所定の印加電圧を出力し、電源２１からは基準電圧（０〔Ｖ〕）を出力する。これにより、所定の電圧が印加されるのは、電極４３−４２間、４３−４４間となり、他の電極間には電圧が印加されない。電極４３−４２間を流れる電流は電流測定器３０１で測定され、電極４３−４４間に流れる電流は電流測定器３０２で測定される。このようにして、電流測定器３０１、３０２による測定結果を出力して、２回目の測定も終了する。

以上により、全電極間に流れる電流を測定でき、印加した電圧は既知の値であるので、電圧と電流から全電極間の絶縁抵抗を算出することができる。

〔第３の実施の形態〕

次に、本発明の第３の実施の形態について、図８を参照する。図８は、第３の実施の形態に係る処理手順を示すフローチャートである。

本発明は電源数をＮ個に増加しても同様の検査を行うことができ、この実施の形態では、グループ数をＮ（２以上の整数）に設定したものであって、上記実施の形態と同様の効果が得られる。

この処理手順では、電源を増加し、電極はＮ組のグループに分けて接続されている。この実施の形態において、Ｉは測定しているグループ番号を示す。

そこで、この処理手順では、グループ数Ｎ（Ｎ≧２）を設定し（ステップＳ３１）、まず、Ｉ＝１を設定し、測定を開始する（ステップＳ３２）。Ｉ番目のグループだけに電圧を印加できるように、電源の設定を行う（ステップＳ３３）。各電源の出力をオンにし、電極間に電圧を印加し（ステップＳ３４）、所定の電極間に流れる電流を、電流測定器で測定する（ステップＳ３５）。

測定回数をインクリメントし（ステップＳ３６）、Ｉが１〜Ｎまで、即ち、全グループの測定が終了するまで、ステップＳ３５〜Ｓ３６を繰り返し、全グループを測定する（ステップＳ３７）。

この結果、全電極間の電流値を測定でき、印加電圧と電流から絶縁抵抗を求めることができる。

〔第４の実施の形態〕

次に、本発明の第４の実施の形態について、図９を参照する。図９は、第４の実施の形態に係る検査回路例を示す図である。図９に示す構成は一例であって、斯かる構成に本発明は限定されるものではない。図９において、図２、図７と共通部分には同一符号を付してある。

電源２１、２２・・・２Ｎは、電極間に電圧を印加するための電源である。電流測定器３０１、３０２・・・３０ｍは既述の通り、例えば、ＩＶアンプで構成される。その設置数は、電極数ｎの２分の１の数（ｎが偶数のときｎ／２、ｎが奇数のときｎ／２±０．５）である。Ｒは、電極間に存在する絶縁抵抗、Ｃは、電極間に存在する静電容量であり、全ての電極間に存在する。

偶数番目の電極４２、４４・・・に電流測定器３０１、３０２・・・を接続して測定回路を形成し、奇数番目の電極４１、４３・・・には電源２１、２２・・・を接続して測定回路を形成する。この場合、奇偶を入れ替えても同様の動作が得られ、同様の効果を得ることができる。

そこで、電源２１はグループ１の電極に電圧を印加するための電源とし、電源２２はグループ２、電源２ＮはグループＮの電極に電圧を印加する電源とする。

グループ１の測定では、電源２１から印加電圧を出力し、他の電源からは基準電圧（０〔Ｖ〕）を出力する。電流測定器３０１〜３０ｍはＩＶアンプで構成されており、基準電圧（０〔Ｖ〕）に制御されている。

このとき、電極４１−４２間、電極４７−電極４６間、電極４７−４８間、電極４１３−４１２間に電圧が印加され、他の電極間には電圧は印加されない。このため、電流測定器３０１では電極４１−４２間に流れる電流が、電流測定器３０３で電極４７−４６間を流れる電流が、電流測定器３０４では電極４７−４８間を流れる電流が、電流測定器３０ｍでは電極４１３−４１２間を流れる電流が測定される。他の電流測定器では、電圧が印加された電極間が存在していないため、電流測定は行われない。

グループ２の測定では、電源２２から印加電圧を出力し、他の電源からは基準電圧（０〔Ｖ〕）を出力し、電極４３−４２間、電極４３−４４間、及び電極４９−４８間、電極４９−４１０間だけに電圧が印加され、電極に接続されている電流測定器３０１、３０２、３０４、３０５で電流測定が行われる。

このように同様の測定を電源２Ｎまで繰り返して、全ての電極間の電流を測定することができ、同様に、電極間の絶縁抵抗を求めることができる。

図９では、電源２１、電源２２・・電源２Ｎの順番で電源配線を電極に接続している例を示したが、この順番は、同じ電源配線が連続しない条件の下で、任意である。一例としてＮ＝３のとき、電源２１、電源２２、電源２３、電源２２、電源２１、電源２２・・・のような順番にすることもできる。電源２１の次に電源２１、電源２２の次に電源２２、電源２３の次に電源２３、というような、連続する順番が含まれてさえいなければ、任意の順番で電源配線を配置することが可能である。

また、図９では、電源配線のうち１系統だけに試験電圧を印加する例を示したが、２系統以上の電源配線に試験電圧を印加することによっても、全電極間の絶縁抵抗を求めることが可能である。

この場合において、測定器を接続した電極を挟んで隣り合う２個の電源配線に、同時に試験電圧を印加すると、測定器を接続した電極の両側から電流が流れ込み、正常な測定ができない。測定器を接続した電極を挟んで隣り合う２個の電源配線には、同時に試験電圧を印加しないようにする必要がある。

〔第５の実施の形態〕

次に、本発明の第５の実施の形態について、図１０を参照する。図１０は、第５の実施の形態に係る検査回路の構成例を示す図である。図１０において、図７と同一部分には同一符号を付してある。

この検査回路では、より簡素化した例として、電極電位を０〔Ｖ〕にするための電源の代わりに、基準電位点（電源の一例である）に接続し、電圧印加用の電源を単一化したものである。

単一の電源２１は、電極間に電圧を印加する電源であり、２２０は、電源としての基準電位点である。スイッチＳＷ１、ＳＷ２は電源を切り替えるための切替手段である。その他の構成は上記実施の形態と同様であるので、共通の符号を付しその説明を省略する。

スイッチＳＷ１、ＳＷ２を切り替え、電極４１、４５に電源２１を接続して電圧を印加し、電極４３には、基準電位点２２０を接続し、基準電位を設定する。電流測定器３０１、３０２、３０３は既述の通り例えば、ＩＶアンプで構成されており、その入力は基準電位点２２０と同様の基準電位が設定される。スイッチＳＷ１、ＳＷ２の切り替えにより、第１又は第２の測定回路を形成する。

この結果、電極４１−４２間、電極４５−４４間、電極４５−４６間には電圧が印加され、電極４２−４３間、電極４３−４４間には電圧は印加されない。

この場合、電流測定器３０１では電極４１−４２間に流れる電流、電流測定器３０２では電極４５−４４間に流れる電流、電流測定器３０３には、電極４６−４５間に流れる電流が測定される。

次に、スイッチＳＷ１、ＳＷ２を切り替えて電極４３に電源２１を接続して電圧を印加し、電極４１、４５は基準電位点２２０に接続する。

この場合、電圧が印加されるのは、電極４３−４２間、電極４３−４４間となり、電極４１−４２間、４５−４４間、４５−４６間には電圧が印加されない。

よって、電流測定器３０１では電極４３−４２間に流れる電流、電流測定器３０２では電極４３−４４間を流れる電流が測定されることになる。

図１０の（Ａ）では、２系統の電源配線を、接続切替手段としてのスイッチＳＷ１、ＳＷ２で切り替える例を示した。この方法は、３系統以上の電源配線にも適用できる。例えば３系統の電源配線に対しては、図１０の（Ｂ）のように、接続切替手段としてスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３を用いることができ、同様の考え方は３系統を超える電源配線に対しても適用可能である。この場合において、図１０の（Ｂ）では電源配線と電極の接続は省略したが、電源配線と測定器が交互に接続され、かつ同じ電源配線が連続しない順番であればよいことは、第４の実施の形態と同様である。

また、図１０では、単一の電源を用いて、電源配線のうち１系統だけに試験電圧を印加する例を示したが、複数の電源を用いたり、２系統以上の電源配線に試験電圧を印加するように切替手段を構成することによっても、全電極間の絶縁抵抗を求めることが可能である。

この場合において、測定器を接続した電極を挟んで隣り合う２個の電源配線に、同時に試験電圧を印加すると、測定器を接続した電極の両側から電流が流れ込み、正常な測定ができない。測定器を接続した電極を挟んで隣り合う２個の電源配線には、同時に試験電圧を印加しないようにする必要がある。

また、この実施の形態では、電源の一種としての基準電位点を用いたが、別個の電源を用いることも可能である。

〔第６の実施の形態〕

次に、本発明の第６の実施の形態について、図１１を参照する。図１１は、第６の実施の形態に係る検査回路の構成例を示す図である。図１１において、図２と同一部分には、同一符号を付してある。

この実施の形態では、全て独立した電源によって全ての電極間に同時に電圧を印加し、各電源から各電極間に流れる電流を測定する方法を示している。

この測定回路としての検査回路では、全ての電極間に電源２１、２２、２３、２４を接続するとともに、電流測定器３１、３２、３３、３４を挿入する。このため、電源２１〜２４や電流測定器３１〜３４は電極４１〜４５の個数をｎとすれば、各々ｎ−１の個数が必要となる。上記実施の形態（第１〜第５の実施の形態）では、電流測定器は表面電極数の半分もしくは半分±１で済むが、この実施の形態の検査回路及びその方法によれば、電源の切り替えが不要となるので、測定を高速化できる。

〔第７の実施の形態〕

次に、本発明の第７の実施の形態について、図１２を参照する。図１２は、第７の実施の形態に係る検査回路の構成例を示す図である。図１２において、図２と同一部分には、同一符号を付してある。

この実施の形態では、全電極の全体に同一の電流を流し、電極間の電圧を測定する方法である。

全ての電極間に定電流を流す場合は、電源２１には、非常に高電圧の定電流電源が必要となる。この場合、電極４１〜４５では５個の電極例を示しているが、実際的には例えば、１枚のガラス基板に１０１本の表面電極が存在する場合を例とすると、各電極間に１００〔Ｖ〕を印加する場合は、電源２１に１０，０００〔Ｖ〕の高電圧を出力することのできるような定電流電源が必要となる。測定器３１は電流測定器であり、また、測定器３２〜３５は、電圧測定器であって、電極数−１の個数が必要となる。上記実施の形態（第１〜第５の実施の形態）では、電流測定器は表面電極数の半分もしくは半分±１で済むのに対し、この方法では、電源の切り替えが不要となるので、測定を高速化することができる。

〔第８の実施の形態〕

次に、本発明の第８の実施の形態について、図１３を参照する。図１３は、第８の実施の形態に係る検査回路の構成例を示す図である。図１３において、図２と同一部分には、同一符号を付してある。

この実施の形態では、高電圧の電源が必要になるという第７の実施の形態の欠点を補うため、全ての電極を、電流注入用の電極と、電流流出用の電極とに分けて、これらの電極が交互に並ぶように配線するものである。

この実施の形態では、各電極４１〜４５に電流を測定する測定器３１〜３５を接続し、各々の流入電流と流出電流を測定する。電極間に流れる電流は、流入電流と流出電流により、下記のように算出することができる。

電極４１−４２間に流れる電流をＩ₁₂、電極４３−４２間に流れる電流をＩ₃₂とすると、電流測定器３１では、電流Ｉ₁₂が測定され、電流測定器３２ではＩ₁₂＋Ｉ₃₂が測定される。電流測定器３２と電流測定器３１の測定値の差により、電流Ｉ₃₂を求めることができる。

以下、同様の方法により、電極４３−４４間に流れる電流Ｉ₃₄、電極４５−４４間に流れる電流Ｉ₅₄を求めることができる。

この方法では、電源２１が１つで済むが、電流を測定するための測定器３１〜３５は、全電極数と同数が必要となる。また、流入電流と流出電流の２つの測定値を用いるために誤差が累積し、測定誤差が若干大きくなるが、この実施の形態では、電源の切り替えが不要となるので、測定を高速化できる。

〔第９の実施の形態〕

第１の実施の形態ないし第８の実施の形態では、測定中はプローブと表面電極の相対的な位置を変化させていない。表面電極の生成された透明基板、又はプローブの少なくともいずれか一方を移動させることができれば、電源、電流測定器（第７の実施の形態では電圧測定器）やプローブの数を減らすことができる。ただし、測定回数は、移動回数に比例して増加する。そこで、第９の実施の形態では、測定中はプローブと表面電極の相対的な位置を変化させる構成であって、第１の実施の形態を移動可能に変形したものである。

この第９の実施の形態について、図１４を参照する。図１４は、第９の実施の形態に係る検査回路例を示す図である。図１４において、図２と同一部分には同一符号を付してある。なお、この実施の形態は、第２の実施の形態〜第５の実施の形態について、同様に適用することができる。

この実施の形態では、複数（ｎ）の電極４１〜４ｎの連続する３組の電極に対応する３本のプローブ５１、６１、５２を１組とする複数のプローブグループＰ１、Ｐ２・・・Ｐｍを１つの電極分の間隔を設けてプローブ支持体７０に設置し、プローブ５１、５２を電圧印加用プローブ、プローブ６１を電流測定用プローブに設定したものである。測定器３１、３２・・・３ｍは電流測定器である。その他の構成は、第１の実施の形態と同様であるので、同一符号を付し、その説明を省略する。

この実施の形態では、図１４の（Ａ）に示すように、電極４１、４２、４３、４５・・・のようにプローブ５１、６１、５２を単位として各電極に接続し、既述の電極間に流れる電流を測定した後、図１４の（Ｂ）に示すように、プローブ支持体７０を電極２つ分だけ移動し、同様の電極間電流を測定することができる。

この実施の形態では、第１の実施の形態における最小構成（３本のプローブ）を単位とすることによって、移動量を最小（電極２つ分）にし、移動を１回行う例を示した。

より多くのプローブを単位とした方が、全プローブ数は少なくて済むが、移動量は大きくなる。例えば、５本のプローブを単位として、電極４つ分の移動とすることが可能である。さらに大きい移動が可能であれば、電極数の半分を単位として、電極全体の約半分の移動を行うこともでき、全プローブ数をより少なくすることができる。

また、この実施の形態では、基板２側を固定してプローブ側を移動させるようにしているが、プローブ側を固定して基板２側を移動させたり、両方を移動させる構成としてもよい。

〔第１０の実施の形態〕

第１０の実施の形態は、第６の実施の形態を、３回移動可能にしたものである。

この第１０の実施の形態について、図１５を参照する。図１５は、第１０の実施の形態に係る検査回路例を示す図である。図１５において、図１１と同一部分には同一符号を付してある。

この実施の形態では、複数（ｎ）の電極４１〜４ｎの連続する２組の電極に対応する１対のプローブ５１、６１を１組とする複数のプローブグループＰ１、Ｐ２・・・Ｐｍを２つの電極分の間隔を設けてプローブ支持体７０に設置し、プローブ５１を電圧印加用プローブ、プローブ６１を電流測定用プローブに設定したものである。測定器３１、３２・・・３ｍは電流測定器である。その他の構成は、第６の実施の形態と同様であるので、同一符号を付し、その説明を省略する。

この実施の形態では、図１５の（Ａ）ないし（Ｄ）に示すように、プローブ支持体７０を電極１つ分ずつ移動することにより、同様の電極間電流を測定することができる。

この実施の形態では、第６の実施の形態と比較すると、測定器及び電源の数は約１／４になっている。

移動回数をより多くすれば、測定器や電源の数をより少なくすることができるが、測定にかかる時間がより多くなる。なお、移動回数を最大の（電極数−１）回に取ると、図１８に示す従来技術とほぼ同様となってしまうので、これはこの実施の形態には含まない。

〔第１１の実施の形態〕

第１１の実施の形態は、第７の実施の形態を、２回移動可能にしたものである。

この第１１の実施の形態について、図１６を参照する。図１６は、第１１の実施の形態に係る検査回路例を示す図である。図１６において、図１２と同一部分には同一符号を付してある。

この実施の形態では、複数（ｎ）の電極４１〜４ｎの連続する２組の電極に対応する１対のプローブ６１、６２を１組とする複数のプローブグループＰ１、Ｐ２・・・Ｐｍを１つの電極分の間隔を設けてプローブ支持体７０に取り付けてプローブ支持体７０を以て移動可能に設置するとともに、プローブ５１、５２を備えたものである。プローブ５１、５２は、電流供給用プローブであり、この実施の形態では、電極４１と電極４ｎとの間に電源２１を接続し、この電源２１は定電流源である。

プローブグループＰ１、Ｐ２・・・Ｐｍのプローブ６１、６２が電圧測定用のプローブであり、プローブ６１、６２間に接続された測定器３２、３３・・・３ｍ＋１は、電圧測定器である。

斯かる構成によれば、基板２の電極４１−４ｎ間に定電流源が接続されて定電流が供給され、プローブ６１、６２をプローブグループＰ１、Ｐ２・・・Ｐｍ毎に移動させることにより、電極間の電圧降下を測定することができる。

この実施の形態では、第７の実施の形態と比較すると、測定器の数は約１／３になっているが、測定は３回となる。移動回数をより多くすれば、測定器数をより少なくすることができるが、測定にかかる時間がより多くかかる。

第９の実施の形態ないし第１１の実施の形態に例示したように、「移動の有無や移動回数」、「測定回数」、「測定器や電源の数」はトレードオフの関係にあり、さらに「必要なプローブの本数」も異なっている。本発明を実施する際には、「移動機構のコスト」、「許容できる測定回数（許容最大測定時間）」、「電源・測定器の数（サイズやコスト）」、「プローブの数やコスト」等を勘案して、１枚の透明基板に生成されている表面電極数に合わせた最適の構成を選択することができる。

このように、「移動機構のコスト」、「許容できる測定回数（許容最大測定時間）」、「電源・測定器の数（サイズやコスト）」、「プローブの数やコスト」等を勘案すれば、最適の構成を選択できるという効果が得られる。

〔第１２の実施の形態〕

次に、本発明の第１２の実施の形態について、図１７を参照する。図１７は、第１２の実施の形態に係る検査工程を含む薄膜太陽電池の製造工程を示す図である。

この薄膜太陽電池の製造工程は本発明の電子デバイスの製造方法の一例であって、（Ａ）に示すように、ガラス等の透明又は半透明な基板２上に透明電極膜４が例えばＳｎＯ₂ の蒸着によって形成される。この透明電極膜４はパターンニングされ、（Ｂ）に示すように、短冊状に分離された複数の電極４１、４２、４３・・・が形成される。

このように、各電極４１、４２、４３・・・の各電極間の分離状態は、上記実施の形態で述べた検査回路や検査方法を用いて検査する。

この検査工程を経た後、（Ｃ）に示すように、電極４１、４２、４３・・・の上にアモルファスシリコン等の薄膜層１０６、裏面電極層１０８等を形成することにより、太陽電池セル１１０が形成され、薄膜太陽電池が製造される。

このように、本発明の製造方法によれば、既述の電極間の分離状態を迅速かつ精度よく検査できるので、製造時間を短縮できるとともに、製品品質の高い薄膜太陽電池を製造することができる。

本発明は、薄膜太陽電池等の電子デバイスの多数の電極間の分離状態を効率よく、高精度に検査することができ、検査効率の向上や製品品質の向上に寄与し、有用である。

２ 基板
４１、４２、・・・４ｎ 電極
２１、２２、・・・２ｎ 電源
３１、３２・・・３ｎ 測定器
５１、５２、５３、６１、６２、６３・・・ プローブ
ＳＷ１、ＳＷ２ スイッチ

Claims (5)

1. 基板上に間隔を設けて配置された複数の電極の分離状態を検査する、電極の分離状態検査方法であって、
   前記電極に接続される電源配線と測定手段を交互に接続し、さらに、前記電源配線は、第１の電源配線と第２の電源配線とを備え、前記第１の電源配線と前記第２の電源配線とを前記測定手段を接続した電極を挟んで交互に電極に接続する工程と、
   前記第１の電源配線を接続した前記電極に前記第１の電源配線から試験電圧を印加し、前記第２の電源配線を接続した前記電極には前記第２の電源配線から前記測定手段の入力と同一の電圧を印加することにより、前記第１の電源配線を接続した前記電極と前記測定手段を接続した前記電極との間に流れる電流を前記測定手段によって測定する工程と、
   前記第２の電源配線を接続した前記電極に前記第２の電源配線から試験電圧を印加し、前記第１の電源配線を接続した前記電極には前記第１の電源配線から前記測定手段の入力と同一の電圧を印加することにより、前記第２の電源配線を接続した電極と前記測定手段を接続した前記電極との間に流れる電流を前記測定手段によって測定する工程と、
   を含むことを特徴とする、電極の分離状態検査方法。
2. 電極の一部に対して電源や測定器からなる測定回路を接続する工程と、
   前記測定回路と前記電極の接続点を移動する工程と、
   前記移動に伴い複数回に分けて全電極間の分離状態を測定する工程と、
   を含むことを特徴とする、請求項１に記載の電極の分離状態検査方法。
3. 基板上に間隔を設けて配置された複数の電極の分離状態を検査する、電極の分離状態検査装置であって、
   電流を測定する測定手段と、
   電極に接続される電源配線と、
   前記電源配線と前記測定手段を交互に接続し、さらに、前記電源配線は、第１の電源配線と第２の電源配線とを備え、前記第１の電源配線と前記第２の電源配線とを前記測定手段を接続した電極を挟んで交互に電極に接続し、前記第１の電源配線又は前記第２の電源配線に接続される電極は各々１以上である測定回路と、
   を備え、前記第１の電源配線を接続した前記電極に前記第１の電源配線から試験電圧を印加し、前記第２の電源配線を接続した前記電極には前記第２の電源配線から前記測定手段の入力と同一の電圧を印加することにより、前記第１の電源配線を接続した前記電極と前記測定手段を接続した前記電極との間に流れる電流を前記測定手段によって測定し、また、前記第２の電源配線を接続した前記電極に前記第２の電源配線から試験電圧を印加し、前記第１の電源配線を接続した前記電極には前記第１の電源配線から前記測定手段の入力と同一の電圧を印加することにより、前記第２の電源配線を接続した電極と前記測定手段を接続した前記電極との間に流れる電流を前記測定手段によって測定することを特徴とする、電極の分離状態検査装置。
4. 電極の一部に対して接続する、電源や測定手段からなる測定回路と、
   前記測定回路と前記電極の接続点を移動する移動手段と、
   前記移動に伴い複数回に分けて全電極間の分離状態を測定する測定手段と、
   を備えることを特徴とする、請求項３に記載の電極の分離状態検査装置。
5. 基板上に間隔を設けて配置される複数の電極を備える、電子デバイスの製造方法であって、
   基板上に間隔を設けて配置された複数の電極を形成する工程と、
   請求項１又は請求項２に記載の分離状態検査方法、請求項３又は請求項４に記載の分離状態検査装置を用いて電極間の分離状態を検査する工程と、
   を含むことを特徴とする、電子デバイスの製造方法。

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