在线膜厚测量装置以及在线膜厚测量方法制造方法及图纸

提供一种在线膜厚测量装置以及在线膜厚测量方法。在线膜厚测量装置用于安装在气相运输沉积的沉积室上。沉积室设有透窗。在线膜厚测量装置包括固定架、测点定位装置、膜厚测试仪、第一运动装置和第二运动装置。固定架安装在沉积室上。测点定位装置具有光发射器和光接收器。膜厚测试仪具有探测头、内置有标准测距。第一运动装置配置成：驱动测点定位装置和膜厚测试仪，以使三角测量中的点位处于探测头的轴线上并第一运动装置停止驱动。第二运动装置配置成：基于距离、探测头相对光发射器的运动前位置以及标准测距，第二运动装置控制膜厚测试仪，以使膜厚测试仪在高度方向处于与到达探测头的轴线上的点位相距标准测距的位置，进行镀膜的膜厚测量。膜的膜厚测量。膜的膜厚测量。

【技术实现步骤摘要】
在线膜厚测量装置以及在线膜厚测量方法


[0001]本公开涉及薄膜太阳能领域，更具体地涉及一种在线膜厚测量装置以及在线膜厚测量方法。

技术介绍

[0002]针对薄膜太阳能电池的基板上的镀膜的膜厚测试，目前生产线采用的膜厚测试方式有两种。
[0003]一种方式是采用离线测试，即将基板从生产线上转移到单独的检测工位固定，测试探头移动，完成镀膜的膜厚的测量，这种方式测量的结果准确度高，但因为脱离生产线，故时效性低。
[0004]另外一种方式是在线测试，将膜厚测试仪集成到沉积室，膜厚测试仪的探测头固定不动，探测头沿其自身的竖直的轴线向下出射光并接收基板上的镀膜沿轴线竖直反射的光来测量膜厚，膜厚测试仪内置有标准测距，只有探测头到基板上的镀膜距离为标准测距时才能进行镀膜的膜厚的有效测量。
[0005]但是，在薄膜太阳能制备工艺中，VTD(Vapor transport Deposition,气相运输沉积)是其核心镀膜设备，但因加热源及成膜温度高，例如针对CdTe镀膜达700℃或以上、针对PSCs镀膜达400℃、针对CIGS镀膜达200℃，这会引起基板热变形，进而使得热变形的基板上的镀膜也会变形。
[0006]此外，供料源的镀膜材料经加热后，会挥发扩散至沉积室的各个部位；在连续生产过程中，传动辊轮运输的相邻基板之间有间距，导致沉积室内的传动辊轮会逐步沉积镀膜材料，根据实际生产经验，镀膜材料完全挥发后，传动辊轮的直径会增加。
[0007]因为膜厚测试仪的探测头固定不动，所以在气相运输沉积中，无论是基板热变形还是传动辊轮因沉积镀膜材料使得传动辊轮的直径增加，都会影响探测头到基板上的镀膜之间的距离，当探测头到基板上的镀膜之间的距离不为标准测距时，膜厚测试仪通过探测头的出射光和所接收的反射光得到的光谱会出现偏差，这种偏差会降低通过光谱构建得到的镀膜的膜厚的准确性、甚至无法得到镀膜的膜厚。

技术实现思路

[0008]鉴于
技术介绍
中存在的问题，本公开的一目的在于提供一种在线膜厚测量装置以及在线膜厚测量方法，其能针对气相运输沉积中基板上的镀膜的膜厚在线测试能提高基板上的镀膜的膜厚的测量的准确性。
[0009]由此，提供一种在线膜厚测量装置，在线膜厚测量装置用于安装在气相运输沉积的沉积室上。沉积室内安装在高度方向上对齐、在长度方向上间隔排列的多个传动辊轮，沉积室在长度方向的两端设有入口和出口，沉积室被加热以维持气相运输沉积所要求的沉积室内的沉积温度，沉积室内部连通于供给载气和镀膜材料的蒸汽的供料源，沉积室内部连通于流通式地维持沉积室内部真空度的抽真空装置，多个传动辊轮用于承载从入口进入的
多个基板并将多个基板在长度方向上彼此间隔地向出口运送基板，在出口和入口之间的沉积位置经由通入沉积室的由载气运输的镀膜材料的蒸汽在到达该位置的对应基板进行沉积镀膜，沉积室的顶壁在与沉积位置紧邻的下游设置有透窗。在线膜厚测量装置包括固定架、测点定位装置、膜厚测试仪以及第一运动装置和第二运动装置。固定架安装在沉积室的顶壁上并位于透窗的长度方向的一侧。测点定位装置具有光发射器和光接收器，光发射器和光接收器设置成光发射器发射出的发射光线能够通过透窗入射到沉积完成后基板的镀膜的点位上且在点位反射的反射光线能够通过透窗被光接收器接收以使测点定位装置能够采用三角法测量在高度方向上光发射器到点位的距离。膜厚测试仪具有探测头，探测头在高度方向上对准透窗，探测头沿轴线竖直向下出射光并接收沿轴线竖直反射的光，探测头的轴线与光发射器的第一中心线和光接收器的第二中心线处于高度方向和宽度方向构成的与长度方向垂直的平面内且沿宽度方向彼此平行，探测头的轴线与光发射器的第一中心线之间的距离为第一间距，膜厚测试仪用于测量沉积完成后基板的处于探测头的轴线上的镀膜的点位处的膜厚，膜厚测试仪内置有标准测距。第一运动装置安装在固定架上，第一运动装置与测点定位装置和膜厚测试仪通信连接，第一运动装置连接于测点定位装置和膜厚测试仪，第一运动装置配置成：驱动测点定位装置和膜厚测试仪在高度方向上一起上下竖直运动，以使测点定位装置三角测量中的点位处于探测头的轴线上并第一运动装置停止驱动。第二运动装置安装在第一运动装置上，第二运动装置连接于膜厚测试仪且能够在高度方向上带动膜厚测试仪相对第一运动装置和测点定位装置与测点定位装置、膜厚测试仪和第一运动装置通信连接，第二运动装置配置成：在第一运动装置停止驱动测点定位装置和膜厚测试仪后，基于到达探测头的轴线上的点位通过三角测量的距离、探测头相对光发射器的运动前位置以及标准测距的关系，第二运动装置控制膜厚测试仪在高度方向上下竖直运动，以使膜厚测试仪在高度方向处于与到达探测头的轴线上的点位相距标准测距的位置，进而膜厚测试仪的探测头)进行镀膜的膜厚测量。
[0010]一种在线膜厚测量方法采用前述的在线膜厚测量装置，在线膜厚测量装置安装在气相运输沉积的沉积室上；沉积室内安装在高度方向上对齐、在长度方向上间隔排列的多个传动辊轮，沉积室在长度方向的两端设有入口和出口，沉积室被加热以维持气相运输沉积所要求的沉积室内的沉积温度，沉积室内部连通于供给载气和镀膜材料的蒸汽的供料源，沉积室内部连通于流通式地维持沉积室内部真空度的抽真空装置，多个传动辊轮用于承载从入口进入的多个基板并将多个基板在长度方向上彼此间隔地向出口运送基板，在出口和入口之间的沉积位置经由通入沉积室的由载气运输的镀膜材料的蒸汽在到达该位置的对应基板进行沉积镀膜，沉积室的顶壁在与沉积位置紧邻的下游设置有透窗。
[0011]本公开的有益效果如下。
[0012]在本公开的在线膜厚测量装置以及在线膜厚测量方法中，通过测点定位装置和能够带动测点定位装置和膜厚测试仪一起沿高度方向竖直上下运动的第一运动装置的配合，能够确定反射的点位处于达探测头的正下方，进而能够确定处于达探测头的正下方的反射的点位与在高度方向上到光发射器的距离，基于距离与膜厚测试仪内置的标准测距，能够确定测点定位装置测得的沉积完成后基板的镀膜的点位所处的高度(即该距离)与膜厚测试仪的内置的标准测距之间的在高度方向上的偏差，再通过探测头相对光发射器的运动前位置与该偏差进行比较，第二运动装置就能控制膜厚测试仪在高度方向上下竖直运动，以
使膜厚测试仪在高度方向处于与到达探测头的轴线上的点位相距标准测距的位置，进而膜厚测试仪的探测头进行镀膜的膜厚测量，实现了气相运输沉积中基板上的镀膜的膜厚在线测试(即在沉积室处测试)，由此使得探测头进行镀膜的膜厚测量是在与到达探测头的正下方的点位相距标准测距的高度处进行，这就避免了
技术介绍
中膜厚测试仪的探测头固定不动的情况下无论是基板热变形还是传动辊轮因沉积镀膜材料使得传动辊轮的直径增加对探测头到基板上的镀膜之间的距离的影响，使得膜厚测试仪的探测头沿轴线竖直向下的出射光并接收的从探测头的正下方的点位沿轴线竖直反射的光得到的光谱不会出现偏差，从而保证了通过光谱构建得到的镀膜的膜厚的准确性，实现了镀膜的膜厚的有效测量。
附图说明
[0013]图1是根据本公开的在线膜厚测量装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在线膜厚测量装置，其特征在于，在线膜厚测量装置(100)用于安装在气相运输沉积的沉积室(200)上；沉积室(200)内安装在高度方向(Z)上对齐、在长度方向(X)上间隔排列的多个传动辊轮(300)，沉积室(200)在长度方向(X)的两端设有入口(400)和出口(500)，沉积室(200)被加热以维持气相运输沉积所要求的沉积室(200)内的沉积温度，沉积室(200)内部连通于供给载气和镀膜材料的蒸汽的供料源，沉积室(200)内部连通于流通式地维持沉积室(200)内部真空度的抽真空装置，多个传动辊轮(300)用于承载从入口(400)进入的多个基板(600)并将多个基板(600)在长度方向(X)上彼此间隔地向出口(500)运送基板(600)，在出口(500)和入口(400)之间的沉积位置(DP)经由通入沉积室(200)的由载气运输的镀膜材料的蒸汽在到达该位置的对应基板(600)进行沉积镀膜，沉积室(200)的顶壁(200a)在与沉积位置(DP)紧邻的下游设置有透窗(W)；在线膜厚测量装置(100)包括固定架(1)、测点定位装置(2)、膜厚测试仪(3)以及第一运动装置(4)和第二运动装置(5)，固定架(1)安装在沉积室(200)的顶壁(200a)上并位于透窗(W)的长度方向(X)的一侧，测点定位装置(2)具有光发射器(21)和光接收器(22)，光发射器(21)和光接收器(22)设置成光发射器(21)发射出的发射光线能够通过透窗(W)入射到沉积完成后基板(600)的镀膜的点位(P)上且在点位(P)反射的反射光线能够通过透窗(W)被光接收器(22)接收以使测点定位装置(2)能够采用三角法测量在高度方向(Z)上光发射器(21)到点位(P)的距离(d)；膜厚测试仪(3)具有探测头(31)，探测头(31)在高度方向(Z)上对准透窗(W)，探测头(31)沿轴线(311)竖直向下出射光并接收沿轴线(311)竖直反射的光，探测头(31)的轴线(311)与光发射器(21)的第一中心线(211)和光接收器(22)的第二中心线(221)处于高度方向(Z)和宽度方向(Y)构成的与长度方向(X)垂直的平面内且沿宽度方向(Y)彼此平行，探测头(31)的轴线(311)与光发射器(21)的第一中心线(211)之间的距离为第一间距(ΔYt)，膜厚测试仪(3)用于测量沉积完成后基板(600)的处于探测头(31)的轴线(311)上的镀膜的点位(P)处的膜厚，膜厚测试仪(3)内置有标准测距(Zb)；第一运动装置(4)安装在固定架(1)上，第一运动装置(4)与测点定位装置(2)和膜厚测试仪(3)通信连接，第一运动装置(4)连接于测点定位装置(2)和膜厚测试仪(3)，第一运动装置(4)配置成：驱动测点定位装置(2)和膜厚测试仪(3)在高度方向(Z)上一起上下竖直运动，以使测点定位装置(2)三角测量中的点位(P)处于探测头(31)的轴线(311)上并第一运动装置(4)停止驱动；第二运动装置(5)安装在第一运动装置(4)上，第二运动装置(5)连接于膜厚测试仪(3)且能够在高度方向(Z)上带动膜厚测试仪(3)相对第一运动装置(4)和测点定位装置(2运动，第二运动装置(5)与测点定位装置(2)、膜厚测试仪(3)和...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘振新，黄周师，吴毛兵，屈新成，何坤鹏，
申请(专利权)人：江苏先导微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：