TW200901490A - Inspection method for solar cell and wafer, and system thereof - Google Patents

Description

200901490 九、發明說明： ί發明所屬之技術領域】 本發明關於一種太陽能電池（solarCeli)或其晶圓（Wafer〇 檢測方法及其系統，尤指-種針對太陽能電池⑽虹㈤）或 其晶圓（Wafer)於製程中檢測之技術。 【先前技術】 由於太陽能具有豐富、清潔、安全、魏之雜，而且屬於 難以盤斷之自祕公共財，自古以來即被歧湘，而近代更成 為產生電力之新興麟，尤其是·太陽能電池更被料興起。 按，太陽能電池是將太陽能轉換成魏的1置，不需要透過電解 質來傳遞導電離子，而是改採料體產生pN縣獲得電位。當 半導體受到太陽摘照射時，大量的自由電子伴隨而生，而此; 子的移動又產生了電流，也就是在pN結處產生電位差。 按’太陽能產業鏈中’最上游的原料為秒⑻，田旱晶石夕 或多晶石夕長晶成晶棒（I咖），然後再切割成晶圓（Wafer)， =陽能電池⑽Cell)的主要原料，再力成组裝成模組 咖e)，最後搭配負責直/交流電轉換電之調節器 nVerter) ’建置成太陽能光電系統(PV System)。 目别在晶®與太陽能電池之製程方面，檢測事項甚多 二 尚包括產品是否缺角?是否磨亮?是否形成: —有晶®與太陽能電池進料餘態。然而，目 於晶圓與太陽能電池均具有「薄」（例如目前之太陽能電池 200901490

Cell，其晶圓 wafer > M j 「 之厚度普遍已降至180#m，甚至更薄），及 易脆裂」之特性’因此在各卫作流程中，容易因為「接觸」而 ^^致震動軸*使得晶圓或者太·電池成為不良品。因此如 何降低接觸所導致之„ 精’更為製程以及檢測過程中必須提升之 技術。 „、雖然業界與學界曾提出TFT-LCD錄之自動化檢測，運用機 器視見針對TFT-LCD面版上的敍刻電晶體，進行圖形追縱、定 檢測及線i、線轉相職程工作。然_技術主要係 針對擷取之影像進行灰階彻，亦屬—種「虛擬追縱」，而非針 對直接觀測，因此其真雜，往往必須透過較多次之槪與分析、 對且其與太陽能電池（s〇lar⑽）或其晶圓⑽虹）檢 測方法及其純就目·以及舰性並不相同。 【發明内容】 於先1^術中，對於太陽能電池（SQlar Cell)或其晶 ❹ί亦有财晶片）之檢測，所產生人讀測容易因為 ^而產生損害之問題，本發明者認為應有一種改善之道，尤並 咖」、「自動化」與「效率化」之方式以及系統·; 2卿絲_狀她手段，主要在於削光學影像操 I置擷取該太陽能電池（SQlar⑽）或其晶圓⑽㈣之影 取之影像部位後，彻影像自動辨識軟體對於該擷取 W為處理’並顯稀聽果，降低甚至免除人球觸式計算數 200901490 ·.量、檢測之缺失，同時配合各種所需要之檢測項目，建置跑 €獅爾靖娜之影_庫 里常像自_識軟體以及處理11能祕到—個計量值、 i率化t、訊號（例如警示語音、震鱗），鱗極達到自動化、 效率化大幅降低損耗之檢測目的。 光月ί求達到前述方法，更進一步設計該系統，包括一 予尽…I置，設於檢測平台之鄰邊；一檢測平台， 影像擷取装置形志斛座.旦/αβ Μ Μ 4對應，D像處理單元’連接該光學影像擷取 :像處理單元包括—影像自動辨識軟體，-常態影像資 料庫以及處理器，藉由常態影像資料庫與娜影 器比對與判斷影像意義。 、由㈣ 【實施方式】 以下精由ϋ式朗本發明之方法m色以及實施例， 俾使貴審查委㈣於本發明有更進—步之瞭解。 "曰按’該太陽能電池（SQlar Cell)係依設計所需要的電流進 行晶圓（Wafer)切難，焊上f|條導線再將許多焊好的晶圓 (耐從）用箱條串聯成一組，再和EVA、tedlar與低鐵質強化 玻璃層層疊4 ’―同放人層壓機（laminate )的機台上做真空 封裝’製成module (plane /panel )稱之為模組或稱太陽能板。 而由於太陽能電池（SQlarGell)或其晶圓（Wafer)之特性 與屬f生均義於本發明，因此本發鴨二者列為可實施之標的。 如第四圖單純檢測太陽能電池ΜΙ)，第六圖單純檢測其 200901490 晶圓（Wafer)。第三圖則顯示皆可檢測太陽能電池（s〇larCell) 以及檢測其晶圓（Wafer )。 清參閱第-圖與第二圖所示，本發明係關於一種太陽能電池 (Solar Cell)或其晶圓（Wafer)檢測方法其實施例係以「計算 為太陽能電池（Solar Cell)或其晶gj (Wafer)之片數」為例， 步驟在於： -、係利用光學影像擷取褒置⑴（例如第—圖之圖式中之電荷 耦合照像機CCD或CMOS)，自動娜多片疊合之太陽能電池 (Solar Cell)或其晶圓（Wafer)側邊之中央或任一部位， 甚至可以為自動對焦（光學變焦）’降低環境燈光干擾，增強 檢測穩定性。 9 二、如，二圖所示’然後將擷取該太陽能電池（Solar Cell)或 其晶圓（Wafer)之影像，傳遞至影像自動辨識軟體 處理。 ^ 三、由該影像自動辨識軟體（3 1)計算其片數（_為計曾 數，尚有其他之檢測項目）。 背 而本發明之該影像自動辨識軟體（3 n可以如第 連接設-圖形使用者介面(GUI) ( 3 4 )以顯示結果。此^ = 像自動辨識軟體（31)係、採特殊演算法可避免 = (施⑴或其晶圓（驗r)之誠現象而池 :，該影像咖物^(川條r做參數 =r:修正，測規格尺寸可依客製需求進 200901490 Μ 絲雜職置（1獅，村由具树感光二極 體感先赠照相機擷取影像，齡光二_感光元件可以 列口以互補性氧化金屬半導體（CMOS)照相機為之。 又，本發明之檢測方法，該光學影像擷取裝置（i )，其取得 影像之方向’可以為X、Y、Z軸任-軸向或x、γ、z軸任一 ^之兩兩組合之影像。例如由x軸、z軸方向取得侧邊之分層疊 设之太陽能電池（SQlarCell)或其晶圓⑽㈣之影像，方便 觀察其層級抓娜。咖μ軸（如俯視或 利用影像之疊層狀態’與常態或標準資料庫她而得知其 層級數量（即片數）。 至於本發明較為具體之步驟，可為： A、各裝置定位； B、操取由2 5 Q±1 ◦片疊合之複數太陽能電池（Solar Cell) 或其晶圓（Wafer) X軸（側向）影像’可因片數多寡而調整 擷取影像之相關步驟與機構； C像自動制軟體（3丄）為—種計量影偉自動辨識軟體， 經由計量影像自軸識健躺影像4合所代表之數量。亦 可以取單片或複數片而檢測其他檢測項目，例如「缺角」、「磨 儿」碎祓」、「進料狀態」’而檢測不同項目則該影像自動辨 識軟體改變為各軟體，例如「缺角影像自動辨識軟體」、「磨 骨影像自動辨識軟體」（如第四圖之檢測狀態）、「碎裂影像自 動辨識軟體」、「進料狀態影像自動辨識軟體」（例如包括進料 含薄膜包裝之片數自動辨識軟體，以進行進料薄膜包震之片 9 200901490 -數計算）以及所需要之比對資料庫形成比對。 ’或影像階層 2) ’或者虛 •而由於拍攝過程當中，影像資料若有渾沌不清 不容易釐清，本發明亦可以加利用辅助照明器具（工 擬打光來強化影像對比。 至於本發明所使用之系統，請參閱第六圖所示，包括： 一光學影像擷取裝置（1):

設於檢測平台（2)之鄰邊；該光學影像擷取裝置⑴可以 為石夕感光二極體感光元件照械，例如電她合照相機⑽）， 或者互雛氧化金屬半導體⑽s)照相機為之。該光學 擷取裝置（1 )係套設於一承載桿（工丄），且於承載桿山） 活動位移而改變其高度。該光學影像擷取裝置（工）之本體或 鄰邊設一辅助照明器具（12 )。 一檢測平台（2): 與光學影像擷取裝置⑴形成對應；該檢測平台⑵ 設一載具（21 )。 一影像處理單元（3 ): 連接該光學影像擷取龍（1 )，該影像處理單元（3 )包括一 &像自動辨識軟體（3 1 )，一常態影像資料庫（3 2 )以及一 處理器（3 3 )’藉由常態影像資料庫（3 2 )與擷取影像，經 由處理器（3 3)比對與判斷影像意義。 本發明利帛絲影像娜㈣（1)娜社陽料池⑽批 Cell)或其晶圓（Wafer)之影像，可以利用取得之影像部位，然 後父由影像自動辨識軟體（3 1 )對於該娜影像騎理，同時 200901490 配合各種所需要之檢測項目，建置標準或常態之影像資料庫（3 2 )’透過擷取之影像與標準或常態之影像資料庫比對，而令影像 自動辨識軟體（3 1)以及處理器（3 3)能夠得到—個計量值、 異常值或者其訊號，並透過圖形使用者介面（GUI) ( 3 4 )以顯示 結果，而終極達到自動化、效率化之檢測效果。 綜上所述’本發明確實符合產業利用性，且未於申請前見於 ^勿或公開使用’亦未為公眾所知悉，且具有非顯而易知性，符 口可專利之要件，爰依法提出專利申請。 11 200901490 {圖式簡單說明】 第一圖係本發明之實施例方法流程圖 第二圖係本發明之實際影像擷取以及計量狀態示意圖 第三圖係本發明使用於太陽能電池（Solar Cell)以及其晶圓 (Wafer)之實際影像擷取之狀態示意圖 第四圖係本發明使用於太陽能電池（Solar Cell)磨亮狀態實際 檢測示意圖 第五圖係本發明使用於太陽能電池之晶圓（Wafer)之實際影像擷 f 取之狀態示意圖 第六圖係本發明之系統立體示意圖 第七圖係本發明之系統平面示意圖 【主要元件符號說明】 (1 ):光學影像擷取裝置 (1 1 ):承載桿 (1 2 ):輔助照明器具 (2 ):檢測平台 (2 1):載具 (3 ):影像處理單元 (3 1 ) 影像自動辨識軟體 (3 2) 常態影像資料庫 (3 3) 處理器 (3 4) 圖形使用者介面（GUI) 12

Claims (1)

1. 200901490 十、申請專利範圍： 1、一種太陽能電池（Solar Cell)或其晶圓（Wafer)檢測 方法，係利用光學影像擷取裝置，擷取該太陽能電池 (Solar Cell)或其晶圓（Wafer)之影像，取得擷取之 影像部位後，利用影像自動辨識軟體以及常態影像資料庫 比對，並以處理器進行檢測之處理，並顯示檢測結果。 2、 如申請專利範圍第工項所述之太陽能電池（s〇lar㈣） 或其晶圓（Wafer)檢測方法，其特徵在於該光學影像擷 取裝置係藉由具㈣光二極體感光元件之照械擷取影 像。 3、 如申請專利範圍第2項所述之太陽能電池（划紅&⑴ 或其晶圓（Wafer)檢測方法，其特徵在於該具有石夕感光 二極體感統件之照相機包括電_合照相機（ccd)或 互補性氧化金屬半導體（CMOS)照相機。 4、 如申請專利範圍第丄項或第2項所述之太陽能電池 (Solar Cell)或其晶圓（Wafer)檢測方法，其特徵在 於該檢測方法係取得X、γ、z軸任一軸向或χ、γ、z 軸任一軸之兩兩組合之影像。 5、 如申請專利範圍第1項或第3項所述之太陽能電池 (S〇lar Ceil)或其晶圓（Wafer)檢測方法，其係針對 成®设之複數太陽能電池晶圓經由： A、裴置定位； 13 200901490 : B、齡疊合之複數太陽_池（Solar Cell)或其晶圓 ' (Wafer) X軸（側向）影像； C U象自動辨識軟體為—種計量影像自動辨識軟體， 經由計篁影像自動觸軟體騎影像疊合所代表之 數量。 6、如申請專利範圍第5項所述之太陽能電池⑶化⑽） 或其晶圓⑽er)檢測方法，其特徵在於制步驟之後， 增加利用虛擬打光強化影像對比。 7 '如申請專利範圍第5項所述之太陽能電池⑽虹⑽） 或其晶圓（Wafer)檢測方法’其特徵在於疊合之複數太 陽能電池（Solar Cell)或其晶圓（Wafer)，其係由2 5 〇±1〇片疊合。 8、如中請專利範圍第3項所述之太陽能電池（s〇lar⑽） 或其晶圓（Wafer)檢測方法，其特徵在於該取得之影像， 經由影像自動辨識軟體處理，該影像自動辨識軟體係選自 「缺角影像自動辨識軟體」、「磨亮影像自動辨識軟體」、 「碎裂影像自動辨識軟體」、「進料狀態影像自動辨識軟 體」之群組其中之一，並與其各自軟體所需要之比對資料 庫形成比對。 9如申凊專利範圍第8項所述之太陽能電池（s〇iar Cell) 或其晶圓（Wafer)檢測方法，其特徵在於該進料狀態影 像自動辨識軟體包括含進料薄膜包裝之片數自動辨識軟 14 200901490 ：’ 體。 1 0 ' (Solar Cell) ^e%jgj (Wafer) ^ 測系統，包括： 一光學影像掏取裝置： 設於檢測平台之鄰邊； 一檢測平台： 與光學影像#貞取裝置形成對應； 一影像處理單元： 連接該光學f彡細取較，郷像處理料包括一影 像自動辨識軟體，一常態影像資料庫以及一處理器， 藉由常態影像資料庫與操取影像，經由處理器比對盘 判斷影像意義。 . 〃 15 200901490 : 轉細轉聽套餅-承麟，且歸_活動位 移而改變其高度。 1 4、如中請專利範圍第1 〇項所述之太陽能電池（solar Cell)或其晶圓（Wafer)檢測系統，其特徵在於該檢 測平台上方設一載具。 1 5、如中請專利範圍第1 ◦項所述之太陽能電池（solar CeU)或其晶圓（Wafer)檢測系統，其特徵在於該影 像處理軟體以及常態影像資料庫選自： A、 計量影像自動辨識軟體與常態計量資料庫； B、 缺角影像自動辨識軟體與常態缺角資料庫； C、 磨壳影像自動辨識軟體與常態進料資料庫； D、 碎裂影像自動辨識軟體與常態破裂資料庫； E、 進料狀恶處理影像自動辨識軟體與常態進料資料 庫。 、 1 6、如申請專利範圍第1 5項所述之太陽能電池（s〇lar Ce 11)進概態處理影像自動纖倾與常態進料資料 庫包括進料含薄膜包裝之片數自動辨識軟體與常態片 數資料庫。 1 7、如申請專利範圍第10項所述之太陽能電池（solar Cell)或其晶圓（Wafer)檢測系統，其特徵在於該光 學影像掏轉置之本體或鄰邊設—辅助照明器具。 16