TW201312101A - 太陽電池單元檢查裝置 - Google Patents

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Abstract

一種太陽電池單元檢查裝置，可在相同位置同時對反射影像與透射影像進行拍攝。太陽電池單元檢查裝置1包括向半導體晶圓2的第一面照射可見光的第一照射部4；接收半導體晶圓2所反射的可見光以取得其反射影像的第一拍攝部5；向與半導體晶圓2的第一面相向的第二面照射紅外光的第二照射部6；接收透過半導體晶圓2的紅外光以取得其透射影像的第二拍攝部7；基於反射影像及透射影像，判定半導體晶圓2是否存在缺陷的判定部21d。上述太陽電池單元檢查裝置1的特徵在於：包括配置在第一拍攝部5及第二拍攝部7之間的分束器11。

Description

太陽電池單元檢查裝置
本發明是有關於一種太陽電池單元(cell)檢查裝置。
在下述的專利文獻1中揭示了如下的檢查方法，該檢查方法判定如下的多晶半導體晶圓(wafer)的內部是否存在缺陷，所述多晶半導體晶圓的大小為156 mm平方且厚度為180 μm程度。根據此種檢查方法，向多晶半導體晶圓的下表面(一個面)照射紅外光(900 nm~1100 nm)，藉由配置於多晶半導體晶圓的上表面(另一個面)側的紅外線相機(infrared camera)，接收透過多晶半導體晶圓的紅外光，從而獲得透射影像。接著，基於已獲得的透射影像，判定多晶半導體晶圓的內部是否存在缺陷。即，若多晶半導體晶圓的內部存在空隙(void)或裂縫(crack)等的缺陷，則照射的紅外光會因缺陷而散射，透射的紅外光的强度下降，因此，所述缺陷在透射影像中表現為昏暗的部分。
另外，在下述的專利文獻2中揭示了如下的檢查方法，該檢查方法判定多晶半導體晶圓的表面是否存在缺陷。根據此種檢查方法，向多晶半導體晶圓的上表面照射雷射，藉由配置於多晶半導體晶圓的上表面側的相機，接收多晶半導體晶圓所反射的雷射，從而獲得反射影像。接著，基於已獲得的反射影像，判定多晶半導體晶圓的表面是否存在缺陷。即，若多晶半導體晶圓的表面存在缺陷， 則照射的雷射會因缺陷而散射，反射的雷射的强度下降，因此，所述缺陷在反射影像中表現為昏暗的部分。
然而，在如上所述的檢查方法中，不是判定多晶半導體晶圓的內部是否存在缺陷，就是判定多晶半導體晶圓的表面是否存在缺陷。
另外，還揭示了如下的裂縫檢測裝置，該裂縫檢測裝置依次確實地判定多晶半導體晶圓是否存在缺陷(例如參照專利文獻3)。圖6是表示以往的裂縫檢測裝置的一例的概略構成圖。
此種裂縫檢測裝置201包括：晶圓搬送部203，對多晶矽晶圓(silicon wafer)202進行搬送；金屬鹵化物燈(metal halide lamp)(白色光源)204，從搬送的多晶矽晶圓202的斜上部照射白色光；第一電荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)線感測器相機(line sensor camera)205，對被金屬鹵化物燈204照射了白色光的多晶矽晶圓202的上部表面進行拍攝；紅外線管206，從多晶矽晶圓202的下部照射紅外光(900 nm以上)；第二CCD線感測器相機207，對透過多晶矽晶圓202的紅外線進行拍攝；主機(host computer)209，具有影像處理部208，該影像處理部208根據第一CCD線感測器相機205所拍攝的反射影像(影像數據(data))與第二CCD線感測器相機207所拍攝的透射影像(影像數據)，對多晶矽晶圓202的裂縫進行檢測；以及晶圓收納部210，根據主機209對於是否有裂縫的判別，區分地收納有裂縫的多晶矽晶圓202與無 裂縫的多晶矽晶圓202。
此處，第一線感測器相機205與第二線感測器相機207是像素為4000左右的線感測器相機，且拍攝每個像素作為8位元(bit)的影像數據，將明亮度作為劃分成256個灰階的數據而加以處理。
另外，晶圓搬送部203呈一列地配設有多個輥(roller)218，各輥218的兩端部利用皮帶(belt)219而彼此連結。由於與搬送驅動部211連接的一個輥218旋轉，因此，皮帶219旋轉，藉此，其他輥218也旋轉，從而對多晶矽晶圓202進行搬送。利用搬送驅動部211來對輥218的旋轉的運轉及停止、與旋轉速度進行控制。藉此，多晶矽晶圓202從晶圓供給部載置於晶圓搬送部203上，並被從左方向朝右方向搬送。
藉此，根據裂縫檢測裝置201，利用晶圓搬送部203的前段所配置的第一線感測器相機205來進行拍攝之後，利用晶圓搬送部203的後段所配置的第二線感測器相機207來進行拍攝，藉此，可依次確實地判定多晶矽晶圓202是否存在缺陷。
而且，根據目前的元件的構成技術與製造技術的觀點，使用結晶矽(包含多晶矽、單晶矽)製的半導體晶圓作為基板的太陽電池單元的成本績效(cost performance)最佳，因此，所述太陽電池單元佔據著有出售的太陽電池單元的九成。图2是表示太陽電池陽電池單單元的一例的立體圖。
在此種太陽電池單元2的生產線中，依靠檢查員的眼睛，即，依靠目視來實施如下的檢查，該檢查判定太陽電池單元2是否存在缺陷(裂縫、端部的缺損、及抗反射膜的脫落(小孔(pinhole))、膜厚不均、指狀電極的圖案(pattern)異常(脫落、寬度異常))等(其中，對於膜厚不均的檢查是利用目視的顏色檢查與利用膜厚測定裝置(橢圓光度法(ellipsometry))的抽樣檢查)。
然而，在太陽電池單元2的生產線中，為了使利潤提高，最低也需要1500塊/小時~3000塊/小時的規模的生產量(throughput)，且也依賴於生產線構成或檢查裝置的數量，但一塊太陽電池單元2的檢查所允許的檢查時間為1秒~2秒，難以利用目視來進行檢查。另外，目視存在如下的問題點，即，判別水平(level)會根據檢查員的不同而存在差異，從而有可能存在檢查疏漏(miss)。
因此，在工業上需要如下的檢查方法，該檢查方法是將體現出成本優勢(cost merit)的廉價的裝置導入至生產線，以固定的判定水平，在極短的時間內(例如2秒以下)，在線(inline)地對太陽電池單元2的裂縫、缺損、小孔、以及電極等的缺陷進行檢查。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2006-351669號公報
[專利文獻2]日本專利特開2002-122552號公報
[專利文獻3]日本專利特開2010-034133號公報
因此，考慮使用所述裂縫检測裝置201，對太陽電池單元2的反射影像與透射影像進行拍攝，藉此，判定太陽電池單元2是否存在缺陷。然而，對反射影像進行拍攝的裝置(金屬鹵化物燈204及第一CCD線感測器相機205)、與對透射影像進行拍攝的裝置(紅外線管206及第二CCD線感測器相機207)是配置於不同的部位的兩台裝置，因此，裝置成本上升，無法體現出成本優勢。另外，由於在搬送線的不同位置實施拍攝，因此，會產生偏移等，所以當影像處理部208實施反射影像與透射影像之間的運算時，有可能會產生問題。
藉此，為了在相同的位置實施拍攝，使對反射影像進行拍攝的裝置、與對透射影像進行拍攝的裝置成為一體。然而，由於使用的光的近紅外區域的波長與可見光區域的波長不同，因此，不僅照明不同，而且成像透鏡的像差修正的波長範圍也不同。因此，難以在相同的位置實施拍攝。
本申請案發明人等為了解決所述問題，研究了使拍攝反射影像的裝置、與拍攝透射影像的裝置成為一體。首先，構築如下的一個拍攝光學系統，該拍攝光學系統可對反射影像與透射影像進行拍攝且覆蓋從可見光至紅外光為止的波長範圍(470 nm~1100 nm)。然而，覆蓋從可見光至紅外光為止的波長範圍的光學透鏡(lens)在技術上已能夠實現且也已有出售，但由於市場需求少，因此，該光學透鏡為非常昂貴的透鏡(40萬日元)，且難以被重視成本績 效的太陽電池單元2的檢查裝置採用。而且實際上，即使光學透鏡覆蓋從可見光至紅外光為止的波長範圍，紅外光的聚焦位置與可見光的聚焦位置之間的最佳聚焦點不同，當從透射影像的拍攝過渡至反射影像的拍攝時，必須重新對焦，或必須動態地對光圈進行調整。另外，從透射影像的拍攝過渡至反射影像的拍攝為止需要時間，因此，無法在極短的時間內(例如2秒以下)結束檢查。
因此發現為了在相同的位置，同時對反射影像與透射影像進行拍攝，使用將透射光影像與反射光影像分開的分束器(beam splitter)(或者對波長進行選擇反射的濾光器(filter))。而且發現使用需要解析度的裂縫、小孔、缺損或電極的檢查用的解析度高的CCD相機(例如5 M(2456×2058)像素(pixel))、與不要求解析度的膜厚檢查用的解析度低的廉價的CCD相機(例如0.4 M(768×494)像素)。
即，本發明的太陽電池單元檢查裝置包括：向平板形狀的半導體晶圓的第一面照射可見光的第一照射部；接收所述半導體晶圓所反射的可見光，藉此，取得所述半導體晶圓的反射影像的第一拍攝部；向與所述半導體晶圓的第一面相向的所述半導體晶圓的第二面照射紅外光的第二照射部；接收透過所述半導體晶圓的紅外光，藉此，取得所述半導體晶圓的透射影像的第二拍攝部；以及基於所述反射影像及透射影像，判定所述半導體晶圓是否存在缺陷的判定部。上述太陽電池單元检查裝置包括配置在所述第一拍攝部及所述第二拍攝部之間的分束器，所述分束器將不 足設定波長的光引導至第一拍攝部，並且將設定波長以上的光引導至第二拍攝部。
此處，所謂“設定波長”，是指由設計者等預先決定的任意的波長，例如為600 nm等。 根據本發明的太陽電池單元檢查裝置，第一照射部向半導體晶圓的第一面照射可見光，並且第二照射部向半導體晶圓的第二面照射紅外光。即，同時照射出可見光與紅外光。接著，分束器將不足設定波長的光引導至第一拍攝部，並且將設定波長以上的光引導至第二拍攝部。藉此，第一拍攝部拍攝半導體晶圓的影像而不對設定波長以上的光進行檢測。另一方面，第二拍攝部拍攝半導體晶圓的影像而不對不足設定波長的光進行檢測。
如上所述，根據本發明的太陽電池單元檢查裝置，由於包括分束器，該分束器將不足設定波長的光引導至第一拍攝部，並且將設定波長以上的光引導至第二拍攝部，因此，可在相同的位置，同時對反射影像與透射影像進行拍攝。
(用以解決其他問題的方法及效果)
另外，本發明的太陽電池單元檢查裝置包括：向平板形狀的半導體晶圓的第一面照射可見光的第一照射部；接收所述半導體晶圓所反射的可見光，藉此，取得所述半導體晶圓的反射影像的第一拍攝部；向與所述半導體晶圓的第一面相向的所述半導體晶圓的第二面照射紅外光的第二 照射部；接收透過所述半導體晶圓的紅外光，藉此，取得所述半導體晶圓的透射影像的第二拍攝部；以及基於所述反射影像及透射影像，判定所述半導體晶圓是否存在缺陷的判定部。上述太陽電池單元檢查裝置：在所述第一拍攝部的受光面的前方配置有第一濾光器，該第一濾光器使不足第一設定波長的光透射，並且對第一設定波長以上的光進行反射；在所述第二拍攝部的受光面的前方配置有第二濾光器，該第二濾光器使第二設定波長以上的光透射，並且對不足第二設定波長的光進行反射。
此處，所謂“第一設定波長”，是指由設計者等預先決定的任意的波長，例如為600 nm等。另外，所謂“第二設定波長”，是由設計者等預先決定的任意的波長，例如為600 nm等。
如上所述，根據本發明的太陽電池單元檢查裝置，在各拍攝部的受光面的前方，分別配置有對波長進行選擇反射的濾光器，因此，可在相同的位置，同時對反射影像與透射影像進行拍攝。
另外，在所述發明中，也可包括配置在所述第一拍攝部及所述第二拍攝部之間的半反射鏡(half mirror)，所述半反射鏡將一部分的光引導至第一拍攝部，並且將剩餘的光引導至第二拍攝部。
另外，在所述發明中，所述第一設定波長也可為比所述第二設定波長更長的波長。
另外，在所述發明中，所述第二拍攝部的解析度也可 高於所述第一拍攝部的解析度。
根據本發明的太陽電池單元檢查裝置，為了對裂縫、小孔或缺損進行檢查，利用高解析度的第二拍攝部來進行拍攝，為了對膜厚進行檢查，利用低解析度的第一拍攝部來進行拍攝，因此，體現出成本優勢。
而且，在所述發明中，所述第一照射部也可包括藍色光源、綠色光源、以及紅色光源，所述第二照射部也可包括紅外光源。
此外，在所述發明中，所述半導體晶圓也可為太陽電池單元，所述判定部也可判定所述半導體晶圓是否存在選自膜厚、裂縫、電極檢查、缺損、以及表面缺陷中的至少一種缺陷。
以下，使用附圖來對本發明的實施方式進行說明。再 者，本發明並不限定於如以下所說明的實施方式，當然在 不脫離本發明的宗旨的範圍內，包含各種形態。
〈第一實施方式〉
圖1是表示本發明的第一實施方式即太陽電池單元檢查裝置的一例的概略構成圖。再者，已對與上述裂縫檢測裝置201相同的部分附上了相同的符號。
太陽電池單元檢查裝置1包括：對太陽電池單元2進行搬送的晶圓搬送部(未圖示)；設置於晶圓搬送部的途中的拍攝裝置10；以及對整個太陽電池單元檢查裝置1進行控制的電腦20。另外，拍攝裝置10包括箱狀的框體，在 該框體內部具有：從搬送的太陽電池單元2的上部照射光的第一照射部4；對太陽電池單元2進行拍攝的第一CCD感測器相機(第一拍攝部)5；從太陽電池單元2的下部照射光的第二照射部6；對太陽電池單元2進行拍攝的第二CCD感測器相機(第二拍攝部)7；以及配置在第一CCD感測器相機5與第二CCD感測器相機7之間的分束器11。
再者，將與地面呈水平的右方向設為X方向，將與地面呈水平且與X方向垂直的方向設為Y方向，將垂直於X方向與Y方向的上方向設為Z方向。
首先，對本發明中的作為檢查對象的太陽電池單元2進行說明。圖2是表示太陽電池單元2的一例的立體圖。
太陽電池單元2的大小為156 mm平方且厚度為180 μm程度，而且該太陽電池單元2為大致平板形狀，使用結晶矽(包含多晶矽、單晶矽)製的半導體晶圓作為基板。
再者，所述太陽電池單元也可為基板切割狀態的太陽電池單元、清洗之後的太陽電池單元、形成表面織構(texture)之後的太陽電池單元、形成抗反射膜之後的太陽電池單元、以及附帶表面指狀電極(finger electrode)的太陽電池單元。然而，在形成背面電極(鋁)之後，紅外光無法透過，因此，在此情況下，從表面照射紅外光，使用從背面電極反射而來的影像。
接著，對太陽電池單元檢查裝置1所檢查的太陽電池單元2的檢查項目進行說明。下表一和下表二是表示太陽電池單元的檢查項目的表。表一是表示作為第一實施方式 的太陽電池單元2的檢查項目的一例的表。
(1)膜厚
向太陽電池單元2的上表面(第一面、表面)分別照射三種顏色(藍色(Blue)、綠色(Green)、及紅色(Red))的各種光，利用配置於太陽電池單元2的上表面側的CCD感測器5、7，分別接收太陽電池單元2的上表面所反射的各種光，獲得三個反射影像，藉此，基於已獲得的三個反射影像的相對强度比(光譜(spectrum))來對膜厚進行計算。
再者，也可預先取得藍色(Blue)或綠色(Green)的反射强度與膜厚的相互關係，並製成校準曲線(calibration curve)，根據每個像素或固定的像素區域的B、G强度且參照校準曲線，求出膜厚變化、及膜厚分布。
(2)裂縫
向太陽電池單元2的下表面(第二面、背面)照射紅 外光(900 nm~1100 nm)，利用配置於太陽電池單元2的上表面側的CCD感測器7，接收透過太陽電池單元2的紅外光，獲得透射影像，藉此，基於已獲得的透射影像，判定太陽電池單元2的內部是否存在裂縫。
(3)電極檢查
向太陽電池單元2的上表面照射紅色(Red)的光，利用配置於太陽電池單元2的上表面側的CCD感測器7，接收太陽電池單元2的上表面所反射的紅色(Red)的光，獲得反射影像，藉此，基於已獲得的反射影像，判定是否存在電極。
(4)缺损
向太陽電池單元2的下表面照射白色光，利用配置於太陽電池單元2的上表面側的CCD感測器5，接收通過太陽電池單元2的白色光，獲得强調端部的通過影像，藉此，基於已獲得的通過影像，判定太陽電池單元2是否存在缺損。
(5)表面缺陷
向太陽電池單元2的上表面照射紅色(Red)的光，利用配置於太陽電池單元2的上表面側的CCD感測器7，接收太陽電池單元2的上表面所反射的紅色(Red)的光，獲得反射影像，藉此，基於已獲得的反射影像，判定是否存在表面缺陷。
此處，對太陽電池單元檢查裝置1的構成進行說明。
第一照射部4包括：藍色光源4a，射出470 nm的光； 綠色光源4b，射出525 nm的光；紅色光源4c，射出660 nm的光；以及圓頂形的反射型擴散板4d，用以利用均一的光强度來對太陽電池單元2的上表面進行照明。再者，藍色光源4a、綠色光源4b、以及紅色光源4c在XY面上，隔開等間隔地配置在相同的圓周上。而且，第一照射部4配置在太陽電池單元2的上部。
藉此，若射出470 nm的光，則470 nm的光被反射型擴散板4d反射之後，向-Z方向對太陽電池單元2的上表面進行照射。另外，若射出525 nm的光，則525 nm的光被反射型擴散板4d反射之後，向-Z方向對太陽電池單元2的上表面進行照射。而且，若射出660 nm的光，則660 nm的光被反射型擴散板4d反射之後，向-Z方向對太陽電池單元2的上表面進行照射。
第二照射部6包括：射出970 nm的近紅外光的紅外線管、與射出白色光的白色光源。而且，第二照射部6配置在太陽電池單元2的下部。藉此，若射出970 nm的紅外光，則970 nm的紅外光向Z方向對太陽電池單元2的下表面進行照射。另外，若射出白色光，則白色光向Z方向對太陽電池單元2的下表面進行照射。
第一拍攝部5是0.4 M(768×494)像素的CCD相機。而且，第一拍攝部5是以使第一拍攝部5的受光面朝向右方(Y方向)的方式，配置在太陽電池單元2的上部。
第二拍攝部7是5 M(2456×2058)像素的CCD相機。而且，第二拍攝部7是以使第二拍攝部7的受光面朝向下 方(-Z方向)的方式，配置在太陽電池單元2的上部。
分束器11為平板形狀，對不足600 nm(設定波長)的光進行反射，並且使600 nm以上的光透射。而且，分束器11設置在太陽電池單元2的上方(Z方向)，並且是以如下的方式配置，即，將不足600 nm的光向左方(-Y方向)反射，將該光引導至第一拍攝部5的受光面，並且使600 nm以上的光向Z方向透射，將該光引導至第二拍攝部7的受光面。
根據如上所述的太陽電池單元檢查裝置1，若470 nm的光從藍色光源4a向-Z方向射出，則在太陽電池單元2的上表面向Z方向反射的470 nm的光被分束器11反射之後，由第一拍攝部5的受光面接收。即，利用第一拍攝部5來拍攝470 nm的光所形成的反射影像。另外，若525 nm的光從綠色光源4b向-Z方向射出，則在太陽電池單元2的上表面向Z方向反射的525 nm的光被分束器11反射之後，由第一拍攝部5的受光面接收。即，利用第一拍攝部5來拍攝525 nm的光所形成的反射影像。而且，若白色光從第二照射部6的白色光源向Z方向射出，則向Z方向通過太陽電池單元2的白色光的一部分被分束器11反射之後，由第一拍攝部5的受光面接收。即，利用第一拍攝部5來拍攝白色光的一部分所形成的通過影像。
另外，若660 nm的光從紅色光源4c向-Z方向射出，則在太陽電池單元2的上表面向Z方向反射的660 nm的光透過分束器11之後，由第二拍攝部7的受光面接收。即， 利用第二拍攝部7來拍攝660 nm的光所形成的反射影像。而且，若970 nm的近紅外光從第二照射部6的紅外光源向Z方向射出，則向Z方向透過太陽電池單元2的970 nm的近紅外光透過分束器11之後，由第二拍攝部7的受光面接收。即，利用第二拍攝部7來拍攝970 nm的紅外光所形成的透射影像。
電腦20包括中央處理器(Central Processing Unit，CPU)(控制部)21，而且連結有存儲器(memory)(未圖示)、監視器(monitor)(未圖示)與操作部(未圖示)。若區塊化地對CPU21的處理功能進行說明，則CPU21包括：對輥的旋轉的運轉及停止與旋轉速度進行控制的搬送驅動部21a；對第一照射部4及第二照射部6進行控制的光源驅動部21b；對第一拍攝部5及第二拍攝部7進行控制的影像取得部21c；以及基於反射影像及透射影像，判定太陽電池單元2是否存在缺陷的判定部21d。
接著，對如下的檢查方法進行說明，該檢查方法是利用太陽電池單元檢查裝置1，依次對太陽電池單元2進行拍攝。圖3是用以對檢查方法進行說明的流程圖。
首先，在步驟(step)S101的處理中，表示太陽電池單元2的個數的個數參數(parameter)N=1。
接著，在步驟S102的處理中，搬送驅動部21a從左方向朝右方向(X方向)搬送太陽電池單元2，將太陽電池單元2配置在拍攝裝置10內的規定的位置。然後，搬送驅動部21a將停止(Stop)信號(太陽電池單元設置(set) 完成、拍攝OK信號)予以輸出。
接著，在步驟S103的處理中，光源驅動部21b開始從藍色光源4a照射出470 nm的光(開始)。接著，在步驟S104的處理中，影像取得部21c利用第一拍攝部5來拍攝470 nm的光所形成的反射影像，在步驟S103'的處理中，停止照射出470 nm的光。此時，在0.1秒內實施步驟S103的處理~步驟S103'的處理。
另一方面，在執行步驟S103的處理~步驟S103'的處理的同時，在步驟S105的處理中，光源驅動部21b開始從紅色光源4c照射出660 nm的光。接著，在步驟S106的處理中，影像取得部21c利用第二拍攝部7來拍攝660 nm的光所形成的反射影像，在步驟S105'的處理中，停止照射出660 nm的光。此時，在0.1秒內實施步驟S105的處理~步驟S105'的處理。即，在0.1秒內，取得470 nm的光所形成的反射影像、與660 nm的光所形成的反射影像這兩個影像。
接著，在步驟S107的處理中，光源驅動部21b開始從綠色光源4b照射出525 nm的光。接著，在步驟S108的處理中，影像取得部21c利用第一拍攝部5來拍攝525 nm的光所形成的反射影像，在步驟S107'的處理中，停止照射出525 nm的光。此時，在0.1秒內實施步驟S107的處理~步驟S107'的處理。
另一方面，在執行步驟S107的處理~步驟S107'的處理的同時，在步驟S109的處理中，光源驅動部21b開始 從第二照射部6的紅外光源照射出970 nm的紅外光。接著，在步驟S110的處理中，影像取得部21c利用第二拍攝部7來拍攝970 nm的紅外光所形成的透射影像，在步驟S109'的處理中，停止照射出970 nm的光。此時，在0.1秒內實施步驟S109的處理~步驟S109'的處理。即，在0.1秒內，取得525 nm的光所形成的反射影像、與970 nm的紅外光所形成的透射影像這兩個影像。
接著，在步驟S111的處理中，光源驅動部21b開始從第二照射部6的白色光源照射出白色光。接著，在步驟S112的處理中，影像取得部21c利用第一拍攝部5來拍攝白色光所形成的通過影像(透射影像)，在步驟S111'的處理中，使白色光的照射停止。此時，在0.1秒內實施步驟S111的處理~步驟S111'的處理。接著，在拍攝了白色光所形成的通過影像之後，影像取得部21c將拍攝完成信號予以輸出。
接著，在步驟S113的處理中，判定N是否等於Nmax。當判定為N不等於Nmax時，步驟S114的處理中，設為N=N+1。接著，在步驟S115的處理中，搬送驅動部21a從左方向朝右方向(X方向)搬送N-1的太陽電池單元2，將該N-1的太陽電池單元2從拍攝裝置10內的規定的位置移除，並返回至步驟S102的處理。
另一方面，當判定為N=Nmax時，結束本流程。
如上所述，根據太陽電池單元檢查裝置1，包括分束器11，該分束器11將不足600 nm的光引導至第一拍攝部5，並且將600 nm以上的光引導至第二拍攝部7，因此， 可在相同的位置，同時對反射影像與透射影像進行拍攝，且可在0.3秒內，對一個太陽電池單元2進行檢查。另外，為了對裂縫、小孔或缺損進行檢查，利用高解析度的第二拍攝部7進行拍攝，為了對膜厚進行檢查，利用低解析度的第一拍攝部5進行拍攝，因此，可體現出成本優勢。
〈第二實施方式〉
圖4是表示本發明的第二實施方式即太陽電池單元檢查裝置的一例的概略構成圖。再者，已對與所述太陽電池單元檢查裝置1相同的部分附上了相同的符號。
太陽電池單元檢查裝置101包括：對太陽電池單元2進行搬送的晶圓搬送部(未圖示)；設置於晶圓搬送部的途中的拍攝裝置10；以及對整個太陽電池單元檢查裝置101進行控制的電腦120。另外，拍攝裝置10包括箱狀的框體，在該框體內部具有：從搬送的太陽電池單元2的上部照射光的第一照射部4；對太陽電池單元2進行拍攝的第一CCD感測器相機105；從太陽電池單元2的下部照射光的第二照射部106；對太陽電池單元2進行拍攝的第二CCD感測器相機107；配置在第一CCD感測器相機105的受光面的前方的第一濾光器112；以及配置在第二CCD感測器相機107的受光面的前方的第二濾光器111。
接著，對太陽電池單元檢查裝置101所檢查的太陽電池單元2的檢查項目進行說明。表二是表示太陽電池單元2的檢查項目的一例的表。
表二
(1')膜厚
向太陽電池單元2的上表面(第一面、表面)分別照射三種顏色(藍色(Blue)、綠色(Green)、及紅色(Red))的各種光，利用配置於太陽電池單元2的上表面側的CCD感測器105，分別接收太陽電池單元2的上表面所反射的各種光，獲得三個反射影像，藉此，基於已獲得的三個反射影像的相對强度比(光譜)來對膜厚進行計算。
(2)裂縫
向太陽電池單元2的下表面(第二面、背面)照射紅外光(900 nm~1100 nm)，利用配置於太陽電池單元2的上表面側的CCD感測器107，接收透過太陽電池單元2的紅外光，獲得透射影像，藉此，基於已獲得的透射影像，判定太陽電池單元2的內部是否存在裂縫。
(3)電極檢查
向太陽電池單元2的上表面照射紅色(Red)的光，利用配置於太陽電池單元2的上表面側的CCD感測器 107，接收太陽電池單元2的上表面所反射的紅色(Red)的光，獲得反射影像，藉此，基於已獲得的反射影像，判定是否存在電極。
(4')缺損
向太陽電池單元2的上表面照射紅色(Red)的光，利用配置於太陽電池單元2的上表面側的CCD感測器107，接收太陽電池單元2的上表面所反射的紅色(Red)的光，獲得反射影像，藉此，基於已獲得的反射影像，判定太陽電池單元2是否存在缺損。
(5)表面缺陷
向太陽電池單元2的上表面照射紅色(Red)的光，利用配置於太陽電池單元2的上表面側的CCD感測器107，接收太陽電池單元2的上表面所反射的紅色(Red)的光，獲得反射影像，藉此，基於已獲得的反射影像，判定是否存在表面缺陷。
此處，對太陽電池單元檢查裝置101的構成進行說明。
第二照射部106包括紅外線管，該紅外線管射出970 nm的紅外光。而且，第二照射部106配置在太陽電池單元2的下部。藉此，若射出970 nm的紅外光，則970 nm的紅外光向Z方向對太陽電池單元2的下表面進行照射。
第一拍攝部105是0.4 M(768×494)像素的CCD相機。而且，第一拍攝部105是以使第一拍攝部105的受光面朝向下方(-Z方向)的方式，配置在太陽電池單元2的上部。另外，在第一拍攝部105的受光面的前方(-Z方向) 配置有第一濾光器112，該第一濾光器112對700 nm(第一設定波長)以上的光進行反射，並且使不足700 nm的光透射。
第二拍攝部107是5 M(2456×2058)像素的CCD相機。而且，第二拍攝部107是以使第二拍攝部107的受光面朝向下方(-Z方向)的方式，配置在太陽電池單元2的上部。另外，在第二拍攝部107的受光面的前方(-Z方向)配置有第二濾光器111，該第二濾光器111對不足600 nm(第二設定波長)的光進行反射，並且使600 nm以上的光透射。再者，第一拍攝部105與第二拍攝部107相鄰地配置。
根據如上所述的太陽電池單元檢查裝置101，若660 nm的光從紅色光源4c向-Z方向射出，則在太陽電池單元2的上表面向Z方向反射的660 nm的光透過第一濾光器112與第二濾光器111之後，由第一拍攝部105的受光面與第二拍攝部107的受光面接收。即，利用第一拍攝部105與第二拍攝部107來拍攝660 nm的光所形成的反射影像。
另外，若470 nm的光從藍色光源4a向-Z方向射出，則在太陽電池單元2的上表面向Z方向反射的470 nm的光透過第一濾光器112之後，由第一拍攝部105的受光面接收。即，利用第一拍攝部105來拍攝470 nm的光所形成的反射影像。而且，若525 nm的光從綠色光源4b向-Z方向射出，則在太陽電池單元2的上表面向Z方向反射的525 nm的光透過第一濾光器112之後，由第一拍攝部105 的受光面接收。即，利用第一拍攝部105來拍攝525 nm的光所形成的反射影像。
而且，若使970 nm的近紅外光從第二照射部106的紅外光源向Z方向射出，則向Z方向透過太陽電池單元2的970 nm的近紅外光透過第二濾光器111之後，由第二拍攝部107的受光面接收。即，利用第二拍攝部107來拍攝970 nm的紅外光所形成的透射影像。
電腦120包括CPU(控制部)121，而且連結有存儲器(未圖示)、監視器(未圖示)、以及操作部(未圖示)。 若區塊化地對CPU121的處理功能進行說明，則CPU121包括：對輥的旋轉的運轉及停止與旋轉速度進行控制的搬送驅動部121a；對第一照射部4及第二照射部106進行控制的光源驅動部121b；對第一拍攝部105及第二拍攝部107進行控制的影像取得部121c；以及基於反射影像及透射影像，判定太陽電池單元2是否存在缺陷的判定部121d。
接著，對如下的檢查方法進行說明，該檢查方法是利用太陽電池單元檢查裝置101，依次對太陽電池單元2進行拍攝。圖5是用以對檢查方法進行說明的流程圖。
首先，在步驟S201的處理中，表示太陽電池單元2的個數的個數參數N=1。
接著，在步驟S202的處理中，搬送驅動部121a從左方向朝右方向(X方向)搬送太陽電池單元2，將太陽電池單元2配置在拍攝裝置10內的規定的位置。然後，搬送驅動部121a將停止(Stop)信號(太陽電池單元設置(set) 完成、拍攝OK信號)予以輸出。
接著，在步驟S203的處理中，光源驅動部121b開始從紅色光源4c照射出660 nm的光。接著，在步驟S204的處理中，影像取得部121c利用第一拍攝部105與第二拍攝部107來拍攝660 nm的光所形成的反射影像，在步驟S203'的處理中，使660 nm的光照射停止。此時，在0.1秒內實施步驟S203的處理~步驟S203'的處理。即，在0.1秒內，利用第一拍攝部105與第二拍攝部107，取得660 nm的光所形成的反射影像。再者，如表二所示，針對紅色光源4c而由第一拍攝部105取得的影像用於膜厚檢查，由第二拍攝部107取得的影像用於電極檢查、缺損、及表面缺陷的檢查。
接著，在步驟S205的處理中，光源驅動部121b開始從藍色光源4a照射出470 nm的光。接著，在步驟S206的處理中，影像取得部121c利用第一拍攝部105來拍攝470 nm的光所形成的反射影像，在步驟S205'的處理中，停止照射出470 nm的光。此時，在0.1秒內實施步驟S205的處理~步驟S205'的處理。
接著，在步驟S207的處理中，光源驅動部121b開始從綠色光源4b照射出525 nm的光。接著，在步驟S208的處理中，影像取得部121c利用第一拍攝部105來拍攝525 nm的光所形成的反射影像，在步驟S207'的處理中，停止照射出525 nm的光。此時，在0.1秒內實施步驟S207的處理~步驟S207'的處理。
另一方面，在執行步驟S205~步驟S208的處理的同時，在步驟S209的處理中，光源驅動部121b開始從紅外光源206照射出970 nm的紅外光。接著，在步驟S210的處理中，影像取得部121c利用第二拍攝部107來拍攝970 nm的紅外光所形成的透射影像，在步驟S209'的處理中，停止照射出970 nm的光。此時，在0.2秒內實施步驟S209的處理~步驟S209'的處理。即，在0.2秒內，取得470 nm的光所形成的反射影像、525 nm的光所形成的反射影像、以及970 nm的紅外光所形成的透射影像這三個影像。接著，在拍攝了970 nm的紅外光所形成的透射影像之後，影像取得部121c將拍攝完成信號予以輸出。
接著，在步驟S211的處理中，判定N是否等於Nmax。 當判定為N不等於Nmax時，在步驟S212的處理中，設為N=N+1。接著，在步驟S213的處理中，搬送驅動部121a從左方向朝右方向(X方向)搬送N-1的太陽電池單元2，將該N-1的太陽電池單元2從拍攝裝置10內的規定的位置移除，並返回至步驟S202的處理。
另一方面，當判定為N=Nmax時，結束本流程。
如上所述，根據太陽電池單元檢查裝置101，在第一拍攝部105的受光面的前方配置有第一濾光器112，該第一濾光器112對700 nm以上的光進行反射，並且使不足700 nm的光透射，在第二拍攝部107的受光面的前方配置有第二濾光器111，該第二濾光器111對不足600 nm的光進行反射，並且使600 nm以上的光透射，因此，可在相 同的位置，同時對反射影像與透射影像進行拍攝，可使感度所需的紅外透射影像的拍攝時間延長，且可在0.3秒內，對一個太陽電池單元2進行檢查。另外，為了對裂縫、小孔或缺損進行檢查，利用高解析度的第二拍攝部107進行拍攝，為了對膜厚進行檢查，利用低解析度的第一拍攝部105進行拍攝，因此，可體現出成本優勢。
〈其他实施方式〉
(1)在如上所述的太陽電池單元檢查裝置1中，包括第一拍攝部5與第二拍攝部7這兩台拍攝部，但也可包括三台拍攝部。
(2)在如上所述的太陽電池單元檢查裝置1中，第一拍攝部5等為0.4 M(768×494)像素的CCD相機，但拍攝部也可為CCD線感測器、互補金屬氧化物半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)相機或彩色相機。
(3)在如上所述的太陽電池單元檢查裝置1中，第一照射部4包括：射出470 nm的光的藍色光源4a、射出525 nm的光的綠色光源4b、以及射出660 nm的光的紅色光源4c，但也可包括：射出470 nm的光的藍色光源、射出525 nm的光的綠色光源、射出660 nm的光的紅色光源、以及射出970 nm的紅外光的紅外光源。
(4)在如上所述的太陽電池單元檢查裝置101中，第一拍攝部105與第二拍攝部107相鄰地配置，但第一拍攝部105也可以使第一拍攝部105的受光面朝向右方(Y方 向)的方式配置，第二拍攝部107以使第二拍攝部107的受光面朝向下方(-Z方向)的方式配置，且半反射鏡配置為將50%的光向左方(-Y方向)反射，將該50%的光引導至第一拍攝部105的受光面，並且使50%的光向Z方向透射，將該50%的光引導至第二拍攝部107的受光面。
[產業上的可利用性]
本發明可利用於太陽電池單元檢查裝置等。
1、101‧‧‧太陽電池單元檢查裝置
2‧‧‧太陽電池單元(半導體晶圓)
4‧‧‧第一照射部
4a‧‧‧藍色光源
4b‧‧‧綠色光源
4c‧‧‧紅色光源
4d‧‧‧反射型擴散板
5、105‧‧‧第一CCD感測器相機/CCD感測器/第一拍攝部
6、106‧‧‧第二照射部
7、107‧‧‧第二CCD感測器相機/CCD感測器/第二拍攝部
10‧‧‧拍攝裝置
11‧‧‧分束器
20、120‧‧‧電腦
21、121‧‧‧CPU(控制部)
21a、121a‧‧‧搬送驅動部
21b、121b‧‧‧光源驅動部
21c、121c‧‧‧影像取得部
21d、121d‧‧‧判定部
111‧‧‧第二濾光器
112‧‧‧第一濾光器
S101~S103、S103'、S104、S105、S105'、S106、S107、S107'、S108、S109、S109'、S110、S111、S111'、S112~S115、S201~S203、S203'、S204、S205、S205'、S206、S207、S207'、S208、S209、S209'、S210~S213‧‧‧步驟
X、Y、Z‧‧‧方向
圖1是表示本發明的第一實施方式的太陽電池單元檢查裝置的一例的概略構成圖。
圖2是表示太陽電池單元的一例的立體圖。
圖3是用以對檢查方法進行說明的流程圖。
圖4是表示本發明的第二實施方式的太陽電池單元檢查裝置的一例的概略構成圖。
圖5是用以對檢查方法進行說明的流程圖。
圖6是表示先前的裂縫檢測裝置的一例的概略構成圖。
1‧‧‧太陽電池單元檢查裝置
2‧‧‧太陽電池單元(半導體晶圓)
4‧‧‧第一照射部
4a‧‧‧藍色光源
4b‧‧‧綠色光源
4c‧‧‧紅色光源
4d‧‧‧反射型擴散板
5‧‧‧第一CCD感測器相機/CCD感測器/第一拍攝部
6‧‧‧第二照射部
7‧‧‧第二CCD感測器相機/CCD感測器/第二拍攝部
10‧‧‧拍攝裝置
11‧‧‧分束器
20‧‧‧電腦
21‧‧‧CPU(控制部)
21a‧‧‧搬送驅動部
21b‧‧‧光源驅動部
21c‧‧‧影像取得部
21d‧‧‧判定部
X、Y、Z‧‧‧方向

Claims (10)

  1. 一種太陽電池單元檢查裝置，包括：第一照射部，向平板形狀的半導體晶圓的第一面照射可見光；第一拍攝部，接收所述半導體晶圓所反射的所述可見光，藉此，取得所述半導體晶圓的反射影像；第二照射部，向與所述半導體晶圓的所述第一面相向的所述半導體晶圓的第二面照射紅外光；第二拍攝部，接收透過所述半導體晶圓的所述紅外光，藉此，取得所述半導體晶圓的透射影像；以及判定部，基於所述反射影像及所述透射影像，判定所述半導體晶圓是否存在缺陷，所述太陽電池單元檢查裝置的特徵在於：包括配置在所述第一拍攝部及所述第二拍攝部之間的分束器，所述分束器將不足設定波長的光引導至第一拍攝部，並且將設定波長以上的光引導至第二拍攝部。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之太陽電池單元檢查裝置，其特徵在於：所述第二拍攝部的解析度高於所述第一拍攝部的解析度。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之太陽電池單元檢查裝置，其特徵在於：所述第一照射部包括藍色光源、綠色光源、以及紅色光源， 所述第二照射部包括紅外光源。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述之太陽電池單元檢查裝置，其特徵在於：所述半導體晶圓為太陽電池單元，所述判定部判定所述半導體晶圓是否存在選自膜厚、裂縫、電極檢查、缺損、以及表面缺陷中的至少一種缺陷。
  5. 一種太陽電池單元檢查裝置，包括：第一照射部，向平板形狀的半導體晶圓的第一面照射可見光；第一拍攝部，接收所述半導體晶圓所反射的所述可見光，藉此，取得所述半導體晶圓的反射影像；第二照射部，向與所述半導體晶圓的所述第一面相向的所述半導體晶圓的第二面照射紅外光；第二拍攝部，接收透過所述半導體晶圓的所述紅外光，藉此，取得所述半導體晶圓的透射影像；以及判定部，基於所述反射影像及所述透射影像，判定所述半導體晶圓是否存在缺陷，所述太陽電池單元檢查裝置的特徵在於：在所述第一拍攝部的受光面的前方配置有第一濾光器，該第一濾光器使不足第一設定波長的光透射，並且對第一設定波長以上的光進行反射，在所述第二拍攝部的受光面的前方配置有第二濾光器，該第二濾光器使第二設定波長以上的光透射，並且對不足第二設定波長的光進行反射。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之太陽電池單元檢查 裝置，其特徵在於：包括配置在所述第一拍攝部及所述第二拍攝部之間的半反射鏡，所述半反射鏡將一部分的光引導至所述第一拍攝部，並且將剩餘的光引導至所述第二拍攝部。
  7. 如申請專利範圍第5或6項所述之太陽電池單元檢查裝置，其特徵在於：所述第一設定波長為比所述第二設定波長更長的波長。
  8. 如申請專利範圍第5或6項所述之太陽電池單元檢查裝置，其特徵在於：所述第二拍攝部的解析度高於所述第一拍攝部的解析度。
  9. 如申請專利範圍第5或6項所述之太陽電池單元檢查裝置，其特徵在於：所述第一照射部包括藍色光源、綠色光源、以及紅色光源，所述第二照射部包括紅外光源。
  10. 如申請專利範圍第5或6項所述之太陽電池單元檢查裝置，其特徵在於：所述半導體晶圓為太陽電池單元，所述判定部判定所述半導體晶圓是否存在選自膜厚、裂縫、電極檢查、缺損、以及表面缺陷中的至少一種缺陷。
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