专利名称：薄膜的检查装置和检查方法
技术领域：
本发明涉及对在玻璃基板上形成的薄膜，例如在太阳能电池的透明玻璃基板上形成的透明导电膜的膜质进行检查的薄膜的检查装置和检查方法。
背景技术：
例如，太阳能电池中，在碱玻璃等透明玻璃基板上形成有透明导电膜。透明导电膜以光封闭效果为目标，积极地在表面形成有凹凸。作为凹凸的程度，例如，对于0.8μπι的膜厚形成0.3μπι程度的凹凸。作为评价这种透明导电膜的表面凹凸的特征量，在现有技术
中，使用雾度率。作为对该雾度率进行测定的方法，例如已知有在专利文献1中公开的技术。在专利文献1中，公开了对透明导电膜照射光，将反射的光至少分光为2个波长，通过对这些波长的光强度进行运算而算出透明导电膜的雾度率。另外，在专利文献1中公开了能够在制造线上组入计算雾度率的装置，能够进行具有透明导电膜的太阳能电池的全数检查。专利文献1 日本特开2005-1；34324号公报
发明内容
但是，透明导电膜的膜厚并不均勻，在膜面内存在膜厚变化的情况下，若要以上述现有装置对透明导电膜进行评价，则有可能在反射光谱上附有干涉波纹(干涉带 (fringe))，不能满足所期望的精度。本发明鉴于这样的情况而研发，其目的在于提供能够降低薄膜的基板面内的膜厚变动的影响，实现计测精度的提高的薄膜的检查装置和检查方法。
为了解决上述课题，本发明采用以下的手段。本发明的第1方式是一种薄膜的检查装置，其包括光源，该光源对在玻璃基板上形成有薄膜的被检查基板从该玻璃基板侧照射单波长的光；受光部，该受光部以受光轴相对于从上述光源射出的照明光的光轴以预定的倾斜角度交叉的方式配置，对透过上述被检查基板的扩散透过光进行受光；和处理部，该处理部基于由受光部接受的光的强度求出上述薄膜的雾度率，上述处理部具有将雾度率与扩散透过光的光强度建立关联而成的雾度率特性，利用该雾度率特性和由上述受光部接受的光强度求出上述雾度率。根据本方式，因为从被检查基板的玻璃基板侧照射单波长的光，利用受光部接受此时的扩散透过光，基于接受的光的强度求出薄膜的雾度率，所以能够不像现有技术这样受到膜厚的影响而求出雾度率。由此，能够抑制膜厚变动引起的计测误差，能够使雾度率的计测精度提高。上述“单波长的光”是指基本波长的波长宽度为半值全宽在大约IOOnm以下优选 50nm以下的光，从LED等发光元件输出的光也包括在内。在上述薄膜的检查装置中，上述光源可以按照从上述光源射出的照明光的光轴与上述被检查基板的法线方向一致的方式配置。在上述薄膜的检查装置中，上述光源可以射出350nm以上且760nm以下的任意一种的波长，优选射出350nm以上且590nm以下的任意一种的波长。通过采用这样的波长，能够确保稳定的雾度率的计测精度。在上述薄膜的检查装置中，在光源射出470nm以上且590nm以下的任意一种的波长的情况下，优选上述受光部相对于上述被检查基板的基板面的倾斜角度为以上且 65°以下。通过这样，能够进一步提高雾度率的计测精度。在上述薄膜的检查装置中，可以在上述光源上安装有第1遮光部，在上述受光部安装有第2遮光部。通过这样安装第1遮光部、第2遮光部，能够抑制来自外部的光的进入，能够获得良好的检查环境。在上述薄膜的检查装置中，优选上述受光部以如下倾斜角度配置准备在玻璃基板上形成有不同雾度率的薄膜的多个试验片，利用上述受光部对使该试验片相对于上述照明光的光轴方向上下移动预定量时的扩散透过光进行受光，作成使该光强度与雾度率建立关联的雾度率特性的情况下，在作为检查对象的薄膜的雾度率的范围中，雾度率与光强度的关系表现为单调增加或者单调减少，并且由试验片的设置位置的上下变动引起的上述雾度率特性的变化量在预定值以下。在制造线上组入计算雾度率的装置的情况下，为了不延时地实现全数检查，需要在对形成有薄膜的被检查基板进行搬运的同时对雾度率进行计测，所以针对搬运引起的被检查基板的上下变动(运转的变动)，组装牢固的计测系统变得极其重要。这是因为像上述这样，由于雾度率通过对光强度进行运算而求出，所以由基板的上下变动引起的信号电平的变动会直接造成雾度率的计测误差，使测定精度降低。根据上述这种方式，考虑这种被检查基板的上下振动而决定受光部的倾斜角度， 所以即使在被组入实际的制造线上使用的情况下也能够不受基板的上下动的影响而获得可靠性高的计测结果。在上述薄膜的检查装置中，在分别以上述受光部的倾斜角度、上述第1遮光部的光射出侧的开口部的大小和从上述光源前端到光射出端为止的长度、在上述第2遮光部的与上述受光部相反一侧的开口部的大小和从受光部的受光面到该开口部前端为止的长度、 和从上述照明光的光轴所通过的被检查基板的上表面的位置到上述受光部的受光面为止的距离作为配置参数的情况下，这些配置参数优选以如下方式决定在准备在玻璃基板上形成有不同雾度率的薄膜的多个试验片，利用上述受光部对使该试验片相对于上述照明光的光轴方向上下移动预定量时的扩散透过光进行受光，作成使该光强度与雾度率建立关联的雾度率特性的情况下，在作为检查对象的薄膜的雾度率的范围中，雾度率与光强度的关系表现为单调增加或者单调减少，并且由试验片的设置位置的上下变动引起的光强度的变化量的最大值在预定值以下。根据这种方式，考虑被检查基板的上下振动而决定各配置参数的值，所以即使在被组入实际的制造线上使用的情况下也能够不受基板的上下动的影响而获得可靠性高的计测结果。
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上述薄膜的检查装置被组入到薄膜的制造线上，上述光源配置在对在制造线上搬运的上述被检查基板从该玻璃基板侧照射照明光的位置也可以。本发明的第2方式是具备上述任意一种薄膜的检查装置的薄膜制造系统，该薄膜制造系统对该被检查基板的薄膜进行检查，上述光源被配置成对在制造线上搬运的上述被检查基板从玻璃基板侧照射光。本发明的第3方式是一种薄膜的检查方法，预先保存使扩散透过光的光强度与薄膜的雾度率建立关联的雾度率特性，对在玻璃基板上形成有薄膜的被检查基板从该玻璃基板侧照射单波长的光，对透过上述被检查基板的扩散透过光进行受光，使用接受的光的强度和上述雾度率特性，求出上述薄膜的雾度率。本发明的第4方式是一种适用于上述薄膜的检查装置的计测系统的配置决定方法，在以上述光源的波长、上述受光部的设置倾斜角度、上述第1遮光部的光射出侧的开口部的大小和从上述光源前端到光射出端为止的长度、在上述第2遮光部的与上述受光部相反一侧的开口部的大小和从受光部的受光面到该开口部前端为止的长度、和从上述照明光的光轴所通过的被检查基板的上表面的位置到上述受光部的受光面为止的距离作为配置参数的情况下，该计测系统的配置决定方法包括准备在玻璃基板上形成有不同雾度率的薄膜的多个试验片的第1工序；在使上述参数在对每个该参数决定的预定的范围内变化的计测系统中，利用上述受光部对使该试验片相对于上述照明光的光轴方向上下移动预定量时的扩散透过光进行受光的第2工序；将在第2工序得到的扩散透过光的光强度与雾度率建立关联作成雾度率特性，并使该雾度率特性与得到该雾度率特性时的该计测系统的各参数设定值建立对应的第3工序；从在第3工序中作成的多个雾度率特性中抽出在作为检查对象的薄膜的雾度率的范围中，雾度率与光强度的关系表现为单调增加或者单调减少，并且由试验片的设置位置的上下变动引起的光强度的变化量的最大值在预定值以下的雾度率特性的第4工序；和采用在获得在上述第4工序中抽出的雾度率特性时的参数作为检查时的计测系统的配置参数的第5工序。通过使用这样的计测系统的配置决定方法来决定计测系统的各配置参数，即使在薄膜的检查装置被组入制造线上的情况下，也能够组装牢固的应对被检查基板的上下振动的计测系统。
图1是表示本发明的一个实施方式涉及的薄膜的检查装置的整体结构的图。图2是表示光源与受光元件的配置关系的图。图3是表示计算机保存的雾度率特性的一个例子的图。图4是表示作为计测结果表示的雾度率的二维分布图像的一个例子的图。图5是表示雾度率不同的试验片的扩散透过光谱(波长范围300nm 1500nm)的图。图6是用于对计测系统的结构和配置参数进行说明的图。图7是表示在为了决定配置参数而进行的事先试验中得到雾度率特性的图。图8是表示在为了决定配置参数而进行的事先试验中得到雾度率特性的图。图9是表示在为了决定配置参数而进行的事先试验中得到雾度率特性的图。
图10是表示在为了决定配置参数而进行的事先试验中得到雾度率特性的图。图11是表示在为了决定配置参数而进行的事先试验中得到雾度率特性的图。图12是表示在为了决定配置参数而进行的事先试验中得到特性的图。图13是表示以照明光的波长作为变量，使其他的配置参数固定时的针对各波长的雾度率特性的图。图14是表示以受光元件的倾斜角度作为变量，使其他的配置参数固定时的针对各倾斜角度的雾度率特性的图。图15是表示以从膜面至受光元件的距离作为变量，使其他的配置参数固定时的针对各距离的雾度率特性的图。图16是表示使用组入有在决定配置参数的事先试验中被决定为最合适的配置参数而使用的计测系统所作成的雾度率特性的图。图17是表示本发明的一个实施方式涉及的薄膜的检查装置的效果的图。
具体实施例方式以下，对将本发明涉及的薄膜的检查装置及其方法适用在太阳能电池的透明导电膜的评价中的情况的实施方式，参照附图进行说明。图1是表示本发明的一个实施方式涉及的薄膜的检查装置的整体结构的图。如图1所示，本实施方式涉及的薄膜的检查装置被设置在太阳能电池的制造装置的制造线上进行利用。利用薄膜的检查装置检查的被检查基板W是在大约Im见方的透明玻璃基板上形成有ITOdndium Tin Oxide ；氧化铟锡)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO2)等的透明导电膜 (TCO transparent Conductive Oxide)的带透明导电膜的玻璃基板。该被检查基板W以透明导电膜在上面的方式搬运。其中，在透明导电膜与玻璃基板之间，为了防止在玻璃基板界面的扩散，也可以形成SiO2膜等作为基底膜。在搬运被检查基板W的搬运机1的下方配置有光照射装置3，在上方配置有受光装置2。光照射装置3具备例如在被检查基板W的宽度方向上配置成一列的多个光源3a(参照图幻。在本实施方式中，光源3a设置有8个。此处，作为光源3a，能够使用单一波长的 LED、或者组合有过滤器的白色LED等。另外，不限于LED，也可以使用其他的光源，例如，灯光源、将过滤器与灯光源组合形成的光源单元等。从光照射装置3照射的光的波长使用由后述的参数设定方法选定的波长。光照射装置3形成为基于后述的从计算机7发送的信号使光源用电源4动作，以控制光量调整以及光源的打开/关闭。受光装置2对由于从光照射装置3具备的各光源3a射出的照射光Ll透过被检查基板W而扩散后的扩散透过光L2进行受光。受光装置2具有例如在被检查基板W的宽度方向上排成一列配置的多个受光元件(受光部)2a(参照图幻。在本实施方式中，受光元件加设置有8个。受光元件加与光源3a成为一对，从对应的光源3a射出的照明光的扩散透过光由受光元件加受光。受光元件加只要是对要计测的光的波长具有灵敏度的元件等即可，例如，通过使用光电二极管、光电子增倍管等，能够采用简易且低廉的结构。此时， 优选被调整为在没有被检查基板W的状态下显示大致均勻的检测灵敏度。另外，例如，受光元件加可以被校准为在没有被检查基板W的状态下的信号强度实质上为零、或者被校准为
7在使受光元件加的位置配置在照明光的光轴上的状态下对照明光进行受光，此时的信号强度为100%。 图2表示光源3a与受光元件加的配置关系。如图2所示，从光源3a射出的照明光 Ll相对于被检查基板W的基板面垂直，换言之，从基板面的法线方向入射。该照明光Ll在被检查基板W的膜内、膜面被扩散，其扩散透过光的一部分由受光元件加而受光。受光元件加被配置成受光轴相对于从光源3a射出的照明光Ll的光轴以预定的倾斜角度(90° - θ ) 交叉，对透过被检查基板W的扩散透过光L2进行受光。其中，关于受光元件加的倾斜角度θ，使用由后述的参数设定方法选定的倾斜角度θ。返回图1，搬运机1配置有光电开关5和旋转编码器6。光电开关5在检测出搬运来的被检查基板W的前端部分已到达照明光Ll的入射位置时，产生检查开始信号S并发送至计算机7。旋转编码器6按照每设定旋转角，即被检查基板W每移动设定距离，产生脉冲信号P并发送至计算机7。计算机(处理部)7在接收到检查开始信号S后，每接收到脉冲信号P时向受光装置2发送触发信号Τ。受光装置2的各受光元件加在每接收到触发信号T时，对透过被检查基板W的扩散透过光L2进行受光，并将与该光强度对应的受光信号C分别发送至计算机 7。计算机7在从受光装置2的各受光元件加接收到受光信号C后，使用由这些各受光信号C表示的扩散透过光的光强度和预先保存的雾度率特性(雾度率与光强度的检测量特性)，进行被检查基板W的雾度率的算出。图3表示雾度率特性的一个例子。在图3中，横轴表示信号强度(扩散透过光的光强度)、纵轴表示雾度率。在图3中，表示的是按每个受光元件具有雾度率特性的情况。 这样，由于具有与各受光元件对应的雾度率特性，能够求出考虑了各受光元件的特性的雾度率，能够使检测精度进一步提高。另外，在图3中，横轴表示光强度、纵轴表示雾度率，但是也可以横轴表示雾度率、纵轴表示光强度。雾度率特性是指表示雾度率与扩散透过光的光强度的关系的特性，关于雾度率，例如，在JIS K 7136中记载了“被定义为扩散透过率Td 对全光线透过率、的比”。计算机7保存的如图3所示的雾度率特性通过如下方式而作成准备多个雾度率已知的试验片，在与图1所示的实际的检查装置相同的计测系统中，用各受光元件加接收对这些试验片照射光时的扩散透过光，使由各受光元件加受光的光强度与此时的已知的
雾度率建立关联。计算机7使用保存的雾度率特性从由各受光元件加受光的光强度而求出雾度率时，从各受光元件加接受扩散透过光的时刻开始使被检查基板W的检查位置与雾度率对应存储在存储部(图示略)中。由此，在1块被检查基板W的检查结束了的情况下，通过读出在存储部中保存的各检查位置的雾度率，能够作成如图4所示的这种雾度率的二维分布图像，在显示装置8上显示。另外，也可以采用在保存预先雾度率的容许范围并检测到该容许范围外的雾度率的情况下进行报错的方式。接着，对利用如图1所示的薄膜的检查装置，对透明导电膜的雾度率进行检查的情况进行说明。此处，对向被检查基板W照射波长λ 1的光，算出透明导电膜的雾度率的情况进行说明。在该情况下，在计算机7具有的存储部(图示略)中预先存储有与波长入1 对应的雾度率特性。首先，计算机7在使光照射装置3的各光源点亮的状态下，使在搬运机1上载置的被检查基板W沿搬运方向Y搬运。由此，从光照明装置3射出的照明光Ll因透过被检查基板W而扩散，其一部分的扩散透过光L2被导向受光装置2。另一方面，对应于该被检查基板W的移动从旋转编码器6向计算机7发送脉冲信号P。计算机7在每接收到该脉冲信号P时，将触发信号T发送至受光装置2。由此，对应于被检查基板W的移动由受光装置2的各受光元件加接受扩散透过光L2，向计算机7发送与光强度对应的受光信号C。计算机7在接收到来自各受光元件2的受光信号C时，从该受光信号C和雾度率特性求出雾度率，将该雾度率存储在存储部。由此，能够在被检查基板W 的各计测点算出雾度率，求出被检查基板W的雾度率分布。接着，对在如图1所示的薄膜的检查装置中，选择在雾度率的计测中使用的光的波长的波长选择方法进行说明。首先，准备在玻璃基板上形成有雾度率分别不同的透明导电膜的多个试验片。其中，此时准备的试验片优选与实际的雾度率计测中的被检查基板W的膜构造大致相同。在本实施方式中，分别准备雾度率为18 %、20 %、四％的试验片。接着，相对于所准备的试验片，使300nm至1500nm的波长的光从玻璃基板侧相对于玻璃基板的膜面垂直入射，利用积分球检测此时的扩散透过光，进行透过光束的计测。该计测使用在日立制作所制造的分光光度计U-3500上安装有60mm Φ的积分球的计测装置而实施。最初在积分球的光出射位置设置白板，实施100%基线的校准。接着，取下白板，在积分球的光入射位置以使光入射面为玻璃基板侧的方式设置试验片。在该状态下，向试验片照射分光后的光，只由内置积分球的光受光器计测不包含垂直透过光的前方散射光，求出扩散透过率。图5表示各试验片的波长与扩散透过率的关系。如图5所示，扩散透过率在波长350nm附近显示峰值，其后随着波长变长而指数函数般缓缓减少。扩散透过率高是指在如图1所示的装置中，由受光元件加检测到的光强度高，所以意味着容易得到稳定的检测精度。从而，作为光源使用的波长优选光强度高的。另外，由于光源、受光元件等的安装/调整操作通过操作员的目测进行，从操作性方面来看优选可视光。根据这些观点，在图5中，可知优选使用350nm以上760nm以下的范围的波长的光。另外，可知350nm附近的峰值对应于使用的透明玻璃基板的特性而偏移。另外，市场上销售的LED价格低廉，另外，在便利性方面也处于优势。从而，作为光源，可以使用例如 450nm、470nm、530nm、560nm、570nm、590nm、644nm、660nm、700nm 等的 LED。另外，关于在JIS K 7136中规定的雾度率的测定，使用实质上中心波长为550nm 程度的透过y过滤器的白色光作为照明光。y过滤器在JIS K 7136中被规定为“与ISO/ CIE 10527的等色函数y(X)相等的明视觉标准视觉效率V( λ ) ”。从而，将550nm的光作为照明光使用也有益。另外，进一步在后述的试验中，使用 590nm的照明光并对其适应性进行评价，证明了使用590nm的照明光也能够得到适当的雾度率特性，进行可靠性高的计测。因而可以说例如作为光源使用的波长优选为300nm，更优
9选被设定为扩散透过率的峰值出现的大约350nm以上且大约590nm以下。只要是该波段， 如图5所示，由于能够得到比较高的扩散透过率，所以能够确保稳定的计测精度。〔第1参数设定方法〕接着，本实施方式涉及的薄膜的检查装置是如图1所示，被组入到制造线上，对搬运来的被检查基板W进行检查的装置。从而，被检查基板W被预想到会上下振动，对于这种上下运动，组装牢固的计测系统变得极为重要。因此，在本实施方式中，从350nm以上760nm以下的波段中与能够低价地获得的市场上销售的LED的波长一致的波长中，选定470nm、530nm、590nm作为代表波长，求出能耐住被检查基板W的上下振动的计测系统的配置参数。另外，在本实施方式中，为了抑制来自外部的光的进入，在光源(LED) 3a和受光元件加安装有筒状的遮光罩。关于遮光罩的形状，没有特别限定。如图6所示，计测系统的配置参数被设定为以下6个光源3a的筒状的遮光罩的高度La ；光源3a的遮光罩的筒径 Da ；从照明光的光轴所通过的透明导电膜的膜面的点到受光元件加的受光面的距离L ；受光元件加的筒状的遮光罩的长度Lb ；受光元件加的筒状的遮光罩的筒径Db ；受光元件加的倾斜角度Θ。另外，各配置参数的变更范围如以下的表所示进行设定。表1
范围最小值最大值Da (mm)57θ C )5465λ (nm)470590L (mm)2540La (mm)515Lb (mm)515Db (mm)510接着，分别准备在透明基板上形成有各自雾度率不同的透明导电膜的试验片 (具体而言，准备雾度率 7. 9%、10. 6%、15. 3%.17. 4%.20. 5%.22. 8%.24. 5%.26. 1%、 29. 8%,35. 的10个试验片)，将这些试验片配置在距离光源3a的遮光罩的前端5mm的位置(该位置作为「基准位置」)、并且配置成使从光源3a射出的照明光垂直入射，在该状态下，使上述配置参数分别在变更范围内变化，对由受光元件h检测的光强度进行计测， 通过将光强度与试验片的已知的雾度率建立关联而作成多个雾度率特性。接着，在如图6所示的计测系统中，在使试验片的位置从基准位置向与基板面垂直的方向分别偏移-1mm、+Imm的情况下，在受光元件加中对接受的光的强度进行计测，作成使光强度与试验片的已知的雾度率建立关联的雾度率特性。
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作为代表例，分别在图7中表示Da = 5、θ = 54°、波长λ = 470nm、L = 25mm、 La = 5mm、Lb = 5mm,Db = 5mm时的雾度率特性；在图8中表示Da = 5mm、θ = 65°、波长 λ = 470nm、L = 40mm、La = 10mm、Lb = 5mm>Db = 7mm 时的雾度率特性；在图 9 中表示 Da =7mm、θ = 65°、波长 λ = 470nm、L = 30mm、La = 15mm、Lb = 10mm、Db = 5mm 时的雾度率特性；在图 10 中表示 Da = 5mm、θ = 60°、波长 λ = 530nm、L = 40mm、La = 15mm、Lb =5mm,Db = 5mm时的雾度率特性；在图11中表示Da = 7mm、θ = 、波长λ = 530nm、 L = 40mm、La = 5mm、Lb = 15mm、Db = 7mm 时的雾度率特性；在图 12 中表示 Da = 5mm、θ =65°、波长 λ = 590nm、L = 25mm、La = 5mm、Lb = 10mm、Db = 7mm 时的雾度率特性。在图7至图12中，纵轴表示雾度率、横轴表示信号强度(光强度)。另外，在各图中，Z = 0是将试验片置于基准位置时的雾度率特性了 ；Z = -1是将试验片从基准位置向光源3a侧靠近Imm时的雾度率特性；Z = +1是使处于基准位置的试验片向远离光源3a的方向移动Imm时的雾度率特性。从这样的雾度率特性中抽出(1)相对于雾度率的光强度单调增加并且O)由试验片的设置位置的上下变动引起的光强度的变化量的最大值在第1阈值以下的雾度率特性， 并将获得抽出的雾度率特性时的配置参数决定为在检查时使用的配置参数。此处，上述第1阈值是能够根据要求的计测精度而任意设定的值。另外，由试验片的设置位置的上下变动引起的光强度的变化量的最大值Pmax能够通过以下方式得到例如在如图7所示的雾度率特性中，确定在与ζ = +1、0、-1分别对应的雾度率特性中信号强度最具开度的雾度率，算出该雾度率的最大信号强度与最小信号强度的差值。在图7至图12所示的雾度率特性中，任何的配置参数均满足上述(1)和( 的条件这一点已确认。为了决定其中最合适的配置参数，可以在各个雾度率特性中，求出SN比和特性的斜率β 1，选定SN比和斜率显示最大值的配置参数即可。特别是斜率β 1越大越能够确保更高的计测灵敏度。其中，图12表示的是使用波长590nm的光时的雾度率特性，可以说相对于雾度率的光强度大致单调地增加，并且由试验片的设置位置的上下变动引起的光强度的变化量少。从而，由图12证明在将波长590nm使用于图1所示的检查装置的情况下也能够确保预定的计测精度。〔第2参数设定方法〕在上述的第1参数设定方法中，由于必须使全部配置参数变化并取得数据，所以数据量庞大。从而，为了使数据量减少，可考虑从上述配置参数中求出特别是相对于基板的上下变动比较敏感的配置参数，通过仅仅使该配置参数的值在预定范围变化而得到合适的参数设定值。例如，关于安装于光源3a的遮光罩的筒径Da，为了尽可能地遮挡来自外部的光以降低噪声，并且提高照明光的指向性，可以说筒径越小越优选。另外，关于该遮光罩的长度 La，由于要使光源3a远离被检查基板W—定程度而设置，所以优选根据该光源3a的设置位置而决定。这样的条件是与被检查基板W的上下变动无关地基于计测系统的原理导出的条件。另外，关于安装于受光元件加的遮光罩的长度Lb，由于要尽可能地遮挡来自外部的光，为了提高遮光效果，可以说在可能的范围内优选设定为较大的值。
这样来考虑的话，关于光源3a和受光元件加的遮光罩的长度和筒径，优选基于上述这样的条件来决定合适的值，从而，关于与受光元件加的倾斜角度θ、光源3a的波长 λ、从膜面到受光元件的距离L相关的配置参数，可以说优选通过进行具体的试验而决定。因此，在本实施方式中，首先，将基于计测系统的原理而导出的各配置参数的值分别设定如下。光源3a的筒状的遮光罩的高度La = 15mmLED的筒状的遮光罩的筒径Da = 5mm受光元件的筒状的遮光罩的长度Lb = 15mm受光元件的筒状的遮光罩的筒径Db = 7mm另外，关于从透明导电膜的膜面到受光元件的距离L、受光元件的倾斜角度θ，设定为暂时的设定值，例如设定为距离L = 40mm、θ = °，由该计测系统分别求出将上述试验片设置在基准位置，将光源的波长λ切换为470nm、500nm、530nm、560nm、590nm时的雾
度率特性。图13表示雾度率特性。此处，在以高精度求出雾度率的情况下，优选雾度率与光强度存在比例关系，另外，其斜率β 1越大越优选。从而，在图13中，按每个波长算出斜率 β 1，分别进行比较。例如，斜率β 1是将特性近似为一次曲线，求出此时的斜率。其结果可知使用波长470nm的照明光时的斜率β 1最大，从检测精度的观点出发优选使用波长470nm 的光。接着，以受光元件加的倾斜角度θ作为变量，在如图6所示的计测系统中在预定范围内决定最佳的受光元件加的倾斜角度Θ。此处，作为照明光，使用从图13导出的 470nm的波长的光，关于其他的计测系统的参数，如上述所示。在该试验中，使倾斜角度θ 以讨°、57°、60°这3个值变化，得到各自的雾度率特性。图14表示雾度率特性。另外， 求出此时的雾度率特性的斜率β 1。其结果可知倾斜角度为讨°时的斜率β 1最大。接着，以照明光的光轴所通过的从透明导电膜的膜面到受光元件的受光面的距离 L作为变量，在如图6所示的计测系统中在预定范围内决定合适的距离L。此处，作为照明光，使用从图13导出的470nm的波长的光，关于受光元件加的倾斜角度θ，采用从图14导出的。另外，关于其他的计测系统的参数，如上述所示。在该试验中，使距离L以30mm、35mm、40mm这3个值变化，得到各自的雾度率特性。 图15表示雾度率特性。另外，求出此时的雾度率特性的斜率β 1。其结果可知距离L为 40mm时的斜率β 1最大。根据以上情况可知在将计测系统的各配置参数设定为以下所示的情况下，能够获得高的计测精度。光源的筒状的遮光罩的高度La = 15mmLED的筒状的遮光罩的筒径Da = 5mm从透明导电膜的膜面到受光元件的距离L = 40mm受光元件的筒状的遮光罩的长度Lb = 15mm受光元件的筒状的遮光罩的筒径Db = 7mm受光元件的倾斜角度θ =照明光的波长λ = 470nm
接着，在采用上述配置参数组成的如图6所示的计测系统中，使试验片从基准位置上下变动1mm，得到此时的雾度率特性。图16表示雾度率特性。如图16所示，即使使试验片的位置沿照明光的光轴移动预定量，雾度率特性也基本上不改变，并且由于具有比作为比较例表示的雾度率特性大的斜率β 1，所以可知具有高的计测灵敏度。其中，得到比较例时的计测系统使用以下的配置参数。光源的筒状的遮光罩的高度La = IOmmLED的筒状的遮光罩的筒径Da = 7mm从透明导电膜的膜面到受光元件的距离L = 30mm受光元件的筒状的遮光罩的长度Lb = IOmm受光元件的筒状的遮光罩的筒径Db = 7mm受光元件的倾斜角度θ =60°照明光的波长λ = 530nm如以上所说明的这样，根据本实施方式涉及的薄膜的检查装置和检查方法，从被检查基板的玻璃基板侧照射单波长的光，由受光元件对此时的扩散透过光进行受光，基于受光的光的强度求出透明导电膜的雾度率，所以能够不像现有技术这样受到膜厚的影响而求出雾度率。图17表示利用如图1所示的薄膜的检查装置，以装入到制造线上的状态，在对被检查基板进行搬运的同时显示对雾度率的面内分布进行计测的结果。此处，以4块被检查基板S作为对象，在各被检查基板S上分别格子状地设定8X8 = 64点的计测点。被检查基板S使用的是在透明玻璃基板上形成薄膜，并且薄膜的膜厚具有面内分布(分布宽度； 士30%程度)的基板。另外，雾度率也具有面内分布。另外，在用于薄膜的检查装置的精度验证时，对计测后的被检查基板进行回收，将其分割为小面积，以市场上销售的雾度计求出上述计测点的雾度率。雾度计使用以JIS K 7136为标准的雾度计。根据本实施方式涉及的薄膜的检查装置，如图17所示，可知即使在透明导电膜的膜厚存在不均的情况下，雾度率的计测误差ΔΗζ的4块的平均值也为1. 4%，能够得到可靠性高的计测结果。此处，ΔΗζ是同一计测点的由雾度计求出的雾度率与由本申请的薄膜的检查装置求出的雾度率的差值的标准偏差(1西格玛(sigma))，N数为64点。根据本实施方式，薄膜的检查装置的计测系统的配置被设定为考虑了被检查基板的振动的值，所以在实际的制造线上组入使用的情况下，不受到基板的上下动的影响，能够得到可靠性高的计测结果。进而，在计算机7中使用的雾度率特性，例如如图16所示，由于斜率β 1较大，所以能够得到高的计测灵敏度。另外，通过在制造线上配置薄膜的检查装置，能够对形成有透明导电膜的全部的基板不延时地进行检查，在检测到不合格产品的情况下，在途中工序将不合格基板移出线外，能够根据需要对透明导电膜的形成条件等进行调整。而由成膜装置自身感知不到的问题而导致膜形成不良的情况下也能够即刻判断，尽早进行修复应对。另外，通过在线监视透明导电膜的形成状況，能够维持发电效率高的太阳能电池的生产状況，在不良产生时能够在极短时间内将不合格基板移出线外，所以形成形成的品质稳定，成品率提高。由此能够使制造效率提高。
13
本发明的薄膜的检查装置不限于薄膜太阳能电池的领域，在液晶面板、半导体器件等利用透明导电膜或透明光学膜的领域中能够广泛适用。在该情况下，只要将上述的光射出器3配置在能够从玻璃基板侧对在各制造工序中搬运的基板上所形成的透明导电膜或透明光学膜照射光的位置，由受光装置2对其扩散透过光进行受光即可。符号说明
1搬运机(conveyor)
2受光装置
2a受光元件
3光照射装置
3a光源
4光源用电源
7计算机
8显示装置
1权利要求
1.一种薄膜的检查装置，其特征在于，包括光源，该光源对在玻璃基板上形成有薄膜的被检查基板从该玻璃基板侧照射单波长的光；受光部，该受光部以受光轴相对于从所述光源射出的照明光的光轴以预定的倾斜角度交叉的方式配置，接受透过所述被检查基板的扩散透过光；和处理部，该处理部基于由受光部接受的光的强度求出所述薄膜的雾度率，所述处理部具有将雾度率与扩散透过光的光强度建立关联而成的雾度率特性，利用该雾度率特性和由所述受光部接受的光强度求出所述雾度率。
2.根据权利要求1所述的薄膜的检查装置，其特征在于所述光源以从所述光源射出的照明光的光轴与所述被检查基板的法线方向一致的方式配置。
3.根据权利要求1或2所述的薄膜的检查装置，其特征在于所述光源射出350nm以上且760nm以下的任意一种的波长。
4.根据权利要求1或2所述的薄膜的检查装置，其特征在于所述光源射出350nm以上且590nm以下的任意一种的波长。
5.根据权利要求1或2所述的薄膜的检查装置，其特征在于在所述光源射出470nm以上且590nm以下的任意一种的波长的情况下，所述受光部相对于所述被检查基板的基板面的倾斜角度为讨°以上且65°以下。
6.根据权利要求1 5中任一项所述的薄膜的检查装置，其特征在于在所述光源上安装有第1遮光部，在所述受光部安装有第2遮光部。
7.根据权利要求1 5中任一项所述的薄膜的检查装置，其特征在于，所述受光部以如下倾斜角度配置在准备在玻璃基板上形成有不同雾度率的薄膜的多个试验片，利用所述受光部接受使该试验片相对于所述照明光的光轴方向上下移动预定量时的扩散透过光，作成使该光强度与雾度率建立关联的雾度率特性的情况下，在作为检查对象的薄膜的雾度率的范围中，雾度率与光强度的关系表现为单调增加或者单调减少，并且由试验片的设置位置的上下变动引起的光强度的变化量的最大值在预定值以下。
8.根据权利要求6所述的薄膜的检查装置，其特征在于在分别以所述受光部的倾斜角度、所述第1遮光部的光射出侧的开口部的大小和从所述光源前端到光射出端为止的长度、在所述第2遮光部的与所述受光部相反一侧的开口部的大小和从受光部的受光面到该开口部前端为止的长度、和从所述照明光的光轴所通过的被检查基板的上表面的位置到所述受光部的受光面为止的距离作为配置参数的情况下，这些配置参数以如下方式决定在准备在玻璃基板上形成有不同雾度率的薄膜的多个试验片，利用所述受光部接受使该试验片相对于所述照明光的光轴方向上下移动预定量时的扩散透过光，作成使该光强度与雾度率建立关联的雾度率特性的情况下，在作为检查对象的薄膜的雾度率的范围中，雾度率与光强度的关系表现为单调增加或者单调减少，并且由试验片的设置位置的上下变动引起的光强度的变化量的最大值在预定值以下。
9.根据权利要求1 8中任一项所述的薄膜的检查装置，其特征在于薄膜的检查装置被组入到薄膜的制造线上，所述光源配置在对在制造线上搬运的所述被检查基板从该玻璃基板侧照射照明光的位置。
10.一种薄膜制造系统，具备权利要求1 8中任一项所述的薄膜的检查装置，其特征在于所述光源被配置成对在制造线上搬运的所述被检查基板从玻璃基板侧照射光。
11.一种薄膜的检查方法，其特征在于预先保存使扩散透过光的光强度与薄膜的雾度率建立关联的雾度率特性， 对在玻璃基板上形成有薄膜的被检查基板从该玻璃基板侧照射单波长的光， 接受透过所述被检查基板的扩散透过光， 使用接受的光的强度和所述雾度率特性，求出所述薄膜的雾度率。
12.—种计测系统的配置决定方法，适用于权利要求6所述的薄膜的检查装置，其特征在于在以所述光源的波长、所述受光部的设置倾斜角度、所述第1遮光部的光射出侧的开口部的大小和从所述光源前端到光射出端为止的长度、在所述第2遮光部的与所述受光部相反一侧的开口部的大小和从受光部的受光面到该开口部前端为止的长度、和从所述照明光的光轴所通过的被检查基板的上表面的位置到所述受光部的受光面为止的距离作为配置参数的情况下，包括准备在玻璃基板上形成有不同雾度率的薄膜的多个试验片的第1工序； 在使所述参数在对每个该参数决定的预定的范围内变化的计测系统中，利用所述受光部接受使该试验片相对于所述照明光的光轴方向上下移动预定量时的扩散透过光的第2 工序；将在第2工序得到的扩散透过光的光强度与雾度率建立关联作成雾度率特性，并使该雾度率特性与得到该雾度率特性时的该计测系统的各参数设定值建立对应的第3工序；从在第3工序中作成的多个雾度率特性中抽出在作为检查对象的薄膜的雾度率的范围中，雾度率与光强度的关系表现为单调增加或者单调减少，并且由试验片的设置位置的上下变动引起的光强度的变化量的最大值在预定值以下的雾度率特性的第4工序；和采用在获得在所述第4工序中抽出的雾度率特性时的参数作为检查时的计测系统的配置参数的第5工序。
全文摘要
本发明目的在于能够降低薄膜的基板面内的膜厚变动的影响，实现计测精度的提高。包括对在璃基板上形成有薄膜的被检查基板(W)从该玻璃基板侧照射单波长的光的光源；以受光轴相对于从光源射出的照明光的光轴以预定的倾斜角度交叉的方式配置，对透过被检查基板(W)的扩散透过光进行受光的受光元件；和基于由受光元件接受的光的强度求出薄膜的雾度率的计算机(7)。计算机(7)具有将雾度率与扩散透过光的光强度建立关联而成的雾度率特性，利用该雾度率特性和由上述受光元件接受的光强度求出雾度率。
文档编号G01N21/88GK102165282SQ200980138478
公开日2011年8月24日 申请日期2009年7月2日 优先权日2009年2月27日
发明者坂井智嗣, 山口贤刚, 川添浩平, 高野晓巳 申请人:三菱重工业株式会社