在线膜厚测试装置以及在线膜厚测试方法与流程

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试装置以及在线膜厚测试方法。

背景技术：

1、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。

2、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。

3、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。

4、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。

5、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。

6、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

1、鉴于背景技术中存在的问题，本公开的一目的在于提供一种在线膜厚测试装置以及在线膜厚测试方法，其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。

2、由此，提供一种在线膜厚测试装置，在线膜厚测试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第一透窗和第二透窗。在线膜厚测试装置包括固定架、测高装置、膜厚测试仪以及运动装置。固定架安装在沉积室的顶壁上并位于第一透窗和第二透窗之间。测高装置固定安装在固定架上，测高装置具有第一探测头，第一探测头在高度方向上对准第一透窗，测高装置用于测量沉积完成后基板的镀膜的点位所处的高度。膜厚测试仪具有第二探测头，第二探测头在高度方向上对准第二透窗，第二探测头沿第二轴线竖直向下出射光并接收沿第二轴线竖直反射的光，第二探测头的第二轴线与第一探测头的第一轴线处于高度方向和长度方向构成的平面内且彼此平行，膜厚测试仪用于测量沉积完成后基板的镀膜的点位所处的膜厚，膜厚测试仪内置有标准测距。运动装置安装在固定架上，运动装置连接于膜厚测试仪以控制膜厚测试仪在高度方向上下竖直运动以使在沉积完成后基板的镀膜的点位随着对应传动辊轮的传输到达第二探测头的正下方时第二探测也处于与到达第二探测头的正下方的点位相距标准测距的高度、进而第二探测头进行镀膜的膜厚测量。

3、一种在线膜厚测试方法采用前述的在线膜厚测试装置；在线膜厚测试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第一透窗和第二透窗。

4、本公开的有益效果如下。

5、在本公开的在线膜厚测试装置以及在线膜厚测试方法中，通过测高装置测量沉积完成后基板的镀膜的点位所处的高度，基于膜厚测试仪的内置的标准测距，能够确定测高装置的第一探测头测得的沉积完成后基板的镀膜的点位所处的高度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，再通过第二探测头相对第一探测头的运动前位置与该偏差进行比较，就能确定运动装置是否驱动膜厚测试仪在高度方向上上下运动，通过运动装置控制膜厚测试仪在高度方向上下竖直运动以使在沉积完成后基板的镀膜的点位随着对应传动辊轮的传输到达第二探测头的正下方时第二探测也处于与到达第二探测头的正下方的点位相距标准测距的高度、进而第二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)，由此使得第二探测头进行镀膜的膜厚测量是在与到达第二探测头的正下方的点位相距标准测距的高度处进行，这就避免了背景技术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，使得膜厚测试仪第二探测头沿第二轴线竖直向下的出射光并接收的从第二探测头的正下方的点位沿第二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。

技术特征：

1.一种在线膜厚测试装置，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的在线膜厚测试装置，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的在线膜厚测试装置，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的在线膜厚测试装置，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的在线膜厚测试装置，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的在线膜厚测试装置，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的在线膜厚测试装置，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的在线膜厚测试装置，其特征在于，

9.根据权利要求1所述的在线膜厚测试装置，其特征在于，

10.一种在线膜厚测试方法，其特征在于，采用权利要求1-9中任一项所述的在线膜厚测试装置(100)；

技术总结
提供一种在线膜厚测试装置以及在线膜厚测试方法。在线膜厚测试装置用于安装在气相运输沉积的沉积室上。沉积室设置有第一透窗和第二透窗。在线膜厚测试装置包括固定架、测高装置、膜厚测试仪以及运动装置。固定架安装在沉积室上。测高装置固定安装在固定架上，测高装置具有第一探测头，第一探测头对准第一透窗。膜厚测试仪具有第二探测头，第二探测头对准第二透窗，膜厚测试仪内置有标准测距。运动装置安装在固定架上，运动装置连接于膜厚测试仪以使在沉积完成后基板的镀膜的点位随着对应传动辊轮的传输到达第二探测头的正下方时第二探测也处于与到达第二探测头的正下方的点位相距标准测距的高度、进而第二探测头进行镀膜的膜厚测量。

技术研发人员：刘振新,冯长卫,黄周师,吴毛兵,屈新成,何坤鹏
受保护的技术使用者：江苏先导微电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15