一种硅片参数检测方法及装置与流程

本发明涉及光伏硅片检测，特别涉及一种硅片参数检测方法及装置。

背景技术：

1、晶体硅硅片从原材料硅料到制成规则的成品硅，要经过铸锭(或拉晶)、剖方、线切割等一系列物理与化学处理过程，硅片的成品品质不可避免的存在差别或留有微小的不均匀损伤，而这些微小的差别和损伤很难通过肉眼分辨出来，但对后续的加工工艺影响甚大。硅棒的切割不管是在半导体行业还是太阳能光优行业都是必不可少的一道工序，硅片质量的好坏直接关系到后续工序的制造和加工，其中硅片的厚度和切割线痕的缺陷会影响后续电池片的碎片和电性能，需要在进行后续加工工艺前将缺陷片检测挑选出来。常规的检测方法通过肉眼观察，在微小缺陷处很难识别判断，故如何对硅片的厚度和线痕高度等尺寸进行测量成了本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种硅片参数检测方法及装置，主要所要解决的技术问题是：如何对硅片的厚度和线痕高度等尺寸进行测量。

2、为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

3、一方面，本发明的实施例提供一种硅片参数检测方法，包括以下步骤：设置参考组，所述参考组具有相对的第一参考点和第二参考点；将硅片上的线区域从参考组的第一参考点和第二参考点之间穿过，以获取第一参考点与线区域一侧内各点之间的第一高度、且获取第二参考点与线区域另一侧内各点之间的第二高度；根据参考组内第一参考点与第二参考点之间的距离、第一参考点与线区域一侧内各点之间的第一高度和第二参考点与线区域另一侧内各点之间的第二高度，生成硅片参数；其中，硅片参数包括硅片厚度、硅片总厚度变化ttv和硅片线痕高度中的一个或两个以上。

4、可选的，所述参考组的数量为两组以上，所述线区域的数量与参考组的数量相等、且一一对应。

5、可选的，当硅片参数为硅片厚度时，根据参考组内第一参考点与第二参考点之间的距离、第一参考点与线区域一侧内各点之间的第一高度和第二参考点与线区域另一侧内各点之间的第二高度，生成硅片参数，具体包括：

6、计算各线区域厚度di，di的计算公式为：

7、di＝ai-(x1i+x2i)，其中，i取小于等于m的正整数、且与各参考组一一对应，m为参考组的数量；ai为第i参考组内第一参考点和第二参考点之间的距离，x1i为第i参考组内的第一参考点与第i线区域内各点之间的第一高度，x2i为第i参考组内的第二参考点与第i线区域内各点之间的第二高度；

8、根据各线区域厚度di，生成硅片厚度f(x,y)，f(x,y)为各线区域厚度di的合集，(x,y)为线区域在平面坐标系xoy内的投影线内各点的坐标。

9、可选的，当硅片参数为硅片总厚度变化ttv时，根据参考组内第一参考点与第二参考点之间的距离、第一参考点与线区域一侧内各点之间的第一高度和第二参考点与线区域另一侧内各点之间的第二高度，生成硅片参数，具体包括：

10、根据各参考组内第一参考点与第二参考点之间的距离、各第一参考点与相应线区域内各点之间的第一高度和各第二参考点与相应线区域内各点之间的第二高度，生成各线区域厚度di；di的计算公式为：

11、di＝ai-(x1i+x2i)，其中，i取小于等于m的正整数、且与各参考组一一对应，m为参考组的数量；ai为第i参考组内第一参考点和第二参考点之间的距离，x1i为第i参考组内的第一参考点与第i线区域内各点之间的第一高度，x2i为第i参考组内的第二参考点与第i线区域内各点之间的第二高度；

12、根据各线区域厚度di，生成硅片厚度f(x,y)，f(x,y)为各线区域厚度di的合集，(x,y)为线区域在平面坐标系xoy内的投影线内各点的坐标；

13、对硅片厚度f(x,y)进行算术平均值滤波得拟合曲线u(x,y)；

14、在硅片厚度f(x,y)中以原点为起始点取x轴上n个连续单位长度的函数段，横坐标总长为c，则截取个数为k＝c/n，采取四舍五入方式，得到k个ttvi值，ttvi＝f(x，y)max-u(x，y)min，i＝1，2...k，所求硅片总厚度变化ttv＝ttvimax。

15、可选的，当硅片参数为硅片线痕高度时，根据参考组内第一参考点与第二参考点之间的距离、第一参考点与线区域一侧内各点之间的第一高度和第二参考点与线区域另一侧内各点之间的第二高度，生成硅片参数，具体包括：

16、在各线区域上均选取两个以上的评定长度段，计算各评定长度段的高度g(x,y)；

17、根据各评定长度段的高度g(x,y)，计算各评定长度段的平均高度e；

18、根据各评定长度段的平均高度e，计算相应位置(xi，yi)处的线痕高度h(xi，yi)＝g(xi，yi)max-e，得到硅片线痕高度h(x,y)，所述硅片线痕高度h(x,y)为各相应位置(xi，yi)处的线痕高度h(xi，yi)的数据集。

19、可选的，所述的硅片参数检测方法还包括以下步骤：

20、将硅片参数与相对应设定范围的上限值和下限值进行比较，若硅片参数不在相对应设定范围内，则将硅片记为不合格。

21、另一方面，本发明的实施例还提供一种硅片参数检测装置，其包括：

22、参考组，所述参考组具有第一参考点和第二参考点，第一参考点与第二参考点相对；

23、传送模块，用于将硅片上的线区域从参考组的第一参考点和第二参考点之间穿过；

24、第一获取模块，用于在硅片上的线区域从参考组的第一参考点和第二参考点之间穿过时获取第一参考点与线区域一侧内各点之间的第一高度；

25、第二获取模块用于在硅片上的线区域从参考组的第一参考点和第二参考点之间穿过时获取第二参考点与线区域另一侧内各点之间的第二高度；

26、硅片参数生成模块，用于根据参考组内第一参考点与第二参考点之间的距离、第一参考点与线区域一侧内各点之间的第一高度和第二参考点与线区域另一侧内各点之间的第二高度，生成硅片参数；其中，硅片参数包括硅片厚度、硅片总厚度变化ttv和硅片线痕高度中的一个或两个以上。

27、可选的，所述参考组的数量为两组以上，所述线区域的数量与参考组的数量相等、且一一对应。

28、可选的，当硅片参数为硅片厚度时，所述硅片参数生成模块包括线区域厚度计算模块和硅片厚度计算模块；所述线区域厚度计算模块用于计算各线区域厚度di，di的计算公式为：di＝ai-(x1i+x2i)，其中，i取小于等于m的正整数，m为参考组的数量；ai为第i参考组内第一参考点和第二参考点之间的距离，x1i为第i参考组内的第一参考点与第i线区域内各点之间的第一高度，x2i为第i参考组内的第二参考点与第i线区域内各点之间的第二高度；所述硅片厚度计算模块用于根据各线区域厚度di，生成硅片厚度f(x,y)，f(x,y)为各线区域厚度di的合集，(x,y)为线区域在平面坐标系xoy内的投影线内各点的坐标；

29、当硅片参数为硅片总厚度变化ttv时，所述硅片参数生成模块包括线区域厚度计算模块、硅片厚度计算模块、算术平均值滤波模块和硅片总厚度变化生成模块；所述线区域厚度计算模块用于计算各线区域厚度di，di的计算公式为：di＝ai-(x1i+x2i)，其中，i取小于等于m的正整数，m为参考组的数量；ai为第i参考组内第一参考点和第二参考点之间的距离，x1i为第i参考组内的第一参考点与第i线区域内各点之间的第一高度，x2i为第i参考组内的第二参考点与第i线区域内各点之间的第二高度；所述硅片厚度计算模块用于根据各线区域厚度di，生成硅片厚度f(x,y)，f(x,y)为各线区域厚度di的合集，(x,y)为与线区域相对应的平面坐标；所述算术平均值滤波模块用于对硅片厚度f(x,y)进行算术平均值滤波得拟合曲线u(x,y)；所述硅片总厚度变化生成模块用于在硅片厚度f(x,y)中以原点为起始点取x轴上n个连续单位长度的函数段，横坐标总长为c，则截取个数为k＝c/n，采取四舍五入方式，得到k个ttvi值，ttvi＝f(x，y)max-u(x，y)min，i＝1，2...k，所求硅片总厚度变化ttv＝ttvimax；

30、当硅片参数为硅片线痕高度时，所述硅片参数生成模块包括评定长度高度计算模块、评定长度平均高度模块和硅片线痕高度模块；所述评定长度高度计算模块用于在各线区域上均选取两个以上的评定长度段，计算各评定长度段的高度g(x,y)；所述评定长度平均高度模块用于根据各评定长度段的高度g(x,y)，计算各评定长度段的平均高度e；所述硅片线痕高度模块用于根据各评定长度段的平均高度e，计算相应位置(xi，yi)处的线痕高度h(xi，yi)＝g(xi，yi)max-e，得到硅片线痕高度h(x,y)，所述硅片线痕高度h(x,y)为各相应位置(xi，yi)处的线痕高度h(xi，yi)的数据集。

31、可选的，所述的硅片参数检测装置还包括比较模块和控制器；所述比较模块用于将硅片参数与相对应设定范围的上限值和下限值进行比较；所述控制器用于在硅片参数不在相对应设定范围内时生成硅片不合格信号。

32、借由上述技术方案，本发明硅片参数检测方法及装置至少具有以下有益效果：

33、1、在本发明提供的技术方案中，通过非接触式光学法可以对硅片厚度、硅片总厚度变化ttv和硅片线痕高度等尺寸进行测量；

34、2、本发明运用非接触式光学法，在不影响上下料机器产能的前提下精准测量硅片厚度、ttv和线痕高度数据，极大地提高了检测效率与精度，装置结构简易科学，具有巨大的推广应用价值。

35、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。