专利名称：用于检测基板的除边区域中的残留物的方法和设备的利记博彩app
技术领域：
本发明实施例大体上涉及制造薄膜光生伏打装置，更具体地，涉及在光生伏打装置的除边区域中检测因薄膜的不充分去除所导致的残留物的深度。
背景技术：
在薄膜光生伏打装置的制造中，在沉积了所有的薄膜之后，需要去除玻璃面板的边缘处的膜沉积物。这通常被称为除边。进行除边，主要目的是使光生伏打模块与金属框架电绝缘，并且帮助密封该模块以防止湿气。除了其它技术，除边方法从喷砂到研磨和激光削蚀变化很大。无论采用何种去除方法，重要的是确保在除边区域中没有薄膜残留物。因此，本领域需要用于检测除边区域中的沉积残留物的系统和方法。
发明内容
本发明的一个或更多个实施例涉及用于检测玻璃基板表面的一部分上的残留物的设备。所述设备包括平台，所述平台用来支撑具有接地边缘部分的基板。具有至少一个传感器头的激光传感器，所述激光传感器设置为使得传感器和所述基板可彼此相对移动， 从而使所述传感器在基板表面上来回移动，所述基板表面包括主表面和所述基板表面的接地边缘部分。所述设备包括控制器，所述控制器与所述传感器头通讯以从所述传感器头接收数据，可操作所述控制器以对从所述传感器头获得的数据进行译码，以确定在边缘表面上是否存在残留物。本发明的一个或更多个实施例涉及检测玻璃基板上的残留物的方法，所述玻璃基板包括主表面以及边缘表面，所述主表面具有高度并且所述主表面上具有镀层，所述边缘表面具有不大于所述主表面的高度的高度。激光传感器设置为与所述主表面相距一定的距离，并且通过整个主表面上的多次测量来获得始于所述激光传感器的平均主表面距离。测量始于所述激光传感器的最小边缘距离或平均边缘距离。通过将始于所述激光传感器的最小边缘距离或平均边缘距离与始于所述激光传感器的平均主表面距离相比较，来确定在所述边缘表面上是否存在残留物。本发明的一个或更多个实施例涉及检测玻璃基板上的残留物的方法，所述玻璃基板包括主表面以及边缘表面，所述主表面上具有镀层，所述镀层限定主表面厚度，所述边缘表面具有不大于所述主表面的厚度的厚度。通过用与所述主表面间隔的激光传感器获得的多个测量值来确定所述主表面的平均厚度。通过用所述激光传感器获得的多个测量值确定所述边缘表面的最大厚度或平均厚度。通过将最大边缘厚度或平均边缘厚度与平均主表面厚度相比较，来确定在所述边缘表面上是否存在残留物。前述内容相当宽泛地概括了本发明的特定特征和技术优势。本领域技术人员应该理解的是，公开的特定实施例可被用作在本发明范围内修改或设计其它结构或工艺的基础。本领域技术人员也应该意识到，这样的等效结构不偏离如附加权利要求书所阐述的本发明的精神和范围。
可以更详细地方式理解上面列举的本发明的特征，本发明更加具体的描述在上面作了简要概括，可通过参考实施例获得所述本发明更加具体的描述，其中一些在所附的附图中图示。然而，应注意，所附的附图只图示本发明的典型实施例，因此不应被看作是对本发明范围的限制，因为本发明可容许其它等效的实施例。图IA至图IE图示沿除边区域的因薄膜的去除产生的几个轮廓；图2图示根据本发明一个或更多个实施例的残留物检测系统；图3图示根据本发明一个或更多个实施例的用于残留物检测系统的工作台。图4图示根据本发明一个或更多个实施例的残留物检测的操作；图5图示根据本发明一个或更多个实施例的残留物检测的操作；图6A和6B图示可用本发明的一个或更多个实施例测量的基板边缘轮廓；图7是示出使用本发明的特定实施例的设备的没有残留物的除边区域的视图；以及图8是示出使用本发明的特定实施例的设备的带有残留物的除边区域的视图。
具体实施例方式本发明实施例提供用于检测光生伏打模块的除边区域中的残留物的方法和设备。 利用最小和平均接地高度以推断在除边区域中的残留物的存在，从而可使用间接测量来确定接地边缘的不均勻轮廓。当接地高度小于目标值时，材料未被充分去除，因此可能存在残留物。当接地高度满足目标值时，玻璃已被充分去除，因此不再存在沉积残留物。在对光生伏打模块的边缘进行研磨之后，接地表面可能不平整并且可具有多种轮廓。这些轮廓的一些实例可在图IA至图IE中看到。图IA图示具有薄膜镀层13和平整的接地玻璃除边区域15的基板12。这是理想的横截面轮廓，但是由于研磨技术或去除方法的不完美和不规则，理想的轮廓不太可能出现。图IB图示具有朝着基板的外边缘下降的阶梯形除边区域15的基板12。所示出的图案仅用于说明，也可具有多种高度的多级阶梯。图 IC图示具有向内倾斜的接地玻璃除边区域15的基板12。图示的坡度的高度朝着基板12 的边缘升高，但是如图ID所示，斜坡可朝着任何一个方向或者具有带有不同斜度的多个部分。图IA至图ID示出的各种边缘轮廓显示了薄膜镀层13上没有残留物。因此，虽然不一定是理想的，但是每一种轮廓提供光生伏打模块的充分的电绝缘。然而，图IE图示了具有薄膜13和带有残留物的除边区域的基板12。轮廓显示没有残留物的接地玻璃部分15和在完整的光生伏打模块中不想要的残留物镀层部分17。 也可被称为除边面积的除边区域15通常小于20mm宽。在本发明的一些方面中，除边区域 15的宽度在约IOmm和约14mm之间。在进一步详细的方面中，除边区域15的宽度小于约 20mm、19mm、18mm、17mm、16mm、15mm或14mm。在另外的详细方面中，除边区域15的宽度大于约5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm。最小和最大的区域宽度的组合可在本发明的进一步方面中看到。在图2和图3中图示了用于检测玻璃基板12上的残留物的设备10的实施例。设备10包括平台14和传感器，所述平台14用于支撑基板12，所述基板12具有表面11，所述表面11包括接地边缘部分13(如图IA至图IE所示)，所述传感器在特定实施例中是激光传感器16。取决于用户的偏好、空间需求等，平台14可以是水平的、垂直的或倾斜的。在图示的实施例中，激光传感器16具有至少一个传感器头18。传感器头18和基板12可彼此相对移动，使得传感器头18可在包括接地边缘部分13的基板的表面11上来回移动，以对在边缘部分13上的残留物进行扫描。控制器20通过连接器22与传感器头18通讯。控制器20能够对通过传感器头18而从激光传感器16获得的数据进行译码，并且控制器20可对所述数据执行计算以确定在基板12的边缘部分上是否存在残留物。外围装置M通过连接器沈与控制器20通讯。控制器20能够向用户显示信息和控制。如图3所示，根据特定实施例，水平平台14包括具有一对平行的侧边元件30的工作台。多个横向元件32连接至所述侧边元件30。每一个横向元件32具有用于支撑基板 12的多个支架34。支架34可以是任何合适的支撑装置，包括但不限于滚柱轴承和橡胶环。 支架34使得基板12在激光传感器16的下方水平地移动观。可用锁定框架36来防止工作台在使用中移动。在其它实施例中，平台14可在垂直或倾斜的方向上保持基板12。在这些实施例中，安装激光传感器16以向基板投射光，且基板12在平台的平面内移动。一些实施例的设备10包括用于保持基板12的大体上平坦的表面19(图5中所示)。大体上平坦的表面可位于支架34上，并且可在测量期间支撑基板12并且起参照点的作用。参照图4和图5，传感器头18具有激光源38和探测器40。激光源38和探测器40 图示为从传感器头18的表面突出，但是这种结构不是必需的。例如，这些组件可与传感器头18齐平地安装。激光源38将相干光42的光束(激光束)投射到基板12上的薄膜镀层 13的表面、除边区域15或平坦的表面19上。激光传感器16的探测器40测量表面上发生的漫反射44。探测器40图示为与激光源38隔开，并且成角度设置以测量漫反射。这仅用于说明，不应该认为是限制传感器头18的运行方式。在一些方面中，激光源38的分辨能力大于约1 μ m。在其它特定方面中，分辨能力大于约0. 5 μ m、1 μ m、2 μ m、3 μ m、4 μ m或5 μ m。在一些方面中，激光源38发出波长在可见区域范围内的激光束42。在其它方面中，激光源38可配置成发出波长在可见区域外的辐射(例如，紫外线、红外线和微波)。在特定实施例中，激光源38配置成发出波长为约650nm的辐射。本发明的其它实施例包括能够为用户以图形显示信息的外围设备M。外围设备 24可适于接收来自控制器20和激光传感器16的信息，并且对信息进行评价以确定基板上是否存在残留物。在一些方面中，外围设备M可为用户提供可调的控制。所述可调的控制可允许使用者调整系统并且指定想要的参数。当上述设备被置于运行状态时，提供检测玻璃基板12上的残留物的方法。参照图 4，基板12包括主表面以及边缘表面15，所述主表面具有高度，所述主表面上具有薄膜镀层 13，所述边缘表面15具有高度。边缘表面15的高度不大于主表面的高度。激光传感器18 设置成与主表面相距一定的距离。激光传感器18包括激光源38和探测器40。激光源38 将光42投射到被测量的表面。所述表面可以是基板12、薄膜13、支撑基板12的平坦表面 19的边缘区域15。因漫反射44，光42从所述表面反射，并且被探测器40测量。激光传感器18与被测量的表面之间的距离从漫反射44来确定。基于多次表面测量来测量始于激光传感器18的平均主表面距离(Dm)。激光传感器18相对于基板12移动，使得激光传感器18位于除边区域15的上方。这可通过激光传感器18的移动或基板12的移动来实现。使用激光传感器18测量边缘距离，并确定最小边缘距离(De)。最小边缘距离De可通过多种方法来确定，所有所述方法都落入本发明的范围。 一种方法是测量除边区域中多个点的漫反射率然后取所有测量值的最小值。另一种方法是确定多个点中每一个处的最小边缘距离队。通过将始于激光传感器18的最小边缘距离De 与平均主表面距离Dm相比较，来确定边缘表面15上是否存在残留物。再一个的方法是确定多个点中每一个处的平均边缘距离De。通过将始于激光传感器18的平均边缘距离De与平均主表面距离Dm相比较，来确定边缘表面15上是否存在残留物。根据本发明的一些方面，始于激光传感器的平均主表面距离可通过将基板12放置在平坦的表面上，并且将激光传感器18设置在主表面的上方来获得。然后可使用激光传感器18通过多个点扫描主表面，由此测量出激光传感器18与主表面之间的多个距离。在本发明的其它方面中，始于激光传感器18的最小边缘距离通过将基板12放置在平坦的表面上，并且将激光传感器18设置在边缘表面的上方来测量。然后用激光传感器 18通过多个点扫描边缘表面，在整个扫描中，测量激光传感器18与边缘表面之间的距离。 基于多个测量的距离来确定最小边缘距离。分析数据的一种方法是将每一次测量的最小边缘距离与邻近被测量的边缘的平均表面距离相比较。这具有校正基板12的厚度的任何微细差别的优势。另一种方法是对出自所有边缘距离测量值的绝对最小边缘距离进行评价，然后将这个值与基板的平均主表面距离相比较。在本发明的一些方面中，建立阈值来确定是否存在残留物。所述阈值是主表面距离不同于边缘表面距离的距离的测量值。例如，如果阈值被设置为20 μ m，那么边缘表面距离应该比主表面距离大至少约20 μ m以满足阈值标准。当始于激光传感器的最小边缘距离(或如果使用的平均边缘距离)与始于激光传感器的平均主表面距离和阈值的总和大致相同时，可认为边缘表面上存在残留物。当始于激光传感器的最小边缘距离或者平均边缘距离大于平均主表面距离与阈值的总和时，不认为在边缘表面上存在残留物。正如本领域技术人员应该理解的，这里描述的设备和方法可被用来测量除边区域和主表面之间的阶梯高度。可测量这个阶梯高度，而不考虑确定除边区域中是否存在残留物。如图5所示，本发明的进一步实施例涉及基于主表面相对于边缘表面的厚度来检测玻璃基板12上的残留物的方法。玻璃基板12具有主表面和边缘表面，所述主表面带有薄膜13。基板的主表面与后表面一起限定主表面厚度。基板的边缘表面与后表面一起限定边缘表面厚度，所述边缘表面厚度不大于主表面厚度。通过激光传感器18进行的多次测量来确定主表面的平均厚度。通过激光传感器18进行的多次测量来确定边缘表面的最大厚度，或平均厚度。通过将边缘表面的厚度与主表面的厚度相比较，来确定边缘表面上是否存在残留物。在本发明的一些方面中，通过首先测量从激光传感器18到参照表面19的在图5中表示为A的平均距离来确定主表面的平均厚度。将基板12放置在支撑表面19上，并且使用多次测量来确定激光传感器18与主表面13之间的表示为Dm的平均距离。通过从平均参照表面距离A中减去平均主表面距离Dm来确定基板主表面的厚度Tm。在本发明的其它方面中，通过使用多次测量来首先测量激光传感器18与平坦的支撑表面19之间的表示为A的平均参照距离来确定边缘表面的平均厚度。将具有除边区域15的基板12放置在支撑表面19上，且用多次测量来确定激光传感器18与边缘表面15 之间的表示为De的最小边缘表面距离或平均边缘表面距离。通过从参照表面距离Dlr中减去边缘表面距离De来确定基板的边缘表面区域的厚度 ；。根据一些方面，建立表示最小厚度差别的阈值。为确定边缘表面上是否存在残留物，将边缘表面的厚度Te与主表面的厚度Tm减去阈值相比较。当边缘表面厚度与阈值的总和至少与主表面厚度大致相同时，将认为在边缘表面上存在残留物。当边缘表面厚度与阈值的总和至多与主表面厚度大致相同时，将不认为在边缘表面上存在残留物。正如对本领域技术人员来说显而易见的，可按照多种方式进行表面厚度的计算和比较。所描述的这些计算仅阐述特定实施例，且其它数学运算被认为在本发明的范围内。本发明的一个或更多个实施例可用来测量除边区域的宽度。例如，这可通过测量从激光传感器18到包括主表面13、边缘表面15以及平坦的支撑表面19的多个点的距离来实现。可测量始于激光传感器18的沿基板12的边缘的距离的量变曲线。这个量变曲线可包括在主表面13、边缘表面15以及平坦的支撑表面19处进行的距离测量值。如果测量点之间的距离是已知的，可在主表面13过渡到边缘表面15的那一点处测量边缘表面15的第一边缘，且可在边缘表面15过渡到平坦的支撑表面19的那一点处测量边缘表面15的第二边缘。可在确定边缘表面15上是否存在残留物时一并测量边缘表面15的宽度，或可独立地测量边缘表面15的宽度。此外，本发明的一个或更多个实施例可被用来测量接缝操作的质量，即测量玻璃的棱边的宽度和深度。图6A和6B分别图示具有K形和C形的基板边缘轮廓。可用本发明的实施例来确定这些边缘的相关测量值，即半径和边缘高度。图7图示作为沿除边区域的χ轴位置的函数的除边表面的最小高度的实例图。可以看出，每一个数据点具有大于约0. 03mm(基于最小值的0. 44mm-0. 41mm)或0. 05mm(基于平均值的0. 44mm-0. 39mm)的高度，与传感器头的距离相比基板的主表面与传感器头的距离更远。这个示除边区域在薄膜表面下具有约0.03mm(基于最小值)的高度或约 0.01mm(基于平均值)的高度，且没有残留物。图8图示另一个试验的作为沿除边区域的χ轴位置的函数的除边表面的最小高度的实例图。数据大体上等于0mm(基于最小阶梯高度，因为右侧和左侧几乎相同)，表示除边区域的高度基本上等于主表面的高度。这代表从带有沿除边区域的残留物的样品观察到的数据。贯穿整个本说明书所提到的“一个实施例”、“特定实施例”、“一个或更多个实施例”或“实施例”的意思是与实施例有关的所描述的具体特征、结构、材料或特性包括在本发明至少一个实施例中。因此，在整个本说明书中的各个位置出现的短语“在一个或更多个实施例中”、“在特定实施例中”、“在一个实施例中”或“在实施例中”不必然地指本发明相同的实施例。而且，在一个或更多个实施例中，可以任何合适的方式组合具体的特征、结构、材料或特性。上述方法的描述顺序不应该认为是限制性的，并且方法在采用描述的操作时可以不按顺序，或可作省略或增加。 应该理解的是，上述描述旨在说明，而非限制。很多其它的实施例在本领域技术人员阅读上面的描述之后将是显而易见的。因此，应该参照后附的权利要求书，及其等效物的整个范围来确定本发明的范围。
权利要求
1.一种用于检测玻璃基板表面的一部分上的残留物的设备，包括平台，所述平台用于支撑具有接地边缘部分的基板；激光传感器，具有至少一个传感器头的所述激光传感器设置为使得传感器和所述基板可彼此相对移动，从而使传感器在基板表面上来回移动，所述基板表面包括主表面和基板表面的接地边缘部分；控制器，所述控制器与所述传感器头通讯以从所述传感器头接收数据，可操作所述控制器以对从所述传感器头获得的数据进行译码，以确定在边缘表面上是否存在残留物。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述平台包括工作台，所述工作台具有一对平行的侧边元件和连接至所述侧边元件的多个横向元件，每一个横向元件具有用于支撑所述基板的多个支架；以及锁定框架，所述锁定框架用来防止所述工作台在使用中移动。
3.如权利要求2所述的设备，还包括用来保持所述基板的大体上平坦的表面，所述平坦的表面设置在所述支架上。
4.如权利要求1所述的设备，其中所述传感器头具有大于约1μ m的高度差别分辨能力。
5.如权利要求1所述的设备，其中所述激光传感器测量来自所述基板的漫反射。
6.如权利要求1所述的设备，其中所述传感器是可操作的，以通过在整个所述主表面上的多次测量来测量始于激光传感器的平均主表面距离以及始于所述激光传感器的最小边缘距离或平均边缘距离；并且所述控制器是可操作的，以通过将始于所述激光传感器的最小边缘距离或平均边缘距离与始于所述激光传感器的平均主表面距离相比较，来确定所述边缘表面上是否存在残留物。
7.如权利要求1所述的设备，其中所述传感器和所述控制器是可操作的，以通过用与所述主表面间隔的激光传感器获得的多个测量值来确定所述主表面的平均厚度，并且通过从所述激光传感器获得的多个测量值来确定所述边缘部分的最大厚度或平均厚度；并且通过将最大边缘厚度或平均边缘厚度与平均主表面厚度相比较，来确定所述边缘表面上是否存在残留物。
8.如权利要求1所述的设备，还包括与所述控制器通讯的外围装置，以从所述控制器和所述激光传感器接收信息，所述外围装置能够用图形显示关于所述基板的所述边缘部分上是否存在残留物的信息。
9.一种检测玻璃基板上的残留物的方法，所述玻璃基板包括主表面以及边缘表面，所述主表面具有高度并且所述主表面上具有镀层，所述边缘表面具有不大于所述主表面的高度的高度，所述方法包括将激光传感器设置为与所述主表面相距一定的距离；通过整个所述主表面上的多次测量来获得始于激光传感器的平均主表面距离；测量始于所述激光传感器的最小边缘距离或平均边缘距离；以及通过将始于所述激光传感器的最小边缘距离或平均边缘距离与始于所述激光传感器的平均主表面距离相比较，来确定在所述边缘表面上是否存在残留物。
10.如权利要求9所述的方法，还包括建立阈值，所述阈值是距离值，并且其中确定在所述边缘表面上是否存在残留物包括当始于所述激光传感器的最小边缘距离或平均边缘距离与始于所述激光传感器的平均主表面距离与所述阈值的总和大致相同时，推断在所述边缘表面上存在残留物；以及当始于所述激光传感器的最小边缘距离或平均边缘距离比始于所述激光传感器的平均主表面距离与所述阈值的总和大时，推断在所述边缘表面上不存在残留物。
11.如权利要求9所述的方法，其中获得始于所述激光传感器的平均主表面距离包括 将所述基板放置在平坦的表面上；将所述激光传感器设置在所述主表面的上方；用所述激光传感器对所述主表面进行扫描，并且在整个扫描过程中测量所述激光传感器与所述主表面之间的多个距离；以及通过所述多个距离计算所述主表面与所述激光传感器之间的平均距离，并且其中测量始于所述激光传感器的最小边缘距离或平均边缘距离包括 将所述基板放置在平坦的表面上； 将所述激光传感器设置在所述边缘表面的上方；用所述激光传感器对所述边缘表面进行扫描，并且在整个扫描过程中测量所述激光传感器与所述边缘表面之间的多个距离；以及通过所述多个距离确定所述激光传感器与所述边缘表面之间的最小距离或平均边缘距离。
12.—种检测玻璃基板上的残留物的方法，所述玻璃基板包括主表面以及边缘表面，所述主表面上具有镀层，所述镀层限定主表面厚度，所述边缘表面具有不大于所述主表面的厚度的厚度，所述方法包括通过用与所述主表面间隔的激光传感器获得的多个测量值来确定所述主表面的平均厚度；通过用所述激光传感器获得的多个测量值确定所述边缘表面的最大厚度或平均厚度；以及通过将最大边缘厚度或平均边缘厚度与平均主表面厚度相比较，来确定在所述边缘表面上是否存在残留物。
13.如权利要求12所述的方法，其中确定所述主表面的平均厚度包括 用多次测量来测量所述激光传感器与平坦的支撑表面之间的平均参照距离； 将所述基板放置在平坦的支撑表面上；用多次测量来测量所述激光传感器与所述基板的所述主表面之间的平均主表面距离；以及通过从平均参照距离中减去平均主表面距离来确定所述基板主表面的厚度，并且其中确定所述边缘表面的最大厚度或平均厚度包括用多次测量来测量所述激光传感器与平坦的支撑表面之间的平均参照距离； 将所述基板放置在平坦的支撑表面上；用多次测量来测量所述激光传感器与所述基板的边缘表面之间的最小边缘表面距离或平均边缘表面距离；以及通过从平均参照距离中减去最小边缘表面距离或平均边缘表面距离来确定边缘表面的厚度。
14.如权利要求12所述的方法，还包括建立表示厚度的阈值。
15.如权利要求14所述的方法，其中确定所述边缘表面上是否存在残留物包括当边缘表面厚度与所述阈值的总和与主表面厚度至少大致相同时，推断在所述边缘表面上存在残留物；以及当边缘表面厚度与所述阈值的总和小于主表面厚度时，推断在所述边缘表面上不存在残留物。
全文摘要
公开了用于检测玻璃基板上的残留物的设备和方法以及使用的方法。所述设备包括基板支架、传感器、控制器以及与所述控制器通讯的外围设备。所述设备测量基板的主表面和除边表面的高度或厚度，以确定在所述除边表面上是否存在膜残留物。
文档编号G01N21/88GK102395876SQ201080017167
公开日2012年3月28日 申请日期2010年4月16日 优先权日2009年4月17日
发明者肯尼思·建昆·蔡, 阿萨夫·施勒岑杰 申请人:应用材料公司