專利名稱：薄膜檢查裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在太陽能電池、顯示器等中適用的光電轉(zhuǎn)換薄膜裝置中進(jìn)行薄膜的檢查的薄膜的檢查裝置及其方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，在太陽能電池等光電轉(zhuǎn)換薄膜裝置中，為了使發(fā)電效率提高，提出有在透明玻璃基板與透明導(dǎo)電膜之間設(shè)置用于使反射率降低的反射率調(diào)整層的方案。該反射率調(diào)整層可以是單層，也可以由多個層構(gòu)成，此外，基于一般所知的菲涅耳反射的多重干涉膜的解析，設(shè)計各層的材料的折射率和膜厚。該反射率調(diào)整層還具有以下功能消除氧化錫 (SnO2)、ΙΤ0、氧化鋅(摻雜鎵、摻雜鋁)等透明導(dǎo)電膜的由面內(nèi)的膜厚不均而產(chǎn)生的面內(nèi)的反射光譜的不同，即色相的不均(顏色不均)。在制造太陽能電池等光電轉(zhuǎn)換薄膜裝置時，由光電效率等觀點出發(fā)，使在透明玻璃基板上層疊的各層的膜厚在適當(dāng)范圍極為重要。在專利文獻(xiàn)1中，公開有以下方法在透明玻璃基板上層疊形成透明薄膜(反射率調(diào)整層)和透明導(dǎo)電膜時，在形成各層時對膜厚進(jìn)行計測。專利文獻(xiàn)1國際公開第00/13237號小冊子

發(fā)明內(nèi)容
在光電轉(zhuǎn)換薄膜裝置的制造中，一般是在一個成膜裝置內(nèi)在透明玻璃基板上連續(xù)地形成反射率調(diào)整用的透明薄膜和透明導(dǎo)電膜。從而，通常從成膜裝置輸出在透明玻璃基板上依次層疊有反射率調(diào)整用的透明薄膜和透明導(dǎo)電膜的狀態(tài)的基板。成膜裝置內(nèi)必須維持適于成膜的條件，該成膜條件被嚴(yán)格管理，所以不優(yōu)選在裝置內(nèi)對膜厚進(jìn)行計測。此外，進(jìn)一步，成膜裝置內(nèi)通常存在成膜用氣體，作為成膜條件，通常為高溫環(huán)境。從而，若在成膜裝置內(nèi)導(dǎo)入膜厚計測用的計測設(shè)備，則必須解決高溫環(huán)境、氣體環(huán)境、計測窗的污染等各種課題，在成膜裝置內(nèi)對各個薄膜的成膜依次實施膜厚計測是不現(xiàn)實的。從而，對于在上述的專利文獻(xiàn)1中公開的膜厚的計測方法，不能夠適用于制造工序，期望有以致反射率調(diào)整用的透明薄膜的上形成有透明導(dǎo)電膜的狀態(tài)下、換言之即在該成膜裝置中經(jīng)過全部工序以后，對各層的膜厚進(jìn)行計測的裝置。本發(fā)明鑒于這種情況而研發(fā)，其目的在于提供一種能夠在層疊多個薄膜的狀態(tài)下對各薄膜的膜厚進(jìn)行計測的薄膜檢查裝置及其方法。為了解決上述課題，本發(fā)明采用以下的手段。本發(fā)明的第1方式是一種薄膜檢查裝置，對在透明玻璃基板上依次形成有反射率調(diào)整用的第1透明薄膜和第2透明薄膜以及透明導(dǎo)電膜的被檢查基板，求出該第1透明薄膜和該第2透明薄膜的膜厚，該薄膜檢查裝置的特征在于，包括存儲部，該存儲部保存有至少2個特征量特性，上述2個特征量特性由以下方式得到從因上述第1透明薄膜和上述第2透明薄膜的至少一方的膜厚變動而受到影響的分光反射光譜的特征量中選擇至少2個特征量，并將所選擇的該特征量中的每一個特征量與上述第1透明薄膜的膜厚和上述第2 透明薄膜的膜厚分別建立關(guān)聯(lián)；對上述被檢查基板從上述透明玻璃基板側(cè)照射白色光的光照射部；接受來自上述被檢查基板的反射光的受光部；和運算部，該運算部從基于由上述受光部接受的反射光的分光反射光譜求出在上述存儲部中保存的各上述特征量的實測值， 使用求出的各上述特征量的實測值與在上述存儲部中保存的上述特征量特性，分別求出上述第1透明薄膜和上述第2透明薄膜的膜厚。根據(jù)本方式，因為從因第1透明薄膜和第2透明薄膜的至少一方的膜厚變動而受到影響的分光反射光譜的特征量中選定至少2個特征量，使用該特征量對第1透明薄膜和第2透明薄膜的膜厚進(jìn)行運算，所以即使是在作為計測對象的多個薄膜上進(jìn)一步形成有透明導(dǎo)電膜等薄膜的狀態(tài)，也能夠?qū)ψ鳛橛嫓y對象的各個薄膜的膜厚基于其反射特性而求出。由此，例如，能夠適用在使用薄膜的光電轉(zhuǎn)換薄膜裝置的制造線上，能夠使膜厚檢查的效率提高。例如，若構(gòu)成反射率調(diào)整層的各薄膜的膜厚變動，則對反射率調(diào)整層所期待的功能(例如，使反射減少、消除顏色不均等)的效果變動。即，膜厚處于合適的范圍，則對反射率調(diào)整層的功能進(jìn)行評價的評價指標(biāo)被收于預(yù)定的范圍內(nèi)。換言之，只要用于對反射率調(diào)整層所期待的功能進(jìn)行評價的參數(shù)進(jìn)入合適的范圍內(nèi)，則能夠視為第1透明薄膜和第2透明薄膜的膜厚的組合處于良好的范圍內(nèi)。從而，在本方式中，作為因第1透明薄膜和第2透明薄膜的至少一方的膜厚變動而受到影響的分光反射光譜的特征量，適用用于對反射率調(diào)整層所期待的各種功能進(jìn)行評價的參數(shù)。在上述薄膜檢查裝置中，優(yōu)選在上述存儲部中保存的特征量特性中包含根據(jù)上述第1透明薄膜的膜厚而反射率變動的波長的反射率或者反射率的最大值。由此，能夠提高第1透明薄膜的膜厚計測精度。在上述薄膜檢查裝置中，優(yōu)選在上述存儲部中保存的特征量特性中包含以下任意一種波長大約900nm以上且大約1200nm以下的最大反射率與最小反射率的差值；波長大約500nm以上且大約900nm以下的平均反射率；波長大約550nm以上且大約700nm以下的最大反射率與最小反射率的差值；和波長大約550nm以上且大約700nm以下的最小反射率。上述特征量是對第1透明薄膜和第2透明薄膜的至少任意一個的膜厚變動特別靈敏度高的特征量。從而，通過使用這種特征量進(jìn)行膜厚計測，能夠使薄膜的膜厚計測精度進(jìn)一步提尚。上述波長大約900nm以上且大約1200nm以下的最大反射率與最小反射率的差值是用于對第2透明薄膜的膜厚進(jìn)行評價的參數(shù)，例如，當(dāng)?shù)?透明薄膜的膜厚比容許膜厚更厚時，顯示差值變大的傾向。波長大約500nm以上且大約900nm以下的平均反射率是相當(dāng)于對反射率調(diào)整層的功能的評價量的參數(shù)。即，反射率調(diào)整層的目的是降低太陽能電池等光電轉(zhuǎn)換薄膜裝置的分光靈敏度的中心波段的反射率，所以通過觀察波長500nm以上900nm以下的平均反射率， 能夠進(jìn)行反射率調(diào)整層的功能評價。該平均反射率越小越優(yōu)選。波長大約550nm以上且大約700nm以下的最大反射率與最小反射率的差值是關(guān)于顏色不均抑制效果的參數(shù)，在該波段的反射率的差值較小的情況下，能夠抑制色相，提高顏色不均抑制效果，進(jìn)而該差值越小，越能夠抑制平均反射率，有助于對發(fā)電效率。波長大約550nm以上且大約700nm以下的最小反射率是關(guān)于發(fā)電效率評價的參數(shù)，最小反射率越小越優(yōu)選。在上述薄膜檢查裝置中，各上述特征量特性使用以第1透明薄膜的膜厚和第2透明薄膜的膜厚作為變量的多項式而表示，上述運算部可以求出以下的(1)式的W為最小時的X的值作為第1透明薄膜的膜厚、y的值作為上述第2透明薄膜的膜厚。數(shù)學(xué)式1
權(quán)利要求
1.一種薄膜檢查裝置，對在透明玻璃基板上依次形成有反射率調(diào)整用的第1透明薄膜和第2透明薄膜以及透明導(dǎo)電膜的被檢查基板，求出該第1透明薄膜和該第2透明薄膜的膜厚，該薄膜檢查裝置的特征在于，包括存儲部，該存儲部保存有至少2個特征量特性，所述2個特征量特性由以下方式得到 從因所述第1透明薄膜和所述第2透明薄膜的至少一方的膜厚變動而受到影響的分光反射光譜的特征量中選擇至少2個特征量，并將所選擇的該特征量中的每一個特征量與所述第 1透明薄膜的膜厚和所述第2透明薄膜的膜厚分別建立關(guān)聯(lián)；對所述被檢查基板從所述透明玻璃基板側(cè)照射白色光的光照射部；接受來自所述被檢查基板的反射光的受光部；和運算部，該運算部從基于由所述受光部接受的反射光的分光反射光譜求出在所述存儲部中保存的各所述特征量的實測值，使用求出的各所述特征量的實測值與在所述存儲部中保存的所述特征量特性，分別求出所述第1透明薄膜和所述第2透明薄膜的膜厚。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜檢查裝置，其特征在于在所述存儲部中保存的特征量特性中包含根據(jù)所述第1透明薄膜的膜厚而反射率發(fā)生變動的波長的反射率或者反射率的最大值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的薄膜檢查裝置，其特征在于在所述存儲部中保存的特征量特性中包含以下任意一種波長大約900nm以上且大約 1200nm以下的最大反射率與最小反射率的差值；波長大約500nm以上且大約900nm以下的平均反射率；波長大約550nm以上且大約700nm以下的最大反射率與最小反射率的差值； 和波長大約550nm以上且大約700nm以下的最小反射率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項所述的薄膜檢查裝置，其特征在于各所述特征量特性使用以第1透明薄膜的膜厚和第2透明薄膜的膜厚作為變量的多項式表不，所述運算部求出在以下的(1)式的W成為最小時的χ的值作為第1透明薄膜的膜厚、 y的值作為所述第2透明薄膜的膜厚，數(shù)學(xué)式1W = i(Zj(x,y)~ Zj)2 (1) 7=1在所述(1)式中，Z^X，y)是在與第j個特征量對應(yīng)的特征量特性中輸入預(yù)定的第1透明薄膜的膜厚χ和第2透明薄膜的膜厚y時的特征量的算出值、Zj是第j個特征量的實測值、η是在所述存儲部中保存的特征量特性的數(shù)目。
5.一種薄膜檢查方法，對在透明玻璃基板上依次形成有反射率調(diào)整用的第1透明薄膜和第2透明薄膜以及透明導(dǎo)電膜的被檢查基板，求出該第1透明薄膜和該第2透明薄膜的膜厚，該薄膜檢查方法的特征在于預(yù)先取得至少2個特征量特性，所述2個特征量特性由以下方式得到從根據(jù)所述第 1透明薄膜和所述第2透明薄膜的膜厚的至少一方而變動的分光反射光譜的特征量中選擇至少2個特征量，并將所選擇的該特征量中的每一個特征量與所述第1透明薄膜的膜厚和所述第2透明薄膜的膜厚分別建立關(guān)聯(lián)，對所述被檢查基板從該透明玻璃基板側(cè)照射白色光，接受來自所述被檢查基板的反射光，從基于受光的反射光的分光反射光譜求出所述特征量的實測值， 使用所取得的各所述特征量的實測值和所述特征量特性，分別求出所述第1透明薄膜和所述第2透明薄膜的膜厚。
全文摘要
薄膜檢查裝置包括存儲部(14)，該存儲部保存有至少2個特征量特性，所述2個特征量特性由以下方式得到從因第1透明薄膜和第2透明薄膜的至少一方的膜厚變動而受到影響的分光反射光譜的特征量中選擇至少2個特征量，并將所選擇的該特征量中的每一個特征量與第1透明薄膜的膜厚和第2透明薄膜的膜厚分別建立關(guān)聯(lián)；對被檢查基板(S)從透明玻璃基板側(cè)照射白色光的光照射部(11)；接受來自被檢查基板(S)的反射光的受光部(12)；和運算部(15)，從基于受光的反射光的分光反射光譜求出在存儲部(14)中保存的各特征量的實測值，使用求出的各特征量的實測值和在存儲部(14)中保存的特征量特性，分別求出第1透明薄膜和第2透明薄膜的膜厚。
文檔編號G01B11/06GK102165281SQ200980138578
公開日2011年8月24日 申請日期2009年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月27日
發(fā)明者中野要治, 坂井智嗣, 小林靖之, 山口賢剛, 高野曉巳 申請人:三菱重工業(yè)株式會社