[发明专利]用于对纹理化单晶硅晶片上的角锥进行光学测量的方法

说明书

本发明涉及一种用于对表面纹理化的单晶硅晶片(1)上的角锥(2)进行光学测量的方法，其中通过使用至少一个光源(4)和至少一个光接收器(5)，在角锥上弯曲的光(7)被接收用于确定角锥的几何特征。在向前方向上散射的光(9)选择性地通过另一光接收器(8)测量并且确定硅晶片的表面通过角锥覆盖的程度。

技术领域

本发明涉及一种用于使用至少一个光源和至少一个光接收器对纹理化单晶硅晶片上的角锥进行光学测量的方法。

背景技术

例如，从专利说明书EP1692458 B1中已知用于测量纹理化表面上的角锥的平均角锥尺寸的光学测量方法。然而，此方法具有仅可以确定平均角锥尺寸的缺点。另外，本发明涉及一种间接方法，其中根据反射光束的强度推断角锥尺寸。此外，由于出现由角锥产生的衍射效应和遮光效应，因此此方法是非线性的且因此供应关于平均角锥尺寸的相对波动而不是绝对量的信息。此外，此方法的不利之处在于，被反射回的信号主要由在角锥表面处的反射造成。

从公开案DE 10 2010 029 133 A1中，已知一种用于衬底上的角锥表面纹理的表征的方法。所述方法包含以下过程步骤：使衬底表面经受激光，具体来说，检测由衬底表面产生的光束的反射样本、通过确定由角锥表面结构的侧缘产生的至少一个引导角锥反射最大值、由角锥表面结构的边缘产生的漫反射带以及由面缺陷产生的缺陷最大值的强度来评估反射样本。

公开案US 2006/0268283 A1描述一种用于通过光学反射样本的定量确定纹理化程度的光学方法。

从DE 10 2010 011 056 A1中，已知一种用于通过在一个或两个面处使用直接反射对表面结构进行定量光学测量的方法。

从H.梅克尔(H.Maeckel)等人的文章“使用光学反射模式的单晶硅纹理的表征(CHARACTERISATION OF MONOCRYSTALLINE SILICONE TEXTURE USING OPTICALREFLECTANCE PATTERNS)”，2008年9月1日至5日西班牙巴伦西亚第23届欧洲光伏太阳能展览会(European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition,EVPUSEC)，第1160至1163页中，已知一种用于使用光学反射样本表征单晶硅晶片纹理的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种方法，通过此方法不仅可以确定平均角锥尺寸，而且还可以确定角锥尺寸的分布展开、平均角锥角度以及硅晶片表面上的表面覆盖度的量值。

基于上文详细说明的方法，根据本发明实现这些和其他目标，其中出于确定角锥的几何特性的目的收集在角锥处衍射的光。根据本发明的用于确定角锥特性和角锥几何结构以及具体来说平均角锥尺寸、经照明的测量点内的角锥尺寸的统计分布展开和/或平均角锥角度的方法因此基于由角锥处的衍射产生的衍射图的评估。为此目的，使用在缝隙处的简单衍射理论。

根据本发明的一个有利实施例，通过光源发出的光的测量点照明晶片表面，并且通过光接收器收集在表面处向前散射的光且根据所检测到的光的量确定角锥的表面覆盖度。因此，除向后衍射的光之外，可能地通过另一光接收器测量和评估向前散射的光。在此，向前散射应被理解为其中晶片表面被用作反射表面的光的方向。如果晶片尚未被纹理化，则在此方向上光的散射量达到最大值。例如，这是太阳能产业中的粗锯晶片。由于在纹理化过程期间具有角锥的晶片的覆盖度增加，因此在此方向上散射的光的量与晶片的覆盖百分比按比例地减少。由于角锥表面和边缘相对于光源和光接收器的几何定向，因此通过角锥覆盖的表面区域几乎不向光接收器供应散射或反射光。因此，当具有角锥的表面存在完整的覆盖度时，没有或几乎没有光在向前方向上反射或散射。换言之，这表示：在镜面反射的方向上反射或散射的光与未通过角锥覆盖的表面的百分比成比例。