試験装置および関連方法
太陽電池または別の電子デバイス用の基板を生産するために工場において使用される試験装置は、実質的に平坦であり、電気的に試験される少なくとも１つの基板（１５０）または別のデバイスをその表面上に直接的にまたは間接的に支持することが可能な支持体（１６）と、複数の試験プローブ（４２）とを備えている。支持体（１６）には、各々が、対応する試験プローブ（４２）を挿入して、基板（１６）の対応する所定の試験領域に接続させることを可能にする複数の貫通孔が設けられている。試験装置は、支持体に付随するまたは関連付けられて、試験領域上に、試験プローブによって作用する押圧動作とは反対方向に、基板（１６）の一面上に減圧による保持作用を及ぼすことができる吸引手段（５０）を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気的制御を実行するために電子デバイス用の製造工場において使用する試験装置および関連方法、またはそのようにして作ったデバイスの試験に関する。
【０００２】
特に、本発明による試験装置は、太陽電池の基板中に作られた１つまたは複数の電気的パターン中の潜在的な欠陥を検査するために、太陽電池の基板またはウエハの電気的制御を実行するために使用される。
【背景技術】
【０００３】
太陽電池の基板またはウエハなどの電子デバイスを試験するための試験装置が、知られており、その装置は前記電子デバイスを生産する工場の生産ラインの最後に通常設置される。ここで、および以降では、具体的な参照が、太陽電池の半導電性材料から作られる基板またはウエハになされるが、本発明による装置を電子カード、ＰＣＢ（プリント回路基板）、等の別の種類の電子デバイスを試験するために使用することができることを除外するものではない。
【０００４】
これらの既知の試験装置は、相互に向かい合って配置された２つのニードルのベッドを備え、これらの間に試験対象の少なくとも１つの基板を設置する。基板には、基板自体の中に作られた電気的パターンに接続された複数の電気的接触領域が基板の両面に設けられる。
【０００５】
ニードルのベッドは、少なくとも、実質的にサンドイッチのようにベッド間に試験対象の基板の挿入を可能にする第１の位置と、ニードルが基板の両面の対応する接触領域と接触できるようにベッドが配置されている第２の位置との間を往復運動可能である。
【０００６】
このようにして、効率的な電気的な試験を可能にするだけでなく、前記接触領域に対応する電圧測定および／または電流測定によって、第２の位置に配置されたニードルのベッドが、基板の両面上に機械的に反対に加わる動作を作用させることを可能にし、試験中に安定かつ安全な位置に基板を保持する。
【０００７】
これらの既知の装置の１つの欠点は、シリコンまたは他の半導体材料から作られた基板またはウエハのケースでは、実質的に緩衝されていない機械的に反対に加わる動作が、基板の壊れやすい構造中に不本意で望まれない破壊またはクラックを決定することがある。
【０００８】
すべての接触領域が基板の一面、例えば、裏面上に配置されている「全裏面接触」型の基板またはウエハも知られている。このケースでは、各ニードルが対応する接触領域と接触するように基板を設置することが可能になるように、試験装置には、基板に対して往復運動可能であるニードルの単一ベッドの配置が設けられる。
【０００９】
この解決策は、試験中に基板の望まれない破壊を回避することを可能にするが、試験中に安定かつ安全な位置に基板を常に保持することが可能ではない。これが、１つまたは複数のニードルを基板の対応する接触領域と安定に接触させないことがあり、それゆえ、実際には欠陥ではないのに基板の試験結果が悪くなる。
【００１０】
本発明の１つの目的は、試験対象の基板またはウエハまたは他の電子デバイスを所望の位置に安定に維持することを可能にし、試験中に基板の望ましくない損傷または破壊を回避する試験装置を作ることである。
【００１１】
本発明のもう１つの目的は、試験対象の基板またはウエハまたは他の電子デバイスを所望の位置に安定に保つことを可能にし、試験中に基板の望ましくない損傷または破壊を回避する、基板または他の電子デバイス用の試験方法を完全なものにすることである。
【００１２】
出願人は、最先端技術の欠点を克服するため、ならびに、これらのおよび他の目的および利点を得るために、本発明を考案し、試験し、具体化した。
【発明の概要】
【００１３】
本発明が、独立請求項において記載され、特徴付けられる一方で、従属請求項が、本発明の他の特徴または主な独創的なアイデアに対する変形例を記載する。
【００１４】
上記の目的によれば、試験装置を、例えば太陽電池または別の電子デバイスの基板用の生産工場において使用することができ、そのようにして作成したデバイスにおける電気的制御または試験を実行することができる。本試験装置は、実質的に平坦であり、電気的試験の対象の少なくとも１つの基板または別のデバイスを直接的にまたは間接的に支持体の表面の１つの上に支持することができる支持体を備える。
【００１５】
支持体は、各々が、装置の対応する電気的試験プローブを挿入して基板の対応する試験領域に接続および／または接触させる複数の貫通孔を備える。
【００１６】
本発明の１つの特徴によれば、試験装置は、支持体に付随し、前記試験領域上に試験プローブによって作用する押圧動作とは反対に加わるように、基板の一面上の減圧による保持作用を及ぼす吸引手段を備える。
【００１７】
このようにして、試験中に所定の位置に１つまたは複数の基板をしっかりと維持し、試験プローブの押圧に対して適正で効果的な反対に加わる動作を可能にし、プローブが接続された基板の同じ面に動作させることが可能である。これは、大きな機械的な応力の発生を防止し、したがって、基板の潜在的な破壊を低減するまたは最小にすることを可能にする。
【００１８】
本発明の変形例によれば、吸引手段が、支持体の各貫通孔と協働するように配置される。これは、プローブにより作用する実際の押圧動作に応じて基板上に作用する保持作用の最適な分布を可能にする。
【００１９】
別の一変形例によれば、各基板が、生産の異なるステップ中に基板の移動および搬送のために使用する支持ネストと動作可能に関連付けられる。支持ネストには、複数の貫通孔が設けられ、各貫通孔は、対応する試験プローブを通過させるために支持体の少なくとも対応する孔と連携することができる。
【００２０】
別の一変形例によれば、各ネストは、支持ネストに対して、つまり支持体に対して、基板を保持することを可能にするために、吸引手段と動作可能に関連付けられる吸引パイプを備える。
【００２１】
本発明は、太陽電池および別の電子デバイスの基板を試験するための方法にも関係する。
【００２２】
本方法は、基板または電気的に試験される別のデバイスが、実質的に平坦であり、複数の試験プローブに属する対応する電気的試験プローブの挿入のために各個が適している複数の貫通孔を備えた支持体上に配置されるステップを備える。
【００２３】
本方法は、試験プローブのうちの少なくともいくつかが、基板の対応する試験領域に接続し、接触するように、対応する貫通孔中に挿入される試験ステップを備える。
【００２４】
本発明の１つの特徴によれば、本方法は、支持体に付随した吸引手段による減圧による保持作用が、前記試験ステップの際に、試験領域上に試験プローブによって作用する押圧動作とは反対に加わるように、基板の一面上に作用する吸引ステップを備える。
【００２５】
本発明のこれらの特徴および他の特徴は、添付した図面を参照して非限定的な例として与えられる実施形態の好ましい形態の下記の説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態により使用される処理システムの模式的等角図である。
【図２】図１に図示したシステムの模式的平面図である。
【図３】本発明による試験装置の斜視図である。
【図４】図３の試験装置の上平面図である。
【図４Ａ】図４の細部の拡大図である。
【図５】図３の側面図である。
【図５Ａ】図５の細部の拡大図である。
【図６】本発明による試験装置の一部の斜視図である。
【図７】図６の詳細部分の上平面図である。
【図８】本発明による装置のニードル支持体部材の斜視図である。
【図９】図７の詳細部分の上方からの拡大図である。
【図１０】図９の詳細部分の変形例の上方からの図である。
【図１１】図１０中のＶＩからＶＩまでの切断部の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
理解を容易にするために、可能である場合には、複数の図に共通な同一の要素を示すために、同一の参照番号を使用している。一実施形態の要素および特徴を、さらに記述がなくとも別の実施形態において利益をもたらすように組み込むことができることが企図される。
【００２８】
添付した図面を参照して、本発明による試験装置１０を、有利には、「裏面接触」型に限らないが、太陽電池用の基板１５０またはウエハを生産するために工場において使用することができ、裏面接触型では、変換した電気的エネルギーの引き出し用のすべての金属接触が、基板１５０の一面上に配置されている。基板１５０は、正方形または長方形の形状の実質的に平坦な構造を有する。
【００２９】
図１は、本発明の実施形態に関連する、基板１５０を処理するためのシステム１００の模式的等角図である。一実施形態では、システム１００は、２つの送入コンベア１１１、アクチュエータアセンブリ１４０、複数の処理ネスト１３１、複数の処理ヘッド１０２、２つの送出コンベア１１２、およびシステムコントローラ１０１を一般に含む。送入コンベア１１１は、各々が、入口コンベア１１３などの入口装置から未処理の基板１５０を受け取り、各未処理の基板１５０が、アクチュエータアセンブリ１４０に連結された処理ネスト１３１へ搬送されるように、並列処理構成に構成される。加えて、送出コンベア１１２は、各々が、処理ネスト１３１から処理済の基板１５０を受け取って、出口コンベア１１４などの基板取り出し装置へ搬送できるように、並列に構成される。
【００３０】
一実施形態では、処理ヘッド１０２を介して基板１５０上に堆積させた材料を硬化させるために、各出口コンベア１１４を、オーブン１９９を通って処理済の基板１５０を移送するように適合させる。
【００３１】
本発明の一実施形態では、システム１００は、スクリーン印刷処理システムであり、処理ヘッド１０２は、基板１５０上に材料のパターン形成した層をスクリーン印刷するように構成されているスクリーン印刷構成要素を含む。別の一実施形態では、システム１００は、インクジェット印刷システムであり、処理ヘッド１０２は、基板１５０上に材料のパターン形成した層を堆積させるように構成されているインクジェット印刷構成要素を含む。
【００３２】
図２は、図１に図示したシステム１００の模式的平面図である。図１および図２は、２つの処理ネスト１３１（位置「１」および「３」にある）を有するシステム１００を図示しており、各処理ネストは、送出コンベア１１２へ処理済の基板１５０を搬送し、かつ送入コンベア１１１から未処理の基板１５０を受け取るために設置される。したがって、システム１００では、基板の動きは、図１および図２に示した経路「Ａ」に一般にしたがう。この構成では、プロセス（例えば、スクリーン印刷、インクジェット印刷、材料除去）をそれぞれの処理ネスト１３１上に載置された未処理の基板１５０上に実行することができるように、別の２つの処理ネスト１３１（位置「２」および「４」にある）のそれぞれを、処理ヘッド１０２の下に設置する。かかる並列処理構成は、最小の処理システムフットプリントで大きな処理能力を可能にする。システム１００が２つの処理ヘッド１０２および４つの処理ネスト１３１を有するように図示されているが、システム１００は、本発明の範囲から逸脱せずに追加の処理ヘッド１０２および／または処理ネスト１３１を備えることができる。
【００３３】
一実施形態では、送入コンベア１１１および送出コンベア１１２は、システムコントローラ１０１と連絡しているアクチュエータ（図示せず）の使用によって、システム１００内の所望の位置に基板１５０を支持し移送するために、少なくとも１つのベルト１１６を含む。図１および図２が２ベルトスタイルの基板搬送システムを一般的に図示しているが、別の種類の搬送機構を、本発明の基本的な範囲から変わることなく同じ基板搬送機能および基板位置決め機能を実行するために使用することができる。
【００３４】
一実施形態では、システム１００は、検査システム２００も含み、検査システムは処理を実行する前および後に基板１５０の位置を定め、検査するように適合している。検査システム２００は、１つまたは複数の検出手段、またはカメラ１２０を含むことができ、これは図１および図２に示したようなローディング位置／アンローディング位置「１」および「３」に設置された基板１５０を検査するように設置される。
【００３５】
検査システム２００は、一般的に、少なくとも１つのカメラ１２０（例えば、ＣＣＤカメラ）、および、位置を定め、検査し、システムコントローラ１０１へ結果を通信することができる他の電子構成要素を含む。一実施形態では、検査システム２００を、送入される基板１５０のある特徴の場所の位置を定め、基板１５０を処理する前に、処理ヘッド１０２の下での基板１５０の正確な位置決めを支援するために基板１５０向きおよび場所の解析のためにシステムコントローラ１０１へ検査結果を通信する。
【００３６】
一実施形態では、検査システム２００は、損傷した基板または誤って処理済の基板を生産ラインから取り除くことができるように、基板１５０を検査する。一実施形態では、処理ネスト１３１の各々は、基板を検査システム２００によってより容易に検査することができるように、処理ネスト上に設置した基板１５０を照明するために、ランプまたは他の類似の光放射装置を包含することができる。
【００３７】
システムコントローラ１０１は、システム１００全体の制御および自動化を容易にし、中央処理ユニット（ＣＰＵ）（図示せず）、メモリ（図示せず）、およびサポート回路（またはＩ／Ｏ）（図示せず）を含むことができる。ＣＰＵを、様々なチャンバプロセスおよびハードウェア（例えば、コンベア、検出器、モータ、流体供給ハードウェア、等）を制御するための工業的設定の際に使用し、システムおよびチャンバプロセス（例えば、基板位置、プロセス時間、検出器信号、等）をモニタするコンピュータプロセッサのいずれかの形式のうちの１つとすることができる。メモリを、ＣＰＵに接続し、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フロッピディスク、ハードディスク、またはその場所のまたは離れた場所の任意の他の形式のディジタル記憶装置などの、容易に利用可能なメモリのうちの１つまたは複数とすることができる。ソフトウェア命令およびデータを、コード化することができ、ＣＰＵに命令するためにメモリ内に記憶することができる。
【００３８】
サポート回路は、従来の方式でプロセッサをサポートするためにＣＰＵにも接続される。サポート回路は、キャッシュ、電源、クロック回路、入力／出力回路、サブシステム、等を含むことができる。システムコントローラ１０１によって読み取り可能なプログラム（またはコンピュータ命令）は、どのタスクが基板上に実行可能であるかを決定する。好ましくは、プログラムは、システムコントローラ１０１によって読み取り可能なソフトウェアであり、それは、少なくとも基板位置情報、様々な制御された構成要素の移動のシーケンス、基板検査システム情報、およびこれらの任意の組み合わせを生成し記憶するためのコードを含む。
【００３９】
一実施形態では、システム１００内で利用される２つの処理ヘッド１０２を、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｉｔａｌｉａ Ｓｒｌから入手可能な従来型のスクリーン印刷ヘッドとすることができ、これは、スクリーン印刷プロセス中に位置「２」または「４」にある処理ネスト１３１上に配置された基板１５０の表面上に所望のパターンに材料を堆積するように適合している。一実施形態では、処理ヘッド１０２は、複数のアクチュエータ、例えば、アクチュエータ１０５（例えば、ステッパモータまたはサーボモータ）を含み、これはシステムコントローラ１０１と通信し、印刷されている基板１５０に対して処理ヘッド１０２内に配置されたスクリーン印刷マスク（図示せず）の位置および／または角度方向を調節するために使用される。一実施形態では、スクリーン印刷マスクは、基板１５０の表面上のパターンおよびスクリーン印刷した材料の場所を決めるために、印刷マスクを貫通して形成された複数の孔、スロット、または他のアパーチャを具備する金属シートまたは金属プレートである。一実施形態では、スクリーン印刷される材料は、導電性インクもしくはペースト、誘電体インクもしくはペースト、ドーパントジェル、エッチジェル、１つもしくは複数のマスク材料、または他の導電性材料もしくは誘電体材料を備えることができる。
【００４０】
一般的には、基板１５０の表面上に堆積すべきスクリーン印刷パターンを、アクチュエータ１０５を使用し、かつ検査システム２００からシステムコントローラ１０１によって受け取られた情報を使用して、スクリーン印刷マスクを正しい向きに置くことによって自動化した方式で基板１５０に対して位置合わせする。一実施形態では、処理ヘッド１０２を、約１２５ｍｍと１５６ｍｍとの間の幅および約７０ｍｍと１５６ｍｍとの間の長さを有する太陽電池基板上に金属含有材料または誘電体含有材料を堆積するように適合させる。
【００４１】
本発明による装置１０は、システム１００内の出口コンベア１１４およびオーブン１９９の下流に一般に配置され、支持体１６（図３、図４、図６）、試験対象の各基板１５０用の支持ネスト１８、基板１５０の電気的な試験用のプローブまたはニードル４２とともに設けられた試験部材２６、支持体１６の内側に分散配置され、ネスト１８中の孔２４に動作可能に接続可能な１つまたは複数の吸引パイプ５０を備える。
【００４２】
各基板を、既知の方法で、例えば、コンベア１１４から支持ネスト１８へおよび支持体１６へ基板を移動させることが可能な自動化した搬送システムによって、出口コンベア１１４から支持ネスト１８へ搬送する。
【００４３】
実質的に平坦な支持体１６は、少なくとも１つのネスト１８を、それゆえ、以降により詳細に説明するように、付随する基板１５０を水平な位置に支持するように適している。支持体１６は、好ましくは、既知の種類の市場において容易に入手可能な、ニッケルの第１の層により、および誘電体塗装膜の第２の層によってカバーされた鉄鋼から作られ、それゆえ、効果的で最適な支持体平面性および支持体１６の十分な電気的絶縁を得ることを可能にする。
【００４４】
以降により詳細に説明するように、支持体１６には、試験部材２６の少なくとも１つの対応するニードル４２の通過を可能にする複数の第１のスルー試験孔２２（図１１）が設けられる。
【００４５】
吸引パイプ５０（図６）には、その端部の一方に吸引スリーブ５１も設けられ、吸引スリーブ５１は、真空発生器または他の適した装置などの、既知の種類の吸引部材（図示せず）に接続される。
【００４６】
やはり実質的に平坦なネスト１８は、規則的な形状、例えば、長方形または正方形を有し、非導電性材料、例えば、プレキシガラスから作られる。ネスト１８には、所定の位置に基板１５０の正確な位置決めを可能にし、試験中に基板の望ましくない水平の移動を妨げるために、ネストの上側表面上の所定の位置に配置された合口ピン２０（図３、図４、および図５）が設けられる。
【００４７】
合口ピン２０の配置は、異なる形式を有する様々な種類の基板１５０の支持ネスト１８上の位置決めを可能にするようなものである。
【００４８】
各支持ネスト１８を、例えば、電気パターンの印刷の１つまたは複数のステップ中のような別の作業ステップ中にも、関連する基板１５０を移動させるためにやはり使用することができる。ネスト１８を、コンベアベルトまたはコンベアなどの既知の種類の移動手段によって、それ自体の基板１５０とともに移動させる。
【００４９】
支持ネスト１８には、複数の第２の試験孔２３（図７、図９、図１０、および図１１）も設けられ、第１の試験孔２２の配置に合わせた所定の位置を貫通し、配置される、すなわち、以降にさらに詳細に説明するように、第１の試験孔２２および第２の試験孔２３の両方を貫通して試験部材２６の少なくとも１つのニードル４２の通過を可能にするように、ネスト１８が支持体１６に設置されているときに、第１の試験孔２２に対して実質的に同心である。
【００５０】
１つまたは複数のニードル４２が、孔２２、２３と完全に位置合わせされていない場合も、または支持体１６の面に完全に垂直ではない傾きを有する場合も、第２の孔２３（図１１）の直径Ｄ２は、対応する試験ニードル４２が容易に挿入できるように、有利には第１の試験孔２２の直径Ｄ１よりも小さい。これは、支持体１６と各ニードル４２とのまたはネスト１８と各ニードル４２との望ましくない接触の可能性をさらに減少させるためのものである。
【００５１】
ネスト１８が支持体１６上に配置されているときに、ネスト１８には、吸引パイプ５０に所定の接続点５２ａのところで動作可能に接続することができる吸引配管５２（図６）も設けられる。
【００５２】
吸引配管５２は、第２の試験孔２３の各々の近くに分散配置されている空気用の吸引路を画定するように、ネスト１８の厚さの内部に展開する。
【００５３】
事実、吸引配管５２には、各第２の孔２３の周りに展開し、その周囲を囲む吸引部分５３（図９）が設けられる。以降により詳細に説明するように、試験中にネスト１８上の基板を保持するために効果的な動作を作用させるように、基板１５０の接触表面上の第２の孔２３の周りに局部的な減圧状態を生成することに適した複数の吸引孔２４（図７、図９、図１０、図１１）によって、各部分５３をネスト１８の上部表面に接続する。
【００５４】
ニードル４２によって作用する局部的な機械的押圧動作とは反対に加わる基板１５０上の減圧による効果的な保持作用を生み出すように、吸引孔２４を、有利には、各部分５３の展開部上で規則的に距離を置いて設置する。
【００５５】
図９に示した第１の形式の実施形態によれば、各部分５３は、四角形の展開部を有し、孔２４を、角に対応させて、辺に沿った中間の位置に配置する。
【００５６】
図１０に示した実施形態のもう１つの形式によれば、部分５３は、孔２４が実質的に等距離で配置される実質的に円形の展開部を有する。
【００５７】
有利には、効果的な保持作用を保証する孔２４の数は、以降により詳細に説明するように、部分５３のサイズ、例えばその直径に、ニードル４２の押圧力に、および作用する保持力／減圧力に関係する。一実施形態では、各部分５３に関係する孔２４の数は、８個である。
【００５８】
吸引孔２４の数を８個よりも多くすることも少なくすることもできる、または複数の吸引孔２４の代わりに、第２の孔２３を少なくとも部分的に周囲を囲むように、１個の吸引開口部を、円形の様式に合わせて作ることができることが、理解される。
【００５９】
試験部材２６（図３、図６および図８）は、例えばプレキシガラスから作られ、支持体１６の下で平行にかつ同じ対等な高さに配置され２本のアーム３０を備える。それぞれの横木３０を支持するように、アーム２８を所定の相互距離に配置する。各横木３０は、複数の電気的試験ニードル４２を支持することに適している。横木３０の数を、試験対象の異なる基板１５０のトポロジおよびサイズに基づいてニードル４２の数に合わせる。
【００６０】
横木３０両端部を、各アーム２８上に作られたスライディングガイド２９に対応させて摺動可能に抑える。これは、試験対象の基板１５０の実際のサイズに一致するニードル４２の所望の位置決めを得るために、一定で所定の相互距離に、または２つ以上の横木３０間で少なくとも部分的に相互に連続的に横木３０を設置することである。
【００６１】
アーム２８は、ニードル４２が孔２２、２３中に挿入されていない低い位置と、孔２２、２３のそれぞれの対に各ニードル４２の挿入を可能にし、それゆえ試験対象の基板１５０のゾーンと接触させるために、横木３０が支持体１６に隣接して配置される高い位置との間で、矢印Ｆの方向にしたがって実質的に垂直方向にも移動可能である（図６）。
【００６２】
アーム２８の移動は、支持体１６に関して横方向に配置された、既知の種類の１対のアクチュエータ３４、例えば、エアシリンダ、電気モータ、等、によって生じる。各アクチュエータには、アームを持ち上げ下降させ、それゆえ所望の高さに横木３０を設置するように、対応するアーム２８と連続する水平なショルダ素子３８と協働することができる垂直に移動可能なピストン３６が設けられる。
【００６３】
図面には示されていない実施形態の一形式では、横木３０を、１枚の平坦な支持体構造によって置き換え、アームに対して構造の反対側の横方向端部の２つに沿って抑える。ニードル４２を、試験対象の基板の異なる種類およびサイズに一致する所定の配置にしたがって平坦な構造上に分散配置させる。
【００６４】
試験ニードル４２は、典型的には金属材料からなり、基板１５０の表面と信頼性の高い接触を実現するように構成されている少なくとも１つの所望の形にした接触点を有する導電性構成部品である。各試験ニードル４２は、基板１５０の所定のゾーンに対応する電圧および電流の両方を測定するように適している。有利には、各ニードル４２には、ある点に一致し、実質的に平行に配置された２つの試験プローブ（本図面には示されず）が設けられ、そのうちの一方が電圧の値を取得するために適しており、他方が基板１５０と接触している接触点を通って流れる電流の値を取得するために適している。
【００６５】
ニードル４２を、同軸の種類のものとすることができ、この場合、第１の外側プローブが電流または電圧を測定するために適しており、第２の内側プローブが電圧または電流を測定するために適しており、外側プローブに対して引っ込めることができることが、理解される。
【００６６】
電圧値および電流値を取得し処理することができ、これらの値が基板１５０の正しい機能のために設けられた範囲内であることを検証することができる処理ユニットに、例えば、システムコントローラ１０１に、またはもう１つのコントローラに、各ニードル４２を既知の方法で電気的に接続する。
【００６７】
これまでに説明してきたような試験装置１０は、次のように機能する。
【００６８】
所定の処理の最後に、例えば、基板１５０がオーブン１９９から出るときに、または太陽電池の生産の最後に、基板１５０を、支持ネスト１８に搬送し、アクチュエータ、例えば、支持体１６を移動させることが可能な磁気リニアモータ２５によって、矢印「Ａ」（図３、図４）によって指示される方向に支持体１６上で支持ネストとともに移送する。第２の孔２３を対応する第１の孔２２と位置合わせするように、および配管５２をパイプ５０と液圧で接続させるように、ネスト１８を支持体１６上に設置する。このステップでは、ネスト１８および基板１５０の容易な位置決めを可能にするために、アーム２８を低い位置に配置する。
【００６９】
引き続いて、対応する対の孔２２、２３の中に各ニードル４２の挿入を可能にし、それゆえ、基板１５０の下側の表面の対応する領域との接触を可能にするように、アーム２８を高い位置へとアクチュエータ３４によって移動させる。
【００７０】
アーム２８の移動と協働して、パイプ５０内、配管５２内、およびそれゆえ対応する部分５３内に減圧を発生させるために、吸引部材を作動させる。これにより、各孔２３の周りに一様かつ通常通りに分散した、各孔２３の周りを囲む吸引孔２４による減圧によって作用する保持作用と、基板１５０の下側、すなわち裏面の表面全体に直接行われる一様な保持作用とが得られる。これは、電気的な試験中に、支持体１６に対して効果的で安全な方法で基板１５０を、それゆえネスト１８を保持することを可能にする。
【００７１】
試験対象の基板１５０の領域と接触して配置された試験ニードル４２によって作用する全体の機械的押圧とは反対に加わるような方法で、保持作用を行う。このようにして、試験中に１つの固定した位置に基板１５０を維持することが可能であり、可能性のある誤った測定を回避する。
【００７２】
その上、減圧の強さを調整することによって、ニードル４２の機械的な押圧動作に応じて、保持作用を調整することも可能であり、したがって、基板１５０の壊れやすい結晶性構造の潜在的な破壊および／またはクラックを最小にすることと可能にする基板１５０上のクッション作用を得ることが可能である。
【００７３】
効果的な保持作用を保証する孔２４の数は、ニードル４２の押圧力および作用する保持力／減圧力に対して、部分５３のサイズ、例えば、その直径に関連する。事実、基板１５０が支持体面に対して孔２４に対応させて抑えられていることを考えると、既知の種類であり図に示されていないニードル４２またはそのバネのうちの１つが基板に作用させる最大の力、および基板を作る材料の最終的な引張応力は、既知と見なされる。［Ｎ／ｍｍ２］の単位で表した最終的な引張応力と許容できる機械的張力との間の比として定義される安全係数を固定することによって、部分５３に沿った孔２４の位置決め直径を計算することが可能である。真空によって、すなわち、配管真空圧および吸引パイプ５０と吸引配管５２との負荷損失の和として得られる真空の最大値によって与えられる保持力が、サポートネスト１８に対して抑えられた基板を保持できないように、ニードル４２によって作用される力が湾曲変形を引き起こすようなものであるはずであるので、前記直径を、注意深く検証しなければならない。このケースでは、孔２４が設置されている部分５３の展開部の外周の直径を縮小させることが必要である。
【００７４】
むしろ、前記直径の値を定めた後で計算を繰り返して、我々は、限界値よりも低過ぎてはならない新たな安全係数を求める、そうでなければ基板１５０またはセルが破壊するはずである。
【００７５】
部分５３の展開部の外周の最小直径Ｄ３も、動的な条件によって決定される。直径が小さい場合、ネスト１８上に配置された基板１５０は、同じ応力を与えると、より小さな変形を局所的に受け、より小さなクッション作用を与える。これによって、各ニードル４２と基板との間の衝突がわずかしか和らげられず、基板を破壊させるおそれが伴う。
【００７６】
これらの考察にしたがって、下記のことが計算される。
− 孔２４の数と部分５３の直径Ｄ３との間の比Ｋ１が０．５ｍｍ−１に等しい、
− 前記直径Ｄ３と孔２４の全面積との間の比Ｋ２が約０．９２ｍｍ−１に等しい。
【００７７】
一実施形態では、孔２４の数は、５個と１０個との間である。
【００７８】
一実施形態では、孔２４の数は、８個である。
【００７９】
基板１５０の試験を、例えば、スクリーン印刷した層の抵抗および／または基板１５０のドープした部分の表面抵抗を測定するために、基板の所定の接触点間の電圧および電流を測定する既知の方法で実行する。
【００８０】
電圧値および電流値の取得／測定の最後に、対応する一対の孔２２、２３から各ニードル４２を引き抜くことを可能にするために、アクチュエータ３４によってアーム２８を低い位置へと移動させる。
【００８１】
アーム２８の移動と協働して、減圧部材が作動を停止し、矢印「Ｕ」によって指示される方向へのネスト１８および基板１５０の引き続く移動、および例えば、後続プロセスに向けて、または欠陥のある基板１５０のケースでは廃棄するための排出ステーションへの基板１５０の搬送を可能にする。
【００８２】
本発明の分野および範囲から逸脱せずに、部分またはステップの変更および／または追加を、これまでに説明したような試験装置１０に行うことができることが、明らかである。
【００８３】
ある特定の例を参照して本発明を説明してきているが、当業者が、特許請求の範囲に記載したような特徴を有し、これゆえ特許請求の範囲によって規定される保護の分野内になるすべてを有する試験装置および関連する試験方法の多くの別の等価な形式を実現することが確かに可能であろうということも明らかである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気的制御を実行するために電子デバイス用の製造工場において使用する試験装置および関連方法、またはそのようにして作ったデバイスの試験に関する。
【０００２】
特に、本発明による試験装置は、太陽電池の基板中に作られた１つまたは複数の電気的パターン中の潜在的な欠陥を検査するために、太陽電池の基板またはウエハの電気的制御を実行するために使用される。
【背景技術】
【０００３】
太陽電池の基板またはウエハなどの電子デバイスを試験するための試験装置が、知られており、その装置は前記電子デバイスを生産する工場の生産ラインの最後に通常設置される。ここで、および以降では、具体的な参照が、太陽電池の半導電性材料から作られる基板またはウエハになされるが、本発明による装置を電子カード、ＰＣＢ（プリント回路基板）、等の別の種類の電子デバイスを試験するために使用することができることを除外するものではない。
【０００４】
これらの既知の試験装置は、相互に向かい合って配置された２つのニードルのベッドを備え、これらの間に試験対象の少なくとも１つの基板を設置する。基板には、基板自体の中に作られた電気的パターンに接続された複数の電気的接触領域が基板の両面に設けられる。
【０００５】
ニードルのベッドは、少なくとも、実質的にサンドイッチのようにベッド間に試験対象の基板の挿入を可能にする第１の位置と、ニードルが基板の両面の対応する接触領域と接触できるようにベッドが配置されている第２の位置との間を往復運動可能である。
【０００６】
このようにして、効率的な電気的な試験を可能にするだけでなく、前記接触領域に対応する電圧測定および／または電流測定によって、第２の位置に配置されたニードルのベッドが、基板の両面上に機械的に反対に加わる動作を作用させることを可能にし、試験中に安定かつ安全な位置に基板を保持する。
【０００７】
これらの既知の装置の１つの欠点は、シリコンまたは他の半導体材料から作られた基板またはウエハのケースでは、実質的に緩衝されていない機械的に反対に加わる動作が、基板の壊れやすい構造中に不本意で望まれない破壊またはクラックを決定することがある。
【０００８】
すべての接触領域が基板の一面、例えば、裏面上に配置されている「全裏面接触」型の基板またはウエハも知られている。このケースでは、各ニードルが対応する接触領域と接触するように基板を設置することが可能になるように、試験装置には、基板に対して往復運動可能であるニードルの単一ベッドの配置が設けられる。
【０００９】
この解決策は、試験中に基板の望まれない破壊を回避することを可能にするが、試験中に安定かつ安全な位置に基板を常に保持することが可能ではない。これが、１つまたは複数のニードルを基板の対応する接触領域と安定に接触させないことがあり、それゆえ、実際には欠陥ではないのに基板の試験結果が悪くなる。
【００１０】
本発明の１つの目的は、試験対象の基板またはウエハまたは他の電子デバイスを所望の位置に安定に維持することを可能にし、試験中に基板の望ましくない損傷または破壊を回避する試験装置を作ることである。
【００１１】
本発明のもう１つの目的は、試験対象の基板またはウエハまたは他の電子デバイスを所望の位置に安定に保つことを可能にし、試験中に基板の望ましくない損傷または破壊を回避する、基板または他の電子デバイス用の試験方法を完全なものにすることである。
【００１２】
出願人は、最先端技術の欠点を克服するため、ならびに、これらのおよび他の目的および利点を得るために、本発明を考案し、試験し、具体化した。
【発明の概要】
【００１３】
本発明が、独立請求項において記載され、特徴付けられる一方で、従属請求項が、本発明の他の特徴または主な独創的なアイデアに対する変形例を記載する。
【００１４】
上記の目的によれば、試験装置を、例えば太陽電池または別の電子デバイスの基板用の生産工場において使用することができ、そのようにして作成したデバイスにおける電気的制御または試験を実行することができる。本試験装置は、実質的に平坦であり、電気的試験の対象の少なくとも１つの基板または別のデバイスを直接的にまたは間接的に支持体の表面の１つの上に支持することができる支持体を備える。
【００１５】
支持体は、各々が、装置の対応する電気的試験プローブを挿入して基板の対応する試験領域に接続および／または接触させる複数の貫通孔を備える。
【００１６】
本発明の１つの特徴によれば、試験装置は、支持体に付随し、前記試験領域上に試験プローブによって作用する押圧動作とは反対に加わるように、基板の一面上の減圧による保持作用を及ぼす吸引手段を備える。
【００１７】
このようにして、試験中に所定の位置に１つまたは複数の基板をしっかりと維持し、試験プローブの押圧に対して適正で効果的な反対に加わる動作を可能にし、プローブが接続された基板の同じ面に動作させることが可能である。これは、大きな機械的な応力の発生を防止し、したがって、基板の潜在的な破壊を低減するまたは最小にすることを可能にする。
【００１８】
本発明の変形例によれば、吸引手段が、支持体の各貫通孔と協働するように配置される。これは、プローブにより作用する実際の押圧動作に応じて基板上に作用する保持作用の最適な分布を可能にする。
【００１９】
別の一変形例によれば、各基板が、生産の異なるステップ中に基板の移動および搬送のために使用する支持ネストと動作可能に関連付けられる。支持ネストには、複数の貫通孔が設けられ、各貫通孔は、対応する試験プローブを通過させるために支持体の少なくとも対応する孔と連携することができる。
【００２０】
別の一変形例によれば、各ネストは、支持ネストに対して、つまり支持体に対して、基板を保持することを可能にするために、吸引手段と動作可能に関連付けられる吸引パイプを備える。
【００２１】
本発明は、太陽電池および別の電子デバイスの基板を試験するための方法にも関係する。
【００２２】
本方法は、基板または電気的に試験される別のデバイスが、実質的に平坦であり、複数の試験プローブに属する対応する電気的試験プローブの挿入のために各個が適している複数の貫通孔を備えた支持体上に配置されるステップを備える。
【００２３】
本方法は、試験プローブのうちの少なくともいくつかが、基板の対応する試験領域に接続し、接触するように、対応する貫通孔中に挿入される試験ステップを備える。
【００２４】
本発明の１つの特徴によれば、本方法は、支持体に付随した吸引手段による減圧による保持作用が、前記試験ステップの際に、試験領域上に試験プローブによって作用する押圧動作とは反対に加わるように、基板の一面上に作用する吸引ステップを備える。
【００２５】
本発明のこれらの特徴および他の特徴は、添付した図面を参照して非限定的な例として与えられる実施形態の好ましい形態の下記の説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態により使用される処理システムの模式的等角図である。
【図２】図１に図示したシステムの模式的平面図である。
【図３】本発明による試験装置の斜視図である。
【図４】図３の試験装置の上平面図である。
【図４Ａ】図４の細部の拡大図である。
【図５】図３の側面図である。
【図５Ａ】図５の細部の拡大図である。
【図６】本発明による試験装置の一部の斜視図である。
【図７】図６の詳細部分の上平面図である。
【図８】本発明による装置のニードル支持体部材の斜視図である。
【図９】図７の詳細部分の上方からの拡大図である。
【図１０】図９の詳細部分の変形例の上方からの図である。
【図１１】図１０中のＶＩからＶＩまでの切断部の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
理解を容易にするために、可能である場合には、複数の図に共通な同一の要素を示すために、同一の参照番号を使用している。一実施形態の要素および特徴を、さらに記述がなくとも別の実施形態において利益をもたらすように組み込むことができることが企図される。
【００２８】
添付した図面を参照して、本発明による試験装置１０を、有利には、「裏面接触」型に限らないが、太陽電池用の基板１５０またはウエハを生産するために工場において使用することができ、裏面接触型では、変換した電気的エネルギーの引き出し用のすべての金属接触が、基板１５０の一面上に配置されている。基板１５０は、正方形または長方形の形状の実質的に平坦な構造を有する。
【００２９】
図１は、本発明の実施形態に関連する、基板１５０を処理するためのシステム１００の模式的等角図である。一実施形態では、システム１００は、２つの送入コンベア１１１、アクチュエータアセンブリ１４０、複数の処理ネスト１３１、複数の処理ヘッド１０２、２つの送出コンベア１１２、およびシステムコントローラ１０１を一般に含む。送入コンベア１１１は、各々が、入口コンベア１１３などの入口装置から未処理の基板１５０を受け取り、各未処理の基板１５０が、アクチュエータアセンブリ１４０に連結された処理ネスト１３１へ搬送されるように、並列処理構成に構成される。加えて、送出コンベア１１２は、各々が、処理ネスト１３１から処理済の基板１５０を受け取って、出口コンベア１１４などの基板取り出し装置へ搬送できるように、並列に構成される。
【００３０】
一実施形態では、処理ヘッド１０２を介して基板１５０上に堆積させた材料を硬化させるために、各出口コンベア１１４を、オーブン１９９を通って処理済の基板１５０を移送するように適合させる。
【００３１】
本発明の一実施形態では、システム１００は、スクリーン印刷処理システムであり、処理ヘッド１０２は、基板１５０上に材料のパターン形成した層をスクリーン印刷するように構成されているスクリーン印刷構成要素を含む。別の一実施形態では、システム１００は、インクジェット印刷システムであり、処理ヘッド１０２は、基板１５０上に材料のパターン形成した層を堆積させるように構成されているインクジェット印刷構成要素を含む。
【００３２】
図２は、図１に図示したシステム１００の模式的平面図である。図１および図２は、２つの処理ネスト１３１（位置「１」および「３」にある）を有するシステム１００を図示しており、各処理ネストは、送出コンベア１１２へ処理済の基板１５０を搬送し、かつ送入コンベア１１１から未処理の基板１５０を受け取るために設置される。したがって、システム１００では、基板の動きは、図１および図２に示した経路「Ａ」に一般にしたがう。この構成では、プロセス（例えば、スクリーン印刷、インクジェット印刷、材料除去）をそれぞれの処理ネスト１３１上に載置された未処理の基板１５０上に実行することができるように、別の２つの処理ネスト１３１（位置「２」および「４」にある）のそれぞれを、処理ヘッド１０２の下に設置する。かかる並列処理構成は、最小の処理システムフットプリントで大きな処理能力を可能にする。システム１００が２つの処理ヘッド１０２および４つの処理ネスト１３１を有するように図示されているが、システム１００は、本発明の範囲から逸脱せずに追加の処理ヘッド１０２および／または処理ネスト１３１を備えることができる。
【００３３】
一実施形態では、送入コンベア１１１および送出コンベア１１２は、システムコントローラ１０１と連絡しているアクチュエータ（図示せず）の使用によって、システム１００内の所望の位置に基板１５０を支持し移送するために、少なくとも１つのベルト１１６を含む。図１および図２が２ベルトスタイルの基板搬送システムを一般的に図示しているが、別の種類の搬送機構を、本発明の基本的な範囲から変わることなく同じ基板搬送機能および基板位置決め機能を実行するために使用することができる。
【００３４】
一実施形態では、システム１００は、検査システム２００も含み、検査システムは処理を実行する前および後に基板１５０の位置を定め、検査するように適合している。検査システム２００は、１つまたは複数の検出手段、またはカメラ１２０を含むことができ、これは図１および図２に示したようなローディング位置／アンローディング位置「１」および「３」に設置された基板１５０を検査するように設置される。
【００３５】
検査システム２００は、一般的に、少なくとも１つのカメラ１２０（例えば、ＣＣＤカメラ）、および、位置を定め、検査し、システムコントローラ１０１へ結果を通信することができる他の電子構成要素を含む。一実施形態では、検査システム２００を、送入される基板１５０のある特徴の場所の位置を定め、基板１５０を処理する前に、処理ヘッド１０２の下での基板１５０の正確な位置決めを支援するために基板１５０向きおよび場所の解析のためにシステムコントローラ１０１へ検査結果を通信する。
【００３６】
一実施形態では、検査システム２００は、損傷した基板または誤って処理済の基板を生産ラインから取り除くことができるように、基板１５０を検査する。一実施形態では、処理ネスト１３１の各々は、基板を検査システム２００によってより容易に検査することができるように、処理ネスト上に設置した基板１５０を照明するために、ランプまたは他の類似の光放射装置を包含することができる。
【００３７】
システムコントローラ１０１は、システム１００全体の制御および自動化を容易にし、中央処理ユニット（ＣＰＵ）（図示せず）、メモリ（図示せず）、およびサポート回路（またはＩ／Ｏ）（図示せず）を含むことができる。ＣＰＵを、様々なチャンバプロセスおよびハードウェア（例えば、コンベア、検出器、モータ、流体供給ハードウェア、等）を制御するための工業的設定の際に使用し、システムおよびチャンバプロセス（例えば、基板位置、プロセス時間、検出器信号、等）をモニタするコンピュータプロセッサのいずれかの形式のうちの１つとすることができる。メモリを、ＣＰＵに接続し、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フロッピディスク、ハードディスク、またはその場所のまたは離れた場所の任意の他の形式のディジタル記憶装置などの、容易に利用可能なメモリのうちの１つまたは複数とすることができる。ソフトウェア命令およびデータを、コード化することができ、ＣＰＵに命令するためにメモリ内に記憶することができる。
【００３８】
サポート回路は、従来の方式でプロセッサをサポートするためにＣＰＵにも接続される。サポート回路は、キャッシュ、電源、クロック回路、入力／出力回路、サブシステム、等を含むことができる。システムコントローラ１０１によって読み取り可能なプログラム（またはコンピュータ命令）は、どのタスクが基板上に実行可能であるかを決定する。好ましくは、プログラムは、システムコントローラ１０１によって読み取り可能なソフトウェアであり、それは、少なくとも基板位置情報、様々な制御された構成要素の移動のシーケンス、基板検査システム情報、およびこれらの任意の組み合わせを生成し記憶するためのコードを含む。
【００３９】
一実施形態では、システム１００内で利用される２つの処理ヘッド１０２を、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｉｔａｌｉａ Ｓｒｌから入手可能な従来型のスクリーン印刷ヘッドとすることができ、これは、スクリーン印刷プロセス中に位置「２」または「４」にある処理ネスト１３１上に配置された基板１５０の表面上に所望のパターンに材料を堆積するように適合している。一実施形態では、処理ヘッド１０２は、複数のアクチュエータ、例えば、アクチュエータ１０５（例えば、ステッパモータまたはサーボモータ）を含み、これはシステムコントローラ１０１と通信し、印刷されている基板１５０に対して処理ヘッド１０２内に配置されたスクリーン印刷マスク（図示せず）の位置および／または角度方向を調節するために使用される。一実施形態では、スクリーン印刷マスクは、基板１５０の表面上のパターンおよびスクリーン印刷した材料の場所を決めるために、印刷マスクを貫通して形成された複数の孔、スロット、または他のアパーチャを具備する金属シートまたは金属プレートである。一実施形態では、スクリーン印刷される材料は、導電性インクもしくはペースト、誘電体インクもしくはペースト、ドーパントジェル、エッチジェル、１つもしくは複数のマスク材料、または他の導電性材料もしくは誘電体材料を備えることができる。
【００４０】
一般的には、基板１５０の表面上に堆積すべきスクリーン印刷パターンを、アクチュエータ１０５を使用し、かつ検査システム２００からシステムコントローラ１０１によって受け取られた情報を使用して、スクリーン印刷マスクを正しい向きに置くことによって自動化した方式で基板１５０に対して位置合わせする。一実施形態では、処理ヘッド１０２を、約１２５ｍｍと１５６ｍｍとの間の幅および約７０ｍｍと１５６ｍｍとの間の長さを有する太陽電池基板上に金属含有材料または誘電体含有材料を堆積するように適合させる。
【００４１】
本発明による装置１０は、システム１００内の出口コンベア１１４およびオーブン１９９の下流に一般に配置され、支持体１６（図３、図４、図６）、試験対象の各基板１５０用の支持ネスト１８、基板１５０の電気的な試験用のプローブまたはニードル４２とともに設けられた試験部材２６、支持体１６の内側に分散配置され、ネスト１８中の孔２４に動作可能に接続可能な１つまたは複数の吸引パイプ５０を備える。
【００４２】
各基板を、既知の方法で、例えば、コンベア１１４から支持ネスト１８へおよび支持体１６へ基板を移動させることが可能な自動化した搬送システムによって、出口コンベア１１４から支持ネスト１８へ搬送する。
【００４３】
実質的に平坦な支持体１６は、少なくとも１つのネスト１８を、それゆえ、以降により詳細に説明するように、付随する基板１５０を水平な位置に支持するように適している。支持体１６は、好ましくは、既知の種類の市場において容易に入手可能な、ニッケルの第１の層により、および誘電体塗装膜の第２の層によってカバーされた鉄鋼から作られ、それゆえ、効果的で最適な支持体平面性および支持体１６の十分な電気的絶縁を得ることを可能にする。
【００４４】
以降により詳細に説明するように、支持体１６には、試験部材２６の少なくとも１つの対応するニードル４２の通過を可能にする複数の第１のスルー試験孔２２（図１１）が設けられる。
【００４５】
吸引パイプ５０（図６）には、その端部の一方に吸引スリーブ５１も設けられ、吸引スリーブ５１は、真空発生器または他の適した装置などの、既知の種類の吸引部材（図示せず）に接続される。
【００４６】
やはり実質的に平坦なネスト１８は、規則的な形状、例えば、長方形または正方形を有し、非導電性材料、例えば、プレキシガラスから作られる。ネスト１８には、所定の位置に基板１５０の正確な位置決めを可能にし、試験中に基板の望ましくない水平の移動を妨げるために、ネストの上側表面上の所定の位置に配置された合口ピン２０（図３、図４、および図５）が設けられる。
【００４７】
合口ピン２０の配置は、異なる形式を有する様々な種類の基板１５０の支持ネスト１８上の位置決めを可能にするようなものである。
【００４８】
各支持ネスト１８を、例えば、電気パターンの印刷の１つまたは複数のステップ中のような別の作業ステップ中にも、関連する基板１５０を移動させるためにやはり使用することができる。ネスト１８を、コンベアベルトまたはコンベアなどの既知の種類の移動手段によって、それ自体の基板１５０とともに移動させる。
【００４９】
支持ネスト１８には、複数の第２の試験孔２３（図７、図９、図１０、および図１１）も設けられ、第１の試験孔２２の配置に合わせた所定の位置を貫通し、配置される、すなわち、以降にさらに詳細に説明するように、第１の試験孔２２および第２の試験孔２３の両方を貫通して試験部材２６の少なくとも１つのニードル４２の通過を可能にするように、ネスト１８が支持体１６に設置されているときに、第１の試験孔２２に対して実質的に同心である。
【００５０】
１つまたは複数のニードル４２が、孔２２、２３と完全に位置合わせされていない場合も、または支持体１６の面に完全に垂直ではない傾きを有する場合も、第２の孔２３（図１１）の直径Ｄ２は、対応する試験ニードル４２が容易に挿入できるように、有利には第１の試験孔２２の直径Ｄ１よりも小さい。これは、支持体１６と各ニードル４２とのまたはネスト１８と各ニードル４２との望ましくない接触の可能性をさらに減少させるためのものである。
【００５１】
ネスト１８が支持体１６上に配置されているときに、ネスト１８には、吸引パイプ５０に所定の接続点５２ａのところで動作可能に接続することができる吸引配管５２（図６）も設けられる。
【００５２】
吸引配管５２は、第２の試験孔２３の各々の近くに分散配置されている空気用の吸引路を画定するように、ネスト１８の厚さの内部に展開する。
【００５３】
事実、吸引配管５２には、各第２の孔２３の周りに展開し、その周囲を囲む吸引部分５３（図９）が設けられる。以降により詳細に説明するように、試験中にネスト１８上の基板を保持するために効果的な動作を作用させるように、基板１５０の接触表面上の第２の孔２３の周りに局部的な減圧状態を生成することに適した複数の吸引孔２４（図７、図９、図１０、図１１）によって、各部分５３をネスト１８の上部表面に接続する。
【００５４】
ニードル４２によって作用する局部的な機械的押圧動作とは反対に加わる基板１５０上の減圧による効果的な保持作用を生み出すように、吸引孔２４を、有利には、各部分５３の展開部上で規則的に距離を置いて設置する。
【００５５】
図９に示した第１の形式の実施形態によれば、各部分５３は、四角形の展開部を有し、孔２４を、角に対応させて、辺に沿った中間の位置に配置する。
【００５６】
図１０に示した実施形態のもう１つの形式によれば、部分５３は、孔２４が実質的に等距離で配置される実質的に円形の展開部を有する。
【００５７】
有利には、効果的な保持作用を保証する孔２４の数は、以降により詳細に説明するように、部分５３のサイズ、例えばその直径に、ニードル４２の押圧力に、および作用する保持力／減圧力に関係する。一実施形態では、各部分５３に関係する孔２４の数は、８個である。
【００５８】
吸引孔２４の数を８個よりも多くすることも少なくすることもできる、または複数の吸引孔２４の代わりに、第２の孔２３を少なくとも部分的に周囲を囲むように、１個の吸引開口部を、円形の様式に合わせて作ることができることが、理解される。
【００５９】
試験部材２６（図３、図６および図８）は、例えばプレキシガラスから作られ、支持体１６の下で平行にかつ同じ対等な高さに配置され２本のアーム３０を備える。それぞれの横木３０を支持するように、アーム２８を所定の相互距離に配置する。各横木３０は、複数の電気的試験ニードル４２を支持することに適している。横木３０の数を、試験対象の異なる基板１５０のトポロジおよびサイズに基づいてニードル４２の数に合わせる。
【００６０】
横木３０両端部を、各アーム２８上に作られたスライディングガイド２９に対応させて摺動可能に抑える。これは、試験対象の基板１５０の実際のサイズに一致するニードル４２の所望の位置決めを得るために、一定で所定の相互距離に、または２つ以上の横木３０間で少なくとも部分的に相互に連続的に横木３０を設置することである。
【００６１】
アーム２８は、ニードル４２が孔２２、２３中に挿入されていない低い位置と、孔２２、２３のそれぞれの対に各ニードル４２の挿入を可能にし、それゆえ試験対象の基板１５０のゾーンと接触させるために、横木３０が支持体１６に隣接して配置される高い位置との間で、矢印Ｆの方向にしたがって実質的に垂直方向にも移動可能である（図６）。
【００６２】
アーム２８の移動は、支持体１６に関して横方向に配置された、既知の種類の１対のアクチュエータ３４、例えば、エアシリンダ、電気モータ、等、によって生じる。各アクチュエータには、アームを持ち上げ下降させ、それゆえ所望の高さに横木３０を設置するように、対応するアーム２８と連続する水平なショルダ素子３８と協働することができる垂直に移動可能なピストン３６が設けられる。
【００６３】
図面には示されていない実施形態の一形式では、横木３０を、１枚の平坦な支持体構造によって置き換え、アームに対して構造の反対側の横方向端部の２つに沿って抑える。ニードル４２を、試験対象の基板の異なる種類およびサイズに一致する所定の配置にしたがって平坦な構造上に分散配置させる。
【００６４】
試験ニードル４２は、典型的には金属材料からなり、基板１５０の表面と信頼性の高い接触を実現するように構成されている少なくとも１つの所望の形にした接触点を有する導電性構成部品である。各試験ニードル４２は、基板１５０の所定のゾーンに対応する電圧および電流の両方を測定するように適している。有利には、各ニードル４２には、ある点に一致し、実質的に平行に配置された２つの試験プローブ（本図面には示されず）が設けられ、そのうちの一方が電圧の値を取得するために適しており、他方が基板１５０と接触している接触点を通って流れる電流の値を取得するために適している。
【００６５】
ニードル４２を、同軸の種類のものとすることができ、この場合、第１の外側プローブが電流または電圧を測定するために適しており、第２の内側プローブが電圧または電流を測定するために適しており、外側プローブに対して引っ込めることができることが、理解される。
【００６６】
電圧値および電流値を取得し処理することができ、これらの値が基板１５０の正しい機能のために設けられた範囲内であることを検証することができる処理ユニットに、例えば、システムコントローラ１０１に、またはもう１つのコントローラに、各ニードル４２を既知の方法で電気的に接続する。
【００６７】
これまでに説明してきたような試験装置１０は、次のように機能する。
【００６８】
所定の処理の最後に、例えば、基板１５０がオーブン１９９から出るときに、または太陽電池の生産の最後に、基板１５０を、支持ネスト１８に搬送し、アクチュエータ、例えば、支持体１６を移動させることが可能な磁気リニアモータ２５によって、矢印「Ａ」（図３、図４）によって指示される方向に支持体１６上で支持ネストとともに移送する。第２の孔２３を対応する第１の孔２２と位置合わせするように、および配管５２をパイプ５０と液圧で接続させるように、ネスト１８を支持体１６上に設置する。このステップでは、ネスト１８および基板１５０の容易な位置決めを可能にするために、アーム２８を低い位置に配置する。
【００６９】
引き続いて、対応する対の孔２２、２３の中に各ニードル４２の挿入を可能にし、それゆえ、基板１５０の下側の表面の対応する領域との接触を可能にするように、アーム２８を高い位置へとアクチュエータ３４によって移動させる。
【００７０】
アーム２８の移動と協働して、パイプ５０内、配管５２内、およびそれゆえ対応する部分５３内に減圧を発生させるために、吸引部材を作動させる。これにより、各孔２３の周りに一様かつ通常通りに分散した、各孔２３の周りを囲む吸引孔２４による減圧によって作用する保持作用と、基板１５０の下側、すなわち裏面の表面全体に直接行われる一様な保持作用とが得られる。これは、電気的な試験中に、支持体１６に対して効果的で安全な方法で基板１５０を、それゆえネスト１８を保持することを可能にする。
【００７１】
試験対象の基板１５０の領域と接触して配置された試験ニードル４２によって作用する全体の機械的押圧とは反対に加わるような方法で、保持作用を行う。このようにして、試験中に１つの固定した位置に基板１５０を維持することが可能であり、可能性のある誤った測定を回避する。
【００７２】
その上、減圧の強さを調整することによって、ニードル４２の機械的な押圧動作に応じて、保持作用を調整することも可能であり、したがって、基板１５０の壊れやすい結晶性構造の潜在的な破壊および／またはクラックを最小にすることと可能にする基板１５０上のクッション作用を得ることが可能である。
【００７３】
効果的な保持作用を保証する孔２４の数は、ニードル４２の押圧力および作用する保持力／減圧力に対して、部分５３のサイズ、例えば、その直径に関連する。事実、基板１５０が支持体面に対して孔２４に対応させて抑えられていることを考えると、既知の種類であり図に示されていないニードル４２またはそのバネのうちの１つが基板に作用させる最大の力、および基板を作る材料の最終的な引張応力は、既知と見なされる。［Ｎ／ｍｍ２］の単位で表した最終的な引張応力と許容できる機械的張力との間の比として定義される安全係数を固定することによって、部分５３に沿った孔２４の位置決め直径を計算することが可能である。真空によって、すなわち、配管真空圧および吸引パイプ５０と吸引配管５２との負荷損失の和として得られる真空の最大値によって与えられる保持力が、サポートネスト１８に対して抑えられた基板を保持できないように、ニードル４２によって作用される力が湾曲変形を引き起こすようなものであるはずであるので、前記直径を、注意深く検証しなければならない。このケースでは、孔２４が設置されている部分５３の展開部の外周の直径を縮小させることが必要である。
【００７４】
むしろ、前記直径の値を定めた後で計算を繰り返して、我々は、限界値よりも低過ぎてはならない新たな安全係数を求める、そうでなければ基板１５０またはセルが破壊するはずである。
【００７５】
部分５３の展開部の外周の最小直径Ｄ３も、動的な条件によって決定される。直径が小さい場合、ネスト１８上に配置された基板１５０は、同じ応力を与えると、より小さな変形を局所的に受け、より小さなクッション作用を与える。これによって、各ニードル４２と基板との間の衝突がわずかしか和らげられず、基板を破壊させるおそれが伴う。
【００７６】
これらの考察にしたがって、下記のことが計算される。
− 孔２４の数と部分５３の直径Ｄ３との間の比Ｋ１が０．５ｍｍ−１に等しい、
− 前記直径Ｄ３と孔２４の全面積との間の比Ｋ２が約０．９２ｍｍ−１に等しい。
【００７７】
一実施形態では、孔２４の数は、５個と１０個との間である。
【００７８】
一実施形態では、孔２４の数は、８個である。
【００７９】
基板１５０の試験を、例えば、スクリーン印刷した層の抵抗および／または基板１５０のドープした部分の表面抵抗を測定するために、基板の所定の接触点間の電圧および電流を測定する既知の方法で実行する。
【００８０】
電圧値および電流値の取得／測定の最後に、対応する一対の孔２２、２３から各ニードル４２を引き抜くことを可能にするために、アクチュエータ３４によってアーム２８を低い位置へと移動させる。
【００８１】
アーム２８の移動と協働して、減圧部材が作動を停止し、矢印「Ｕ」によって指示される方向へのネスト１８および基板１５０の引き続く移動、および例えば、後続プロセスに向けて、または欠陥のある基板１５０のケースでは廃棄するための排出ステーションへの基板１５０の搬送を可能にする。
【００８２】
本発明の分野および範囲から逸脱せずに、部分またはステップの変更および／または追加を、これまでに説明したような試験装置１０に行うことができることが、明らかである。
【００８３】
ある特定の例を参照して本発明を説明してきているが、当業者が、特許請求の範囲に記載したような特徴を有し、これゆえ特許請求の範囲によって規定される保護の分野内になるすべてを有する試験装置および関連する試験方法の多くの別の等価な形式を実現することが確かに可能であろうということも明らかである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池または別の電子デバイス用基板（１５０）を生産するために工場において使用される試験装置であって、
実質的に平坦で、電気的試験の対象の少なくとも１つの基板（１５０）または別のデバイスを表面上に直接的または間接的に支持することができる支持体（１６）と、
試験対象の各基板（１５０）の支持ネスト（１８）と、
複数の試験プローブ（４２）と
を備えており、前記支持体（１６）が、各々が対応する試験プローブ（４２）を挿入して前記基板の対応する所定の試験領域に接続させることができる複数の貫通孔（２２）を備えている試験装置において、
前記試験プローブ（４２）と同じ側から前記支持体（１６）の内部に分散配置されて、吸引配管（５２）を介して前記ネスト（１８）内に設けられた吸引孔（２４）に動作可能に接続することができる吸引手段（５０）であって、前記ネスト（１８）の各々が、前記関係する試験プローブ（４２）を通過させるために、使用に際して、前記支持体（１６）中に設けられた前記試験孔（２２）に位置合わせされる試験孔（２３）を備えており、前記試験領域上に前記試験プローブ（４２）によって作用する押圧動作とは反対に方向に、前記基板（１５０）の一の面上に、減圧による保持作用を、前記吸引配管（５２）および前記ネスト（１８）中の前記吸引孔（２４）を介して作用させる吸引手段（５０）を備えることを特徴とする、試験装置。
【請求項２】
前記吸引手段（５０）が、前記支持体（１６）の各貫通孔（２２）と協働するように配置されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記吸引配管（５２）が、前記試験孔（２３）の各々の近くに分散配置された吸引経路を画定するように前記ネスト（１８）中に展開していることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記吸引配管（５２）には、前記試験孔（２３）の各々の周りに、前記試験孔を少なくとも部分的に囲むように展開する吸引部分が設けられており、各部分が前記吸引孔（２４）によって前記ネスト（１８）の上側表面に接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記吸引部分が四角形であることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記吸引部分が円形であることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
吸引孔（２４）の数が５〜１０個であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
吸引孔（２４）の数が８個であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記吸引孔（２４）が各吸引部分の前記展開部に沿って規則的に距離を置いて設置されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記支持体（１６）が少なくとも部分的に非導電性材料から作られることを特徴とする、請求項１ないし９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
太陽電池または別の電子デバイスの基板（１５０）を試験するための方法であって、
電気的試験の対象の基板（１５０）を支持ネスト（１８）上に配置し、次に前記ネスト（１８）を、実質的に平坦で、複数の試験プローブ（４２）のうちの対応する試験プローブ（４２）を挿入するために各々が適している複数のスルー試験ホール（２２）を備えた支持体（１６）上に配置するステップであって、前記ネスト（１８）の各々が、前記関係する試験プローブ（４２）の通過を可能にするために、使用の際に、前記支持体（１６）中に設けられた前記試験孔（２２）に位置合わせされる試験孔（２３）を備えるステップと、
前記試験プローブ（４２）のうちの少なくともいくつかを、前記対応する試験孔（２２、２３）中に挿入して、前記基板（１５０）の対応する試験領域に接続し、接触させる試験ステップと
を含み、
前記支持体に付随する吸引手段（５０）であって、吸引配管（５２）および前記ネスト（１８）の各々に設けられた吸引孔（２４）を備えた吸引手段（５０）によって、減圧による保持作用を、前記基板の一方の面に、前記試験プローブ（４２）による前記試験領域上への押圧動作とは反対方向に作用させる吸引ステップを備えることを特徴とする、方法。
【請求項１２】
前記吸引手段（５０）を、前記支持体（１６）の各貫通孔（２２）と協働するように配置することを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１】
太陽電池または別の電子デバイス用基板（１５０）を生産するために工場において使用される試験装置であって、
実質的に平坦で、電気的試験の対象の少なくとも１つの基板（１５０）または別のデバイスを表面上に直接的または間接的に支持することができる支持体（１６）と、
試験対象の各基板（１５０）の支持ネスト（１８）と、
複数の試験プローブ（４２）と
を備えており、前記支持体（１６）が、各々が対応する試験プローブ（４２）を挿入して前記基板の対応する所定の試験領域に接続させることができる複数の貫通孔（２２）を備えている試験装置において、
前記試験プローブ（４２）と同じ側から前記支持体（１６）の内部に分散配置されて、吸引配管（５２）を介して前記ネスト（１８）内に設けられた吸引孔（２４）に動作可能に接続することができる吸引手段（５０）であって、前記ネスト（１８）の各々が、前記関係する試験プローブ（４２）を通過させるために、使用に際して、前記支持体（１６）中に設けられた前記試験孔（２２）に位置合わせされる試験孔（２３）を備えており、前記試験領域上に前記試験プローブ（４２）によって作用する押圧動作とは反対に方向に、前記基板（１５０）の一の面上に、減圧による保持作用を、前記吸引配管（５２）および前記ネスト（１８）中の前記吸引孔（２４）を介して作用させる吸引手段（５０）を備えることを特徴とする、試験装置。
【請求項２】
前記吸引手段（５０）が、前記支持体（１６）の各貫通孔（２２）と協働するように配置されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記吸引配管（５２）が、前記試験孔（２３）の各々の近くに分散配置された吸引経路を画定するように前記ネスト（１８）中に展開していることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記吸引配管（５２）には、前記試験孔（２３）の各々の周りに、前記試験孔を少なくとも部分的に囲むように展開する吸引部分が設けられており、各部分が前記吸引孔（２４）によって前記ネスト（１８）の上側表面に接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記吸引部分が四角形であることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記吸引部分が円形であることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
吸引孔（２４）の数が５〜１０個であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
吸引孔（２４）の数が８個であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記吸引孔（２４）が各吸引部分の前記展開部に沿って規則的に距離を置いて設置されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記支持体（１６）が少なくとも部分的に非導電性材料から作られることを特徴とする、請求項１ないし９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
太陽電池または別の電子デバイスの基板（１５０）を試験するための方法であって、
電気的試験の対象の基板（１５０）を支持ネスト（１８）上に配置し、次に前記ネスト（１８）を、実質的に平坦で、複数の試験プローブ（４２）のうちの対応する試験プローブ（４２）を挿入するために各々が適している複数のスルー試験ホール（２２）を備えた支持体（１６）上に配置するステップであって、前記ネスト（１８）の各々が、前記関係する試験プローブ（４２）の通過を可能にするために、使用の際に、前記支持体（１６）中に設けられた前記試験孔（２２）に位置合わせされる試験孔（２３）を備えるステップと、
前記試験プローブ（４２）のうちの少なくともいくつかを、前記対応する試験孔（２２、２３）中に挿入して、前記基板（１５０）の対応する試験領域に接続し、接触させる試験ステップと
を含み、
前記支持体に付随する吸引手段（５０）であって、吸引配管（５２）および前記ネスト（１８）の各々に設けられた吸引孔（２４）を備えた吸引手段（５０）によって、減圧による保持作用を、前記基板の一方の面に、前記試験プローブ（４２）による前記試験領域上への押圧動作とは反対方向に作用させる吸引ステップを備えることを特徴とする、方法。
【請求項１２】
前記吸引手段（５０）を、前記支持体（１６）の各貫通孔（２２）と協働するように配置することを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４−４Ａ】
【図５−５Ａ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４−４Ａ】
【図５−５Ａ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公表番号】特表２０１３−５０４０５０（Ｐ２０１３−５０４０５０Ａ）
【公表日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５２７３１０（Ｐ２０１２−５２７３１０）
【出願日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０６２８３１
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０２６８７５
【国際公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（３９００４０６６０）アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド (1,346)
【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０６２８３１
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０２６８７５
【国際公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（３９００４０６６０）アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド (1,346)
【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
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