DE102009010837A1

DE102009010837A1 - Verfahren zur Inspektion von Wafern für Solarzellen auf Sägerillen

Info

Publication number: DE102009010837A1
Application number: DE200910010837
Authority: DE
Inventors: Christoph Dr. Czeranowsky; Michael Dr. Fuss
Original assignee: Basler AG
Current assignee: SEMILAB SEMICONDUCTOR PHYSICS LABORATORY CO.LT, HU
Priority date: 2009-02-28
Filing date: 2009-02-28
Publication date: 2010-09-02

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zur Inspektion von Wafern für Solarzellen auf das Vorhandensein von Sägerillen bei dem mittels einer Laserlichtquelle und einer Optik eine Lichtlinie auf einen oder mehrere zu inspizierende Wafer projiziert wird, wobei der Wafer auf einer Transportvorrichtung unterhalb einer Flächenkamera, deren Aufnahmeoptik auf die zu inspizierende Wafer-Seite ausgerichtet ist, transportiert wird, wobei die Lichtlinie von der Optik relativ zu der durch den Wafer definierten Ebene unter einem flachen Winkel erfolgt, wobei die Inspektion während eines kontinuierlichen Transports des Wafers erfolgt, wobei der wenigstens eine Wafer so auf der Transportvorrichtung angeordnet ist, dass vorhandene Sägespuren im Wesentlichen rechtwinklig zur Transportrichtung ausgerichtet sind, wobei nur ein Teilbereich des wenigstens einen Wafers inspiziert wird, indem mit der Flächenkamera Bilder des Teilbereichs aufgenommen werden, und wobei die Auswertung jeweils nur auf Basis eines einzelnen Bildes der Flächenkamera, insbesondere bei sehr kurzen Belichtungszeiten erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Wafer für Solarzellen weisen mitunter herstellungsbedingt Sägerillen und Sägestufen auf. Sägerillen und Sägestufen entstehen mitunter beim Sägevorgang, während die Wafer aus einem massiven Block gesägt werden. Als Wafer wird in der Halbleiter-, Photovoltaikindustrie und Mikromechanik kreisrunde oder quadratische, etwa 1 mm dicke Scheibe bezeichnet, die als Träger (Substrat) dienen, auf dem elektronische Bauelemente, integrierte Schaltkreise, mikromechanische Bauelemente oder photoelektrische Beschichtungen hergestellt werden können. Hergestellt werden die monokristallinen oder polykristallinen Wafer nach verschiedenen bekannten Verfahren, die im Wesentlichen mehr oder weniger zylinderförmige oder quadratische Ein- oder Polykristalle liefern, die quer zu ihrer Längsachse in Scheiben, die sogenannten Wafer, zersägt werden.
Beim Zersägen hervorgerufenen Sägespuren, wie Sägerillen und Sägestufen, werden als ein Mangel erachtet, weshalb Wafer, welche derartige Defekte ab einer gewissen Tiefe aufweisen, aussortiert und nicht in Solarmodule eingebaut. In diesem Zusammenhang sei auf die deutsche Vornorm DIN V VDE V 0126-18-2-4 mit dem Titel „Messung der geometrischen Dimensionen von Siliciumscheiben – Rillen und Stufen” verwiesen, in der die Problematik zusammengefasst und Messparameter festlegt werden.
Im Stand der Technik sind verschiedene lichtoptische Verfahren bekannt, um räumliche Vermessungen vorzunehmen. Es ist ein Verfahren bekannt, um Objekte in Bewegung zu vermessen. Dabei wird entweder eine Laserlichtlinie oder ein Laserpunkt auf das Objekt projiziert. Das Objekt wird auf einem Fließband unterhalb der Kamera transportiert. Wird eine Linie projiziert, so ist deren Ausrichtung (y-Achse) stets senkrecht zur Transportrichtung (x-Achse). Die Bildaufnahme erfolgt üblicherweise mit einer Zeilenkamera. Durch den Bandtransport erfolgt eine Relativbewegung zwischen der Projektion des Lichtpunktes und der Kamera. Die durch die unterschiedliche Höhen des Objektes (z-Achse) bedingte Verschiebung der projizierten Linie im Kamerabild wird mit den Methoden der Photogrammetrie in räumliche Koordinaten umgerechnet. Bekannt ist das Verfahren beispielsweise aus der US 2005/111009 (A1) mit dem Titel Laser Triangulation System.
Es ist ferner an anderes Verfahren bekannt, bei dem kein Laser zum Einsatz kommt, sondern eine oder mehrere Weislichtquellen genutzt werden. Dieses Verfahren wird bereits zur Detektion von Sägeartefakten auf Wafer genutzt. Auch dieses Verfahren funktioniert nach dem sogenannten Lichtschnitt-Verfahren. Es handelt sich ebenfalls um ein Verfahren, der optischen 3D-Messtechnik. Die mathematische Grundlage dazu liefert ebenfalls die Triangulation. Dabei wird das Höhenprofil eines Wafers anhand einer projizierten Weislichtlinie vermessen. Bei diesem Verfahren wird eine schmale Lichtlinie auf den Wafer projiziert. Der Wafer befindet sich während der Vermessung allerdings in Ruhe, er wird also nicht bewegt. Das Bild der Lichtlinie wird mit einer Kamera oder einer Vielzahl von Kameras erfasst. Das Bild der Kamera wird einer digitalen Bildverarbeitung zugeführt. Mithilfe bekannter Algorithmen werden Unebenheiten der Oberfläche rechnerisch aus dem Bild ermittelt.
Bezug nehmend auf 1 sei das vorstehend beschriebene Verfahren kurz dargestellt. Die Transportrichtung ist mit x gekennzeichnet. Die Ebene, in welcher der Wafer liegt, spannen gemeinsam die y-Achse und die y-Achse auf. Ein Wafer 12 wird auf einem Band 11 in Richtung x transportiert. Während der Aufnahme wird das Band 11 angehalten. Mittels einer oder mehrerer Weislichtquellen 9 wird der Wafer beleuchtet. Eine Anordnung aus mehreren Kameras 10 nimmt Bilder von dem Wafer auf. Mittels einer zweiten Anordnung von Kameras 10 werden weitere Bilder von dem Wafer angefertigt. Aus den ersten und den zweiten Aufnahmen wird durch Differenzbildung ein Hintergrundbild rechnerisch subtrahiert.
Das herkömmliche Lichtschnittverfahren, bei dem eine Laserlinie senkrecht zur Transportrichtung projiziert wird, kann zwar im Prinzip bewegte Objekte vermessen. Jede Vibration wird aber als Höhenänderung der Objektoberfläche interpretiert. Da Sägespuren schon ab einer Tiefe von wenigen Mikrometer bereits zum Aussortieren der Wafer führen, wären extrem hohe Anforderungen an das Transportband zu stellen, um mit dieser Methode während des Transportes derart geringe Höhenunterschiede zuverlässig messen zu können, insbesondere muss sichergestellt sein, dass während des Transportes keine Vibrationen auftreten und der Wafer keine Bewegung in der zum Transportband senkrechten Richtung (z-Achse) die größer als ein Mikrometer ist. Dies ist in der Praxis mit einem angemessenen Aufwand nicht lösbar. Daher wird die bekannte Lasertriangulation nicht zur Bestimmung von Sägeartefakten bei Wafern für Solarzellen eingesetzt.
Das oben erwähnte System mit Verwendung einer Weißlichtquelle, bei dem eine Lichtlinie parallel zur Transportrichtung des Bandes projiziert wird, macht es aufgrund der im Vergleich zu einem Laser relativ schwachen Beleuchtung erforderlich, für den Zeitpunkt der Kamera-Aufnahme, das Band anzuhalten. Anderenfalls würde es zu Belichtungsartefakten kommen. Das Anhalten des Bandes ist nachteilig für den Ablauf des Produktionsprozesses, da der Transport unterbrochen werden muss. Ferner erfordert das Weislichtverfahren, dass zwei Aufnahmen gemacht werden, um aus den beiden Bildern durch Differenzbildung der Hintergrund, der auf Wafern außerordentlich auffällig ist, abzuziehen. Nachteilig ist, dass zwei Aufnahmen gemacht werden und rechnerisch ein Differenzbild erstellt wird. Diese Aufgaben benötigen zusätzliche Kameras sowie Zeit. Beides erhöht die Kosten der Inspektion. Weiterhin nachteilig ist, dass in der Praxis zahlreiche Kameras verwendet werden. Eine erste Gruppe von Kameras macht eine erste Aufnahmeserie und eine zweite Gruppe von Kameras macht eine zweite Serie von Aufnahmen. Der apparative Aufwand ist hoch.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Inspektion von Wafern für Solarzellen zur Verfügung zu stellen, womit die Vermessung der Tiefe und Breite von Sägerillen und Sägestufen ermöglicht wird und bei einer Höhenauflösung von ungefähr 1 μm und einer Ortsauflösung von ungefähr 10 μm unempfindlich sind gegen Vibrationen, die bei dem Transport der zu inspizierenden Wafer unweigerlich auftreten, sodass die Messung ohne eine Unterbrechung des Transportes möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruch 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruch 18 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen sind in den jeweils abhängigen Unteransprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist unempfindlich gegen Vibrationen des Wafers. Dadurch ermöglicht es, den Wafer während des Transportes inspizieren zu können, ohne den Transport anzuhalten. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass das erfindungsgemäße Verfahren schneller ist, als eingangs beschriebene Verfahren. Weiterhin vorteilhaft ist es, dass ein kontinuierlicher Betrieb gewählt werden kann, wodurch die Prozessabläufe einfacher werden. Ferner stellt das erfindungsgemäße Verfahren durch die Verwendung einer Laserlichtquelle mehr Licht zur Verfügung, als eine Weißlichtquelle. Dies ermöglicht erheblich kürzer Belichtungszeiten, wodurch Bewegungsartefakte vermieden werden.
Ein erstes Ausführungsbeispiel umfasst ein Transportband als Transportvorrichtung auf dem ein oder mehrere Wafer in Transportrichtung transportiert werden. Das Transportband erstreckt sich in der Breite in eine Richtung quer zur Transportrichtung. Oberhalb des Transportbandes befindet sich eine elektronische, insbesondere digitale, Flächenkamera. Eine Flächenkamera ist eine Kamera, deren Sensor Zeilen und Reihen aufweist. Die Beleuchtung erfolgt mittels einer Projektionseinrichtung, die einen Laser und eine Optik aufweist. Das Licht des Lasers wird mittels der Optik in Form einer Linie, also einer Lichtlinie oder Laserlinie auf den wenigstens einen Wafer projiziert. Die Laserlinie kann sowohl in der Wafermitte oder am Rand des Wafers projiziert werden. Die Ausrichtung der Laserlinie erfolgt vorteilhaft in Transportrichtung des wenigstens einen Wafers. Die Ausrichtung der projizierten Lichtlinie ist also gegenüber der aus dem Stand der Technik üblichen Ausrichtung um 90° gedreht. Dies hat zur Folge, dass nicht die gesamte Breite eines Wafers inspiziert wird, sondern nur eine Spur, die der Breite der projizierten Lichtlinie entspricht.
Die Lichtlinie wird in bevorzugten Ausführungen unter einem flachen Winkel von 2° bis 12°, insbesondere von ungefähr 6°, auf den wenigstens einen Wafer projiziert. Dies hat zur Folge, dass die Höhenauflösung circa zehnmal größer ist, als die laterale Auflösung der Kamera ist, weil durch den flachen Winkel eine geringe Höhenänderung eine starke Verschiebung der Lichtlinie bewirkt.
Die Lichtlinie kann so breit eingestellt werden, dass ihre Intensität im Sichtbereich der Kamera nicht mehr als 50% (idealerweise nicht mehr als 20%) abnimmt. Die Intensität der Laserlinie wird bevorzugt so gewählt, dass die Kamera bei einer Belichtungszeit von unter 100 μs noch ausreichend belichtet ist. Für die Laserleistung hat sich herausgestellt, dass es von Vorteil ist, wenn die Leistung oberhalb von 1 mW, besser oberhalb von 5 mW liegt. Es wurde auch gefunden, dass die Emissionswellenlänge des Lasers nicht entscheidend ist, solange das Licht von der Flächenkamera detektiert werden kann. Ein roter Laser ist am kostengünstigsten.
Kamera und Objektiv werden bevorzugt so gewählt, dass die laterale Auflösung im Bereich von circa 10 μm pro Pixel liegt. Die Bildfolge der Kamera oder die Transportgeschwindigkeit der Transportvorrichtung wird bevorzugt so gewählt, dass ein Wafer zwischen zwei Bildaufnahmen maximal um den Sichtbereich der Kamera weiterbewegt wird. Für die spätere Auswertung ist ein Überlapp der Bilder von etwa 10% zudem hilfreich. Idealerweise wird die Belichtungszeit so kurz gewählt, dass sich ein Wafer während der Belichtung um max. 2 Pixel bewegt. Beispielsweise sind dies bei einer Translationsgeschwindigkeit von 200 mm/s etwa 100 μs. Der Gain der Kamera wird bevorzugt möglichst niedrig eingestellt, um Bildrauschen zu vermeiden.
In bevorzugten Ausführungen wird die Breite des Kamerasichtbereiches so gewählt, dass die Lichtlinie das Bild der Kamera nicht verlässt, auch wenn der Wafer sich um 200 μm nach oben oder unten bewegt. Folglich sollte bei 1 μm Höhenauflösung die Breite des Kamerabildes mind. 400 Pixel betragen.
Eine Koordinate, beispielsweise die x-Koordinate, des Kamerabildes, d. h. des Kamerasensors, kann senkrecht oder parallel zur Lichtlinie liegen. Erfindungsgemäß erfolgt die Auswertung, ob eine Sägerille oder eine Sägestufe, vorliegt aus je einem einzelnen Bild (auch Frame genannt), also innerhalb einer Einzelbildaufnahme. Da die Belichtungszeit kurz gewählt ist, entsteht eine Momentaufnahme. Eventuell auftretenden Vibrationen des Transportbandes oder andere Bewegungen des Wafers, in jede beliebige Raumrichtung, spielen innerhalb eines Frame keine Rolle.
In einer vorteilhaften Weiterbildung werden gleichzeitig die Ober- und Unterseite des Wafers vermessen, sodass aus diesen beiden Messungen die Dicke des Wafers bestimmt werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung werden mehrere parallele Laserlinien auf den wenigstens einen Wafer projiziert und von einer oder von mehreren Kameras aufgenommen. Dies ermöglicht eine Reduzierung der Messungenauigkeit durch Mittelung der Messergebnisse.
Sägerillen kommen in unterschiedlichen Formen vor. Die deutsche Vornorm DIN V VDE V 0126-18-2-4 unterscheidet beispielsweise zwischen Sägerillen als Vertiefungen und Sägestufen in Kantenform. Das erfindungsgemäße Verfahren ist geeignet, alle Formen der Sägeartefakte zu detektieren. Gemeinsam ist allen Sägeartefakten, dass sie sich über die gesamte Breite der Wafer erstrecken. Dies macht es überfüßig die gesamte Fläche eines Wafers auf Sägerillen zu untersuchen. Für industrielle Zwecke ist es vollkommen ausreichend, eine sehr schmale Spur eines Wafer zu vermessen und zwar senkrecht zu der Orientierung, in der Sägerillen vorkommen können.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren weiter erläutert, welche den Stand der Technik und einige bevorzugte Ausführungsformen schematisch darstellen. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung des Standes der Technik, wobei eine Weislichtquelle und zahlreiche Kameras verwendet werden,
2 eine schematische Darstellung eines typischen Wafer, wie er zur Herstellung von Solarmodulen eingesetzt wird,
3 eine schematische Darstellung von Sägerillen und Sägestufen in bzw. auf Wafern, wobei die Ansicht einen Querschnitt durch den Wafer darstellt,
4 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung, wobei eine Laserlichtquelle zur Beleuchtung verwendet wird und nur eine Kamera zum Einsatz kommt,
5 eine schematische Darstellung des Kamerasensors, wobei die dunkle Linie die Abbildung die auf den Wafer projizierte Laserlichtlinie auf dem Sensor repräsentiert, wobei sowohl eine Sägerille als auch eine Sägestufe gegeben sind,
In 2 ist ein Wafer 1 dargestellt. Es sind zwei Sägerillen 2, 3 unterschiedlicher Breite dargestellt. Ein wesentliches Merkmal der Sägerillen ist ihre Erstreckung über die gesamte Breite der Wafer. Das unregelmäßige Muster auf dem Wafer symbolisiert die Korngrenzen 4, die für polykristalline Silizum-Wafer charakteristisch sind.
In 3 ist ein schematischer Querschnitt 6 durch einen Wafer dargestellt, wobei sowohl eine Sägerille 7 in Rillenform als auch eine Sägestufe 8 in Stufenform abgebildet sind.
4 veranschaulicht eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt. In der Figur ist die Transportrichtung mit x gekennzeichnet. Die Ebene, in welcher der Wafer liegt, spannen gemeinsam die x-Achse und die y-Achse auf. Die Achse, in der sich die Sägerrillen und Sägestufen erstrecken, ist in den Figuren als y-Achse bezeichnet. Vibrationen, wie sie beim Transport auf einem Band unweigerlich auftreten, erstrecken sich in der z-Achse.
Ein Wafer 12 wird in Richtung x auf einem Band 11 transportiert. Die Beleuchtung erfolgt mittels eines Laser 13 unter einem flachen Winkel α gegenüber der Wafer-Oberfläche von circa 6°. Das Laserlicht wird mittels einer Optik als Linie, d. h. Lichtlinie oder Laserlinie 14, auf den Wafer 12 projiziert. Die Abbildung der Laserlinie 14 auf dem Wafer 12 wird im dargestellten Beispiel mithilfe einer einzelnen Flächenkamera 15 aufgenommen. Die Aufnahme erfolgt bei kurzer Belichtungszeit während des Transports des Wafers 12. Eine Bildverarbeitung (nicht dargestellt) erfolgt mittels einer Auswerteeinrichtung, entweder direkt in der Kamera 15 oder mithilfe eines separaten Computers.
5 eine schematische Darstellung des Flächensensors 17 der Kamera 10 der 4. Der dunkle Streifen repräsentiert die Abbildung der Laserlinie 16 auf dem Flächensensor 17. Eine Sägerille bewirkt einen seitlichen Versatz 18 in der Abbildung der Laserlinie 16 auf dem Sensor. Eine Sägestufe hingegen bewirkt einen Versatz 19 in die entgegengesetzte Richtung der Abbildung der Laserlinie 16 auf dem Sensor.
Die Auswertung der aufgenommenen Bilder ist wie folgt: Die Laserlinie 16 wird parallel zur x- oder y-Achse auf den Flächensensor 17 abgebildet. Der Einfachheit halber sei im Folgenden eine Abbildung parallel zur x-Achse des Sensors angenommen. Beim Auftreten einer Sägerille oder Sägestufen trifft das Laserlicht den Wafer im Bild des Sensors durch den flachen Einfallswinkel weiter oben bzw. weiter unten. Dies zeigt sich im Bild auf dem Sensor durch eine Verschiebung der Laserlinie in y-Richtung. Die auftretende Verschiebung der Laserlinie ist dabei proportional zur Tiefe der Sägerille.
Für jede Spalte des Sensors, d. h. im Beispiel der 5 für jede x-Position, wird mathematisch der Schwerpunkt der Laserlinie, also ihre y-Position, bestimmt. Man erhält so einen xy-Grafen, dessen x-Achse die Position auf dem Wafer angibt und dessen y-Achse das Höhenprofil der Wafer-Oberfläche darstellt. In diesem Höhenprofil kann nun nach Sägerillen und Sägestufen gesucht werden. Dazu wird, wie in der oben genannten Vornorm DIN V VDE V 0126-18-2-4 beschrieben, ein Auswertefenster in x-Richtung über den xy-Grafen geschoben und innerhalb dieses Fensters der höchste und tiefste Punkt gesucht. Die Höhendifferenz der beiden Punkte ist die Höhe der Sägestufe bzw. Sägerille. Das Auswertefenster wird Pixelweise in x-Richtung verschoben und so die größte Rille bzw. Stufe im Bild bestimmt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 2005/111009 (A1) [0004]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- Vornorm DIN V VDE V 0126-18-2-4 [0003]
- Vornorm DIN V VDE V 0126-18-2-4 [0020]
- Vornorm DIN V VDE V 0126-18-2-4 [0033]

Claims

Verfahren zur Inspektion von Wafern für Solarzellen auf das Vorhandensein von Sägerillen bei dem mittels einer Laserlichtquelle und einer Optik eine Lichtlinie auf wenigstens einen zu inspizierende Wafer projiziert wird, wobei der Wafer auf einer Transportvorrichtung unterhalb einer Flächenkamera, deren Aufnahmeoptik auf die zu inspizierende Wafer-Seite ausgerichtet ist, transportiert wird, wobei die Lichtlinie von der Optik relativ zu der durch den Wafer definierten Ebene unter einem flachen Winkel, insbesondere einem Winkel von 2° bis 12°, erfolgt, wobei die Inspektion während eines kontinuierlichen Transports des Wafers erfolgt, wobei der wenigstens eine Wafer so auf der Transportvorrichtung angeordnet ist, dass vorhandene Sägespuren im Wesentlichen rechtwinklig zur Transportrichtung ausgerichtet sind, wobei nur ein Teilbereich des wenigstens einen Wafers inspiziert wird, indem mit der Flächenkamera Bilder des Teilbereichs aufgenommen werden, und wobei die Auswertung jeweils nur auf Basis eines einzelnen Bildes der Flächenkamera, insbesondere bei sehr kurzen Belichtungszeiten bis maximal 100 μs, erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Lichtlinie in der Wafer-Mitte oder am Rand des Wafers projiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Lichtlinie in Transportrichtung des wenigstens einen Wafers ausgerichtet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lichtlinie unter einem flachen Winkel von etwa 6° auf den Wafer projiziert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lichtlinie so breit eingestellt ist, dass die Intensität der Lichtlinie im Sichtbereich der Flächenkamera nicht mehr als 50%, insbesondere nicht mehr als 20%, abnimmt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Intensität der Lichtlinie so eingestellt ist, dass die Flächenkamera bei einer Belichtungszeit von unter 100 μs noch ausreichend belichtet wird, wobei die Leistung der Laserlichtquelle bevorzugt 1 mW, besonders bevorzugt über 5 mW ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Laserlichtquelle ein Laser mit rotem Licht ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Flächenkamera und Objektiv so gewählt sind, dass die laterale Auflösung der Flächenkamera circa 10 μm pro Pixel beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bildfolge der Kamera und/oder die Transportgeschwindigkeit der Transportvorrichtung so aufeinander abgestimmt sind, dass der wenigstens eine Wafer zwischen zwei Bildaufnahmen maximal um den Sichtbereich der Flächenkamera weiterbewegt wird, bevorzugt sind die Bildfolge der Kamera und/oder die Transportgeschwindigkeit der Transportvorrichtung so aufeinander abgestimmt, dass eine vorbestimmte Überlappung zweier aufeinanderfolgender Bilder, insbesondere von 10%, vorhanden ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Belichtungszeit der Flächenkamera so gewählt ist, dass sich der wenigstens eine Wafer während einer Belichtung um eine vorbestimmte maximale Pixelzahl, insbesondere von maximal 2 Pixel, bewegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Breite des Sichtbereiches der Flächenkamera so gewählt ist, dass die Lichtlinie innerhalb eines aufgenommenes Bild liegt, wenn der wenigstens eine Wafer sich auf der Transportvorrichtung in einem vorbestimmten Bereich, insbesondere von 200 μm, nach oben oder unten bewegt, insbesondere für eine Höhenauflösung von 1 μm ist das Kamerabild mind. 400 Pixel breit.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Koordinate des Kamerabildes, insbesondere des Kamerasensors, senkrecht oder parallel zur Lichtlinie ausgerichtet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auswertung, ob eine Sägespur vorliegt, aus je einem einzelnen mit der Flächenkamera aufgenommenen Bild, insbesondere innerhalb einer Einzelbildaufnahme, erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei gleichzeitig die Ober- und die Unterseite des wenigstens einen Wafers inspiziert werden.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei zusätzlich anhand der Inspektion der Ober- und die Unterseite des wenigstens einen Wafers die Dicke des Wafers bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehreren parallele Lichtlinien auf den wenigstens einen Wafer projiziert, von einer oder mehreren Flächenkameras aufgenommen werden, und insbesondere die Messungenauigkeit durch Mittelung der Messergebnisse reduziert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Sägerille eine Rillenform und/oder Stufenform aufweist.
Vorrichtung zur Inspektion von Wafern für Solarzellen auf das Vorhandensein von Sägerillen zur Durchführung eines Inspektionsverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Vorrichtung aufweist: wenigstens eine Projektionseinrichtung mit einer Laserlichtquelle und einer Optik, die eingerichtet ist, eine Lichtlinie auf wenigstens einen zu inspizierenden Wafer zu projizieren, wenigstens eine Flächenkamera, die zur Inspektion eines Teilbereichs des wenigstens einen Wafers eingerichtet ist, um Bilder des Teilbereichs aufzunehmen, und eine Transportvorrichtung zum kontinuierlichen Transport des wenigstens einen Wafers unterhalb der wenigstens einen Flächenkamera, deren Aufnahmeoptik auf die zu inspizierende Wafer-Seite ausgerichtet ist, transportiert wird, wobei die Projektionseinrichtung eingerichtet ist, die Lichtlinie relativ zur durch den wenigstens einen Wafer definierten Ebene unter einem flachen Winkel, insbesondere einem Winkel von 2° bis 12°, auf den wenigstens einen Wafer zu projizieren.
Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Vorrichtung weiter mit einer Auswerteeinrichtung der Bilder der Flächenkamera kommuniziert, und die Auswerteeinrichtung eingerichtet ist, für eine Feststellung, ob eine Sägespur vorliegt, je ein einzelnes mit der Flächenkamera aufgenommenes Bild, insbesondere innerhalb einer Einzelbildaufnahme, auszuwerten.
Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, wobei die Projektionseinrichtung eingerichtet ist, die Lichtlinie in der Wafer-Mitte oder am Rand des Wafers zu projizieren.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, wobei die Projektionseinrichtung eingerichtet ist, die Lichtlinie in Transportrichtung des einen oder der mehreren Wafer ausgerichtet auf den wenigstens einen Wafer zu projizieren.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, wobei die Projektionseinrichtung eingerichtet ist, die Lichtlinie unter einem flachen Winkel von etwa 6° auf den wenigstens einen Wafer projiziert wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 22, wobei die Projektionseinrichtung eingerichtet ist, die Lichtlinie mit einer Breite zu erzeugen, bei der die Intensität der Lichtlinie im Sichtbereich der Flächenkamera nicht mehr als 50%, insbesondere nicht mehr als 20%, abnimmt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 23, wobei die Projektionseinrichtung so eingerichtet ist, die Lichtlinie mit einer Intensität derart zu erzeugen, dass die Flächenkamera bei einer Belichtungszeit von unter 100 μs noch ausreichend belichtet wird, wobei die Laserlichtquelle eine Leistung von bevorzugt 1 mW, besonders bevorzugt über 5 mW hat.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 24, wobei die Laserlichtquelle ein Laser mit rotem Licht ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 25, wobei die Flächenkamera und Objektiv so gewählt sind, dass die laterale Auflösung der Flächenkamera circa 10 μm pro Pixel beträgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 26, wobei die Bildfolge der Kamera und/oder die Transportgeschwindigkeit der Transportvorrichtung so aufeinander abgestimmt sind, dass der wenigstens eine Wafer zwischen zwei Bildaufnahmen maximal um den Sichtbereich der Flächenkamera weiterbewegt wird, wobei die Bildfolge der Kamera und/oder die Transportgeschwindigkeit der Transportvorrichtung bevorzugt so aufeinander abgestimmt sind, dass eine vorbestimmte Überlappung zweier aufeinanderfolgender Bilder, insbesondere von 10%, vorhanden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 28, wobei die Belichtungszeit der Flächenkamera auf eine Zeit eingestellt ist, in der sich der wenigstens eine Wafer während einer Belichtung um eine vorbestimmte maximale Pixelzahl, insbesondere von maximal 2 Pixel, bewegt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 28, wobei die Breite des Sichtbereiches der Flächenkamera so ist, dass die Lichtlinie innerhalb eines aufgenommenes Bild liegt, wenn der wenigstens eine Wafer sich auf der Transportvorrichtung in einem vorbestimmten Bereich, insbesondere von 200 μm, nach oben oder unten bewegt, insbesondere für eine Höhenauflösung von 1 μm ist das Kamerabild mind. 400 Pixel breit.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 29, wobei eine Koordinate des Kamerabildes, insbesondere des Kamerasensors, senkrecht oder parallel zur Lichtlinie ausgerichtet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 30, wobei die Vorrichtung zusätzlich aufweist wenigstens eine Projektionseinrichtung mit einer Laserlichtquelle und einer Optik, die eingerichtet ist, eine Lichtlinie auf die Unterseite des wenigstens einen zu inspizierenden Wafers zu projizieren, und wenigstens eine Flächenkamera, die zur Inspektion eines Teilbereichs der Unterseite des wenigstens einen Wafers eingerichtet ist, um Bilder des Teilbereichs der Unterseite aufzunehmen, und wobei die weitere Projektionseinrichtung eingerichtet ist, die Lichtlinie relativ zur durch den wenigstens einen Wafer definierten Ebene unter einem flachen Winkel, insbesondere einem Winkel von 2° bis 12°, auf die Unterseite des wenigstens einen Wafers zu projizieren, wobei die Vorrichtung eingerichtet ist, gleichzeitig der Ober- und der Unterseite des wenigstens einen Wafers zu inspizieren.
Vorrichtung nach Anspruch 19 und 31, wobei die Auswerteeinrichtung eingerichtet ist, zusätzlich anhand der Inspektion der Ober- und die Unterseite des wenigstens einen Wafers die Dicke des Wafers zu bestimmen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 32, wobei die Vorrichtung mehrere Projektionseinrichtungen aufweist, sodass mehrere parallele Lichtlinien auf den wenigstens einen Wafer projiziert werden können, die von einer oder mehreren Flächenkameras aufgenommen werden, und die Auswerteeinrichtung insbesondere eingerichtet ist, die Messungenauigkeit durch Mittelung der Messergebnisse zu reduzieren.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 33, wobei eine Sägerille eine Rillenform und/oder Stufenform aufweist.