NO20110073A1

NO20110073A1 - Crack detection in thin slices

Info

Publication number: NO20110073A1
Application number: NO20110073A
Authority: NO
Inventors: Lars Johnsen; Kay Gastinger
Original assignee: Sinvent As
Priority date: 2011-01-17
Filing date: 2011-01-17
Publication date: 2012-04-12

Abstract

Den foreliggende oppfinnelsen angår et system for å påvise defekter i et plateformet materiale som har en viss tykkelse og som er transparent eller delvis transparent for lys innenfor et visst spekter av bølgelengder og der platematerialet eller - overflaten er spredende. Oppfinnelsen innbefatter en lyskilde som projiserer lys til et første forhåndsbestemt område. Deler av dette lyset blir spredt og går inn i platen og blir sendt på innsiden av platen og deler av det blir spredt ut gjennom overflaten. Oppfinnelsen innbefatter en detektor som blir projisert til et andre område ved en forhåndsbestemt avstand fra det første området som påviser lys som blir spredt ut av overflaten. Dermed vil en defekt i platen mellom de første og andre områdene påvirke lysoverføringen mellom det første og andre området, typisk svekke overføringen, og dermed påvirke lyset som blir spredt ut ved det andre området. Ved å analysere lyset som blir spredt ut fra det andre området kan en defekt bli påvist.The present invention relates to a system for detecting defects in a plate-shaped material having a certain thickness and which is transparent or partially transparent to light within a certain range of wavelengths and where the plate material or surface is scattered. The invention includes a light source that projects light to a first predetermined area. Parts of this light are scattered and enter the plate and are transmitted inside the plate and parts of it are spread through the surface. The invention includes a detector which is projected to a second region at a predetermined distance from the first region which detects light being emitted from the surface. Thus, a defect in the plate between the first and second regions will affect the light transmission between the first and second regions, typically weakening the transmission, and thus affect the light that is emitted at the second region. By analyzing the light that is emitted from the other area, a defect can be detected.

Description

PÅVISNING AV DEFEKTER I PLATER DETECTION OF DEFECTS IN PLATES

Den foreliggende oppfinnelsen angår et system for å påvise defekter i et plateformet materiale som har en viss tykkelse og som er transparent eller delvis transparent for lys innenfor et visst spekter av bølgelengder, som innbefatter en lyskilde som avgir lys innenfor nevnte spekter av bølgelengder, og en sensorenhet tilpasset til å måle lys innenfor nevnte spekter av bølgelengder. The present invention relates to a system for detecting defects in a sheet material which has a certain thickness and which is transparent or partially transparent to light within a certain spectrum of wavelengths, which includes a light source which emits light within said spectrum of wavelengths, and a sensor unit adapted to measure light within said spectrum of wavelengths.

I produksjonen av store plateformede materialer slik som silisiumwafere for solceller er det viktig å være i stand til å påvise defekter og feil i platene, da de ellers kan ødelegge ytelsen til enheten. Materialene brukt til slike formål er transparente ved kjente lysbølgelengder og dermed har en fremgangsmåte for automatisk påvisning av slike defekter i platene vært å bruke en lyskilde som sender lys gjennom platen og plassere et kamera på den andre siden av platen for å tilveiebringe et bilde av den transparente platen. Defekter osv. blir så påvist som formørkede områder i bildet. In the production of large sheet-like materials such as silicon wafers for solar cells, it is important to be able to detect defects and faults in the sheets, as they can otherwise destroy the performance of the device. The materials used for such purposes are transparent at known wavelengths of light and thus a method for automatically detecting such defects in the plates has been to use a light source that transmits light through the plate and place a camera on the other side of the plate to provide an image of it transparent plate. Defects etc. are then detected as darkened areas in the image.

Denne kjente fremgangsmåten har imidlertid en ulempe da den er sensitiv for skitt eller tilsvarende på én av overflatene, slik at en liten støvflekk, et hår, ujevn overflate eller tilsvarende kan bli tolket som en defekt i platen som kan resultere i at platen blir tilsidesatt. Et annet kjent problem med denne fremgangsmåten er at selv om en sprekk kan være stor i retningen langs sprekken kan den være svært smal og påvirke en svært liten andel av det sendte lyset og derved kreve svært høy oppløsning i avbildningssystemet for å sette igjen et formørket område i bildet og dermed kreve mye tid og/eller beregningskraft. Et annet kjent problem med multi-krystallinske plater slik som silisiumplater for bruk i solceller er at intensitetsvariasjoner i waferbildet inntreffer avhengig av krystallorienteringene i forskjellige deler av waferen. Justering av vinkelen til probelyset kan redusere disse problemene, men på bekostning av lysintensitet, og i tillegg vil sprekker i retningen langs belysningsretningen ha lav kontrast. Slike feil øker den totale kostnaden av å produsere f. eks. solcellene. I tillegg kan produksjonsmetoder i f. eks. å produsere silisiumwafere ved bruk av saging introdusere overflatevariasjoner i materialet som kan produsere større variasjoner i den sendte lysintensiteten enn defektene, som dermed gjør sistnevnte svært vanskelig å påvise. However, this known method has a disadvantage as it is sensitive to dirt or the like on one of the surfaces, so that a small speck of dust, a hair, uneven surface or the like can be interpreted as a defect in the plate which can result in the plate being disregarded. Another known problem with this method is that although a crack may be large in the direction along the crack it may be very narrow and affect a very small proportion of the transmitted light thereby requiring very high resolution in the imaging system to leave an darkened area in the picture and thus require a lot of time and/or computing power. Another known problem with multi-crystalline wafers such as silicon wafers for use in solar cells is that intensity variations in the wafer image occur depending on the crystal orientations in different parts of the wafer. Adjusting the angle of the probe light can reduce these problems, but at the expense of light intensity, and in addition, cracks in the direction along the direction of illumination will have low contrast. Such errors increase the total cost of producing e.g. the solar cells. In addition, production methods in e.g. to produce silicon wafers using sawing introduces surface variations in the material that can produce larger variations in the transmitted light intensity than the defects, thus making the latter very difficult to detect.

En alternativ fremgangsmåte kan overveies som er beskrevet i US5790247 der lys blir projisert gjennom kantene av platen, og lys spredt ut av overflaten av defekter eller sprekker blir påvist ved å bruke et kamera. US5790247 er primært rettet mot glassplater, men gitt de riktige bølgelengdespektre kan den også bli brukt på silisiumwafere. Det finnes imidlertid praktiske vanskeligheter som angår løsningene, f. eks. i å koble lyset til kantene av waferene dersom de blir beveget gjennom et produksjonsanlegg. I tillegg er det en betydelig reduksjon i intensitet i økende lengde fira lyskilden langs lengden av waferen, spesielt i spredende materialer eller materialer med spredende overflate slik som for eksempel sagede silisiumwafere. An alternative method may be considered which is described in US5790247 where light is projected through the edges of the plate and light scattered from the surface of defects or cracks is detected using a camera. US5790247 is primarily aimed at glass wafers, but given the right wavelength spectra it can also be used on silicon wafers. However, there are practical difficulties concerning the solutions, e.g. in connecting the light to the edges of the wafers if they are moved through a production facility. In addition, there is a significant reduction in intensity with increasing length of the light source along the length of the wafer, especially in diffusing materials or materials with a diffusing surface such as, for example, sawn silicon wafers.

Dermed er det et formål med denne oppfinnelsen å tilveiebringe et system og en fremgangsmåte for å påvise defekter i et plateformet materiale, spesielt i store silisiumwafere, som tilveiebringer en pålitelig fjerntliggende påvisning av defekter i en silisiumwafer, spesielt i multi-krystallinsk silisium. Dette blir oppnådd ved å bruke et system som nevnt ovenfor ogkarakterisertsom fremlagt i de uavhengige kravene. Thus, it is an object of this invention to provide a system and method for detecting defects in a sheet material, especially in large silicon wafers, which provides a reliable remote detection of defects in a silicon wafer, especially in multi-crystalline silicon. This is achieved by using a system as mentioned above and characterized as presented in the independent claims.

Den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer dermed målinger av såkalt transflektert lys, eller interaktans, som er lys som har kommet inn i det undersøkte materialet, som er spredende eller som har spredende overflate(r) og blir sendt gjennom materialet og kan bli målt på en forskjellig posisjon der det blir spredt ut av materialet. Slike systemer har blitt brukt til å inspisere biologiske materialer slik som mat eller vev, som beskrevet i WO2005106438A1, US2009/0143774 og US7142307, men har vært mindre egnet for undersøkelser i stor skala da de krever et skjold mellom det belyste området og påvisningsområdet. De representerer også vanligvis punktmålinger og er rettet mot å påvise forskjellige typer av materialer i de målte objektene. The present invention thus provides measurements of so-called transflected light, or interactance, which is light that has entered the examined material, which is diffusing or which has diffusing surface(s) and is sent through the material and can be measured at a different position where it is spread out of the material. Such systems have been used to inspect biological materials such as food or tissue, as described in WO2005106438A1, US2009/0143774 and US7142307, but have been less suitable for large-scale investigations as they require a shield between the illuminated area and the detection area. They also usually represent point measurements and are aimed at detecting different types of materials in the measured objects.

Den foreliggende oppfinnelsen angår å undersøke materialer som har kjent oppbygging, men påvirker det transflekterte lyset på andre måter. En fordel som oppnås i henhold til den foreliggende oppfinnelsen er at sprekker eller andre defekter påvirker det transflekterte lyset og kan dermed bli påvist ved å analysere bildene av det transflekterte lyset. Én effekt av dette er at en støvflekk eller urenhet på overflaten der lys går inn i det undersøkte materialet ikke vil bli avbildet gjennom en skyggeeffekt over på bildet som skal analyseres, og dermed vil denne fremgangsmåten være mindre sensitiv for støv eller urenheter på materialets overflate. En annen effekt av dette er at en sprekk eller urenhet i materialet som påvirker det transflekterte lyset påvirker intensiteten over et større område enn størrelsen sprekken eller urenheten dekker, noe som dermed muliggjør påvisning med redusert bildeoppløsning. Dermed er beregningene som behøves for å finne defektene proporsjonal med kvadratet av oppløsningen, og dermed krever det å finne små defekter som fortsatt kan påvirke en solcelle på en negativ måte mindre tid og/eller beregningskraft. The present invention relates to investigating materials which have a known structure, but affect the transflected light in other ways. An advantage achieved according to the present invention is that cracks or other defects affect the transflected light and can thus be detected by analyzing the images of the transflected light. One effect of this is that a dust spot or impurity on the surface where light enters the examined material will not be depicted through a shadow effect on the image to be analyzed, and thus this method will be less sensitive to dust or impurities on the surface of the material. Another effect of this is that a crack or impurity in the material that affects the transflected light affects the intensity over a larger area than the size of the crack or impurity covers, which thus enables detection with reduced image resolution. Thus, the calculations needed to find the defects are proportional to the square of the resolution, and thus finding small defects that can still affect a solar cell in a negative way requires less time and/or computational power.

Ettersom defektene i materialet kan påvirke lyset som forplanter seg gjennom materialet forskjellig avhengig av retningen av lysforplantning, er det fordelaktig å skanne waferen ved å bevege både belysningsområdet og påvisningsområdet for å kunne tilveiebringe bilder der det transflekterte lyset forplanter seg i forskjellig retninger gjennom defektene. Dermed øker sjansene for å finne en defekt. As the defects in the material can affect the light propagating through the material differently depending on the direction of light propagation, it is advantageous to scan the wafer by moving both the illumination area and the detection area in order to provide images where the transflected light propagates in different directions through the defects. This increases the chances of finding a defect.

Oppfinnelsen vil bli beskrevet nedenunder med henvisning til de medfølgende tegningene, som illustrerer oppfinnelsen ved hjelp av eksempler. The invention will be described below with reference to the accompanying drawings, which illustrate the invention by means of examples.

Figur 1 illustrerer systemet i henhold til oppfinnelsen. Figure 1 illustrates the system according to the invention.

Figur 2a-e illustrerer målingene utført av systemet. Figure 2a-e illustrates the measurements performed by the system.

I figur 1 blir en wafer 1 ført under en lyskilde 2 som projiserer lys mot et første område 3. En del av lyset blir spredt innenfor en region 4 inne i waferen, der en del av dette, indikert ved piler 8, blir transflektert ut fira nevnte region. En detektor eller et kamera 5 er rettet mot et andre område 6 som er ved en forhåndsbestemt avstand fra det første området for slik å kunne unngå direkte refleksjoner fra det første området. Waferen 1 i seg selv kan ha en diffuserende overflate som sprer lyset inn i materialet i forskjellig retninger eller materialet i seg selv kan spre lyset langs waferen. In Figure 1, a wafer 1 is passed under a light source 2 which projects light towards a first area 3. Part of the light is scattered within a region 4 inside the wafer, where part of it, indicated by arrows 8, is transflected out said region. A detector or a camera 5 is aimed at a second area 6 which is at a predetermined distance from the first area in order to avoid direct reflections from the first area. The wafer 1 itself can have a diffusing surface which spreads the light into the material in different directions or the material itself can spread the light along the wafer.

Som et alternativ kan lyskilden og detektoren bli plassert på motstående sider av waferen, men da med en valgt avstand mellom sendingsområdet 7 der lys blir sendt direkte fra lyskilden 2 og påvisningsområdet 6. Sendingsområdet 7 korresponderer med det belyste området 3, men kan bli større på grunn av spredning og lysbryting i waferen 1. As an alternative, the light source and the detector can be placed on opposite sides of the wafer, but then with a selected distance between the transmission area 7 where light is sent directly from the light source 2 and the detection area 6. The transmission area 7 corresponds to the illuminated area 3, but can be larger on due to scattering and refraction in the wafer 1.

For å forbedre koblingen av lys fra lyskilden 2 inn i waferen kan en reflektor 13 bli plassert ved sendingsområdet 7 på siden av waferen motsatt av lyskilden som sender lys tilbake til waferoverflaten, noe som effektivt danner belysning fira begge sider ved å gjenbruke sendt lys. For å forbedre utnyttelsen av lys som blir spredt ut av waferen, indikert ved piler 8, kan en reflektor 14 bli plassert ved påvisningsområdet 6 på siden av waferen motsatt av detektoren 5, noe som effektivt videresender spredt lys mot detektoren. Alternativt kan lyskilder bli plassert på begge sider av waferen og detektorer kan bli plassert på begge sider av waferen. To improve the coupling of light from the light source 2 into the wafer, a reflector 13 can be placed at the transmission area 7 on the side of the wafer opposite the light source which sends light back to the wafer surface, effectively providing illumination for both sides by reusing transmitted light. To improve the utilization of light that is scattered out of the wafer, indicated by arrows 8, a reflector 14 can be placed at the detection area 6 on the side of the wafer opposite the detector 5, which effectively forwards scattered light towards the detector. Alternatively, light sources can be placed on both sides of the wafer and detectors can be placed on both sides of the wafer.

Lyskilden kan være av en hvilken som helst type som avgir lys med en bølgelengde der wafer-materialet er transparent og innbefatter en mulighet for å kontrollere formen av det belyste området 3. Dermed kan en laser være foretrukket, men halogenlamper og LED'er kan også bli brukt. I tillegg kan mer enn én lyskilde bli brukt, f. eks. for å projisere forskjellige mønstre på platen eller waferen. The light source can be of any type that emits light with a wavelength where the wafer material is transparent and includes a possibility to control the shape of the illuminated area 3. Thus, a laser may be preferred, but halogen lamps and LEDs can also get used. In addition, more than one light source can be used, e.g. to project different patterns onto the plate or wafer.

Detektoren kan være en enkeltpunkts-detektor med korresponderende optisk enhet som måler intensiteten i ett punkt, og i dette tilfellet kan den målte intensiteten bli sammenlignet med tidligere målinger utført ved denne samme avstanden fra belysningsområdet og dermed tillate systemet å påvise variasjoner som indikerer forskjeller i lysforplantningen gjennom waferen. Fortrinnsvis er systemet imidlertid tilveiebragt med en detektormatrise i et kamera der systemet er tilpasset til å analysere bildene fra kameraet for å kunne måle tilstedeværelsen av og størrelsen til defektene i waferen. Både detektorer og lyskilder kan også rettes mot waferen i en vinkel som ikke er vinkelrett på overflaten, for slik å kunne optimalisere effektiviteten av transfleksjonsprosessen når de spredende egenskapene til wafer-overflatene eller - materialet kan fremvise retningsvirkning i spredning som resulterer i optimalisert kobling av lys inne i waferen fra det belyste området mot påvisningsområdet og de spredende egenskapene til wafer-overflatene eller -materialet kan fremvise retningsvirkning i spredning som resulterer i optimalisert kobling av lys fra inne i waferen gjennom påvisningsområdet mot detektoren. Den optimale vinkelen kan være forskjellig for belysningen og detektoren. The detector can be a single-point detector with a corresponding optical unit that measures the intensity at one point, and in this case the measured intensity can be compared with previous measurements carried out at this same distance from the illumination area and thus allow the system to detect variations that indicate differences in the light propagation through the wafer. Preferably, however, the system is provided with a detector matrix in a camera where the system is adapted to analyze the images from the camera in order to be able to measure the presence and size of the defects in the wafer. Both detectors and light sources can also be directed at the wafer at an angle that is not perpendicular to the surface, in order to optimize the efficiency of the transflection process when the scattering properties of the wafer surfaces or material can exhibit directionality in scattering resulting in optimized coupling of light inside the wafer from the illuminated area towards the detection area and the scattering properties of the wafer surfaces or material can exhibit directionality in scattering resulting in optimized coupling of light from inside the wafer through the detection area towards the detector. The optimal angle may be different for the illumination and the detector.

I den foretrukne utførelsesformen av oppfinnelsen blir waferen beveget relativt til målesystemet for å kunne tilveiebringe en skanneoperasjon langs en forhåndsbestemt bane, men atskillige konfigurasjoner kan overveies. In the preferred embodiment of the invention, the wafer is moved relative to the measurement system in order to provide a scanning operation along a predetermined path, but several configurations may be contemplated.

I figur 2a-e er målingene utført av systemet illustrert, hvori figur 2a igjen illustrerer målesystemet hvori waferen 1 blir beveget relativt til lyskilden 2 og kameraet 5. En graf er skissert i figur 2b, 2c, 2d relativt til posisjonene av lyssensoren i figur 2a og også illustrert er en sprekk 12 i waferen. Grafen i figur 2b, 2c, 2d viser intensiteten 9 til lyset transflektert ut av waferen 1 som en funksjon av avstanden 10 fra det første området 3, det andre området 6 er indikert i den skisserte grafen. Grafen er skissert for tre forskjellige tidspunkt, to / to +Ati/10+At2, der detektoren måler den transflekterte intensiteten, noe som gir målinger ved tre forskjellige posisjoner av waferen. Atskillige målinger ved forskjellige wafer-posisjoner kan bli kombinert til et bilde av waferen, illustrert med bildeskissen 11 i figur 2e der 6 målinger er kombinert og der den karakteristiske påvirkningen av en sprekk 12 kan bli påvist som en forandring i den målte intensiteten. Intensiteten påvirker et område som er større enn sprekken 12 og påviser den dermed enkelt, mens intensitetsovergangen indikerer den presise posisjonen til sprekken. In figure 2a-e, the measurements performed by the system are illustrated, in which figure 2a again illustrates the measurement system in which the wafer 1 is moved relative to the light source 2 and the camera 5. A graph is outlined in figure 2b, 2c, 2d relative to the positions of the light sensor in figure 2a and also illustrated is a crack 12 in the wafer. The graph in Figures 2b, 2c, 2d shows the intensity 9 of the light transflected out of the wafer 1 as a function of the distance 10 from the first area 3, the second area 6 being indicated in the sketched graph. The graph is sketched for three different times, two / two +Ati/10+At2, where the detector measures the transflected intensity, which gives measurements at three different positions of the wafer. Several measurements at different wafer positions can be combined into an image of the wafer, illustrated with the image sketch 11 in figure 2e where 6 measurements are combined and where the characteristic influence of a crack 12 can be detected as a change in the measured intensity. The intensity affects an area larger than the crack 12 and thus easily detects it, while the intensity transition indicates the precise position of the crack.

Belysningsområdet eller påvisningsområdet kan flyttes relativt til hverandre på atskillige måter slik som å påvise det transflekterte lyset på forskjellige forhåndsbestemte områder rundt et fiksert belysningsområde eller å flytte belysningsområdet til forhåndsbestemte posisjoner rundt påvisningsområdet, for slik å kunne se forskjellene i transflektert intensitet avhengig av retningen til lyset som forplanter seg gjennom wafer-strukturen. The illumination area or the detection area can be moved relative to each other in a number of ways such as detecting the transflected light at different predetermined areas around a fixed illumination area or moving the illumination area to predetermined positions around the detection area so as to see the differences in transflected intensity depending on the direction of the light which propagates through the wafer structure.

I tillegg kan formen og størrelsen av påvisnings- og belysningsområdene bli justert ved å bruke optiske enheter, f. eks. å projisere lyset mot et lineært område og velge i en kameraenhet formen til området som lyset skal mottas fra. I tillegg kan forskjellige avstander mellom belysningsområdet og påvisningsområdet bli brukt. In addition, the shape and size of the detection and illumination areas can be adjusted using optical devices, e.g. to project the light towards a linear area and select in a camera unit the shape of the area from which the light is to be received. In addition, different distances between the illumination area and the detection area can be used.

Systemet kan innbefatte forskjellige innretninger for å sammenligne signalene fra detektoren eller kameraet, fra en enkel sammenligning som tilveiebringer et signal når den påviste intensiteten avviker fra et forhåndsbestemt nivå til en bildeanalyse som påviser og kjenner igjen forskjellig former og strukturer. The system may include various devices for comparing the signals from the detector or camera, from a simple comparison that provides a signal when the detected intensity deviates from a predetermined level to an image analysis that detects and recognizes different shapes and structures.

Systemet i henhold til oppfinnelsen er dermed rettet mot å påvise defekter i et plateformet materiale som har en viss tykkelse som i det minste er transparent for lys innenfor et visst spekter av bølgelengder. I det minste én lyskilde som avgir lys innenfor nevnte spekter av bølgelengder, og i det minste én detektorenhet er tilpasset til å måle lys innenfor nevnte spekter av bølgelengder. Lyskilden innbefatter fortrinnsvis første optiske innretninger for å projisere det sendte lyset mot et første forhåndsbestemt område på det plateformede materialet, f. eks. en wafer. Det forhåndsbestemte området kan ha forskjellige former avhengig av de utførte målingene, slik som et punkt eller en linje. The system according to the invention is thus aimed at detecting defects in a plate-like material which has a certain thickness which is at least transparent to light within a certain spectrum of wavelengths. At least one light source that emits light within said spectrum of wavelengths, and at least one detector unit is adapted to measure light within said spectrum of wavelengths. The light source preferably includes first optical devices for projecting the transmitted light towards a first predetermined area on the plate-shaped material, e.g. a wafer. The predetermined area may have different shapes depending on the measurements taken, such as a point or a line.

Avbildningsenheten innbefatter fortrinnsvis andre optiske innretninger for å projisere et bilde av et andre forhåndsbestemt område på detektorenheten, der de første og andre områdene har en forhåndsbestemt avstand mellom dem. Valget av det andre forhåndsbestemte området kan bli utført ved å fokusere på et punkt ved en avstand fra det belyste, første området, ved å bruke utvalgte piksler i et kamera eller masker eller tilsvarende for å filtrere ut de delene som ikke skal bli undersøkt. De optiske aksene til avbildningsenheten kan bli rettet inn vinkelrett, eller i en vinkel annen enn vinkelrett, til overflaten av det andre området. The imaging unit preferably includes other optical devices for projecting an image of a second predetermined area onto the detector unit, where the first and second areas have a predetermined distance between them. The selection of the second predetermined area may be performed by focusing on a point at a distance from the illuminated first area, using selected pixels in a camera or masks or the like to filter out the parts not to be examined. The optical axes of the imaging unit may be aligned perpendicularly, or at an angle other than perpendicularly, to the surface of the second region.

I henhold til én utførelsesform kan de ovenfornevnte første og andre optiske innretningene bli utgjort av det samme optiske systemet, f. eks. hvori detektorenheten er tilpasset til selektivt å påvise lys mottatt fra det andre området 6. According to one embodiment, the above-mentioned first and second optical devices can be constituted by the same optical system, e.g. wherein the detector unit is adapted to selectively detect light received from the second area 6.

Analyseringsinnretningene kan, som fremlagt ovenfor, være en hvilken som helst egnet innretning for å påvise forandringer i signalet mottatt av detektoren eller kameraet. The analyzing devices can, as presented above, be any suitable device for detecting changes in the signal received by the detector or the camera.

For å kunne oppnå at lys blir transflektert mot detektoren er det fordelaktig dersom enten én overflate eller materialet i seg selv sprer lys inn i materialet. Det kan også være fordelaktig å projisere belysningen mot platen i en vinkel forskjellig fira vinkelrett. In order to achieve that light is transflected towards the detector, it is advantageous if either one surface or the material itself scatters light into the material. It can also be advantageous to project the lighting onto the plate at an angle different from perpendicular.

Systemet innbefatter fortrinnsvis også innretninger for å bevege de første og andre områdene relativt til waferen for slik å kunne undersøke forskjellige deler av platen. Dette kan bli utført enten ved optisk å justere posisjonen til de første og andre områdene, mekanisk bevege kilden og/eller detektoren eller bevege platen relativt til målesystemet f. eks. ved å bruke et transportbånd. The system preferably also includes devices for moving the first and second areas relative to the wafer in order to be able to examine different parts of the wafer. This can be done either by optically adjusting the position of the first and second areas, mechanically moving the source and/or the detector or moving the plate relative to the measuring system, e.g. using a conveyor belt.

Som fremlagt ovenfor vil bølgelengden til lyset så vel som detektorene brukt variere med materialet som skal undersøkes. Dersom platen er en silisium-wafer sender lyskilden lys med en bølgelengde lengre enn 1100 nm, og detektoren blir valgt slik at den kan påvise lys i den valgte bølgelengden. Lyskilden kan for eksempel være en laser, for eksempel en 1460 nm diodelaser, LED'er, superluminescensdioder, eller en halogenlampe, mens detektorenheten kan ha sensorer laget av InGaAs, Ge. Andre materialer kan velges avhengig av den brukte bølgelengden. Dersom lyskilden avgir lys nær IR-spekteret kan detektorenheten ha en silisiumsensor. As presented above, the wavelength of the light as well as the detectors used will vary with the material to be examined. If the plate is a silicon wafer, the light source emits light with a wavelength longer than 1100 nm, and the detector is selected so that it can detect light in the selected wavelength. The light source can for example be a laser, for example a 1460 nm diode laser, LEDs, superluminescence diodes, or a halogen lamp, while the detector unit can have sensors made of InGaAs, Ge. Other materials can be chosen depending on the wavelength used. If the light source emits light close to the IR spectrum, the detector unit may have a silicon sensor.

Som fremlagt ovenfor kan belysningsområdene, og dermed også påvisningsområdene, bli valgt, og i henhold til én utførelsesform kan de utgjøres av et mønster. Et sett av belysningsmønstre blir påført etter hverandre og et korresponderende sett av bilder blir fanget som separate bilder for hvert belysningsmønster. Disse belysningsmønstrene kan flyttes, og bildefanging blir synkronisert til bevegelsen slik at et sett av bilder blir fanget som separate bilder for hver belysningsmønsterposisjon. I dette tilfellet kan en løsning også overveies der mer enn én lyskilde som projiserer forskjellige mønstre kan bli brukt, som er synkronisert med kameraet for å kunne tilveiebringe parallelle målinger som bruker forskjellige mønstre. As presented above, the illumination areas, and thus also the detection areas, can be selected, and according to one embodiment they can be made up of a pattern. A set of illumination patterns are applied one after the other and a corresponding set of images are captured as separate images for each illumination pattern. These lighting patterns can be moved and image capture is synchronized to the movement so that a set of images are captured as separate images for each lighting pattern position. In this case, a solution can also be considered where more than one light source projecting different patterns can be used, which is synchronized with the camera to be able to provide parallel measurements using different patterns.

I henhold til én utførelsesform av oppfinnelsen kan bildesensoren være et linjeavsøkingskamera eller områdeavsøkingskamera og anvendelsen av belysningsmønstrene er synkronisert til bildelinjefangingen og genererer derved områdebilder som korresponderer med hvert belysningsmønster og innfangingsraten for linjebilde er tilstrekkelig høy til at en forhåndsbestemt overlapping av det undersøkte området blir gjennomført for etterfølgende fangede linjebilder, og genererer derved det nevnte settet av bilder i én passering. According to one embodiment of the invention, the image sensor can be a line scan camera or area scan camera and the application of the illumination patterns is synchronized to the image line capture and thereby generates area images that correspond to each illumination pattern and the line image capture rate is sufficiently high that a predetermined overlap of the examined area is carried out for subsequently captured line images, thereby generating said set of images in one pass.

I teksten ovenfor er begrepet wafer brukt i en generell form som også betyr et hvilket som helst plateformet materiale som kan bli målt med systemet. Transportbånd og optiske systemer for å velge og å projisere lys, så vel som bildeanalyseringsenheten, regnes som å være kommersielt tilgjengelige og er ikke beskrevet i detalj her. In the text above, the term wafer is used in a general form which also means any flat material that can be measured with the system. Conveyors and optical systems for selecting and projecting light, as well as the image analysis unit, are considered to be commercially available and are not described in detail here.

Claims

1. System for detecting defects in a plate material having a certain thickness which is at least transparent to light within a certain range of wavelengths, which includes at least one light source which emits light within said range of wavelengths, and in which at least one detector unit adapted to measure light within said spectrum of wavelengths, wherein said light source projects the transmitted light towards a first predetermined area on the plate-shaped material, and said imaging unit is adapted to project an image of a second predetermined area on the detector unit, the the first and second areas having a predetermined distance between them, and analyzing means for analyzing the image at said sensor unit to detect defects in the imaged area.

2. System according to claim 1 where the plate includes at least one optically diffusive surface or the plate material is optically diffusive.

3. System according to claim 1, which includes devices for moving the first and second areas relative to the plate material in order to be able to examine different parts of the plate.

4. System according to claim 1, in which the plate is made of silicon and the light source emits light with a wavelength longer than 1100 nm, where the detector is adapted to detect light in the selected wavelength.

5. System according to claim 3, in which the light source is a laser, for example a 1460 nm diode laser.

6. System according to claim 3, in which the light source is a halogen lamp.

7. System according to any one of claims 3 to 5, wherein the detector unit has an InGaAs sensor or a Ge sensor.

8. System according to claim 1, wherein the light source emits light near the IR spectrum and the detector unit has a silicon sensor.

9. System according to claim 1, in which the plate is moved relative to the system, e.g. on a conveyor belt.

10. System according to claim 1, a first optical device for projecting light from said light source towards said first area and a second optical device which projects an image of said second area towards said detector unit.

11. System according to claim 10, in which the first and second areas are moved relative to the system by adjusting the first and second optical devices so as to be able to change the position of the first and second areas.

12. System according to claim 1, in which the light from said light source is projected towards the plate at an angle.

13. System according to claim 1, wherein said light projected from said light source includes a selected illuminated pattern.

14. System according to claim 12, wherein a set of illuminated patterns is applied one after the other and a corresponding set if images are captured as separate images for each illumination pattern.

15. System according to claim 12, wherein a set of illumination patterns is projected onto the plate, where the patterns are moved and image capture is synchronized to the movement as set if images are captured as separate images for each illumination pattern position.

16. System according to claim 1, wherein the image sensor is a line scan camera and the application of the light source is adapted to provide an illuminated pattern on said plate-shaped material, wherein the illumination pattern is synchronized to the image line capture thereby generating area images corresponding to each illumination pattern, and the capture rate of line images is sufficiently high that a predetermined overlap of the surveyed area is carried out for subsequently captured line images, thereby generating said set of images in one pass.

17. A system according to any one of the above claims, wherein the detector unit is an area scan camera or a line scan camera.