CN103038603A - 用于晶片锯痕的三维检查的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

公开了用于对晶片（4）的至少一个表面（3）上的锯痕（2）进行三维检查的装置（1）和方法。需要至少一个相机（6）来捕捉晶片（4）的整个表面（3）的图像。至少一个线投影仪（8）提供以中心光束轴（9）为中心的光束（5）。线投影仪（8）被排列成中心光束轴（9）与晶片（4）的平面（P）成锐角（α）。线移动器（12）置于每一线投影仪（8）与晶片（4）的表面（3）之间的光束（5）中。帧抓取器（14）和图像处理器（16）用于对图像捕捉和多条线（22）的图案（20）在晶片（4）的前侧（3F）和/或后侧（3B）的定位进行同步和协调。

Description

用于晶片锯痕的三维检查的装置和方法
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2010年7月30日提交的美国临时专利申请No.61/368,543的优先权，该专利申请通过引用结合于此。
技术领域
本发明涉及用于对晶片的至少一个表面上的锯痕进行三维检查的装置。
本发明还涉及用于确定晶片的至少一个表面上的锯痕的方法。
背景技术
硅晶片用于制造太阳能电池。每一硅晶片使用专用锯从晶锭切割。晶片的表面需要进行各种缺陷的检查。一种类型的缺陷由从硅锭锯下晶片的过程引起。锯槽或锯痕是偏离晶片的正常平坦表面的局部、细长的三维偏移。每一锯痕在锯的滑动方向上延伸和形成，并且与所述太阳能电池晶片的表面中的所述太阳能电池晶片平行。在圆柱形硅锭的情况下，锯痕位于与操作锯相同的方向上。在立方形硅锭的情况下，锯痕几乎平行于晶片的一个边缘。锯痕的长度可在数厘米和晶片的整个宽度之间变化。另外，锯痕的宽度和深度也可变化。太阳能电池晶片中锯痕的形状和状态影响太阳能电池晶片的质量。
日本专利申请JP2010-181328A公开了一种用于太阳能电池晶片表面的测试装备，该测试装备检查太阳能电池晶片的表面中锯痕的形成状态。进行检验的太阳能电池晶片通过传送带在与表面中形成的锯痕的纵向平行的方向上传送。测试装备设置有泛光灯、相机和计算机。泛光灯在相对于表面倾斜的方向上排列，并且调适成照射所述太阳能电池晶片的表面的子部分。照射方向与锯痕的纵向垂直地交叉。例如，泛光灯是卤素灯、荧光灯等。漫射板用于漫射光以供照射所述太阳能电池晶片。相机生成所述太阳能电池晶片的表面的图片数据。所述相机的成像方向（光轴方向）可以是相对于所述太阳能电池晶片的表面倾斜的方向。
日本专利申请JP2008-134196A公开了其中太阳能电池晶片的表面的图片根据存在于太阳能电池晶片中的晶界具有明暗散布的技术。在太阳能电池晶片的表面的图片中，所述锯痕的图像的亮度相对较低。因此，所述锯痕的图像无法被准确地标识为候选缺陷。
日本专利申请JP2005-345290A公开了其中从分割图片中提取预定量的高亮度像素的技术。在许多情况下，问题在于，无法从太阳能电池晶片的表面的图像中准确地提取锯痕的图像作为候选缺陷。因此，设置以一次辨别所述锯痕的一幅图像的所述像素为中心的预定区域是困难的。
日本专利申请JP2000-046743A将检查光施加到其中特定方向上的凹陷和凸起与特定方向平行地形成的晶片。多个LED排列成半圆形，照射方向由照射控制设备控制。照射控制设备在转台上晶片的初始状态中设置一照射方向，并且基于来自转台的编码器的旋转角信号将照射方向连续地调整一角度。每当转台在特定角度停止时，相机就拾取晶片的边缘部的图像。图像处理设备拾取来自相机的图像，并且通过图像处理来检测缺陷。
德国专利申请DE102009010837A1公开了一种用于检查锯槽在用于制造太阳能电池的晶片上的存在性的方法。该方法涉及通过激光源将光线投影到晶片上、以及在传输设备上传输晶片。在晶片的连续传输期间检查该晶片，其中该晶片排列在传输设备上以使锯槽取向为与传输方向成直角。检验晶片的部分区域，从而使用表面相机来记录部分区域的图像。
现有方法显示出缺点。手动方法慢，并且不检查所有太阳能电池晶片。由此，存在对缺陷（锯痕）的不充分检查。此外，许多现有方法不太准确，并且不可重复。
一些现有方法只检查太阳能电池晶片的一部分，而锯槽或锯痕可存在于晶片上的任何地方。具体地，同样锯槽最深的部分也可位于晶片上的任何地方。因此，现有方法可完全地错过锯槽或者低估其深度。这可导致对缺陷的不充分检查。
存在只在一个方向上检查太阳能电池晶片的一些现有方法。然而，晶片位于移动带上，并且因此可检测和测量与带的传输方向垂直的锯槽。为了提供充分的检测，这些方法需要操作人员知晓先前锯切过程进行的方向。所有晶片需要以相同取向放置在移动带上。因此，检测过程较慢、更容易出错、并且不太灵活。
发明内容
本发明的目的在于，创建一种提供相关于锯槽或锯痕对晶片的整个前侧和/或整个后侧进行自动、快速和可靠的三维检查的装置。
该目的通过用于对晶片的至少一个表面上的锯痕进行三维检查的装置来实现，该装置包括：
至少一个相机，该至少一个相机限定视场并且被排列成对晶片的平面成像，其中该视场被设计成捕捉晶片表面的至少一部分；
至少一个线投影仪，该至少一个线投影仪提供以中心光束轴为中心的光束，其中至少一个线投影仪被排列成中心光束轴相对于晶片的平面成锐角，并且至少一个线投影仪配备有来自至少一个光源的光且调适成将多条线的图案投影到晶片的前侧和/或后侧并且由此覆盖晶片的前侧或后侧的表面的至少一部分；
至少一个线移动器，该至少一个线移动器置于线投影仪与晶片表面之间的光束中；以及
帧抓取器和图像处理器，其中通过帧抓取器将晶片的前侧或后侧的图像捕捉与多条线的图案在晶片的前侧和/或后侧的定位协调地进行同步。
本发明的另一目的在于，创建一种提供相关于锯槽或锯痕对晶片的整个前侧和/或整个后侧进行自动、快速和可靠的三维检查的方法。
上述目的通过一种用于确定晶片的至少一个表面上的锯痕或锯槽的方法来实现，该方法包括以下步骤：
设置至少一个线投影仪；
将具有第一取向的多条线的第一图案投影到晶片的至少一个表面上；
捕捉晶片表面的第一组第一图像，其中对于多条线的第一图案的每一图像，这些线垂直于多条线的第一图案的取向移动一确定距离；
将具有第二取向的多条线的第二图案投影到晶片的表面上；
捕捉晶片表面的第二组第二图像，其中对于多条线的第二图案的每一图像，这些线垂直于多条线的第二图案的第二取向移动一确定距离；
从一组第一图像生成组合的第一图像且从一组第二图像生成组合的第二图像，并且由此根据组合的第一图像计算一组经改进的第一图像且根据组合的第二图像计算一组经改进的第二图像；
检测一组经改进的第一图像中的至少一幅图像以及一组经改进的第二图像中的至少一幅图像中的锯槽；
测量一组经改进的第一图像或一组经改进的第二图像中的至少一幅图像中的所检测锯槽的深度；
对一组经改进的第一图像中的图像以及一组经改进的第二图像中的图像上的锯槽的深度求平均；以及
将晶片表面上的所检测锯槽的深度、位置和取向进行存档。
在一种情况下，在第二取向上将多条线的第二图案投影到晶片的表面上。捕捉晶片表面的第二组第二图像，其中对于多条线的第二图案的每一图像，这些线垂直于多条线的第二图案的第二取向移动一确定距离。多条线的第一图案可与多条线的第二图案相同。唯一的差异在于，多条线的第一图案不平行于多条线的第二图案。
在发明性装置的一个实施例中，提供了一个相机。相机限定视场，并且被排列成与晶片的平面垂直。相机的视场被设计成使得捕捉晶片的整个表面或者晶片表面的至少一部分。在晶片表面上的锯槽取向已知的情况下，一个线投影仪是足够的。在只使用单个线投影仪的情况下，需要在所定义取向上加载晶片以使锯槽不平行于投影到晶片表面上的多条线的图案的加载设备。线投影仪将以中心光束轴为中心的光束投影到晶片的表面上。线投影仪被排列成中心光束轴相对于晶片平面成锐角。光源向线投影仪提供光。线投影仪被调适成使用多条线的图案来照射晶片的前侧或后侧，并且由此覆盖晶片的前侧或后侧的整个表面。线移动器置于线投影仪与晶片表面之间的光束中。帧抓取器和图像处理器对晶片的前侧或后侧的图像捕捉进行协调和同步，其中帧抓取器对多条线的图案在晶片的前侧或后侧的定位进行协调。
在发明性装置的另一实施例中，提供了第一线投影仪和第二线投影仪。第一线投影仪被排列成中心光束轴相对于晶片平面成锐角。另外，第一线投影仪被调适成在第一取向上将多条线的图案投影到晶片的前侧或后侧，并且由此覆盖晶片的前侧或后侧的整个表面。第二线投影仪提供以中心光束轴为中心的光束。另外，第二线投影仪被排列成中心光束轴相对于晶片平面成锐角。第二线投影仪配备有来自光源的光，并且调适成在第二取向上将多条线的图案投影到晶片的前侧或后侧，并且由此覆盖晶片的前侧或后侧的整个表面。第一和第二线投影仪将多条线的第一和第二图案投影到晶片的相同表面中。晶片的表面分别是前侧或后侧。线移动器置于第一线投影仪和第二线投影仪各自与晶片表面之间的每一光束中。如果不存在关于晶片表面上的锯槽或锯痕的取向的可用信息，则第一和第二线投影仪的该排列是有益的。
本发明的另一实施例能够同时捕捉晶片的前侧和后侧。发明性装置包括两个相机。每一相机限定视场，并且被排列成与晶片的前侧和晶片的后侧的平面垂直。两个相机的视场被设计成分别捕捉晶片的整个前侧和整个后侧。提供光束的至少一个第一线投影仪以中心光束轴为中心，其中第一线投影仪被排列成中心光束轴分别相对于该平面以及晶片的前侧成锐角。提供光束的至少一个第二线投影仪以中心光束轴为中心，其中第二线投影仪被排列成中心光束轴分别相对于该平面以及晶片的后侧成锐角。线移动器置于每一线投影仪与晶片表面之间的光束中。
可提供用于实现晶片和至少一个线投影仪之间的相对旋转的移动装置。相对旋转使得至少一个线投影仪相对于晶片平面的锐角得以维持。通过移动装置，有可能在第二取向上将多条线的第二图案投影到晶片的表面上。优选地，多条线的第一图案中的线垂直于多条线的第二图案中的线。根据一个实施例，移动装置使晶片旋转，从而可将多条线的第一图案和多条线的第二图像依次投影到晶片的表面上。另一可能性是线投影仪相对于晶片表面回转。线投影仪在第一取向上将多条线的第一图案投影到晶片的表面上，并且在第二取向上将多条线的第二图案投影到晶片的表面上。帧抓取器和图像处理器对投影到晶片表面上的多条线的第一图案和多条线的第二图案的图像捕捉、线移动器在光束中的定位、以及晶片和线投影仪相对于彼此的相对旋转定位进行同步。
本发明的另一实施例被设计成用于对锯痕进行三维检查的装置具有限定视场且排列成对晶片的平面进行成像的至少一个相机，其中该视场被设计成捕捉晶片表面的至少一部分。用于加载晶片的装置被设置成锯痕在相机的视场中处于所定义的取向上。至少一个线投影仪提供以中心光束轴为中心的光束，其中至少一个线投影仪被排列成中心光束轴相对于晶片的平面成锐角，并且至少一个线投影仪配备有来自至少一个光源的光且调适成将多条线的图案投影到晶片的前侧和/或后侧并且由此覆盖晶片的前侧或后侧的表面的至少一部分。至少一个线移动器置于线投影仪与晶片表面之间的光束中。帧抓取器和图像处理器需要捕捉晶片的前侧或后侧的图像。另外，帧抓取器被触发，从而对多条线的图案在晶片的前侧和/后侧的定位进行协调。用于加载晶片的装置可用于在不同的取向上加载晶片，从而在锯痕的第二取向上捕捉晶片的图像。
本发明的方法的另一实施例是，需要确定锯痕的取向从而可在所定义的取向上将晶片加载到该装置中。只需要一个投影仪来检测晶片表面上的锯痕。线投影仪将多条线的图案投影到晶片的前侧或后侧，并且由此覆盖晶片的前侧或后侧的表面的至少一部分。多条线的图案取向为相对于锯痕成一角度（不平行）。在优选实施例中，多条线取向为与锯痕大致垂直。捕捉晶片表面的第一组第一图像，其中对于多条线的第一图案的每一图像，这些线垂直于多条线的第一图案的取向移动一确定距离。从一组第一图像生成组合的第一图像，并且由此根据组合的第一图像计算一组经改进的第一图像。在一组经改进的第一图像中的至少一幅图像中检测锯槽。最后，执行求平均和存档步骤。
多条线的第一图案取向为相对于锯痕成一角度。最优选地，多条线的第一图案分别与晶片的前侧或后侧的锯痕垂直。
至少一个线移动器可以是玻璃板，该至少一个线移动器连接到用于使玻璃板旋转的马达，以使多条线的第一或第二图案在晶片的表面上移动。根据另一实施例，至少一个线移动器具有多个玻璃板，由此每一玻璃板在定位器中以不同的角度排列。定位器可由马达驱动以使玻璃板以特定倾斜角进入光束。倾斜角的差异导致多条线的第一或第二图案在晶片的表面上移动。
在一个实施例中，该装置的至少一个线投影仪中的每一线投影仪包括排列在至少一个线投影仪的出口透镜和聚光系统之间的具有多条线的图案的两个图案化玻璃板。第一玻璃板具有可变间距的伦奇刻线（Ronchi ruling）以补偿透视效果并将多条线的均匀图案投影到晶片的表面上。第二玻璃板具有可变透射图案以补偿透视效果并将具有均匀亮度的多条线的图案投影到晶片的表面上。
在一个实施例中，光源直接附连到至少一个线投影仪。根据另一实施例，经由光导将光从至少一个光源传送到至少一个线投影仪。至少一个光源可包括高亮度的LED。
根据优选实施例，两个线投影仪被排列成第一线投影仪的中心光束轴平行于X方向而第二线投影仪的中心光束轴平行于Y方向。换句话说，两个线投影仪相对于笛卡尔坐标系的X方向和Y方向围成90°的角。每一线投影仪的相应中心光束轴与晶片的平面（水平面）围成18°的角。相机垂直俯视，并且由相机捕捉三幅图像。在照射第一线投影仪时捕捉第一组图像。马达使每一线投影仪前面的2mm厚的玻璃板倾斜。相对于相应线移动器的相应垂直中心光束轴，倾斜角为-4.44°、0°和4.44°。针对每一倾斜角，捕捉图像。组合所捕捉图像以去除不想要的伪像。图像处理方法寻找每一组三幅图像中的锯痕或锯槽并对其进行测量。
根据本发明的方法的优选实施例，锯痕的取向是例如从先前检查步骤中先验已知的。需要至少一个相机和至少两个线投影仪来检测晶片上的锯痕/锯槽。每一线投影仪可将多条线的图案投影到晶片的前侧或后侧，并且由此覆盖晶片的前侧或后侧的表面的至少一部分。线投影仪的多条线的图案相对于彼此成一角度，这意味着线投影仪的多条线的图案不平行但具有不同的取向。在由两个线投影仪组成的优选实施例中，线投影仪的多条线的两个图案彼此大致垂直。另外，多条线的至少一个图案取向为相对于锯痕成一角度。在优选实施例中，一个投影仪的多条线取向为与锯痕大致垂直。使用关于锯痕取向的先验信息来选择最接近与锯痕垂直的线图案进行投影的线投影仪。该线投影仪在图像捕捉期间用于对线图案进行投影。捕捉晶片表面的第一组第一图像，其中对于多条线的第一图案的每一图像，这些线垂直于多条线的第一图案的取向移动一确定距离。从一组第一图像生成组合的第一图像，并且由此根据组合的第一图像计算一组经改进的第一图像。在一组经改进的第一图像中的至少一幅图像中检测锯槽。最后，执行求平均和存档步骤。（本实施例的优点在于，吞吐量（throughput）可以更高，因为图像捕捉时间最小化）。
最后，该装置报告检测到的最深锯痕的位置和深度。借助于曲线拟合，通过评估每一条线在锯槽的任一侧的位置来在像素中测量锯槽或锯痕。通过在沿着锯槽的特定距离上求平均来计算两侧之间的差异。校准模型用于将在像素中测量到的深度转换成以实际距离单位表达的深度。校准模型考虑由线投影仪和相机引起的透视畸变以及其他畸变。
附图说明
现在，在结合附图对本发明的如下详细描述中，将更全面地描述本发明的性质和操作模式，其中：
图1示出具有阶梯状且使用共焦显微镜采集图像的锯槽的一部分；
图2示出用于对晶片锯痕进行三维检查的装置的一个实施例的示意性侧视图，其中使用至少一个线投影仪；
图3示出对晶片锯痕进行三维检查的装置的另一实施例的示意性侧视图，其中用于执行晶片和单个线投影仪之间的相对旋转运动的装置被设置成可在两个不同的取向上照射晶片表面；
图4示出用于对晶片锯痕进行三维检查的装置的示意性侧视图，其中根据本实施例，晶片的前侧和后侧由至少两个线投影仪同时检查；
图5示出用于太阳能电池的晶片的示意性俯视图，其中该晶片具有矩形形状；
图6示出通过相机的图像传感器的像素进行配准的晶片的图像的示意图，其中相机的视场捕捉晶片的整个表面；
图7A示出晶片的前侧表面的图像捕捉、使用第一线投影仪投影到晶片表面上的水平照射图案、以及第一照射光束中的玻璃板，其中该玻璃板不倾斜；
图7B示出晶片的前侧表面的图像捕捉、使用第二线投影仪投影到晶片表面上的垂直照射图案、以及第二照射光束中的玻璃板，其中该玻璃板不倾斜；
图8A示出晶片的前侧表面的图像捕捉、根据图7A的使用第一线投影仪投影到晶片表面上的水平照射图案、以及第一照射光束中的玻璃板，其中该玻璃板在顺时针方向上倾斜；
图8B示出晶片的前侧表面的图像捕捉、根据图7B的使用第二线投影仪投影到晶片表面上的垂直照射图案、以及第二照射光束中的玻璃板，其中该玻璃板在顺时针方向上倾斜；
图9A示出晶片的前侧表面的图像捕捉、根据图7A的使用第一线投影仪投影到晶片表面上的水平照射图案、以及第一照射光束中的玻璃板，其中该玻璃板在逆时针方向上倾斜；
图9B示出晶片的前侧表面的图像捕捉、根据图7B的使用第二线投影仪投影到晶片表面上的垂直照射图案、以及第二照射光束中的玻璃板，其中该玻璃板在逆时针方向上倾斜；以及
图10示出用于检测晶片表面上在两个方向上取向的锯痕的发明性方法的示意性流程图。
具体实施方式
在各个附图中，相同的附图标记表示相同的元件。此外，在附图中只示出描述相应附图所需的附图标记。所示实施例只表示可如何设计根据本发明的装置和方法的示例。这不应被视为对本发明的限制。
图1示出晶片4的前侧3F（参见图2）的锯槽2的部分视图，其中锯槽2具有阶梯状。用于制造太阳能电池的硅晶片需要检测各种缺陷。一种类型的缺陷由从硅锭（未示出）锯下晶片的过程引起。硅锭的形状可以是立方形或圆柱形。因此，晶片4分别是圆形或矩形。锯槽2或锯痕是偏离晶片4的正常平坦前侧3F或后侧3B的局部、细长的三维偏移。在晶片4是矩形的情况下，锯槽2在与锯切相同的方向上几乎平行于晶片4的边缘，并且其长度可在数厘米和晶片4的整个宽度之间变化。锯槽2的宽度及其深度也可变化。
图2示出用于对晶片4的至少一个表面3上的锯痕2进行三维检查的发明性装置1的一个实施例的示意性侧视图。晶片4的表面3是晶片4的前侧3F或后侧3B。晶片4的表面3通过限定视场7且排列成与晶片4的平面P垂直的相机6进行成像。相机6的光学系统15被设计成紧接于限定视场7，晶片4的整个表面3也由相机6的传感器（未示出）捕捉。该传感器可以是区域传感器，或者可根据线扫描原理工作。重要的是，该传感器需要对至少一个线投影仪所提供的照射波带敏感。
装置1具有提供以中心光束轴9为中心的光束5的线投影仪8。晶片4的整个表面3由线投影仪8使用光束5来照射。线投影仪8相对于晶片4的表面3被排列成中心光束轴9相对于晶片4的平面P成锐角α。光源10附连到线投影仪8并提供光以形成光束5来照射晶片4的表面3。光源10优选基于高亮度的LED。
线投影仪8具有在两个图案化玻璃板18之前的聚光透镜26，这些聚光透镜26在光的传播方向19上排列。通过图案化玻璃板18，在光束5中创建多条线22的图案20（参见图7A至9B）。线投影仪8具有出口透镜24以将多条线22的图案20投影到晶片4的前侧3F和/或后侧3B。两个图案化玻璃板18排列在出口透镜24和聚光透镜26之间。两个图案化玻璃板18的第一玻璃板27具有可变间距的伦奇刻线以补偿透视效果并将多条线22的均匀图案20投影到晶片4的表面3上。两个图案化玻璃板18的第二玻璃板28具有可变透射图案以补偿透视效果并将具有均匀亮度的多条线22的图案投影到晶片4的表面3上。
至少一个线移动器12还置于线投影仪8与晶片4的表面3之间的光束5中。如图2所示的线移动器12的本实施例是连接到马达11的玻璃板12G。马达11使玻璃板12G旋转，以使多条线22的第一或第二图案20在晶片4的表面3上移动。图2示出玻璃板12G的三个不同的角位置。在不同的角位置的情况下，有可能在晶片4的表面3上移动多条线22的图案20。在线移动器12的替换实施例中（未示出），多个玻璃板12G安装在定位器中。每一玻璃板12G以不同的角排列，并且定位器可由马达驱动以使具有特定倾斜角的玻璃板12G进入光束5，从而第一或第二图案20的多条线22在晶片4的表面3上移动。
线移动器12还可包括具有相同倾斜角但厚度不同的若干玻璃板12G。为了实现多条线22的图案20在晶片4的表面3上的移动，在捕捉图像之前，单个特定玻璃板12G进入线投影仪8与晶片4的表面3之间的光束5中。
使用相机6的图像捕捉与线移动器12的马达11以及光源10的电源进行同步。帧抓取器14和图像处理器16与相机电连接。通过帧抓取器14将晶片4的前侧3F或后侧3B的图像捕捉与多条线22的图案20在晶片4的前侧3F和/或后侧3B的定位协调地进行同步。
在晶片4的表面3上的锯槽2的取向已知的情况下，可使用单个线投影仪8来操作装置1。在没有锯槽2的取向的在先知识的情况下，有必要以两个不同的取向将多条线22的两个图案20投影到晶片4的表面3上。优选地，两个图案20彼此垂直。这可通过排列成晶片4的表面3上的多条线22的两个图案20中的线22彼此垂直的第一线投影仪81和第二线投影仪82来实现（参见图7A至9B）。
在替换解决方案中，执行单个线投影仪8和晶片4的表面3之间的相对旋转运动。使用多条线22的图案20在第一取向上捕捉第一组图像，并且在相应相对旋转运动之后在第二取向上捕捉第二组图像。
图3示出了本发明的替换实施例。要检查的每一晶片4从平面P上传输，直至它到达检查位置（即，位于相机6的视场7中），其中晶片4由线投影仪8的光束5照射。晶片4以初始取向到达检查位置。如以上所提及的，多条线22的图案20（参见图7A至9B）通过线移动器12在装置1要检查的晶片4的表面3上移动。移动装置32（参见图3）提供晶片4和线投影仪8之间的相对旋转。在相对旋转期间，维持线投影仪8相对于晶片4的平面P的锐角α。相对旋转对在第二取向上将多条线22的第二图案20投影到晶片4的表面3上是必要的。
根据图3所公开的实施例的操作方法，相机6从晶片4的表面3捕捉多幅图像。线移动器12实现了这些图像彼此相差投影到晶片的表面3上的多条线22的图案20的间距的一部分。多条线22在图像之间部分地重叠。一旦捕捉到多幅图像，移动装置32就执行晶片4和线移动器12之间的相对旋转。在优选操作模式中，晶片4由移动装置32旋转。旋转角度优选为90°。在完成旋转之后，相机6捕捉一组附加图像，其中线投影仪8将多条线22的第二图案20投影到晶片4的表面3上，其中多条线22的第二图案20取向为相对于多条线22的第一图案20成一角度。在旋转角度为90°的情况下，多条线22的第一图案20取向为相对于多条线20的第二图案20成90°。相机6、移动装置32、线移动器12的马达11、以及光源10通过帧抓取器14和图像处理器16进行协调。
图4示出具有第一线投影仪81和第二线投影仪82的本发明的一个实施例。第一线投影仪81被调适成将多条线22的图案20投影到晶片4的前侧3F上。第二线投影仪82被调适成将多条线22的图案20投影到晶片4的后侧3B上。第一相机61与晶片4的前侧3F相对地排列，而第二相机62与晶片4的后侧3B相对地排列。在图4所公开的排列的情况下，有可能同时捕捉晶片4的前侧3F和晶片4的后侧3B的多幅图像。在本实施例中，单个光源10经由各个光导30将光提供给线投影仪81、82。
图2至4所公开的装置1的实施例是示例性实施例，并且不应被认为是对本发明的限制。本领域技术人员还考虑具有第一线投影仪81、第二线投影仪82、第三线投影仪83（未示出）、以及第四线投影仪84（未示出）的装置1。在本实施例中，第一线投影仪81和第三线投影仪83被排列成它们将多条线22的相应图案20分别以0°和90°的角度投影到晶片4的前侧3F。第二线投影仪82和第四线投影仪84被排列成它们将多条线22的相应图案20分别以0°和90°的角度投影到晶片4的后侧3B。为了加速图像捕捉，有可能将不同的波带用于每一线投影仪81、82、83或84。需要至少一个色彩敏感相机或者具有滤波器的相机来捕捉图像。
在另一实施例（未示出）中，第一线投影仪81和第二线投影仪82被排列成它们将多条线22的相应图案20分别以0°和90°的角度投影到晶片4的前侧3F。
要检查的晶片4搁置在将晶片4传输到检查位置（即相机6的视场）中的带（未示出）上。有可能检查晶片4的前侧3F。如图4所公开的，在晶片4由真空拾取齿轮（未示出）或者任何等效物保持时，可同时检查晶片4的前侧3F和后侧3B。
图5示出用于太阳能电池的晶片4的示意性俯视图，其中该晶片4具有矩形形状。如以上所提及的，晶片4从硅锭锯下。由于硅锭的形状是立方形，因此晶片4是矩形。晶片4的前侧3F上的锯痕2沿着锯切的方向35取向。
图6示出根据图5的晶片4的图像40的示意图。晶片4通过相机6的图像传感器的像素60n，m进行配准，其中相机6的视场7捕捉整个表面（在此为晶片4的前侧3F）。具有多个像素60n，m的相机6的图像传感器通过晶片4来取向，以使锯槽2与图像传感器的像素行n或像素列m大致平行。优选地，对晶片4取向，以使晶片4（矩形晶片）的侧面分别平行于X方向和Y方向。
如何捕捉晶片4的表面3的图像40的过程在图7A、7B、8A、8B、9A和9B中示出。在第一线投影仪81接通的情况下捕捉第一组图像40（参见图7A、8A和9A）。在第二线投影仪82接通的情况下捕捉第二组图像40（参见图7B、8B和9B）。根据此处示出的实施例，第一线投影仪81和第二线投影仪82被排列成它们都照射晶片4的前侧3F。第一线投影仪81和第二线投影仪82以交替的方式接通和切断。第一线投影仪81将多条线22的图案20投影到晶片4的前侧3F上，以使多条线22平行于X方向。第二线投影仪82将多条线22的图案20投影到晶片4的前侧3F上，以使多条线22平行于Y方向。
图7A示出第一线投影仪81接通且将多条线22的图案20投影到晶片4的前侧3F上的情形。多条线22平行于X方向。置于第一线投影仪81前面的玻璃板12G的倾斜角在图7A中为0°，其中旋转轴34（参见侧视图）或者玻璃板12G的平面G垂直于中心光束轴9。晶片4的整个前侧3F的图像40由相机6捕捉。在图8A中示出采集一组图像40的下一步骤。第一线投影仪81保持在接通状态中并将多条线22的图案20投影到晶片4的前侧3F上。多条线22平行于X方向。置于第一线投影仪81前面的玻璃板12G的倾斜角在图8A中被设为不等于0°的所定义值β，其中旋转轴34（参见侧视图）或者玻璃板12G的平面G相对于中心光束轴9倾斜。多条线22的图案20在晶片4的前侧3F上移动所定义的距离，并且相机6捕捉多条线22的移动图案20的图像40。图9A示出置于第一线投影仪81前面的玻璃板12G的倾斜角在图9A中被设为所定义的值-β，其中旋转轴34（参见侧视图）或者玻璃板12G的平面G相对于中心光束轴9倾斜。第一线投影仪81保持在接通状态中并将多条线22的图案20投影到晶片4的前侧3F上。多条线22平行于X方向，并且图像40由相机6捕捉。
图7B示出第二线投影仪82接通且将多条线22的图案20投影到晶片4的前侧3F上的情形。多条线22平行于Y方向。在图7B中，置于第二线投影仪82前面的玻璃板12G与位于玻璃板12G中间的中心线34成0°。晶片4的整个前侧3F的图像40由相机6捕捉。在图8B中示出采集一组图像40的下一步骤。第二线投影仪82保持在接通状态中并将多条线22的图案20投影到晶片4的前侧3F上。多条线22平行于Y方向。置于第二线投影仪82前面的玻璃板12G与位于玻璃板12G中间偏左的中心线34的倾斜角在图8B中被设为不等于0°的所定义值β。多条线22的图案20在晶片4的前侧3F上移动所定义的距离，并且相机6捕捉多条线22的移动图案20的图像40。图9B示出置于第二线投影仪82前面的玻璃板12G与位于玻璃板12G中间偏右的中心线34的倾斜角在图9B中被设为所定义的值-β。
图7A、7B、8A、8B、9A和9B示出其中多条线22平行于X方向的一组图像40包括三幅图像40，而其中多条线22平行于Y方向的一组图像40也包括三幅图像40。移动量受分别在第一线投影仪81和第二线投影仪82前面的相应玻璃板12G的旋转量或倾斜量控制。每一组的图像40随着多条线22移动为零、线周期的三分之一和三分之二的所定义量而摄取。具体而言，在图7A、7B中，多条线22不移动（玻璃板12G的倾斜角为0°），在图8A、8B中，多条线22移动以使玻璃板12G的倾斜角为β，并且在图9A、9B中，多条线22移动以使玻璃板12G的倾斜角为-β。在任何情况下，多条线22的逐步移动的量被设为覆盖晶片4的整个表面3的程度。对本领域技术人员而言，每一组摄取的图像40的量不限于三幅图像40是显而易见的。
图10示出用于在晶片4的表面3上检测锯痕2的发明性方法的示意性流程图。如图7A、7B、8A、8B、9A和9B所示，第一线投影仪81和第二线投影仪82被排列成照射晶片4的前侧3F。第一线投影仪81和第二线投影仪82被放置成其相应中心光束轴9彼此垂直。最初，第一线投影仪81将具有第一取向（与X方向平行）的多条线22的第一图案20投影到晶片4的至少一个表面3上。捕捉第一原始图像51、第二原始图像52、以及第三原始图像53，其中对于多条线22的第一图案20的每一原始图像511、521、531，这些线22垂直于多条线22的第一图案20的取向移动一确定距离。对于多条线22的第二图案20的第二组原始图像512、522、532也是如此，其中多条线22取向为与Y方向平行。
在捕捉到每一组的原始图像511、521、531以及512、522、532之后，每一取向上的多幅原始图像511、521、531以及512、522、532组合以提高每一图像的质量并去除不想要的伪像。计算基准图像541、542，其中第一基准图像541的像素值是第一组原始图像511、521、531的最大像素值。类似地，计算第二基准图像541、542，其中第二基准图像542的像素值是第二组原始图像512、522、532的最大像素值。在下一步骤中，第一组原始图像511、521、531中的每一图像以及第二组原始图像512、522、532中的每一图像分别除以第一基准图像541和第二基准图像542。第一组原始图像511、521、531以及第二组原始图像512、522、532在数值上重新缩放，这通过将其乘以恒定值以获取与原始图像所具有的范围相同的值（例如，0–255）来完成。
在下一过程步骤中，在所有经改进的图像中检测候选锯槽（锯槽2）。假设在没有任何损耗共性的情况下投影线在该图像中是大致水平的，锯槽检测通过多个步骤来实现。首先，在每一列像素60n，m中执行对投影线22的位置的检测。第二，水平地跟踪每一条线22，并且计算与直线的局部偏差。第三，使用直线的位置来进行霍夫变换，其中局部偏差超过阈值。第四，在霍夫变换中搜索与所检测锯槽2的位置和取向相对应的峰值。
根据本发明的另一实施例，原始图像#1、#2和#3组合成具有经提高质量的单一图像。这通过已知为“相移提取”的过程来完成，该“相移提取”比较每一像素位置处的三幅图像511、521、531的强度。组合图像已知为“相位图像”。在相位图像中对锯槽进行检测和测量。相位图像的性质为在计算线拟合和偏差时必须考虑（“展开”）相位跳变（从-π到+π或者从+π到-π）。
在下一步骤中，测量所有经改进图像中的所检测锯槽2的深度。对于所检测的每一候选锯槽2，沿着所检测锯槽2的每一方向计算锯槽轮廓的高点和低点。计算从所跟踪的线位置开始。在相邻的方向或线上跟踪高点和低点。借助于通过接近高点和低点的线位置的曲线拟合来评估所检测锯槽2的局部深度。借助于移动平均在像素中评估沿着锯槽2的特定长度上锯槽的平均深度。最后，借助于预计算的校准参数，将锯槽2的深度从像素转换成微米。
在下一步骤中，对锯槽2的深度求平均，这通过在第一组经改进的图像511、521、531以及第二组经改进的图像512、522、532上的三个维度上计算的平均深度轮廓来实现。最后，报告锯槽2的位置和深度。写入文件，线工程师可从该文件中检索锯槽2的位置和深度。也可从该文件中检索晶片4的表面3上的最深锯槽2的位置和深度。
参考优选实施例描述了本发明。然而，对于本领域技术人员而言，可在不背离所附权利要求书的范围的情况下作出本发明的修改和替换是显而易见的。
附图标记：
1  装置
2  锯痕；锯槽
3  表面
3B  晶片的后侧
3F  晶片的前侧
4  晶片
5  光束
6、61、62  相机
7  视场
8  线投影仪
81  第一线投影仪
82  第二线投影仪
83  第三线投影仪
84  第四线投影仪
9  中心光束轴
10  光源
11  马达
12  线移动器
12G  玻璃板
14  帧抓取器
15  光学系统
16  图像处理器
18  图案化玻璃板
19  传播方向
20  图案
22  线
24  出口透镜
26  聚光透镜；聚光系统
27  第一玻璃板
28  第二玻璃板
30  光导
32  移动装置
34  旋转轴
35  锯切方向
40  晶片的图像
511、512  第一原始图像
521、522  第二原始图像
531、532  第三原始图像
541、542  基准图像
60n,m  相机的图像传感器的像素
G  玻璃板的平面
P  晶片的平面
X  X方向
Y  Y方向
α  锐角
β  倾斜角

Claims (28)

1.一种用于对晶片的至少一个表面上的锯痕进行三维检查的装置，所述装置包括：
至少一个相机，所述至少一个相机限定视场并且被排列成对所述晶片的平面进行成像，其中所述视场被设计成捕捉所述晶片的表面的至少一部分；
至少一个线投影仪，所述至少一个线投影仪提供以中心光束轴为中心的光束，其中所述至少一个线投影仪被排列成所述中心光束轴相对于所述晶片的平面成锐角，并且所述至少一个线投影仪配备有来自至少一个光源的光且调适成将多条线的图案投影到所述晶片的前侧和/或后侧并且由此覆盖所述晶片的前侧或后侧的表面的至少一部分；
至少一个线移动器，所述至少一个线移动器置于所述线投影仪与所述晶片的表面之间的光束中；以及
帧抓取器和图像处理器，其中通过所述帧抓取器将所述晶片的前侧或后侧的图像捕捉与多条线的图案在所述晶片的前侧和/或后侧的定位协调地进行同步。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个线投影仪和所述晶片的表面相对于彼此可放置成所述至少一个线投影仪将多条线的第一图案和第二图案投影到所述晶片的表面上，其中所述多条线的第一图案取向为相对于所述多条线的第二图案成一角度。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述多条线的第一图案中的线垂直于所述多条线的第二图案中的线。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个线移动器是玻璃板并且连接到用于旋转所述玻璃板的马达，从而所述多条线的第一或第二图案在所述晶片的表面上移动。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个线移动器具有多个玻璃板，每一玻璃板在定位器中以不同的角度排列，所述定位器可由马达驱动以使具有不同斜角的玻璃板进入光束，从而所述多条线的第一或第二图案在所述晶片的表面上移动。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个线投影仪中的每一线投影仪包括排列在出口透镜和聚光系统之间的具有多条线的图案的两个图案化玻璃板，其中第一玻璃板具有可变间距的伦奇刻线以补偿透视效果并将多条线的均匀图案投影到所述晶片的表面上，而所述第二玻璃板具有可变透射图案以补偿透视效果并将具有均匀亮度的多条线的图案投影到所述晶片的表面上。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个光源直接附连到所述至少一个线投影仪。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述至少一个光源包括LED。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个光源经由光导连接到所述至少一个线投影仪。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述至少一个光源包括LED。
11.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个相机通信地连接到所述帧抓取器和所述图像处理器，以使所述至少一个线移动器的运动、所述至少一个光源的开关、以及在多条线的图案在所述晶片的表面上的不同位置处对所述晶片的表面的图像的捕捉通过所述帧抓取器进行同步。
12.一种用于确定晶片的至少一个表面上的锯痕的方法，所述方法包括以下步骤：
将具有第一取向的多条线的第一图案投影到所述晶片的至少一个表面上，其中所述锯痕的取向是未知的；
捕捉所述晶片的表面的第一组第一图像，其中对于所述多条线的第一图案的每一图像，所述多条线垂直于所述多条线的第一图案的取向移动一确定距离；
将具有第二取向的多条线的第二图案投影到所述晶片的表面上；
捕捉所述晶片的表面的第二组第二图像，其中对于所述多条线的第二图案的每一图像，所述多条线垂直于所述多条线的第二图案的第二取向移动一确定距离；
从所述一组第一图像生成组合的第一图像且从所述一组第二图像生成组合的第二图像，并且由此根据所述组合的第一图像计算一组经改进的第一图像且根据所述组合的第二图像计算一组经改进的第二图像；
在所述一组经改进的第一图像中的至少一幅图像以及所述一组经改进的第二图像中的至少一幅图像中检测锯槽；
测量所述一组经改进的第一图像中的每一图像以及所述一组经改进的第二图像中的每一图像中检测到的锯槽的深度；
对所述一组经改进的第一图像中的图像或者所述一组经改进的第二图像中的图像上的每一锯槽的深度求平均；以及
将所述晶片的表面上检测到的锯槽的深度、位置和取向进行存档。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述组合的第一图像和所述组合的第二图像通过以下步骤实现：
计算第一基准图像，其中所述第一基准图像的像素值是所述第一组图像的最大像素值，并且计算第二基准图像，其中所述第二基准图像的像素值是所述第二组图像的最大像素值；
将所述第一组图像中的每一幅图像以及所述第二组图像中的每一幅图像除以相应基准图像；以及
在数值上重新缩放所述第一组图像和所述第二组图像。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，在所述一组经改进的第一图像和所述一组经改进的第二图像中的至少一幅图像中检测锯槽通过以下步骤实现：
检测每一列像素中的投影线的位置；
沿着特定方向跟踪所检测线；
沿着所述特定方向计算与直线的局部偏差；
使用直线的位置来进行霍夫变换，其中所述局部偏差超过阈值；以及
在霍夫变换中找到与所检测锯槽的位置和取向相对应的峰值。
15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，对所检测到的锯槽的深度的测量通过以下步骤实现：
对于每一检测到的锯槽，沿着所检测到的锯槽的每一方向计算锯槽轮廓的高点和低点；
跟踪相邻方向上的高点和低点；
借助于沿着接近所述高点和所述低点的线位置的曲线拟合来评估所检测到的锯槽的局部深度；
借助于活动平均在像素中评估沿着所述锯槽的特定长度上的锯槽的平均深度；以及
借助于预计算的参数，将所述锯槽的深度从像素转换成微米。
16.如权利要求12所述的方法，其特征在于，对所述锯槽的深度求平均通过对在所述第一组经改进的图像或所述第二组经改进的图像上的三个维度上计算的深度轮廓求平均来实现。
17.一种用于对晶片表面上的锯痕进行三维检查的装置，所述装置包括：
相机，所述相机限定视场并且被排列成与所述晶片的平面垂直，其中所述视场被设计成捕捉所述晶片的整个表面；
第一线投影仪，所述第一线投影仪提供以中心光束轴为中心的光束，其中所述第一线投影仪被排列成所述中心光束轴相对于所述晶片的平面成锐角，并且所述第一线投影仪配备有来自光源的光且调适成在第一取向上将多条线的图案投影到所述晶片的前侧和/或后侧并且由此覆盖所述晶片的前侧或后侧的整个表面；
第二线投影仪，所述第二线投影仪提供以中心光束轴为中心的光束，其中所述第二线投影仪被排列成所述中心光束轴相对于所述晶片的平面成锐角，并且所述第二线投影仪配备有来自光源的光且调适成在第二取向上将多条线的图案投影到所述晶片的前侧和/或后侧并且由此覆盖所述晶片的前侧或后侧的整个表面；
线移动器，所述线移动器置于所述第一线投影仪和所述第二线投影仪分别与所述晶片的表面之间的每一光束中；以及
帧抓取器和图像处理器，其中通过所述帧抓取器将所述晶片的前侧或后侧的图像捕捉与多条线的图案在所述晶片的前侧或后侧上的定位协调地进行同步。
18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述多条线的第一图案垂直于所述多条线的第二图案。
19.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述线移动器是玻璃板并且连接到用于旋转所述玻璃板的马达，从而所述多条线的第一或第二图案在所述晶片的表面上移动。
20.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述线移动器具有多个玻璃板，并且每一玻璃板在定位器中以不同的角度排列，所述定位器可由马达驱动以使具有不同斜角的玻璃板分别进入所述第一和第二线投影仪的光束，从而所述多条线的第一或第二图案分别在X方向和Y方向上在所述晶片的表面上移动。
21.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述第一和第二线投影仪包括各自排列在出口透镜和聚光系统之间的具有多条线的图案的两个图案化玻璃板，其中第一玻璃板具有可变间距的伦奇刻线以补偿透视效果并将多条线的均匀图案投影到所述晶片的表面上，而所述第二玻璃板具有可变透射图案以补偿透视效果并将具有均匀亮度的多条线的图案投影到所述晶片的表面上。
22.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述相机通信地连接到所述帧抓取器和所述图像处理器，以使所述线移动器的运动、所述至少一个光源的开关、以及对由所述第一线投影仪和所述第二线投影仪在所述晶片的表面上产生的图案的图像的捕捉通过所述帧抓取器进行同步和协调。
23.一种用于对晶片表面上的锯痕进行三维检查的装置，所述装置包括：
相机，所述相机限定视场并且被排列成与所述晶片的平面垂直，其中所述视场被设计成捕捉所述晶片的整个表面；
一个线投影仪，所述线投影仪提供以中心光束轴为中心的光束，其中所述线投影仪被排列成所述中心光束轴相对于所述晶片的平面成锐角，并且所述线投影仪配备有来自光源的光且调适成在第一取向上将多条线的第一图案投影到所述晶片的表面上并且由此覆盖所述晶片的整个表面；
至少一个线移动器12，所述至少一个线移动器置于所述线投影仪与所述晶片的表面之间的光束中；
移动装置，所述移动装置用于提供所述晶片和所述线投影仪之间的相对旋转并且由此维持所述线投影仪相对于所述晶片的平面的锐角，从而在第二取向上将所述多条线的第二图像投影到所述晶片的表面上；以及
帧抓取器和图像处理器，其中通过所述帧抓取器将所述多条线的第一图案和所述多条线的第二图案的图像捕捉与线移动器在所述光束中的定位以及所述晶片和所述线投影仪的相对旋转定位协调地进行同步。
24.一种用于对晶片表面上的锯痕进行三维检查的装置，所述装置包括：
两个相机，每一相机限定一视场并且每一相机被排列成与所述晶片的前侧和所述晶片的后侧的平面垂直，其中所述两个相机的视场被设计成分别捕捉所述晶片的整个前侧和整个后侧；
至少一个第一线投影仪，所述第一线投影仪提供以中心光束轴为中心的光束，其中所述第一线投影仪被排列成所述中心光束轴分别与所述晶片的平面和前侧成锐角，至少一个第二线投影仪，所述第二线投影仪提供以中心光束轴为中心的光束，其中所述第二线投影仪被排列成所述中心光束轴分别与所述晶片的平面和后侧成锐角，其中所述至少第一和第二线投影仪配备有来自至少一个光源的光且调适成将多条线的图案投影到所述晶片的前侧和/或后侧并且由此覆盖所述晶片的前侧或后侧的整个表面；
至少一个线移动器，所述至少一个线移动器置于所述线投影仪与所述晶片的表面之间的光束中；以及
帧抓取器和图像处理器，其中通过所述帧抓取器将所述晶片的前侧或后侧的图像捕捉与多条线的图案在所述晶片的前侧和/或后侧的定位协调地进行同步。
25.如权利要求24所述的装置，其特征在于，移动装置实现所述晶片和所述线投影仪之间的相对旋转并且由此维持所述线投影仪相对于所述晶片的平面的锐角，从而在第二取向上将所述多条线的第二图像投影到所述晶片的表面上，并且所述帧抓取器和所述图像处理器将投影到所述晶片的表面上的所述多条线的第一图案和所述多条线的第二图案的图像捕捉、线移动器在所述光束中的定位、以及所述晶片和所述线投影仪相对于彼此的相对旋转定位进行同步。
26.一种用于对晶片的至少一个表面上的锯痕进行三维检查的装置，所述装置包括：
至少一个相机，所述至少一个相机限定视场并且被排列成对所述晶片的平面进行成像，其中所述视场被设计成捕捉所述晶片的表面的至少一部分；
用于加载所述晶片以使所述锯痕在所述相机的视场中位于所定义的取向上的装置；
至少一个线投影仪，所述至少一个线投影仪提供以中心光束轴为中心的光束，其中所述至少一个线投影仪被排列成所述中心光束轴相对于所述晶片的平面成锐角，并且所述至少一个线投影仪配备有来自至少一个光源的光且调适成将多条线的图案投影到所述晶片的前侧和/或后侧并且由此覆盖所述晶片的前侧或后侧的表面的至少一部分；
至少一个线移动器，所述至少一个线移动器置于所述线投影仪与所述晶片的表面之间的光束中；以及
帧抓取器和图像处理器，其中通过所述帧抓取器将所述晶片的前侧或后侧的图像捕捉与多条线的图案在所述晶片的前侧和/或后侧的定位协调地进行同步。
27.一种用于确定晶片的至少一个表面上的锯痕的方法，所述方法包括以下步骤：
确定所述晶片上的锯痕的取向；
设置至少一个线投影仪；
将具有第一取向的多条线的第一图案投影到所述晶片的至少一个表面上，其中所述多条线的第一图案取向为相对于所述锯痕成一角度；
捕捉所述晶片的表面的第一组第一图像，其中对于所述多条线的第一图案的每一图像，所述多条线垂直于所述多条线的第一图案的取向移动一确定距离；
从所述一组第一图像生成组合的第一图像，并且由此根据组合的第一图像计算一组经改进的第一图像；
在所述一组经改进的第一图像中的至少一幅图像中检测锯槽；
测量所述一组经改进的第一图像的每一图像中所检测到的锯槽的深度；
对所述一组经改进的第一图像中的图像上的每一锯槽的深度求平均；以及
将所述晶片的表面上所检测到的锯槽的深度、位置和取向进行存档。
28.如权利要求27所述的方法，其特征在于，移动装置被设置成用于实现所述晶片和所述至少一个线投影仪之间的相对旋转，以使所述晶片上的锯痕的取向不平行于投影到所述晶片的表面上的所述多条线的第一图案。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107144577A (zh) * 2016-11-23 2017-09-08 阜宁协鑫光伏科技有限公司 一种硅切片穿孔判定的方法
TWI637143B (zh) * 2014-04-07 2018-10-01 日商迪思科股份有限公司 Bump detection device
CN110676155A (zh) * 2019-09-27 2020-01-10 上海申和热磁电子有限公司 一种检测抛光硅片表面浅在缺陷的方法

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9019491B2 (en) * 2012-01-19 2015-04-28 KLA—Tencor Corporation Method and apparatus for measuring shape and thickness variation of a wafer
KR20130113677A (ko) * 2012-04-06 2013-10-16 한미반도체 주식회사 웨이퍼 검사장치
HUE056308T2 (hu) * 2013-03-19 2022-02-28 Hennecke Systems Gmbh Eljárás és rendszer sík félvezetõ tárgyak ellenõrzéséhez
US9019576B2 (en) 2013-06-21 2015-04-28 3Shape A/S Scanning apparatus with patterned probe light
EP3081901A1 (en) * 2015-04-17 2016-10-19 Hennecke Systems GmbH Inspection method and device for inspecting a surface pattern
JP6450697B2 (ja) * 2016-03-22 2019-01-09 Ckd株式会社 基板検査装置
DE102016220523B4 (de) * 2016-10-19 2019-02-14 Solarworld Industries Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Analyse optisch erfassbarer Inhomogenitäten auf der Oberfläche von Wafern
DE102018121448B4 (de) * 2018-09-03 2022-06-02 SmartRay GmbH Inspektions-Verfahren sowie diesbezügliche Vorrichtung

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08226899A (ja) * 1995-02-22 1996-09-03 Mitsubishi Electric Corp 半導体シリコンベアウエハの表面検査方法及びその表面検査装置
CN1182211A (zh) * 1996-05-22 1998-05-20 松下电器产业株式会社 使用光的缺陷检查方法及其装置
CN1532518A (zh) * 2003-03-26 2004-09-29 ������������ʽ���� 缺陷检查装置、缺陷检查方法和孔图形的检查方法
US20080075353A1 (en) * 2006-09-22 2008-03-27 Mehmet Tek System and method for defect detection threshold determination in an workpiece surface inspection system
CN101171506A (zh) * 2005-05-06 2008-04-30 恪纳腾技术公司 晶片边缘检测
CN101622525A (zh) * 2007-02-28 2010-01-06 株式会社尼康 观察方法、检查装置及检查方法
CN102192713A (zh) * 2010-02-08 2011-09-21 株式会社神户制钢所 外观检查装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6395344A (ja) 1986-10-09 1988-04-26 Hitachi Metals Ltd 表面欠陥の検出方法
JP3914638B2 (ja) * 1997-09-09 2007-05-16 シーケーディ株式会社 形状計測装置
JP3922784B2 (ja) * 1998-01-27 2007-05-30 松下電工株式会社 ３次元形状計測装置
US6324298B1 (en) * 1998-07-15 2001-11-27 August Technology Corp. Automated wafer defect inspection system and a process of performing such inspection
JP2000046743A (ja) 1998-07-24 2000-02-18 Kobe Steel Ltd 欠陥検査装置
JP2001124538A (ja) * 1999-10-27 2001-05-11 Komatsu Electronic Metals Co Ltd 物体表面の欠陥検査方法および欠陥検査装置
WO2001051887A1 (en) 2000-01-07 2001-07-19 Cyberoptics Corporation Phase profilometry system with telecentric projector
EP1271605A4 (en) * 2000-11-02 2009-09-02 Ebara Corp ELECTRON BEAM APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE COMPRISING SAID APPARATUS
JP2005345290A (ja) 2004-06-03 2005-12-15 Seiko Epson Corp 筋状欠陥検出方法及び装置
JP4322890B2 (ja) 2005-06-13 2009-09-02 シャープ株式会社 起伏検査装置、起伏検査方法、起伏検査装置の制御プログラム、記録媒体
JP4160991B2 (ja) 2006-11-29 2008-10-08 シャープ株式会社 線状の欠陥の検出装置および半導体基板の製造装置、線状の欠陥の検出方法および半導体基板の製造方法、コンピュータを当該検出装置または…
JP4943304B2 (ja) * 2006-12-05 2012-05-30 株式会社 Ｎｇｒ パターン検査装置および方法
FR2914422B1 (fr) 2007-03-28 2009-07-03 Soitec Silicon On Insulator Procede de detection de defauts de surface d'un substrat et dispositif mettant en oeuvre ledit procede.
JP5016520B2 (ja) 2008-02-26 2012-09-05 パナソニック株式会社 ３次元形状計測方法および装置
US8994923B2 (en) * 2008-09-22 2015-03-31 Nikon Corporation Movable body apparatus, exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
JP2010117337A (ja) 2008-11-12 2010-05-27 Nippon Electro Sensari Device Kk 表面欠陥検査装置
JP2010181328A (ja) 2009-02-06 2010-08-19 Kobe Steel Ltd 太陽電池ウェハ表面の検査装置，太陽電池ウェハ表面の検査用プログラム，太陽電池ウェハ表面の検査方法
DE102009010837A1 (de) 2009-02-28 2010-09-02 Basler Ag Verfahren zur Inspektion von Wafern für Solarzellen auf Sägerillen
US8045181B2 (en) * 2009-05-21 2011-10-25 General Electric Company Inspection system and method with multi-image phase shift analysis

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08226899A (ja) * 1995-02-22 1996-09-03 Mitsubishi Electric Corp 半導体シリコンベアウエハの表面検査方法及びその表面検査装置
CN1182211A (zh) * 1996-05-22 1998-05-20 松下电器产业株式会社 使用光的缺陷检查方法及其装置
CN1532518A (zh) * 2003-03-26 2004-09-29 ������������ʽ���� 缺陷检查装置、缺陷检查方法和孔图形的检查方法
CN101171506A (zh) * 2005-05-06 2008-04-30 恪纳腾技术公司 晶片边缘检测
US20080075353A1 (en) * 2006-09-22 2008-03-27 Mehmet Tek System and method for defect detection threshold determination in an workpiece surface inspection system
CN101622525A (zh) * 2007-02-28 2010-01-06 株式会社尼康 观察方法、检查装置及检查方法
CN102192713A (zh) * 2010-02-08 2011-09-21 株式会社神户制钢所 外观检查装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI637143B (zh) * 2014-04-07 2018-10-01 日商迪思科股份有限公司 Bump detection device
CN107144577A (zh) * 2016-11-23 2017-09-08 阜宁协鑫光伏科技有限公司 一种硅切片穿孔判定的方法
CN107144577B (zh) * 2016-11-23 2020-04-10 阜宁协鑫光伏科技有限公司 一种硅切片穿孔判定的方法
CN110676155A (zh) * 2019-09-27 2020-01-10 上海申和热磁电子有限公司 一种检测抛光硅片表面浅在缺陷的方法
CN110676155B (zh) * 2019-09-27 2021-12-10 上海中欣晶圆半导体科技有限公司 一种检测抛光硅片表面浅在缺陷的方法

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KR20130045351A (ko) 2013-05-03
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