Hochauflösende GigE-Kameras prüfen Solar-Wafer

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SAB Bröckskes GmbH & Co KG

a.b.jödden gmbh

IDS Imaging Development Systems GmbH

Mit 50 Mikrometer Genauigkeit vermessen

Das System muss in der Lage sein, Vermessungen mit einer Genauigkeit von 50 µm durchzuführen. Um die gängige Wafergröße von etwa 150 x 150 mm² mit einer Aufnahme in der erforderlichen Auflösung erfassen zu können, entschieden sich die Ingenieure für eine Kamera mit fünf Mpixel-Sensor.

Projektleiter Johannes Stelter: „Hohe Auflösung, unkomplizierte und schnelle Bildübertragung sowie Farbe waren die wesentlichen Kriterien.“ Aufgrund der guten Erfahrungen mit der Kameraintegration, der Produktqualität und dem Service entschied er sich für ein Modell der uEye-Serie aus dem Hause IDS. Die UI-5480-C hat einen schnellen CMOS-Farbsensor mit 2560 x 1920 Pixeln, der mittels der Area Of Interest (AOI)-Funktion auf einen quadratischen Bildteil beschnitten wird. Über den Gigabit-Ethernet-Anschluss lassen sich die Bilddaten in hoher Geschwindigkeit übertragen – so erreicht die Kamera 15 Bilder in der Sekunde bei voller Auflösung. Kabellängen von bis zu 100 m erlauben dabei eine flexible Positionierung der Kamera auch in großer Entfernung zum Host-Computer.

Zwei Prüfungen in kurzer Zeit

Für die Waferprüfung ist die Kamera in einem nach unten offenen Metallgehäuse mit integrierter Beleuchtung untergebracht. Im Fertigungsprozess positioniert ein Drehteller dort die geschnittenen Siliziumscheiben für die Prüfung. Nun werden hintereinander zwei Aufnahmen mit wechselnder Beleuchtung durchgeführt. Für die erste Prüfung durchleuchten rote LEDs den Wafer, so dass durchgehende Risse sichtbar werden. Während die Kamera ein weiteres Bild aufnimmt, segmentiert die auf MVTecs Halcon basierende Auswertungssoftware bereits das erste Bild mittels Grauwert-Operatoren.

Durch die Verschachtelung von Aufnahmen und Auswertung wird wertvolle Zeit gewonnen. Die zweite Aufnahme findet bei weißem Auflicht statt. Verschmutzungen und Defekte auf der Oberfläche sowie nicht durchgehende Risse heben sich unter der diffusen LED-Beleuchtung kontrastreich ab. Gleichzeitig dient diese Aufnahme auch der Vermessung der Wafergröße und der Abschrägung an den Ecken, der so genannten Fasen.

Über die von Eckelmann entwickelte grafische Benutzeroberfläche E.SEE-Waferinspect wird das Messsystem direkt an der Anlage oder per Fernwartung bedient. Das modulare System lässt sich auf Kundenwunsch um Funktionen wie Dicken- und Korngrößenmessung der Wafer erweitern.

Daniel Seiler, Technische Kommunikation, IDS Imaging Development Systems

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