NO328737B1 - Method and apparatus for inspecting objects - Google Patents
Method and apparatus for inspecting objects Download PDFInfo
- Publication number
- NO328737B1 NO328737B1 NO20074444A NO20074444A NO328737B1 NO 328737 B1 NO328737 B1 NO 328737B1 NO 20074444 A NO20074444 A NO 20074444A NO 20074444 A NO20074444 A NO 20074444A NO 328737 B1 NO328737 B1 NO 328737B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- shadow
- image
- location
- edges
- processing unit
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000010606 normalization Methods 0.000 claims description 8
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 6
- 238000007689 inspection Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- -1 timber Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
- G01B11/0608—Height gauges
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/9501—Semiconductor wafers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Abstract
En innretning for inspeksjon av en gjenstand innbefatter en lyskilde for belysning av gjenstanden, en skyggeinnretning anordnet mellom lyskilden og gjenstanden, for tilveiebringelse av en skygge på gjenstandens overflate, en bildeopptaksinnretning for opptak av et bilde av gjenstandens overflate, og en prosesseringsenhet for prosessering av bildedataene for derved å tilveiebringe en kvalitetsindikasjon av gjenstandens overflate. Det foreslås også en fremgangsmåte for inspeksjon av gjenstander, med dannelse av en skygge på minst én overflate av gjenstanden, opptak av et bilde av gjenstandens overflate, inkludert skyggen, og analysering av minst én skyggekant i bildet for derved å få frem en kvalitetsindikasjon for gjenstandens overflate.An object inspection device includes a light source for illuminating the object, a shadow device arranged between the light source and the object, for providing a shadow on the object's surface, an image recording device for capturing an image of the object's surface, and a processing unit for processing the image data thereby providing a quality indication of the object's surface. It is also proposed a method for inspecting objects, forming a shadow on at least one surface of the object, capturing an image of the object's surface, including the shadow, and analyzing at least one shadow edge in the image to obtain a quality indication of the object's surface.
Description
Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte og innretning for inspeksjon av gjenstander. The invention relates to a method and device for inspecting objects.
I flere tilfeller foreligger det et behov for å kunne inspisere overflaten til gjenstander, så som skiver slik som halvledersubstrater for bruk i elektronikk og/eller i solceller. In several cases, there is a need to be able to inspect the surface of objects, such as wafers such as semiconductor substrates for use in electronics and/or in solar cells.
Det har vært foreslått mange løsninger for dette formålet. JP 2006292617 beskriver en optisk løsning, hvor en ripe på et halvledersubstrat stråler fra en overflate, med belysningslys fra en lyskilde og transmitteres gjennom et ringformet filter. Ripen detekteres basert på det elektriske signalet fra en fotoelektrisk omformer, utledet fra interferensen. Many solutions have been proposed for this purpose. JP 2006292617 describes an optical solution, where a scratch on a semiconductor substrate radiates from a surface, with illumination light from a light source and is transmitted through an annular filter. The scratch is detected based on the electrical signal from a photoelectric converter, derived from the interference.
JP 2005221288 beskriver en metode for å måle overflateegenskaper for et materiale, slik som tømmer, metall, plast, ved å projisere en skygge på materialet fra en vinklet lyskilde. Bildet av skyggen innfanges av et kamera og formen/utstrekningen til skyggen benyttes for å beregne overflatetilstanden til materialet. JP 2005221288 describes a method for measuring surface properties of a material, such as timber, metal, plastic, by projecting a shadow onto the material from an angled light source. The image of the shadow is captured by a camera and the shape/extent of the shadow is used to calculate the surface condition of the material.
US 4767212 beskriver en metode for å bestemme volumet av en gjenstand. Et spaltemønster projiseres på gjenstanden og avbildes av et tv-kamera og høyden på gjenstanden beregnes. Volumet beregnet ut fra høydeberegningene. US 4767212 describes a method for determining the volume of an object. A slit pattern is projected onto the object and imaged by a television camera and the height of the object is calculated. The volume calculated from the height calculations.
EP 0430399 beskriver en anordning for å bestemme størrelsen på et objekt som er lokalisert i en kavitet. Objektet belyses og en skygge projiseres på objektet. Størrelsen og plasseringen av skyggen benyttes for å beregne størrelsen og eventuelle bulker i objektet. EP 0430399 describes a device for determining the size of an object located in a cavity. The object is illuminated and a shadow is projected onto the object. The size and position of the shadow is used to calculate the size and any dents in the object.
Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte og en innretning for inspeksjon av gjenstander med stor nøyaktighet og høy pålitelighet og enkel bruk, på en kompakt måte og med lave kostnader. The purpose of the present invention is to provide a method and a device for inspecting objects with great accuracy and high reliability and ease of use, in a compact manner and at low costs.
Hensikten med oppfinnelsen oppnås med de trekk som er angitt i patentkravene. The purpose of the invention is achieved with the features specified in the patent claims.
I én utførelse innbefatter innretningen for inspeksjon av en gjenstand: In one embodiment, the device for inspecting an object includes:
- en lyskilde for belysning av gjenstanden, - a light source for illuminating the object,
- en skyggeinnretning anordnet mellom lyskilden og gjenstanden, for dannelse av en skygge på gjenstandens overflate, - en bildeopptagende (eng: image capturing) innretning for opptagelse av et bilde av gjenstandens overflate, - og en prosesseringsenhet for prosessering av bildedataene, omfattende analysering av minst to kanter av skyggen/skyggene i bildet, for derved å tilveiebringe en indikasjon av kvaliteten til gjenstandens overflate. - a shadow device arranged between the light source and the object, for forming a shadow on the object's surface, - an image capturing device for recording an image of the object's surface, - and a processing unit for processing the image data, including analyzing at least two edges of the shadow(s) in the image, thereby providing an indication of the quality of the object's surface.
Gjenstanden som skal inspiseres kan være en gjenstand hvor det er viktig å kunne inspisere overflaten. Gjenstandene kan ha en hvilken som helst form og dimensjon. The object to be inspected may be an object where it is important to be able to inspect the surface. The objects can have any shape and dimension.
I én utførelse er gjenstanden som skal inspiseres en skive/wafer, eksempelvis en halvlederskive eller en fotovoltaisk skive for bruk i solceller. In one embodiment, the object to be inspected is a disk/wafer, for example a semiconductor disk or a photovoltaic disk for use in solar cells.
Lyskilden kan være en hvilken som helst egnet lyskilde, så som en halogenlampe, én eller flere lysemitterende dioder, etc. Lyskilden belyser skyggeinnretningen for derved å danne en skygge på gjenstandens overflate. Avstanden mellom lyskilden og skyggeinnretningen og/eller gjenstanden kan optimeres for tilveiebringelse av skarpe skyggekanter. Eksempelvis vil en halogenlampe som er anordnet relativt langt fra skyggeinnretningen representere en ideell lyskilde. Det kan også forefinnes et antall lyskilder. The light source can be any suitable light source, such as a halogen lamp, one or more light-emitting diodes, etc. The light source illuminates the shadow device to thereby form a shadow on the object's surface. The distance between the light source and the shadow device and/or the object can be optimized to provide sharp shadow edges. For example, a halogen lamp which is arranged relatively far from the shade device will represent an ideal light source. There may also be a number of light sources.
Skyggeinnretningen kan være en hvilken som helst innretning som kan danne en egnet skygge på minst én overflate av gjenstanden. Skyggen kan ha en hvilken som helst ønsket form og dimensjon og det kan forefinnes et hvilket som helst antall skyggeinnretninger. En bruk av flere skyggeinnretninger vil gi øket redundans for målingene, og vil derfor øke målingenes robusthet. I én utførelse har skyggeinnretningen en langstrakt form, eksempelvis som en streng eller en stang. The shadow device can be any device that can form a suitable shadow on at least one surface of the object. The shade can have any desired shape and dimension and there can be any number of shade devices. The use of several shading devices will provide increased redundancy for the measurements, and will therefore increase the robustness of the measurements. In one embodiment, the shading device has an elongated shape, for example as a string or a rod.
Den bildeopptakende innretningen kan være en hvilken som helst egnet innretning så som et kamera, en bildesensor så som en CCD- eller CMOS-innretning, etc. Den bildeopptakende innretningen kan også innbefatte en linseanordning eller annen fokuserende optikk for oppnåelse av et skarpt bilde av gjenstandens overflate og/eller skyggen/skyggene. Det kan brukes én eller flere bildeopptakende innretninger. The image capturing device may be any suitable device such as a camera, an image sensor such as a CCD or CMOS device, etc. The image capturing device may also include a lens device or other focusing optics for obtaining a sharp image of the object surface and/or the shadow(s). One or more image recording devices can be used.
Prosesseringsenheten er utformet for prosessering av bildedataene og for analysering av minst to skyggekanter i bildet for derved å tilveiebringe en kvalitetsindikasjon for gjenstandens overflate. Skyggens form vil variere med høydevariasjoner i gjenstandens overflate, og høydeinformasjon vedrørende gjenstandens overflate kan således utledes fra billeddataene for skyggekantene. The processing unit is designed for processing the image data and for analyzing at least two shadow edges in the image to thereby provide a quality indication for the object's surface. The shadow's shape will vary with height variations in the object's surface, and height information regarding the object's surface can thus be derived from the image data for the shadow edges.
I én utførelse innbefatter analyseringen av skyggekantene i bildet en beregning av variasjoner i kantformene. In one embodiment, the analysis of the shadow edges in the image includes a calculation of variations in the edge shapes.
I én utførelse blir gjenstandens plassering identifisert i et referansesystem. In one embodiment, the object's location is identified in a reference system.
I én utførelse identifiseres plasseringen av skyggen på gjenstandens overflate. Også plasseringen av skyggekantene kan identifiseres på gjenstandens overflate. In one embodiment, the location of the shadow on the surface of the object is identified. Also the location of the shadow edges can be identified on the surface of the object.
I én utførelse blir bildet normalisert. Dette er særlig av interesse når gjenstanden er et multikrystallinsk materiale, slik at derved forskjellen i refleksjon fra overflaten som følge av ulike krystallegenskaper, vil kunne gi støy i målingene. Normaliseringen kan eksempelvis gjennomføres ved at det i tillegg tas et bilde av gjenstandens overflate uten skygge, plasseringen av gjenstanden uten skygge identifiseres i referansesystemet, og bildet av gjenstanden uten skygge subtraheres fra bildet av gjenstanden med skygge. In one embodiment, the image is normalized. This is of particular interest when the object is a multi-crystalline material, so that the difference in reflection from the surface as a result of different crystal properties could cause noise in the measurements. The normalization can be carried out, for example, by additionally taking a picture of the object's surface without a shadow, the location of the object without a shadow is identified in the reference system, and the image of the object without a shadow is subtracted from the image of the object with a shadow.
I én utførelse vil analysen av skyggekantene i bildet gi et mål for høydevariasjoner i gjenstandens overflate. In one embodiment, the analysis of the shadow edges in the image will provide a measure of height variations in the object's surface.
I én utførelse gjennomføres de foran nevnte trinn for to motliggende overflater på gjenstanden. Dette vil gi en høydeprofil/kurve for hver overflate. En subtrahering av resultatene kan gi mål for gjenstandens tykkelse. I én utførelse blir en gjenstand med kjent tykkelse målt på samme måte som beskrevet foran, og denne kjente tykkelsen kombineres med den målte tykkelsen ut fra høydeprofiler, for på den måten å få frem en riktig reell tykkelse for den gjenstanden som inspiseres. In one embodiment, the aforementioned steps are carried out for two opposing surfaces of the object. This will give a height profile/curve for each surface. Subtracting the results can give a measure of the object's thickness. In one embodiment, an object of known thickness is measured in the same way as described above, and this known thickness is combined with the measured thickness from height profiles, in order to obtain a correct real thickness for the object being inspected.
I én utførelse er gjenstanden en skive, eksempelvis en halvlederskive, eksempelvis for bruk i solceller. In one embodiment, the object is a disk, for example a semiconductor disk, for example for use in solar cells.
Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet nærmere ved hjelp av eksempler og under henvisning til tegningen, hvor The invention will now be described in more detail by means of examples and with reference to the drawing, where
Fig. 1 rent skjematisk viser det inventive prinsippet, Fig. 1 schematically shows the inventive principle,
Fig. 2 viser en mulig utførelse av en utførelsesform av oppfinnelsen, Fig. 2 shows a possible embodiment of an embodiment of the invention,
Fig. 3 viser et eksempel på et bilde med skygger, Fig. 3 shows an example of an image with shadows,
Fig. 4-8 viser ulike trinn i en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen, Fig. 4-8 show various steps in a method according to the invention,
Fig. 9 viser en normaliseringsprosess i samsvar med én utførelse av oppfinnelsen, og Fig. 10 viser prinsippet for en utførelse av oppfinnelsen for tilveiebringelse av en indikasjon av tykkelsen til gjenstanden. Fig. 9 shows a normalization process in accordance with one embodiment of the invention, and Fig. 10 shows the principle of an embodiment of the invention for providing an indication of the thickness of the object.
I fig. 1 inspiseres en overflate 10 på en gjenstand 14. En lyskilde 11 belyser gjenstanden 14 og en skyggeinnretning 13 som er anordnet mellom lyskilden 11 og gjenstanden 14. Skyggeinnretningen 13 danner således en skygge 15 på gjenstandens overflate 10. En bildeopptaksinnretning 12 er anordnet for opptak av et bilde av gjenstandens overflate 10, inkludert skyggen 15. Billeddataene blir så prosessert/analysert for derved å tilveiebringe en kvalitetsindikasjon for gjenstandens overflate. In fig. 1, a surface 10 of an object 14 is inspected. A light source 11 illuminates the object 14 and a shadow device 13 is arranged between the light source 11 and the object 14. The shadow device 13 thus forms a shadow 15 on the object's surface 10. An image recording device 12 is arranged for recording an image of the object's surface 10, including the shadow 15. The image data is then processed/analyzed to thereby provide a quality indication of the object's surface.
Lyskilden 11 kan være en hvilken som helst egnet lyskilde, så som en halogenlampe, én eller flere lysemitterende dioder, etc. Her er lyskilden 11 vist i form av én enkelt lyspære, eksempelvis en halogenpære. Lyskilden 11 er anordnet sideveis forskjøvet i forhold til gjenstanden 14, hvilket medfører at lysstrålen fra lyskilden 11 via skyggeinnretningen 13 og til gjenstandens overflate 10 går med en vinkel i forhold til gjenstandens overflate 10. Denne vinkelen kan eksempelvis ligge i området 20-40°. The light source 11 can be any suitable light source, such as a halogen lamp, one or more light-emitting diodes, etc. Here, the light source 11 is shown in the form of a single light bulb, for example a halogen bulb. The light source 11 is arranged laterally offset in relation to the object 14, which means that the light beam from the light source 11 via the shadow device 13 and to the object's surface 10 goes at an angle in relation to the object's surface 10. This angle can, for example, lie in the range 20-40°.
Avstanden mellom lyskilden 11 og skyggeinnretningen 13 og/eller gjenstanden kan optimeres for tilveiebringelse av skarpe skyggekanter. I figuren er avstanden mellom skyggeinnretningen 13 og gjenstanden 14 betydelig mindre enn avstanden mellom lyskilden 11 og skyggeinnretningen 13. Det vil kunne være fordelaktig å ha en liten avstand mellom skyggeinnretningen 13 og gjenstanden 14, for derved å oppnå en skarp skygge på gjenstandens 14 overflate 10. Avstanden mellom skyggeinnretningen 13 og gjenstanden 14 kan ligge i området 1-5 mm, eksempelvis i området 1,5-2,5 mm, mens avstanden fra lyskilden til gjenstanden kan ligge i området 50-250 mm. The distance between the light source 11 and the shadow device 13 and/or the object can be optimized for providing sharp shadow edges. In the figure, the distance between the shadow device 13 and the object 14 is significantly smaller than the distance between the light source 11 and the shadow device 13. It could be advantageous to have a small distance between the shadow device 13 and the object 14, in order to thereby achieve a sharp shadow on the surface 10 of the object 14 The distance between the shadow device 13 and the object 14 can be in the range 1-5 mm, for example in the range 1.5-2.5 mm, while the distance from the light source to the object can be in the range 50-250 mm.
Skyggeinnretningen kan være en hvilken som helst innretning som vil gi en egnet skygge på minst én overflate av gjenstanden. Skyggeinnretningen kan ha en hvilken som helst egnet form og dimensjon og det kan forefinnes et antall skyggeinnretninger. I fig. 1 er to skyggeinnretninger 13 anordnet på motsatte sideavsnitt av én og samme gjenstandsoverflate. Andre utførelser kan benytte andre utforminger av skyggeinnretningene, eksempelvis kan skyggeinnretningen ligge over et sentralt avsnitt av gjenstanden. The shading device can be any device that will provide a suitable shadow on at least one surface of the object. The shading device can have any suitable shape and dimension and there can be a number of shading devices. In fig. 1, two shading devices 13 are arranged on opposite side sections of one and the same object surface. Other embodiments can use other designs of the shadow devices, for example the shadow device can lie over a central section of the object.
Bildeopptaksinnretningen 12 er i fig. 1 vist som et kamera, men det kan benyttes enhver bildeinnretning, så som en bildesensor så som CCD- eller CMOS-innretninger, etc. Bildeopptaksinnretningen kan også innbefatte en linseanordning eller annen fokuserende optikk, for derved å kunne oppnå et skarpt bilde av gjenstandens overflate og/eller skyggen/skyggene. I fig. 1 er det bare vist én bildeopptaksinnretning 12, men i andre utførelser kan det tenkes benyttet flere bildeopptaksinnretninger. The image recording device 12 is in fig. 1 shown as a camera, but any imaging device can be used, such as an image sensor such as CCD or CMOS devices, etc. The image recording device can also include a lens device or other focusing optics, in order to obtain a sharp image of the object's surface and/or the shadow(s). In fig. 1, only one image recording device 12 is shown, but in other embodiments it is conceivable to use several image recording devices.
Formen til skyggen 15 på overflaten 10 vil variere med høydevariasjoner i gjenstandens 14 overflate 10. Denne form variasjonen kan detekteres i det bildet som tas med bildeopptaksinnretningen, og man kan således få frem høydeinformasjon vedrørende gjenstandens overflate. Slik informasjon kan eksempelvis oppnås ved å beregne posisjonen til skyggekanten på et antall steder, idet en sekvens av kantskyggeposisjoner vil danne en skyggekantprofil som svarer til en høydekurve/profil for gjenstandens overflate 10. For å kunne foreta beregninger på et antall steder/lokasjoner, kan skyggeinnretningen og gjenstanden beveges i forhold til hverandre. I eksemplet i fig. 1 blir gjenstanden ikke beveget når bildet tas, men blir beveget sideveis for inspisering av gjenstandens underside eller for videre prosessering av gjenstanden. Høyden til overflate variasjonene kan beregnes ut fra skyggekantprofilen ved hjelp av geometriske beregninger når man kjenner avstanden mellom gjenstanden, skyggeinnretningen og lyskilden. En beregning av et antall høydekurver/profiler langs overflaten kan kombineres for dannelse av en tredimensjonal modell av gjenstandens overflate. The shape of the shadow 15 on the surface 10 will vary with height variations in the surface 10 of the object 14. This shape variation can be detected in the image taken with the image recording device, and one can thus obtain height information regarding the surface of the object. Such information can, for example, be obtained by calculating the position of the shadow edge at a number of locations, as a sequence of edge shadow positions will form a shadow edge profile that corresponds to a height curve/profile for the object's surface 10. In order to be able to perform calculations at a number of locations/locations, the shadow device and the object are moved in relation to each other. In the example in fig. 1, the object is not moved when the image is taken, but is moved laterally for inspection of the object's underside or for further processing of the object. The height of the surface variations can be calculated from the shadow edge profile using geometric calculations when the distance between the object, the shadow device and the light source is known. A calculation of a number of height curves/profiles along the surface can be combined to form a three-dimensional model of the object's surface.
For nøyaktig beregning av skyggeposisj onene, bør bildet ha en god kvalitet. Dette kan man sikre ved å bruke en bildeopptaksinnretning som har høy oppløsning og/eller ved å kalibrere bildeopptaksinnretningen, eksempelvis ved å bruke en n-te orden linsekalibrering eller en annen kjent kalibreringsmetode. Bildeopptaksinnretningen kan også utformes for påvirkning av bildets eksponering og/eller kontrast. For accurate calculation of the shadow positions, the image should have a good quality. This can be ensured by using an image recording device that has a high resolution and/or by calibrating the image recording device, for example by using an nth order lens calibration or another known calibration method. The image recording device can also be designed to influence the image's exposure and/or contrast.
Fig. 2 viser et eksempel på en utforming ifølge oppfinnelsen. En gjenstand 20 som skal inspiseres, er anordnet på en transportinnretning 21. Transportinnretningen 21 muliggjør en kontinuerlig måling av gjenstanden 20 som beveges i pilretningen. Transportinnretningen 21 har her bæreelementer 24, 25 for bæring og bevegelse av gjenstanden 20. Bæreelementene er anordnet vekselvis for derved å understøtte ulike avsnitt av gjenstandens overflate. Dette muliggjør en måling av to motliggende gjenstandsoverflater, eksempelvis undersiden og oversiden. Dersom gjenstandens underside så vel som overside skal inspiseres, når gjenstanden er plassert på transportinnretningen, anordnes det lyskilder og skyggeinnretninger både over og under transportinnretningen 21.1 fig. 2 støtter første bæreelementer 24 gjenstandens ytre kantparti i en første del 26 av transportstrekningen. Deretter overføres gjenstanden til transportstrekningens andre del 27, hvor andre bæreelementer 25 støtter gjenstandens sentrale parti. I en slik utførelse er en første skyggeinnretning 22 anordnet mellom de første bæreelementene og måler egenskapene til det sentrale partiet på gjenstandens nedre overflate. En andre skyggeinnretning 23 er anordnet utenfor de andre bæreelementene 25 og måler egenskapene til kantpartiene på gjenstandens nedre overflate. I én utførelse er det anordnet flere bildeopptaksinnretninger og lyskilder, og eksempelvis kan antall lyskilder svare til antall bildeopptaksinnretninger. Målinger som genereres fra de ulike bilder som er tatt i ulike gjenstandsposisjoner, kan adderes for tilveiebringelse av en indikasjon av overflaten over hele overflatebredden. Fig. 2 shows an example of a design according to the invention. An object 20 to be inspected is arranged on a transport device 21. The transport device 21 enables a continuous measurement of the object 20 which is moved in the direction of the arrow. The transport device 21 here has support elements 24, 25 for carrying and moving the object 20. The support elements are arranged alternately to thereby support different sections of the object's surface. This enables a measurement of two opposing object surfaces, for example the underside and the top. If the object's underside as well as its top is to be inspected, when the object is placed on the transport device, light sources and shadow devices are arranged both above and below the transport device 21.1 fig. 2, first support elements 24 support the object's outer edge in a first part 26 of the transport section. The object is then transferred to the transport section's second part 27, where other support elements 25 support the central part of the object. In such an embodiment, a first shadow device 22 is arranged between the first support elements and measures the properties of the central part of the object's lower surface. A second shadow device 23 is arranged outside the other support elements 25 and measures the properties of the edge portions on the object's lower surface. In one embodiment, several image recording devices and light sources are arranged, and for example the number of light sources can correspond to the number of image recording devices. Measurements generated from the different images taken at different object positions can be added to provide an indication of the surface across the entire surface width.
Fig. 3 viser et eksempel på et bilde 30 av en gjenstand 31 med skygger 32. Skyggene 32 dannes av en avlang skyggegjenstand 33 som er plassert over gjenstanden. Denne avlange skyggegjenstanden kan eksempelvis være en stram streng, en stang eller en metallstrimmel som er etset inn i en glassplate. I eksemplet i fig. 3 innbefatter hvert skyggeelement tre avlange elementer, hvert med to langsgående kanter. Hvert skyggeelement vil således ha seks langsgående kanter. Dette vil gi god redundans med hensyn til beregningene, og gir derfor et robust system. Fig. 4-8 viser ulike trinn i en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen, hvor et bilde analyseres ved hjelp av bildeprosessering/analysering. I fig. 4 identifiseres gjenstanden 31 sine kanter 40, 41 og deres plassering beregnes i et referansesystem ved hjelp av bildeprosessering/analyse. Referansesystemet kan relatere seg til bildeopptaksinnretningens bildeområde. Plasseringen til kantene brukes i det neste trinnet, fig. 5, hvor objektets 31 plassering i referansesystemet identifiseres. I fig. 6 identifiseres skyggene 32 i bildet og plasseringen av skyggene 32 på gjenstandens 31 overflate identifiseres. I fig. 7 utnytter bildeprosesseringen skyggenes 32 plasseringsinformasjon for identifisering av skyggekantenes 70-75 plassering. Kantposisjonen beregnes for flere steder, og en sekvens av slike steder vil danne en skyggekantprofil. Ut fra denne skyggekantprofilen kan man beregne en høydeprofil for gjenstandens overflate, eksempelvis ved hjelp av trigonometriske beregninger. Fig. 8 viser en beregnet høydeprofil 80 som er lagt på gjenstandens 31 bilde 30 med skyggen 32. Fig. 9 viser virkningen til en normaliseringsprosess ifølge én utførelse av oppfinnelsen. Normaliseringen gjennomføres ved at man tar et bilde av gjenstandens overflate uten skygge, identifiserer plasseringen av gjenstanden uten skygge i referansesystemet, og bruker de to bildene av gjenstandens overflate sammen med plasseringsinformasjonen for normalisering av bildet, eksempelvis ved at man subtraherer bildet av gjenstanden uten skygge fra bildet av gjenstanden med skygge. Resultatet av denne normaliseringen er vist i figuren som et hvitt parti 90. Normaliseringen eliminerer bilde- og signalstøy, så som vibrasjoner og støy som skyldes store forskjeller i refleksjonen fra gjenstandens overflate. Sistnevnte er særlig et problem når fremgangsmåten og innretningen ifølge oppfinnelsen brukes for inspisering av multikrystallinske skiver for solceller. Fig. 10 viser prinsippet for én utførelse av oppfinnelsen for tilveiebringelse av en indikasjon av gjenstandens tykkelse. Gjenstandens overflate måles som beskrevet foran på to motliggende ytre overflater 101 og 102. Dette gjennomføres både for gjenstanden 104 som skal inspiseres og for en referansegjenstand 103 som har kjent tykkelse. Målingen av referanseobjektet 103 er vist i fig. 10a mens fig. 10b viser målingen av gjenstanden 104 som skal inspiseres. Det tilveiebringes høydeprofiler for hver overflate 101, 102, slik det er beskrevet foran. Høydeprofilene blir så subtrahert i et antall posisjoner/plasseringer for derved å beregne en tykkelse av gjenstanden for hvert beregnet høydeprofilplassering/sted. I én utførelse beregnes et antall høydeprofiler, og et gjennomsnitt av disse brukes for beregning av tykkelsesprofilen. Denne beregningen av gjennomsnitt kan gjennomføres for hver høydeplassering i en serie av plasseringer som danner en høydeprofil, eller for den tykkelsesprofilen som er beregnet ut fra ikke-gjennomsnittede høydeprofiler. Den beregnede tykkelsesprofilen til referansegjenstanden 103 brukes for beregning av forsterkning og forskyvning, for på den måten å få frem en riktig tykkelse for gjenstanden. Fig. 3 shows an example of an image 30 of an object 31 with shadows 32. The shadows 32 are formed by an elongated shadow object 33 which is placed above the object. This oblong shadow object can be, for example, a tight string, a rod or a metal strip etched into a glass plate. In the example in fig. 3, each shadow element includes three oblong elements, each with two longitudinal edges. Each shadow element will thus have six longitudinal edges. This will provide good redundancy with regard to the calculations, and therefore provides a robust system. Fig. 4-8 show various steps in a method according to the invention, where an image is analyzed using image processing/analysis. In fig. 4, the edges 40, 41 of the object 31 are identified and their position is calculated in a reference system using image processing/analysis. The reference system can relate to the image area of the image recording device. The location of the edges is used in the next step, fig. 5, where the object's 31 location in the reference system is identified. In fig. 6, the shadows 32 in the image are identified and the location of the shadows 32 on the surface of the object 31 is identified. In fig. 7, the image processing utilizes the location information of the shadows 32 for identification of the location of the shadow edges 70-75. The edge position is calculated for several locations, and a sequence of such locations will form a shadow edge profile. Based on this shadow edge profile, a height profile for the object's surface can be calculated, for example using trigonometric calculations. Fig. 8 shows a calculated height profile 80 which is superimposed on the image 30 of the object 31 with the shadow 32. Fig. 9 shows the effect of a normalization process according to one embodiment of the invention. The normalization is carried out by taking an image of the object's surface without shadow, identifying the location of the object without shadow in the reference system, and using the two images of the object's surface together with the location information to normalize the image, for example by subtracting the image of the object without shadow from the image of the object with shadow. The result of this normalization is shown in the figure as a white part 90. The normalization eliminates image and signal noise, such as vibrations and noise caused by large differences in the reflection from the object's surface. The latter is particularly a problem when the method and device according to the invention are used for the inspection of multicrystalline wafers for solar cells. Fig. 10 shows the principle of one embodiment of the invention for providing an indication of the object's thickness. The object's surface is measured as described above on two opposite outer surfaces 101 and 102. This is carried out both for the object 104 to be inspected and for a reference object 103 which has a known thickness. The measurement of the reference object 103 is shown in fig. 10a while fig. 10b shows the measurement of the object 104 to be inspected. Height profiles are provided for each surface 101, 102, as described above. The height profiles are then subtracted in a number of positions/locations to thereby calculate a thickness of the object for each calculated height profile location/place. In one embodiment, a number of height profiles are calculated, and an average of these is used to calculate the thickness profile. This calculation of average can be carried out for each height location in a series of locations forming a height profile, or for the thickness profile calculated from non-averaged height profiles. The calculated thickness profile of the reference object 103 is used for calculation of reinforcement and displacement, in order to obtain a correct thickness for the object in that way.
Claims (19)
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20074444A NO328737B1 (en) | 2007-08-31 | 2007-08-31 | Method and apparatus for inspecting objects |
| KR1020107006556A KR20100052546A (en) | 2007-08-31 | 2008-09-01 | Method and device for inspection of object surfaces |
| PCT/NO2008/000307 WO2009028956A1 (en) | 2007-08-31 | 2008-09-01 | Method and device for inspection of object surfaces |
| EP08828608A EP2191230A1 (en) | 2007-08-31 | 2008-09-01 | Method and device for inspection of object surfaces |
| CN200880111202A CN101821581A (en) | 2007-08-31 | 2008-09-01 | Method and device for inspection of object surfaces |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20074444A NO328737B1 (en) | 2007-08-31 | 2007-08-31 | Method and apparatus for inspecting objects |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20074444L NO20074444L (en) | 2009-03-02 |
| NO328737B1 true NO328737B1 (en) | 2010-05-03 |
Family
ID=40219505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20074444A NO328737B1 (en) | 2007-08-31 | 2007-08-31 | Method and apparatus for inspecting objects |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2191230A1 (en) |
| KR (1) | KR20100052546A (en) |
| CN (1) | CN101821581A (en) |
| NO (1) | NO328737B1 (en) |
| WO (1) | WO2009028956A1 (en) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI432699B (en) * | 2009-07-03 | 2014-04-01 | Koh Young Tech Inc | Method for inspecting measurement object |
| KR101311255B1 (en) * | 2012-08-20 | 2013-09-25 | 주식회사 고영테크놀러지 | Inspection method of measuring object |
| CN103673934A (en) * | 2013-12-31 | 2014-03-26 | 中国矿业大学 | Method for detecting planeness of PCB based on network projection |
| US10636140B2 (en) * | 2017-05-18 | 2020-04-28 | Applied Materials Israel Ltd. | Technique for inspecting semiconductor wafers |
| DE102017208485A1 (en) * | 2017-05-19 | 2018-11-22 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Arrangement and method for non-contact distance determination in the manner of the light-section method |
| CN111133851B (en) * | 2017-09-28 | 2022-03-04 | 环球仪器公司 | Pick and place machine, vision system, and method of lighting components |
| CN108107051B (en) * | 2017-12-19 | 2020-03-31 | 无锡先导智能装备股份有限公司 | Lithium battery defect detection system and method based on machine vision |
| FI128443B (en) | 2018-12-21 | 2020-05-15 | Valmet Automation Oy | Contactless thickness measurement |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4980763A (en) | 1989-06-12 | 1990-12-25 | Welch Allyn, Inc. | System for measuring objects viewed through a borescope |
| US6246788B1 (en) * | 1997-05-30 | 2001-06-12 | Isoa, Inc. | System and method of optically inspecting manufactured devices |
| US6219063B1 (en) | 1997-05-30 | 2001-04-17 | California Institute Of Technology | 3D rendering |
| JP2005221288A (en) | 2004-02-04 | 2005-08-18 | Chiaki Tanaka | Measuring method of processed face property by projection method and its device |
| JP2006292617A (en) | 2005-04-13 | 2006-10-26 | Nec Electronics Corp | Defect inspection device and method of inspecting surface of substrate |
-
2007
- 2007-08-31 NO NO20074444A patent/NO328737B1/en not_active IP Right Cessation
-
2008
- 2008-09-01 EP EP08828608A patent/EP2191230A1/en not_active Withdrawn
- 2008-09-01 WO PCT/NO2008/000307 patent/WO2009028956A1/en not_active Ceased
- 2008-09-01 KR KR1020107006556A patent/KR20100052546A/en not_active Withdrawn
- 2008-09-01 CN CN200880111202A patent/CN101821581A/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20100052546A (en) | 2010-05-19 |
| NO20074444L (en) | 2009-03-02 |
| CN101821581A (en) | 2010-09-01 |
| EP2191230A1 (en) | 2010-06-02 |
| WO2009028956A1 (en) | 2009-03-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO328737B1 (en) | Method and apparatus for inspecting objects | |
| KR101477014B1 (en) | Three-dimensional mapping using scanning electron microscope images | |
| US9116134B2 (en) | Inspection apparatus for tubular product and inspection method therefor | |
| JP5014003B2 (en) | Inspection apparatus and method | |
| CN112798617A (en) | Defect detection device and detection method for mirror-like objects | |
| CN102822666A (en) | Inspection device, three-dimensional shape measuring device, and manufacturing method of structure | |
| CN105683704A (en) | Multiscale uniformity analysis of a material | |
| WO2021064893A1 (en) | Workpiece surface defect detection device and detection method, workpiece surface inspection system, and program | |
| JP2013534312A (en) | Apparatus and method for three-dimensional inspection of wafer saw marks | |
| CN107820568A (en) | A kind of visible detection method and system | |
| EP3598112B1 (en) | Cylindrical body surface inspection device and cylindrical body surface inspection method | |
| JP6782449B2 (en) | Surface inspection method and its equipment | |
| US9091633B2 (en) | Apparatus and method for locating the centre of a beam profile | |
| RU2010120564A (en) | METHOD AND DEVICE FOR MEASURING CLEARANCE AND ALIGNMENT BETWEEN PARTS ATTACHED TO THE NODE IN THE ABSENCE OF ONE OF THEM | |
| US8208713B2 (en) | Method and system for inspecting a diced wafer | |
| JP5359038B2 (en) | Line sensor elevation angle measuring device by image processing | |
| JPWO2022259536A5 (en) | ||
| JP2008175604A (en) | Optical displacement sensor and displacement measuring device using it | |
| KR101972805B1 (en) | Inspection Method for Shoes Sole | |
| JP4783650B2 (en) | PTP seal inspection device | |
| JP2019070619A5 (en) | ||
| US6876459B2 (en) | Method and apparatus for optical measurement of the leading edge position of an airfoil | |
| JP6884082B2 (en) | Film thickness measuring device, substrate inspection device, film thickness measuring method and substrate inspection method | |
| JP2005322748A5 (en) | ||
| TWI263773B (en) | Method of inspecting a broad article |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |