第五章、 微裂紋檢測法
6.3 未來研究方向
由於目前實驗室所取得的攝影機解析度只有 30 萬畫數，而搭配 Telecentric 鏡頭下，解析度雖然達到13.4μm/pixel，但整體檢測時間過於攏長，暫無法使用
達到線上檢測之需求。不過本研究具有設備成本相當便宜的優點，且檢出率高達 99.3%，因此未來除了攝影機解析度的提升之外，搭配適合的鏡頭解析度下，朝 向一秒內檢測一張多晶矽晶圓的方向邁進。接下來我們針對目前市面上所能購得 的攝影機與鏡頭進行評估：
¾ 攝影機：為符合線上檢測之需求，其攝影機最佳選擇為八百萬畫數之面掃 描 NIR 攝影機，但其售價約 100 萬，並非實驗室負擔得起。因此我們可 以使用JAI 公司所生產的 TM-1325C 之近紅外線面掃描攝影機，其感測器 大小為2/3 英吋，最高解析度為 1392(H)×1040(V)。
¾ 鏡頭：參考德國 VITRONIC 與 Basler 兩家公司機台後，我們將檢測寬度 在 50μm 以上之微裂紋。而在此解析度下我們選用 Schneider 公司所生產 的近紅外線鏡頭，型號為 CM-120。而搭配上述之攝影機，此時視野為 69.6(H)mm×52(V) mm，因此取像區域可減化成 9 個區域，如圖 68 所示。
1 2 3
4 5 6
7 8 9
圖68、取像區域圖。
¾ 燈源：目前實驗室自製之半球型近紅外線 LED 燈源所發光的直徑範圍只 有13.4mm，在未來攝影機解析度與 FOV 範圍均增加的情況下，發光範圍 將無法滿足需求。因此必須另外製作更大發光區域之半球型 LED 燈源，
其發光區域直徑至少需90mm 以上，圖 69 所示為發光區域與 FOV 之關係 示意圖。
圖69、高解析度下燈源發光區域與 FOV 關係圖。
利用高解析度之面掃描攝影機搭配適當的鏡頭，將使原本一張 6 吋多晶矽晶 圓必需攫取500 次進行處理，減少成 9 次，大大節省了整體檢測時間。但分成 9 次攫取與影像處理時，整體時間也無法在1 秒內完成；但若同時使用 3 台高解析 度之攝影機時，則整體檢測時間極有可能在1 秒內完成，因此我們期望未來能將 本研究設備與方法，實際運用在生產線上。
參考文獻
[1]
鑫笙能源科技股份有限公司http://www.formosun.com/C-index.html
[2]
中美矽晶製品股份有限公司http://www.saswafer.com/index/index_tw.aspx
[3]
Q-CELL http://www.qcells.de/cmadmin_2_499_0.html
[4]
Institute for Energy Technology
http://www.ife.no/main_subjects_new/energy_environment/pv/cellprocess?set_language=en&cl=en
[5] Y.K. Park, M.C. Wagener, N. Stoddard, M. Bennett and G. A. Rozgonyi,
“Correlation Between Wafer Fracture and Saw Damage Introduced During Cast Silicon Cutting,” In: 15th Workshop on Crystalline Silicon Solar Cells and Modules : Materials and Processes, Colorado, USA, Aug. 7-10, 2005, pp.
178-181.
[6]
Y. Hayafuji, T. Yanada, Y. Aoki, J. Electrochem. SOC, 128(9), 1981, pp.1975-80 [7]
M. Abbott, P. Cousins, F. Chen, J. Cotter, “Laser-induced Defects in
Crystalline
Silicon Solar Cells,” pp. 1241-1244.
[8]
G. Coletti, C. J. J. Tool and L. J. Geerligs, “Mechanical Strength of Silicon Wafer and its Modelling,” In: 15th Workshop on Crystalline Silicon Solar Cells and Modules Materials and Processes, Colorado, USA, Aug. 7-10, 2005, pp. 117-120
[9]
德國VITRONIC
http://www.vitronic.de/uploads/media/TI_SolarCell_72dpi_01.pdf
[10] 比利時ICOS http://www.icos.be/EN/03_02_01.shtml
[11]
BASLER http://www.baslerweb.com/beitraege/beitrag_en_62440.html [12]
Tordivel AS http://www.scorpionvision.com./197.html
[13] 澳洲Azitech http://www.azitechaustralia.com
[14] 義大利Baccini http://motorilineari.com/tester_sorter_line_solar.html
[15]
Z. Fu, Y. Zhao, Y. Liu, Q. Cao, M. Chen, J. Zhang, and J. Lee, “Solar Cell Crack Inspection by Image Processing,” In Proc. Int. IEEE Conf. Business of Electronic Product Reliability and Liability, Shanghai, China, Apr. 27-30, 2004,
pp. 77-80.
[16]
C. Hilmersson, D. P. Hess, W. Dallas, S. Ostapenko, “Crack Detection in Single Crystalline Silicon Wafers Using Impact Testing,” Applied Acoustic (2007), doi: 10.1016/j. apacoust. 2007. 03. 002.
[17]
T. Trupke, R. A. Bardos, M. C. Schubert, W. Warta, “Photoluminescence Imaging of Silicon Wafers,” Applied Physics Letter, 2006, 89(4): 44107.
[18]
曾紀綱，“應用機器視覺方法於晶圓表面瑕疵檢測之研究”，碩士論文，元 智大學工業工程與管理學系，中壢，2004。
[19]
陳心怡，“太陽能電池板表面瑕疵檢測”，碩士論文，中央大學資訊工程研 究所，中壢，2006。
[20]
蔡欣儒，“太陽能電池板的尺寸量測與線路瑕疵檢測”，碩士論文，中央大 學資訊工程研究所，中壢，2006。
[21]
郭冠志，“機器視覺應用於太陽電池之表面瑕疵檢測”，碩士論文，國立台 北科技大學，台北，2007。
[22]
張志傑，“應用非線性擴散模式於異質性紋路之多晶矽太陽能晶片表面微 裂瑕疵檢測”，碩士論文，元智大學工業工程與管理研究所，中壢，2008。
[23] M. B Steele, J. A. Hawthorne, US Patent 7,092,826 B2, Aug.15, 2006,
“Semiconductor Wafer Inspection System.”
[24]
K. Yagi, H. Kanishi, Y. Kawagoe, US Patent 7,191,656 B2, Mar. 20, 2007,
“Substrate Crack Inspection Method, Substrate Crack Inspection Apparatus, and Solar Battery Module Manufacturing Method.”
[25]
H. E. Pollard, R. E. Neff, C. J. Ajlumi, US Patent 5,334, 844, Aug.2, 1994,
“Optical Illumination and Inspection System for Wafer and Solar Cell Defects.”
[26]
O. Esquivel, US Patent 6,433,867, August 13, 2002, “Contrast Imaging Method for Inspecting Specular Surface Devices.”
[27] 曼玆自動化公司MANZ AUTOMATION AG，專利案號 I282861，2007/06/21，
太陽能電池的測試系統。
[28]
陳永增，鄧惠源，非破壞檢測，全華圖書有限公司，台北，民國88 年。
[29]