DE102009039685A1

DE102009039685A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Detektion von Defekten in einem Objekt

Info

Publication number: DE102009039685A1
Application number: DE102009039685A
Authority: DE
Inventors: Marc Dr. Hemsendorf; Christian Probst
Original assignee: GP Inspect GmbH
Current assignee: GP Inspect GmbH
Priority date: 2009-09-02
Filing date: 2009-09-02
Publication date: 2011-03-03
Anticipated expiration: 2029-09-03
Also published as: CN102004107A; JP2017102129A; TW201118369A; TWI528027B; US8400630B2; JP6295353B2; DE202009017691U1; JP2011053213A; DE102009039685A8; US20110058161A1; CN102004107B; DE102009039685B4; SG169314A1

Abstract

Verfahren zur Detektion von Defekten (22) in einem Objekt (20) mit den Schritten des lokalen Beleuchtens (10) des Objekts (20) durch Einstrahlen von Licht (50) einer Wellenlänge, für welche das Objekt (20) transparent ist, des Detektierens (12) mehrfach reflektierter Anteile des eingestrahlten Lichts (50) unter wenigstens teilweiser Vermeidung der Detektion direkt transmittierter Anteile (48) des eingestrahlten Lichts und wenigstens teilweiser Vermeidung der Detektion einfach reflektierter Anteile (53a, 53b) des eingestrahlten Lichts (50) und des Identifizierens (14) von Defekten (22) durch Auswerten von Intensitätsunterschieden in den detektierten Anteilen des eingestrahlten Lichts (50) sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion von Defekten in einem Objekt gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
Bei der Herstellung von Produkten wird üblicherweise das Ziel verfolgt, möglichst wenig Ausschuss zu produzieren. Es besteht daher das Bestreben, Ausgangsmaterialien oder Halbzeuge auf etwaige Fehler oder Defekte zu überprüfen, ehe diese in die Produktion eingeschleust werden. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass solche defektbehafteten Ausgangsmaterialien oder Halbzeuge einen Herstellungsprozess durchlaufen und damit Kosten und Aufwand verursachen, ehe in einer abschließenden Kontrolle oder noch später festgestellt wird, dass das gefertigte Produkt Mängel aufweist. Beispielsweise werden bei der Fertigung von Halbleiterbauelementen, insbesondere von Solarzellen, Siliziumscheiben als Ausgangsmaterial verwendet. Diese häufig als Siliziumwafer bezeichneten Siliziumscheiben sind mit einer Dicke von bis zu einigen hundert Mikrometern vergleichsweise dünn und damit bruchgefährdet. Teilweise weisen derartige Siliziumscheiben bereits Mikrorisse oder anderweitige mechanische Beeinträchtigungen auf, wenn sie in den jeweiligen Verarbeitungsprozess eingeschleust werden. Da derartige Defekte mit bloßem Auge häufig schwer zu erkennen sind, wird unter anderem versucht, die Siliziumscheibe mit Licht zu durchleuchten und auf diese Weise etwaige Defekte zu identifizieren.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass bei inhomogenen Objekten Defekte teilweise nur sehr unzuverlässig detektiert werden können, da die vorhandenen Inhomogenitäten die Detektion dieser Defekte erschweren. Bei multikristallinen Halbleitermaterialien, insbesondere multikristallinen Siliziumscheiben, erschwert beispielsweise die Kornstruktur die Identifikation von Rissen, Mikrorissen, Einschlüssen oder Ähnlichem, da sie diese überlagert.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mittels welchem Defekte in einem Objekt zuverlässig detektiert werden können.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind jeweils Gegenstand abhängiger Unteransprüche.
Das Verfahren gemäß der Erfindung sieht vor, dass das Objekt durch Einstrahlen von Licht einer Wellenlänge, für welche das Objekt transparent ist, beleuchtet wird. Weiterhin werden mehrfach reflektierte Anteile des eingestrahlten Lichts unter wenigstens teilweise Vermeidung der Detektion direkt transmittierter Anteile des eingestrahlten Lichts und wenigstens teilweiser Vermeidung der Detektion einfach reflektierter Anteile des eingestrahlten Lichts detektiert. Es werden demzufolge mehrfach reflektierte Anteile des eingestrahlten Lichts detektiert, gleichzeitig werden jedoch zumindest ein Teil direkt transmittierter Anteile des eingestrahlten Lichts und ein Teil der einfach reflektierten Anteile des eingestrahlten Lichts nicht detektiert. Im Weiteren werden die Defekte identifiziert durch Auswerten von Intensitätsunterschieden in den detektierten Anteilen des eingestrahlten Lichts. Unter Licht ist dabei grundsätzlich elektromagnetische Strahlung jeglicher Art zu verstehen, sofern sie eine Wellenlänge aufweist, für welche das Objekt transparent ist. Direkt transmittierte Anteile des eingestrahlten Lichts im Sinne der vorliegenden Erfindung sind diejenigen Lichtanteile, welche ohne eine vorherige Reflexion durch das Objekt transmittiert werden. Unter Defekt im Sinne der vorliegenden Erfindung sind nicht allgemein Kristalldefekte, worunter beispielsweise auch Korngrenzen fallen, zu verstehen, sondern mechanische Schädigungen des Objekts, beispielsweise Risse, Mikrorisse, Ausbrüche, mechanische Verspannungen, oder Einschlüsse.
In dem Objekt wird das eingestrahlte Licht, sofern es denn reflektiert wird, großteils an den Grenzflächen des Objekts, d. h. an dessen Ober- und Unterseite reflektiert. Derart mehrfach reflektierte Lichtanteile legen innerhalb des Objekts verglichen mit direkt transmittierten oder lediglich einfach reflektierten Lichtanteilen vergleichsweise lange Weglängen zurück. Hierbei gehen Informationen über die inhomogene Struktur des Objekts, beispielsweise über die Kristallstruktur eines multikristallinen Halbleiterobjekts, insbesondere eines multikristallinen Siliziumwafers, verloren. Ausschlaggebend für die detektierten Signale wird stattdessen die Beschaffenheit der genannten Grenzflächen, d. h. die Beschaffenheit der Oberfläche. Ist die Oberfläche vergleichsweise rau, so kann die beschriebene Mehrfachstreuung mit einem lambertschen Strahler verglichen werden. Die beschriebene Mehrfachreflexion kann sodann als lambertsche Vielfachreflexion aufgefasst werden, bewirkt lokal in dem Objekt ein relativ isotropes Licht. Je weniger direkt transmittierte oder lediglich einfach reflektierte Lichtanteile detektiert werden und umso häufiger das detektierte Licht gestreut wurde, umso stärker verschwindet die Kristallstruktur in den detektierten Signalen. Werden die detektierten Signale in ein Bild umgewandelt, so tritt in dem Bildeindruck die Kristallstruktur entsprechend stärker zurück.
Befindet sich hingegen beispielsweise ein Bruch in einer multikristallinen Halbleiterscheibe, so bildet sich dieser entlang der dort vorherrschenden Kristallstruktur aus. Die Oberfläche des Bruchs kann demnach als sehr glatt angenommen werden, sodass an ihr eine Totalreflexion erfolgt. Eingestrahltes Licht, welches sich in Richtung auf den Bruch zu ausbreitet, wird an einer Spiegelebene des Bruchs total reflektiert, d. h. gespiegelt. Diese Spiegelebene kann grundsätzlich beliebig orientiert sein, sodass die Totalreflexion an dem Bruch eine Aufhellung entweder an der Ober- oder der Unterseite der Siliziumscheibe bewirkt. Auf derjenigen Seite, auf welcher die Aufhellung nicht erfolgt, bildet sich hingegen eine dementsprechende Verdunkelung aus. Die resultierende Hell-Dunkel-Charakteristik kann in einem entsprechenden Bildverarbeitungsalgorithmus ausgenutzt werden, um den Bruch zuverlässig zu identifizieren. Dabei werden letztlich die Intensitätsunterschiede in den detektierten Anteilen des eingestrahlten Lichts ausgewertet und hindurch die Defekte, insbesondere der genannte Bruch, identifiziert. Befindet sich statt eines Bruchs beispielweise ein Einschluss in dem untersuchten Objekt, so erscheint dieser dunkel vor einem helleren Hintergrund und kann mittels eines geeigneten Bildverarbeitungsalgorithmus ebenfalls identifiziert werden.
Die beschriebenen Defekte verdeutlichen schematisch die 1 bis 3. 1 zeigt in schematischer Darstellung ein von einer Infrarotkamera mit einem direkten Durchlichtverfahren gemäß dem Stand der Technik aufgenommenes Bild einer multikristallinen Siliziumscheibe 20. In diesem Bild sind eine Vielzahl von Korngrenzen 24 erkennbar. Bruchflächen verlaufen häufig entlang solcher Korngrenzen. Umrandet ist in 1 ein solcher Bruch 22 dargestellt. Dessen Verlauf ist durch eine dickere Linienführung künstlich hervorgehoben. Ohne diese künstliche Hervorhebung wäre der Bruch 22 praktisch nicht von Korngrenzen 24 zu unterscheiden. Genau dies erschwert bei solchen oder ähnlichen Materialien die Detektion von Defekten. Wie bereits erwähnt, entstand die Aufnahme der 1 bei direktem Durchlicht. D. h. die Siliziumscheibe wurde von einer Seite lokal beleuchtet und auf der anderen Seite mittels der Kamera in erster Linie das direkt transmittierte Licht detektiert. Zur Erzeugung eines vollständigen Bildes der Siliziumscheibe 20 wurde diese mit der Kamera sowie einer eingesetzten Lichtquelle abgerastert.
Wird hingegen, wie von den erfindungsgemäßen Verfahren vorgeschlagen, die Detektion direkt transmittierter Lichtanteile und die Detektion einfach reflektierter Lichtanteile wenigstens teilweise vermieden, so ist ein Bild der Siliziumscheibe 20 erhältlich, welches in etwa der Darstellung der 2 entspricht. Wie diese Figur illustriert, können auf diese Weise große Teile der Kornstruktur 24 ausgeblendet werden, sodass die Identifikation des Bruchs 22 deutlich einfacher fällt. In einem Umfeld des Bruchs 22 ist die Kristallstruktur 24 noch in schwächerer Ausprägung als in 1 erkennbar, da hier die direkt transmittierten Lichtanteile und/oder die einfach reflektierten Lichtanteile zum Teil detektiert werden.
Die in 2 noch sichtbare Kornstruktur 24 lässt sich jedoch ebenfalls ausblenden, wenn die Detektion direkt transmittierter Anteile des eingestrahlten Lichts wie auch die Detektion einfach reflektierter Anteile des eingestrahlten Lichts vollständig vermieden wird. In diesem Fall ist ein Bild wie das in 3 dargestellte erhältlich. Hierin ist der Bruch 22 deutlich erkennbar, da die Kornstruktur 24 vollständig ausgeblendet ist. Das in 3 schematisch wiedergegebene Bild wird nunmehr bestimmt durch die Oberflächenrauhigkeit der Siliziumscheibe 20. In der Praxis hat sich gezeigt, dass insbesondere bei aus einem Siliziumblock gesägten und mit einem sauren Ätzmedium überätzten, multikristallinen Siliziumscheiben 20 in guter Näherung eine lambertsche Vielfachreflexion und damit eine lokal isotrope Beleuchtung realisiert werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das eingestrahlte Licht auf eine Oberfläche des Objekts fokussiert. Hierdurch kann dieses sehr stark lokalisiert beleuchtet werden.
Vorzugsweise wird zur Beleuchtung des Objekts ein Linienlicht, besonders bevorzugt ein auf die Oberfläche des Objekts fokussiertes Linienlicht, eingestrahlt und die mehrfach reflektierten Anteile des eingestrahlten Lichts werden entlang einer Linie detektiert. Letzteres kann beispielsweise mittels eines linearen Sensors, insbesondere mittels einer Zeilenkamera, realisiert werden.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Defekte in inhomogenen Objekten detektiert. Unter inhomogenen Objekten im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Objekte zu verstehen, welche keine einheitliche Grundstruktur, beispielsweise keine einheitliche Kristallstruktur, aufweisen. Multikristalline Objekte, insbesondere multikristalline Halbleitermaterialien stellen demzufolge solche inhomogenen Objekte dar.
In der Praxis hat sich das erfindungsgemäße Verfahren bei der Detektion von Defekten in Siliziumkörpern, vorzugsweise in Siliziumscheiben, und besonders bevorzugt in multikristallinen Siliziumscheiben bewährt. Bei Siliziumscheiben im Sinne der vorliegenden Erfindung kann es sich einerseits um lediglich gesägte, um gesägte und überätzte Siliziumscheiben oder auch um fertige oder teilprozessesierte Siliziumsolarzellen handeln.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass bei der Detektion von Defekten in Siliziumkörpern Licht einer Wellenlänge zwischen 1100 und 5000 nm eingestrahlt wird, vorzugsweise Licht einer Wellenlänge zwischen 1100 und 2000 nm.
In einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Defekte in solchen Siliziumkörpern detektiert, welche durch Sägen von einem Siliziumausgangskörper abgetrennt wurden. Infolgedessen weist der Siliziumkörper wenigstens eine zum Teil sägerauhe Oberfläche auf, wodurch eine statistische Streuung des eingestrahlten Lichts an den Siliziumgrenzflächen bewirkt werden kann. Die Statistik dieser Streuung ist vergleichsweise gut mit der eines lambertschen Strahlers beschreibbar.
Sofern Siliziumkörper vor der Detektion der Defekte zumindest teilweise überätzt werden, so hat sich gezeigt, dass für die Detektion von Defekten mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Überätzen der Siliziumkörper mit einem sauren Ätzmedium vorteilhaft ist. Ein Überätzen mit alkalischen Ätzmedien kann hingegen die Defektdetektion erschweren.
Eine Ausgestaltungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass zum Zwecke des lokalen Beleuchtens das Licht auf einen Teil einer Seite des Objekts eingestrahlt wird und auf derselben Seite des Objekts mehrfach reflektierte Anteile des eingestrahlten Lichts detektiert werden. Dies stellt ein sogenanntes Auflichtverfahren dar. Dieses ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn auf einer Seite des Objekts eine für das eingesetzte Licht undurchdringliche Schicht, beispielsweise Metallbeschichtung vorgesehen ist, da eine Lichtquelle für das lokale Beleuchten wie auch ein Detektor für die Detektion mehrfach reflektierter Lichtanteile sodann beide auf der nicht metallisierten Seite des Objekts angeordnet werden können.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltungsvariante wird das Licht schräg zur Oberfläche des Objekts eingestrahlt. Hierdurch legt das Licht innerhalb des Objekts längere Weglängen zurück, was sich als vorteilhaft für die Ausblendung der Kristallstruktur oder andere Inhomogenitäten erwiesen hat.
Eine alternative Ausgestaltungsvariante zu dem beschriebenen Auflichtverfahren sieht vor, dass zum Zwecke des lokalen Bestrahlens das Licht auf einen Teil einer ersten Seite des Objekts eingestrahlt wird und mehrfach reflektierte Anteile des eingestrählten Lichts auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite des Objekts detektiert werden. Diese Vorgehensweise wird häufig als Durchlichtverfahren bezeichnet.
Auch im Falle des Durchlichtverfahrens wird das Licht bevorzugt schräg zur Oberfläche des Objekts eingestrahlt. Dies wirkt sich in der bereits im Zusammenhang mit dem Auflichtverfahren beschriebenen Weise vorteilhaft auf die Detektion von Defekten aus.
Eine bevorzugte Ausgestaltungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass zur lokalen Beleuchtung eingestrahltes Licht über wenigstens einen Teil der Oberfläche des Objekts geführt wird, vorzugsweise über eine vollständige Seitenfläche des Objekts. Ein solches Führen kann kontinuierlich erfolgen oder gerastert. Auf diese Weise kann ein vollständiges Bild des Objekts generiert werden. Das eingestrahlte Licht kann über wenigstens einen Teil der Oberfläche des Objekts geführt werden, indem das Objekt relativ zu einem Detektor und einer Lichtquelle bewegt wird.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung sieht vor eine Lichtquelle zur lokalen Beleuchtung eines Objekts mit Licht einer Wellenlänge, für welche das Objekt transparent ist, sowie einen Detektor zur Detektion von Licht, welches von der Lichtquelle ausgesandt wird. Der Detektor und die Lichtquelle sind weiterhin derart angeordnet, dass wenigstens ein Teil eines Beleuchtungsbereichs, in welchem das Objekt lokal mittels der Lichtquelle beleuchtbar ist, so wie wenigstens ein Teil eines Austrittsbereichs direkt transmittierter Lichtanteile außerhalb eines Erfassungsbereichs des Detektors liegen. Unter dem Austrittsbereichs direkt transmittierter Lichtanteile ist dabei ein Oberflächenbereich des Objekts zu verstehen, in welchem die direkt transmittierten Anteile des eingestrahlten Lichts aus dem Objekt heraustreten. Der Erfassungsbereich des Detektors bezeichnet denjenigen Bereich des Objekts der mit dem Detektor erfassbar ist.
In einer Ausgestaltungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist mittels der Lichtquelle ein Licht mit einer Frequenz zwischen 1100 und 5000 nm emittierbar, vorzugsweise ist Licht mit einer Frequenz zwischen 1100 und 2000 nm emittierbar.
In entsprechender Weise ist bevorzugt ein Detektor vorgesehen, welcher im Wellenlängenbereich zwischen 1100 und 5000 nm besonders bevorzugt in einem Bereich zwischen 1100 und 2000 nm sensitiv ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine Optik zur Fokussierung des von der Lichtquelle ausgesandten Lichts auf eine Oberfläche des Objekts vorgesehen. Hierdurch kann das von der Lichtquelle ausgesandte und auf das Objekt eingestrahlte Licht stärker lokalisiert werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist eine Transportvorrichtung auf, mittels welcher das Objekt durch den Erfassungsbereich des Detektors hindurch transportierbar ist. Eine derartige Vorrichtung ist bevorzugt für einen kontinuierlichen Betrieb, welcher häufig als „inline”-Betrieb bezeichnet wird, ausgelegt. Auf diese Weise können aufwandsgünstig große Stückzahlen von Objekten untersucht werden.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Auswerteeinrichtung zur Auswertung von Intensitätsunterschieden in den detektierten Anteilen des eingestrahlten Lichts auf.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Erfassungsbereich des Detektors von dem Beleuchtungsbereich sowie von dem Austrittsbereich direkt transmittierter Lichtanteile beabstandet ist. Auf diese Weise kann die Detektion direkt transmittierter Lichtanteile wie auch die Detektion einfach reflektierter Lichtanteile komfortabel großteils vermieden werden.
In einer Ausführungsvariante der Erfindung sind die Lichtquelle und der Detektor auf derselben Seite einer Lagerebene, in welcher das Objekt lagerbar ist, angeordnet. Diese Konfiguration erlaubt die Detektion von Defekten im Auflichtverfahren.
In einer anderen Ausführungsvariante sind Lichtquelle und Detektor aufeinander gegenüberliegenden Seiten der Lagerebene angeordnet, was die Detektion von Defekten im Durchlichtverfahren ermöglicht.
In einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind als Lichtquelle wenigstens eine Zeilenlichtquelle und als Detektor wenigstens eine Vorrichtung mit einem linearen Sensor vorgesehen. Vorzugsweise wird als linearer Sensor eine Zeilenkamera eingesetzt.
In allen Ausführungsvarianten der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist der Detektor vorzugsweise ein Objektiv auf, welches im Wellenlängenbereich der Lichtquelle arbeitet. Das Objektiv und etwaige weitere optische Bauelemente des Detektors sind dabei vorteilhafterweise derart eingerichtet, dass der im Erfassungsbereich des Detektors gelegene Bereich des Objekts auf einen Sensor des Detektors, beispielsweise dessen linearen Sensor, abgebildet wird.
In einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante sind der lineare Sensor und ein etwaiges Objektiv und etwaige weitete optische Bauelemente derart ausgerichtet, dass ein zu untersuchendes Objekt, beispielsweise eine Siliziumscheibe, vollständig erfassbar ist, während diese durch den Erfassungsbereich des Detektors hindurch transportiert wird. Indem das zu untersuchende Objekt, beispielsweise die Siliziumscheibe, durch den Erfassungsbereich hindurch transportiert wird, kann somit ein vollständiges Bild des Objekts, beispielsweise der Siliziumscheibe, erstellt werden.
Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die Zeilenlichtquelle und der lineare Sensor derart ausgerichtet sind, dass eine durch die Längsausdehnungsrichtung der Zeilenlichtquelle und deren optische Achse aufgespannte Lichtebene und eine durch die Längsausdehnungsrichtung des linearen Sensors und dessen optische Achse aufgespannte Detektorebene jeweils mit der Lagerebene Schnittgeraden bilden, welche zueinander parallel ausgerichtet sind. Da es sich bei dem Detektor um einen linearen Sensor und bei der Lichtquelle um eine Zeilenlichtquelle handelt, könnte man anstelle von optischen Achsen auch von optischen Ebenen sprechen. In diesem Fall entspräche die Lichtebene der optischen Ebene der Zeilenlichtquelle und die Detektorebene entspräche der optischen Ebene des linearen Sensors.
In einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante ist die Lagerebene zumindest teilweise gebildet durch eine Transportvorrichtung, beispielsweise durch Transportbänder. Die Oberseiten dieser Transportbänder geben sodann die Lagerebene für das Objekt vor.
In einer besonders. bevorzugten Ausgestaltungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Detektor, oder im Besonderen der lineare Sensor, derart ausgerichtet, dass dessen optische Achse parallel zur Flächennormalen der Lagerebene verläuft.
In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist diese derart ausgestaltet, dass ein Abstand der parallelen Schnittgeraden variierbar ist. Hierdurch kann in einfacher Weise eingestellt werden, in welchem Umfang die Detektion direkt transmittierter Lichtanteile, bzw. einfach reflektierter Lichtanteile, vermieden wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist wenigstens ein Element aus einer Gruppe bestehend aus der Lichtquelle und dem Detektor beweglich gelagert. Insbesondere ist dieses Element drehbar und/oder schwenkbar gelagert. Dies ermöglicht eine komfortable Anpassung der Ausrichtung von Lichtquelle und Detektor zueinander. In einer Ausführungsvariante der Erfindung können auf diese Weise komfortabel die Schnittgeraden der Detektor- bzw. Lichtebene mit der Lagerebene parallel zueinander ausgerichtet werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Soweit zweckdinlich, sind hierin gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
1 Mit einem Verfahren gemäß dem Stand der Technik zur Detektion von Defekten aufgenommenes Bild einer multikristallinen Siliziumscheibe mit einem Bruch in schematischer Darstellung
2 Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren unter teilweiser Vermeidung der Detektion direkt transmittierter Lichtanteile und teilweiser Vermeidung der Detektion einfach reflektierter Lichtanteile aufgenommenes Bild der Siliziumscheibe aus 1 in schematischer Darstellung.
3 Schematische Darstellung eines mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bei vollständiger Vermeidung der Detektion direkter Lichtanteile und vollständige Vermeidung der Detektion einfach reflektierter Lichtanteile aufgenommenes Bild der Siliziumscheibe aus 1.
4 Prinzipdarstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.
5 Ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematischer Darstellung
6 Vergrößerte Darstellung eines Details aus 5.
7 Prinzipdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
8 Vergrößerte Darstellung eines Details aus 7.
9 Vergrößerte Darstellung desselben Teilbereichs wie in 8, jedoch mit schematischer Wiedergabe einfach reflektierter Lichtanteile.
4 illustriert in schematischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens. Gemäß diesem wird ein multikristalliner Siliziumkörper mit Infrarotlicht lokal beleuchtet 10. Im Weiteren wird Licht in einem Erfassungsbereich detektiert 12, welcher von einem Beleuchtungsbereich, in welchem der Siliziumkörper lokal beleuchtet wird, und von einem Austrittsbereich direkt transmittierter Lichtanteile des zum Zwecke des lokalen Beleuchtens des Siliziumkörpers eingestrahlten Infrarotlichts beabstandet ist. Auf diese Weise kann weitgehend vermieden werden, dass direkt transmittierte Lichtanteile des eingestrahlten Infrarotlichts oder einfach reflektierte Lichtanteile dieses Infrarotlichts detektiert werden. Wie oben dargelegt wurde, hinterlassen Defekte, insbesondere Brüche oder Einschlüsse, charakteristische Intensitätsunterschiede in den detektierten Anteilen des eingestrahlten Lichts, anhand welcher die Defekte identifizierbar sind. Diese Intensitätsunterschiede werden daher ausgewertet und anhand von ihnen die Defekte identifiziert 14.
5 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Diese weist eine Lichtquelle auf, welche vorliegend als Zeilenlichtquelle 40 ausgeführt ist. Mittels dieser Lichtquelle 40 wird Licht auf eine aus einem Siliziumblock gesägte, sauer überätzte, multikristalline Siliziumscheibe 20 eingestrahlt. Dies verdeutlicht die optische Achse 41 der Zeilenlichtquelle 40, welche, wie oben dargelegt wurde, auch als optische Ebene betrachtet werden kann. Die multikristalline Siliziumscheibe 20 ist auf den Oberseiten von Transportbändern 45a, 45b gelagert, welche somit eine Lagerebene 46 ausbilden. Auf einer der Zeilenlichtquelle 40 gegenüberliegen den Seite der Lagerebene 46 ist ein Detektor angeordnet, welcher vorliegend als Zeilenkamera 42 ausgeführt ist. Wie anhand dessen optischer Achse 43, welche wiederum auch als optische Ebene aufgefasst werden könnte, erkennbar ist, ist die Zeilenkamera 42 nach unten auf die Oberfläche der Siliziumscheibe 20 ausgerichtet. Die wechselseitige Anordnung von Zeilenlichtquelle 40 und Zeilenkamera 42 bezüglich der Lagerebene 46 ermöglicht die Identifikation von Defekten im Durchlichtverfahren.
Die Zeilenkamera 42 ist mit einer Auswerteeinrichtung 44 verbunden, welche die Identifikation von Defekten durch Auswerten von Intensitätsunterschieden in detektierten Anteilen des eingestrahlten Lichts ermöglicht.
6 zeigt eine vergrößerte Teildarstellung der Vorrichtung aus 5 und illustriert in dieser Weise zugleich ein mit der Vorrichtung der 5 durchführbares erfindungsgemäßes Verfahren. Wie in 6 erkennbar ist, trifft entlang der optischen Achse 41 von der Zeilenlichtquelle 40 eingestrahltes Licht 50 in einem Beleuchtungsbereich 51 auf die multikristalline Siliziumscheibe 20. Das eingestrahlte Licht 50 ist dabei vorteilhafterweise durch eine in der Zeilenlichtquelle 40 vorgesehene Optik auf den Beleuchtungsbereich 51 fokussiert.
Das eingestrahlte Licht 50 wird im Beleuchtungsbereich 51 teilweise an der Oberfläche der multikristallinen Siliziumscheibe 20 reflektiert. Diese einfach reflektierten Lichtanteile sind in 6 der Übersichtlichkeit halber vernachlässigt. Die übrigen Lichtanteile durchsetzen die multikristalline Siliziumscheibe 20 und treten zum Teil an der oberen, Grenzfläche der Siliziumscheibe 20 zur Umgebung aus der Siliziumscheibe 20 heraus. Dies stellt die direkt transmittierten Lichtanteile 48 dar. Ein etwaiger paralleler Versatz des Lichtaustritts aufgrund der Brechung des Lichts an den Grenzflächen wird der besseren Übersichtlichkeit halber in allen Figuren vernachlässigt.
Die übrigen, nicht direkt transmittierten Lichtanteile werden an der Grenzfläche zur Umgebung reflektiert. Diese einfach reflektierten Lichtanteile treten zum Teil an der Unterseite der Siliziumscheibe 20 aus dieser aus und können somit nicht mehr in den Detektor 42 gelangen. Die übrigen Lichtanteile werden ein zweites Mal reflektiert und stellen somit mehrfach reflektierte Lichtanteile dar. Dieser Reflexionsvorgang an den Grenzflächen erfolgt mehrfach. Aufgrund der schrägen Einstrahlung des eingestrahlten Lichts 50 ergibt sich eine Fortpflanzung des mehrfach reflektierten Lichts in der Darstellung der 6 nach links, sodass dieses letztlich in einen Erfassungsbereich 47 des Detektors gelangt und dort nach Austritt aus der Siliziumscheibe 20 detektiert werden kann.
Diese Beschreibung der Lichtverläufe ist vereinfacht und in dieser Weise allenfalls für Objekte mit vergleichsweise glatten Oberflächen ausreichend. Bei den in der Realität vorliegenden mehr oder weniger rauen Oberflächen der zu untersuchenden Objekte liegt hingegen eine mehr oder weniger beliebige Streuung an den Grenzflächen des Objekts zur Umgebung vor. Gerade diese beliebige Streuung macht das erfindungsgemäße Verfahren effizient. So kann beispielsweise das eingestrahlte Licht 50 echt parallel zur optischen Achse 43 der Zeilenkamera eingestrahlt werden und es können dennoch Lichtanteile in dem Erfassungsbereich 47 detektiert werden. Dies ist darauf zurückzuführen, dass aufgrund der beschriebenen beliebigen Streuung an der Oberfläche der Siliziumscheibe 20 unter anderem auch eine Lichtausbreitung in der Ebene der Siliziumscheibe erfolgt, was bei dem angenommenen echt parallelen Einfall des eingestrahlten Lichts 50 bei ideal glatten Oberflächen der Siliziumscheibe sonst nicht der Fall wäre. Nichtsdestotrotz wird jedoch auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren selbst bei einer starken Streuung des eingestrahlten Lichts 50 an der Oberfläche des Objekts, im vorliegenden Fall der Siliziumscheibe 20, durch eine schräge Einstrahlung des eingestrahlten Lichts, d. h. durch eine schräge Beleuchtung wie sie in 6 und in der 5 dargestellt ist, die Ausbreitung von Lichtanteilen in der Siliziumscheibe, d. h. in den Darstellungen der 5 und 6 horizontal nach links, verstärkt.
Die Mehrfachreflexion bewirkt eine Lichtausbreitung im Inneren des untersuchten Objekts, im vorliegenden Ausführungsbeispiel im Inneren der Siliziumscheibe 20, die eine gute Isotropie aufweist. Parallel zu dem aufgrund der Verwendung einer Zeilenlichtquelle 40 linear verlaufenden Beleuchtungsbereich 51 ergibt sich zudem eine Lichtausbreitung mit guter Homogenität. Da sich das Licht innerhalb des Objekts fortpflanzt und, insbesondere bei Silizium, lange freie Weglängen hat, verschwindet die Kristallstruktur der multikristallinen Siliziumscheibe 20 in dem von der Zeilenkamera 42 generierten Bild umso mehr, je weiter der Erfassungsbereich 47 von der Beleuchtungslinie 49 entfernt ist. Das von der Zeilenkamera erfasste Bild wird dann immer stärker von der Oberflächenrauhigkeit des Objekts, vorliegend der Siliziumscheibe 20, bestimmt. Im Ausführungsbeispiel der 5 und 6 ist die Siliziumscheibe 20 aus einem Siliziumblock gesägt und weist damit eine große Oberflächenrauhigkeit auf. Dies verstärkt den von dem erfindungsgemäßen Verfahren genutzten Effekt der Vielfachreflexion zusätzlich.
Befinden sich Einschlüsse oder Brüche in dem untersuchten Objekt, im vorliegenden Ausführungsbeispiel in der Siliziumscheibe 20, so hat dies charakteristische Intensitätsunterschiede in den detektierten Lichtanteilen zur Folge, anhand welcher diese Defekte mit Hilfe von Bildverarbeitungsalgorithmen in der Auswerteeinrichtung 44 identifiziert werden können.
Wie 6 zeigt, ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfassungsbereich 47 der Zeilenkamera 42 von dem Beleuchtungsbereich 51 sowie von dem Austrittsbereich 49 direkt transmittierter Lichtanteile 48 beabstandet. Hierdurch kann in einfacher Weise die Detektion direkt transmittierter Anteile 48 des eingestrahlten Lichts 50 und die Detektion einfach reflektierter Anteile des eingestrahlten Lichts 50 großteils vermieden werden.
In dem Ausführungsbeispiel der 5 verlaufen die Längsausdehnungsrichtungen der Zeilenlichtquelle 40 und der Zeilenkamera 42 senkrecht zur Zeichenebene. Die Längsausdehnungsrichtung der Zeilenlichtquelle 40 und deren optische Achse 41 spannen somit eine Lichtebene auf, die ebenfalls senkrecht zur Zeichenebene verläuft und deren Lage in der Zeichenebene durch die optische Achse 41 der Zeilenlichtquelle 40 illustriert wird. Im Weiteren dient das Bezugszeichen 41 somit auch als Referenz für die Lichtebene. Dementsprechend wird durch die Längsausdehnungsrichtung der Zeilenkamera 42 und deren optische Achse 43 eine Detektorebene aufgespannt, welche ebenfalls senkrecht zur Zeichenebene verläuft und deren Lage innerhalb der Zeichenebene durch die optische Achse 43 der Zeilenkamera wiedergegeben wird. Das Bezugszeichen 43 wird im Folgenden daher gleichzeitig als Referenz für diese Detektorebene verwendet.
Die Lichtebene 41 und die Detektorebene 43 schneiden die Lagerebene 46 und bilden dabei Schnittgeraden 55 bzw. 56 aus. Diese Schnittgeraden 55 und 56 verlaufen senkrecht zur Zeichenebene und sind parallel. zueinander ausgerichtet.
Im Ausführungsbeispiel der 5 ist die Zeilenlichtquelle 40 beweglich gelagert. Sie ist um eine senkrecht zur Zeichenebene verlaufende Achse drehbar gelagert und zudem schwenkbar um eine in der Zeichenebene gelegene Achse. Auf diese Weise können die Schnittgeraden 55, 56 komfortabel parallel zueinander ausgerichtet werden. Zudem ist der Abstand der parallelen Schnittgeraden 55, 56 einfach variierbar. Zu diesem Zweck bedarf es lediglich einer Drehung der Zeilenlichtquelle um die senkrecht zur Zeichenebene verlaufende Achse. Durch die Variation des Abstandes der parallelen Schnittgeraden 55, 56 kann komfortabel eingestellt werden, in welchem Ausmaß die Detektion direkt transmittierter Lichtanteile und die Detektion einfach reflektierter Lichtanteile vermieden wird.
7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und illustriert gleichzeitig ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Vorrichtung gemäß 7 unterscheidet sich von der aus 5 bekannten Vorrichtung lediglich durch die unterschiedliche Anordnung der Zeilenlichtquellen 60 bzw. 40 und die sich hieraus ergebenden Konsequenzen für den Verlauf einer optischen Achse 61 der Zeilenlichtquelle 60 bzw. einer Lichtebene 61 der Zeilenlichtquelle 60.
Wie 7 entnommen werden kann, sind die Lichtquelle 60 und der Detektor 42 auf derselben Seite der Lagerebene 46 angeordnet. Die dargestellte Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist daher für die Durchführung von Auflichtverfahren geeignet. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn eine Seite der Siliziumscheibe 20 mit einer für das eingesetzte Licht nicht durchdringbaren Beschichtung versehen ist, beispielsweise einer Metallschicht. Diese wäre sodann im Ausführungsbeispiel der 7 auf der den Transportbändern 45a, 45b zugewandten Seite der Siliziumscheibe 20 anzuordnen.
Die Längsausdehnungsrichtung der Zeilenlichtquelle 60 erstreckt sich wiederum senkrecht zur Zeichenebene der 7, sodass die durch die Längsausdehnungsrichtung der Zeilenlichtquelle 60 und deren optische Achse 61 aufgespannte Lichtebene einerseits senkrecht zur Zeichenebene verläuft und andererseits ihre Lage innerhalb der Zeichenebene durch die optische Achse 61 wiedergegeben wird. Das Bezugszeichen 61 wird daher gleichzeitig als Referenz für diese Lichtebene verwendet.
8 zeigt eine vergrößerte Teildarstellung der 7. Wie dieser zu entnehmen ist, ist auch im Ausführungsbeispiel der 7 der Erfassungsbereich 47 der Zeilenkamera 42 von dem Beleuchtungsbereich 51 sowie von dem Austrittsbereich 49 direkt transmittierter Lichtanteile 48 beabstandet angeordnet. Wie bereits erläutert, kann auf diese Weise einfach die Detektion von direkt transmittierten Lichtanteilen 48 oder einfach reflektierten Lichtanteilen weitgehend vermieden werden.
Dass der Abstand des Erfassungsbereichs 47 von dem Beleuchtungsbereich 51 bzw. dem Austrittsbereich 49 Einfluss nimmt auf den Grad der Vermeidung der Detektion einfach reflektierter Lichtanteile, illustriert 9. Diese zeigt die gleiche vergrößerte Teildarstellung wie 8, jedoch sind zusätzlich einfach reflektierte Lichtanteile 53a, 53b wiedergegeben. Anhand diesen wird deutlich, dass bei dem vorliegend gewählten Abstand des Erfassungsbereich und dem Austrittsbereich 49 die Detektion einfach reflektierter Lichtanteile 53a, 53b weitgehend vermieden wird. Wird der Erfassungsbereich 47 jedoch näher an den Beleuchtungsbereich 51 herangerückt, so werden zunächst einfach reflektierte Lichtanteile 53b zum Teil detektiert, bei weiterem Heranrücken an den Beleuchtungsbereich 51 auch einfach reflektierte Anteile 53a. Die Gefahr der Detektion direkt transmittierten Lichts 48 ist hingegen bei einer Auflichtkonfiguration, d. h. bei einer gleichseitigen Anordnung von Zeilenlichtquelle 60 und Zeilenkamera 42, gering.
Wie 8 zeigt, verlaufen im Ausführungsbeispiel der 7 die Schnittgeraden 55, 56 der Lichtebene 61 und der Detektorebene 41 erneut parallel zueinander. Die Zeilenlichtquelle 60 ist wiederum beweglich gelagert. Insbesondere ist sie drehbar zu einer senkrecht zur Zeichenebene verlaufenden Achse und schwenkbar relativ zu einer in der Zeichenebene verlaufenden Achse ausgeführt, sodass Zeilenlichtquelle 60 und Zeilenkamera 42, bzw. die Lichtebene 61 und die Detektorebene 41, komfortabel relativ zueinander ausgerichtet werden können. Zudem kann der Abstand der Schnittgeraden 55, 56 in analoger Weise wie im Zusammenhang mit 5 beschrieben komfortabel variiert werden.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist auf beiden Seiten der Lagerebene 46 eine Aufnahmeeinrichtung für eine Lichtquelle, insbesondere eine Zeilenkamera 40, 60, vorgesehen, sodass die erfindungsgemäße Vorrichtung sowohl im Auflichtverfahren wie auch im Durchlichtverfahren betrieben werden kann. Beispielsweise wären so die Konfigurationen der 5 und 7 mit derselben Vorrichtung realisierbar.
Bezugszeichenliste

10: lokales Beleuchten
12: Detektion von Licht in einem Erfassungsbereich
14: Identifizieren von Defekten
20: aus Siliziumblock gesägte, sauer überätzte multikristalline Siliziumscheibe
22: Bruch
24: Korngrenzen
40: Zeilenlichtquelle
41: optische Achse Zeilenlichtquelle/Lichtebene
42: Zeilenkamera
43: optische Achse Zeilenkamera/Detektorebene
44: Auswerteeinrichtung
45a: Transportband
45b: Transportband
46: Lagerebene
47: Erfassungsbereich
48: direkt transmittierte Lichtanteile
49: Austrittsbereich
50: eingestrahltes Licht
51: Beleuchtungsbereich
53a: einfach reflektierte Lichtanteile
53b: einfach reflektierte Lichtanteile
55: Schnittgerade Lagerebene-Lichtebene
56: Schnittgerade Lagerebene-Detektorebene
60: Zeilenlichtquelle
61: optische Achse Zeilenlichtquelle/Lichtebene

Claims

Verfahren zur Detektion von Defekten (22) in einem Objekt (20) mit folgenden Schritten: – lokales Beleuchten (10) des Objekts (20) durch Einstrahlen von Licht (50) einer Wellenlänge, für welche das Objekt (20) transparent ist, gekennzeichnet durch – ein Detektieren (12) mehrfach reflektierter Anteile des eingestrahlten Lichts (50) unter wenigstens teilweiser Vermeidung der Detektion direkt transmittierter Anteile (48) des eingestrahlten Lichts und wenigstens teilweiser Vermeidung der Detektion einfach reflektierter Anteile (53a, 53b) des eingestrahlten Lichts (50) und ein – Identifizieren (14) von Defekten (22) durch Auswerten von Intensitätsunterschieden in den detektierten Anteilen des eingestrahlten Lichts (50).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Defekte (22) in inhomogenen Objekten (20) detektiert werden.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Defekte (22) in Siliziumkörpern (20), vorzugsweise in Siliziumscheiben (20), detektiert werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Defekte (22) in Siliziumkörpern (20) detektiert werden, welche durch Sägen von einem Siliziumausgangskörper abgetrennt wurden.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mehrfach reflektierten Anteile des eingestrahlten Lichts (50) unter vollständiger Vermeidung der Detektion direkt transmittierter Anteile (48) des eingestrahlten Lichts (50) und vollständiger Vermeidung der Detektion einfach reflektierter Anteile (53a, 53b) des eingestrahlten Lichts (50) detektiert werden.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zwecke des Detektierens mehrfach reflektierter Anteile des eingestrahlten Lichts (50) unter wenigstens teilweiser Vermeidung der Detektion direkt transmittierter Anteile (48) des eingestrahlten Lichts (50) und unter wenigstens teilweiser Vermeidung der Detektion einfach reflektierter Anteile (53a, 53b) des eingestrahlten Lichts (50) Licht in einem Erfassungsbereich (47) detektiert wird, welcher von einem lokal bestrahlten Beleuchtungsbereich (51) des Objekts (20) sowie von einem Austrittsbereich (49) direkt transmittierter Lichtanteile (48) beabstandet ist.
Verfahren nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zwecke des lokalen Beleuchtens (10) das Licht auf einen Teil einer Seite des Objekts (20) eingestrahlt wird und auf derselben Seite des Objekts (20) mehrfach reflektierte Anteile des eingestrahlten Lichts (50) detektiert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zwecke des lokalen Bestrahlens (10) das Licht auf einen Teil einer ersten Seite des Objekts (20) eingestrahlt wird und mehrfach reflektierte Anteile des eingestrahlten Lichts (50) auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite des Objekts (20) detektiert werden.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche aufweisend – eine Lichtquelle (40; 60) zur lokalen Beleuchtung (10) eines Objekts (20) mit Licht einer Wellenlänge, für welche das Objekt (20) transparent ist, – einen Detektor (42) zur Detektion von der Lichtquelle (40; 60) ausgesandten Lichts (50), dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor (42) und die Lichtquelle (40; 60) derart angeordnet sind, dass wenigstens ein Teil eines Beleuchtungsbereichs (51), in welchem das Objekt (20) lokal mittels der Lichtquelle (40; 60) beleuchtbar ist, sowie wenigstens ein Teil eines Austrittsbereichs (49) direkt transmittierter Lichtanteile (48) außerhalb eines Erfassungsbereichs (47) des Detektors (42) liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Erfassungsbereich (47) des Detektors (42) von dem Beleuchtungsbereich (51) sowie von dem Austrittsbereich (49) direkt transmittierter Lichtanteile (48) beabstandet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (40; 60) und der Detektor (42) auf derselben oder auf einander gegenüberliegenden Seiten einer Lagerebene (46), in welcher das Objekt (20) lagerbar ist, angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, das als Lichtquelle (40; 60) wenigstens eine Zeilenlicht quelle (40; 60) und als Detektor (42) wenigstens eine Vorrichtung mit einem linearen Sensor vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeilenlichtquelle (40; 60) und der lineare Sensor (42) derart ausgerichtet sind, dass eine durch die Längsausdehnungsrichtung der Zeilenlichtquelle (40; 60) und deren optische Achse (41; 61) aufgespannte Lichtebene (41; 61) und eine durch die Längsausdehnungsrichtung des linearen Sensors (42) und dessen optische Achse (43) aufgespannte Detektorebene (43) jeweils mit der Lagerebene (46) Schnittgeraden (55, 56) bilden, welche zueinander parallel ausgerichtet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand der parallelen Schnittgeraden (55, 56) variierbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Element aus der Gruppe bestehend aus der Lichtquelle (40; 60) und dem Detektor (42) beweglich gelagert ist.