[發明專利]使用多臺攝像機的襯底檢查

有效

• 申請號: 200980102439.2
• 申請日: 2009-01-11
• 公開（公告）號: CN101910822A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 奧弗·薩菲爾;伊斯雷爾·沙皮拉;雅科夫·戴維迪
• 申請（專利權）人: 奧博泰克有限公司
• 主分類號: G01N21/00
• 分類號: G01N21/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 史新宏

技術領域

本發明一般涉及自動光學檢查，尤其涉及使用多臺攝像機檢查物體的系統和方法。

背景技術

用于自動光學檢查(AOI)的系統通常采用電子成像攝像機。如本文所定義，這樣的攝像機包含圖像傳感器，即，像電荷耦合器件(CCD)或互補金屬氧化物半導體(CMOS)陣列那樣，檢測元件的集成二維(2D)陣列，以及適當光學系統。在一些應用中，要檢查的樣品的區域大于圖像傳感器的視野(FOV)。在這樣的情況下，攝像機通常隨著在樣品上掃描FOV而捕獲多個圖像，并且圖像處理器將這些圖像中的信息組合在一起，以便檢測樣品的缺陷或其它特征(其它AOI系統使用線性陣列和TDI(延時積分)傳感器)。

在這種類型的一些AOI系統中，捕獲的每個圖像與一個或多個相鄰圖像重疊。例如，本文通過引用并入其公開文本的美國專利7,129,509描述了包括光傳感器的至少一個2D陣列的檢查系統，該光傳感器的至少一個2D陣列用于獲取像電子線路的圖像那樣，代表物體的圖像。獲取至少部分重疊的圖像，并將與物體的相應部分相聯系的重疊圖像中的像素相加在一起形成物體的合成圖像。

作為另一個例子，本文通過引用并入其公開文本的美國專利7,075,565描述了包括多臺可異步觸發(asynchronously-triggerable)攝像機的自動光學檢查系統，該多臺可異步觸發攝像機提供像印刷電路板那樣的物體的圖像數據。將電路板劃分成要以一種或多種光照模式成像在一臺或多臺攝像機中的視野。板上的每個地點可以由每臺攝像機在一次性通過板時以多種光照模式成像。在一個實施例中，每臺攝像機可以使電路板上的給定點成像兩次，每個圖像具有不同光照模式。可以選擇組件的速度，以便在每條帶上一性通過時利用預定種光照模式使板成像。

在本文通過引用并入其公開文本的美國專利申請公告2006/0066843中描述了類似的一種手段。照明模塊(illumination?module)利用脈沖光輻射照射樣品的表面。機械掃描儀平移樣品和部分成像系統的至少一種，以便掃描表面上被脈沖光輻射照射的區域，從而利用脈沖輻射的各自相繼脈沖照射表面上的相繼、部分重疊框架。收集模塊收集從表面散射的光輻射，以便捕獲照射框架的一系列圖像。系統控制器與脈沖光輻射同步地至少在第一和第二不同光學配置之間交替地改變成像系統的配置。

發明內容

像上述那些那樣，利用多臺攝像機和重疊圖像的AOI系統通常必須保持攝像機與樣品之間的嚴格對準，以便可以在整個樣品區上適當對齊不同圖像中的像素。滿足這種對準約束條件需要昂貴、高精度安裝和運動組件，以便以所需位置精度掃描樣品上攝像機的FOV。

另一方面，在本發明的實施例中，圖像處理器通過對準圖像之間的重疊區域中的圖像特征對齊相鄰圖像。(術語“特征”如在本專利申請的背景下和在權利要求書中所使用的那樣，指的是在圖像的給定區域(不僅包括，例如，角和邊緣，而且包括灰度級)上獲取的像素值的任何和所有可識別特性。)圖像對齊可以在掃描期間在所有圖像上連續進行，以便圖像處理器可以沒有累積誤差地確定缺陷的全局位置。因此，圖像處理器能夠組合圖像，并以比運動組件的位置公差優良的位置精度定位樣品中的缺陷。因此，可以在基于本發明原理的系統中放松運動組件的精度，因此與技術上已知的系統相比，可以相當大地降低這樣系統的成本。

因此，按照本發明的一個實施例，提供了一種用于檢查的裝置，包括：

包含多臺攝像機的成像組件，所述多臺攝像機安裝在所述成像組件中的各自不同地點中，并被配置成捕獲樣品的各自圖像；

運動組件，被配置成移動所述成像組件和所述樣品的至少一個，以便使所述成像組件以受預定位置公差限制的掃描精度掃描所述樣品；以及

圖像處理器，耦合成接收和處理所述攝像機捕獲的圖像，以便以比所述位置公差優良的位置精度定位所述樣品中的缺陷。

在公開的實施例中，各自圖像的每個包含具有與所述成像組件中的所述攝像機捕獲的一個或多個相鄰圖像重疊的區域的所述樣品的各自區域，和所述圖像處理器被配置成使用重疊區域相互對齊各自圖像，以便計算缺陷的位置。通常，所述相鄰圖像具有在所述運動組件的位置公差內變化的各自相對偏移，和所述圖像處理器被配置成計算所述各自相對偏移。所述圖像通常包括具有間距的像素，和在一個實施例中，所述圖像處理器被配置成以比所述間距優良的精度計算所述各自相對偏移，并使用所述各自相對偏移組合圖像，以產生具有比所述間距優良的分辨率的合成圖像。