【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及芯片外观光学检测，具体为一种基于运动时间关联控制的芯片外观检测装置及方法。
技术介绍
1、随着芯片制造技术的不断发展，芯片尺度越来越小，对芯片的检测变得越来越重要。芯片外观检测作为一种光学视觉检测技术，具有非接触快速优点，被广泛应用于半导体芯片、集成电路、电子元件领域。在芯片外观检测中，系统硬件是影响检测结果的一个重要因素。系统硬件的参数性能直接影响到芯片外观图像的质量和检测结果的准确性。虽然，现有的芯片外观检测系统在分辨率和检测速度方面有很大的发展，但存在着大视场、高分辨率系统硬件制造困难，成本高昂问题，这一定程度上限制了芯片外观检测系统的发展和应用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于运动时间关联控制的芯片外观检测装置及方法，旨在解决现有芯片外观检测系统硬件对成像分辨率和视场参数的限制，并以较低的硬件配置实现高价硬件配置才能实现的高分辨和大视场成像检测。本专利技术通过在图像采集部分引入高精度的编码微运动，通过同步时序触发，得到初步被测样品表面图像，再将其和编码运动信息关联计算后，对图像进行插值和像素点值的重新分配，在保持原有视场的情况下得到更高分辨率的图像，显示出样品更多的细节信息，从而实现高放大倍数系统才能实现的图像效果。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于运动时间关联控制的芯片外观检测方法，包括以下步骤：
3、步骤一：将待测芯片放置到精密调整台上，调整精密调整台的位置及高度，对待测芯片的位置进行精准
4、步骤二：将待测芯片调至使显微成像系统和成像及图像采集模块能对芯片清晰成像，保证芯片处在显微成像系统焦平面处，即成像及图像采集模块的传感器平面上，显微成像系统对待测芯片进行光学显微放大；
5、步骤三：利用所述信息处理分析模块对运动控制模块的编码控制方式进行设置，用于后续触发输出实现对微运动模块的运动控制；
6、步骤四：利用所述信息处理分析模块对成像及图像采集模块的曝光时间参数进行设置，用于后续触发图像采集；
7、步骤五：利用所述信息处理分析模块对同步时序触发生成模块发送启动指令，同步时序触发生成模块生成单个同步脉冲触发信号，分别同时触发运动控制模块和成像及图像采集模块；
8、步骤六：将成像及图像采集模块采集到的图像输入到信息处理分析模块，将采集到的图像和步骤三中对运动控制模块的编码信息进行关联计算，获取更高精度的图像，同时基于预设算法进行图像处理，提取样品特征信息；
9、步骤七：根据信息处理分析模块的处理分析结果输出对应的检测结果，并基于检测结果做出对应警报提示，实现对芯片外观的检测和分析。
10、作为优选，所述步骤三中的编码控制方式设置的方法为设置图像传感器曝光周期的时间段内运动控制模块在x-y平面上的位移顺序，设置每一步位移的距离以及在当前位置保持的时间。
11、作为优选，所述步骤四中曝光时间参数进行设置的方法为设置图像传感器曝光周期与步骤三中的编码控制位移总时间一致，其他参数在该周期内保持不变。
12、作为优选，所述步骤六中提取样品特征信息方法为：
13、对经过显微成像系统放大后的样品图像进行数据采集，获得检测芯片的外观图像样本i0；
14、将原始图像i0与步骤三中对运动控制模块的编码控制方式对应的矩阵m进行关联计算，从而实现对原图像i0个像素点的值进行重新分配和插值，得到更高新度的图像；
15、针对所述关联计算后得到的图像样本进行待检测芯片的特征信息提取，获得所述检测芯片的外观特征信息。
16、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
17、1.本专利技术装置结构通过较低放大倍率和较低配置的显微成像系统对芯片样品进行光学显微放大，配合图像采集模块的精确编码运动，对经过显微成像系统放大后的样品图像进行数据采集，并将采集到的图像结合编码信息进行关联计算，对图像进行插值和像素值重分配，通过计算成像的方式实现了高分辨的成像效果。引入运动时间编码信息，通过算法来实现高分辨率的效果，降低了成像分辨率对系统硬件配置的依赖，具有更简单的硬件要求和、更低的系统成本
18、2.本专利技术引入运动时间编码信息，通过算法来实现高分辨率的效果，在实现高分辨率的同时保持了原有的视场角，相比同级分辨率的系统，具有更小的放大倍数和更高的视场角，从而使系统能够更快的检测更大的芯片表面范围。
19、3.本专利技术通过引入运动时间编码信息和关联成像，将获取的芯片样品特征进行比对判断，确定芯片是否异常，将存在异常的芯片进行异常芯片样品特征匹配，基于匹配的参数确定异常类别，进行对应的异常警报提示，方便管理人员及时做出应对方案，及时对异常芯片进行处理，提高了处理效率，保证了芯片的生产质量。
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1.一种基于运动时间关联控制的芯片外观检测装置，包括精密调整台(1)、显微成像系统(2)、微运动模块(3)、成像及图像采集模块(4)、运动控制模块(5)、同步时序触发生成模块(6)和信息处理分析模块(7)，其特征在于：所述成像及图像采集模块(4)集成在微运动模块(3)中，所述微运动模块(3)安装在显微成像系统(2)上，所述微运动模块(3)、成像及图像采集模块(4)和显微成像系统(2)同轴放置，所述运动控制模块(5)分别与同步时序触发生成模块(6)和信息处理分析模块(7)电连接，所述成像及图像采集模块(4)分别与同步时序触发生成模块(6)和信息处理分析模块(7)电连接，所述同步时序触发生成模块(6)与信息处理分析模块(7)电连接；
2.根据权利要求1所述的一种基于运动时间关联控制的芯片外观检测装置，其特征在于：所述微运动模块(3)由高精度的压电陶瓷位移台组成，所述压电陶瓷位移台的位移精度为纳米级且位移范围为微米量级。
3.根据权利要求2所述的一种基于运动时间关联控制的芯片外观检测装置，其特征在于：所述微运动模块(3)与运动控制模块(5)电连接，所述微运动模块
4.根据权利要求3所述的一种基于运动时间关联控制的芯片外观检测装置，其特征在于：所述成像及图像采集模块(4)和运动控制模块(5)受同步时序触发生成模块(6)生成的同步触发信号控制，接收到同步脉冲信号时开始执行位移控制和单次图像采集工作。
5.根据权利要求4所述的一种基于运动时间关联控制的芯片外观检测装置，其特征在于：所述同步时序触发生成模块(6)每次只生成一个同步触发信号，每次生成同步触发信号由信息处理分析模块(7)发送指令启动。
6.根据权利要求5所述的一种基于运动时间关联控制的芯片外观检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种基于运动时间关联控制的芯片外观检测方法，其特征在于：所述步骤三中的编码控制方式设置的方法为设置图像传感器曝光周期的时间段内运动控制模块(5)在X-Y平面上的位移顺序，设置每一步位移的距离以及在当前位置保持的时间。
8.根据权利要求6所述的一种基于运动时间关联控制的芯片外观检测方法，其特征在于：
9.根据权利要求6所述的一种基于运动时间关联控制的芯片外观检测方法，其特征在于：所述步骤六中提取样品特征信息方法为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于运动时间关联控制的芯片外观检测装置，包括精密调整台(1)、显微成像系统(2)、微运动模块(3)、成像及图像采集模块(4)、运动控制模块(5)、同步时序触发生成模块(6)和信息处理分析模块(7)，其特征在于：所述成像及图像采集模块(4)集成在微运动模块(3)中，所述微运动模块(3)安装在显微成像系统(2)上，所述微运动模块(3)、成像及图像采集模块(4)和显微成像系统(2)同轴放置，所述运动控制模块(5)分别与同步时序触发生成模块(6)和信息处理分析模块(7)电连接，所述成像及图像采集模块(4)分别与同步时序触发生成模块(6)和信息处理分析模块(7)电连接，所述同步时序触发生成模块(6)与信息处理分析模块(7)电连接；
2.根据权利要求1所述的一种基于运动时间关联控制的芯片外观检测装置，其特征在于：所述微运动模块(3)由高精度的压电陶瓷位移台组成，所述压电陶瓷位移台的位移精度为纳米级且位移范围为微米量级。
3.根据权利要求2所述的一种基于运动时间关联控制的芯片外观检测装置，其特征在于：所述微运动模块(3)与运动控制模块(5)电连接，所述微运动模块(3)位移由运动控制模块(5)编码控制，所述运动控制模块(5)的编码控制方式由信息处理分析模块(7)...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘志平，卢思迪，洪建立，
申请(专利权)人：奈米科学仪器设备上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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