使用多台摄像机的衬底检查制造技术

检查装置包括包含多台摄像机的成像组件，所述多台摄像机安装在所述成像组件中的各自不同地点中，并被配置成捕获样品的各自图像。运动组件被配置成移动所述成像组件和所述样品的至少一个，以便使所述成像组件以受预定位置公差限制的扫描精度扫描所述样品。图像处理器耦合成接收和处理所述摄像机捕获的图像，以便以比所述位置公差优良的位置精度定位所述样品中的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及自动光学检查，尤其涉及使用多台摄像机检查物体的系统和方 法。
技术介绍
用于自动光学检查(AOI)的系统通常采用电子成像摄像机。如本文所定义，这样 的摄像机包含图像传感器，即，像电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)阵 列那样，检测元件的集成二维(2D)阵列，以及适当光学系统。在一些应用中，要检查的样品 的区域大于图像传感器的视野(FOV)。在这样的情况下，摄像机通常随着在样品上扫描FOV 而捕获多个图像，并且图像处理器将这些图像中的信息组合在一起，以便检测样品的缺陷 或其它特征(其它AOI系统使用线性阵列和TDI (延时积分)传感器)。在这种类型的一些AOI系统中，捕获的每个图像与一个或多个相邻图像重叠。例 如，本文通过引用并入其公开文本的美国专利7，129，509描述了包括光传感器的至少一个 2D阵列的检查系统，该光传感器的至少一个2D阵列用于获取像电子线路的图像那样，代表 物体的图像。获取至少部分重叠的图像，并将与物体的相应部分相联系的重叠图像中的像 素相加在一起形成物体的合成图像。作为另一个例子，本文通过引用并入其公开文本的美国专利7，075，565描述了包 括多台可异步触发(asynchronously-triggerable)摄像机的自动光学检查系统，该多台 可异步触发摄像机提供像印刷电路板那样的物体的图像数据。将电路板划分成要以一种或 多种光照模式成像在一台或多台摄像机中的视野。板上的每个地点可以由每台摄像机在一 次性通过板时以多种光照模式成像。在一个实施例中，每台摄像机可以使电路板上的给定 点成像两次，每个图像具有不同光照模式。可以选择组件的速度，以便在每条带上一性通过 时利用预定种光照模式使板成像。在本文通过引用并入其公开文本的美国专利申请公告2006/0066843中描述了类 似的一种手段。照明模块(illumination module)利用脉冲光辐射照射样品的表面。机械 扫描仪平移样品和部分成像系统的至少一种，以便扫描表面上被脉冲光辐射照射的区域， 从而利用脉冲辐射的各自相继脉冲照射表面上的相继、部分重叠框架。收集模块收集从表 面散射的光辐射，以便捕获照射框架的一系列图像。系统控制器与脉冲光辐射同步地至少 在第一和第二不同光学配置之间交替地改变成像系统的配置。
技术实现思路
像上述那些那样，利用多台摄像机和重叠图像的AOI系统通常必须保持摄像机与 样品之间的严格对准，以便可以在整个样品区上适当对齐不同图像中的像素。满足这种对 准约束条件需要昂贵、高精度安装和运动组件，以便以所需位置精度扫描样品上摄像机的 FOV。另一方面，在本专利技术的实施例中，图像处理器通过对准图像之间的重叠区域中的图像特征对齐相邻图像。(术语“特征”如在本专利申请的背景下和在权利要求书中所使用 的那样，指的是在图像的给定区域(不仅包括，例如，角和边缘，而且包括灰度级)上获取的 像素值的任何和所有可识别特性。)图像对齐可以在扫描期间在所有图像上连续进行，以便 图像处理器可以没有累积误差地确定缺陷的全局位置。因此，图像处理器能够组合图像，并 以比运动组件的位置公差优良的位置精度定位样品中的缺陷。因此，可以在基于本专利技术原 理的系统中放松运动组件的精度，因此与技术上已知的系统相比，可以相当大地降低这样 系统的成本。因此，按照本专利技术的一个实施例，提供了一种用于检查的装置，包括包含多台摄像机的成像组件，所述多台摄像机安装在所述成像组件中的各自不同 地点中，并被配置成捕获样品的各自图像；运动组件，被配置成移动所述成像组件和所述样品的至少一个，以便使所述成像 组件以受预定位置公差限制的扫描精度扫描所述样品；以及图像处理器，耦合成接收和处理所述摄像机捕获的图像，以便以比所述位置公差 优良的位置精度定位所述样品中的缺陷。在公开的实施例中，各自图像的每个包含具有与所述成像组件中的所述摄像机捕 获的一个或多个相邻图像重叠的区域的所述样品的各自区域，和所述图像处理器被配置成 使用重叠区域相互对齐各自图像，以便计算缺陷的位置。通常，所述相邻图像具有在所述运 动组件的位置公差内变化的各自相对偏移，和所述图像处理器被配置成计算所述各自相对 偏移。所述图像通常包括具有间距的像素，和在一个实施例中，所述图像处理器被配置成以 比所述间距优良的精度计算所述各自相对偏移，并使用所述各自相对偏移组合图像，以产 生具有比所述间距优良的分辨率的合成图像。在一些实施例中，所述图像包括具有像素值的像素并具有给定信噪比(SNR)，和所 述图像处理器被配置成求和重叠区域中相邻图像的像素值，以便产生具有比给定SNR大的 SNR的合成图像。可替代地，或另外，所述图像处理器被配置成响应出现在至少一台所述摄像机捕 获的各自图像中的所述样品上的周期性模式、和所述运动组件引起的所述样品与所述成像 组件之间的相对运动地恢复虚拟位置时钟，并将所述虚拟位置时钟用在相互对齐各自图像 中。在一个公开的实施例中，所述装置包括至少一个光源，所述至少一个光源被配置 成在所述成像组件扫描所述样品期间至少在第一和第二不同照明配置下照明所述样品，以 便所述摄像机捕获的图像至少包括扫描时在不同位置上分别在所述第一和第二照明配置 下捕获的第一和第二组图像。通常，所述运动组件被配置成不抓住所述样品地使所述样品相对于所述成像组件 运动。在一些实施例中，所述多台摄像机包括至少二十台摄像机和可以包括至少一百台 摄像机。在一个公开的实施例中，所述成像组件中的所述摄像机沿着与所述运动组件的扫 描方向垂直的方向排列在至少一行中的各自位置中，以便每台所述摄像机随着所述成像组 件扫描所述样品捕获的图像沿着所述运动组件的扫描方向覆盖各自一长条所述样品，和以6便在所述成像组件跨过所述样品的单次扫描中这些长条一起覆盖所述样品的整个有效区。 通常，所述至少一行至少包括第一和第二行，和所述第一行中的所述摄像机的各自位置相 对于所述第二行中的所述摄像机的位置在横向是错开的。在一个实施例中，所述运动组件被配置成使所述成像组件沿着扫描方向扫描所述 样品，以及所述装置包括至少一台后续检查摄像机和一个横向运动单元，所述横向运动单 元被配置成在所述成像组件扫描所述样品的同时，使所述至少一台后续检查摄像机沿着与 扫描方向垂直的方向移动，以便所述至少一台后续检查摄像机对所述图像处理器定位的缺 陷区域成像。通常，所述图像处理器被配置成计算误差信号，所述误差信号指示所述运动组 件的运动相对于理想运动模型的偏差，并响应所述误差信号驱动所述至少一台后续检查摄 像机对所述缺陷区域成像。依照本专利技术的一个实施例，还提供了一种用于检查的方法，包括以受预定位置公差限制的扫描精度，使用包括多台摄像机的成像组件扫描样品， 所述多台摄像机安装在所述成像组件中的各自不同地点中；在扫描所述样品的同时利用所述摄像机捕获所述样品的各自图像；以及处理所述摄像机捕获的图像，以便以比所述位置公差优良的位置精度定位所述样 品中的缺陷。通过结合附图对本专利技术的实施例作如下详细描述，可以使本专利技术得到更全面理解。附图说明在附图中图1是依照本专利技术实施例的AOI系统的示意性图形例示；图2是依照本专利技术实施例的成像组件的示意性底视图；图3是依照本专利技术实施例的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检查的装置，包含：包含多台摄像机的成像组件，所述多台摄像机安装在所述成像组件中的各自不同地点中，并被配置成捕获样品的各自图像；运动组件，被配置成移动所述成像组件和所述样品的至少一个，以便使所述成像组件以受预定位置公差限制的扫描精度扫描所述样品；以及图像处理器，耦合成接收和处理所述摄像机捕获的图像，以便以比所述位置公差优良的位置精度定位所述样品中的缺陷。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】IL 2008-1-16 188825一种用于检查的装置，包含包含多台摄像机的成像组件，所述多台摄像机安装在所述成像组件中的各自不同地点中，并被配置成捕获样品的各自图像；运动组件，被配置成移动所述成像组件和所述样品的至少一个，以便使所述成像组件以受预定位置公差限制的扫描精度扫描所述样品；以及图像处理器，耦合成接收和处理所述摄像机捕获的图像，以便以比所述位置公差优良的位置精度定位所述样品中的缺陷。2.按照权利要求1所述的装置，其中，各自图像的每个包含具有与所述成像组件中的 所述摄像机捕获的一个或多个相邻图像重叠的区域的所述样品的各自区域，以及其中所述 图像处理器被配置成使用重叠区域相互对齐各自图像，以便计算缺陷的位置。3.按照权利要求2所述的装置，其中，所述相邻图像具有在所述运动组件的位置公差 内变化的各自相对偏移，以及其中所述图像处理器被配置成计算所述各自相对偏移。4.按照权利要求3所述的装置，其中，所述图像包含具有间距的像素，并且其中所述图 像处理器被配置成以比所述间距优良的精度计算所述各自相对偏移，并使用所述各自相对 偏移组合图像，以产生具有比所述间距优良的分辨率的合成图像。5.按照权利要求2所述的装置，其中，所述图像包括具有像素值的像素并且具有给定 信噪比(SNR)，以及其中所述图像处理器被配置成求和重叠区域中相邻图像的像素值，以便 产生具有比给定SNR大的SNR的合成图像。6.按照权利要求2所述的装置，其中，所述图像处理器被配置成响应出现在至少一台 所述摄像机捕获的各自图像中的所述样品上的周期性模式、和所述运动组件引起的所述样 品与所述成像组件之间的相对运动地恢复虚拟位置时钟，并将所述虚拟位置时钟用在相互 对齐各自图像中。7.按照权利要求1所述的装置，包含至少一个光源，所述至少一个光源被配置成在所 述成像组件扫描所述样品期间至少在第一和第二不同照明配置下照明所述样品，以便所述 摄像机捕获的图像至少包含扫描时在不同位置上分别在所述第一和第二照明配置下捕获 的第一和第二组图像。8.按照权利要求1所述的装置，其中，所述运动组件被配置成不抓住所述样品地使所 述样品相对于所述成像组件运动。9.按照权利要求1所述的装置，其中，所述多台摄像机包含至少二十台摄像机。10.按照权利要求9所述的装置，其中，所述多台摄像机包含至少一百台摄像机。11.按照权利要求1所述的装置，其中，所述成像组件中的所述摄像机沿着与所述运动 组件的扫描方向垂直的方向排列在至少一行中的各自位置中，以便每台所述摄像机随着所 述成像组件扫描所述样品捕获的图像沿着所述运动组件的扫描方向覆盖各自一长条所述 样品，和以便在所述成像组件跨过所述样品的单次扫描中这些长条一起覆盖所述样品的整 个有效区。12.按照权利要求11所述的装置，其中，所述至少一行至少包含第一和第二行，以及其 中所述第一行中的所述摄像机的各自位置相对于所述第二行中的所述摄像机的位置在横 向是错开的。13.按照权利要求1所述的装置，其中，所述运动组件被配置成使所述成像组件沿着扫描方向扫描所述样品，并且其中所述装置包含至少一台后续检查摄像机和一个横向运动单 元，所述横向运动单元被配置成在所述成像组件扫描所述样品的同时，使所述至少一台后 续检查摄像机沿着与扫描方向垂直的方向移动，以便所述至少一台后续检查摄像机对所述 图像处理器定位的缺陷区域成像。14.按照权利要求13所述的装置，其中，所述图像处理器被配置成计算误...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥弗萨菲尔，伊斯雷尔沙皮拉，雅科夫戴维迪，
申请(专利权)人：奥博泰克有限公司，
类型：发明
国别省市：IL[以色列]