CN101008622B - 用以检测具有显微导体的图样成型装置的检测系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种用以检视具有显微导体的图样成型装置的检视系统，包含：照相机，用以在图案基板上察看候选损坏的位置，该基板划定平面，并在那里撷取该位置至少一处图像，该照相机定义光学轴，该至少一处图像以偏移该光学轴至少一个光源的照明所照射，该照明沿着相对于该平面的平面中互不平行的至少第一及第二照明路径提供，其中沿着第一照明路径所提供照明的回应以及沿着第二照明路径所提供照明的回应是可区分的；以及损坏分类器，用以接收该至少一处图像，以及在其中将由刻痕所导致的候选损坏或额外材料所导致的候选损坏彼此区分出来及/或由其它种类的候选损坏中区分出来。

Description

用以检测具有显微导体的图样成型装置的检测系统及方法
技术领域
本发明大致涉及关于检视在生产对象上的显微特征。
背景技术
用以检视制作中平面显示器的损坏的自动光学检视系统，包含以色列Yavne的Orbotech有限公司在市场上已有的SuperVisionTM以及InVisionTM系统通常具有损坏分类子系统用以利用彩色的或单色的亮视野照明的照射来撷取被怀疑可能存在的损坏的图像。
某些用以检视制作中平面显示器的损坏的自动光学检视系统，例如Pointer-5000系列的光学测试器亦为以色列Yavne的Orbotech有限公司在市场上已有的系统，可额外撷取由偏移光学轴的位置以一般单色照明来照射的图像。
案号6,947,151的美国专利说明表面状态检视方法及基板检视装置，其采用包含相对于该检视对象具有不同纵向角度的多个方向来照射的不同色光的照明。
在本发明书中提及所有刊物的披露，以及在其中该等刊物直接或间接的引用皆作为本发明的参考。
发明内容
本发明提供用以检视在如显示面板生产对象上的显微特征的改良系统及方法。
本发明的该系统的一实施例用以区分在平面显示(FPD，Flat Panel Display)面板上的刻痕以及尘粒损坏。两种类别的损坏会以在亮视野照明 的暗点方式以及暗视野照明的亮点方式出现。本发明一较佳实施例可通过分析对照明方位角方向非常敏感的刻痕亮度但尘粒损坏却与照明方向亮度无关来达到刻痕以及尘粒损坏的区别。较佳者，该面板同时以不同色光由多个方向来照射，以帮助外表损坏性质的人眼视觉及机器分析并让检视时间尽可能缩短。由于该面板多方向以及多光谱照明，刻痕损坏将有一特定颜色会强烈地与其方向相依，而尘粒损坏则有两种颜色，即具有复合颜色。所得的色彩图像可进一步针对每一特定颜色来分析。
本发明一较佳实施例用以改良在平面显示面板上不同种类的损坏分类，特别是区分刻痕以及尘粒损坏。在平面显示生产过程中，许多主动层会在单一玻璃板上形成。能够识别该损坏种类将可发现在生产线的问题。本发明的该系统的输出可允许生产线可适当修正而增加产能。
根据本发明一较佳实施例，利用多色照明装置，暗视野(DF，Dark-Field)照明方法用以区分刻痕以及尘粒损坏。因为强光发散，两种类型的损坏在传统亮视野照明中呈现暗点而在传统暗视野照明中呈现亮点。该照明方法在区分刻痕及尘粒损坏时是有用的，因为刻痕亮度对照明方位角方向非常敏感(方位角方向为X-Y平面的方向)，然而尘粒损坏则与照明方向亮度无关。
较佳者，该面板由不同色光自多个方向被同时照射，不同色光与不同方位角方向结合，帮助损坏性质的人眼视觉、自动分类以及缩短检视时间。因此，刻痕损坏具有强烈相依于方向的主要颜色，而尘粒损坏则呈现混合或复合的两个或全部颜色，上述这些颜色较佳为用来让作业员或是机器分析时可区分或可辨识。结果色图可被拆解为相对的色图用以进一步计算分析。因为平面显示面板通常包含已知线条方向(如0°、90°、45°以及135°方向)，该照明器通常包含两组照明器单元如发光二极管或是光纤，与该工件或面板的上述这些已知线条平行方向方式被安排，如沿着(0°)以及(90°)轴，(45°)以及(135°)轴，以包含所有可能角度。
本发明的该方法特别适用于大量单元显示(电视面板)的扫描，当比较相邻单元在所有信息皆由单一单元的图像萃取是不可能时。
本发明的该系统及该方法特别适用于平面显示器的自动光学检视。
依照本发明一较佳实施例，本发明提供一种用以检视具有显微导体的图样成型装置的检视系统，包含单个照相机，用以在图案基板上察看候选损坏位置，该基板划定一平面，并在那里撷取该位置的至少一处图像，该照相机定义光学轴，该至少一处图像以偏移该光学轴的第一光源及第二光源的照明所照射，上述第一光源界定第一照明路径，上述第二光源界定第二照明路径，上述第一照明路径及上述第二照明路径于平行该平面的平面中互不平行，其中沿着第一照明路径所提供照明的回应以及沿着第二照明路径所提供照明的回应是可区分的；以及损坏分类器，用以接收该至少一处图像，以及在其中将在该图案基板的外来粒子所导致候选损坏由其它种类的候选损坏中区分出来。
依照本发明的另一较佳实施例，本发明提供一种用以检视具有显微导体的图样成型装置的检视方法，包含下列步骤：以单个照相机在图案基板上察看候选损坏的位置，该基板划定一平面，并在那里撷取该位置至少一处图像，以照相机定义光学轴；以偏移该光学轴的第一光源及第二光源的照明来照射该至少一处图像，上述第一光源界定第一照明路径，上述第二光源界定第二照明路径，上述第一照明路径及上述第二照明路径于平行该平面的平面中互不平行，其中沿着第一照明路径所提供照明的回应以及沿着第二照明路径所提供照明的回应是可区分的；以及分析该至少一处图像以在其中将在该图案基板的外来粒子所导致的候选损坏由其它种类的候选损坏中区分出来。
依照本发明又一较佳实施例，本发明提供一种用以检视具有显微导体的图样成型装置的检视系统，包含单个照相机，用以在图案基板上察看候选损坏的位置，该基板划定一平面，并在该位置撷取至少一处图像，该照相机定义光学轴，该至少一处图像以偏移该光学轴的第一光源及第二光源的照明所照射，上述第一光源界定第一照明路径，上述第二光源界定第二照明路径，上述第一照明路径及上述第二照明路径于平行该平面的平面中互不平行，其中沿着第一照明路径所提供照明的回应以及沿着第二照明路径所提供照明的回应是可区分的；以及损坏分类器，用以使用该至少一处 处图像以将在该图案基板的至少部份传导区的刻痕所导致的损坏由至少一个其它种类的损坏中区分出来。
依照本发明的再一较佳实施例，本发明提供一种用以检视具有显微导体的光电装置的自动检视系统，该系统包含损坏分类器用以撷取相关多个损坏位置之多个暗视野照射图像以及产生可区分如刻痕的方向性损坏以及如粒子的非方向性损坏的相关多个输出。较佳者，将采用多个暗视野照明。
又依照本发明的再一较佳实施例，上述这些多个输出包含暗视野照射图像。
再依照本发明的再一较佳实施例，上述这些多个输出包含相对多个损坏位置的相对多个分类，至少一个分类为方向性损坏分类且至少另一分类为非方向性损坏分类。
再依照本发明的再一较佳实施例，上述这些图像由多方向来照射。
再依照本发明的再一较佳实施例，上述这些图像由多光谱来照射。
再依照本发明的再一较佳实施例，上述这些图像由具有相同光学特质但被时间分割成不同方向的方向性照明来照射。
依照本发明的另一较佳实施例，本发明提供一种用于检视具有显微特征的生产物体的自动光学检视方法，该方法包含使用多光谱多角度暗视野图像来检验生产物体中的损坏。
再依照本发明的再一较佳实施例，该生产物体包含平面显示器。
依照本发明的另一较佳实施例，本发明提供一种用以检视具有显微特征的生产物体的自动检视系统，该系统包含光学头用以取得具有显微特征的生产物体的至少部分的图像以及相对运动提供器用以提供在待检视的上述这些生产物体以及该光学头之间的相对运动，其中该光学头包含多方向照明用以提供多个方向的照明，该多方向照明包含多个不同颜色的照明源以提供相对多个方向的照明。
依照本发明的另一较佳实施例，本发明提供一种能够检视多于种类损 坏的系统，其中第一损坏种类被配置为包含沿着已知边缘轴延展的边缘而第二损坏种类不被配置为包含沿着已知边缘轴延展的边缘，该系统包含照明器用以直接在该已知边缘轴的边缘检测角度直接进行边缘检测照明。
再依照本发明的再一较佳实施例，该第一损坏种类包含刻痕且该第二损坏种类包含尘粒。
再依照本发明的再一较佳实施例，该边缘检测照明包含暗视野照明。
又依照本发明的再一较佳实施例，该边缘检测角度包含90°角度。
再依照本发明的再一较佳实施例，该照明器用以在多个已知边缘轴的上述这些边缘检测角度直接进行边缘检测照明。
又依照本发明的再一较佳实施例，由上述这些多个已知边缘轴指向的该照明为不同颜色，从而使照明得以由上述这些多个已知边缘轴中不同者来指向。
又依照本发明的再一较佳实施例，本发明提供一种用以检视图案面板损坏的系统，该系统包含自动光学检视子系统以检视在平面面板上形成的图案，该图案具有边缘；以及在候选损坏位置上的输出指示且损坏检验器包含照相机、照明器以及图像处理器，该照明器为候选损坏位置的候选损坏提供边缘检测照明以在相对于该边缘的检测角度于预设边缘照射在该候选损坏上。
在参照附图及随后描述的实施方式后，所属技术领域的技术人员便可了解本发明的其它目的，以及本发明的技术手段及实施方式。
附图说明
图1A为描绘包含如电导体的多个延长元件的显示面板的部分示意图并显示各种损坏种类的代表，其中该显示面板利用工作于第一照明模式的多颜色及多方向检视程序来检视；
图1B为描绘图1A的该显示面板的示意图，其中该显示面板利用目前工作于第二照明模式的该多颜色及多方向检视程序来检视；
图2为描绘依照本发明一较佳实施例工作并建构的照明器以分别提供在图1A以及图1B中所表示的两个可选择照明模式的照明；
图3A到3C为分别描绘图2的该照明器的侧视图、端视图以及仰视图；
图4A为描绘图2到3C中工作于其第一照明模式的该照明器示意图并显示照明光束；
图4B为描绘图2到3C中工作于其第二照明模式的该照明器的示意图并显示照明光束；
图4C为描绘自图2到3C的该照明器提供的该光学轴的照明偏移角度方向的示意图；
图4D为描绘尘粒相对于边缘亮度的照明响应强度比的曲线图作为在入射照明光束及光学轴之间的角度函数；
图4E为描绘使用三个颜色有助于区分方向性损坏以及非方向性损坏的第一多方向照明模式的示意图；
图4F为描绘使用三个颜色有助于区分方向性损坏以及非方向性损坏的第二多方向照明模式的示意图；
图4G为描绘分别在两个已述照明模式下通过撷取及比较每一候选损坏的两个图像有助于区分方向性损坏以及非方向性损坏的对照明模式示意图；
图5A为描绘分别在图1A以及1B的第一以及第二照明模式下包含或不包含垂直刻痕且具有不同方向的多个延长元件的外观表格；
图5B为描绘分别在图1A以及1B的第一以及第二照明模式下具有对角刻痕的水平及垂直延长元件的外观表格；
图6为描绘分别在图1A以及1B的第一以及第二照明模式下多种尘粒-电导体组态的外观表格；
图7A为描绘固定在依本发明一较佳实施例所建构工作并包含图2的该照明器的扫瞄及图像检验系统的工件透视图；
图7B为描绘图7A的该扫瞄及图像检验系统的透视图，该工件已被移除；
图8为描绘图7A到7B中移除各种上盖后该光学头的放大图；
图9为描绘图7A到7B的该检验照相机子系统的侧视图；
图10为描绘在具有显微特征的工件中方向性地照射至少一个候选损坏位置以利用方向性信息以分类损坏的自动光学检视系统的功能方框图；
图11为描绘图10的系统工作的一较佳方法的流程图；以及
图12为描绘用以设定图10的方向信息处理子系统的一较佳方法的流程图。
主要元件标记说明
10：显示面板            120：导体
125：导体               20：延长元件
200：左侧栏             210：分段
220：分段               230：分段
240：垂直设置刻痕       250：分段
260：垂直设置刻痕       270：分段
280：垂直设置刻痕       294：对角设置刻痕
292：分段               296：分段
298：对角设置刻痕       30：电导体
310：中间栏             330：右侧栏
320：第一照明模式       340：第二暗视野照明模式
40：损坏位置            400：水平导体
420：外来粒子           430：垂直导体
440：尘粒               450：对角导体
460：尘粒               50：晶体管
500：圆圈               510：损坏检验照相机子系统
520：气浮式摇床         530：工件
540：X轴                     550：Y轴
560：光桥                    570：光学头
574：子桥                    580：照相机次单元数组
590：扫描照相机              60：电极
600：扫描照相机光学元件      610：扫描照明器
70：外来粒子                 700：照相机
710：镜筒透镜                720：暗视野照明器
725：物镜                    730：亮视野照明器
732：多色照明源              735：光纤
740：分光镜                  75：化学残留物
78：短路                     790：光学轴
80：靶心                     90：光学轴
100：照明套筒
1000：工件扫瞄自动光学检视子系统
1010：多色方向特定图像检验子系统
1020：方向信息处理子系统
1030：设定子系统
1050：数据库                1060：损坏数据库
B：第一波长(蓝)             B1：发光二极管
B2：发光二极管              B3：发光二极管
B4：发光二极管              R：第二波长(红)
R1：发光二极管              R2：发光二极管
R3：发光二极管              R4：发光二极管
R5：发光二极管              R6：发光二极管
R7：发光二极管           R8：发光二极管
G：第三波长(绿)
具体实施方式
图1A为描绘包含如电导体的多个延长元件20的显示面板10的部分示意图，其中30具有在损坏位置40的刻痕损坏，也包含晶体管50、电极60以及其它电元件。在显示面板10上可能出现其它损坏包含外来粒子70，例如尘粒，可在面板10的较外表面或是埋于如光刻胶(图中未表示出)的镀膜层之下被发现，化学残留物75以及短路78将在两导体20之间形成不希望得到的电连接。该显示面板10需要在损坏位置40加以检视，例如为了分类其位置的损坏种类，如刻痕、粒子、短路或其它类别损坏。候选损坏位置的呈现可通过初始自动检视来判定，例如使用以色列Yavne的Orbotech有限公司在市场上已有的SuperVisionTM以及InVisionTM自动光学检视装备，虽然这并非一定只能用此设备。
依照本发明一实施例，提供特定方向照明的多色多方向检视装置，以位于光学轴90中心的靶心80所表示，根据本发明一实施例工作于第一照明模式。如图所示，该第一照明模式包含偏移该光学轴的特定方向照明，并提供沿着通常如所表示实质上平行于在被检视面板10上的该导体20的正交轴的非平行轴。该第一照明模式可包含例如一如蓝光的第一波长的照明，表示为″B″，由两相对方向所指向；以及如红光的第二波长的照明，表示为″R″，由相对于上述这些第一两相对方向非平行的另一两相对方向所指向。当延着轴90检视时，在以该第一波长的照明所照射的位置的响应与用该第二波长的照明是可区分的。
图1B为描绘图1A的该显示面板示意图，其中该显示面板利用目前工作于第二照明模式的图1A的该多颜色及多方向装置来检视。在图1B的该第二照明模式中，照明也包含偏移该光学轴的特定方向照明，并提供沿着通常如所表示的正交轴的非平行轴，该正交轴相对于在被检视面板10上的该导体20较佳形成角度。该第二照明模式可包含例如蓝光的第一波长的照明，表示为″B″，由区隔于在第一照明模式中使用的第一对照明方 向的两相对方向以在被检视面板10的该平面中的45度角所指向；以及如红光的第二波长之照明，表示为″R″，由该第二照明模式中使用的该第一两相对方向相互垂直的另一两相对方向所指向。虽然此处表示红光及蓝光照明，须注意的是当查看面板10上位置时能够相互区分不同响应的其它型式合适照明皆可被采用，上述这些其它型式照明包含，例如，其它光谱的照明、极性可区分的照明、不同脉冲频率的脉冲照明、或是其它合适特质可区分的照明。
图2为描绘依照本发明一实施例所建构并工作的照明套筒100，用以分别提供在图1A以及图1B中的两个可选择照明模式的照明。该照明套筒100包含多个照明器，例如选择性工作的发光二极管R1-R8以及B1-B4以提供图1A及1B的该第一及第二照明模式。上述这些二极管较佳为包含在每一多个方向的一个或多个二极管的分组，如分别包含0、45、90、135、180、225、270、315度共八个方位角方向。另外，通常包含能够照射到由预期方向特征如边缘所定义的每个预期方向的至少一个角度的其它角度群组亦可被采用。任何合适的发光二极管均可被采用，例如以下市面上已有之安捷伦科技(蓝光：分类号HLMP CB-18UVA00；红光：分类号HLMP EG08-Y2000)。
通常，如蓝光的第一色照明器组会彼此相对置放以定义第一照明路径，而如红光的第二色照明器组会彼此相对置放以定义非平行于该第一照明路径的第二照明路径。每组红光二极管通常包含两个二极管而每组蓝光二极管通常仅包含一个二极管，因为在实施例中通常要两个红光二极管才可达到足够亮度。由于二极管技术的改良以及相对于照明强度的应用需求，每个颜色的二极管使用相同数量或许是合适的。在该叙示实施例中，每一对红光二极管(R1及R2、R3及R4、R5及R6、以及R7及R8)分别位于0、45、180以及225度角的位置中心，而各个单一蓝光二极管(B1、B2、B3及B4)则分别置放于90、135、270以及315度角。
图3A到3C为分别描绘图2的该照明器套筒100的侧视图、端视图以及仰视图。须注意的是依照本发明一实施例，照明器套筒100的尺寸规格得以在图像显微镜的物镜上滑动以提供上文所述的多颜色特定方向照 明。
图4A为描绘图2到3C中工作于其第一照明模式的该照明器套筒100的照明光束示意图。图4B为描绘图2到3C中工作于其第二照明模式的该照明器的照明光束示意图。较粗的箭头显示如红色的第一色光，而较细的箭头显示如蓝色的第二色光，而虚线显示光学轴90。
在本发明的实施例中，提供照明的该纵向角度θ被选择以当检视候选损坏的该位置的照相机在撷取图像时让相对的粒子及刻痕损坏亮度最佳化。定义的暗视野角度θ及α如图4C所示。角度θ为自该垂直轴z(垂直于该面板之x-y平面之轴)至所指明的该照明光束所量测。角度α为相对于旋转的或方位角在待检视面板的该x-y平面中该照明光束方位的角度。
通常，在制作中平面显示器延长元件，如导体，具有可区分的边缘且以列及行方式被安排以划定矩阵。其它特色以及如刻痕、擦伤以及短路等损坏亦具有可区分边缘。纵向角度θ被选择以避免边缘相对于其它如粒子的可检测特色过度曝光，并将曝光均匀性在边缘及粒子中以最大限度最佳化。角度α被选择以使每一相对于照明的第一以及第二轴为一般地垂直于该导体方向之一。在本发明的一实施例中，在给定位置的该导体方向为未知，或可能在图像框中改变，因此，上述相对于图1A及1B的第一以及第二照明模式被提供。
图4D为用来协助选取纵向角度θ的图形。图4D描绘选定粒子的被照射选定粒子光线强度相对于在面板上被照射导体边缘的光线强度的比率，以该照明的纵向角度(或入射角度)θ的函数表示。因此，对每一选定粒子对照明的响应强度可被通常为常数边缘的照明响应强度所量测并分割。上述这些结果则进行正规化并表示出来。曲线110连接在给定纵向角度θ的每一粒子的上述这些结果的算术平均数以显示被照射粒子相对于被照射边缘的光线强度。
如图4D所示，当该纵向角度θ接近65°，粒子的照明响应强度相对于边缘的照明响应强度之平均正规化比率会接近1，意味着粒子及边缘的平均相对强度几乎相等。虽然如图4D所示，接近65°的纵向角度θ是令人满 意的，因其在粒子及边缘的照明强度接近一致。在本发明一实施例中，因为实际限制，例如受限于物镜的工作距离，该纵向角度θ被选定为约θ＝60°。
提供两种照明模式，特别如图4A及4B所示，并非用以限制本发明。其它如超过或少于两种照明模式亦可被采用以区分如刻痕的方向性区域效应以及如外来粒子的非方向性区域效应。同样地，提供两种照明颜色并非用以限制本发明。其它如单一色光或多色照明亦可被使用，通常会撷取更多图像，例如每一图像可在时域被区分；或超过两个颜色亦可如图4E以及4F所例示被采用，其还包含了绿色(G)光以作为第三波长；或通过照明直接照射的图像可通过某些其它如极性或脉冲频率等特征加以区分。图4E及4F的上述这些图像可被撷取并比较，或是仅三色图像中的一色被撷取。
具体来说，有鉴于在图4A及4B的实施例中有两群组的照明器：{蓝：0°、180°；红：90°、270°}以及{蓝：135°、315°；红：45°、225°}，此外，其它方向的照明器亦可被采用，例如，在每一照明模式中，每一颜色可用单一照明方向而非每一个颜色利用两个不同照明方向(以180°分隔的图4A及4B的实施例)。特定方向照明安排因此能提供在待检视的面板上导体的不同角度。
如图4G的实施例，导体(或其它延长元件，该名词″导体″在此说明仅仅用以举例)的该照明通常自相对方向是非同质的。此外，倘若通常垂直于照明的旋转角度α时，较靠近照明光源的导体边缘会比较远离照明光源的导体边缘来的明亮。若该导体被照明自并非接近垂直该边缘的角度α照射，可能会呈现暗的且无法被看到或检测到。须注意的是从图像分析的观点来看，在已知方向适当延伸的适当形成边缘的不可见性是令人满意的；其结果是突显图像中各种异常，如外来粒子以及在形成的导体损坏如刻痕、擦伤、外来金属构成物等会导致短路等情况。
图4G表示可区分照明的特定方向特色。举例而言，在图4G所示的导体120在沿着垂直于该导体所在的该基板的光学轴所撷取的图像中，在该第一照明模式中边缘III以及IV在响应红光以及蓝光照明时将呈现暗 的。
在图4G的该第二照明模式中，沿着垂直于该导体所在的该基板的光学轴所撷取的图像中，导体125的边缘III以及IV将会在红光照明回应中被看见。然而边缘III将比边缘IV呈现得更强。相反地，边缘III以及IV两者在蓝光照明回应中则呈现暗的，如所示却看不到任一者。以此方法，通过改变照明方向，在图案基板上不同已知特色，例如导体边缘，可如所欲地在撷取之图像中被选择性可见或隐藏。
在叙述的实施例中，在每两个相邻光源的角度为90度(在每一照明模式中)。此架构适合于导体线通常安排成均一的列及行且导体线主要在0°、±45°、90°以及135°角出现平面显示器面板的分析。然而，根据本发明的另一实施例，光源间角度可视给定检视应用的需求而改变。
图5A及5B分别在图1A以及1B的第一以及第二照明模式下刻痕损坏延长元件的数种外观表格，图5A的表格的该左侧栏200说明数个显微特征，如水平设置电导体(在此使用之名词″导体″为延长元件的例示)的分段210、垂直设置电导体的分段220、具有垂直设置刻痕240的水平设置电导体的分段230、具有垂直设置刻痕260的垂直设置电导体的分段250、以及具有垂直设置刻痕280的对角设置电导体的分段260。
图5B的表格的该左侧栏200说明数个显微特征，如具有对角设置刻痕294的水平设置电导体的分段292、以及具有对角设置刻痕298的垂直设置电导体的分段296。
图5A及5B的表格的该中间栏310说明在表示的第一照明模式320下，栏200中不同特征的外观，其中蓝光照明由沿着该水平轴的两个方向来提供，而红光照明则由沿着该垂直轴的两个方向来提供。图5A及5B的表格的该右侧栏330说明在表示的第二暗视野照明模式340下，栏200中不同特征的外观，其中蓝光照明由沿着该135-315度轴的两个方向来提供，而红光照明则由沿着该45-225度轴的两个方向来提供。如所表示，边缘，如以实线标记的导体边缘或其它延长元件边缘或是以点标记的刻痕边缘，会与该照明方向面对面呈一夹角时，如在45度角，呈现暗的。除 了颜色特别在栏310及330所指明的上述这些特征部份外，该特征会呈现暗的。
图6为在栏310及330中分别在图1A以及1B的该第一以及第二照明模式下外来粒子-电导体组态的多种外观的表格。图6的该第一特色为水平导体400，其上有外来粒子420，例如尘粒；图6的该第二特色为垂直导体430，其上有尘粒440；且图6的该第三特色为对角导体450，其上有尘粒460。外来粒子420、440及460可能是完全在待检视面板的表面上，或是陷于如光刻胶镀膜的镀膜层之下。如图所示，由于尘粒的不规则边缘过多，上述这些外来粒子将会把不同方向接收到的照明散射掉，且当被不同色光特定方向照明照射时，通常会在两照明模式看起来呈现复合色彩，如紫色(若上述这些特定方向颜色为红色及蓝色时)。这使得它们可自通常提供特定方向但不提供其它方向的照明的图5A及5B中所示的刻痕中被清楚区分出来。
须知的是在图5A、5B以及6、栏310及33中关于上述这些分段270及450以及上述这些刻痕292以及298的方向的角度范围的端点为特定应用的例示而无法适用于所有应用。在栏310及33中关于上述这些分段的信息对小、中及大角度一般是正确的，然而该小、中及大角度精确的截止点范围并不是如所表示的15度及75度，而最好是要为每一应用凭经验地决定。
须知的是在图5A、5B以及6的表格中可被操作员或合适图像处理系统用来分类损坏或是候选损坏，在混同或是离线自动检视系统中，因为尘粒或刻痕具有任一不同方向，分别利用该照明模式330以及340来撷取图像，再通过检视上述这些损坏或上述这些候选损坏的上述这些图像对进而分类。
以下损坏类别方案可被用来分类损坏，依照图1A及1B的实施例，在包含红光及蓝光特定方向照明的装置中，例如：
若导体边缘在该第一照明模式是红色而在该第二照明模式是暗的，且该损坏在该第一照明模式是蓝色而在该第二照明模式是暗的，则该损坏为 水平导体中的刻痕。
若导体边缘在该第一照明模式是红色而在该第二照明模式是暗的，且该损坏在该第一照明模式是暗的而在该第二照明模式是蓝色，则该损坏为水平导体中的刻痕。
若导体边缘在该第一照明模式是红色而在该第二照明模式是暗的，且该损坏在该第一照明模式是红色而在该第二照明模式是暗的，则该损坏为水平导体中的刻痕。
若导体边缘在该第一照明模式是蓝色而在该第二照明模式是暗的，且该损坏在该第一照明模式是红色而在该第二照明模式是暗的，则该损坏为垂直导体中的刻痕。
若导体边缘在该第一照明模式是蓝色而在该第二照明模式是暗的，且该损坏在该第一照明模式是暗的而在该第二照明模式是红色，则该损坏为刻痕(特性298，正倾角)。
若导体边缘在该第一照明模式是蓝色而在该第二照明模式是暗的，且该损坏在该第一照明模式是暗的而在该第二照明模式是蓝色，则该损坏为刻痕(特性298，负倾角)。
若导体边缘在该第一照明模式是蓝色而在该第二照明模式是暗的，且该损坏在该第一照明模式是蓝色而在该第二照明模式是暗的，则该损坏为刻痕。
相同地，若导体边缘在该第一照明模式是暗的而在该第二照明模式是红色，该损坏可沿着向前对角导体加以观测，且合适的分类可基于图5及6的表格中损坏分段分析而被设计出来。然而，若导体边缘在该第一照明模式是暗的而在该第二照明模式是蓝色，该损坏可沿着向后对角导体加以观测，且合适的分类可基于图5及6的表格中损坏分段分析而被设计出来。
若该损坏在该第一照明模式及该第二照明模式皆是复合颜色(包含非均一安排的红光及蓝光元件)，则该损坏通常为与颜色或该导体边缘方向无关的光散射粒子。
须注意的是通过使用不同颜色，方向信息在单一图像中是有效的。相同地，方向信息亦可在一连串以特定方向照明来照射的时间分割图像中有效。然而，通过使用特定方向多色照明，关于信息记录及在相同位置之不同时间分隔图像所见的损坏之间的相关性的各种困难可被排除。当以不同颜色参用时，具有其它可区分光学特征的照明，如极性或是脉冲频率，则可被采用。
图7A到7B为描绘依本发明一较佳实施例所建构工作并包含图2的该照明器的扫瞄自动光学检视及图像检验系统的透视图，其中支架及上盖皆已被移除。图8为描绘图7中两个光学头中的一个的放大图，以圆圈500表示。图9为描绘在图8最佳可视的该光学头的该损坏检验照相机子系统510的侧视图。需了解的是图7A到9的该装置一般相似于以色列Yavne的Orbotech有限公司在市场上已有的SuperVisionTM自动光学检视系统，除了以下特别述及的部份外。
图7A及7B的该扫瞄及图像检验系统一般包含工作台，如气浮式摇床520，其上工件530被固定以沿着Y轴550移动。适用于图7A及7B的该自动光学检视及图像检验系统的上升输送带在案号为6,810,297的美国专利中有更详细描述，为达完整性其披露内容合并于此当作参考。在图7B中，该工件530已被移除。光桥560支撑一个或多个光学头570(两个光学头，在上述实施例中，直接被该光桥560支撑而另一个由子桥574所支撑)。每一光学头570被固定以沿着X轴540移动，且包含照相机子单元的数组580(在上述实施例中的四个该种子单元)。如上述参照图9中，每一照相机子单元包含照相机，如扫描照相机590、扫描照相机光学元件600、及扫描照明器610。一个或多个光学头570也包含一个或多个损坏检验照相机子单元510(在上述实施例中的一个该种子单元)。
在图9中更清楚可见的该损坏检验照相机子系统510通常被配置为高分辨率图像显微镜且通常包含照相机700，如图像照相机(如丹麦的JAI公司的3CCD照相机、镜筒透镜710以提供高光学放大倍率、以及暗视野照明器720，如图2到4B中通常装配于如莱卡10x/0.35的物镜725上的该多向多光谱套筒100。较佳者，通常自多色照明源32通过光纤735接收 多色光的亮视野照明器730亦被提供，且分光镜740会指引照明由该亮视野照明器向工件(图中未示出)沿着光学轴790前进，而使得该图像照相机沿着该光学轴790检视工件。照明可自该亮视野照明器730、该暗视野照明器720、或该二者的组合提供。
图10为描绘依照本发明一较佳实施例所建构工作的自动光学检视系统的功能方框简图，用以在具有显微特征的工件中方向性地照射至少一候选损坏位置以利用方向性信息以分类工件损坏。图10的该自动光学检视系统包含工件扫瞄自动光学检视子系统1000，如以色列Yavne的Orbotech有限公司在市场上已有的SuperVisionTM系统，用以扫描该工件并产生实质覆盖整个工件的图像。该工件扫瞄子系统亦最佳地包含图像处理功能用以识别在特定工件位置L1、L2、L3等的候选损坏。多色方向特定图像检验子系统1010自该工件扫瞄子系统1000接收该候选损坏位置并通常使用暗视野照明来撷取上述这些位置以检验该候选损坏位置，且通常使用多色多向光学头，如图2到4B以及9中提供特定方向有色照明。须了解的是子系统1000及1010可被整合形成，如同该SuperVisionTM系统，使得该二子系统多数元件以及特别是该工作台与其中相关的运动提供器可被共享，如图7A到7B所示。
上述这些方向性照射的候选损坏图像会如前述方式产生，通过使用偏移光学轴的照明以及参照照射候选损坏位置的方向所得的色码的该图像检验子系统，上述这些图像可能近似于图5A、5B以及6所示的表格。上述这些方向性照射的候选损坏图像被送进方向信息处理子系统1020，例如由以色列Yavne的Orbotech有限公司在市场上已有的SuperVisionTM系统所提供的图像处理套件。在本发明一实施例中，该图像处理套件包含损坏分类学习套件用以参用定义损坏分类的损坏类别数据库1050以分析上述这些图像。每一新候选损坏会被分类到最接近的损坏类别，或是以任何其它适合准则，或另一选择的特定候选损坏被视为如外来粒子的非损坏。该候选损坏的分类较佳被储存在计算机内存的损坏数据库1060中。
图11为被设定子系统1030所执行的方法的简化流程图，用以设定该方向信息处理子系统以及图10的损坏类别定义数据库1050。在步骤1100 中，该设定子系统收集并分析由图像器撷取的原型损坏，如在偏移光学轴的特定方向照明的图像损坏检验子系统1010。在步骤1110中，每一原型或样本损坏会被指定损坏类别，例如水平刻痕、垂直刻痕或是尘粒。须了解的是上述坏类别分类已被高度简化且实际上应有更多的损坏分类类别以及子类别。步骤1120检查是否已有足够样本被累计以定义每一意欲的损坏类别。若否，步骤1100及1110会被重复执行直到步骤1120可被通过为止。在步骤1130中，上述这些损坏类别的定义特征会被学习并储存在图10的损坏类别定义数据库1050。损坏分类程序的正确性会被计算(步骤1140)且步骤1150则检查是否用以定义损坏类别的意欲的正确性已经达到。若否，该方法返回步骤1100。
一旦意欲的正确性已经达到了，该方法发信号通知设立已完成且该子系统1020现在已经准备好开始利用储存在数据库1050中所学到的损坏种类或分类来着手分类候选损坏。须注意的是通常意欲改善损坏类别的定义以改善损坏分类以由如外来粒子等不会实际造成损坏的候选损坏中区分实际出现在导体的形体中的损坏，如刻痕以及短路。新分类的损坏可被加到该损坏数据库中以改善损坏分类处理。
图12为说明图10的该系统工作方法的简化流程图。在步骤1200中，该工件扫瞄子系统1000扫瞄该工件并识别候选损坏位置。在步骤1210中，至少一个高分辨率图像为在第一方向特定照明下被撷取，且在步骤1220中至少一个高分辨率图像为在第二方向特定照明下被撷取。另外，若在给定位置的导体的主要方向是已知的，则在第一方向特定照明下仅撷取单一张高分辨率图像可以是足够的。该第一及第二方向特定照明可以是单色或多色的，否则该方向特定照明可包含两个或多个在相同图像中可区分的照明型式，如参考图5A到6的例子。
在步骤1230中，最佳图像会被选取，例如适当导体边缘是暗的且图像中看不到的图像，但图像中损坏是可见的。在步骤1240，由子系统1010所产生的至少一个图像会被提供给子系统1020的该损坏分类器。在步骤1250中，子系统1020将候选损坏分类为非损坏，如在表面上或在表面镀膜下的外来粒子；或是利用子系统1030在设立时储存在损坏分类定义数 据库1050中预先定义的损坏类别来分类为一类别或其它的损坏。
本发明一实施例的优点为凭借粒子因多个不整齐的边缘而会发散由所有方向所接收的光线导致方向特定光线的复合回应的事实来帮忙损坏识别。相反地，在导体形体的损坏，如刻痕或短路，通常有主要方向且因此当被特定方向照明所照射时将呈现主要回应。当该方向特定光线是颜色编码的，粒子通常存在多色响应，当形体损坏时，即在导体中的损坏，如刻痕、擦伤、短路等，将存在主要颜色。此外，依照本发明一实施例，有关照明方向来颜色编码的方向特定照明只需最少时间来抓取或撷取最少数量的图像。较佳者，用来记录该候选损坏的图像的上述这些颜色，如红色以及蓝色，可通过彩色图像照相机加以完整分离(在噪声等级之内)。
须了解的是本发明之上述这些软件元件若需要可被实作于只读存储器的型式。上述这些软件元件若需要通常可利用公知技术被实作于硬件。
本发明中叙述于不同实施例的上述这些特性亦可在单一实施例中被组合提供。相反地，在本发明简述于单一实施例中的上述这些特性亦可分别或在任一合适的次组合中被提供。
上述实施例仅为例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何所属技术领域的技术人员均可在不违背本发明的技术原理及精神的情况下，对上述实施例进行修改及变化。因此本发明的权利保护范围应如权利要求所述的申请专利范围所列。

Claims (24)

1.一种用以检视具有显微导体的图样成型装置的检视系统，其特征是包含：
单个照相机，用以在图案基板上察看候选损坏的位置，上述基板划定平面，并在那里撷取上述位置的二图像，上述照相机定义光学轴，上述二图像以偏移上述光学轴的第一照明模式的照明及第二照明模式的照明所分别照射，上述第一照明模式及上述第二照明模式皆使用第一光源及第二光源，且上述第一光源与上述第二光源是基于上述光学轴以一角度偏移照射上述图案基板，上述第一光源的照明界定第一照明路径，上述第二光源的照明界定第二照明路径，上述第一照明路径及上述第二照明路径于平行上述平面的平面中互不平行，沿着上述第一照明路径的上述第一光源的照明具有第一颜色及沿着上述第二照明路径的上述第二光源的照明具有不同于上述第一颜色的第二颜色；以及
损坏分类器，用以接收上述二图像，以及基于上述第一颜色及上述第二颜色而分析上述二图像并将在上述图案基板的外来粒子所导致的候选损坏由其它种类的候选损坏中区分出来；
其中，上述第一照明模式的照明以及上述第二照明模式的照明在提供的时间上不同。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征是还包含自动光学检视装置，用以提供候选损坏位置给上述照相机。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征是上述损坏分类器为用以识别在上述图案基板的表面上形成的粒子导致的损坏。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征是上述损坏分类器为用以识别在上述图案基板内的镀膜下形成的粒子导致的损坏。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征是上述损坏分类器为用以识别由尘粒所导致的损坏。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征是上述第一以及上述第二照明路径为相互垂直。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征是上述图案基板包含具有以列及行排列的导体制作中的显示面板。
8.一种用以检视具有显微导体的图样成型装置的检视方法，其特征是包含下列步骤：
以单个照相机在图案基板上察看候选损坏的位置，上述基板划定平面，并在那里撷取上述位置的二图像，上述照相机定义光学轴；
以偏移上述光学轴的第一照明模式的照明及第二照明模式的照明来照射上述二图像，上述第一照明模式及上述第二照明模式皆使用第一光源及第二光源，且上述第一光源与上述第二光源是基于上述光学轴以一角度偏移照射上述图案基板，上述第一光源的照明界定第一照明路径，上述第二光源的照明界定第二照明路径，上述第一照明路径及上述第二照明路径于平行上述平面的平面中互不平行，沿着上述第一照明路径的上述第一光源的照明具有第一颜色及沿着上述第二照明路径的上述第二光源的照明具有不同于上述第一颜色的第二颜色；以及
基于上述第一颜色及上述第二颜色而分析上述二图像以将在上述图案基板的外来粒子所导致的候选损坏由其它种类的候选损坏中区分出来；
其中，上述第一照明模式的照明以及上述第二照明模式的照明在提供的时间上不同。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征是上述照明包含暗视野照明。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征是还包含上述使用自动光学检视装置以提供候选损坏位置给上述察看步骤的步骤。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征是上述区分步骤包含识别在上述图案基板的表面上形成的粒子导致的损坏。
12.根据权利要求8所述的方法，其特征是上述区分步骤包含识别在上述图案基板内的镀膜下形成的粒子导致的损坏。
13.根据权利要求8所述的方法，其特征是上述区分步骤包含识别由尘粒所导致的损坏。
14.根据权利要求8所述的方法，其特征是上述第一以及上述第二照明路径相互垂直。
15.根据权利要求8所述的方法，其特征是还包含提供具有以列及行排列的导体制作中的显示面板的图案基板。
16.一种用以检视具有显微导体的图样成型装置的检视系统，其特征是包含：
单个照相机，用以在图案基板上察看候选损坏的位置，上述基板划定一平面，并在上述位置撷取二图像，上述照相机定义光学轴，上述二图像以偏移上述光学轴的第一照明模式的照明及第二照明模式的照明所分别照射，上述第一照明模式及上述第二照明模式皆使用第一光源及第二光源，且上述第一光源与上述第二光源是基于上述光学轴以一角度偏移照射上述图案基板，上述第一光源的照明界定第一照明路径，上述第二光源的照明界定第二照明路径，上述第一照明路径及上述第二照明路径于平行上述平面的平面中互不平行，沿着上述第一照明路径的上述第一光源的照明具有第一颜色及沿着上述第二照明路径的上述第二光源的照明具有不同于上述第一颜色的第二颜色；以及
损坏分类器，用以基于上述第一颜色及上述第二颜色而分析上述二图像以将在上述图案基板的至少部份传导区的刻痕所导致的损坏由至少一个其它种类的损坏中区分出来；
其中，上述第一照明模式的照明以及上述第二照明模式的照明在提供的时间上不同。
17.根据权利要求16所述的系统，其特征是上述损坏分类器亦能使用上述二图像以将在上述图案基板上的外来粒子由至少一个其它种类的损坏中区分出来。
18.根据权利要求16所述的系统，其特征是上述损坏分类器亦能使用上述二图像以将在上述图案基板上的额外材料由至少一个其它种类的损坏中区分出来。
19.根据权利要求18所述的系统，其特征是上述额外材料包含残留物。
20.根据权利要求16所述的系统，其特征是上述至少部份传导区包含至少一个传导元件。
21.根据权利要求16所述的系统，其特征是上述至少部份传导区包含至少一个半导元件。
22.根据权利要求16所述的系统，其特征是上述至少部份传导区包含多个至少部份传导元件间的连接。
23.根据权利要求22所述的系统，其特征是上述多个至少部份传导元件包含至少一个传导元件。
24.根据权利要求22所述的系统，其特征是上述多个至少部份传导元件包含至少一个半导元件。
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