KR100972425B1 - Multiple illumination path system and method for defect detection - Google Patents

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KR100972425B1
KR100972425B1 KR1020080052353A KR20080052353A KR100972425B1 KR 100972425 B1 KR100972425 B1 KR 100972425B1 KR 1020080052353 A KR1020080052353 A KR 1020080052353A KR 20080052353 A KR20080052353 A KR 20080052353A KR 100972425 B1 KR100972425 B1 KR 100972425B1
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Abstract

다중 조명 경로 시스템에 의해 결함들을 검출하는 방법이 제공되는데, 이 결함 검출 방법은, 물체의 초기 스캔을 수행하는 단계로서, 초기 스캔 중에 다수의 조명 경로들이 동시에 물체를 조명하는, 초기 스캔 수행 단계; 초기 스캔 중에 획득된 검출 신호들에 응답하여, 물체를 세그먼트들로 분할하는 단계; 각 세그먼트마다, 세그먼트의 지배 물질 (dominant material) 및 세그먼트의 표면 거칠기 레벨로부터 선택된 적어도 하나의 파라미터에 응답하여, 세그먼트의 결함 검출 스캔 중에 활성화될 선택된 조명 경로를 선택하는 단계; 물체의 선택된 조명 경로에 의해서만 물체의 각 세그먼트를 조명하는 단계; 및 조명에 응답하여, 결함들을 나타내는 검출 신호들을 발생시키는 단계를 포함한다.

Figure R1020080052353

조명 경로, 표면 거칠기, 지배 물질, 결함 검출, 광학 검사, 스캔

A method is provided for detecting defects by a multiple illumination path system, the method comprising performing an initial scan of an object, wherein during the initial scan a plurality of illumination paths simultaneously illuminate the object; In response to detection signals obtained during the initial scan, dividing the object into segments; For each segment, selecting a selected illumination path to be activated during a defect detection scan of the segment, in response to at least one parameter selected from the dominant material of the segment and the surface roughness level of the segment; Illuminating each segment of the object only by the selected illumination path of the object; And in response to the illumination, generating detection signals indicative of the defects.

Figure R1020080052353

Lighting Path, Surface Roughness, Dominant, Defect Detection, Optical Inspection, Scanning

Description

다중 조명 경로 시스템 및 결함 검출 방법{MULTIPLE ILLUMINATION PATH SYSTEM AND METHOD FOR DEFECT DETECTION}MULTIPLE ILLUMINATION PATH SYSTEM AND METHOD FOR DEFECT DETECTION

관련출원Related application

본 출원은 2007 년 6 월 3 일 출원된 미국 가특허출원 제 60/941,672 호로부터 우선권을 주장한다.This application claims priority from US Provisional Patent Application No. 60 / 941,672, filed June 3, 2007.

기술분야Technical Field

본 발명은 자동 광학 검사 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic optical inspection system.

생산 라인의 말단에서, 포장 및 출하 이전에, 완성된 HDI (High Density Interconnect) 기판은 표면 결함 및/또는 무결성 위반에 대해 시각 검사되어야 한다. 이러한 시각 검사 결과는, 품질 관리 (Quality Control) 기준에 따라 이들 기판을 합격품 (valid) 또는 불합격품 (rejected) 으로서 분류할 것이다.At the end of the production line, prior to packaging and shipping, the finished High Density Interconnect (HDI) substrate should be visually inspected for surface defects and / or integrity violations. These visual inspection results will classify these substrates as validated or rejected according to Quality Control criteria.

표면 결함은 불만족스러운 생산 품질 및/또는 불만족스러운 핸들링의 결과이다. 여기서, 종합 품질은 모든 포함된 표면 타입, 즉 적층 기재 (laminate base material) 상의 솔더 마스크 및 골드 도금된 인터커넥트 패드와 같은 금속 표면에 관련된다. 이러한 표면의 각 타입은, 제조 공정 및 원재 (origin material) 의 생성물로서 특정 타입의 결함에 의해 영향을 받는다.Surface defects are the result of unsatisfactory production quality and / or unsatisfactory handling. Here, the overall quality relates to all included surface types, ie metal surfaces such as solder masks and gold plated interconnect pads on laminate base material. Each type of this surface is affected by certain types of defects as a product of the manufacturing process and the origin material.

광학적 관점으로부터, 각 물질은, (수동으로 또는 자동 머신을 통해) 검사되고 있는 때에 따라 처리될 필요가 있는 상이한 광학 특성을 도입한다.From an optical point of view, each material introduces different optical properties that need to be processed as it is being inspected (either manually or via an automatic machine).

효과적인 결함 검출 방법 및 시스템을 제공하기 위한 필요성이 증가하고 있다.There is an increasing need to provide effective defect detection methods and systems.

본 발명의 목적은, 오경보를 최소화하면서 안정적인 표면 결함 검출을 가능하게 하는 효과적인 결함 검출 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an effective defect detection method and system which enables stable surface defect detection while minimizing false alarms.

상기 과제를 해결하기 위해서, 다중 조명 경로 시스템에 의해 결함들을 검출하는 방법이 제공된다. 이 결함 검출 방법은, 물체의 초기 스캔을 수행하는 단계로서, 초기 스캔 중에 다수의 조명 경로들이 동시에 물체를 조명하는, 초기 스캔 수행 단계; 초기 스캔 중에 획득된 검출 신호들에 응답하여, 물체를 세그먼트들로 분할하는 단계; 각 세그먼트마다, 세그먼트의 지배 물질 및 세그먼트의 표면 거칠기 레벨로부터 선택되는 적어도 하나의 파라미터에 응답하여, 세그먼트의 결함 검출 스캔 중에 활성화될 선택된 조명 경로를 선택하는 단계; 물체의 선택된 조명 경로에 의해서만 물체의 각 세그먼트를 조명하는 단계; 및 조명에 응답하여, 결함들을 나타내는 검출 신호들을 발생시키는 단계를 포함한다.In order to solve the above problem, a method for detecting defects by a multiple illumination path system is provided. The defect detection method includes performing an initial scan of an object, wherein during the initial scan a plurality of illumination paths illuminate the object simultaneously; In response to detection signals obtained during the initial scan, dividing the object into segments; For each segment, selecting a selected illumination path to be activated during a defect detection scan of the segment, in response to at least one parameter selected from the dominant material of the segment and the surface roughness level of the segment; Illuminating each segment of the object only by the selected illumination path of the object; And in response to the illumination, generating detection signals indicative of the defects.

편리하게는, 결함 검출 방법은, 검출 신호들을 처리하여, 결함들을 검출하는 단계를 더 포함한다.Conveniently, the defect detection method further comprises processing the detection signals to detect the defects.

편리하게는, 결함 검출 방법은, 세그먼트 정보를 수신하는 단계를 더 포함하고, 분할 단계는 또한 물체 세그먼트들을 나타내는 물체 정보에 응답한다.Conveniently, the defect detection method further comprises receiving segment information, wherein the segmenting step also responds to object information representing object segments.

편리하게는, 세그먼트의 결함 검출 스캔 중에 활성화될 선택된 조명 경로를 선택하는 단계는, 세그먼트의 지배 물질을 결정한 이후에, 한번에 하나의 조명 경 로씩, 다수의 조명 경로들에 의해 세그먼트를 조명하는 단계로서, 상이한 조명 경로들은 세그먼트의 상이한 가능한 거칠기 레벨들에 적합한, 조명 단계; 조명으로부터 기인하는 검출 신호들을 발생시키는 단계; 및 검출 신호들을 처리하여, 세그먼트에 대한 하나의 조명 경로를 선택하는 단계를 포함한다.Conveniently, selecting the selected illumination path to be activated during the defect detection scan of the segment is to illuminate the segment by multiple illumination paths, one illumination path at a time, after determining the dominant material of the segment. The illumination step, wherein different illumination paths are suitable for different possible roughness levels of the segment; Generating detection signals resulting from the illumination; And processing the detection signals to select one illumination path for the segment.

편리하게는, 결함 검출 방법은, 금속 표면의 거칠기 레벨에 관계없이 금속 표면의 이미지가 실질적으로 화이트이고, 금속 표면 결함의 이미지가 실질적으로 블랙이도록, 금속 표면 및 금속 표면 결함을 조명하는 조명 경로를 선택하는 단계를 더 포함한다.Conveniently, the defect detection method utilizes an illumination path that illuminates the metal surface and the metal surface defects such that the image of the metal surface is substantially white and the image of the metal surface defect is substantially black regardless of the roughness level of the metal surface. The method further includes the step of selecting.

편리하게는, 결함 검출 방법은, 반투명 표면의 거칠기 레벨에 관계없이 반투명 표면의 이미지가 실질적으로 블랙이고, 반투명 표면 결함의 이미지가 실질적으로 화이트이도록, 반투명 표면 및 반투명 표면 결함을 조명하는 조명 경로를 선택하는 단계를 더 포함한다.Conveniently, the defect detection method employs an illumination path that illuminates the translucent surface and the translucent surface defects such that the image of the translucent surface is substantially black and the image of the translucent surface defect is substantially white regardless of the roughness level of the translucent surface. The method further includes the step of selecting.

편리하게는, 결함 검출 방법은, 정반사 (specular) 조명 경로, 확산 경사 (diffusive oblique) 채널, 및 근사-정반사 (near-specular) 조명 경로 중에서 선택하는 단계를 더 포함한다.Conveniently, the defect detection method further comprises selecting from a specular illumination path, a diffuse oblique channel, and a near-specular illumination path.

편리하게는, 결함 검출 방법은, 카메라 및 마스크를 포함하는 이미징 경로에 의해 검출 신호들을 발생시키는 단계를 더 포함하고, 카메라는 물체의 표면에 평행한 감지 표면을 포함하고, 마스크는 이미징 경로의 각도 수용 범위 (angular collection range) 에 비대칭성을 도입한다.Conveniently, the defect detection method further comprises generating detection signals by an imaging path comprising a camera and a mask, the camera comprising a sensing surface parallel to the surface of the object, wherein the mask is at an angle of the imaging path. Introduce asymmetry in the angular collection range.

편리하게는, 결함 검출 방법은, 정반사 조명 경로, 전방 경사 조명 경로, 및 후방 산란 (back-scattering) 경사 조명 경로 중에서 선택하는 단계를 더 포함한다.Conveniently, the defect detection method further comprises selecting from a specular illumination path, a front oblique illumination path, and a back-scattering oblique illumination path.

편리하게는, 결함 검출 방법은, 구성가능한 조명 경로의 2 개의 구성들 중에서 일 구성을 선택하는 단계를 더 포함하고, 제 1 구성에서, 구성가능한 조명 경로는, 연속 각도 범위에서 물체를 조명하고, 제 2 구성에서, 구성가능한 조명 경로는, 서로로부터 이격되는 연속 각도 범위의 2 개의 서브-범위들에서 물체를 조명한다.Conveniently, the defect detection method further comprises selecting one of the two configurations of the configurable illumination path, wherein in the first configuration, the configurable illumination path illuminates the object in a continuous angle range, In a second configuration, the configurable illumination path illuminates the object in two sub-ranges of continuous angular range spaced from each other.

편리하게는, 결함 검출 방법은, 전방 경사 조명 경로, 후방 산란 경사 조명 경로, 및 오프-액시스 (off-axis) 정반사 조명 경로 중에서 선택하는 단계를 더 포함하고, 검출 신호들을 발생시키는 카메라는, 물체의 표면에 대한 법선과 실질적으로 상이한 각도로 물체를 이미징한다.Conveniently, the defect detection method further comprises selecting from a front oblique illumination path, a backscatter oblique illumination path, and an off-axis specular illumination path, wherein the camera generating the detection signals comprises: an object; The object is imaged at an angle that is substantially different from the normal to its surface.

편리하게는, 결함 검출 방법은, 광택 (shiny) 금속 표면, 반광택 (semi-matt) 금속 표면, 무광택 (matt) 금속 표면 또는 반투명 유전체 표면을 포함하는 것으로서의 세그먼트의 분류에 응답하여, 세그먼트에 대한 선택된 조명 경로를 선택하는 단계를 더 포함한다.Conveniently, the defect detection method is adapted to the segment in response to classification of the segment as comprising a shiny metal surface, a semi-matt metal surface, a matt metal surface, or a translucent dielectric surface. Selecting the selected illumination path for the step.

편리하게는, 결함 검출 방법은, 물체 및 다른 물체들을 포함하는 물체들의 그룹을 수용하는 단계로서, 물체 및 다른 물체들은 이상적으로 서로 일치하고, 실질적으로 동일한 제조 조건들을 겪은, 물체들의 그룹 수용 단계; 및 물체의 대응하는 세그먼트와 연관되는 선택된 조명 경로에 의해 각각의 다른 물체의 각 세그먼트를 조명하는 단계를 더 포함한다.Conveniently, the defect detection method comprises the steps of accommodating a group of objects comprising objects and other objects, the objects and other objects ideally coinciding with each other and undergoing substantially the same manufacturing conditions; And illuminating each segment of each other object by the selected illumination path associated with the corresponding segment of the object.

편리하게는, 물체는 전기 회로이고, 결함 검출 방법은, 물체 및 다른 물체들을 포함하는 일군의 전기 회로들을 수용하는 단계; 및 물체의 대응하는 세그먼트와 연관되는 선택된 조명 경로에 의해 각각의 다른 물체의 각 세그먼트를 조명하는 단계를 더 포함한다.Conveniently, the object is an electrical circuit, and the defect detection method comprises the steps of: receiving a group of electrical circuits including the object and other objects; And illuminating each segment of each other object by the selected illumination path associated with the corresponding segment of the object.

결함 검출 방법이 제공된다. 이 결함 검출 방법은, 물체의 각 세그먼트를 세그먼트와 연관되는 선택된 조명 경로에 의해서만 조명하는 단계로서, 단일의 선택된 조명 경로는, 세그먼트의 지배 물질 및 세그먼트의 거칠기 레벨로부터 선택되는 적어도 하나의 파라미터에 응답하여 선택되는, 조명 단계; 조명에 응답하여, 결함들을 나타내는 검출 신호들을 발생시키는 단계; 및 검출 신호들을 처리하여, 결함들을 검출하는 단계를 포함한다.A defect detection method is provided. This defect detection method illuminates each segment of an object only by a selected illumination path associated with the segment, wherein the single selected illumination path responds to at least one parameter selected from the dominant material of the segment and the roughness level of the segment. An illumination step; In response to illumination, generating detection signals indicative of defects; And processing the detection signals to detect the defects.

편리하게는, 결함 검출 방법은, 정반사 조명 경로, 확산 경사 채널, 및 근사-정반사 조명 경로 중에서 선택되는 선택된 조명 경로에 의해 물체의 세그먼트를 조명하는 단계를 더 포함한다.Conveniently, the defect detection method further comprises illuminating the segment of the object by a selected illumination path selected from a specular illumination path, a diffuse oblique channel, and a near- specular illumination path.

편리하게는, 결함 검출 방법은, 카메라 및 마스크를 포함하는 이미징 경로에 의해 검출 신호들을 발생시키는 단계를 더 포함하고, 카메라는 피평가 (evaluated) 물체의 표면에 평행한 감지 표면을 포함하고, 마스크는 이미징 경로의 각도 수용 범위에 비대칭성을 도입한다.Conveniently, the defect detection method further comprises generating detection signals by an imaging path comprising a camera and a mask, the camera comprising a sensing surface parallel to the surface of the evaluated object, the mask Introduces asymmetry in the angular acceptance range of the imaging path.

편리하게는, 결함 검출 방법은, 정반사 조명 경로, 전방 경사 조명 경로, 및 후방 산란 경사 조명 경로 중에서 선택되는 선택된 조명 경로에 의해 세그먼트를 조명하는 단계를 더 포함한다.Conveniently, the defect detection method further comprises illuminating the segment by a selected illumination path selected from a specular illumination path, a front oblique illumination path, and a backscatter oblique illumination path.

편리하게는, 결함 검출 방법은, 구성가능한 조명 경로의 2 개의 구성들 중에서 일 구성을 선택하는 단계를 더 포함하고, 제 1 구성에서, 구성가능한 조명 경로는, 연속 각도 범위에서 물체를 조명하고, 제 2 구성에서, 구성가능한 조명 경로는, 서로로부터 이격되는 연속 각도 범위의 2 개의 서브-범위들에서 물체를 조명한다.Conveniently, the defect detection method further comprises selecting one of the two configurations of the configurable illumination path, wherein in the first configuration, the configurable illumination path illuminates the object in a continuous angle range, In a second configuration, the configurable illumination path illuminates the object in two sub-ranges of continuous angular range spaced from each other.

편리하게는, 결함 검출 방법은, 전방 경사 조명 경로, 후방 산란 경사 조명 경로, 및 오프-액시스 정반사 조명 경로 중에서 선택되는 선택된 조명 경로에 의해 세그먼트를 조명하는 단계; 및 물체의 표면에 대한 법선과 실질적으로 상이한 각도로 물체를 이미징함으로써, 검출 신호들을 발생시키는 단계를 더 포함한다.Conveniently, the defect detection method comprises the steps of illuminating a segment by a selected illumination path selected from a front oblique illumination path, a backscatter oblique illumination path, and an off-axis specular illumination path; And generating detection signals by imaging the object at an angle substantially different from the normal to the surface of the object.

편리하게는, 결함 검출 방법은, 선택된 조명 경로에 의해 세그먼트를 조명하는 단계를 더 포함하고, 선택된 조명 경로의 선택은, 광택 금속 표면, 반광택 금속 표면, 무광택 금속 표면 또는 반투명 유전체 표면을 포함하는 것으로서의 세그먼트의 분류에 응답한다.Conveniently, the defect detection method further comprises illuminating the segment by the selected illumination path, wherein the selection of the selected illumination path comprises a polished metal surface, a semi-gloss metal surface, a matte metal surface or a translucent dielectric surface. Respond to classifying the segment as one.

편리하게는, 결함 검출 방법은, 다른 물체의 대응하는 세그먼트의 검사에 응답하여, 선택된 조명 경로를 선택하는 단계를 더 포함한다.Conveniently, the defect detection method further comprises selecting a selected illumination path in response to the examination of the corresponding segment of the other object.

편리하게는, 물체 및 다른 물체는 동일한 군 (batch) 의 전기 회로들에 속한다.Conveniently, the object and the other object belong to the same batch of electrical circuits.

본 발명은 첨부 도면과 함께 취해지는 다음의 상세한 설명으로부터 보다 완전히 이해 및 인식될 것이다.The invention will be more fully understood and appreciated from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings.

이러한 본 발명에 따르면, 오경보를 최소화하면서 안정적인 표면 결함 검출이 가능한 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to detect a stable surface defect while minimizing false alarms.

다중 조명 경로 시스템이 제공된다. 다중 조명 경로 시스템은 다수의 조명 경로들, 프로세서, 및 이미징 경로를 포함한다. 프로세서는, (ⅰ) 물체의 초기 스캔을 제어하고; (ⅱ) 초기 스캔 중에 획득된 검출 신호들에 응답하여, 물체를 세그먼트들로 분할하고; (ⅲ) 각 세그먼트의 표면 거칠기를 결정하고; (ⅳ) 각 세그먼트마다, 세그먼트의 지배 물질 및 세그먼트의 표면 거칠기 레벨로부터 선택되는 적어도 하나의 파라미터에 응답하여, 세그먼트의 결함 검출 프로세스 중에 활성화될 선택된 조명 경로를 선택하는데 적합하다. 다수의 조명 경로들은, 초기 스캔 중에 물체를 동시에 조명하는데 적합하다. 선택된 조명 경로는, 물체의 결함 검출 스캔 중에 선택된 조명 경로와 연관되는 세그먼트를 조명한다. 이미징 경로는, 조명에 응답하여, 결함들을 나타내는 검출 신호들을 발생시키는데 적합하다.Multiple illumination path systems are provided. The multiple illumination path system includes a plurality of illumination paths, a processor, and an imaging path. The processor controls (i) the initial scan of the object; (Ii) in response to the detection signals obtained during the initial scan, divide the object into segments; (Iii) determine the surface roughness of each segment; (Iii) for each segment, in response to at least one parameter selected from the dominant material of the segment and the surface roughness level of the segment, it is suitable for selecting the selected illumination path to be activated during the defect detection process of the segment. Multiple illumination paths are suitable for illuminating an object simultaneously during the initial scan. The selected illumination path illuminates a segment associated with the selected illumination path during a defect detection scan of the object. The imaging path is suitable for generating detection signals indicative of defects in response to illumination.

편리하게는, 프로세서는, 검출 신호들을 처리하여 결함들을 검출하는데 적합하다.Conveniently, the processor is suitable for processing the detection signals to detect defects.

편리하게는, 프로세서는, 물체 세그먼트들을 나타내는 물체 정보에 응답하여, 피평가 물체를 분할하는데 적합하다.Conveniently, the processor is suitable for segmenting the object under evaluation in response to object information indicative of the object segments.

편리하게는, 다중 조명 경로 시스템은, (ⅰ) 한번에 하나의 조명 경로씩, 다수의 조명 경로들에 의해 세그먼트를 조명하고; (ⅱ) 이미징 경로에 의해, 조명으 로부터 기인하는 검출 신호들을 발생시키고; (ⅲ) 프로세서에 의해, 검출 신호들을 처리하여, 세그먼트에 대한 하나의 조명 경로를 선택하는데 적합하고, 여기서 상이한 조명 경로들은 상이한 표면 거칠기 레벨들에 적합하다.Conveniently, the multiple illumination path system (i) illuminates a segment by multiple illumination paths, one illumination path at a time; (Ii) generating, by the imaging path, detection signals resulting from the illumination; (Iii) the processor is adapted to process the detection signals to select one illumination path for the segment, where different illumination paths are suitable for different surface roughness levels.

편리하게는, 프로세서는, (금속 도체와 같은) 도체 표면의 거칠기 레벨에 관계없이 도체 표면의 이미지가 실질적으로 화이트이고, 도체 표면 결함의 이미지가 실질적으로 블랙이도록, 도체 표면 및 도체 표면 결함을 조명하는 조명 경로를 선택하는데 적합하다.Conveniently, the processor illuminates the conductor surface and conductor surface defects such that the image of the conductor surface is substantially white and the image of the conductor surface defect is substantially black, regardless of the roughness level of the conductor surface (such as metal conductor). It is suitable for selecting the lighting path.

편리하게는, 프로세서는, 반투명 표면의 거칠기 레벨에 관계없이 반투명 표면의 이미지가 실질적으로 블랙이고, 반투명 (유전체) 표면 결함의 이미지가 실질적으로 화이트이도록, 반투명 유전체 표면 및 반투명 유전체 표면 결함을 조명하는 조명 경로를 선택하는데 적합하다.Conveniently, the processor illuminates the translucent dielectric surface and the translucent dielectric surface defects such that the image of the translucent surface is substantially black and the image of the translucent (dielectric) surface defect is substantially white regardless of the roughness level of the translucent surface. It is suitable for selecting the lighting path.

편리하게는, 다수의 조명 경로들은, 정반사 조명 경로, 확산 경사 채널, 및 근사-정반사 조명 경로를 포함한다.Conveniently, the plurality of illumination paths include a specular illumination path, a diffuse oblique channel, and a near- specular illumination path.

편리하게는, 이미징 경로는 카메라, 대물 렌즈 및 마스크를 포함하고, 카메라는 피평가 물체의 표면에 평행한 감지 표면을 포함하고, 대물 렌즈는 카메라의 감지 영역으로 물체를 이미징하고, 마스크는 이미징 경로의 각도 수용 범위에 비대칭성을 도입한다.Conveniently, the imaging path comprises a camera, an objective lens and a mask, the camera comprises a sensing surface parallel to the surface of the object under evaluation, the objective lens imaging the object with the sensing area of the camera, and the mask is an imaging path. Introduce asymmetry in the angle acceptance range.

편리하게는, 다수의 조명 경로들은, 정반사 조명 경로, 전방 경사 조명 경로, 및 후방 산란 경사 조명 경로를 포함한다.Conveniently, the plurality of illumination paths include a specular illumination path, a front oblique illumination path, and a backscatter oblique illumination path.

편리하게는, 다중 조명 경로 시스템은, 2 개의 구성들 중에서 일 구성을 가 질 수 있는 구성가능한 조명 경로를 더 포함하고, 제 1 구성에서, 구성가능한 조명 경로는, 연속 각도 범위에서 물체를 조명하고, 제 2 구성에서, 구성가능한 조명 경로는, 서로로부터 이격되는 연속 각도 범위의 2 개의 서브-범위들에서 물체를 조명한다.Conveniently, the multiple illumination path system further comprises a configurable illumination path, which can have one of two configurations, wherein in the first configuration, the configurable illumination path illuminates an object in a continuous angular range and In a second configuration, the configurable illumination path illuminates the object in two sub-ranges of continuous angular range spaced from each other.

편리하게는, 다수의 조명 경로들은, 전방 경사 조명 경로, 후방 산란 경사 조명 경로, 및 오프-액시스 정반사 조명 경로를 포함하고, 이미징 경로는, 물체의 표면에 대한 법선과 실질적으로 상이한 각도로 물체를 이미징하는 카메라를 포함한다.Conveniently, the plurality of illumination paths include a front oblique illumination path, a backscatter oblique illumination path, and an off-axis specular illumination path, wherein the imaging path points the object at an angle that is substantially different from the normal to the surface of the object. And a camera for imaging.

편리하게는, 프로세서는, 광택 금속 표면, 반광택 금속 표면, 무광택 금속 표면 또는 반투명 유전체 표면을 포함하는 것으로서의 세그먼트의 분류에 응답하여, 세그먼트에 대한 선택된 조명 경로를 선택하는데 적합하다.Conveniently, the processor is suitable for selecting a selected illumination path for the segment in response to the classification of the segment as comprising a polished metal surface, a semi-gloss metal surface, a matte metal surface, or a translucent dielectric surface.

편리하게는, 조명 경로는, 물체의 대응하는 경로와 연관되는 선택된 조명 경로에 의해 다른 물체의 세그먼트를 조명하는데 적합하고, 다른 물체는 물체와 이상적으로 일치하고, 물체 및 다른 물체는 실질적으로 동일한 제조 조건들을 겪는다.Conveniently, the illumination path is suitable for illuminating a segment of another object by a selected illumination path associated with the corresponding path of the object, the other object ideally matching the object, and the object and the other object being substantially identical Go through the conditions.

편리하게는, 조명 경로는, 물체의 대응하는 세그먼트와 연관되는 선택된 조명 경로에 의해 다른 물체의 세그먼트를 조명하는데 적합하고, 물체 및 다른 물체는 동일한 군에 속하는 전기 회로들이다.Conveniently, the illumination path is suitable for illuminating a segment of another object by a selected illumination path associated with the corresponding segment of the object, the object and the other objects being electrical circuits belonging to the same group.

결함 검출 시스템이 제공된다. 이 결함 검출 시스템은, 프로세서, 이미징 경로, 및 다수의 조명 경로들을 포함한다. 결함 검출 시스템은, 물체의 각 세그먼트를 세그먼트와 연관되는 선택된 조명 경로에 의해서만 조명하는데 적합하 고, 선택된 조명 경로는, 세그먼트의 지배 물질 및 세그먼트의 표면 거칠기 레벨로부터 선택되는 적어도 하나의 파라미터에 응답하여 선택된다. 이미징 경로는, 조명에 응답하여, 결함들을 나타내는 검출 신호들을 발생시키는데 적합하다. 프로세서는 검출 신호들을 처리하여, 결함들을 검출한다.A defect detection system is provided. This defect detection system includes a processor, an imaging path, and a plurality of illumination paths. The defect detection system is suitable for illuminating each segment of an object only by a selected illumination path associated with the segment, wherein the selected illumination path is in response to at least one parameter selected from the dominant material of the segment and the surface roughness level of the segment. Is selected. The imaging path is suitable for generating detection signals indicative of defects in response to illumination. The processor processes the detection signals to detect the defects.

편리하게는, 다수의 조명 경로들은, 정반사 조명 경로, 확산 경사 채널, 및 근사-정반사 조명 경로를 포함한다.Conveniently, the plurality of illumination paths include a specular illumination path, a diffuse oblique channel, and a near- specular illumination path.

편리하게는, 이미징 경로는 카메라 및 마스크를 포함하고, 카메라는 피평가 물체의 표면에 평행한 감지 표면을 포함하고, 마스크는 이미징 경로의 각도 수용 범위에 비대칭성을 도입한다.Conveniently, the imaging path comprises a camera and a mask, the camera comprises a sensing surface parallel to the surface of the object under evaluation, and the mask introduces asymmetry into the angle acceptance range of the imaging path.

편리하게는, 다수의 조명 경로들은, 정반사 조명 경로, 전방 경사 조명 경로, 및 후방 산란 경사 조명 경로를 포함한다.Conveniently, the plurality of illumination paths include a specular illumination path, a front oblique illumination path, and a backscatter oblique illumination path.

편리하게는, 결함 검출 시스템은, 2 개의 구성들을 갖는 구성가능한 조명 경로를 더 포함하고, 제 1 구성에서, 구성가능한 조명 경로는, 연속 각도 범위에서 물체를 조명하고, 제 2 구성에서, 구성가능한 조명 경로는, 서로로부터 이격되는 연속 각도 범위의 2 개의 서브-범위들에서 물체를 조명한다.Conveniently, the defect detection system further comprises a configurable illumination path having two configurations, in the first configuration, the configurable illumination path illuminates the object in a continuous angle range and, in the second configuration, configurable The illumination path illuminates the object in two sub-ranges of continuous angular range spaced from each other.

편리하게는, 다수의 조명 경로들은, 전방 경사 조명 경로, 후방 산란 경사 조명 경로, 및 오프-액시스 정반사 조명 경로를 포함하고, 이미징 경로는, 물체의 표면에 대한 법선과 실질적으로 상이한 각도로 물체를 이미징하는 카메라를 포함한다.Conveniently, the plurality of illumination paths include a front oblique illumination path, a backscatter oblique illumination path, and an off-axis specular illumination path, wherein the imaging path points the object at an angle that is substantially different from the normal to the surface of the object. And a camera for imaging.

편리하게는, 프로세서는, 광택 금속 표면, 반광택 금속 표면, 무광택 금속 표면 또는 반투명 유전체 표면을 포함하는 것으로서의 세그먼트의 분류에 응답하여, 선택된 조명 경로를 선택한다.Conveniently, the processor selects the selected illumination path in response to the classification of the segment as comprising a polished metal surface, a semi-gloss metal surface, a matte metal surface, or a translucent dielectric surface.

애플리케이션 불변 이미지 출현 (image appearance) 및 통합 결함 검출 알고리즘Application Immutable Image Appearance and Integrated Defect Detection Algorithm

결함 검출 프로세스 애플리케이션을 불변 및 표준화하기 위해서, 또한 그에 따라 신속하며 신뢰성있게 하기 위해서, 타깃 그레이 스케일 이미지는 다음의 극성이어야 한다: (i) 규칙성 금속 표면은, 고명도 (high intensity) 픽셀에 의해 표현되는 "화이트" 로서 나타나고; (ⅱ) 반투명 유전체 표면은, 저명도 픽셀에 의해 표현되는 "블랙" 으로서 나타나고; (ⅲ) 금속 표면 결함은 "화이트" 배경 상의 "블랙" 으로서 나타나고 - 국부적인 텍스처 변형은 고명도의 규칙성 금속 텍스처에 의해 둘러싸인 저명도 픽셀에 의해 표현되고; (ⅳ) 유전체 표면 및 서브-표면 결함은 "블랙" 배경 상의 "화이트" 로서 나타난다. 유전체 표면 및 서브-표면 변형은 저명도의 규칙성 유전체 텍스처에 의해 둘러싸인 고명도 픽셀에 의해 표현된다.In order to be consistent and standardized in the defect detection process application, and therefore fast and reliable accordingly, the target gray scale image should be of the following polarity: (i) Regular metal surfaces are defined by high intensity pixels. Represented as “white” expressed; (Ii) the translucent dielectric surface appears as "black" represented by low brightness pixels; (Iii) metal surface defects appear as “black” on a “white” background—local texture deformations are represented by low brightness pixels surrounded by high brightness regular metal textures; (Iii) Dielectric surface and sub-surface defects appear as "white" on a "black" background. Dielectric surface and sub-surface deformations are represented by high brightness pixels surrounded by low brightness regular dielectric textures.

도 1 에 도시된 바와 같이, 금속 및 유전체 부분 (예를 들어 - BGA) 을 포함하는 물체 (애플리케이션으로도 언급됨) 에 있어서, 그 이미지는, "블랙" 결함 (14) 을 갖는 고명도의 "화이트" GOLD 픽셀 (13), 및 "화이트" 결함 (12) 을 갖는 저명도의 "블랙" SOLDER 마스크 픽셀 (11) 을 갖는 높은 동작 범위 (dynamic range) 의 그레이 스케일 이미지이다.As shown in FIG. 1, for an object (also referred to as an application) comprising a metal and a dielectric portion (eg-BGA), the image is a high brightness "with a" black "defect 14. A high dynamic range gray scale image with a white " GOLD pixel 13, and a low brightness " black " SOLDER mask pixel 11 with a "white "

또한, 도 1 은 이들 결함 - 솔더 마스크 스크래치 (17), 도체 3 차원 (3D) 결함 (18), 솔더 마스크 보이드 (19), 솔더 마스크 하의 이물질 (foreign material) (16) 을 도시한다.Figure 1 also shows these defects-solder mask scratch 17, conductor three-dimensional (3D) defect 18, solder mask void 19, foreign material 16 under the solder mask.

전술한 표준화된 접근법은 사전정의된 이미지 극성을 지시하는데, 여기서 금속 3 차원 (3D) 결함은, "화이트" 상의 "블랙" 으로서 나타나고, 반대로 표면 및 서브-표면 유전체 결함은 "블랙" 상의 "화이트" 로서 나타난다. 3D 결함 상의 화이트 주변부에 블랙 픽셀을 생성하기 위해서, 섀도잉 (shadowing) 및 폐쇄 (occlusion) 효과는, 특별 설계된 조명 배열의 이용에 의해 유도된다. 유전체 결함을 블랙 주변부에 화이트 픽셀로서 시각화하기 위해서, 산란 기술이 적용된다.The standardized approach described above indicates a predefined image polarity, where metal three-dimensional (3D) defects appear as "black" on "white", whereas surface and sub-surface dielectric defects are "white" on "black". Appears as. In order to create black pixels on the white periphery on 3D defects, shadowing and occlusion effects are induced by the use of specially designed lighting arrangements. In order to visualize dielectric defects as white pixels in the black periphery, scattering techniques are applied.

표면 마감 불변성Surface finish invariant

다중 조명 경로 시스템은, 각종 표면 마감에 관계없이 표준화된 접근법에 따르는 그레이 스케일 이미지를 제공하는 광학 구성을 갖는다. 이 다중 조명 경로 시스템에 의해 검사될 선택적인 물체로서 정의된 모든 표면은, 그 반사율 특성에 의해 다음의 그룹으로 분류될 수 있다: (i) 도 2a 에 도시된 바와 같이, 또한 특히 광원 (210) 및 조명 패턴 (214) 으로 나타낸 바와 같이, 정반사 방식으로 입사광 대부분을 반사하는 매우 평활한 광택성 불투명 표면 (212 ; 광택 금속); (ⅱ) 도 2b 에 도시된 바와 같이, 또한 특히 광원 (210) 및 조명 패턴 (218) 으로 나타낸 바와 같이, 지향성 확산 방식으로 입사광을 반사하는, 약간 거친 반광택성 불투명 표면 (216 ; 반광택 금속); (ⅲ) 도 2c 에 도시된 바와 같이, 또한 특히 광원 (210) 및 조명 패턴 (220) 으로 나타낸 바와 같이, 완전 확산 (난반사 (Lambertian) 및 등방성) 방식으로 입사광을 반사하는 거친 무광택성 불투명 표면 (218 ; 무광택 금속); (ⅳ) 도 2d 에 도시된 바와 같이, 또한 특히 광원 (210) 및 조명 패턴 (230) 으로 나타낸 바와 같이, 표면 정반사 및 체적 난반사 (diffused reflection) 를 결합한 평활한 유전체 투명 및 반투명층 (240 ; 광택 절연체).Multiple illumination path systems have an optical configuration that provides gray scale images according to a standardized approach regardless of various surface finishes. All surfaces defined as optional objects to be inspected by this multiple illumination path system can be classified into the following groups by their reflectance properties: (i) As shown in FIG. 2A, in particular also the light source 210. And a very smooth, glossy opaque surface 212 (polished metal) that reflects most of the incident light in a specular reflection manner, as shown by illumination pattern 214; (Ii) a slightly rough semi-glossy opaque surface 216 (semi-gloss metal), which reflects incident light in a directional diffusion manner, as shown in FIG. ); (Iii) a rough matte opaque surface that reflects the incident light in a fully diffused (Lambertian and isotropic) manner, as shown in FIG. 2C and also, in particular, as light source 210 and illumination pattern 220. 218 matte metal); (Iii) a smooth dielectric transparent and translucent layer 240 that combines surface specular reflection and volume diffuse reflection, as shown in FIG. 2D and also, in particular, as light source 210 and illumination pattern 230. Insulators).

그레이 스케일 이미지는, (i) 검사 표면에 대한 이미징 및 조명 광학계 (이미징 경로 및 이미징 경로들로도 언급됨) 의 각도 위치; (ⅱ) 표면 반사 특성; (ⅲ) 이미징 광학계의 개구수 및 분해능 (resolution); (ⅳ) 조명 광학계의 각도 커버리지; 및 (ⅴ) 조명 스펙트럼의 함수이다.Gray scale images include (i) the angular position of the imaging and illumination optics (also referred to as imaging path and imaging paths) with respect to the inspection surface; (Ii) surface reflection characteristics; (Iii) the numerical aperture and resolution of the imaging optics; (Iii) the angular coverage of the illumination optics; And (iii) a function of the illumination spectrum.

편리하게는, 다중 조명 경로 시스템은, 물체에 관하여 고정된 각도 위치에 배치되는 (CCD 와 같지만, 이에 제한되지는 않는) 단일 카메라를 포함하는 이미징 경로를 포함한다.Conveniently, the multiple illumination path system includes an imaging path that includes a single camera (such as, but not limited to CCD) disposed at a fixed angular position with respect to the object.

이러한 시스템에 있어서, 표면 불변 이미지 출현은, 그 조명 각도에 의해 서로 상이하고, 각종 표면 마감에 적합한 다수의 조명 경로를 제공함으로써 달성된다.In such a system, surface invariant image appearance is achieved by providing multiple illumination paths that differ from each other by their illumination angles and are suitable for various surface finishes.

단일 카메라의 사용은 시스템의 비용을 극적으로 감소시킨다. 다수의 조명 경로 및 단일 카메라 시스템은 다중 카메라 시스템보다 저렴하다.The use of a single camera dramatically reduces the cost of the system. Multiple light paths and single camera systems are less expensive than multiple camera systems.

비대칭 조명 및/또는 이미징 경로 이용Using asymmetric illumination and / or imaging paths

광택 금속 표면 상의 3D 결함 시각화를 위한 섀도잉 및 폐쇄 효과를 강조하기 위해서, 변칙적인 (broken) 대칭성 원리가 강요된다. 고유의 비대칭성으로 주의깊게 설계된 광학 구성은, 바람직하지 않은 기울기 효과 (gradient effect) 를 도입하지 않고 규칙성 표면에 대하여 결함 콘트라스트를 강조한다. 유도된 비대칭성을 갖는 정반사 광학 구성만이, 광택 금속 표면에 대해 강조된 결함 및 타깃 그레이 스케일 이미지를 제공한다. 이 접근법은 다음의 광학 구성으로 예시된다.To emphasize the shadowing and closing effects for 3D defect visualization on polished metal surfaces, a principle of broken symmetry is enforced. Carefully designed optical construction with inherent asymmetry emphasizes defect contrast with respect to regular surfaces without introducing undesirable gradient effects. Only specular optical constructions with induced asymmetry provide targeted gray scale images and defects highlighted for the shiny metal surface. This approach is illustrated by the following optical configuration.

(도 3(d) 의) 화이트 부근에 위치된 블랙 결함의 이미지를 제공할 수 있는 각종 광학 구성이 도 3(a), 도 3(b) 및 도 3(c) 에 도시되어 있다.Various optical configurations that can provide images of black defects located near white (of FIG. 3 (d)) are shown in FIGS. 3 (a), 3 (b) and 3 (c).

도 3(a) 는 정반사 각도 위치에 있는 경사 이미징 및 조명 광학계를 도시한다. 이 경사 이미징 및 조명 광학계는, 광원 (210), 조명 패턴 (302) 및 카메라 (310) 로 예시된다.3 (a) shows the tilt imaging and illumination optics in the specular angular position. This oblique imaging and illumination optical system is exemplified by the light source 210, the illumination pattern 302 and the camera 310.

도 3(b) 는 조명 광학계에 의해 (편리하게는, 마스크에 의해) 비대칭성이 유도되는 온-액시스 (on-axis) 정반사 조명을 갖는 직교 이미징 광학계를 도시한다. 이 직교 이미징 광학계는, 광원 (210), 비대칭 조명 패턴 (312), 빔 스플리터 (320) 및 카메라 (310) 로 예시된다.3 (b) shows an orthogonal imaging optics with on-axis specular illumination in which asymmetry is induced by the illumination optics (conveniently by a mask). This orthogonal imaging optical system is illustrated with a light source 210, an asymmetrical illumination pattern 312, a beam splitter 320, and a camera 310.

도 3(c) 는 온-액시스 정반사 조명을 갖는 직교 이미징 광학계를 도시한다. 비대칭성이 마스크 (330) 의 비대칭 이미징 어퍼처에 의해 유도된다. 이 직교 이미징 광학계는, 광원 (210), 비대칭 이미징 패턴 (332), 빔 스플리터 (320) 및 카메라 (310) 로 예시된다.3 (c) shows an orthogonal imaging optics with on-axis specular illumination. Asymmetry is induced by the asymmetric imaging aperture of the mask 330. This orthogonal imaging optical system is illustrated with a light source 210, an asymmetric imaging pattern 332, a beam splitter 320, and a camera 310.

도 3(d) 는, 도 3(a) 내지 도 3(c) 의 구성 각각에 의해 획득된 원하는 이미지를 도시한다. 원하는 이미지는, 화이트 배경 (픽셀 (340)) 에 의해 둘러싸인 블랙 결함 (픽셀 (350)) 을 포함한다.3 (d) shows a desired image obtained by each of the configurations of FIGS. 3 (a) to 3 (c). The desired image includes a black defect (pixel 350) surrounded by a white background (pixel 340).

반광택 및 무광택 금속 표면에 대한 결함 강조 조명: 바람직한 금지 각도 구역Defect highlight lighting on semi-gloss and matt metal surfaces: desirable forbidden angle zones

(경사 또는 직교의) 고정된 이미징 광학계 위치에서, 결함 극성 (화이트 상의 블랙, 또는 블랙 상의 화이트) 은 표면 마감 (거칠기 레벨) 및 조명 각도의 함수이다. 결함은 가변 조명 각도 하에서 그 극성을 변경한다.In a fixed imaging optics position (bevel or orthogonal), the defect polarity (black on white, or white on black) is a function of surface finish (roughness level) and illumination angle. The defect changes its polarity under variable illumination angles.

도 4a 는 반광택 표면 (400) 의 3D 표면 결함 (402), 불규칙성 광택 텍스처 (404) 및 규칙성 반광택 텍스처 (406) 를 도시한다. 불규칙성 광택 텍스처 (404) 는, (집합적으로, 310 으로 표시된) CCD 카메라 및 렌즈를 포함하는 이미징 경로에 의해 이미징된다. 물체의 표면에 대한 법선인 카메라의 광학축의 양측 상에 각종 조명 경로가 존재한다.4A shows a 3D surface defect 402, an irregular gloss texture 404, and a regular semi-gloss texture 406 of the semi-gloss surface 400. The irregular gloss texture 404 is imaged by an imaging path that includes a CCD camera and lens (collectively denoted 310). Various illumination paths exist on both sides of the optical axis of the camera, normal to the surface of the object.

이들 조명 경로는, 경사 확산 조명 경로 (410 및 420), 근사-정반사 확산 조명 경로 (414 및 424) 및 원하지 않는 조명 경로 (금지 각도 구역으로도 언급됨 ; 412 및 422) 를 포함한다. 도 4b, 도 4c 및 도 4d 는 반광택 표면 (400) 을 조명하는 경우에 획득된 각종 이미지를 도시한다.These illumination paths include oblique diffuse illumination paths 410 and 420, near- specular diffuse illumination paths 414 and 424 and unwanted illumination paths (also referred to as prohibited angle zones; 412 and 422). 4B, 4C and 4D show various images obtained when illuminating the semi-gloss surface 400.

반광택 표면 상의 3D 결함 및 텍스처 편차는, (경로 (414 및 424) 로 도시된 바와 같은) 근사-정반사 확산 조명 하에서 화이트 배경 상의 블랙 픽셀 (430 및 432) 로서 나타난다. (경로 (410 및 420) 로 도시된 바와 같은) 저경사 조명에서, 동일한 결함은 그 극성을 반대로, 즉 블랙 배경 (444) 상의 화이트 픽셀 (434 및 435) 로 변경한다. 중간 각도 구역 (412 및 422) 이 존재하는데, 여기서 도 4c (그레이 픽셀 (442)) 에 도시된 바와 같이 동일한 결함은 "그레이" 상의 "그레이" 와 같이 그 주변부로부터 구별할 수 없게 나타난다.3D defects and texture deviations on the semi-gloss surface appear as black pixels 430 and 432 on a white background under near- specular diffused illumination (as shown by paths 414 and 424). In low slope illumination (as shown by paths 410 and 420), the same defects reverse their polarity, ie, white pixels 434 and 435 on the black background 444. There are intermediate angular zones 412 and 422 where the same defects appear indistinguishable from their periphery, such as "gray" on "grey" as shown in FIG. 4C (gray pixel 442).

도 5a 는 무광택 표면 (500) 의 3D 표면 결함 (502), 불규칙성 광택 텍스처 (504) 및 규칙성 무광택 텍스처 (506) 를 도시한다. 불규칙성 광택 텍스처 (504) 는, (집합적으로, 310 으로 표시된) CCD 카메라 및 렌즈를 포함하는 이미징 경로에 의해 이미징한다. 물체의 표면에 대한 법선인 카메라의 광학축의 양측 상에 각종 조명 경로가 존재한다.5A shows a 3D surface defect 502, an irregular gloss texture 504, and a regular matte texture 506 of the matte surface 500. The irregular gloss texture 504 is imaged by an imaging path that includes a CCD camera and a lens (collectively denoted 310). Various illumination paths exist on both sides of the optical axis of the camera, normal to the surface of the object.

이들 조명 경로는, 경사 확산 조명 경로 (510 및 520), 근사-정반사 확산 조명 경로 (514 및 524) 및 원하지 않는 조명 경로 (금지 각도 구역으로도 언급됨 ; 512 및 522) 를 포함한다. 도 5b, 도 5c 및 도 5d 는 무광택 표면 (500) 을 조명하는 경우에 획득된 각종 이미지를 도시한다.These illumination paths include oblique diffuse illumination paths 510 and 520, near- specular diffuse illumination paths 514 and 524 and unwanted illumination paths (also referred to as prohibited angle zones; 512 and 522). 5B, 5C and 5D show various images obtained when illuminating the matte surface 500.

저경사 조명 (520 및 510) 은 "올바른 (right)" 결함 출현을 제공하고 (도 5d 참조), 근사-정반사 조명 (514 및 524) 은 결함 컬러에서의 혼동을 야기하고 (도 5b 참조), 도 5c 에 도시된 바와 같이, 중간 각도 조명 (512 및 524) 은 "전체 그레이" 를 나타낸다.Low-tilt illumination 520 and 510 provide for "right" defect appearance (see FIG. 5D), near- specular illumination 514 and 524 cause confusion in defect color (see FIG. 5B), As shown in FIG. 5C, the intermediate angle illuminations 512 and 524 represent “all grays”.

근사-정반사 각도 구역은 반광택 표면에 대해 바람직하다. 무광택 표면은 저경사로 조명된다. 중간 각도 구역은 모든 금속 마감에 대한 금지로서 정의된다. 또한, 반대 극성을 제공하는 조명의 조합도 금지되는데, 그 이유는 이 조명의 조합이 비시각화 결함을 야기하기 때문이다.Near- specular angular zones are preferred for semi-gloss surfaces. Matte surfaces are illuminated at low slopes. The middle angle zone is defined as a prohibition for all metal finishes. In addition, combinations of lights that provide the opposite polarity are also prohibited, because this combination of lights causes non-visualization defects.

광택 (glossy) 반투명 유전체층에 대한 결함 강조 조명Defect highlight lighting for glossy translucent dielectric layers

이러한 타입의 애플리케이션에 대한 타깃 이미지는 "블랙" 배경 상의 "화이트" 결함 픽셀로 나타난다. 전술한 요건에 대한 최적 솔루션은 저경사 조명이다. 저경사 조명은, 정반사 없이 규칙성 광택 표면의 "블랙" 의 균일한 출현을 제공한다. 도 6b 에 도시된 바와 같이, 강한 산란 중심을 나타내는 표면 및 서브-표면 결함은 "화이트" 로서 나타난다.The target image for this type of application is represented by "white" defect pixels on a "black" background. The optimal solution to the aforementioned requirements is low slope lighting. Low-tilt illumination provides a uniform appearance of "black" of the regular glossy surface without specular reflection. As shown in FIG. 6B, surface and sub-surface defects exhibiting strong scattering centers appear as “white”.

도 6 은 블랙 배경 (도 6b 의 픽셀 (646)) 위의 화이트 결함 (픽셀 (642 및 644)) 을 도시한다. 도 6a 는, 이미징 프로세스에서 강조되는 서브-표면 결함을 포함하는 솔더 마스크 표면의 조명으로부터 기인하는 광 패턴 (610) 을 도시한다.FIG. 6 shows white defects (pixels 642 and 644) over a black background (pixel 646 in FIG. 6B). 6A shows a light pattern 610 resulting from illumination of a solder mask surface that includes sub-surface defects that are highlighted in the imaging process.

각도 커버리지 및 표면 결함 강조Angular coverage and surface defect highlighting

도 7(a) 내지 도 7(c) 에 이미지 출현에 대한 각도 커버리지의 영향이 도시되어 있다. (특히, 도 7(c) 의 그래프 (750) 와 비교하여 볼 때) 도 7(b) 의 그래프 (740) 로 도시된 바와 같이, 보다 넓은 각도 커버리지는 보다 평활한 이미지를 야기한다. 평활화 효과는, 각도 (α1) 로 지향되는 광에 의해 획득된 이미지 (731), 각도 (α2) 로 지향되는 광에서 획득된 이미지 (732), 및 이들 이미지로부터 획득된 평균 이미지 (733) 로 도시된 바와 같이, 각도 범위 내에 획득된 신호의 광학 평균을 포함한다. CCD 카메라 (310) 는 평균된 이미지를 획득한다.The influence of angular coverage on the appearance of an image is shown in FIGS. 7 (a) to 7 (c). As shown by the graph 740 of FIG. 7B (particularly in comparison with the graph 750 of FIG. 7C), wider angular coverage results in a smoother image. The smoothing effect is shown by an image 731 obtained by light directed at an angle α1, an image 732 obtained from light directed at an angle α2, and an average image 733 obtained from these images. As shown, the optical mean of the signal obtained within the angular range is included. CCD camera 310 obtains the averaged image.

표면 릴리프 편차가 강해질수록, 평활화 효과를 달성하는데 보다 넓은 각도 커버리지가 요구된다. 표면 결함을 강조하기 위해서, 규칙성 텍스처 잡음 (배경 평활화) 을 억제하고, 표면 불규칙성 국부 콘트라스트를 증가시키는 것이 필요하다. 특정 애플리케이션에 대한 바람직한 각도 구역을 만족시키는 각도 커버리지는, 요구된 이미지 극성을 보존하고, 배경 잡음을 억제한다. 이는, 최소 오경보로 표면 검출을 보다 안정적으로 한다.The stronger the surface relief variation, the wider the angular coverage is required to achieve the smoothing effect. In order to emphasize the surface defects, it is necessary to suppress regular texture noise (background smoothing) and to increase surface irregularity local contrast. Angular coverage that satisfies the desired angular region for a particular application preserves the required image polarity and suppresses background noise. This makes the surface detection more stable with a minimum false alarm.

표면 결함 검출을 위한 최적의 광학 구성Optimal Optical Configuration for Surface Defect Detection

애플리케이션 불변 그레이 스케일 이미지를 제공하기 위해서, 다중-각도 조명 광학 구성이 전개된다.In order to provide an application constant gray scale image, a multi-angle illumination optical configuration is developed.

본 발명의 각종 실시형태에 따른 직교 구성이 도 8a 및 도 8b 에 도시되어 있다. (집합적으로, 310 으로 표시된) CCD 카메라 및 대물 렌즈를 포함하는 이미징 광학계는, 검사 표면을 직교 뷰잉한다 (CCD 카메라의 광학축이 물체에 대해 직교이도록, CCD 카메라는 물체에 평행하다).An orthogonal configuration in accordance with various embodiments of the present invention is shown in FIGS. 8A and 8B. The imaging optics, including the CCD camera and the objective lens (collectively denoted 310), orthogonally view the inspection surface (the CCD camera is parallel to the object so that the optical axis of the CCD camera is orthogonal to the object).

동적 이미징 마스킹된 어퍼처 (810) 는 대물 렌즈의 수용 각도 (collection angle ; 811) 에 비대칭을 삽입한다. 조명 광학계는 3 개의 독립적인 조명 채널로 도시된다:The dynamic imaging masked aperture 810 inserts an asymmetry into the collection angle 811 of the objective lens. The illumination optics are shown in three independent illumination channels:

광택 금속 표면 상의 결함 검출을 위해 사용될 수 있는 광원 (130), 마스크 (820) 및 빔 스플리터 (830) 를 포함하는 온-액시스 정반사 조명 경로. 또한, 이 온-액시스 정반사 조명 경로는, 풀 ([-8° … +8°]) 내지 하프 ([0° … +8°] 또는 [-8°… 0°]) 의 각도 커버리지를 변경하는 브레이킹 대칭 마스킹된 어퍼처도 포함한다. 전자는 도 8b 의 조명 패턴 (831) 으로 도시된다.An on-axis specular illumination path comprising a light source 130, a mask 820 and a beam splitter 830 that can be used for defect detection on a polished metal surface. This on-axis specular illumination path also changes the angle coverage of the full ([-8 °… + 8 °]) to half ([0 °… + 8 °] or [-8 °… 0 °]). Breaking symmetric masked apertures are also included. The former is shown by the illumination pattern 831 of FIG. 8B.

반광택 금속 표면 상의 결함 검출을 위한 근사-정반사 대칭 조명 경로 (850 및 860). 도 8b 의 조명 패턴 (861 및 851) 으로 도시된 바와 같이, [-32°… -8°] 및 [8°… 32°] 의 각도 구역 내에 대응하는 각도 커버리지가 있다.Approximate-specularly symmetrical illumination paths (850 and 860) for defect detection on semi-gloss metal surfaces. As shown by the illumination patterns 861 and 851 in FIG. 8B, [-32 °... -8 °] and [8 ° ...]. 32 °] there is a corresponding angle coverage.

반투명 광택 유전체층 상의, 내의 및 하의 무광택 금속 표면 상의 결함 검출을 위한 저경사 대칭 조명 경로 (840 및 870). 도 8c 의 조명 패턴 (841 및 871) 으로 도시된 바와 같이, [-63°… -47°] 및 [47°… 63°] 의 각도 구역 내에 대응하는 각도 커버리지가 있다.Low-inclined symmetrical illumination paths 840 and 870 for defect detection on and within matt metal surfaces on and under translucent glossy dielectric layers. As shown by the illumination patterns 841 and 871 in FIG. 8C, [-63 °... -47 °] and [47 ° ...]. 63 °], there is a corresponding angular coverage in the angular zone.

적절한 조명 채널은 특정 애플리케이션 (특히, 세그먼트마다, 지배 물질 및 관련된 표면 거칠기) 에 따라 선택된다. 상이한 조명 채널의 임의의 조합은 금지된다.The appropriate illumination channel is selected according to the particular application (particularly, per segment, dominant material and associated surface roughness). Any combination of different illumination channels is prohibited.

본 발명의 시스템은 방법 (1000, 1100 또는 1200) 중에서 임의의 방법을 적용할 수 있는 프로세서 (801) 에 의해 제어된다.The system of the present invention is controlled by a processor 801 to which any of the methods 1000, 1100 or 1200 can be applied.

도 8c 에 경사 구성이 도시되어 있다. CCD 카메라 (310) 및 대물 렌즈 (890) 를 포함하는 이미징 광학계는, -16°의 작은 경사 각도에서 검사 표면을 뷰잉한다. 또한, [5° … 25°] 의 범위 내의 다른 뷰잉 각도도 수락가능하다. 조명 광학계는 3 개의 독립적인 조명 채널로 도시된다.The tilt configuration is shown in FIG. 8C. The imaging optics, including the CCD camera 310 and the objective lens 890, view the inspection surface at a small tilt angle of -16 °. Further, [5 °... Other viewing angles within the range of 25 ° are acceptable. The illumination optics are shown in three independent illumination channels.

구성가능한 조명 경로는, 표면 법선에 대해 16°의 정반사 각도로 위치된 광택 및 반광택 금속 표면 상의 결함 검출을 위한 오프-액시스의 넓은 정반사 및 근사-정반사 조명 경로를 제공하도록 구성될 수 있다. 이 채널은, 2 개의 작동 위치 사이에서 스위칭하는 각도 조종 광학 엘리먼트를 포함한다:The configurable illumination path may be configured to provide an off-axis wide specular and near- specular illumination path for defect detection on polished and semi-gloss metal surfaces positioned at a specular reflection angle of 16 ° relative to the surface normal. This channel includes an angle steering optical element that switches between two operating positions:

광택 표면에 전용인 제 1 위치 (0-위치로도 언급됨 ; 연속 각도 범위 (892) 로 도시됨), 또는 정반사 위치로서, 여기서 조종 엘리먼트는 오프이고, [0° … 32°] 사이의 범위를 갖는 풀 각도 커버리지의 임의의 부분이 감춰지지 않는다.A first position dedicated to the polished surface (also referred to as the 0-position; shown as the continuous angle range 892), or a specular reflection position, wherein the steering element is off and [0 °... 32 °], no part of the full angle coverage is concealed.

반광택 표면에 전용인 제 2 위치 (1-위치로도 언급됨), 또는 근사-정반사 위치로서, 여기서 조종 엘리먼트는 온이고, 중심부, 순수하게 [10°- 22°] 의 각도 커버리지의 정반사 부분을 제외한다. 활성 각도 커버리지는, [0° … 10°] 및 [22°… 32°] 의 근사-정반사 각도 구역을 만족시킨다. 각도 영역 (892) 중 이들 2 개의 서브-각도 영역은 893 및 894 로 표시되고, 구역 895 만큼 이격된다.A second position (also referred to as the 1-position), or approximate-reflective position, dedicated to the semi-gloss surface, wherein the steering element is on, central, and specularly reflective portion of purely [10 ° -22 °] angular coverage Exclude. The active angle coverage is [0 °... 10 °] and [22 ° ...]. 32 °], which satisfies the approximate-square reflection region. These two sub-angle regions of the angular region 892 are labeled 893 and 894 and are spaced apart by zone 895.

무광택 금속 표면 및 반투명 광택 유전체층 상의 결함 검출을 위한 전방 경사 조명. 조명 경로 (896) 의 대응하는 각도 커버리지는 [8° … 32°] 의 각도 구역을 포함한다. [-32° … -8°] 의 각도 범위의 또다른 (대칭) 구역은 광학 경로 (891) 내에 포함되므로, 도시되지 않는다.Front oblique illumination for defect detection on matte metal surfaces and translucent glossy dielectric layers. The corresponding angular coverage of the illumination path 896 is [8 °... 32 °]. [-32 °... -8 [deg.]], Another (symmetrical) region is included in the optical path 891 and therefore not shown.

반투명 광택 유전체층 상의, 내의 및 하의 결함 검출을 위한 후방 산란 경사 조명. 대응하는 각도 커버리지는, [-28° … -60°] 의 각도 구역을 만족시킨다. 이는 광 패턴 (891) 으로 도시된다.Backscattered oblique illumination for defect detection on, under and under translucent glossy dielectric layers. The corresponding angle coverage is [-28 °... -60 °]. This is shown by light pattern 891.

특정 애플리케이션, 즉 (ⅰ) 광택 금속에 대해 0-위치인 오프-액시스 정반사 조명; (ⅱ) 반광택 금속에 대해 1-위치인 오프-액시스 정반사 조명; (ⅲ) 무광택 금속에 대한 전방 경사 조명; (ⅳ) 반투명 광택 유전체층에 대한 전방 경사 및 후방 산란 경사 조명에 따라, 적절한 조명 채널이 선택된다.Certain applications, i.e., off-axis specular illumination in the 0-position for polished metal; (Ii) off-axis specular illumination in one-position relative to the semi-gloss metal; (Iii) forward oblique illumination for matt metal; (Iii) Depending on the front slope and backscatter sloped illumination for the translucent glossy dielectric layer, the appropriate illumination channel is selected.

편리하게는, 결함 검출 중에, (ⅰ), (ⅱ), (ⅲ) 또는 (ⅳ) 사이의 임의의 조합이 금지된다.Conveniently, any combination between (iii), (ii), (iii) or (iii) is prohibited during defect detection.

PBGA, CSP 및 다른 HDI 애플리케이션 상의 자동 표면 결함 검출을 위한 예시적인 라인 스캔 조명 장치Example Line Scan Illuminator for Automatic Surface Defect Detection on PBGA, CSP, and Other HDI Applications

도 9a 는 경사 라인 스캔 조명 장치를 도시하는데, 이 장치는 각종 HDI 애플리케이션에 대한 자동 표면 결함 검출용으로 설계되었다.9A shows an oblique line scan illumination device, which is designed for automatic surface defect detection for various HDI applications.

도시된 광학 시스템은, (ⅰ) 선형 CCD 어레이 (908) 및 대물 렌즈 (907) 를 포함하는 16°경사 이미징 광학계; (ⅱ) (선형 섬유 광학계 또는 라인 LED 어레이 중 어느 하나일 수 있는) 3 개의 선형 광원 (901, 902 및 903) 을 포함한다. 광원은 스캔 방향에 수직이다.The illustrated optical system includes (i) 16 ° inclined imaging optics including a linear CCD array 908 and an objective lens 907; (Ii) three linear light sources 901, 902 and 903 (which may be either linear fiber optics or a line LED array). The light source is perpendicular to the scan direction.

원통형 광학계, 예를 들어 원통형 렌즈 더블릿 (lens doublet) 에 집중하는 평행 방식으로 배열된 각 선형 광원이 제공된다. 각각의 집중 원통형 더블릿은, (ⅰ) 각도 커버리지를 규정하는 구성; 및 (ⅱ) 애플리케이션 적합 광 라인 폭을 생성하도록 설계되었다.Each linear light source is provided arranged in a parallel manner concentrating on a cylindrical optical system, for example a cylindrical lens doublet. Each concentrated cylindrical doublet has: (iii) a configuration defining angular coverage; And (ii) create an application suitable light line width.

3 개의 집중 광 라인 모두는 검사 표면에 대해 일치한다.All three focused light lines coincide with the inspection surface.

원통형 더블릿 (904) 을 갖는 선형 광원 (901) 은, 표면 법선으로부터 16°만큼 경사진 정반사 광 채널 (914) 을 형성한다. 원통형 더블릿 (904) 에 의해 제공되는 전체 각도 커버리지는 ±16°이다. 도 9b 의 회전 선형 어퍼처 (912) 는 광각 (light angle) 조종 효과를 생성한다.The linear light source 901 with the cylindrical doublet 904 forms a specular light channel 914 inclined 16 ° from the surface normal. The overall angular coverage provided by the cylindrical doublet 904 is ± 16 °. The rotating linear aperture 912 of FIG. 9B produces a light angle steering effect.

원통형 더블릿 (905) 을 갖는 선형 광원 (902) 은, 표면 법선으로부터 55°만큼 경사진 전방 경사 광 채널 (925) 을 형성한다. 원통형 더블릿 (905) 에 의해 제공되는 전체 각도 커버리지는 ±8°이다.The linear light source 902 with the cylindrical doublet 905 forms a front oblique light channel 925 inclined by 55 ° from the surface normal. The overall angular coverage provided by the cylindrical doublet 905 is ± 8 °.

원통형 더블릿 (906) 을 갖는 선형 광원 (903) 은, 표면 법선으로부터 -44°만큼 경사진 후방 산란 경사 광 채널 (936) 을 형성한다. 원통형 더블릿 (906) 에 의해 제공되는 전체 각도 커버리지는 ±16°이다.Linear light source 903 with cylindrical doublet 906 forms backscattering oblique light channel 936 that is inclined by -44 ° from the surface normal. The overall angular coverage provided by the cylindrical doublet 906 is ± 16 °.

0-위치에서의 (도 9b 의) 회전하는 각도 어퍼처 (912) 를 갖는 (도 9a 의) 정반사 광 채널 (914) 은 광택 골드 조명 경로를 나타낸다.The specular light channel 914 (of FIG. 9A) with the rotating angle aperture 912 (of FIG. 9B) in the 0-position represents a shiny gold illumination path.

1-위치에서의 (도 9b 의) 회전하는 각도 어퍼처 (912) 를 갖는 (도 9a 의) 정반사 광 채널 (914) 은 반광택 골드 조명 경로를 나타낸다.The specular light channel 914 (of FIG. 9A) with the rotating angle aperture 912 (of FIG. 9B) in the 1-position represents a semi-gloss gold illumination path.

전방 경사 광 채널 (925) 은 무광택 골드 조명 경로를 나타낸다.The front oblique light channel 925 represents a matte gold illumination path.

후방 산란 경사 광 채널 (936) 및 전방 경사 광 채널 (925) 은 솔더-마스크 조명 경로를 나타낸다.Backscattered oblique light channel 936 and front oblique light channel 925 represent a solder-mask illumination path.

선택된 광학 경로의 선택Selection of the selected optical path

애플리케이션 불변 이미지 형성을 제공하기 위해서, 본 발명의 다중-각도 장치와 연관된 자동 표면 식별 방법이 전개된다. 도 10 에 표면 식별 알고리즘이 도시되어 있다.In order to provide application constant image formation, an automatic surface identification method associated with the multi-angle device of the present invention is developed. A surface identification algorithm is shown in FIG.

도 10 의 방법 (1000) 은, (모든 조명 경로가 동시에 활성화되는) 풀 조명으로 물체를 스캔하는 단계 1010 에 의해 시작한다.The method 1000 of FIG. 10 begins by step 1010 of scanning an object with full illumination (where all illumination paths are activated at the same time).

단계 1010 다음에, 골드 세그먼트 및 솔더 마스크 세그먼트의 정의와 같이 물체의 분할을 발생시키는 단계 1020 이 따른다. 분할은 세그먼트 내의 각 물질의 상대적인 지배성 (dominance) 에 응답한다. 세그먼트의 크기 및 형상이 상이할 수 있다.Step 1010 is followed by step 1020 of generating a segmentation of the object as defined by the gold segment and the solder mask segment. The division responds to the relative dominance of each material in the segment. The size and shape of the segments may be different.

다수의 세그먼트가 구해질 수 있다.Multiple segments can be obtained.

각 솔더 마스크 세그먼트에 대해, 단계 1020 다음에, 솔더 마스크를 조명하는 조명 경로를 선택하는 단계 1025 가 따른다.For each solder mask segment, step 1020 is followed by step 1025 to select an illumination path for illuminating the solder mask.

각 골드 세그먼트에 대해, 단계 1020 다음에, 세그먼트를 형성하는 골드 픽 셀의 골드 세그먼트의 위치를 저장하는 단계 1030 이 따른다.For each gold segment, step 1020 is followed by step 1030 which stores the location of the gold segment of the gold pixel forming the segment.

단계 1030 다음에, (본 실시예에서) 4 개의 상이한 표면 거칠기 레벨을 피팅할 수 있는 4 개의 상이한 조명 경로가 존재함에 따라, 1 내지 4 개 사이의 인덱스 i 를 설정하는 단계 1035 가 따른다.Following step 1030, there are four different illumination paths that can fit four different surface roughness levels (in this embodiment), followed by step 1035 of setting the index i between 1 and 4.

각 인덱스 i 값에 대해, 단계 1040, 단계 1045 및 단계 1050 이 실행된다.For each index i value, steps 1040, 1045 and 1050 are executed.

단계 1040 은, i-번째 조명 경로로 세그먼트 (프레임) 를 스캔하는 단계를 포함한다.Step 1040 includes scanning a segment (frame) with the i-th illumination path.

단계 1040 다음에, 그 세그먼트에 대한 골드 마감 파라미터를 결정하는 단계 1045 가 따른다. 이는, 파라미터 세트, 예를 들어 {골드 표준 편차 (STD); 이미지 글로벌 콘트라스트} 이고, 여기서 골드 STD 는 골드 표면 신호의 표준 편차를 의미하고, 이미지 글로벌 콘트라스트는 평균된 골드 신호와 평균된 솔더 신호 사이의 비율로서 정의된다.Step 1040 is followed by step 1045 to determine the gold finish parameter for that segment. This can be done by setting a parameter such as {gold standard deviation (STD); Image global contrast}, where the gold STD refers to the standard deviation of the gold surface signal, and the image global contrast is defined as the ratio between the averaged gold signal and the averaged solder signal.

단계 1040 다음에, 강요된 기준에 의해 계산된 골드 마감 파라미터를 분석하는 단계 1050 이 따른다. 전술한 정의에 따르면, 강요된 기준은 2 개의 동시 실행 조건, 즉 최소 골드 표준 편차 및 최대 글로벌 콘트라스트를 포함한다.Step 1040 is followed by step 1050 of analyzing the gold finish parameters calculated by the forced criteria. According to the above definition, the enforced criteria include two simultaneous execution conditions, namely minimum gold standard deviation and maximum global contrast.

전술한 시퀀스가 완료된 이후에, 방법 (1000) 은, 최적 조명 경로를 찾는 (i0 로 표시된 최적 골드 마감 기준 조명 채널을 찾는) 단계 1060 로 진행한다.After the above-described sequence is completed, the method 1000 proceeds to step 1060 (find the optimal gold finish reference illumination channel indicated by i0) to find the optimal illumination path.

단계 1060 다음에, 결함 검출 시퀀스 중에 이 세그먼트 및 대응하는 세그먼트들을 조명하는 조명 경로를 선택 (특정 애플리케이션에 대한 최적 조명 채널로서 i0 을 선택) 하는 단계 1070 이 따른다.Step 1060 is followed by step 1070 of selecting an illumination path that illuminates this segment and corresponding segments during the defect detection sequence (i0 as the optimal illumination channel for a particular application).

도 11 은, 본 발명의 일 실시형태에 따라 다중 조명 경로 시스템에 의해 결함을 검출하는 방법 (1100) 을 도시한다.11 illustrates a method 1100 of detecting a defect by a multiple illumination path system in accordance with one embodiment of the present invention.

방법 (1100) 은, 세그먼트마다 조명 경로가 선택되는 단계 1110 내지 단계 1140 을 포함하는 교정 시퀀스에 의해 시작한다.The method 1100 begins with a calibration sequence comprising steps 1110 through 1140 in which illumination paths are selected per segment.

일단 교정 프로세스가 완료되면, 세그먼트마다의 조명 경로의 선택은 하나의 또는 다수의 이상적으로 일치하는 물체의 결함 검출 스캔 중에 사용될 수 있다는 것이 주목된다.Once the calibration process is complete, it is noted that the selection of the illumination path per segment can be used during the defect detection scan of one or many ideally matched objects.

예를 들어, 일군의 전기 물체는, 어떤 전기 회로에 대한 교정 프로세스를 수행하고, 그 다음에 일군의 다른 전기 회로를 검사하는 때에 (세그먼트마다의) 조명 경로의 선택을 이용함으로써, 검사될 수 있다.For example, a group of electrical objects can be inspected by using a selection of illumination paths (per segment) when performing a calibration process for one electrical circuit and then inspecting the other group of electrical circuits. .

따라서, 물체 그룹에서 결함을 검출하기 위해서 방법 (1100) 의 각종 단계의 다수의 반복이 실행될 수 있다. 이들 다수의 반복은, (교정 프로세스 중에 검사되는) 물체 및 (그 결함 검출이 교정 프로세스의 결과로부터 이익을 얻는) 다른 물체를 포함하는 이상적으로 일치하는 물체 (이상적인 조건 하에서 일치하는 것으로 예상되는 물체) 그룹을 수용함으로써 진행된다. 물체 및 다른 물체는 실질적으로 동일한 제조 조건을 겪는다. 따라서, 이들 표면은 실질적으로 동일한 거칠기 레벨에 의해 특성화되어야 한다.Thus, multiple iterations of various steps of the method 1100 may be performed to detect defects in a group of objects. These multiple iterations are ideally matched objects (objects that are expected to match under ideal conditions), including objects (checked during the calibration process) and other objects whose detection of defects benefits from the results of the calibration process. By accepting groups. Objects and other objects undergo substantially the same manufacturing conditions. Therefore, these surfaces must be characterized by substantially the same roughness level.

이 수용 단계 다음에 교정 프로세스가 따른다. 교정 프로세스 다음에, 모든 (또는 다수의) 다른 물체에 걸쳐 적용되는 결함 검출 프로세스가 따른다.This acceptance step is followed by a calibration process. Following the calibration process is followed by a defect detection process that is applied across all (or multiple) other objects.

방법 (1100) 은 물체의 초기 스캔을 수행하는 단계 1110 에 의해 시작한다. 초기 스캔 중에, 다수의 조명 경로가 동시에 물체를 조명할 수 있다.The method 1100 begins by step 1110 of performing an initial scan of an object. During the initial scan, multiple illumination paths can illuminate an object at the same time.

단계 1110 다음에, 초기 스캔 중에 획득된 검출 신호에 응답하여, 물체를 세그먼트로 분할하는 단계 1120 이 따른다. 각 세그먼트는 지배 물질로 특성화된다. 예를 들어, 세그먼트는 주로 금속을 포함할 수 있고, 또는 주로 반투명 유전체를 포함할 수 있다.Step 1110 is followed by step 1120 of dividing the object into segments in response to a detection signal obtained during the initial scan. Each segment is characterized by a dominant substance. For example, the segments may comprise primarily metals, or may comprise primarily translucent dielectrics.

본 발명의 각종 실시형태에 따라, 단계 1120 다음에, 이들 조합의 단계 1140, 단계 1125, 단계 1130 이 따를 수 있다.According to various embodiments of the present invention, step 1120 may be followed by step 1140, step 1125, and step 1130 of these combinations.

단계 1125 는, 세그먼트 정보 (예를 들어, 물체의 설계 파일, 이전 스캔 결과 등) 를 수신하는 단계를 포함한다. 단계 1125 다음에, 세그먼트 정보에 응답하여, 각 세그먼트의 지배 물질을 결정하는 단계 1130 이 따른다.Step 1125 includes receiving segment information (eg, a design file of the object, a previous scan result, etc.). Following step 1125, in response to the segment information, step 1130 is followed to determine the dominant material of each segment.

단계 1130 은 각 세그먼트의 지배 물질을 결정하는 단계를 포함한다.Step 1130 includes determining the dominant material of each segment.

단계 1130 다음에, 각 세그먼트의 지배 물질이 공지된 이후에, 각 세그먼트의 표면 거칠기를 결정하는 단계 1135 가 따를 수 있다. 그에 따라, 일단 지배 물질이 정의되면, 세그먼트의 거칠기 레벨을 최적화하는 조명 경로가 어느 것인지를 결정할 필요가 있다.Following step 1130, after the dominant material of each segment is known, step 1135 may be followed to determine the surface roughness of each segment. Thus, once the governing material is defined, it is necessary to determine which illumination path optimizes the roughness level of the segment.

예를 들어, 단계 1135 는, (ⅰ) 세그먼트의 지배 물질을 결정한 이후에, 한번에 하나의 조명 경로씩, 다수의 조명 경로에 의해 세그먼트를 조명하는 단계 (여기서, 상이한 조명 경로는 세그먼트의 상이한 가능한 거칠기 레벨에 적합함); (ⅱ) 조명으로부터 기인하는 검출 신호를 발생시키는 단계; 및 (ⅲ) 검출 신호를 처리하여, 세그먼트에 대한 하나의 조명 경로를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.For example, step 1135 may comprise (i) illuminating the segment by multiple illumination paths, one illumination path at a time, after determining the dominant material of the segment, where different illumination paths have different possible roughness of the segment. Suitable for the level); (Ii) generating a detection signal resulting from the illumination; And (iii) processing the detection signal to select one illumination path for the segment.

단계 1140 은, 각 세그먼트마다, 세그먼트의 결함 검출 스캔 중에 활성화될 선택된 조명 경로를 선택하는 단계를 포함한다. 이 선택은, 세그먼트의 지배 물질에 응답하지만, 세그먼트의 표면 거칠기 레벨에도 응답할 수 있다.Step 1140 includes, for each segment, selecting a selected illumination path to be activated during the defect detection scan of the segment. This choice is responsive to the dominant material of the segment, but may also be responsive to the surface roughness level of the segment.

단계 1140 다음에, 결함 검출 시퀀스가 따른다. 이 결함 검출 시퀀스는, 물체의 선택된 조명 경로에 의해서만 이 물체의 각 세그먼트를 조명하는 단계 1150 에 의해 시작한다.Following step 1140, a defect detection sequence follows. This defect detection sequence begins by step 1150 illuminating each segment of the object only by the selected illumination path of the object.

단계 1150 다음에, 조명에 응답하여, 결함을 나타내는 검출 신호를 발생시키는 단계 1160 이 따른다.Step 1150 is followed by step 1160, in response to illumination, generating a detection signal indicative of a defect.

단계 1160 다음에, 검출 신호를 저장하고, 또한 부가적으로 또는 대안적으로 검출 신호를 처리하여 결함을 검출하는 단계가 따를 수 있다. 결함 검출 프로세스는 본 발명이 속하는 기술분야에 공지되어 있다. 일단 물체의 표준화된 이미지를 수신하면, 결함 처리 프로세스는 보다 신속해지며 보다 강건해진다.Following step 1160, storing the detection signal and additionally or alternatively processing the detection signal may be followed by detecting the defect. Defect detection processes are known in the art. Once a standardized image of the object is received, the defect processing process is faster and more robust.

방법 (1100) 은 임의의 전술한 시스템에 대해 적용될 수 있다.The method 1100 may be applied for any of the above described systems.

단계 1140 은, 세그먼트 지배 물질이 금속인 경우, 금속 표면의 거칠기 레벨에 관계없이 금속 표면의 이미지가 실질적으로 화이트이고, 금속 표면 결함의 이미지가 실질적으로 블랙이도록, 금속 표면 및 금속 표면 결함을 조명하는 세그먼트의 조명 경로를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.Step 1140 illuminates the metal surface and the metal surface defects such that when the segment dominant material is metal, the image of the metal surface is substantially white and the image of the metal surface defect is substantially black regardless of the roughness level of the metal surface. Selecting an illumination path of the segment.

단계 1140 은, 세그먼트 지배 물질이 반투명 유전체 물질인 경우, 반투명 표면의 거칠기 레벨에 관계없이 반투명 표면의 이미지가 실질적으로 블랙이고, 반투명 표면 결함의 이미지가 실질적으로 화이트이도록, 반투명 표면 및 반투명 표면 결함을 조명하는 세그먼트의 조명 경로를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.Step 1140 detects the translucent surface and the translucent surface defects such that when the segment dominant material is a translucent dielectric material, the image of the translucent surface is substantially black and the image of the translucent surface defect is substantially white, regardless of the roughness level of the translucent surface. Selecting an illumination path of the segment to illuminate.

단계 1140 은, 정반사 조명 경로, 확산 경사 채널, 및 근사-정반사 조명 경로 중에서 선택하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 선택은 전술한 시스템의 일부, 예를 들어 도 8a 및 도 8b 의 시스템과 연관될 수 있다.Step 1140 can include selecting from a specular illumination path, a diffuse oblique channel, and a near- specular illumination path. This selection may be associated with some of the systems described above, for example the systems of FIGS. 8A and 8B.

단계 1160 은, 카메라 및 마스크를 포함하는 이미징 경로에 의해 검출 신호를 발생시키는 단계를 포함할 수 있다. 카메라는 물체의 표면에 평행한 감지 표면을 갖는다. 마스크는 이미징 경로의 각도 수용 범위에 비대칭성을 도입한다. 이러한 검출 샘플은 전술한 시스템의 일부, 예를 들어 도 8a 및 도 8b 의 시스템과 연관될 수 있다.Step 1160 can include generating a detection signal by an imaging path including a camera and a mask. The camera has a sensing surface parallel to the surface of the object. The mask introduces asymmetry into the angular acceptance range of the imaging path. Such detection samples may be associated with some of the systems described above, for example the systems of FIGS. 8A and 8B.

단계 1140 은, 정반사 조명 경로, 전방 경사 조명 경로, 및 후방 산란 경사 조명 경로 중에서 선택하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 검출의 샘플은 전술한 시스템의 일부, 예를 들어 도 8c 의 시스템과 연관될 수 있다.Step 1140 may include selecting from a specular illumination path, a front oblique illumination path, and a backscatter oblique illumination path. Samples of such detection may be associated with some of the systems described above, for example the system of FIG. 8C.

편리하게는, 단계 1140 은, 구성가능한 조명 경로의 2 개의 구성 중에서 일 구성을 선택하는 단계를 포함할 수 있다. 제 1 구성에서, 구성가능한 조명 경로는, 연속 각도 범위에서 물체를 조명한다. 제 2 구성에서, 구성가능한 조명 경로는, 서로로부터 이격되는 연속 각도 범위의 2 개의 서브-범위에서 물체를 조명한다. 도 8c 및 도 9a 에 이러한 구성가능한 조명 경로의 샘플이 도시되어 있다.Conveniently, step 1140 may include selecting one configuration from two configurations of the configurable lighting path. In a first configuration, the configurable illumination path illuminates the object in a continuous angle range. In a second configuration, the configurable illumination path illuminates the objects in two sub-ranges of continuous angular ranges spaced from each other. Samples of this configurable illumination path are shown in FIGS. 8C and 9A.

편리하게는, 단계 1140 은, 전방 경사 조명 경로, 후방 산란 경사 조명 경로, 오프-액시스 정반사 조명 경로 중에서 선택하는 단계를 포함하는데, 여기서 검 출 신호를 발생시키는 카메라는, 물체의 표면에 대한 법선과 실질적으로 상이한 각도로 물체를 이미징한다. 이러한 검출의 샘플은 전술한 시스템의 일부, 예를 들어 도 8c 의 시스템과 연관될 수 있다.Conveniently, step 1140 includes selecting from a front oblique illumination path, a backscatter oblique illumination path, and an off-axis specular illumination path, wherein the camera generating the detection signal comprises: a normal to the surface of the object; Imaging objects at substantially different angles. Samples of such detection may be associated with some of the systems described above, for example the system of FIG. 8C.

단계 1140 은, 광택 금속 표면, 반광택 금속 표면, 무광택 금속 표면, 또는 반투명 유전체 표면을 포함하는 것으로서의 세그먼트의 분류에 응답하여, 세그먼트에 대한 선택된 조명 경로를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.Step 1140 may include selecting a selected illumination path for the segment in response to classifying the segment as including a polished metal surface, a semi-gloss metal surface, a matte metal surface, or a translucent dielectric surface.

편리하게는, 단계 1110 의 초기 스캔은, 다음의 파라미터, 즉 속도, 신호대 잡음비, 및 분해능 중 적어도 하나에 의해 단계 1150 의 결함 검출 스캔과 상이할 수 있다.Conveniently, the initial scan of step 1110 may differ from the defect detection scan of step 1150 by at least one of the following parameters: speed, signal to noise ratio, and resolution.

편리하게는, 단계 1135 의 표면의 거칠기 레벨을 결정하는 스캔은, 다음의 파라미터, 즉 속도, 신호대 잡음비, 및 분해능 중 적어도 하나에 의해 단계 1150 의 결함 검출 스캔과 상이할 수 있다.Conveniently, the scan that determines the roughness level of the surface of step 1135 may differ from the defect detection scan of step 1150 by at least one of the following parameters: speed, signal to noise ratio, and resolution.

일반적으로, 결함 검출 스캔이 느릴수록, 분해능이 높아지고, 다른 스캔보다 신호대 잡음비가 양호해진다.In general, the slower the defect detection scan, the higher the resolution and the better the signal-to-noise ratio than the other scans.

도 12 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 방법 (1200) 을 도시한다.12 illustrates a method 1200 in accordance with an embodiment of the present invention.

방법 (1200) 은 결함 검출 프로세스를 포함하고, 교정 프로세스 중에 획득된 (세그먼트마다의 조명 경로의 선택에 연관된) 정보를 이용한다.The method 1200 includes a defect detection process and uses the information (associated with the selection of the illumination path per segment) during the calibration process.

교정 프로세스 및 결함 검출 프로세스는 동일한 물체에 대해 적용될 수 있지만, 이는 반드시 필요하지는 않다. 교정 프로세스가 하나의 물체에 대해 적용될 수 있는 한편, 결함 검출 프로세스는 하나 이상의 다른 물체에 대해 적용될 수 있다. 예를 들어, 물체 및 다른 물체는 동일한 군의 전기 회로에 속한다.The calibration process and the defect detection process can be applied to the same object, but this is not necessary. The calibration process can be applied to one object while the defect detection process can be applied to one or more other objects. For example, objects and other objects belong to the same group of electrical circuits.

방법 (1200) 은, 세그먼트와 연관되는 선택된 조명 경로에 의해서만 물체의 각 세그먼트를 조명하는 단계 1210 에 의해 시작한다. 선택된 조명 경로는 세그먼트의 지배 물질에 응답하여 선택되고, 또한 세그먼트의 거칠기 레벨에 응답할 수도 있다.The method 1200 begins by step 1210 of illuminating each segment of an object only by the selected illumination path associated with the segment. The selected illumination path is selected in response to the dominant material of the segment and may also be responsive to the roughness level of the segment.

단계 1210 다음에, 조명에 응답하여, 결함을 나타내는 검출 신호를 발생시키는 단계 1220 이 따른다.Step 1210 is followed by step 1220, in response to illumination, generating a detection signal indicating a defect.

단계 1220 다음에, 검출 신호를 처리하여 결함을 검출하는 단계 1230 이 따른다.Step 1220 is followed by step 1230 of detecting the defect by processing the detection signal.

단계 1210 은, 정반사 조명 경로, 확산 경사 채널, 및 근사-정반사 조명 경로 중에서 선택되는 선택된 조명 경로에 의해 물체의 세그먼트를 조명하는 단계를 포함할 수 있다.Step 1210 may include illuminating a segment of the object by a selected illumination path selected from a specular illumination path, a diffuse oblique channel, and a near-specular illumination path.

단계 1220 은, 카메라 및 마스크를 포함하는 이미징 경로에 의해 검출 신호를 발생시키는 단계를 포함할 수 있다. 카메라는 피평가 물체의 표면에 평행한 감지 표면을 포함한다. 마스크는 이미징 경로의 각도 수용 범위에 비대칭성을 도입한다.Step 1220 may include generating a detection signal by an imaging path including a camera and a mask. The camera comprises a sensing surface parallel to the surface of the object under evaluation. The mask introduces asymmetry into the angular acceptance range of the imaging path.

단계 1210 은, 정반사 조명 경로, 전방 경사 조명 경로, 및 후방 산란 경사 조명 경로 중에서 선택되는 선택된 조명 경로에 의해 세그먼트를 조명하는 단계를 포함할 수 있다.Step 1210 may include illuminating the segment by a selected illumination path selected from a specular illumination path, a front oblique illumination path, and a backscatter oblique illumination path.

단계 1210 은, 구성가능한 조명 경로의 2 개의 구성 중에서 일 구성을 선택 하는 단계를 포함할 수 있다. 제 1 구성에서, 구성가능한 조명 경로는, 연속 각도 범위에서 물체를 조명한다. 제 2 구성에서, 구성가능한 조명 경로는, 서로로부터 이격되는 연속 각도 범위의 2 개의 서브-범위에서 물체를 조명한다.Step 1210 may include selecting one configuration from the two configurations of the configurable illumination path. In a first configuration, the configurable illumination path illuminates the object in a continuous angle range. In a second configuration, the configurable illumination path illuminates the objects in two sub-ranges of continuous angular ranges spaced from each other.

단계 1210 은, 전방 경사 조명 경로, 후방 산란 경사 조명 경로, 오프-액시스 정반사 조명 경로 중에서 선택되는 선택된 조명 경로에 의해 세그먼트를 조명하는 단계를 포함할 수 있다. 단계 1220 은, 물체의 표면에 대한 법선과 실질적으로 상이한 각도로 물체를 이미징함으로써, 검출 신호를 발생시키는 단계를 포함할 수 있다.Step 1210 may include illuminating the segment by a selected illumination path selected from a front oblique illumination path, a backscatter oblique illumination path, and an off-axis specular illumination path. Step 1220 may include generating a detection signal by imaging the object at an angle that is substantially different from the normal to the surface of the object.

단계 1210 은, 광택 금속 표면, 반광택 금속 표면, 무광택 금속 표면, 또는 반투명 유전체 표면을 포함하는 것으로서의 세그먼트의 분류에 응답하여 선택되는 선택된 조명 경로에 의해 세그먼트를 조명하는 단계를 포함할 수 있다.Step 1210 may include illuminating the segment by a selected illumination path selected in response to the classification of the segment as comprising a polished metal surface, a semi-gloss metal surface, a matte metal surface, or a translucent dielectric surface.

본 발명의 이러한 상세한 설명에서 본 발명의 다수의 파라미터에 대한 수치가 제공되지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 바와 같이, 본 발명의 상이한 실시형태에 따라 다수의 상이한 값이 이들 파라미터에 적용가능하다는 것이 주목된다.While in this detailed description of the invention numerical values are provided for a number of parameters of the invention, as will be apparent to one of ordinary skill in the art, many different values in accordance with different embodiments of the invention. It is noted that this is applicable to these parameters.

또한, 본 발명의 상세한 설명 및 도면이 본 발명의 일부 실시형태를 상술하고, 본 발명의 상이한 실시형태가 본 발명을 구현하는 변경 방식을 구현한다는 것이 주목된다.It is also noted that the detailed description and drawings of the present invention detail some embodiments of the invention, and that different embodiments of the invention implement a modified manner of implementing the invention.

도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 결함 및 이러한 결함을 나타내는 원하는 그레이 레벨 신호의 예시를 도시한 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 illustrates an example of a defect and a desired gray level signal representing such a defect in accordance with one embodiment of the present invention.

도 2a 내지 도 2d 는 표면 마감 및 반사 모드의 각종 타입을 도시한 도면.2A-2D illustrate various types of surface finish and reflection modes.

도 3(a) 내지 도 3(c) 는 본 발명의 각종 실시형태에 따른 각종 조명 및 이미징 방식을 도시한 도면이고, 도 3(d) 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 결함 및 그 배경의 이미지를 도시한 도면.3 (a) to 3 (c) show various lighting and imaging schemes according to various embodiments of the present invention, and FIG. 3 (d) shows a defect and its background according to an embodiment of the present invention. A diagram depicting an image.

도 4a 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 조명 및 이미징 방식을 도시한 도면.4A illustrates an illumination and imaging scheme in accordance with one embodiment of the present invention.

도 4b 내지 도 4d 는 도 4a 의 상이한 조명에 응답하여 획득된 결함 및 그 배경의 이미지를 도시한 도면.4B-4D show images of defects and backgrounds obtained in response to the different illumination of FIG. 4A.

도 5a 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 조명 및 이미징 방식을 도시한 도면.5A illustrates an illumination and imaging scheme in accordance with one embodiment of the present invention.

도 5b 내지 도 5d 는 도 5a 의 상이한 조명에 응답하여 획득된 결함 및 그 배경의 이미지를 도시한 도면.5B-5D show images of defects and backgrounds obtained in response to the different illumination of FIG. 5A.

도 6a 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 조명 및 이미징 방식을 도시한 도면.6A illustrates an illumination and imaging scheme in accordance with one embodiment of the present invention.

도 6b 는 도 4a 의 상이한 조명에 응답하여 획득된 결함 및 그 배경의 이미지를 도시한 도면.6B shows an image of a defect and its background obtained in response to the different illumination of FIG. 4A.

도 7(a) 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 조명 및 이미징 방식, 및 상이한 각도로부터 획득된 각종 이미지를 도시한 도면.7 (a) shows illumination and imaging schemes, and various images obtained from different angles in accordance with one embodiment of the present invention.

도 7(b) 내지 도 7(c) 는 상이한 조명을 적용함으로써 획득된 검출 신호를 도시한 도면.7 (b) to 7 (c) show detection signals obtained by applying different illuminations.

도 8a 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 다중 조명 경로 시스템을 도시한 도면.8A illustrates a multiple illumination path system in accordance with an embodiment of the present invention.

도 8b 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 다중 조명 경로 시스템을 도시한 도면.8B illustrates a multiple illumination path system in accordance with an embodiment of the present invention.

도 8c 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 다중 조명 경로 시스템을 도시한 도면.8C illustrates a multiple illumination path system in accordance with an embodiment of the present invention.

도 9a 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 다중 조명 경로 시스템을 도시한 도면.9A illustrates a multiple illumination path system in accordance with an embodiment of the present invention.

도 9b 내지 도 9d 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 구성가능한 조명 경로를 도시한 도면.9B-9D illustrate configurable illumination paths in accordance with one embodiment of the present invention.

도 10 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 방법을 도시한 도면.10 illustrates a method according to one embodiment of the present invention.

도 11 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 방법을 도시한 도면.11 illustrates a method according to one embodiment of the present invention.

도 12 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 방법을 도시한 도면.
도 13 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 방법을 도시한 도면.
12 illustrates a method according to one embodiment of the present invention.
13 illustrates a method according to one embodiment of the present invention.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명[Description of Drawings]

11: 이미지 그레이 레벨 프로파일 310: CCD 카메라 및 렌즈11: Image gray level profile 310: CCD camera and lens

801: 프로세서 820: 마스크801: Processor 820: Mask

830: 빔 스플리터 840, 870: 저경사 대칭 조명 경로830: beam splitter 840, 870: low slope symmetrical illumination path

850, 860: 근사-정반사 조명 경로 890: 대물 렌즈850, 860: Approximate-Specular Illumination Path 890: Objective Lens

Claims (44)

다중 조명 경로 시스템에 의해 결함들을 검출하는 방법으로서,A method of detecting defects by a multiple illumination path system, 물체의 초기 스캔을 수행하는 단계로서, 상기 초기 스캔 중에 다수의 조명 경로들이 동시에 상기 물체를 조명하는, 상기 초기 스캔 수행 단계;Performing an initial scan of an object, wherein the plurality of illumination paths simultaneously illuminate the object during the initial scan; 상기 초기 스캔 중에 획득된 검출 신호들에 응답하여, 상기 물체를 세그먼트들로 분할하는 단계;In response to the detection signals obtained during the initial scan, dividing the object into segments; 각 세그먼트마다, 상기 세그먼트의 지배 물질 (dominant material) 및 상기 세그먼트의 표면 거칠기 레벨로부터 선택되는 적어도 하나의 파라미터에 응답하여, 상기 세그먼트의 결함 검출 스캔 중에 활성화될 선택된 조명 경로를 선택하는 단계;For each segment, selecting a selected illumination path to be activated during a defect detection scan of the segment, in response to at least one parameter selected from the dominant material of the segment and the surface roughness level of the segment; 상기 물체의 선택된 조명 경로에 의해서만 상기 물체의 각 세그먼트를 조명하는 단계; 및Illuminating each segment of the object only by the selected illumination path of the object; And 상기 조명에 응답하여, 결함들을 나타내는 검출 신호들을 발생시키는 단계를 포함하는, 결함 검출 방법.In response to the illumination, generating detection signals indicative of the defects. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 검출 신호들을 처리하여, 결함들을 검출하는 단계를 더 포함하는, 결함 검출 방법.Processing the detection signals to detect defects. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 세그먼트 정보를 수신하는 단계를 더 포함하고,Receiving segment information, 상기 분할 단계는 또한 물체 세그먼트들을 나타내는 물체 정보에 응답하는, 결함 검출 방법.And wherein said dividing step also responds to object information indicative of object segments. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 세그먼트의 결함 검출 스캔 중에 활성화될 선택된 조명 경로를 선택하는 단계는,Selecting the selected illumination path to be activated during the defect detection scan of the segment, 상기 세그먼트의 지배 물질을 결정한 이후에, 한번에 하나의 조명 경로씩, 다수의 조명 경로들에 의해 상기 세그먼트를 조명하는 단계로서, 상이한 조명 경로들은 상기 세그먼트의 상이한 가능한 거칠기 레벨들에 적합한, 상기 조명 단계;After determining the dominant material of the segment, illuminating the segment by multiple illumination paths, one illumination path at a time, wherein the different illumination paths are suitable for different possible roughness levels of the segment. ; 상기 조명으로부터 기인하는 검출 신호들을 발생시키는 단계; 및Generating detection signals resulting from the illumination; And 상기 검출 신호들을 처리하여, 상기 세그먼트에 대한 하나의 조명 경로를 선택하는 단계를 포함하는, 결함 검출 방법.Processing the detection signals to select one illumination path for the segment. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 금속 표면의 거칠기 레벨에 관계없이 상기 금속 표면의 이미지가 실질적으로 화이트이고, 금속 표면 결함의 이미지가 실질적으로 블랙이도록, 상기 금속 표면 및 상기 금속 표면 결함을 조명하는 조명 경로를 선택하는 단계를 더 포함하는, 결함 검출 방법.Selecting an illumination path illuminating the metal surface and the metal surface defect such that the image of the metal surface is substantially white and the image of the metal surface defect is substantially black regardless of the roughness level of the metal surface. Defect detection method. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 반투명 표면의 거칠기 레벨에 관계없이 상기 반투명 표면의 이미지가 실질적으로 블랙이고, 반투명 표면 결함의 이미지가 실질적으로 화이트이도록, 상기 반투명 표면 및 상기 반투명 표면 결함을 조명하는 조명 경로를 선택하는 단계를 더 포함하는, 결함 검출 방법.Selecting an illumination path illuminating the translucent surface and the translucent surface defect such that the image of the translucent surface is substantially black and the image of the translucent surface defect is substantially white regardless of the roughness level of the translucent surface. Defect detection method. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 정반사 (specular) 조명 경로, 확산 경사 (diffusive oblique) 채널, 및 근사-정반사 (near-specular) 조명 경로 중에서 선택하는 단계를 더 포함하는, 결함 검출 방법.And selecting from specular illumination paths, diffuse oblique channels, and near-specular illumination paths. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 카메라 및 마스크를 포함하는 이미징 경로에 의해 검출 신호들을 발생시키는 단계를 더 포함하고,Generating detection signals by an imaging path comprising a camera and a mask, 상기 카메라는 상기 물체의 표면에 평행한 감지 표면을 포함하고,The camera comprises a sensing surface parallel to the surface of the object, 상기 마스크는 상기 이미징 경로의 각도 수용 범위 (angular collection range) 에 비대칭성을 도입하는, 결함 검출 방법.And the mask introduces asymmetry into the angular collection range of the imaging path. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 정반사 조명 경로, 전방 경사 조명 경로, 및 후방 산란 (back-scattering) 경사 조명 경로 중에서 선택하는 단계를 더 포함하는, 결함 검출 방법.And selecting from the specular illumination path, the front oblique illumination path, and the back-scattering oblique illumination path. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 구성가능한 조명 경로의 2 개의 구성들 중에서 일 구성을 선택하는 단계를 더 포함하고,Further selecting a configuration among the two configurations of the configurable lighting path, 제 1 구성에서, 상기 구성가능한 조명 경로는, 연속 각도 범위에서 상기 물체를 조명하고,In a first configuration, the configurable illumination path illuminates the object in a continuous angle range, 제 2 구성에서, 상기 구성가능한 조명 경로는, 서로로부터 이격되는 상기 연속 각도 범위의 2 개의 서브-범위들에서 상기 물체를 조명하는, 결함 검출 방법.In a second configuration, the configurable illumination path illuminates the object in two sub-ranges of the continuous angular range spaced from each other. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 전방 경사 조명 경로, 후방 산란 경사 조명 경로, 및 오프-액시스 (off-axis) 정반사 조명 경로 중에서 선택하는 단계를 더 포함하고,Selecting from a forward oblique illumination path, a backscatter oblique illumination path, and an off-axis specular illumination path, 상기 검출 신호들을 발생시키는 카메라는, 상기 물체의 표면에 대한 법선과 실질적으로 상이한 각도로 상기 물체를 이미징하는, 결함 검출 방법.And the camera generating the detection signals images the object at an angle substantially different from the normal to the surface of the object. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 광택 (shiny) 금속 표면, 반광택 (semi-matt) 금속 표면, 무광택 (matt) 금속 표면 또는 반투명 유전체 표면을 포함하는 것으로서의 세그먼트의 분류에 응답 하여, 상기 세그먼트에 대한 선택된 조명 경로를 선택하는 단계를 더 포함하는, 결함 검출 방법.In response to classification of the segment as comprising a shiny metal surface, a semi-matt metal surface, a matt metal surface, or a translucent dielectric surface, selecting a selected illumination path for the segment. Further comprising a defect detection method. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 물체 및 다른 물체들을 포함하는 물체들의 그룹을 수용하는 단계로서, 상기 물체 및 상기 다른 물체들은 이상적으로 서로 일치하고, 실질적으로 동일한 제조 조건들을 겪은, 상기 물체들의 그룹 수용 단계; 및Receiving a group of objects including the object and other objects, wherein the object and the other objects are ideally matched to each other and have undergone substantially the same manufacturing conditions; And 상기 물체의 대응하는 세그먼트와 연관되는 선택된 조명 경로에 의해 각각의 다른 물체의 각 세그먼트를 조명하는 단계를 더 포함하는, 결함 검출 방법.Illuminating each segment of each other object by a selected illumination path associated with the corresponding segment of the object. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 물체는 전기 회로이고,The object is an electrical circuit, 상기 결함 검출 방법은,The defect detection method, 상기 물체 및 다른 물체들을 포함하는 일군의 전기 회로들을 수용하는 단계; 및Accepting a group of electrical circuits comprising the object and other objects; And 상기 물체의 대응하는 세그먼트와 연관되는 선택된 조명 경로에 의해 각각의 다른 물체의 각 세그먼트를 조명하는 단계를 더 포함하는, 결함 검출 방법.Illuminating each segment of each other object by a selected illumination path associated with the corresponding segment of the object. 결함 검출 방법으로서,As a defect detection method, 물체의 각 세그먼트를 상기 세그먼트와 연관되는 선택된 조명 경로에 의해서 만 조명하는 단계로서, 단일의 선택된 조명 경로는, 상기 세그먼트의 지배 물질 (dominant material) 및 상기 세그먼트의 거칠기 레벨로부터 선택되는 적어도 하나의 파라미터에 응답하여 선택되는, 상기 조명 단계;Illuminating each segment of an object only by a selected illumination path associated with the segment, wherein a single selected illumination path comprises at least one parameter selected from the dominant material of the segment and the roughness level of the segment Selected in response to said illuminating step; 상기 조명에 응답하여, 결함들을 나타내는 검출 신호들을 발생시키는 단계; 및In response to the illumination, generating detection signals indicative of defects; And 상기 검출 신호들을 처리하여, 결함들을 검출하는 단계를 포함하는, 결함 검출 방법.Processing the detection signals to detect defects. 제 15 항에 있어서,The method of claim 15, 정반사 (specular) 조명 경로, 확산 경사 (diffusive oblique) 채널, 및 근사-정반사 (near-specular) 조명 경로 중에서 선택되는 선택된 조명 경로에 의해 상기 물체의 세그먼트를 조명하는 단계를 더 포함하는, 결함 검출 방법.Illuminating the segment of the object by a selected illumination path selected from among specular illumination paths, diffuse oblique channels, and near-specular illumination paths. . 제 15 항에 있어서,The method of claim 15, 카메라 및 마스크를 포함하는 이미징 경로에 의해 상기 검출 신호들을 발생시키는 단계를 더 포함하고,Generating the detection signals by an imaging path comprising a camera and a mask, 상기 카메라는 피평가 (evaluated) 물체의 표면에 평행한 감지 표면을 포함하고,The camera comprises a sensing surface parallel to the surface of the evaluated object, 상기 마스크는 상기 이미징 경로의 각도 수용 범위 (angular collection range) 에 비대칭성을 도입하는, 결함 검출 방법.And the mask introduces asymmetry into the angular collection range of the imaging path. 제 15 항에 있어서,The method of claim 15, 정반사 조명 경로, 전방 경사 조명 경로, 및 후방 산란 (back-scattering) 경사 조명 경로 중에서 선택되는 선택된 조명 경로에 의해 세그먼트를 조명하는 단계를 더 포함하는, 결함 검출 방법.Illuminating the segment by a selected illumination path selected from a specular illumination path, a front oblique illumination path, and a back-scattering oblique illumination path. 제 15 항에 있어서,The method of claim 15, 구성가능한 조명 경로의 2 개의 구성들 중에서 일 구성을 선택하는 단계를 더 포함하고,Further selecting a configuration among the two configurations of the configurable lighting path, 제 1 구성에서, 상기 구성가능한 조명 경로는, 연속 각도 범위에서 상기 물체를 조명하고,In a first configuration, the configurable illumination path illuminates the object in a continuous angle range, 제 2 구성에서, 상기 구성가능한 조명 경로는, 서로로부터 이격되는 상기 연속 각도 범위의 2 개의 서브-범위들에서 상기 물체를 조명하는, 결함 검출 방법.In a second configuration, the configurable illumination path illuminates the object in two sub-ranges of the continuous angular range spaced from each other. 제 15 항에 있어서,The method of claim 15, 전방 경사 조명 경로, 후방 산란 경사 조명 경로, 및 오프-액시스 (off-axis) 정반사 조명 경로 중에서 선택되는 선택된 조명 경로에 의해 세그먼트를 조명하는 단계; 및Illuminating the segment by a selected illumination path selected from a forward oblique illumination path, a backscatter oblique illumination path, and an off-axis specular illumination path; And 상기 물체의 표면에 대한 법선과 실질적으로 상이한 각도로 상기 물체를 이미징함으로써, 상기 검출 신호들을 발생시키는 단계를 더 포함하는, 결함 검출 방 법.Generating the detection signals by imaging the object at an angle substantially different from the normal to the surface of the object. 제 15 항에 있어서,The method of claim 15, 상기 선택된 조명 경로에 의해 세그먼트를 조명하는 단계를 더 포함하고,Illuminating a segment by the selected illumination path, 상기 선택된 조명 경로의 선택은, 광택 (shiny) 금속 표면, 반광택 (semi-matt) 금속 표면, 무광택 (matt) 금속 표면 또는 반투명 유전체 표면을 포함하는 것으로서의 상기 세그먼트의 분류에 응답하는, 결함 검출 방법.The selection of the selected illumination path is in response to classifying the segment as comprising a shiny metal surface, a semi-matt metal surface, a matt metal surface or a translucent dielectric surface. Way. 제 15 항에 있어서,The method of claim 15, 다른 물체의 대응하는 세그먼트의 검사에 응답하여, 상기 선택된 조명 경로를 선택하는 단계를 더 포함하는, 결함 검출 방법.In response to inspecting a corresponding segment of another object, selecting the selected illumination path. 제 22 항에 있어서,The method of claim 22, 상기 물체 및 상기 다른 물체는 동일한 군 (batch) 의 전기 회로들에 속하는, 결함 검출 방법.The object and the other object belong to the same batch of electrical circuits. 다중 조명 경로 시스템으로서,As a multiple illumination path system, 다수의 조명 경로들;Multiple lighting paths; 프로세서; 및A processor; And 이미징 경로를 포함하고,Includes an imaging path, 상기 프로세서는,The processor comprising: 물체의 초기 스캔을 제어하고,Control the initial scan of the object, 상기 초기 스캔 중에 획득된 검출 신호들에 응답하여, 상기 물체를 세그먼트들로 분할하고,In response to the detection signals obtained during the initial scan, dividing the object into segments; 각 세그먼트의 표면 거칠기를 결정하고,Determine the surface roughness of each segment, 각 세그먼트마다, 상기 세그먼트의 지배 물질 (dominant material) 및 상기 세그먼트의 표면 거칠기 레벨로부터 선택되는 적어도 하나의 파라미터에 응답하여, 상기 세그먼트의 결함 검출 프로세스 중에 활성화될 선택된 조명 경로를 선택하는데 적합하고,For each segment, suitable for selecting a selected illumination path to be activated during the defect detection process of the segment, in response to at least one parameter selected from the dominant material of the segment and the surface roughness level of the segment, 상기 다수의 조명 경로들은, 상기 초기 스캔 중에 상기 물체를 동시에 조명하는데 적합하고,The plurality of illumination paths are suitable for simultaneously illuminating the object during the initial scan, 선택된 조명 경로는, 상기 물체의 결함 검출 스캔 중에 상기 선택된 조명 경로와 연관되는 세그먼트를 조명하고,The selected illumination path illuminates a segment associated with the selected illumination path during a defect detection scan of the object, 상기 이미징 경로는, 상기 조명에 응답하여, 결함들을 나타내는 검출 신호들을 발생시키는데 적합한, 다중 조명 경로 시스템.The imaging path is suitable for generating detection signals indicative of defects in response to the illumination. 제 24 항에 있어서,The method of claim 24, 상기 프로세서는, 상기 검출 신호들을 처리하여 결함들을 검출하는데 적합한, 다중 조명 경로 시스템.And the processor is adapted to process the detection signals to detect defects. 제 24 항에 있어서,The method of claim 24, 상기 프로세서는, 물체 세그먼트들을 나타내는 물체 정보에 응답하여, 피평가 (evaluated) 물체를 분할하는데 적합한, 다중 조명 경로 시스템.And the processor is suitable for segmenting an evaluated object in response to object information indicative of object segments. 제 24 항에 있어서,The method of claim 24, 상기 다중 조명 경로 시스템은,The multiple illumination path system, 한번에 하나의 조명 경로씩, 상기 다수의 조명 경로들에 의해 상기 세그먼트를 조명하고,Illuminate the segment by the plurality of illumination paths, one illumination path at a time, 상기 이미징 경로에 의해, 상기 조명으로부터 기인하는 검출 신호들을 발생시키고,The imaging path generates detection signals resulting from the illumination, 상기 프로세서에 의해, 상기 검출 신호들을 처리하여, 상기 세그먼트에 대한 하나의 조명 경로를 선택하는데 적합하고,Suitable for processing, by the processor, the detection signals to select one illumination path for the segment, 상이한 조명 경로들은 상이한 표면 거칠기 레벨들에 적합한, 다중 조명 경로 시스템.Different illumination path systems are suitable for different surface roughness levels. 제 24 항에 있어서,The method of claim 24, 상기 프로세서는, 금속 표면의 거칠기 레벨에 관계없이 상기 금속 표면의 이미지가 실질적으로 화이트이고, 금속 표면 결함의 이미지가 실질적으로 블랙이도록, 상기 금속 표면 및 상기 금속 표면 결함을 조명하는 조명 경로를 선택하는데 적합한, 다중 조명 경로 시스템.The processor selects an illumination path that illuminates the metal surface and the metal surface defect so that the image of the metal surface is substantially white and the image of the metal surface defect is substantially black regardless of the roughness level of the metal surface. Suitable, multiple lighting path system. 제 24 항에 있어서,The method of claim 24, 상기 프로세서는, 반투명 표면의 거칠기 레벨에 관계없이 상기 반투명 표면의 이미지가 실질적으로 블랙이고, 반투명 표면 결함의 이미지가 실질적으로 화이트이도록, 상기 반투명 표면 및 상기 반투명 표면 결함을 조명하는 조명 경로를 선택하는데 적합한, 다중 조명 경로 시스템.The processor selects an illumination path that illuminates the translucent surface and the translucent surface defect so that the image of the translucent surface is substantially black and the image of the translucent surface defect is substantially white regardless of the roughness level of the translucent surface. Suitable, multiple lighting path system. 제 24 항에 있어서,The method of claim 24, 상기 다수의 조명 경로들은, 정반사 (specular) 조명 경로, 확산 경사 (diffusive oblique) 채널, 및 근사-정반사 (near-specular) 조명 경로를 포함하는, 다중 조명 경로 시스템.The plurality of illumination paths include a specular illumination path, a diffuse oblique channel, and a near-specular illumination path. 제 30 항에 있어서,31. The method of claim 30, 상기 이미징 경로는 카메라 및 마스크를 포함하고,The imaging path comprises a camera and a mask, 상기 카메라는 피평가 물체의 표면에 평행한 감지 표면을 포함하고,The camera comprises a sensing surface parallel to the surface of the object under evaluation, 상기 마스크는 상기 이미징 경로의 각도 수용 범위 (angular collection range) 에 비대칭성을 도입하는, 다중 조명 경로 시스템.And the mask introduces asymmetry into the angular collection range of the imaging path. 제 24 항에 있어서,The method of claim 24, 상기 다수의 조명 경로들은, 정반사 조명 경로, 전방 경사 조명 경로, 및 후 방 산란 (back-scattering) 경사 조명 경로를 포함하는, 다중 조명 경로 시스템.Wherein the plurality of illumination paths comprises a specular illumination path, a front oblique illumination path, and a back-scattering oblique illumination path. 제 24 항에 있어서,The method of claim 24, 2 개의 구성들 중에서 일 구성을 가질 수 있는 구성가능한 조명 경로를 더 포함하고,Further comprising a configurable lighting path that may have one of two configurations, 제 1 구성에서, 상기 구성가능한 조명 경로는, 연속 각도 범위에서 상기 물체를 조명하고,In a first configuration, the configurable illumination path illuminates the object in a continuous angle range, 제 2 구성에서, 상기 구성가능한 조명 경로는, 서로로부터 이격되는 상기 연속 각도 범위의 2 개의 서브-범위들에서 상기 물체를 조명하는, 다중 조명 경로 시스템.In a second configuration, the configurable illumination path illuminates the object in two sub-ranges of the continuous angular range spaced from each other. 제 24 항에 있어서,The method of claim 24, 상기 다수의 조명 경로들은, 전방 경사 조명 경로, 후방 산란 경사 조명 경로, 및 오프-액시스 (off-axis) 정반사 조명 경로를 포함하고,The plurality of illumination paths include a forward oblique illumination path, a backscatter oblique illumination path, and an off-axis specular illumination path, 상기 이미징 경로는, 상기 물체의 표면에 대한 법선과 실질적으로 상이한 각도로 상기 물체를 이미징하는 카메라를 포함하는, 다중 조명 경로 시스템.And the imaging path comprises a camera for imaging the object at an angle substantially different from the normal to the surface of the object. 제 24 항에 있어서,The method of claim 24, 상기 프로세서는, 광택 (shiny) 금속 표면, 반광택 (semi-matt) 금속 표면, 무광택 (matt) 금속 표면 또는 반투명 유전체 표면을 포함하는 것으로서의 세그먼 트의 분류에 응답하여, 상기 세그먼트에 대한 선택된 조명 경로를 선택하는데 적합한, 다중 조명 경로 시스템.The processor is configured to select a segment for the segment in response to classification of the segment as comprising a shiny metal surface, a semi-matt metal surface, a matt metal surface, or a translucent dielectric surface. Multiple light path systems, suitable for selecting light paths. 제 24 항에 있어서,The method of claim 24, 상기 선택된 조명 경로는, 상기 물체의 대응하는 경로와 연관되는 선택된 조명 경로에 의해 다른 물체의 세그먼트를 조명하는데 적합하고,The selected illumination path is suitable for illuminating a segment of another object by the selected illumination path associated with the corresponding path of the object, 상기 다른 물체는 상기 물체와 이상적으로 일치하고, 상기 물체 및 상기 다른 물체는 실질적으로 동일한 제조 조건들을 겪은, 다중 조명 경로 시스템.The other object ideally matches the object, and the object and the other object have experienced substantially the same manufacturing conditions. 제 24 항에 있어서,The method of claim 24, 상기 선택된 조명 경로는, 상기 물체의 대응하는 세그먼트와 연관되는 선택된 조명 경로에 의해 다른 물체의 세그먼트를 조명하는데 적합하고,The selected illumination path is suitable for illuminating a segment of another object by the selected illumination path associated with the corresponding segment of the object, 상기 물체 및 상기 다른 물체는 동일한 군에 속하는 전기 회로들인, 다중 조명 경로 시스템.The object and the other object are electrical circuits belonging to the same group. 결함 검출 시스템으로서,As a defect detection system, 프로세서;A processor; 이미징 경로; 및Imaging paths; And 다수의 조명 경로들을 포함하고,Include multiple lighting paths, 상기 결함 검출 시스템은, 물체의 각 세그먼트를 상기 세그먼트와 연관되는 선택된 조명 경로에 의해서만 조명하는데 적합하고,The defect detection system is suitable for illuminating each segment of an object only by a selected illumination path associated with the segment, 상기 선택된 조명 경로는, 상기 세그먼트의 지배 물질 (dominant material) 및 상기 세그먼트의 표면 거칠기 레벨로부터 선택되는 적어도 하나의 파라미터에 응답하여 선택되고,The selected illumination path is selected in response to at least one parameter selected from a dominant material of the segment and a surface roughness level of the segment, 상기 이미징 경로는, 상기 조명에 응답하여, 결함들을 나타내는 검출 신호들을 발생시키는데 적합하고The imaging path is suitable for generating detection signals indicative of defects in response to the illumination and 상기 프로세서는, 상기 검출 신호들을 처리하여 결함들을 검출하는, 결함 검출 시스템.And the processor processes the detection signals to detect defects. 제 38 항에 있어서,39. The method of claim 38, 상기 다수의 조명 경로들은, 정반사 (specular) 조명 경로, 확산 경사 (diffusive oblique) 채널, 및 근사-정반사 (near-specular) 조명 경로를 포함하는, 결함 검출 시스템.The plurality of illumination paths include a specular illumination path, a diffuse oblique channel, and a near-specular illumination path. 제 38 항에 있어서,39. The method of claim 38, 상기 이미징 경로는 카메라 및 마스크를 포함하고,The imaging path comprises a camera and a mask, 상기 카메라는 피평가 (evaluated) 물체의 표면에 평행한 감지 표면을 포함하고,The camera comprises a sensing surface parallel to the surface of the evaluated object, 상기 마스크는 상기 이미징 경로의 각도 수용 범위 (angular collection range) 에 비대칭성을 도입하는, 결함 검출 시스템.And the mask introduces asymmetry into the angular collection range of the imaging path. 제 38 항에 있어서,39. The method of claim 38, 상기 다수의 조명 경로들은, 정반사 조명 경로, 전방 경사 조명 경로, 및 후방 (back-scattering) 산란 경사 조명 경로를 포함하는, 결함 검출 시스템.The plurality of illumination paths include a specular illumination path, a front oblique illumination path, and a back-scattering scattering oblique illumination path. 제 38 항에 있어서,39. The method of claim 38, 2 개의 구성들을 갖는 구성가능한 조명 경로를 더 포함하고,Further comprising a configurable lighting path having two configurations, 제 1 구성에서, 상기 구성가능한 조명 경로는, 연속 각도 범위에서 상기 물체를 조명하고,In a first configuration, the configurable illumination path illuminates the object in a continuous angle range, 제 2 구성에서, 상기 구성가능한 조명 경로는, 서로로부터 이격되는 상기 연속 각도 범위의 2 개의 서브-범위들에서 상기 물체를 조명하는, 결함 검출 시스템.In a second configuration, the configurable illumination path illuminates the object in two sub-ranges of the continuous angular range spaced from each other. 제 38 항에 있어서,39. The method of claim 38, 상기 다수의 조명 경로들은, 전방 경사 조명 경로, 후방 산란 경사 조명 경로, 및 오프-액시스 (off-axis) 정반사 조명 경로를 포함하고,The plurality of illumination paths include a forward oblique illumination path, a backscatter oblique illumination path, and an off-axis specular illumination path, 상기 이미징 경로는, 상기 물체의 표면에 대한 법선과 실질적으로 상이한 각도로 상기 물체를 이미징하는 카메라를 포함하는, 결함 검출 시스템.And the imaging path comprises a camera for imaging the object at an angle substantially different from the normal to the surface of the object. 제 38 항에 있어서,39. The method of claim 38, 상기 프로세서는, 광택 (shiny) 금속 표면, 반광택 (semi-matt) 금속 표면, 무광택 (matt) 금속 표면 또는 반투명 유전체 표면을 포함하는 것으로서의 상기 세그먼트의 분류에 응답하여, 상기 선택된 조명 경로를 선택하는, 결함 검출 시스템.The processor selects the selected illumination path in response to the classification of the segment as comprising a shiny metal surface, a semi-matt metal surface, a matt metal surface, or a translucent dielectric surface. Fault detection system.
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