KR20120058443A - 다중 모드 이미징 - Google Patents

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KR20120058443A
KR20120058443A KR1020117019837A KR20117019837A KR20120058443A KR 20120058443 A KR20120058443 A KR 20120058443A KR 1020117019837 A KR1020117019837 A KR 1020117019837A KR 20117019837 A KR20117019837 A KR 20117019837A KR 20120058443 A KR20120058443 A KR 20120058443A
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optical inspection
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타미르 마르갈리트
나프탈리 아부다람
람 오론
아미르 노이
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오르보테크 엘티디.
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Abstract

복수의 상이한 조명 설정을 이용해 표면을 스캐닝하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은, 1회 스윕(sweep) 동안 복수의 이미지를 순차적으로 캡처하는 단계(각각의 이미지는 한 줄 이상의 픽셀 라인을 포함)와, 상기 복수의 이미지를 캡처하기 위해 사용되는 조명 설정을, 지정된 조명 설정 시퀀스와 복수의 이미지 각각을 캡처하기 위한 이미지 유닛의 상대적 위치의 지정된 편이치(shift)에 따라, 순차적으로 변경시키는 단계와, 표면의 특정 영역이 스캔될 때까지 상기 조명 설정 시퀀스의 설정치와 관련 이미지 캡처 위치를 반복하는 단계를 포함하며, 상기 지정된 편이치는 10픽셀에서 1픽셀 이하까지인 것을 특징으로 하는 표면을 스캐닝하기 위한 방법.

Description

다중 모드 이미징{MULTI-MODAL IMAGING}
본 발명은 전기 회로를 검사하기 위한 자동 광학 검사(AOI: Automated Optical Inspection) 시스템에 관한 것이며, 더 구체적으로, AOI 시스템에서 인쇄 회로 기판(PCB)의 이미지 획득에 관한 것이다.
자동 광학 검사(AOI) 시스템은 전기 회로(가령, 인쇄 회로 기판(PCB: Printed Circuit Board), 플랫 패널 디스플레이, 칩 캐리어(chip carrier), 집적 회로 등)를 검사할 때 사용되는 것이 일반적이다. 일부 종래의 AOI 시스템은, 특정 타입의 결함을 검출하도록 구성된 것이 일반적인 단일 조명 구성을 기반으로 동작한다. 그 밖의 다른 종래의 AOI 시스템은 복수의 조명 구성을 이용해 동작하여, 더 다양한 결함을 검출할 수 있다.
상용화된 AOI 시스템으로는 컬러 이미지를 이용하는 InspireTM, 베어(bare) PCB를 검사하기 위한 DiscoveryTM 및 V-300TM 시스템, 채워진(populated) PCB를 검사하기 위한 TrionTM 시스템, 플랫 디스플레이 패널을 검사하기 위한 FPI-6090TM 및 FPI-7590TM 시스템, 칩 캐리어를 검사하기 위한 ICP 8060TM 시스템이 있다. 위 시스템 모두는 오르보테크 엘티디(Orbotech Ltd)(소재지: 이스라엘, 야브네)의 상용화된 시스템이다.
미국 특허 제7,397,552호 “Optical inspection with alternating configurations"은, 펄스 광학 복사를 제공하는 조명 모듈과, 상기 조명 모듈에 의해 조사되는 표면 영역을 스캔하고, 펄스 복사의 연속되는 펄스에 의해 표면 상의 실질적으로 겹치는 복수의 연속되는 프레임들(각각의 프레임은 선행하는 프레임과 50% 이상 겹침)을 조사하도록 배열된 기계적 스캐너를 포함하는 웨이퍼 검사용 이미징 시스템을 기재하고 있으며, 상기 미국 특허의 내용은 본원에서 참조로서 포함된다. 상기 이미징 시스템은, 제 1 설정과 이와 상이한 제 2 설정 간에, 이미징 시스템의 설정을 변화시키도록 구성된 시스템 제어기를 포함하며, 상기 시스템 제어기를 이용해, 이미지의 시퀀스는 적어도 제 1 광학 설정으로 캡처된 제 1 이미지 세트와 제 2 광학 설정으로 캡처된 제 2 이미지 세트를 포함한다. 상기 이미징 시스템은 제 1 이미지와 제 2 이미지를 함께 처리하여, 제 1 광학 설정과 제 2 광학 설정 각각을 이용하여 이미징된 상태로 표면 상의 특징부를 분석함으로써, 샘플의 결함을 검출하기 위한 이미지 프로세서를 포함한다.
오르보테크 엘티디.(Orbotech Ltd.)에게 허여된 미국 특허 제6,781,687호 “Illumination and Image Acquisition System"은, 섬광을 이용해 전기 회로의 표면을 조명하는 검사 시스템을 기재하고 있으며, 상기 미국 특허의 내용은 본원에서 참조로서 인용된다. 섬광은 시간적 간격을 둔 둘 이상의 상이한 스펙트럼의 소스로부터 제공된다. 섬광 각각은 표면의 동일한 위치로, 일반적으로 동일한 입사각으로 입사된다. 카메라가 각각의 섬광으로부터 개별적 광학 이미지를 형성한다. 서로 다른 섬광을 이용해 형성된 이미지들은 조합되어 전체 보기 이미지(full view image)를 형성할 수 있다. 전체 보기 이미지의 분석이 수행되어, 전기 회로의 결함을 판단할 수 있다.
미국 특허 출원 공개 번호 제2002/0186878호 “System and Method for Multiple Image Analysis"는 테스트 부품에서 결함의 위치를 찾기 위해 복수의 이미지를 분석하기 위한 시스템을 기재하고 있으며, 상기 특허 출원의 내용은 본원에서 참조로서 인용된다. 상기 시스템은 서로 다른 각도로 서로 다른 색상의 광을 발산하는 제 1 광원과 제 2 광원과, 둘 이상의 이미지를 생성하기 위한 프로세서를 갖는 카메라를 포함한다. 상기 이미지가 사용되어, 물체의 3차원 이미지를 구축할 수 있고, 그 후, 테스트 부품의 치수가 허용될만한지의 여부를 결정하기 위해 분석된다.
오르보테크 엘티디(소재지: 이스라엘 야브네)의 상용화된 AmethystTM 시스템이, http://www.orbotech.com/D2_ProductsGroup.asp?MenuID=566 (2008년11월16일)에 기재된 바와 같이, 여러 다른 조명을 이용해 하나의 영역에 대해 복수의 이미지를 순차적으로 획득하기 위해 제공된다.
본 발명의 한 형태의 일부 실시예에서, 1회 스윕 동안, 표면의 상이한 영역들의 복수의 이미지와 복수의 조명 설정을 이용해 광학적으로 검사될 표면을 스캐닝하기 위한 시스템 및 방법이 제공된다.
본 발명의 한 형태의 일부 실시예에서, 복수의 상이한 조명 설정을 이용해 표면을 스캐닝하기 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은, 1회 스윕(sweep) 동안 복수의 이미지를 순차적으로 캡처하는 단계(각각의 이미지는 한 줄 이상의 픽셀 라인을 포함함)와, 상기 복수의 이미지를 캡처하기 위해 사용되는 조명 설정을, 지정된 조명 설정 시퀀스와 복수의 이미지 각각을 캡처하기 위한 이미지 유닛의 상대적 위치의 지정된 편이치(shift)에 따라, 순차적으로 변경시키는 단계와, 표면의 특정 영역이 스캔될 때까지 상기 조명 설정 시퀀스의 설정치와 관련 이미지 캡처 위치를 반복하는 단계를 포함하며, 상기 지정된 편이치는 10픽셀에서 1픽셀 이하까지이다.
대안적 실시예에서, 하나의 시퀀스 동안 캡처되는 이미지들은 부분적으로 서로 겹친다.
대안적 실시예에서, 각각의 이미지는 100줄 이하의 픽셀 라인을 커버한다.
대안적 실시예에서, 각각의 이미지는 1줄의 픽셀 라인을 커버한다.
대안적 실시예에서, 상대적 운동은 1 픽셀 이하의 편이 오류를 가진다.
대안적 실시예에서, 상기 방법은, 둘 이상의 상이한 조명 설정을 이용하여 1회 스윕으로 둘 이상의 이미지 세트를 획득하는 단계와, 각의 이미지 세트로부터 하나씩의 영역 이미지(area image)를 구축하여, 둘 이상의 영역 이미지를 획득하는 단계를 포함한다.
대안적 실시예에서, 둘 이상의 영역 이미지는 표면의 동일한 부분을 커버하며, 상기 동일한 부분은 하나의 이미지로 커버되는 표면의 부분보다 넓다.
대안적 실시예에서, 상기 동일한 부분은 하나의 이미지로 커버되는 표면의 부분보다 100배 이상 더 넓다.
대안적 실시예에서, 상기 동일한 부분은 하나의 이미지로 커버되는 표면의 부분보다 1000배 이상 더 넓다.
대안적 실시예에서, 둘 이상의 영역 이미지는 1 픽셀 이하의 정렬 에러를 갖고 자동으로 정합(registration)된다.
대안적 실시예에서, 상기 방법은 영역 이미지들을 검사하는 단계를 포함하며, 상기 검사하는 단계는 영역 이미지들을 정합하지 않고 영역 이미지들을 비교하는 단계를 포함한다.
대안적 실시예에서, 상기 방법은 지정된 편이치를 기초로 영역 이미지들 간 공간 정렬을 조정하는 단계를 포함한다.
대안적 실시예에서, 상기 방법은 둘 이상의 영역 이미지들 중 하나의 영역 이미지와 마스터 이미지 간의 정합도를 계산하고, 상기 계산된 정합도를 이용해, 둘 이상의 영역 이미지 중 다른 영역 이미지를 마스터 이미지와 정합시키는 단계를 포함한다.
대안적 실시예에서, 이미지는 라인 카메라(line camera) 및 멀티-라인 카메라(multi-line camera) 중 한 가지 이상을 이용해 캡처된다.
대안적 실시예에서, 이미지 캡처 동안, 조명 설정은 스위치 온 및 오프되거나 섬광(flash)된다.
대안적 실시예에서, 시퀀스의 조명 설정들의 하나 이상의 매개변수가 상이하며, 상기 매개변수는 파장, 광도, 각도, 각 분포(angular distribution), 편광성(polarization), 또는 형광성(fluorescence)이다.
대안적 실시예에서, 표면을 스캐닝하는 스캐닝 유닛의 기계적 주파수 이상의 주파수로, 조명 설정의 설정치가 변경된다.
본 발명의 한 형태의 일부 실시예에서, 복수의 상이한 조명 설정을 이용해 표면을 스캐닝할 수 있는 자동화된 광학 검사 시스템이 제공되며, 상기 시스템은 1회 스윕(sweep) 동안 일련의 이미지를 캡처하도록 구성된 하나 이상의 카메라와, 상기 복수의 상이한 조명 설정 각각으로 조명을 제공하도록 구성된 하나 이상의 조명 유닛을 포함하는 이미징 유닛(이때, 일련의 이미지 각각은 한 줄 이상의 픽셀 라인을 포함함)과, 1 픽셀 이하의 분해능으로 표면과 이미징 유닛 간에 병진운동(translation)을 제공하도록 구성된 스캐닝 유닛과, 지정된 시퀀스를 기초로, 상기 복수의 상이한 조명 설정 각각을 활성화시키고, 1회 스윕 동안 상기 시퀀스를 반복시키며, 각각의 조명 활성화 동안 하나의 이미지를 캡처하도록 카메라를 활성화시키도록 구성된 제어기를 포함한다.
대안적 실시예에서, 지정된 시퀀스 동안 캡처되는 이미지들은 서로 부분적으로 겹친다.
대안적 실시예에서, 상기 스캐닝 유닛은 일련의 이미지 각각의 캡처와 캡처 사이에 1 픽셀 이하만큼의 병진운동을 제공한다.
대안적 실시예에서, 스캐닝 유닛은 각각의 이미지 캡처 사이에, 하나의 이미지에 의해 캡처되는 픽셀 라인의 개수를 상이한 조명 설정의 개수로 나눈 값에 대응하는 만큼 병진운동을 제공한다.
대안적 실시예에서, 각각의 이미지는 100줄 이하의 픽셀 라인을 커버한다.
대안적 실시예에서, 각각의 이미지는 한 줄의 픽셀 라인을 커버한다.
대안적 실시예에서, 캡처되는 각각의 이미지 사이의 병진운동의 에러는 1 픽셀 이하의 에러에 해당한다.
대안적 실시예에서, 상기 하나 이상의 카메라는 라인 카메라(line camera) 및 멀티-라인 카메라(multi-line camera) 중에서 선택된다.
대안적 실시예에서, 이미징 유닛은 패널의 전체 폭을 커버하도록 나란히 정렬된 복수의 이미지 센서를 포함한다.
대안적 실시예에서, 상기 자동화된 광학 검사 시스템은 1회 스윕에서 캡처된 둘 이상의 이미지 세트로부터 둘 이상의 영역 이미지를 구축하기 위한 분석기를 포함하며, 각각의 이미지 세트는 상이한 조명 설정을 이용해 캡처된다.
대안적 실시예에서, 둘 이상의 영역 이미지는 표면의 동일한 부분을 커버하고, 상기 동일한 부분은 하나의 이미지로 커버되는 표면의 부분보다 넓다.
대안적 실시예에서, 상기 동일한 부분은 하나의 이미지로 커버되는 표면의 부분보다 100배 이상 더 넓다.
대안적 실시예에서, 상기 동일한 부분은 하나의 이미지로 커버되는 표면의 부분보다 100배 이상 더 넓다.
대안적 실시예에서, 둘 이상의 영역 이미지들 간 공간 정렬 에러는 1 픽셀 이하이다.
대안적 실시예에서, 둘 이상의 영역 이미지는 1 픽셀 이하의 정렬 에러를 갖고 자동으로 정렬된다.
대안적 실시예에서, 분석기는 영역 이미지들을 정합시키지 않고 영역 이미지들을 비교한다.
대안적 실시예에서, 상기 분석기는, 상이한 조명 설정으로 캡처된 이미지들 사이의 지정된 병진운동 변이치(shift)를 기초로, 영역 이미지들 간 공간 정렬을 조정한다.
대안적 실시예에서, 상기 분석기는 영역 이미지들 중 하나와 마스터 이미지 간 정합도를 계산하고, 계산된 상기 정합도를 이용해, 상기 영역 이미지들 중 또 다른 하나를 마스터 이미지에 정합시킨다.
대안적 실시예에서, 1㎑ 이상의 주파수로 조명 설정의 설정치가 변경된다.
대안적 실시예에서, 자동화된 광학 검사 시스템의 기계적 주파수보다 높은 주파수로 조명 설정의 설정치가 변경된다.
대안적 실시예에서, 하나 이상의 조명 유닛은 이미징될 표면의 일부분을 조명하도록 구성된 하나 이상의 LED를 포함한다.
대안적 실시예에서, 하나 이상의 조명 유닛은 스트로브(strobe) 기능을 갖는 조명을 포함한다.
대안적 실시예에서, 상기 상이한 조명 설정의 하나 이상의 매개변수가 상이하며, 상기 매개변수는 파장, 광도, 각도, 각 분포(angular distribution), 편광성(polarization), 또는 형광성(fluorescence)이다.
대안적 실시예에서, 상기 자동화된 광학 검사 시스템은 상이한 조명 설정을 이용해 캡처되는 이미지의 분석을 기초로, 스캐닝되는 표면의 결함을 식별하도록 구성된 분석기를 포함한다.
대안적 실시예에서, 상기 분석기는, 상이한 조명 설정으로 캡처된 둘 이상의 이미지의 출력들 간 비교를 기초로, 검사되는 표면의 상이한 물질들을 구별한다.
대안적 실시예에서, 상기 분석기는 브라이트 필드(bright field) 조명으로 캡처된 이미지의 출력과 다크 필드(dark field) 조명으로 캡처된 이미지의 출력 간 비교를 기초로, 정반사(specular) 표면과 난반사(diffuse) 표면을 구별한다.
대안적 실시예에서, 상기 분석기는, 검사되는 표면 상에서 베어 구리(bare copper)를 포함하는 영역과 금-도금된 구리를 포함하는 영역을 구별한다.
대안적 실시예에서, 상기 분석기는, 검사되는 표면 상에서, 경성(rigid) 회로 기판을 포함하는 영역과 연성(flex) 회로 기판을 포함하는 영역을 구별한다.
대안적 실시예에서, 상기 분석기는, 상이한 파장의 조명을 이용해 캡처된 둘 이상의 이미지들의 출력들 간 비교를 기초로, 식별된 결함의 물질을 식별하거나 특징짓는다.
대안적 실시예에서, 상이한 파장을 이용해 캡처된 둘 이상의 이미지는, 적색 스펙트럼의 조명을 이용해 캡처된 이미지와 청색 스펙트럼의 조명을 이용해 캡처된 이미지를 포함한다.
대안적 실시예에서, 상기 둘 이상의 이미지 중 하나는 형광 조명을 이용해 캡처된다.
대안적 실시예에서, 상기 분석기는 먼지를 포함하는 식별된 결함을 식별한다.
대안적 실시예에서, 상기 분석기는, 상이한 각도로 투사된 조명을 이용해 캡처된 둘 이상의 이미지의 출력들 간 비교를 기초로 하여, 3차원 결함과, 변색이나 산화를 구별한다.
대안적 실시예에서, 상이한 조명 설정은 상이한 광도 레벨을 갖는 조명을 포함한다.
대안적 실시예에서, 상기 분석기는 상이한 조명설정을 이용해 캡처되는 이미지들로부터 하이브리드 이미지를 구축하고 상기 하이브리드 이미지의 분석을 기초로 결함을 식별한다.
대안적 실시예에서, 상이한 광도 레벨을 이용해 캡처된 둘 이상의 이미지로부터 하이브리드 이미지가 구축된다.
대안적 실시예에서, 하이브리드 이미지의 다이나믹 레인지(dynamic range)는 상이한 광도 레벨을 이용해 캡처된 이미지 각각의 다이나믹 레인지보다 크다.
대안적 실시예에서, 하이브리드 이미지의 다이나믹 레인지는 상기 하이브리드 이미지를 구축하기 위해 사용되는 각각의 이미지의 다이나믹 레인지보다 크다.
본 발명의 일부 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재되어 있다. 도면을 상세히 참조하면, 도시된 세부사항은 본 발명의 실시예에 대한 설명적 논의를 목적으로 제공되는 것이다. 이와 관련하여, 도면을 참조하는 설명에 의해, 해당업계 종사자가 본 발명의 실시예가 실시될 수 있는 방법을 명확하게 이해하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예에 따르는 4개의 상이한 조명 설정으로 구성된 시퀀스를 이용하여, 카메라와 물체 간의 상대적 운동 동안, 멀티-라인(또는 영역) 카메라를 이용해 이미징되는 물체의 영역의 단순화된 개략도를 도시한다.
도 2a와 2b는 3개의 상이한 조명 설정의 시퀀스를 이용해 라인 카메라에 의해 생성된 라인 이미지의 두 가지 단순화된 개략도이며, 이때, 각각의 이미지는 본 발명의 일부 실시예에 따라 픽셀 폭의 일정 비율만큼 편이된다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예에 따르는 5개의 연속 캡처 이벤트 동안 카메라의 노출 영역에 대해 이동하는 패널의 단순화된 개략도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일부 실시예에 따라, 복수의 조명 설정을 이용한 스캐닝 동안, 전기 회로, 가령, PCB 패널의 이미지를 캡처하기 위한 예시적 방법의 단순화된 순서도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일부 실시예에 따라 PCB 패널의 검사를 위한 AOI 시스템의 단순화된 개략도이다.
도 6a, 6b, 6c 및 6d는, 본 발명의 일부 실시예에 따라, 전 범위 조명을 이용해 캡처된 전기 회로의 이미지, 브라이트 필드 조명을 이용해 캡처된 전기 회로의 이미지, 다크 필드 조명을 이용해 캡처된 전기 회로의 이미지, 및 상이한 조명 필드를 이용해 캡처된 이미지들로부터 구축된 하이브리드 이미지를 도시한다.
도 7a 및 7b는 본 발명의 일부 실시예에 따라 2개의 상이한 파장을 이용해 캡처되는 전기 회로의 이미지에서 검출되는 결함의 단순화된 개략도를 도시한다.
도 8a는 본 발명의 일부 실시예에 따라 검출될 수 있는 3차원 결함의 단면의 단순화된 개략도를 도시한다.
도 8b, 8c 및 8d는 본 발명의 일부 실시예에 따라 3개의 상이한 조명 설정을 이용해 캡처되는 도 8a의 3차원 결함의 단순화된 개략적 이미지를 도시한다.
도 9a, 9b 및 9c는 본 발명의 일부 실시예에 따라, 제 1 광도 레벨로 캡처되는 단순화된 개략적 이미지, 제 1 광도 레벨보다 높은 제 2 광도 레벨로 캡처된 단순화된 개략적 이미지, 및 제 1 광도 레벨과 제 2 광도 레벨로 캡처되는 이미지들로부터 구축된 하이브리드 이미지를 도시한다.
도 10은 본 발명의 일부 실시예에 따라 잠재 결함을 특징 짓기 위한 예시적 방법의 단순화된 순서도를 도시한다.
본 발명은 전기 회로를 검사하기 위한 자동화 광학 검사(AOI: Automated Optical Inspection) 시스템에 관한 것이며, 더 구체적으로 AOI 시스템에서 인쇄 회로 기판(PCB)의 이미지 획득에 관한 것이다.
본 발명의 한 가지 형태의 실시예들은, 1회 스윕(sweep) 동안, 물체와 이미징 유닛(가령, 카메라)의 상대적 운동 동안, 일반적으로 순환 반복되는 지정된 순서 및/또는 시퀀스의 여러 다른 조명 설정을 이용하여 검사될 물체에 대해 특정 폭의 이미지 시퀀스를 캡처하는 이미지 획득 시스템의 제공이다. 일부 예시적 실시예에 따르면, 조명 시퀀스는, 물체와 카메라 간의 상대적 운동(가령, 병진운동)과 조화된다. 일부 예시적 실시예에 따르면, 각각의 조명은, 카메라에 대한 물체 위치의 지정된 편이치(shift)에 대응하는 주파수로 활성화, 가령, 스위치-온 및 오프되거나, 섬광(flash)된다. 이러한 편이치는 약 10픽셀 내지 1픽셀 폭 이하에 대응한다. 일부 실시예에서, 편이치가 1픽셀 또는 하나의 픽셀의 폭의 일부에 대응함으로써, 서로 다른 조명 설정을 이용해 캡처된 이미지들 간 오버랩이 존재할 수 있다. 임의의 예시적 실시예에서, 편이치는 50픽셀만큼 넓다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 스캐닝 절차 전체에 걸쳐, 지정된 순서의 조명 설정이 반복된다. 일부 예시적 실시예에서, 지정된 순서는 복수의 서로 다른 시퀀스의 조명을 포함한다. 일부 예시적 실시예에서, 상기 시퀀스는 검사되는 패턴(가령, 복수의 치밀한 컨덕터 및 히트 싱크(heat sink))의 속성에 부합하도록 선택되고, 특정 영역에서의 패턴의 속성을 기초로 변경된다. 일반적으로, 이미징 유닛은 하나 이상의 이미저 및/또는 이미지 센서(가령, CCD(Charged Coupled Device), CMOS(Complimentary Metal Oxide Semiconductor), 또는 또 다른 적합한 센서) 및 카메라 각각에 대해 적어도 하나씩의 조명원을 포함한다. 이미징 유닛은 라인 카메라(line camera), 멀티-라인 카메라(multi-line camera), 또는 영역 카메라(area camera)를 포함할 수 있다. 본원에서 사용될 때, 라인 카메라는 하나의 픽셀 라인을 캡처하고, 멀티-라인 카메라는 복수의(보통 2-100 라인)의 픽셀 라인을 캡처한다. 영역 카메라는 한 번에 100개 이상의 라인을 캡처한다. 일반적으로, 영역 카메라의 길이 픽셀 수와 폭 픽셀 수의 비는, 멀티-라인 카메라 및/또는 라인 카메라의 길이의 픽셀 수와 폭의 픽셀 수의 비보다, 더 1에 가깝다. 본 발명의 일부 실시예에서, 라인의 길이는 이미징되는 물체 전체를 캡처할 만큼 충분히 크다. 또 다른 경우, 겹침이 있을 수 있는 사이드 바이 사이드 스캔(side by side scan)이 물체 전체를 캡처하기 위해 사용된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 물체와 카메라 간의 상대적 운동 동안 지정된 구간에서의 이미징을 위해 각각의 조명 설정에서의 조명이 물체를 향해 시퀀스로 스위치-온 및 오프되거나, 섬광된다. 일부 예시적 실시예에서, 이미지 획득 시스템의 하나의 스윕(sweep)이 완료될 때까지, 조명 시퀀스는 순환 반복된다. 예를 들어, 여러 다른 조명 설정은 광도, 각 분포, 형광성, 편광성, 또는 색상(가령, 파장)이 다를 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상대적 운동은 연속적이다. 또 다른 실시예에서, 운동은 단계적(step)이고, 단계들 사이에서 이미징이 발생한다.
한 번에 하나의 픽셀 라인을 캡처하는 카메라에 있어서, 편이치(shift)는 하나의 픽셀의 일부에 대응할 수 있다. 일부 예시적 실시예에서, N개의 조명 설정이 사용되는 경우, 편이치는 하나의 픽셀 폭의 N분의 1 폭에 대응할 수 있다. 예를 들어, 편이치는, 2개의 조명 설정이 사용될 때 2분의 1 픽셀 폭에 대응할 수 있고, 3개의 조명 설정이 사용될 때, 3분의 1 픽셀 폭에 대응하며, 4개의 조명 설정이 사용될 때, 4분의 1 픽셀 폭에 대응할 수 있다. 일부 예시적 실시예에서, N개의 조명 설정이 사용되는 경우, 편이치가 라인(또는 카메라에 의해 캡처되는 복수의 라인)의 N분의 1 폭에 대응한다. 앞서 언급된 편이치는 정확한 비율이 아니며, 슈퍼-샘플링(super-sampling) 또는 서브-샘플링(sub-sampling)을 얻기 위해 더 작거나 더 큰 편이가 구현될 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 검사 시스템은 픽셀의 비율에 대응하는 병진운동 정확도(가령, 픽셀 폭의 1-20%)를 가지며, 이는 대략 ±0.1-5 마이크론의 정확도에 대응하는 것이다.
본 발명의 일부 예시적 실시예에서, 조명 설정 시퀀스에서 편이치는 반드시 균일할 필요는 없으며, 서로 다른 조명 설정에 대해 더 작거나 더 큰 편이치가 정의된다. 예를 들어, 2개의 조명 설정을 포함하는 시퀀스에 있어서, 제 1 조명을 스위칭-온하거나 섬광된 후의 편이치가 0.4 픽셀 폭에 대응하고, 제 2 조명을 스위칭-온하거나 섬광된 후의 편이치가 0.6 픽셀 폭에 대응함으로써, 시퀀스의 종료에서는 1픽셀의 편이치가 존재하게 된다.
본 발명의 일부 실시예에서, 편이치가 1/N 픽셀 폭보다 작거나 크다. 1/N보다 작은 경우, 동일한 조명 설정을 이용한 이미지들 간 오버랩이 존재한다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 조명은, 스캐닝 동안 서로 다른 조명 설정이 높은 주파수(가령, 1-1000㎑)로 섬광될 수 있도록 스트로브(strobe) 기능을 포함한다. 일부 예시적 실시예에서, 본 발명은 연속된 조명의 고주파수 스위칭(온 및 오프)을 포함한다. 일부 예시적 실시예에서, LED(Light Emitting Diode) 조명이 사용된다. 예시적 LED는 Luxeon 사의 K2 LED와, Roithner Lasertechnik의 고전력 LED를 포함할 수 있다. 일부 예시적 실시예에서, 조명 유닛(가령, 출원인 오르보테크 엘티디의 미국 특허 출원 공개 번호 제2008-0089052호 “Linear Light Concentrator"에 기재된 바 있는 조명 유닛)이 하나 이상의 조명 설정을 제공하기 위해 사용된다(상기 미국 특허의 내용은 본원에서 참조로서 인용됨). 일반적으로, 하나의 섬광당 하나의 이미지가 캡처되며, 일련의 섬광이 제공되어, 각각의 서로 다른 조명 설정 및 스캔되는 물체의 각각의 영역에 대해 일련의 이미지를 캡처할 수 있다.
본 발명의 하나의 양태의 일부 실시예에 따라, 카메라의 단일 노출 영역보다 실질적으로 더 넓은 하나의 영역을 포함하는 복수의 영역 이미지를 구성하는 방법이 제공되며, 각각의 영역 이미지는, 1회 스윕 동안의 물체와 카메라의 상대적 운동 동안 순환 반복되는 조명 설정 시퀀스 중 하나의 조명 설정을 이용한 복수 노출로부터 도출된 것이다. 일반적으로, 미리 지정된 횟수의 사이클 후, 조명 설정 각각에 대해 하나씩의 영역 이미지가 구축되도록, 영역 이미지의 크기는 미리 지정되고, 시퀀스 내 모든 조명 설정에게 공통이다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 서로 다른 조명 설정을 이용한 서로 다른 순차적 영역 이미지가 복수의 서로 다른 조명 설정을 이용할 때 실질적으로 동일한 영역을 캡처하도록 제공되도록, 지정된 횟수의 사이클에 걸쳐 구축된 여러 다른 영역 이미지들(각각의 영역 이미지는 시퀀스의 여러 다른 조명 설정을 이용해 캡처됨) 간 편이치, 또는 병진운동거리는 작거나 및/또는 무시할만하다(가령, 10분의1 이하 픽셀 크기). 일부 예시적 실시예에서, 각각의 영역 이미지는 1회 스윕 동안 검사되는 영역의 일부를 덮는다. 일부 바람직한 실시예에서, 각각의 영역 이미지는 1회 스윕 동안 이미지되는 영역의 이미지이다. 일부 예시적 실시예에서, 복수의 스윕 동안 스캔되는 물체에 대해, 영역 이미지는 복수의 스윕 동안 스캔되는, 검사되는 물체 전체의 이미지이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 1회 스윕 동안 캡처되는 M개의 이미지로부터 구축된 하나의 영역 이미지에 대해, N개의 조명 설정의 경우, 조명 설정은 적어도 N*M 번 스위칭된다. 일부 예시적 실시예에서, 라인 카메라에 대해 최대 약 300,000 단위 정도로, 복수의 이미지가 사용되어, 1회 스윕 동안 검사될 물체의 하나의 단일 영역 이미지를 구축할 수 있다. 일부 예시적 실시예에서, 물체가 약 2 내지 4개의 서로 다른 조명 설정을 이용해 스캔되어, 라인 카메라에 대해 조명 설정이 약 1,000,000번 스위칭된다. 본 발명의 일부 실시예에 따라, 약 20마이크론의 픽셀 크기, 20-40㎑의 스위칭 주파수 및/또는 200㎜/sec의 스캐닝 속도를 가정하면, 조명 설정은 5-10마이크론마다 스위칭된다. 일반적으로, 라인 카메라에 있어서, 동일한 조명 설정의 섬광들 사이에 커버되는 거리는 하나의 픽셀의 폭(또는 그 이하)(가령, 라인의 폭(또는 그 이하))에 대응한다.
본 발명의 발명자는 서로 다른 조명 설정 하에서 캡처된 영역 이미지들 간 정렬, 가령, 정확한 서브-픽셀 정렬에 의해, 서로 다른 조명 설정 하에서 캡처된 영역 이미지들 간 정합도(registration) 계산(가령, 이미지 분석에 의한 정합도 계산)이 필요 없이, 서로 다른 조명 설정 하에서 캡처된 영역 이미지들의 비교가 제공되는 것을 발견했다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 시스템의 기계적 주파수(가령, 시스템의 진동 주파수)보다 조명 설정들 간 스위칭 주파수가 더 높다. 일부 예시적 실시예에서, 시스템의 기계적 주파수는 최대 100㎐(가령 0 내지 100㎐)이며, 반면에 조명 설정들 간 스위칭 주파수는, 예를 들어 라인 카메라에 있어서, 최대 20-50㎑에 도달할 수 있다. 일부 예시적 실시예에 따르면, 서로 다른 조명 설정 하에서 캡처된 이미지들은 서로 간에 작은 공간적 편이치를 가진다, 즉, 시스템의 기계적 진동의 주파수에 비교할 때, 매우 높은 공간 주파수를 가진다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 이러한 작은 공간 편이와 이러한 높은 공간 주파수에 걸쳐 시스템의 기계적 진동으로 인해 유도되는 에러는 미미하고 따라서 무시될 수 있다. 선택사항으로서, 이들 작은 공간적 편이 동안 시스템의 기계적 진동으로 인해 유도되는 에러가 선형 범위(linear range)에 있다고 가정되어, 정합을 위해 선형 변환만 필요할 수 있다.
통상적으로, 복수의 이미지를 획득하는 종래의 스캐닝 시스템에서, 시스템의 기계적 부정확성을 설명하기 위해, 이들 이미지 간에 이미지 분석을 기초로 하는 정합이 필요하다. 정합은, 이미지들 간 다양한 변환(원치 않은 운동에 대해 보상하기 위한 편이, 회전 및 전단(shear))을 포함할 수 있다. 일반적으로, 에러(운동의 부정확성으로 인한 에러)는 시스템의 진동 주파수, 기계적 시스템의 강성, 및 이미지 획득과 관련된 움직임의 거리의 함수이다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 서로 다른 조명 설정 하에서 캡처된 이미지들 간 정합은, 이미지들 간 알려진 및/또는 미리 프로그래밍된 편이치, 가령 서브-픽셀 편이치를 기초로 수행되고, 정합도를 계산하기 위한 이미지 분석은 필요로 하지 않는다.
일반적으로, 서로 다른 조명 설정 하에서 캡처된 영역 이미지들 간 누적 편이 오류는 대략 1 단위 픽셀 또는 그 이하 수준이다. 본 발명의 일부 실시예에 따라, 규칙의 세트를 기반으로 구성된 영역 이미지의 분석에 의해, 또는 그 밖의 다른 방법(가령, 다이 투 다이(die to die), 템플릿 매칭(template matching), 또는 자기상관)에 의해 검사가 제공되는 설계 규칙(design rule) 검사를 기초로 검사가 제공된다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 서로 다른 조명 설정에서 구성된, 실질적으로 동일한 영역의 영역 이미지들이 서로 비교되어, 서로 다른 조명 설정에서 구성된 이미지들 간 정합을 수행하지 않고 검사될 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 서로 다른 조명 설정에서 구성된, 실질적으로 동일한 영역의 영역 이미지들이 서로 비교되어, 이미지를 마스터에 대해 정합하지 않고 검사될 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 영역 이미지들을 서로에 대해, 또는 마스터 이미지(가령, 기준 이미지)에 대해 정합할 필요 없이, 검사가 수행된다.
본 발명의 일부 실시예에 따라, 시퀀스 중 하나의 조명 설정을 이용해 캡처된 영역 이미지들과 기준 이미지 간 정합도가 계산된다. 일반적으로, 기준 이미지는 검사될 전체 영역을 포함하는 마스터 및/또는 템플릿 이미지이다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 기준 이미지는 시스템의 메모리에 저장되는 이미지, 가령, CAD 도면, CAM 도면 또는 템플릿 이미지이다. 일부 실시예에서, 시스템의 메모리는 시스템(가령, 디스크-온-키(disk-on-key), 네트워크 디스크 드라이브)에 의해 액세스 가능한 외부 메모리를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에 따라, 다른 조명 설정을 이용해 캡처되는 해당 영역 이미지의 정합을 위해 계산된 정합도가 반복된다. 본 발명의 일부 실시예에 따라, 조명 설정들 중 하나에 대해 계산된 정합도는, 나머지 조명 설정 각각에 적용될 때, 시퀀스 내 서로 다른 조명 설정 하에서 캡처된 연속하는 이미지들 간 알려진 편이치 및/또는 병진운동거리를 기초로 조정된다. 본 발명의 일부 실시예에서, 변칙적인 것에 대해 이미지를 분석할 때, 서로 다른 조명을 이용해 취해진 이미지들 간 위치 차이는 무시될 수 있도록 편이치가 충분히 작다. 본 발명의 발명자는, 예를 들어, 조정을 하든, 안하든 관계없이, 서로 다른 조명 설정에 대해 작고 정확한 편이치(가령, 서브-픽셀 편이 에러) 및/또는 캡처된 각각의 이미지들 간 병진운동거리 때문에 정합도 계산을 반복할 필요가 없음을 발견했고, 서로 다른 영역 이미지들 간 정합은 필요하지 않음을 발견했다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 서로 다른 조명 간 고주파수(가령 1-50㎑) 스위칭, 및/또는 카메라와 표면 간 작은 공간 편이치(가령, 100마이크론 이하)가 사소하고 미미한 편이 에러를 야기한다.
먼저 첫 스윕 동안 제 1 조명 설정 하에서 전체 스캔된 이미지를 캡처하고, 그 후, 다음 번 스윕 동안 다른 조명 설정을 이용해 물체를 반복적으로 스캐닝함으로써, 복수의 영역 이미지, 가령, 각각 서로 다른 조명 설정 하에서 캡처된 전체 보기 이미지가 구축될 수 있지만, 이러한 프로세스는 본원에서 기재된 시스템과 방법보다 덜 효율적일 것이다. 예를 들어, 물체의 복수 번 스윕을 위해 필요한 시간은, 1회 스윕 동안 서로 다른 조명 설정 하에서 복수의 이미지를 캡처하기 위해 필요한 시간보다 긴 것이 일반적이다. 덧붙여, 서로 다른 조명 설정을 이용해 각각 캡처되는 복수의 영역 이미지를 획득하기 위해 복수 번 스윕을 수행하는 것은, 1회 스윕에서 얻어진 각각의 전체 보기 이미지 및/또는 영역 이미지에 대해 정합이 반복될 것을 필요로 한다. 일반적으로, 이렇게 반복된 정합은, 하나의 조명 설정 하에서 캡처된 이미지에 대해 정합을 한 번 수행하고, 다른 조명 설정 하에서 캡처된 이미지에 대해 정합을 반복하는 것에 비교할 때, 더 많은 프로세싱 시간 및 파워를 필요로 한다.
덧붙여, 본 발명의 시스템 및 방법과 함께, 일반적으로 정합을 허용하지 않을 조명 설정이 사용될 수 있다. 예를 들어, 정합은 정합을 야기하는 하나의 조명 설정에 대해 수행될 수 있고, 상기 정합이, 정합을 야기하지 않는 조명 설정에 대해 복사될 수 있다. 예를 들어, 샤이니 애플리케이션(shiny application)의 정합은 강한 브라이트 필드(bright field) 조명을 이용한 경우 비교적 쉽지만, 강한 다크 필드(dark field) 및 약한 브라이트 필드 조명을 이용한 겨우 더 어려울 수 있다. 풀 컬러 이미지(full color image)를 이용하는 시스템은 여러 다른 색상에 대한 정합을 필요로 하지 않으며, 일반적으로 컬러 이미지의 사용은, 단색 기반 시스템에 비교할 때 시스템의 비용과 복잡도를 증가시킨다. 덧붙여, 컬러 이미지의 사용으로 인해 광학 성능이 저하될 수 있다.
특정 영역에서 정합도를 계산하기에 가장 적합한 조명 설정이 설정되도록 일련의 조명 설정들 중 임의의 하나가 선택되어, 영역 이미지와 기준 이미지 간의 정합도를 계산할 수 있다. 일부 예시적 실시예에서, 하나 이상의 영역 이미지가 조합되어 복수의 조명 설정을 포함하는 하나의 영역 이미지, 가령, 풀 컬러 이미지가 획득될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 본원에서 기재된 AOI 시스템 및 방법이 적용되어, 물질 식별, 결함 검출 및/또는 결함 분류의 전문성과 정확도를 증가시킴으로써, 검사 성능을 개선할 수 있다. 일부 바람직한 실시예에서, 복수의 조명 설정 하에서 캡처된 표면(또는 표면의 일부분)의 이미지들이 비교되고, 서로 다른 이미지들로부터 통합된 정보가 사용되어, 검사 성능을 개선할 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 본원에서 기재된 AOI 시스템 및 방법이 적용되어, 표면 상에 도포된 서로 다른 유형의 물질을 구별, 및/또는 서로 다른 유형의 물질들 간 경계부를 식별할 수 있다.
일부 바람직한 실시예에서, 서로 다른 유형의 물질들은, 이미지 캡처 동안 브라이트 필드 조명과 다크 필드 조명을 교대로 투사하는 것에 따라 결정된 물질들의 정반사(specular) 및/또는 난반사(diffuse) 특성을 기초로, 식별, 또는 구별된다. 일반적으로, 의도된 경계부 밖 및/또는 속하지 않은 장소에서 발견된 물질은 결함이라고 식별되고 보고된다. 일부 바람직한 실시예에서, 브라이트 필드 조명과 다크 필드 조명을 교대로 이미징함으로써, 회로에서 금-도금된 구리 및 베어(bare) 구리 물체가 구별되고, 및/또는 전기 회로의 경성 부분과 연성 부분이 구별된다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 검사되는 표면 상의 서로 다른 유형의 물질이, 이미지 캡처 동안 서로 다른 파장의 광들을 교대로 투사하는 것에 따라 결정된 그들의 산광(light scatter) 속성을 기초로, 식별 또는 구별된다. 일부 물질의 산광 속성은 입사 파장에 따라 달라지는 것으로 알려져 있으며, 서로 다른 파장으로 조명할 때 캡처된 광의 세기를 비교함으로써, 물질은 식별(또는 다른 물질과 구별)될 수 있다. 본 발명은 먼지(또는 일반적으로 결함이라고 오해되는 그 밖의 다른 작은 입자)는, 스펙트럼의 장파장 부분으로의 조명에 비교할 때, 스펙트럼의 단파장 부분의 조명에 더 강렬하게 반응함을 발견했다. 일부 예시적 실시예에서, 물질의 산란 속성을 기초로 물질을 구별하는 것이 사용되어, 위양성(false positive) 결함 검출의 수를 감소시킬 수 있다.
통상, 단일 이미지로 전기 회로를 검사하는 AOI 시스템에서, 3차원 결함과 구리의 변색 또는 산화가 모두, 검출되는 영역에서 감소된 회색도(gray level) 또는 감소된 반사율(reflectance)로서 나타난다. 그러나 변색이나 산화가 항상 치명적인 결함이라고 여겨지는 것은 아닌데 비해, 소실되거나 감소된 구리는 치명적인 결함으로 여겨지는 것이 일반적이다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 서로 다른 조명 각도 하에서 캡처된 이미지들의 비교를 기초로, 소실되거나 감소된 구리 물질로 인한 3차원 결함이 구리의 변색이나 산화와 구별된다. 선택사항으로서, 서로 다른 각도로 캡처된 이미지들로부터의 출력이 토포그래피적 정보를 제공하고, 상기 정보는 3차원 결함을 식별하기 위해 사용될 수 있다. 치명적인 결함과 치명적이지 않은 결함을 구별함으로써, 위양성 검출이 감소되고, AOI 조작자의 시간이 절약된다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 높은 조명 광도 레벨의 조명과 낮은 조명 광도 레벨의 조명들을 포함하는 복수의 조명 설정이 적용되어, 캡처된 이미지에서 검출 가능한 광도 레벨의 다이나믹 레인지(dynamic range)가 증가될 수 있다. 일부 예시적 실시예에서, 포화를 피하기 위해, 높은 광도 레벨 조명일수록 작거나 희미한 결함이 식별되고, 반면에 낮은 광도 레벨 조명일수록 더 큰 물체가 검사된다.
서로 다른 조명 설정으로 이미징되는 물체는, 예를 들어, 물체의 반사율 특성, 산광 속성 및/또는 토포그래피적 속성 때문에, 서로 다르게 나타날 수 있다. 물체가 서로 다르게 나타나는 것에 의해, 서로 다른 조명 설정 하에서 캡처된 이미지들 간 정합도의 계산이 매우 복잡해지거나, 및/또는 에러를 초래하거나, 및/또는 정합이 이미지의 내용을 기초로 하는 경우 정합이 가능하지 않을 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명은 정합이 캡처된 이미지들 간 알려진(지정된, 또는 미리 프로그래밍된) 편이치를 기반으로 이뤄지기에 충분히 높은 주파수로, 충분히 작은 공간적 격차를 갖는 이미지를 캡처함으로써, 이미지 내용을 기초로 하는 어려운 정합도 계산을 피한다. 일반적으로 편이치는 서브-픽셀 편이치이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라, 4개의 서로 다른 조명 설정으로 구성된 시퀀스를 이용해, 카메라와 패널의 상대적 운동 동안 멀티-라인 카메라를 이용해 이미징되는 패널 영역의 단순화된 도면이 나타난다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 타임 슬롯 t0에서 카메라가 제 1 조명 설정을 이용해 패널의 제 1 노출 영역(100)의 이미지(가령, 이미지 프레임)를 캡처한다. 일반적으로, 제 1 노출 영역(100)은 복수의 픽셀 라인(가령, 1-50개의 라인)을 포함한다. 타임 슬롯 t0과 다음 번 타임 슬롯 t1 사이에서, 카메라는 패널에 대해 제 1 노출 영역(100)의 길이의 일정 비율(가령, 제 1 노출 영역(100)의 길이(140)의 4분의 1)과 동일한 거리만큼 이동하고, 타임 슬롯 t1에서 제 2 노출 영역(110)에 대한 제 2 이미지가 캡처된다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 제 2 노출 영역(110)은 제 2 조명 설정(가령, 제 1 조명 설정과는 상이한 조명 설정)을 이용해 이미징된다. 제 1 노출 영역(100)과 제 2 노출 영역(110)은, 예를 들어 스캐닝 방향(150)으로 상기 영역들 간 길이의 편이치(142)(가령, 노출 영역(100)의 길이의 4분의 1에 상응하는 편이치)만큼 부분적으로 겹친다.
타임 슬롯 t1과 다음 번 타임 슬롯 t2 사이에서, 카메라는 패널에 대해, 노출 영역(100)의 길이의 일정 비율(가령, 노출 영역(100)의 길이(140)의 4분의 1)과 동일한 거리만큼 이동한다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 제 3 조명 설정(가령, 제 1 조명 설정 및 제 2 조명 설정과 상이한 조명 설정)을 이용하여 노출 영역(120)이 캡처된다. 노출 영역(100)과 노출 영역(120)은, 이들 사이의 길이의 편이치(144)만큼 겹친다. 예컨대, 노출 영역(100)의 길이의 2분의 1에 상응하는 길이만큼 겹친다.
타임 슬롯 t2와 다음 번 타임 슬롯 t3 사이에서, 카메라가 패널에 대해, 노출 영역(100)의 길이의 일정 비율(가령, 노출 영역(100)의 길이(140)의 4분의 1)과 동일한 거리만큼 이동하고, 제 4 노출 영역(130)이 타임 슬롯 t3에서 이미징된다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 노출 영역(130)은 제 4 조명 설정(가령, 제 1, 제 2 및 제 3 조명 설정과 상이한 조명 설정)을 이용해 캡처된다. 노출 영역(100)과 노출 영역(130)은 이들 간의 길이의 편이치(146)만큼 부분적으로 겹치는데, 이 예시에서는 노출 영역(100)의 길이의 4분의 3에 상응하는 길이이다. 타임 슬롯 t3과 다음 번 타임 슬롯 t4 사이에서, 카메라가 패널에 대해, 노출 영역(100)의 길이의 일정 비율(가령, 길이(140)의 4분의 1)과 동일한 거리만큼 이동하고, 제 5 이미지(101)가 타임 슬롯 t4에서 캡처된다. 일반적으로, 캡처된 각각의 이미지에 대한 노출 영역은 동일하다. 일부 바람직한 실시예에서, 조명 설정들 중 일부에 대해 노출 영역은 달라질 수 있고, 동일한 조명 설정을 이용해 얻어진 순차적 이미지들 간에 겹침이 존재할 수 있다.
일부 예시적 실시예에서, 각각의 이미지에서 둘 이상의 픽셀 라인이 캡처되고, 서로 다른 조명 설정을 이용한 이미지의 캡처들 사이의 편이치는 각각의 이미지에 캡처되는 라인의 개수의 일정 비율이다. 예를 들어, 각각의 이미지에서 픽셀 라인이 2개씩 캡처되고, 4개의 서로 다른 조명 설정으로 구성된 시퀀스가 사용되는 경우, 이미지 캡처 간 편이치는 2분의 1 픽셀 폭일 수 있다. 또 하나의 일례에서, 각각의 이미지에서 픽셀 라인이 4개씩 캡처되고, 4개의 서로 다른 조명 설정이 시퀀스로 사용되는 경우, 이미지 캡처 간 편이치는 1 픽셀 폭일 수 있다. 일부 실시예에서, 한 번에 비교적 많은 개수의 라인이 이미징되는 때라도, 이미지들 간 편이치는 1 픽셀보다 작다(또는, 최대, 수 픽셀).
본 발명의 일부 실시예에 따라, 프로세스가 반복되고, 제 1 조명 설정을 이용해 새로운 노출 영역(101)의 다음 번 이미지가 캡처된다. 일반적으로, 시퀀스는 패널의 희망하는 영역이 스캔될 때까지 반복된다. 일부 예시적 실시예에서, 노출 영역(100 및 101)이 길이(140)만큼 편이되어, 노출 영역(100)이 끝나는 곳에서 노출 영역(101)이 시작하도록 할 수 있다. 일부 예시적 실시예에서, 노출 영역(100)과 노출 영역(101) 사이에 갭(gap)을 두어, 서브-샘플링을 달성할 수 있다. 일반적으로, 영역 이미지는, 이미지 프레임들 간 지정된 편이치(가령, 영역(100)과 영역(101) 간의 편이치)를 기초로, 동일한 조명 설정 하에서 캡처된 복수의 캡처 이미지로부터 구축된다. 일반적으로, 영역 이미지를 구축하기 위해 정합(registration)은 필요하지 않다. 일부 예시적 실시예에서, 지정된 편이치가 슈퍼 샘플링(super sampling)을 위해 제공되고, 동일한 조명 설정 하에서 캡처된 순차적인 이미지 프레임들(가령, 영역(100)의 이미지와 영역(101)의 이미지) 간에 정합이 수행된다. 일부 예시적 실시예에서, 하나의 조명 설정에서 계산된 정합도가 시퀀스의 다른 조명 설정 하에서 캡처된 이미지를 정합하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에 따라, 동일한 조명 설정 하에서 캡처된 구축된 영역 이미지(가령, 노출 영역(100 및 101))와, 기준 이미지, 즉 스캔되는 패널 영역의 기준 전체 보기 이미지(full view image) 간에 정합이 수행된다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 하나의 조명 설정을 기초로 계산된 정합도가, 다른 조명 설정을 이용해 얻어진 영역 이미지의 정합을 위해 사용될 수 있어서, 각각의 조명 설정에 대해, 기준과의 비교가 요구되지 않는다. 본 발명의 일부 실시예에서, 변칙적인 것에 대해 이미지를 분석할 때, 서로 다른 조명을 이용해 얻어진 이미지들 간 위치 차가 무시될 수 있을 정도로 편이치는 충분히 작다.
앞서 카메라가 패널에 대해 운동하는, 가령, 병진운동하는 본 발명의 실시예가 기재되었지만, 본 발명의 일부 예시적 실시예에서, 패널이 카메라에 대해 운동(가령, 병진운동)하거나, 및/또는 카메라와 패널 모두 서로에 대해 운동한다.
앞서 본 발명의 실시예가 4개의 서로 다른 조명 설정으로 구성된 시퀀스를 이용하는 것으로 기재되었지만, 이와 다른 개수의 조명 설정이 사용될 수 있다, 가령, 4개보다 적거나 많은 서로 다른 조명 설정이 사용될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 서로 다른 조명 설정은 하나 이상의 속성(가령, 색상(파장), 광도, 각 분포(angular distribution), 편광성)이 상이할 수 있다. 물체를 이미징하기 위해 사용될 수 있는 한 벌의 조명 설정에 대한 예로는, UV와 적색 조명, 고광도 조명과 저광도 조명, 청색 조명과 적색 조명, UV와 청색 조명, UV와 백색 조명, 적색 조명과 백색 조명, 저각(브라이트 필드) 조명과 광각(또는 스침입사 각(grazing angle))(다크 필드) 조명이 있다. 일부 예시적 실시예에서, 각각의 서로 다른 조명 설정에 대해 개별적인 광원이 사용된다. 일부 예시적 실시예에서, 하나의 광원이 둘 이상의 조명 설정을 제공한다. 일부 예시적 실시예에서, 복수의 광원이 하나의 조명 설정을 제공하도록 사용된다.
도 2a-2b를 참조하면, 본 발명의 일부 실시예에 따르는, 픽셀 폭의 일정 비율만큼 편이된, 3개의 서로 다른 조명 설정의 시퀀스를 이용하는 라인 카메라로 이미징되는 라인에 대한 2개의 다이어그램을 도시한다. 도 2a는 3개의 서로 다른 조명 설정으로 캡처된 제 1 이미지 시퀀스를 단순화시킨 도면이며, 도 2b는 3개의 서로 다른 조명 설정으로 캡처된 제 2 이미지 시퀀스를 단순화시킨 도면이다. 본 발명의 일부 실시예에 따라, 타임 슬롯 t0에서 라인 카메라는 제 1 조명 설정을 이용하여, 복수의 픽셀(210)의 노출 영역을 형성하는 노출 픽셀(210a-210h)(가령, 하나의 라인을 형성하는 복수의 픽셀)을 캡처한다. 일반적으로, 노출 영역(210)은 스캔되는 패널의 제 1 폭(250)에 걸쳐 있다. 일부 예시적 실시예에서, 그 후, 패널이, 스캐닝 방향(150)을 따라, 픽셀 폭의 일정 비율(가령, 3개의 조명 설정으로 이뤄진 시퀀스를 이용할 경우, 픽셀 폭의 3분의 1)만큼 라인 카메라에 대해 편이한다. 본 발명의 일부 실시예에 따라, 타임 슬롯 t1에서, 라인 카메라는 제 2 조명 설정을 이용해, 제 2 노출 영역(220)을 포함하는 복수의 픽셀(가령, 하나의 라인 내에 형성된 복수의 픽셀)을 캡처한다. 이 이미지 영역은 스캔되는 패널의 제 2 폭(251)에 걸쳐 있는 라인(210)의 일부와 다음 번 라인(211)의 일부를 포함한다. 일반적으로, 폭(250)과 폭(251)의 크기는 서로 동일하고, 라인 카메라에 의해 캡처된 라인의 폭에 실질적으로 대응한다. 일부 예시적 실시예에서, 폭(250)과 폭(251) 각각은, 라인 카메라에 의해 캡처되는 라인의 폭보다 좁아서, 동일한 조명 설정을 이용해 캡처되는 이미지들 간 겹침을 제공할 수 있다.
그 후, 패널이, 스캐닝 방향(150)을 따라, 픽셀 폭의 일정 비율(가령, 픽셀 폭의 3분의 1)만큼, 라인 카메라에 대해 편이하고, 타임 슬롯 t2에서 라인 카메라는 제 3 조명 설정을 이용하여, 제 3 노출 영역(230)을 포함하는 복수의 픽셀을 캡처한다. 이 이미지 영역은 라인(210)을 덜 포함하고, 라인(211)을 더 포함한다(폭(250)은 덜 포함하고, 폭(251)을 더 포함함).
그 후, 패널은, 스캐닝 방향(150)을 따라, 픽셀 폭의 일정 비율(가령, 픽셀 폭의 3분의 1)만큼, 라인 카메라에 대해 편이하여, 영역(211)의 전체 픽셀 라인이 캡처되게 된다. 본 발명의 일부 실시예에 따라, 타임 슬롯 t3에서, 제 1 조명 설정을 이용해 노출 영역(211)이 캡처된다(명확성을 위해, 도 2a와 2b에 모두 나타남). 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 노출 영역(211)의 캡처가 제 2 폭(251)에 걸쳐 이뤄지며, 3개의 조명 설정을 이용해 캡처된 제 2 이미지 시퀀스를 시작한다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 타임 슬롯 t4에서, 라인 카메라가 제 2 조명 설정을 이용해 노출 영역(221)을 포함하는 복수의 픽셀을 캡처한다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 이미지 영역(221)이 폭(252)의 일부분에 추가로, 노출 영역(220)에 의해 이전에 커버되지 않았던 폭(251)의 일부분에 걸쳐 있다.
그 후, 패널이, 스캐닝 방향(150)을 따라 픽셀 폭의 일정 비율(가령, 픽셀 폭의 3분의 1)만큼 라인 카메라에 대해 편이하고, 타임 슬롯 t5에서, 라인 카메라가 제 3 조명 설정을 이용해 노출 영역(231)을 포함하는 복수의 픽셀을 캡처한다. 이 이미지 영역은 폭(252)에 더 걸쳐 있고, 폭(251)에 덜 걸쳐 있다.
그 후, 패널이, 스캐닝 방향(150)을 따라, 픽셀 폭의 일정 비율(가령, 픽셀 폭의 3분의 1)만큼, 라인 카메라에 대해 편이하여, 영역(212) 내 전체 픽셀 라인이 폭(252) 전체에 걸쳐 캡처된다. 이는 세 번째 시퀀스를 시작한다. 일반적으로 폭(252)의 크기는 폭(250 및 251)의 크기와 동일하다. 본 발명의 일부 실시예에 따라, 시퀀스는, 1회 스윕 동안 검사될 패널의 영역이 모두 커버될 때까지 반복된다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 하나의 조명 설정으로 캡처되는 실질적으로 모든 이미지가 조합되어, 각각의 조명 설정을 이용한, 패널의 연속 이미지가 형성될 수 있다. 도 2A에서 하나의 픽셀 라인이 8개의 픽셀(210a-210h)로 구성된 것으로 도시되지만, 픽셀의 개수는 수천 개, 가령 2K 내지 16K 픽셀인 것이 일반적이다.
일반적으로, 편이 에러는 편이치 자체보다 작다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 캡처된 이미지들 간 편이 에러는 1 픽셀보다 작거나, 바람직하게는 1 픽셀보다 상당히 더 작으며, 서로 다른 조명 설정 하에서 얻어진 영역 이미지들 간 변환은 조명 설정들 간 지정된 편이치를 기초로 한다. 따라서 본 발명의 일부 실시예에 따라, 영역 이미지 각각의 이미지 데이터를 따로 따로 분석함으로써, 정합도를 계산할 필요가 없다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일부 실시예에 따라, 5번의 연속되는 캡처 이벤트 동안 카메라의 노출 영역에 대해 이동하는 패널의 단순화된 도면을 도시한다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 정지 이미징 유닛이 패널(300)의 일부분의 이미지를 캡처할 때, 스캐닝 방향(370)으로 패널(300)을 전진시킴으로써, 패널(300)이 스캐닝된다. 명확하기 위해, 패널(300)은, 패널 영역(10, 11 및 12)로 나뉘어 도시되는데, 여기서 각각의 영역은 하나의 이미지에 의해 캡처되는 영역(가령, 하나의 라인이나 복수의 라인)에 대응한다. 일부 예시적 실시예에서, 패널(300)이 교차-스캔 방향(가령 스캔 방향에 수직인 방향)으로 넓으며, 복수의 이미지 획득 장치(가령, 일렬의 카메라들)가 사용되어, 스캔될 패널의 전체 폭을 포함하는 영역을 캡처할 수 있다. 일부 예시적 실시예에서, 패널(300)의 전체 폭이 복수의 스윕(sweep) 동안 스캔된다. 일부 예시적 실시예에서, 1회 스윕 동안 단일 카메라에 의해 패널(300)의 전체 폭이 스캔된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 타임 슬롯 t0에서, 제 1 조명 설정으로 패널(300)의 부분(315)이 조명되고, 상기 부분(315)이 캡처된다. 다음 번 타임 슬롯 t1에서, 패널(300)은 편이 및/또는 오프셋되어, 다른 부분(325)이 조명된다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 제 2 조명 설정이 적용되어, 부분(325)을 조명하고, 제 2 이미지가 캡처된다. 일부 예시적 실시예에서, 부분(325)은 부분(315)으로부터 단일 이미지의 길이(350)(가령, 단일 이미지는 1-50 줄의 픽셀 라인을 포함함)의 일정 비율만큼 오프셋된다. 일부 예시적 실시예에서, 비율은, 하나의 시퀀tm, 가령 반복 시퀀스로 사용되는 서로 다른 조명 설정의 개수 분의 1에 해당한다. 예를 들어, 4개의 조명 설정이 사용되는 경우, 이미지들 간 편이치는 이미지 길이의 4분의 1로 설정될 수 있어서, 이미지가 패널 영역(10)의 4분의 3 부분과 패널 영역(11)의 4분의 1 부분을 커버한다. 일부 예시적 실시예에서, 동일한 조명 설정 하에서 얻어진 이미지들 간에 겹침이 존재하도록, 서로 다른 조명 설정의 개수 분의 1보다 작은 비율이 사용된다. 동일한 조명 설정 하에서 얻어진 이미지들 간 겹침은, 캡처된 영역에서 연속되는 이미지들 간에 어떠한 갭(gap)도 없음을 보장하고, 동일한 조명 설정 하에서 캡처된 순차적 이미지들 간 정합도의 계산을 제공할 수 있다.
다음 번 타임 슬롯 t2에서, 패널(300)은 스캐닝 방향(370)으로 편이되어, 부분(335)이 이미징된다. 일부 예시적 실시예에서, 부분(335)을 이미징하기 위해 제 3 조명 설정이 사용된다. 예를 들어, 이미징 부분은 패널 영역(10)의 2분의 1과 패널 영역(11)의 2분의 1을 포함한다. 다음 번 타임 슬롯 t3에서, 부분(345)(가령, 부분(10)의 4분의 1과 부분(11)의 4분의 3)이 이미징되도록 패널(300)은 다시 스캐닝 방향(370)으로 편이된다. 일부 예시적 실시예에서, 제 4 조명 설정이 부분(345)을 이미징하기 위해 사용된다. 본 발명의 일부 실시예에 따라, 다음 번 타임 슬롯 t5 동안, 패널(300)이 스캐닝 방향(370)으로 부분(315)에 대해 전체 보기 이미지, 가령 부분(11)만큼 편이되어, 제 1 조명 설정에 노출된 채 부분(355)이 이미징된다. 이러한 방식으로, 패널이 완전히 스캐닝될 때까지 시퀀스가 반복된다. 본 발명의 실시예에 따라, 패널(300)의 모든 부분이 각각의 조명 설정을 이용해 이미징된다. 따라서 캡처된 이미지들이 대조되고, 단일 조명 설정에서의 이미지들이 조합되어, 각각의 조명 설정에 대한 패널(300)의 전체 보기 이미지를 생성할 수 있다.
조명 설정들 간 스위칭 주파수는, 시스템의 기계적 주파수(가령, 시스템의 진동 주파수)보다 높은(가령, 상당히 더 높은) 것일 일반적이다. 일반적으로, 시스템의 기계적 주파수는 최대 100㎐(가령, 0-100㎐)이며, 조명 설정들 간 스위칭 주파수는, 예를 들어 라인 카메라의 경우 최대 20-40㎑에 도달할 수 있다. 즉, 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 서로 다른 조명 설정 하에서 캡처되는 이미지들 간에 발생하는, 패널에 대한 카메라의 공간 편이가 시스템의 허용오차보다 더 낮은 수준이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일부 실시예에 따르는 복수의 조명 설정을 이용한 스캐닝 동안 전기 회로(가령 PCB 패널)의 이미지를 캡처하기 위한 예시적 방법의 단순화된 순서도가 도시되어 있다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 조명원이 시퀀스 내 제 1 조명 설정으로 설정된다(단계(410)). 서로 다른 조명 설정을 시퀀스로 제공하기 위해 하나 이상의 조명원이 사용될 수 있다. 가령, 하나의 조명 설정을 위한 둘 이상의 조명원 및/또는 서로 다른 조명 설정을 위한 서로 다른 조명원이 사용될 수 있다. 일부 예시적 실시예에서, 제어기가 서로 다른 조명 설정들(가령, 요구되는 조명 설정의 설정값) 간 스위칭을 제어한다.
본 발명의 일부 실시예에 따라, 현재의 조명 설정이 활성화(가령, 섬광)되고(단계(415)), 이미지 라인 또는 복수의 이미지 라인을 포함하는 이미지가 캡처된다(단계(420)). 일부 예시적 실시예에서, 둘 이상의 이미지가 캡처된다. 예를 들어, 단일 조명 시기 동안, 둘 이상의 섬광을 이용해 하나의 영역에 대한 둘 이상의 이미지가 캡처되거나, 및/또는 패널의 더 넓은 영역을 커버하기 위해 서로 다른 영역(가령, 교차 스캔 방향에서의 서로 다른 영역)이 캡처될 수 있다. 일반적으로 이미지는 조명 시기(illumination period) 동안 캡처된다.
더 많은 이미지가 필요한가를 결정하기 위해 질의된다(단계(440)). 본 발명의 실시예에 따르면, 스캐닝을 계속하기 위해, 패널이, 이미징 유닛에게 노출되는 영역에 대해, 전진한다(단계(442)). 일반적으로 전진거리(편이치)는 작은데, 예를 들어, 검사되는 영역 이미지의 크기에 비하면 무시할만하다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 편이치는 1 픽셀 이하이다. 본 발명의 일부 실시예에 따라, 편이치는 1-10 픽셀 및/또는 1-50 픽셀이다. 조명원은 지정된 다음 번 설정으로 설정되며(단계(445)), 노출 영역에 대한 패널의 지정된 위치 설정에 대응하는 지정된 시간 주기에서, 프로세스(예컨대, 단계(410-440)로 기재된 프로세스)가 새로운 조명 설정 하에서 반복된다. 본 발명의 일부 실시예에 따라, 스캐닝 절차(단계(450))가 종료될 때, 선택사항으로서, 각각의 조명 설정에서 캡처된 이미지들이, 하나의 영역 이미지 또는 전체 보기 이미지를 생성하도록 스티칭(stitch)된다(단계(455)). 본 발명의 일부 실시예에 따라, 각각의 영역 이미지는 100-50,000 줄의 픽셀 라인, 또는 그 이상을 포함한다. 일부 예시적 실시예에서, 영역 이미지는 10-100 줄의 라인을 포함한다. 하나의 영역 이미지 또는 전체 보기 이미지를 생성하기 위해 이미지들을 스티칭하는 것은 공지된 방법을 이용해 수행될 수 있다. 선택사항으로서, 스티칭은 프레임 캡처 프로세스(420)의 일부분으로서 수행될 수 있다(예를 들어, 파이프라인화된 프로세스(pipelined process)로 수행될 수 있다). 본 발명의 일부 실시예에 따라, 각각의 영역 이미지에 포함된 라인의 수에 비해, 캡처되는 뒤 따르는 이미지들 간의 작은 편이치 때문에, 서로 다른 조명 설정으로 캡처된 영역 이미지들을 정렬하기 위한 정합(registration)이 필요치 않다. 본 발명의 일부 실시예에 따라, 작은 편이치가, 시퀀스 내 서로 다른 조명 설정들을 이용해 구축된 영역 이미지들 간 이미지 분석 없는 정합을 제공한다. 가령, 작은 편이치는 거의 완벽한 정렬을 제공한다. 본원에서 사용될 때, 자동 정합(automatic registration)은, 서로 다른 이미지들의 이미지 데이터들을 비교하는 계산 없이 이뤄지는 정합을 지칭한다. 선택사항으로서, 서로 다른 조명 설정에서 캡처된 영역 이미지들을 정렬하기 위해 정합도가 계산된다(단계(457)). 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 복수의 조명 설정 중 하나로부터 획득된 이미지에 대해 정합도가 계산된다. 일부 예시적 실시예에서, 선택사항으로서, 정합 및 정합도 계산을 위해 이 설정이 사용되는지 여부에 대한 질의에 따라, 이미지가 캡처되는 중일 때 정합이 수행된다. 선택사항으로서, 정합은, 시간 딜레이를 두고 계산되거나, 오프 라인(off line) 방식으로 계산될 수 있다(가령, 이미지의 전부 또는 일부가 캡처된 후 계산될 수 있다). 일반적으로 조명 설정들의 시퀀스의 제 1 조명 설정에서 정합이 수행된다. 그러나 정합은 시퀀스의 임의의 조명 설정에서 캡처된 이미지에서 수행될 수 있다. 일반적으로 이미지 프로세싱은 이미지 캡처와 병렬로 수행된다. 선택사항으로서, 프로세싱은 시간 딜레이를 두고, 또는 오프 라인 방식으로 이미지 캡처가 끝날 때 수행될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에 따라, 검사되는 패널에서 결함을 검출하기 위해, 가령, 종래 기술에서 알려진 방법을 이용해, 전체 보기 및/또는 영역 이미지에서 분석이 수행된다(단계(460)). 일반적으로 분석은 자동화된다. 선택사항으로서, 결함 리포트(defect report)가 수행된 분석을 기초로 생성된다(단계(465)). 선택사항으로서, 리포팅(reporting)하는 것은 전체 보기 및/또는 영역 이미지를 디스플레이하는 것을 포함한다. 선택사항으로서, 프레임 캡처, 스티칭, 정합 및 이미지 분석이 동시에, 즉, 파이프라인 모드로 수행될 수 있다. 수행되는 이미지 프로세싱은 AOI 시스템에서 사용되는 공지된 프로세싱 방법을 포함하는 것이 일반적일 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일부 실시예에 따라, PCB 패널의 검사를 위한 AOI 시스템의 단순화된 개략도를 도시한다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, AOI 시스템(500)은 스캐닝 유닛(520)과, (가령, 하나 이상의 이미저와 조명원을 포함하는) 이미징 유닛(530)과, (일반적으로 하나 이상의 프로세서와 메모리를 포함하는) 분석기(550)와, 분석기(550)의 출력을, 예컨대 결함 리포트(565)의 형태로 보고하기 위한 하나 이상의 출력 장치(560)를 포함한다. 일반적으로, 스캐닝 유닛(520)은 패널의 움직임을, 조명 주기 및 이미징 유닛(530)에 의한 이미지 캡처와 조화(coordinating)시키기 위한 제어기(570)를 포함한다. 본 발명의 실시예에 따라, 동작 동안, 패널(510)은 스캐닝 유닛(520)으로 삽입된다. 스캐닝 유닛(520)은 패널(510)을 스캐닝 방향(515)으로 이미징 유닛(530)에 대해 전진시킨다. 패널이 전진됨에 따라 서로 다른 조명 설정을 이용한 이미지가 획득된다. 예를 들자면, 2개의 서로 다른 조명 설정을 이용해 얻어진 이미지의 개략적 표현(예를 들어, 제 1 조명 설정 하에서 캡처된 이미지(542)와 제 2 조명 설정 하에서 캡처된 이미지(544))이 도시되어 있다. 도 5에서, 이미지(542)에 의해 커버되는 영역에 비교할 때, 이미지(544)에 의해 커버되는 영역에 약간의 편이가 있지만, 이는 매우 작다. 보여지다시피, 이미지의 분해능 및/또는 서로 다른 조명의 서로 다른 속성으로 인해, 서로 다른 조명 설정을 이용해 캡처된 이미지(542)와 이미지(544)의 차이가 나타난다. 일부 예시적 실시예에서, 이미징 유닛(530)은 복수의 이미저(가령, 나란히 정렬된 이미저들)와, 패널의 전체 폭에 걸쳐 상기 패널의 영역 및/또는 라인을 실질적으로 동시에 커버하는 광원을 포함한다. 선택사항으로서, 상기 복수의 이미저에 의해 동시에 캡처되는 이미지들 간 정합도가 계산된다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 이미징 유닛(530)은 단일 이미저를 포함한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 분석기(550)에 의해, 획득된 이미지가 분석되어, 리포트(가령, 결함 리포트(565))를 얻을 수 있다.
적용 예시
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 본원에 기재된 AOI 시스템 및 방법이 적용되어, 표면에 도포된 여러 다른 유형의 물질들을 구별하고, 여러 다른 유형의 물질들 간 경계부를 식별할 수 있다. 일부 예시적 실시예에서, 이미지 캡처 동안 브라이트 필드(bright field) 조명과 다크 필드(dark field) 조명을 교대로 투사한 결과 결정되는 물질의 정반사(specular) 특성 및/또는 난반사(diffuse) 특성을 기초로 여러 다른 유형의 물질이 식별되거나 구별된다. 선택사항으로서, 이미지 캡처 동안 풀, 브라이트 및/또는 다크 필드 조명을 교대로 투사함으로써 여러 다른 유형의 물질이 구별된다. 일반적으로 의도된 경계부 밖에 위치하는 물질, 및/또는 있지 말아야 하는 곳에 있는 물질이 결함이라고 식별되고 리포팅된다.
도 6a, 6b, 6c 및 6d를 참조하면, 본 발명의 일부 실시예에 따라, 전기 회로의, 전 범위 조명(full coverage illumination)으로 캡처된 이미지, 브라이트 필드 조명으로 캡처된 이미지, 다크 필드 조명으로 캡처된 이미지, 여러 다른 필드 조명으로 캡처된 이미지들로부터 구축된 하이브리드 이미지에서 검출된 잠재 결함(potential defect)의 단순화된 개략도가가 도시되어 있다. 본 발명의 일부 실시예에 따라, (브라이트 필드 조명과 다크 필드 조명을 포함해) 전 범위 조명으로 캡처된 이미지(603)를 검사할 때, 정반사성 물체(금-도금된 구리 물체(615))를 포함하는 영역과 난반사성 물체(베어(bare) 구리 물체(625))를 포함하는 영역은, 서로 구별될 수 없거나, 명확히 구별될 수 없다. 일부 예시적 실시예에서, 전 범위 조명을 이용해 캡처된 이미지(603)에서 일부 결함(가령, 물질(구리 물질)의 부재(不在)로 인한 결함(651))이 식별될 수 있지만, 한 유형의 물질이 다른 유형의 물질에 대해 오배치된 것과 관련된 그 밖의 다른 결함은 식별될 수 없다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 브라이트 필드 조명으로 캡처된 이미지(이미지(601)) 및/또는 다크 필드 조명으로 캡처된 이미지(이미지(602))가 사용되어, 한 유형의 물질이 다른 유형의 물질의 자리에 오배치됨으로써, 또는 다른 유형의 물질 위에 중첩됨으로써 초래된 결함을 식별하는 데 도움이 될 수 있다. 일반적으로, 브라이트 필드 조명으로 캡처된 이미지(601)에서, 정반사성 물체(금-도금된 구리 물체(615))를 포함하는 영역이, 난반사성 물체(베어 구리 물체(625))를 포함하는 영역보다, 입사광을 더 많이 반사시키고, 정반사성 물체가 난반사성 물체보다 더 밝게 나타날 것이다. 다크 필드 조명으로 캡처된 이미지(602)에서 난반사성 물체(베어 구리 물체(625))가 정반사성 물체(금-도금된 물체(615))보다, 입사광을 더 많이 반사하고, 난반사성 물질이 정반사성 물체보다 더 밝게 나타날 것이다. 또는, 브라이트 필드 조명으로 캡처된 이미지(601)에서 난반사성 물질이 보이지 않고, 다크 필드 조명으로 캡처된 이미지(602)에서 정반사성 물질이 보이지 않을 것이다.
또는, 이미지(601)에서 난반사성 물질이 정반사성 물체를 위해 정의된 영역 위에 뻗어 있어서 발생하는 결함(650)이, 물체(615) 내 물질이 없는 영역으로 나타나고, 반면에, 소실되거나 감소된 베어 구리(난반사성 물체)로 인한 결함(651)은 보이지 않을 수 있다. 또는, 이미지(602)에서, 결함(650)이 물체(625)의 확장으로서만 보이고, 결함(651)이 물체(625)에서 물질의 부재로서 식별된다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 이미지(601)와 이미지(602) 중 하나 이상을 이미지(603)와 비교함으로써, 및/또는 서로 다른 이미지로부터의 정보를 통합함으로써, 결함(650)이 식별될 수 있다. 예를 들어, 이미지(601)를 이미지(603)에 비교할 때, (물체(615)에서 물질의 부재로서 나타나는) 결함(650)이, 난반사성 물질이 물체(615) 위까지 과도하게 뻗어 있어 발생하는 결함이라고 식별된다. 또는, 이미지(602)를 이미지(603)에 비교할 때, 각각의 이미지에 도시된 요소(625)의 길이가 결정되고 비교된다. 일부 예시적 실시예에서, 각각의 이미지에서의 물체(625)의 길이의 차이를 기초로, 결함(650)이 식별된다. 일부 예시적 실시예에서, 이미지(601)와 이미지(602)가 서로 비교되며, 이미지(601)와 이미지(602)의 비교를 기초로 결함(650 및 651)이 식별된다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 브라이트 필드 조명과 다크 필드 조명을 이용해 캡처된 이미지들로부터의 정보를 포함하여, 하이브리드 이미지(hybrid image, 610)(가령 화합 이미지 또는 복합 이미지)가 구축됨으로써, 물체(615 및 625) 모두의 영역이 명확하게 인지되고 구별될 수 있고, 한 유형의 물질이 다른 유형의 물질을 위해 설계된 영역 위에 뻗어 있어 발생한 임의의 결함이 식별될 수 있다. 또는, 하이브리드 이미지(610)가, 이미지(601 및 602)와 이미지(603) 중 하나 이상으로부터 구축된 이미지이다. 또는 하이브리드 이미지는 이미지(601)와 이미지(602)로부터 구축된 이미지이다.
이미지(601)에서 베어 구리 물체(625)는 배경 물질(605)과 거의 구별되지 않고, 이미지(602)에서 금-도금된 구리 물체(615)는 배경 물질(605)과 거의 구별되지 않기 때문에, 하이브리드 이미지(610)를 생성하기 위해 이미지(601 및 602)의 정합도 계산(요구될 경우)이 어려울 것이다. 본 발명의 일부 실시예에 따라, 앞서 언급된 바와 같이 자동 정합을 기초로 하이브리드 이미지(610)가 구축된다.
본 발명의 일부 실시예에 따라, 하이브리드 이미지(610)로부터 결함 물체(650)가 식별 및 특징화될 수 있다. 일부 예시적 실시예에서, 서로 다른 물질들 간의 경계부를 명확하게 도시하는 하이브리드 이미지(610)의 분석을 기초로, 결함 물체(650)가, 금-도금된 물체라고 지정된 물체(615) 위에 뻗어 있는 베어 구리 때문이라고 판단된다. 덧붙여, 일부 예시적 실시예에서, 금-도금된 물체(615)의 영역 내에 겹치는 범위가 판단되고 사용되어, 결함 자체 및 결함의 중요성이 특징지어진다.
일부 예시적 실시예에서, 도 6A-6D를 참조하여 설명된 방법을 이용해, 브라이트 필드 조명과 다크 필드 조명을 교대로 이미징함으로써, 및/또는 브라이트 필드 조명과 다크 필드 조명 중 하나와, 전 범위 조명을 교대로 이미징함으로써, 전기 회로의 경성 부분과 연성 부분이 구별된다. 일반적으로 경성-연성 회로 기판의 연성 표면에서 사용되는 박판(laminate)은, 회로의 경성 부분의 박판에 비교할 때, 더 전반사성(specular)이다. 경성 부분과 연성 부분을 구별하는 것이 결함을 식별하고 분류하는 데 도움이 될 수 있다. 예를 들어, 일부 결함은, 회로의 경성 부분, 회로의 연성 부분, 및/또는 경성 부분과 연성 부분의 계면에서 더 현저하거나 치명적일 수 있다. 이들 영역을 식별함으로써, 특정 부분에서 식별된 잠재 결함이 참(true) 결함인지, 위양성(false positive) 결함인지를 결정하는 데 도움이 될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에 따라, 이미지 캡처 동안 여러 다른 파장의 광들을 교대로 투사함에 따라 결정된 산광 속성을 기초로, 여러 다른 유형의 물질은 식별되거나 구별된다.
도 7a와 7b를 참조하면, 본 발명의 일부 실시예에 따라 2개의 서로 다른 파장으로 캡처된 전기 회로의 이미지들에서 검출된 결함의 단순화된 개략도가 도시되어 있다. 본 발명의 일부 실시예에 따라, 2개의 서로 다른 파장(또는 파장 대역)으로 캡처된 이미지(701)와 이미지(702)에서 하나 이상의 잠재 결함, 가령, 잠재 결함(705 및 710)이 검출된다. 일부 예시적 실시예에서, 이미지(701)는 단파장 조명(가령, 청색 광)을 이용해 캡처되며, 이미지(702)는 장파장 조명(가령, 적색 광)을 이용해 캡처된다. 또는, 잠재 결함(705 및 710) 각각은, 구리 물질을 포함하는 식별된 영역(720)과 구별되고, 회로 기판의 배경 물질(730)과 구별되게 나타난다(가령, 서로 다른 강도 레벨을 가짐). 일부 예시적 실시예에서, 특정 파장 또는 대역을 이용해 각각 캡처된 이미지(701)나 이미지(702)만을 기초로는 잠재 결함의 원인이 검출될 수 없다. 잠재 결함(705 및 710)의 가능한 원인은, 가령, 요소(720)의 층보다 더 얇은 구리 박층이거나, 산화 때문이거나, 및/또는 외부 입자(가령 먼지) 때문일 수 있다. 또는, 잠재 결함이 구리 결함인 경우, 먼지 또는 약간의 외부 입자로 인한 그 밖의 다른 결함이 위양성 결함이라고 여겨지는 것과 달리, 구리 결함은 참 결함(가령, 짧음)이다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 잠재 결함(705 및 710)이 참 결함 또는 위양성 결함으로 분류되거나, 및/또는 이미지(701 및 702)로부터의 출력을 비교함으로써 잠재 결함의 물질이 식별된다. 일부 예시적 실시예에서, 결함(가령, 결함(705) 및/또는 결함(710))이, (가령, 장파장을 이용한) 이미지(702)에 비교할 때, (가령, 단파장을 이용한) 이미지(701)에서 더 밝은 경우, 결함은 먼지 입자라고 식별되고, 잠재 결함은 위양성 결함이라고 분류된다. 또는, 결함이 (가령, 단파장을 이용한) 이미지(701)에 비교할 때 (가령, 장파장을 이용한) 이미지(702)에서 더 밝은 경우, 상기 결함은 구리라고 식별되고, 참 결함이라고 분류된다. 일부 예시적 실시예에서, 형광을 이용하여 추가 이미지가 캡처되거나, 백색 광을 이용해 캡처된 이미지가 상기 형광을 이용해 캡처된 이미지에 비교된다. 또는, 잠재 결함이 다른 파장의 광에 비교할 때(또는 백색 광에 비교할 때) 형광에서 더 밝게 나타나는 경우, 상기 잠재 결함은 유기 물질(가령, 먼지)이라고, 구리는 아니라고 특징지어진다.
본 발명의 일부 실시예에 따라, 소실되거나 감소된 구리 물질로 인한 3차원 결함이 구리의 변색이나 산화와 구별된다. 도 8a에서, 3차원 결함의 단면도에 대한 단순화된 개략도가 도시되어 있고, 도 8b, 8c 및 8d에서, 본 발명의 일부 실시예에 따라 3개의 서로 다른 조명 설정을 이용한 도 8a의 3차원 결함의 캡처의 단순화된 개략도가 도시되어 있다. 본 발명의 일부 실시예에 따라, 이미지(801)에서 식별된 구리 스트립(800) 상의 잠재 결함(820)이 검출된다. 일부 예시적 실시예에서, 이미지(801)의 검사를 기초로 할 때, 잠재 결함(820)이 구리 층(800)의 변색이나 산화의 결과인지, 또는 감소된 두께의 결과인지가 명확하지 않다. 일부 예시적 실시예에서, 서로 다른 각도로 캡처된 추가적인 이미지(802 및 803)가 잠재 결함(820)에 대한 추가적인 정보를 제공한다. 일부 예시적 실시예에서, 결함(820)의 크기, 위치 및/또는 강도 레벨(intensity level)은, 상기 결함의 3차원 구조 때문에, 서로 다른 각도로 캡처된 이미지(801, 802 및 803)에서 상이하고, 따라서 3차원 결함이라고 여겨진다. 또는, 잠재 결함(820)이 서로 다른 각도로 캡처된 이미지에서 모두 동일하게 나타나는 경우, 잠재 결함(820)은 위양성 결함 및/또는 감소된 구리 두께로 인한 것이 아닌 다른 결함이라고 분류될 수 있다.
앞서 설명된 바와 같이 정합이 자동적이기 때문에, 각각의 이미지(801, 802 및 803)는 쉽게 비교될 수 있다. 일반적으로 이미지(801, 802 및 803) 간 정합이 자동이기 때문에, 잠재 결함(820)의 크기 및 위치의 변화가 이미지들 간 비교를 방해하지 않고, 크기 및 위치의 차이가 3D 결함과 그 밖의 다른 결함을 구별하기 위해 사용될 수 있다.
일부 예시적 실시예에서, 서로 다른 각도의 서로 다른 표면 상에서의 입사광의 반사율로부터 전기 회로의 토포그래피적 형태를 추론하기 위해, 광도측정 스테레오(photometric stereo) 및/또는 휴리스틱 방법이라는 잘 알려진 방법이 사용된다. 또는, 변색이나 산화로 구성된 결함은 구리 높이에 어떠한 변화도 야기하지 않을 것이며, 반면에 소실되거나 감소된 구리는 결함 위치에서 변화된 구리 높이로 나타날 것이다.
본 발명의 일부 실시예에 따라, 서로 다른 파장, 서로 다른 각도, 파장이 다른 서로 다른 조명 각도를 이용한 복수의 이미지를 비교함으로써, 소실된 구리와 관련된 결함이 산화(또는 변색)와 구별된다. 또는 산화와 소실된 구리를 구별하기 위해, 단파장 광과 장파장 광의 반사율이 서로 비교된다. 일반적으로, 결함이 산화 때문이라면, 더 긴 파장의 광의 반사율이 더 짧은 파장의 광의 반사율보다 더 강할 것이다. 또는, 형광을 이용해 캡처되는 이미지가 추가로 사용되어, 소실된 구리의 위치를 식별할 수 있으며, 소실된 구리의 위치와 산화된 구리의 위치를 구별할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 높은 조명 광도 레벨과 낮은 조명 광도 레벨의 조명을 포함하는 복수의 조명 설정이 적용되어, 캡처된 이미지에서 검출 가능한 광도 레벨의 다이나믹 레인지가 증가될 수 있다. 도 9a, 9b 및 9c에서, 본 발명의 일부 실시예에 따라, 제 1 광도 레벨에서 캡처된 단순화된 개략적 이미지와, 상기 제 1 광도 레벨보다 높은 제 2 광도 레벨에서 캡처된 단순화된 개략적 이미지와, 상기 제 1 및 제 2 광도 레벨에서 캡처된 이미지로부터 구축된 하이브리드 이미지가 도시되어 있다. 본 발명의 일부 실시예에 따라, 제 1 조명 설정으로 캡처된 이미지(901)가 제공되어, 구리 물질(910)의 세부사항을 검사할 수 있지만, 배경 영역(905)의 미세한 잠재 결함(950)은 놓칠 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에 따라, 제 1 조명 설정에 비교할 때 더 높은 광도인 제 2 조명 설정으로 캡처된 이미지(902)가 사용되어, 미세한(또는 세밀한) 잠재 결함(950)을 검출할 수 있으며, 반면에, 구리 물질(910)과 관련된 세부사항이 이미지(902)로부터 검출될 수 없도록 구리 물질(910)의 이미징이 포화될 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 이미지(901)와 이미지(902)로부터 구축된(가령, 상기 이미지들 간 자동 정합을 기초로 하는) 하이브리드 이미지(903)가 사용되어, 미세한 잠재 결함(950)뿐 아니라 구리의 세부사항(또는 결함)이 검사될 수 있도록 이미지의 다이나믹 레인지를 증가시킬 수 있다. 또는 각각이 이미지(901 및 902)가 따로 따로 검사되고 하이브리드 이미지(903)가 요구되지 않는다.
본원에서 기재된 대부분의 예가, 2개의 서로 다른 조명 설정 간 비교를 기초로 기재되었지만, 비교는 이와 유사한 방식으로 셋 이상의 서로 다른 조명 설정을 기초로 이뤄질 수 있다. 또는, 복수의 여러 다른 레벨의 브라이트 필드 조명과 다크 필드 조명, 복수의 여러 다른 파장, 복수의 여러 다른 광도 레벨, 복수의 여러 다른 조명 각도들 간의 비교가 이뤄질 수 있다. 또는 여러 다른 필드 조명(브라이트와 다크), 파장, 광도 레벨 및 각도의 조합이 사용되어 잠재 결함을 검출하고 특징지울 수 있다.
도 10에서, 본 발명의 일부 실시예에 따라, 잠재 결함을 특징짓기 위한 예시적 방법의 단순화된 순서도가 도시되어 있다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 본 발명의 시스템과 방법을 이용하여 복수의 조명 설정 하에서 표면이 검사된다(단계(1010)). 또는 복수의 조명 설정이 브라이트 필드 조명과 다크 필드 조명, 서로 다른 파장을 갖는 조명, 서로 다른 광도 레벨의 조명, 및 서로 다른 각도로의 조명 중 한 가지 이상을 포함한다. 본 발명의 일부 실시예에 따라, 하나 이상의 잠재 결함이 캡처된 이미지들 중 적어도 일부에서 식별된다(단계(1020)). 또는 서로 다른 조명 설정으로 캡처된 이미지들로부터 구축된 하이브리드 이미지에서 하나 이상의 잠재 결함이 식별된다. 본 발명의 일부 실시예에 다라, 서로 다른 조명 설정으로 캡처된 이미지들로부터의 출력이 비교된다(단계(130)). 또는, 브라이트 필드 조명과 다크 필드 조명, 단파장과 장파장, 고광도와 저광도, 및/또는 서로 다른 각도로의 조명으로부터의 출력들이 비교된다. 또는, 셋 이상의 조명 설정으로부터의 출력이 비교된다. 본 발명의 일부 실시예에 따라, 비교를 기초로 잠재 결함이 특징지어진다(단계(1040)). 또는 결함의 물질, 결함의 중대성, 및/또는 표면 상에 위치하는 다른 물체 또는 요소와 비교되는 결함의 상대적 위치를 식별함으로써, 잠재 결함이 특징지어진다. 또는 잠재 결함이 위양성 또는 참 결함이라고 분류된다고 특징지어진다. 또는 잠재 결함을 위양성 또는 참 결함이라고 특징짓는 규칙은 사용자 정의를 기초로 하여 지정된다. 본 발명의 일부 실시예에 따라, 참 결함만 리포팅된다(단계(1050)). 또는 각각의 결함을 위양성 결함 또는 참 결함이라고 식별하는 태그를 이용해, 상기 각각의 결함이 리포팅된다. 일반적으로, 본원에서 기재된 방법을 이용하여 분석기(550)(도 5)에 의해 잠재 결함이 식별되고 분석된다. 또는 제어기(570)에 의해 식별 및 분석과 연계된 하나 이상의 작업이 제어된다(도 5).
용어 “~를 포함하다, ~를 포함하는(comprises, comprising, includes, including, having)”는 “~를 포함하지만 이에 제한되는 것은 아님(including but not limited to)”을 의미한다.
용어 “~로 구성된(consisting of)”은, “~로 구성되지만 이에 제한되는 것은 아님(including and limited to)”를 의미한다.
용어 “~로 본질적으로 구성된(consisting essentially of)”은 조성, 방법 또는 구조물이 추가적인 성분, 단계 및/또는 부품을 포함할 수 있지만, 상기 추가적인 성분, 단계 및/또는 부품은, 청구되는 조성, 방법 또는 구조물의 기본적이고 신규한 특성을 실질적으로 변경시키기 않음을 의미한다.
명확하도록, 개별 실시예의 맥락으로 기재된 본 발명의 특정 특징부는 하나의 단일 실시예로 조합될 수 있다. 역으로, 간략하게 하나의 실시예의 맥락으로 기재된 본 발명의 다양한 특징부가 따로 따로 제공되거나, 임의의 적합한 서브조합으로, 또는 본 발명의 다른 기재된 실시예에서 적합하게 제공될 수 있다. 다양한 실시예의 맥락으로 기재된 특정 특징부는, 이러한 특징부 요소 없이 해당 실시예가 구현되지 않는 것이 아닌 한, 상기 실시예의 핵심적인 특징이라고 여겨지지 않는다.

Claims (55)

  1. 복수의 상이한 조명 설정을 이용해 표면을 스캐닝하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은
    1회 스윕(sweep) 동안 복수의 이미지를 순차적으로 캡처하는 단계로서, 각각의 이미지는 한 줄 이상의 픽셀 라인을 포함하는 특징의, 캡처 단계와,
    상기 복수의 이미지를 캡처하기 위해 사용되는 조명 설정을, 지정된 조명 설정 시퀀스와 복수의 이미지 각각을 캡처하기 위한 이미지 유닛의 상대적 위치의 지정된 편이치(shift)에 따라, 순차적으로 변경시키는 단계와,
    표면의 특정 영역이 스캔될 때까지 상기 조명 설정 시퀀스의 설정치와 관련 이미지 캡처 위치를 반복하는 단계
    를 포함하며, 상기 지정된 편이치는 10픽셀에서 1픽셀 이하까지인 것을 특징으로 하는 표면을 스캐닝하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 하나의 시퀀스 동안 캡처되는 이미지들은 부분적으로 서로 겹치는 것을 특징으로 하는 표면을 스캐닝하기 위한 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 각각의 이미지는 100줄 이하의 픽셀 라인을 커버하는 것을 특징으로 하는 표면을 스캐닝하기 위한 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 각각의 이미지는 1줄의 픽셀 라인을 커버하는 것을 특징으로 하는 표면을 스캐닝하기 위한 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상대적 운동은 1 픽셀 이하의 편이 오류를 갖는 것을 특징으로 하는 표면을 스캐닝하기 위한 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    둘 이상의 상이한 조명 설정을 이용하여 1회 스윕으로 둘 이상의 이미지 세트를 획득하는 단계와,
    각각의 이미지 세트로부터 하나씩의 영역 이미지(area image)를 구축하여, 둘 이상의 영역 이미지를 획득하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면을 스캐닝하기 위한 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    둘 이상의 영역 이미지는 표면의 동일한 부분을 커버하며, 상기 동일한 부분은 하나의 이미지로 커버되는 표면의 부분보다 넓은 것을 특징으로 하는 표면을 스캐닝하기 위한 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 동일한 부분은 하나의 이미지로 커버되는 표면의 부분보다 100배 이상 더 넓은 것을 특징으로 하는 표면을 스캐닝하기 위한 방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 동일한 부분은 하나의 이미지로 커버되는 표면의 부분보다 1000배 이상 더 넓은 것을 특징으로 하는 표면을 스캐닝하기 위한 방법.
  10. 제 6 항에 있어서, 둘 이상의 영역 이미지는 1 픽셀 이하의 정렬 에러를 갖고 자동으로 정합(registration)되는 것을 특징으로 하는 표면을 스캐닝하기 위한 방법.
  11. 제 6 항에 있어서, 상기 방법은
    영역 이미지들을 검사하는 단계
    를 포함하며, 상기 검사하는 단계는 영역 이미지들을 정합하지 않고 영역 이미지들을 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면을 스캐닝하기 위한 방법.
  12. 제 6 항에 있어서,
    지정된 편이치를 기초로 영역 이미지들 간 공간 정렬을 조정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면을 스캐닝하기 위한 방법.
  13. 제 6 항에 있어서,
    둘 이상의 영역 이미지들 중 하나의 영역 이미지와 마스터 이미지 간의 정합도를 계산하고, 상기 계산된 정합도를 이용해, 둘 이상의 영역 이미지 중 다른 영역 이미지를 마스터 이미지와 정합시키는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면을 스캐닝하기 위한 방법.
  14. 제 1 항에 있어서, 이미지는 라인 카메라(line camera) 및 멀티-라인 카메라(multi-line camera) 중 한 가지 이상을 이용해 캡처되는 것을 특징으로 하는 표면을 스캐닝하기 위한 방법.
  15. 제 1 항에 있어서, 이미지 캡처 동안, 조명 설정은 스위치 온 및 오프되거나 섬광(flash)되는 것을 특징으로 하는 표면을 스캐닝하기 위한 방법.
  16. 제 1 항에 있어서, 시퀀스의 조명 설정들의 하나 이상의 매개변수가 상이하며, 상기 매개변수는 파장, 광도, 각도, 각 분포(angular distribution), 편광성(polarization), 또는 형광성(fluorescence)인 것을 특징으로 하는 표면을 스캐닝하기 위한 방법.
  17. 제 1 항에 있어서, 표면을 스캐닝하는 스캐닝 유닛의 기계적 주파수 이상의 주파수로, 조명 설정의 설정치가 변경되는 것을 특징으로 하는 표면을 스캐닝하기 위한 방법.
  18. 복수의 상이한 조명 설정을 이용해 표면을 스캐닝할 수 있는 자동화된 광학 검사 시스템에 있어서, 상기 시스템은
    1회 스윕(sweep) 동안 일련의 이미지를 캡처하도록 구성된 하나 이상의 카메라와, 상기 복수의 상이한 조명 설정 각각으로 조명을 제공하도록 구성된 하나 이상의 조명 유닛을 포함하는 이미징 유닛으로서, 일련의 이미지 각각은 한 줄 이상의 픽셀 라인을 포함하는 특징의, 이미징 유닛과,
    1 픽셀 이하의 분해능으로 표면과 이미징 유닛 간에 병진운동(translation)을 제공하도록 구성된 스캐닝 유닛과,
    지정된 시퀀스를 기초로, 상기 복수의 상이한 조명 설정 각각을 활성화시키고, 1회 스윕 동안 상기 시퀀스를 반복시키며, 각각의 조명 활성화 동안 하나의 이미지를 캡처하도록 카메라를 활성화시키도록 구성된 제어기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면을 스캐닝할 수 있는 자동화된 광학 검사 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서, 지정된 시퀀스 동안 캡처되는 이미지들은 서로 부분적으로 겹치는 것을 특징으로 하는 표면을 스캐닝할 수 있는 자동화된 광학 검사 시스템.
  20. 제 18 항에 있어서, 상기 스캐닝 유닛은 일련의 이미지 각각의 캡처와 캡처 사이에 1 픽셀 이하만큼의 병진운동을 제공하는 것을 특징으로 하는 자동화된 광학 검사 시스템.
  21. 제 20 항에 있어서, 스캐닝 유닛은 각각의 이미지 캡처 사이에, 하나의 이미지에 의해 캡처되는 픽셀 라인의 개수를 상이한 조명 설정의 개수로 나눈 값에 대응하는 만큼 병진운동을 제공하는 것을 특징으로 하는 자동화된 광학 검사 시스템.
  22. 제 18 항에 있어서, 각각의 이미지는 100줄 이하의 픽셀 라인을 커버하는 것을 특징으로 하는 자동화된 광학 검사 시스템.
  23. 제 18 항에 있어서, 각각의 이미지는 한 줄의 픽셀 라인을 커버하는 것을 특징으로 하는 자동화된 광학 검사 시스템.
  24. 제 18 항에 있어서, 캡처되는 각각의 이미지 사이의 병진운동의 에러는 1 픽셀 이하의 에러에 해당하는 것을 특징으로 하는 자동화된 광학 검사 시스템.
  25. 제 18 항에 있어서, 상기 하나 이상의 카메라는 라인 카메라(line camera) 및 멀티-라인 카메라(multi-line camera) 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 자동화된 광학 검사 시스템.
  26. 제 18 항에 있어서, 이미징 유닛은 패널의 전체 폭을 커버하도록 나란히 정렬된 복수의 이미지 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화된 광학 검사 시스템.
  27. 제 18 항에 있어서, 상기 자동화된 광학 검사 시스템은,
    1회 스윕에서 캡처된 둘 이상의 이미지 세트로부터 둘 이상의 영역 이미지를 구축하기 위한 분석기
    를 포함하며, 각각의 이미지 세트는 상이한 조명 설정을 이용해 캡처된 것을 특징으로 하는 자동화된 광학 검사 시스템.
  28. 제 27 항에 있어서, 둘 이상의 영역 이미지는 표면의 동일한 부분을 커버하고, 상기 동일한 부분은 하나의 이미지로 커버되는 표면의 부분보다 넓은 것을 특징으로 하는 자동화된 광학 검사 시스템.
  29. 제 28 항에 있어서, 상기 동일한 부분은 하나의 이미지로 커버되는 표면의 부분보다 100배 이상 더 넓은 것을 특징으로 하는 자동화된 광학 검사 시스템.
  30. 제 28 항에 있어서, 상기 동일한 부분은 하나의 이미지로 커버되는 표면의 부분보다 100배 이상 더 넓은 것을 특징으로 하는 자동화된 광학 검사 시스템.
  31. 제 27 항에 있어서, 둘 이상의 영역 이미지들 간 공간 정렬 에러는 1 픽셀 이하인 것을 특징으로 하는 자동화된 광학 검사 시스템.
  32. 제 27 항에 있어서, 둘 이상의 영역 이미지는 1 픽셀 이하의 정렬 에러를 갖고 자동으로 정렬되는 것을 특징으로 하는 자동화된 광학 검사 시스템.
  33. 제 27 항에 있어서, 분석기는 영역 이미지들을 정합시키지 않고 영역 이미지들을 비교하는 것을 특징으로 하는 자동화된 광학 검사 시스템.
  34. 제 27 항에 있어서, 상기 분석기는, 상이한 조명 설정으로 캡처된 이미지들 사이의 지정된 병진운동 변이치(shift)를 기초로, 영역 이미지들 간 공간 정렬을 조정하는 것을 특징으로 하는 자동화된 광학 검사 시스템.
  35. 제 27 항에 있어서, 상기 분석기는 영역 이미지들 중 하나와 마스터 이미지 간 정합도를 계산하고, 계산된 상기 정합도를 이용해, 상기 영역 이미지들 중 또 다른 하나를 마스터 이미지에 정합시키는 것을 특징으로 하는 자동화된 광학 검사 시스템.
  36. 제 18 항에 있어서, 1㎑ 이상의 주파수로 조명 설정의 설정치가 변경되는 것을 특징으로 하는 자동화된 광학 검사 시스템.
  37. 제 18 항에 있어서, 자동화된 광학 검사 시스템의 기계적 주파수보다 높은 주파수로 조명 설정의 설정치가 변경되는 것을 특징으로 하는 자동화된 광학 검사 시스템.
  38. 제 18 항에 있어서, 하나 이상의 조명 유닛은 이미징될 표면의 일부분을 조명하도록 구성된 하나 이상의 LED를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화된 광학 검사 시스템.
  39. 제 18 항에 있어서, 하나 이상의 조명 유닛은 스트로브(strobe) 기능을 갖는 조명을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화된 광학 검사 시스템.
  40. 제 18 항에 있어서, 상기 상이한 조명 설정의 하나 이상의 매개변수가 상이하며, 상기 매개변수는 파장, 광도, 각도, 각 분포(angular distribution), 편광성(polarization), 또는 형광성(fluorescence)인 것을 특징으로 하는 자동화된 광학 검사 시스템.
  41. 제 18 항에 있어서,
    상이한 조명 설정을 이용해 캡처되는 이미지의 분석을 기초로, 스캐닝되는 표면의 결함을 식별하도록 구성된 분석기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화된 광학 검사 시스템.
  42. 제 41 항에 있어서, 상기 분석기는, 상이한 조명 설정으로 캡처된 둘 이상의 이미지의 출력들 간 비교를 기초로, 검사되는 표면의 상이한 물질들을 구별하는 것을 특징으로 하는 자동화된 광학 검사 시스템.
  43. 제 42 항에 있어서, 상기 분석기는 브라이트 필드(bright field) 조명으로 캡처된 이미지의 출력과 다크 필드(dark field) 조명으로 캡처된 이미지의 출력 간 비교를 기초로, 정반사(specular) 표면과 난반사(diffuse) 표면을 구별하는 것을 특징으로 하는 자동화된 광학 검사 시스템.
  44. 제 43 항에 있어서, 상기 분석기는, 검사되는 표면 상에서 베어 구리(bare copper)를 포함하는 영역과 금-도금된 구리를 포함하는 영역을 구별하는 것을 특징으로 하는 자동화된 광학 검사 시스템.
  45. 제 43 항에 있어서, 상기 분석기는, 검사되는 표면 상에서, 경성(rigid) 회로 기판을 포함하는 영역과 연성(flex) 회로 기판을 포함하는 영역을 구별하는 것을 특징으로 하는 자동화된 광학 검사 시스템.
  46. 제 41 항에 있어서, 상기 분석기는, 상이한 파장의 조명을 이용해 캡처된 둘 이상의 이미지들의 출력들 간 비교를 기초로, 식별된 결함의 물질을 식별하거나 특징짓는 것을 특징으로 하는 자동화된 광학 검사 시스템.
  47. 제 46 항에 있어서, 상이한 파장을 이용해 캡처된 둘 이상의 이미지는, 적색 스펙트럼의 조명을 이용해 캡처된 이미지와 청색 스펙트럼의 조명을 이용해 캡처된 이미지를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화된 광학 검사 시스템.
  48. 제 46 항에 있어서, 상기 둘 이상의 이미지 중 하나는 형광 조명을 이용해 캡처되는 것을 특징으로 하는 자동화된 광학 검사 시스템.
  49. 제 46 항에 있어서, 상기 분석기는 먼지를 포함하는 식별된 결함을 식별하는 것을 특징으로 하는 자동화된 광학 검사 시스템.
  50. 제 41 항에 있어서, 상기 분석기는, 상이한 각도로 투사된 조명을 이용해 캡처된 둘 이상의 이미지의 출력들 간 비교를 기초로 하여, 3차원 결함과, 변색이나 산화를 구별하는 것을 특징으로 하는 자동화된 광학 검사 시스템.
  51. 제 41 항에 있어서, 상이한 조명 설정은 상이한 광도 레벨을 갖는 조명을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화된 광학 검사 시스템.
  52. 제 41 항에 있어서, 상기 분석기는 상이한 조명설정을 이용해 캡처되는 이미지들로부터 하이브리드 이미지를 구축하고 상기 하이브리드 이미지의 분석을 기초로 결함을 식별하는 것을 특징으로 하는 자동화된 광학 검사 시스템.
  53. 제 41 항에 있어서, 상이한 광도 레벨을 이용해 캡처된 둘 이상의 이미지로부터 하이브리드 이미지가 구축되는 것을 특징으로 하는 자동화된 광학 검사 시스템.
  54. 제 53 항에 있어서, 하이브리드 이미지의 다이나믹 레인지(dynamic range)는 상이한 광도 레벨을 이용해 캡처된 이미지 각각의 다이나믹 레인지보다 큰 것을 특징으로 하는 자동화된 광학 검사 시스템.
  55. 제 41 항에 있어서, 하이브리드 이미지의 다이나믹 레인지는 상기 하이브리드 이미지를 구축하기 위해 사용되는 각각의 이미지의 다이나믹 레인지보다 큰 것을 특징으로 하는 자동화된 광학 검사 시스템.
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