TWI471551B - 用以高速偵測電子零件中微小反射率變化之方法及設備 - Google Patents

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Description

用以高速偵測電子零件中微小反射率變化之方法及設備
本發明係大致有關對電子零件的製造缺陷之光學檢驗，尤係有關在兩種鄰接材料有類似反射率時用來識別缺陷之檢驗。
對諸如晶圓、平板顯示器、聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate；簡稱PET)或玻璃上具有氧化銦錫(Indium Tin Oxide；簡稱ITO)的結構、多晶片模組、高密度電子封裝等的電子零件之檢驗需要識別及區分一零件上的不同材料之能力。當每一不同的材料的其中包括反射率之光學特性顯著不同時，先前技術之方法及設備可有效地操作。然而，在諸如以ITO製造之電子零件等的某些電子零件中，不同材料層的其中包括反射率之光學特性並沒有顯著的不同。先前技術之設備及方法並未提供在業界目前需要的品質及檢驗速度下對此類零件之所需檢驗。
目前需要一種可區分具有類似光學特性的不同材料且可在業界目前所需的速度下操作之新光學檢驗方法及設備。
因此，本發明之一目的在於提供一種對具有類似光學特性的不同材料之零件執行光學檢驗之方法及設備。
本發明之另一目的在於提供一種對具有類似反射率的不同材料之零件在具有高產出量之高速下執行光學檢驗之方法及設備。
根據本發明，可利用本發明對具有第一及第二材料且每一材料獨立地反射具有高信號雜訊比的光但是每一材料具有類似反射率特性之一電子零件以光學方式進行檢驗，其中每一材料進一步之特徵在於呈現該材料中之缺陷造成的微小反射率變化。至少在一成像區中照射該電子零件，且於掃描期間發生該電子零件與一成像工作站間之相對移動。回應反射光，而使用高光增益及低電氣增益在該成像工作站上產生一影像信號，因而產生了自該第一及第二材料中之每一材料反射的光之獨特的高增益低雜訊影像信號。藉由減掉其值係基於具有較小反射率特性的材料的反射率之一偏移信號，而處理該高增益低雜訊影像信號，因而產生了代表用來區分自該等材料的每一材料之反射且用來偵測該電子零件中之缺陷之所需輸出影像的2n 個強度級之n位元數位值。
本發明能夠以光學方式檢驗具有第一及第二材料的電子零件之缺陷，每一材料獨立地反射具有高信號雜訊比之光，但是每一材料具有非常類似的反射率特性。當以傳統的電視或電荷耦合裝置(CCD)攝影機檢視時，無法相互區分來自此類材料的信號，這是因為反射率的差異是在影像擷取設備的雜訊範圍內。
若考慮第1圖所示之一例子，將可對本發明有最佳的了解，在該例子中，相同零件上的兩種材料分別產生具有92及96的標稱攝影機強度值之信號。假定該電子攝影機的雜訊是±2計數。如第1圖所示，每一材料獨立地具有高信號雜訊比(Signal-to-Noise Ratio；簡稱SNR)。然而，因為這兩種材料由於系統中之電子雜訊而可能產生相同的攝影機輸出值94，所以無法區分一種材料與另一種材料。本發明說明了一種可識別具有非常小的反射率差異的材料且可偵測每一材料內的變化之程序，這是因為係在生產速度以及足以偵測每一材料中之小缺陷的解析度下掃描及檢驗該零件。
係以下式表示一特定材料之攝影機或影像信號輸出或強度：
其中：
(1)ILLUMINATION=入射在攝影機視野內的零件上之總照射功率，
(2)OE=光學系統之透射率，
(3)REF=自材料反射的照射光之百分率，且係以下式表示：
(4)IntegrationTime=攝影機收集光的持續時間，
(5)NA=成像光學裝置之數值孔徑(numerical aperture)，
(6)K=攝影機之光功率至電子信號轉換常數，
(7)NOISE=攝影機電子部分在檢視暗視野(dark field)時以電子方式導入的雜訊，以及
(8)Eg=電子增益或放大。
可以光增益(Og)及電子增益將方程式1表示為：Cam sig =[REF *Og +Noise ]*Eg 　(3)其中：
Og =ILLUMINATION *OE *NA 2 *IntegrationTime *K 　(4)
以下式表示分別具有反射率REF1 及REF2 的兩種材料間之攝影機信號差異(Camdiff )：
假定在方程式(5)中N=2*Noise，則可得到：
自方程式(6)顯然可知：
1. [Og*(REF1 -REF2 )]>N區分各別反射率之間有最小差異的兩種材料；
2. [Og*(REF1 -REF2 )]>>N決定每一材料內之變化；
3.　增加電子增益Eg時，增加攝影機輸出信號中之雜訊量；以及
4.　增加電子增益Eg時，不會改善信號雜訊比；亦即：
為了實現光學性能，最好是設定電子增益Eg=1，且將光增益Og最大化，使：
[Og *(REF 1 -REF 2 )]>>N 　(8)
滿足該條件時，能夠偵測到每一材料內之變化。例如，為了偵測材料1與材料2間之256個強度級：
[Og *(REF 1 -REF 2 )]>256*N 　(9)
自方程式(9)顯然可知：方程式(4)中界定的光增益(Og)是唯一的自變數。參照方程式(4)：
ILLUMINATION是入射在攝影機視野內的零件上之總照射功率。在為了增加光增益而需要大功率照射的應用中，燈的壽命成為一問題。例如，經常被使用的鹵素燈及高壓汞汽燈在正常操作條件下的額定操作壽命只有200小時。使照射功率增加到超過標稱功率位準是不容易的，或是不符合成成本效益的。雖然發光二極體(LED)光源也是非常普及，但是這種光源無法產生上述該等燈所能產生的強度。可產生大功率的同調雷射(coherent laser)及雷射二極體不適用於大部分的檢驗應用，這是因為同調在影像中產生了光干涉帶假影(artifact)。
OE是光學系統的透射率。該透射率是光學鍍膜及濾光器之一函數。通常是針對白光光譜而將光學鍍膜最佳化，且不需要改變光學鍍膜。濾光器的透射特性通常在吸收型濾光器的80%與干涉濾光器的99%之間變動。如果此種應用中需要濾光器，則干涉濾光器是較佳的。
NA2 是數值孔徑的平方，且代表透鏡的光收集係數。因為光增益Og與NA2 成比例，所以增加成像光學裝置的數值孔徑時，將大幅增加光收集係數。
表1列出具有每一透鏡之放大率/像素大小、數值孔徑、光收集係數、光收集圓錐角、解像力(resolving power)、聚焦深度(depth of focus)、以及工作距離(working distance)的數種可自市場上購得的透鏡之特性。
因此，諸如10x0.5NA及20x0.5NA透鏡等的高NA透鏡收集了為1.25x0.035NA透鏡204倍的光。
高NA透鏡也提供了較高的解析度。可以Rayleigh方程式表示解像力，亦即：
其中λ是成像在零件上的光之波長。如表1所示，對於λ=0.55微米而言，1.25x0.035NA透鏡只能解析7.8微米，而比較之下，20x0.5NA透鏡可解析0.5微米。
自表1也顯然可知，聚焦深度(Depth Of Focus；簡稱DOF)隨著NA的增加而減少，且可以下式表示：
例如，0.035NA透鏡之DOF是229微米。0.3NA透鏡之DOF是3.1微米。0.5NA透鏡之聚焦深度是1.1微米。
為了得到所能達到的最高光增益，應採用於檢驗期間可維持聚焦之最高NA透鏡。如果零件具有足夠的平坦度，則聚焦不是問題。然而，如果零件不具有足夠的平坦度，則該系統必須採用一自動聚焦系統，用以追蹤該零件的表面，以使在檢驗期間將成像光學裝置保持在光DOF內；本案發明人的美國專利7,015,445(2006)"Method for Optimizing Inspection Speed in Low and Fluorescent Light Applications without Sacrificing Signal to Noise Ratio,Resolution,Or Focus Quality"中說明了一種此類自動聚焦系統。
積分時間
在與本發明有關之光學檢驗系統中，光增益與積分時間成比例，而積分時間又是被用來掃描零件的攝影機的類型及掃描速度(亦即，電子零件與包含該攝影機的一成像工作站間之相對速度)之一函數。如將被表明的，一線掃描時間延遲積分(Time Delay and Integrate；簡稱TDI)電荷耦合裝置(CCD)攝影機配合高NA光學裝置(NA>0.05)時，可得到具有比使用非TDO線掃描CCD攝影機及面型攝影機(area camera)所能得到的光增益大許多的光增益之優異性能。可比較利用不同類型的攝影機所得到之性能，而證明上述的結論。
使用面型攝影機之檢驗
使用面型攝影機進行檢驗時，有兩種模式。在模式1中，一零件被放置在一機械台上。使該台在一棋盤狀圖案中步進，其中每一步進等於或略小於該面型攝影機的大小，以便保證重疊每一像場。在每一位置上，使用長到足以得到充分信號的一積分時間擷取該零件的一影像。該方法是相當慢的，這是因為在每一步進之後，必須以機械方式安放該台，以避免影像模糊。該方法不適用於高速生產之應用。
在模式2中，使該攝影機持續地掃描該零件，且於該攝影機對準每一棋盤正方形的中心時，使一快速閃光燈發出閃光。為了避免影像模糊，係為有效積分時間的每一閃光之持續時間必須短於該零件在該陣列上移動1個攝影機像素的時間。如果閃光時間較長，則將使多個像素模糊化在一起。該台掃描地愈快，則閃光必須愈短。因此，該模式中之積分時間是非常短的，且限制了該系統可得到的最大光增益。
使用線掃描CCD攝影機之檢驗
線掃描電荷耦合裝置(Charge Coupled Device；簡稱CCD)攝影機能夠使用諸如一石英鹵素燈、氙氣燈、或水銀蒸汽弧光燈等的一恆定強度之光源在一持續移動的台上掃描零件。通常以該台上的一位置編碼器使該台的移動與攝影機的資料讀出同步。每當該台移動了等於該攝影機上的像素尺寸除以光放大率之一距離時，即自該線掃描CCD攝影機讀出一線的資料。對於高速檢驗應用而言，最好是以所能達到的最快速度讀出資料。該有效積分時間因而等於可自CCD讀出一線的資料之最快速時間，且可以下式表示該有效積分時間：
IntegrationTime =ReadoutTime =NumberOfCC DPixels *DataRate 　(12)
為了實現較高的產出量，某些線掃描攝影機設有多個輸出。例如，如果一攝影機有四個輸出，且每一輸出被連接到該等像素的四分之一，則可同時自所有四個輸出讀出資料，因而將檢驗時間縮短到四分之一。然而，較快速的讀出速率意味著較短的積分時間，因而如前文所述，將減少光增益。因此，此種高速檢驗系統無法檢驗諸如PET上覆ITO或玻璃上覆ITO等的產品，這是因為此種系統缺少必要的光增益。
使用時間延遲積分(TDI)線掃描CCD攝影機之檢驗
時間延遲積分(TDI)CCD攝影機可提供較長的積分時間，且仍然能夠使用恆定的照射而在高速下掃描物體。為了要了解TDI攝影機的工作方式，考慮在完全相同的速度下以相互平行的方式在一公路的鄰接車道上行駛的兩輛車C1及C2。車輛2上的一乘客對車輛1上的駕駛者拍照。因而需要在幾秒的時間中開啟其攝影機的快門。因為這兩輛車之間沒有相對移動，且因而車輛2上的攝影機與車輛1上的駕駛者之間沒有相對移動，所以車輛1的照片將是鮮明的，且沒有影像模糊。
考慮在一台上移動且在一成像透鏡之下的一物體。如第2B圖中之笑臉所示，該臉的影像被投射在第2A圖所示之一TDI CCD攝影機上。當該臉的底部在該台及TDI攝影機上的列位置P1時，在該TDI攝影機的列1中之每一像素上收集影像電荷。當該台及影像移到列位置P2時，針對每一攝影機像素而在列位置P1上收集的該線之電荷被轉移到該TDI攝影機內之列P2中之相同的行位置。線P2也包含每一水平像素位置中之用來收集一線的電荷之一些影像偵測器，其中該一線的電荷與自線P1被轉移的該線之電荷累加，而在每一水平像素位置上產生了兩倍的影像電荷。該TDI攝影機的每一列都包含用來收集被加入所有先前線的累積電荷總和的一線的電荷之一些影像偵測器。
藉由正好在該移動台的速度下移動該TDI攝影機內之電荷或影像，即可在不會導入任何影像模糊之情形下持續收集來自該物體上的相同實體點之光，這是因為該台上的物體與在該TDI攝影機內的各列之間被轉移的影像之間沒有相對移動。當在該攝影機的列1至列n中收集影像時，自該裝置連續地讀出頂端列中之影像電荷。如果該TDI攝影機有n列，且該線掃描及TDI攝影機有相同的結構，則自該TDI攝影機讀出的影像將包含為單一線攝影機n倍的信號。
實際上，這些攝影機的製造商作出各種折衷。例如，製造商可犧牲信號雜訊比，以便獲得較高的資料速率。亦即，考慮具有320 MHz的最大資料速率及在+10分貝的電子增益(Eg)下有44數位計數/(奈焦耳/平方壓米)的光響應(light response)之一8000像素單一線掃描攝影機、以及具有96列之8000像素TDI攝影機。該TDI攝影機具有640 MHz的最大資料速率以及在Eg=+10分貝時有1170數位計數/(奈焦耳/平方厘米)的光響應。
可將這兩種攝影機間之不同的光響應表示為該等兩種攝影機的光功率至電子信號係數(方程式(4)中之K)之不同的值。該第一種96列TDI攝影機之靈敏度比該第二種單一線掃描攝影機之靈敏度高26倍數，且該96列TDI攝影機之速率為該單一線掃描攝影機之兩倍。因此，KTDI =(26/96)KSLC 。因而意味著：如果某一TDI攝影機在150瓦特的燈下產生了一特定的輸出信號位準，則該單一線掃描攝影機將需要26倍的該功率量(亦即，3900瓦特)才能產生相同的輸出信號位準。燈沒有此種功率。此外，在一零件上導引此種強度的光將可能燒掉且毀壞該零件。
最佳化光增益
可將積分時間表示為：
IntegrationTime =TDIRows *LineRate 　(13)
其中TDIRows是攝影機中之TDI列的數目，以及LineRate是自CCD讀出的每一線之時間，且可以下式表示LineRate：
LineRate =#Pixels *CK 　(14)
其中#pixel是每一攝影機輸出的攝影機像素之數目，以及CK是每一像素之時間。
將方程式(14)替換到方程式(4)時將得到：
Og =ILLUMINATION *OE *NA 2 *TDIRows *LineRate *K 　(15)
方程式(15)示出TDI攝影機將提供優異的光增益(Og)。假定第一系統包含一可自市場上購得的具有NA=0.3及DOF=3.1微米的一透鏡之TDI攝影機，且該TDI攝影機可被耦合到美國專利7,015,445中述及的自動聚焦系統。此外，假定第二系統使用具有NA=0.1及DOF=27.5微米的單一線掃描攝影機。下表2比較這兩種攝影機之光靈敏度：
處理光影像信號
請參閱表2，假定兩種材料在該0.1 NA單一線掃描攝影機下有1計數的反射率差異。使用該0.3 NA 96列TDI線掃描攝影機組態時，這些相同的材料在沒有來自電子放大的雜訊之情形下將有234計數的差異。將檢視在不同時間及不同空間位置下的該等兩種不同之材料而得到的兩個攝影機信號相減[Camsig 1 -Camsig 2 ]，而計算出該差異信號；亦即：
以及
雖然該等兩個信號間之反射率差異是小的，但是如第1圖所示，每一材料的個別反射率可能是大了許多。因此，這些反射率被本發明之大光增益放大，且如下列兩個例子所示，每一個別攝影機信號Camsig 1 及Camsig 2 之量將是非常大：在例子1中，假定是以具有Og=1x的一0.1 NA單一線掃描攝影機取得影像。在該例子中，當檢視材料1時，Camsig 1 =17計數，且當檢視材料2時，Camsig 2 =16計數。對於具有Og=234x的一0.3 NA TDA攝影機而言，當檢視材料1時，Camsig 1 =3978計數，且當檢視材料2時，Camsig 2 =3744計數。
在例子2中，假定是以具有Og=1x的一0.1 NA單一線掃描攝影機取得影像。在該例子中，當檢視材料1時，Camsig 1 =250計數，且當檢視材料2時，Camsig 2 =251計數。對於具有Og=234x的該0.3 NA TDA攝影機而言，當檢視材料1時，Camsig 1 =58,734計數，且當檢視材料2時，Camsig 2 =58,500計數。
請參閱例子1及2，有256灰階(8位元)的一攝影機可使用該0.1 NA線掃描攝影機將材料1及2成像。然而，當該系統之特性為具有±2計數的攝影機雜訊時，因為該等兩種材料間之差異只有1計數，所以無法區別該等兩種材料。在該0.3 NA 96 TDA攝影機之情形中，無法使用256階(8位元)的攝影機，這是因為兩個例子中之輸出都已飽和。因此，無法自攝影機信號萃取資料。
對於該第一例子而言，信號資料到達3978計數，因而需要至少12個位元來代表該計數；且在例子2中，信號資料到達65,536計數，因而需要至少16個位元來代表該計數。因為在這些例子的每一例子中，我們只對代表該等兩種材料間之差異的上方資料範圍感興趣(如用於例子1的第3圖以及用於例子2的第4圖所示)，所以有用來萃取該差異資料的三種替代方法。
1.　在類比域中減掉第3及4圖所示之大偏移量。然後將減法運算之後的結果放置到一Z位元的類比至數位轉換器，以便針對Z=8位元(256個強度級)而提供第5圖所示之2Z 個強度級；或
2.　將來自攝影機感測器的類比資料放置到具有大到足以容納最大信號位準的一動態範圍之一類比至數位轉換器，且只處理第3及4圖所示的該動態範圍中對應於該等材料間之差異的頂部中之資料。如第6圖所示，在該類比至數位轉換器執行的轉換之後，可在數位域中減掉該偏移量，而得到該差異。
3.　在該類比至數位轉換器執行的轉換之前，先在類比域中減掉該偏移量的一部分，然後在數位域中減掉其餘的偏移量，而合併方法1及2。
本發明之特定例子
如將可易於了解的，在存在有攝影機及處理電子裝置導入的雜訊時，可能無法區分有類似反射率之材料。在高速下掃描時，由於特性受限的光及短積分時間而使該限制惡化。本發明在不增加系統中之電子雜訊的情形下增加該等材料間之對比，而克服這些限制。
更具體而言，以下列方式增加對比：
‧　使用高NA光學裝置及自動聚焦技術收集更多的光。
‧　使用TDI CCD攝影機而在不增加電子雜訊的情形下增加光增益。
‧　處理具有大動態範圍之信號，其中反射率差異資訊是在攝影機或影像信號的上方範圍。
‧　以下列方式自該大動態範圍萃取該反射率差異資訊：
○　如第5圖所示，在類比域中減掉對應於最小反射率材料之一大偏移量，且將該減法運算之後的結果放置到具有Z位元之一類比至數位轉換器，其中該Z位元足以代表反射率差異資訊；或
○　將來自該攝影機之類比資料放置到動態範圍足以容納對應於較高反射率材料的最大信號位準之一類比至數位轉換器，且只處理該動態範圍中對應於反射率差異資訊的頂部之資料。萃取反射率差異資訊的一種方式是在該類比至數位轉換器執行了轉換之後於數位域中減掉一大偏移量。如第6圖所示，該偏移量的值應是對應於較低反射率材料之近似信號值。
○　在該類比至數位轉換器執行了轉換之前，先在類比域中減掉該偏移量的一部分，且在數位域中減掉其餘的偏移量。
增加燈壽命且調整光增益
在許多應用中，雖然1x的光增益是太小，但是特定應用可能不需要大至234x的光增益。根據方程式(15)，可改變照射燈的電壓，而實現光增益的調整。減少燈強度時，也增加了燈壽命，如下式所示：
LanpLife =LampLife *[Vrated /Voperated ]　(18)
其中：Lamplife=實際系統中之預期燈壽命；RatedLife=在製造商的額定電壓下操作時之製造商額定壽命；以及Vrated=製造商額定燈電壓。
被頻繁使用的Osram Model EJV 150瓦特石英鹵素燈之額定燈壽命是200小時。只須將燈電壓降低25%，即可將燈壽命自200小時增加到1年。
如示出一PET基材上覆有不同反射率的一ITO電路的影像之第7圖所示，應調整燈電壓，使較高反射率材料的強度略低於攝影機之飽和度。使用一0.3 NA透鏡，且配合使用一TDI攝影機以及頂部有8位元的大動態範圍之一類比至數位轉換器，而得到該影像。第7圖所示之亮材料是ITO，而暗材料是PET基材。
現在將可易於了解，本發明能夠檢驗具有不同的材料且每一材料有類似的光學特性(尤指類似的反射率)之零件。此外，在不脫離本發明之精神及範圍下，顯然可對被特別揭示的程序及設備作出許多替換。例如，被揭示的影像信號處理涉及一減法運算；但是可建立一類比或數位臨界值，而得到等效的結果。因此，本申請案意圖涵蓋所有此類的變化及替換。
本說明書最後的申請專利範圍明確地指出且清楚地要求本發明主題的專利權。若配合各附圖而參閱前文中之詳細說明，將可對本發明的各項目的、優點、及新穎特徵有更完整的了解，而在該等附圖中，相同的代號係參照到類似的部分，其中：
第1圖示出具有類似光學特性的兩種不同材料的攝影機影像強度之一圖形；
第2A及2B圖適用於了解於實施本發明時使用的一特定攝影機之操作；
第3圖示出具有類似光反射率的兩種不同材料在根據本發明的某些處理之後的攝影機輸出之差異；
第4圖示出具有類似光反射率的另一組之兩種不同材料在根據本發明的某些處理之後的攝影機輸出之差異；
第5及6圖示出用來實施本發明的一部分之兩個不同的實施例；以及
第7圖示出使用本發明的方法及設備而得到之一影像。

Claims (20)

  1. 一種以光學方式檢驗具有第一及第二材料的電子零件之方法，該第一及第二材料中之每一材料獨立地反射具有高信號雜訊比的光，但是每一材料具有類似反射率特性，且每一材料進一步之特徵在於呈現該材料中之缺陷造成的微小反射率變化，該方法包含下列步驟：(A)至少在一成像區中照射該電子零件，(B)產生該電子零件與一成像工作站間之相對移動，(C)使用高光增益及低電氣增益在該成像工作站上自該反射光產生一影像信號，因而產生了自該第一及第二材料中之每一材料反射的光之獨特的一高增益低雜訊影像信號，(D)藉由減掉其值係基於具有該較小反射率特性的材料的反射率之一偏移信號，處理該高增益低雜訊影像信號，因而產生了代表用來區分自該等材料的每一材料之反射且用來偵測該電子零件中之缺陷之所需輸出影像的2n 個強度級之n位元數位值。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該影像信號產生步驟包含下列步驟：以一多列時間延遲積分線掃描電荷耦合裝置(CCD)攝影機記錄該被掃描之影像。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該影像信號產生步驟包含下列步驟：以回應代表該成像光學裝置與被成像的該電子零件上的一位置間之距離的量度而自動聚焦之高數值孔徑光學裝置擷取該影像。
  4. 如申請專利範圍第3項之方法，其中該影像信號產生步驟包含下列步驟：以一多列時間延遲積分線掃描CCD攝影機記錄該被掃描之影像。
  5. 如申請專利範圍第4項之方法，其中該成像工作站產生一類比影像信號，且對該類比影像信號之該處理步驟包含下列步驟：(i)產生一類比偏移信號，(ii)藉由自該類比影像信號減掉該類比偏移信號，而產生一類比差異信號，以及(iii)將該類比差異信號轉換為該n位元數位值。
  6. 如申請專利範圍第4項之方法，其中該成像工作站產生一類比影像信號，且對該類比影像信號之該處理步驟包含下列步驟：(i)將該類比影像信號轉換為一數位影像信號，(ii)產生一數位偏移信號，以及(iii)藉由自該數位影像信號減掉該數位偏移信號，而產生一數位差異信號，以產生該n位元數位值。
  7. 如申請專利範圍第6項之方法，其中將該類比影像信號轉換為一數位影像信號之該步驟利用具有一特定動態範圍之一類比至數位轉換器，該方法包含下列步驟：調整該照射，以將來自該較高反射率材料之該影像信號設定在該動態範圍內。
  8. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該成像工作站產生一類比信號，且對該類比信號之該處理步驟包含下列步驟：(i)產生一類比偏移信號，(ii)藉由自該類比影像信號減掉該類比偏移信號，而產生一類比差異信號，以及(iii)將該類比差異信號轉換為該n位元數位值。
  9. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該成像工作站產生一類比影像信號，且對該類比影像信號之該處理步驟包含下列步驟：(i)將該類比影像信號轉換為一數位影像信號，(ii)產生一數位偏移信號，以及(iii)藉由自該數位影像信號減掉該數位偏移信號，而產生一數位差異信號，以產生該n位元數位值。
  10. 如申請專利範圍第9項之方法，其中將該類比影像信號轉換為一數位影像信號之該步驟利用具有一特定動態範圍之一類比至數位轉換器，該方法包含下列步驟：調整該照射，以將來自該較高反射率材料之該影像信號設定在該動態範圍內。
  11. 一種以光學方式檢驗具有第一及第二材料的電子零件之設備，該第一及第二材料中之每一材料獨立地反射具有高信號雜訊比的光，但是每一材料具有類似反射率特性，且每一材料進一步之特徵在於呈現該材料中之缺陷造成的微小反射率變化，該設備包含：(A)用來至少在一成像區中照射該電子零件之裝置，(B)用來產生該電子零件與一成像工作站間之相對移動之裝置，(C)產生影像信號之裝置，用以使用高光增益及低電氣增益在該成像工作站上自該反射光產生一影像信號，因而產生了自該第一及第二材料中之每一材料反射的光之獨特的一高增益低雜訊影像信號，(D)處理裝置，用以藉由減掉其值係基於具有該較小反射率特性的材料的反射率之一信號，而處理該高增益低雜訊影像信號，因而產生了代表用來區分自該等材料的每一材料之反射且用來偵測該電子零件中之缺陷之所需輸出影像的2n 個強度級之n位元數位值。
  12. 如申請專利範圍第11項之設備，其中該影像信號產生裝置包含用來以一多列時間延遲積分線掃描CCD攝影機記錄該被掃描之影像之裝置。
  13. 如申請專利範圍第11項之設備，其中該影像信號產生裝置包含用來擷取以回應代表自該成像光學裝置至被成像的該電子零件上的一位置之距離的量度而被自動聚焦的一影像之高數值孔徑光學裝置。
  14. 如申請專利範圍第13項之設備，其中該影像信號產生裝置包含用來以一多列時間延遲積分線掃描CCD攝影機記錄該被掃描之影像之裝置。
  15. 如申請專利範圍第14項之設備，其中該成像工作站產生一類比影像信號，且用於該類比影像信號之該處理裝置包含：(i)用來產生一類比偏移信號之裝置，(ii)用來藉由自該類比影像信號減掉該類比偏移信號而產生一類比差異信號之裝置，以及(iii)用來將該類比差異信號轉換為該n位元數位值之裝置。
  16. 如申請專利範圍第14項之設備，其中該成像工作站產生一類比影像信號，且用於該類比影像信號之該處理裝置包含：(i)用來將該類比影像信號轉換為一數位影像信號之裝置，(ii)用來產生一數位偏移信號之裝置，以及(iii)用來藉由自該數位影像信號減掉該數位偏移信號而產生一數位差異信號以便產生該n位元數位值之裝置。
  17. 如申請專利範圍第16項之設備，其中將轉換裝置包含具有一特定動態範圍之一類比至數位轉換器，且其中該照射被調整成將來自該較高反射率材料之該影像信號設定在該動態範圍內。
  18. 如申請專利範圍第11項之設備，其中該成像工作站產生一類比信號，且用於該類比信號之該處理裝置包含：(i)用來產生一類比偏移信號之裝置，(ii)用來藉由自該類比影像信號減掉該類比偏移信號而產生一類比差異信號之裝置，以及(iii)用來將該類比差異信號轉換為該n位元數位值之裝置。
  19. 如申請專利範圍第11項之設備，其中該成像工作站產生一類比信號，且用於該類比信號之該處理裝置包含：(i)用來將該類比影像信號轉換為一數位影像信號之裝置，(ii)用來產生一數位偏移信號，以及(iii)用來自該數位影像信號減掉該數位偏移信號而產生一數位差異信號以便產生該n位元數位值之裝置。
  20. 如申請專利範圍第19項之設備，其中該轉換裝置包含具有一特定動態範圍之一類比至數位轉換器，該設備又包含用來調整該照射以便將來自該較高反射率材料之該影像信號設定在該動態範圍內之裝置。
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