TWI837190B - 巨觀檢查系統、裝置及方法 - Google Patents

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強恩 Ｂ 樸特曼
約翰 墨菲特
傑弗瑞 安德森
史考特 波茲羅尤拉
裘莉 奧蘭多
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美商奈米創尼克影像公司
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Abstract

所揭示技術係關於一種檢查裝置，其包含：一載物台，其經組態以保持一樣品以供檢查；一成像器件，其具有涵蓋該載物台之至少一部分之一視野以觀看保持在該載物台上之一樣品；一透鏡，其具有涵蓋保持在該載物台上之該樣品之一視圖；及複數個燈，其等安置於一可移動平台上。該檢查裝置可進一步包含一控制模組，該控制模組經組態以控制該載物台之一位置、該可移動平台之一標高及該透鏡之一焦點。在一些實施方案中，該檢查裝置包含一影像處理系統，該影像處理系統經組態用於自該成像器件接收影像資料，分析該影像資料以判定一樣品分類，且基於該樣品分類自動選擇一照明輪廓。本發明亦預期方法及機器可讀媒體。

Description

巨觀檢查系統、裝置及方法
本發明大體上係關於巨觀檢查系統、裝置及方法。更特定言之，本發明之實施例係關於具有可各自提供可變照明景觀(illumination landscape)以偵測一樣品上之特徵之多個照明模式的巨觀檢查裝置。
對一樣品進行微觀檢驗(microscopic examination)以偵測樣品特徵可為有限的。如一般技術者所理解之樣品指代一檢驗物品(例如，一晶圓或一生物載玻片)，且特徵指代一樣品之已知特性、以及異常及/或缺陷。特徵可包含但不限於：電路、電路板組件、生物細胞、組織、缺陷(例如，劃痕、灰塵、指紋)。在一些情況中，一樣品之特徵跨相對較大表面區域分佈，或一樣品本身係相當大的。對於此等樣品，微觀檢驗可為不足夠的或不期望的，此係因為此檢驗在相對較小表面區域上方獲取資訊且需要捕獲一樣品之離散部分之多個影像以表示整個樣品。另外，微觀檢驗在其可提供之照明類型及種類方面可為有限的。為本說明書之目的，微觀指代小於.5cm2之一區域。
因此，可期望提供一種用於對一樣品進行宏觀(macroscopic)檢驗之新穎機構，其可在一單一視野中捕獲一樣品之整個或較大區域，且可提供多個照明模式，該等照明模式包含但不限於：明 場、暗場或傾斜照明；偏振光；交叉偏振光；及差分干涉對比(DIC)、相位對比。如本文中說明，亦可期望各照明模式提供可變照明景觀以偵測一樣品之特徵。為本說明書之目的，宏觀指代.5cm2或更大之一區域。
在一些態樣中，所揭示技術係關於一種檢查裝置，其包含：一載物台，其經組態以保持一樣品以供檢查；一成像器件，其具有涵蓋該載物台之至少一部分之一視野以觀看保持在該載物台上之一樣品；及一透鏡，其具有涵蓋保持在該載物台上之該樣品之至少一部分的一視野；及複數個燈，其等安置於一可移動平台上。該檢查裝置可進一步包含耦合至該成像器件、該載物台、該可移動平台及該透鏡之一控制模組，其中該控制模組經組態以控制該載物台之一位置、該可移動平台之一標高(elevation)及該透鏡之一焦點。在一些實施方案中，該檢查裝置可進一步包含耦合至該控制模組之一影像處理系統，其中該影像處理系統包含一或多個處理器及包括指令之一非暫時性媒體，該等指令經組態以引起該等處理器執行以下操作：自該成像器件接收影像資料，其中該影像資料對應於保持在該載物台上之該樣品之至少一部分視圖；分析該影像資料以判定對應於保持在該載物台上之該樣品之一樣品分類；基於該樣品分類自動選擇一照明輪廓。
在另一態樣中，所揭示技術係關於一種檢查裝置，其包含：一載物台，其經組態以保持一樣品以供檢查；一成像器件，其具有涵蓋該載物台之至少一部分之一視野以觀看由保持在該載物台上之一樣品反射之光；及複數個燈，其等安置於一可移動平台上。取決於所要實施方案，該檢查裝置可進一步包含耦合至該成像器件、該等燈之各者及該可移 動平台之一控制模組，其中該控制模組經組態以執行包含以下各者之操作：自該成像器件接收影像資料，其中該影像資料指示入射於該樣品上之光之一照明景觀；基於該影像資料自動調整該可移動平台之一標高或該複數個燈之一或多者之一強度以改良該照明景觀。
在又一態樣中，所揭示技術可涵蓋一種用於自動調整由一檢查裝置提供之一照明景觀之電腦實施方法。該方法可包含以下步驟：自一成像器件接收影像資料，其中該影像資料對應於保持在該檢查裝置之一載物台上之一樣品之至少一部分視圖；分析該影像資料以判定對應於保持在該載物台上之該樣品之一樣品分類；基於該樣品分類自動選擇一照明輪廓。
10:巨觀檢查系統
12:樣品載物台
14:聚焦透鏡
15:透鏡載物台
16:燈
18:平台
20:導軌
22:影像感測器
24:成像器件/相機
26:燈總成環/燈環總成
28:燈條(LB1至LBx)
30:萬向接頭
32:控制機構
50:燈
52:第一明場燈陣列
54:第二明場燈陣列
60:光源/燈
62:垂直照明器
70:控制模組
75:電腦分析系統
1005:匯流排
1010:處理單元/處理器
1012:記憶體快取區
1015:系統記憶體
1020:唯讀記憶體(ROM)
1025:隨機存取記憶體(RAM)
1030:儲存器件
1032:輪廓產生模組/照明輪廓產生模組
1034:影像處理模組/成像處理模組
1035:輸出器件
1036:照明輪廓資料庫
1040:通信介面
1045:輸入器件
1100:校準方法/校準程序
1101:控制模組初始化巨觀檢查系統之處
1102:將參考樣品放置於樣品載物台上
1103:啟動燈之不同組合以判定參考樣品之期望照明景觀
1104:藉由控制模組儲存照明輪廓
1210:照明區域
1212A:座標軸
1212B:座標軸
1213A:參考指標
1213B:參考指標
1300:照明景觀方法/程序
1301:將待檢驗之樣品放置於樣品載物台上
1302:步驟
1303:步驟
1305:步驟
1310:程序
1312:步驟
1314:步驟
1316:步驟
1318:步驟
1401:訓練資料
1402:輸出資料
F1:特徵
F2:特徵
F4:特徵
P1:第一位置
P2:位置
R3:參考指標/參考標記
R4:參考指標/參考標記
S:樣品
S1:樣品
S3:樣品
為描述可獲得本發明之上述及其他優點以及特徵之方式，將參考在隨附圖式中繪示之本發明之特定實施例呈現上文簡要描述之原理之一更特定描述。在理解此等圖式僅描繪本發明之例示性實施例且因此不應被視為限制其等範疇之情況下，透過使用隨附圖式以額外特定性及細節描述及說明本文中之原理，其中：圖1A展示一巨觀檢查裝置之一特定實施例之一透視圖；圖1B展示一巨觀檢查裝置之一特定實施例之一透視圖；圖1C展示一巨觀檢查裝置之一特定實施例；圖2A展示從一低入射角提供傾斜照明之一巨觀檢查裝置之一實施例之一示意性側視圖；圖2B展示如藉由按照圖2A之裝置之操作建立之低角度傾斜照明之一實例； 圖3A展示從一高入射角提供傾斜照明之一巨觀檢查裝置之一實施例之一示意性側視圖；圖3B展示如藉由按照圖3A之裝置之操作建立之高角度傾斜照明之一實例；圖4A展示在一暗場照明模式中操作之一巨觀檢查裝置之一示意圖；圖4B展示如藉由按照圖4A之裝置之操作建立之暗場照明之一實例；圖5A展示一例示性燈條之一正視圖；圖5B及圖5C展示圖5A之燈條之側視圖，其等展示如以角度α1及α2樞轉之一能力；圖6展示採用多個燈條用於建立各種潛在照明向量之一燈環總成之一實施例之一示意性俯視平面圖；圖7A展示採用經定位以在一實質上正交方向上照明一樣品之兩個對置明場燈的一巨觀檢查裝置之一示意性側視圖；圖7B展示如藉由按照圖7A之裝置之操作建立之實質上正交照明之一實例；圖8A展示第一及第二明場燈陣列之一例示性實施方案；圖8B展示採用2個燈之實質上正交照明之一實例；圖8C展示採用7個燈之實質上正交照明之一實例；圖9A展示採用透過透鏡之正交照明之一巨觀檢查裝置之一示意性側視圖；圖9B展示如藉由按照圖9A之裝置之操作建立之正交照明 之一實例；圖10展示一電腦分析系統之一實施例之一般組態；圖11展示用於校準一巨觀檢查系統以達成不同照明景觀之例示性方法步驟；圖12展示用於定義藉由一巨觀檢查系統之燈投射之一照明區域之一例示性座標系統；圖13A展示用於使用一巨觀檢查系統照明一樣品之例示性方法步驟；圖13B繪示用於識別一樣品分類且自動調整巨觀檢查裝置之一照明景觀的一例示性程序之步驟；圖14展示示出使用特定輸入及輸出饋送至一人工智慧演算法中以產生一或多個照明輪廓之一例示性訓練模型的實例；圖15展示用於一矩形樣品之一例示性座標系統；圖16A展示一不規則形狀之樣品；圖16B展示用於一不規則形狀樣品之一例示性座標系統；及圖17展示用於相對於一座標系統建立一樣品上之一特徵之一旋轉角度的一方法。
本申請案主張2018年10月11日申請之標題為「Macro Inspection Apparatus and Methods」之美國臨時申請案第62/744,478號之權利，該案之全文以引用的方式併入。
根據所揭示標的物之一些實施例，提供用於對樣品進行宏 觀檢查之機構(其等可包含系統、方法、器件、裝置等)。宏觀檢驗(有時稱為檢查)指代使用所揭示宏觀檢查機構對一樣品進行之掃描、成像、分析、量測及任何其他適合檢視。所揭示宏觀檢查機構包含可各自提供可變照明景觀之一或多個照明模式，如本文中描述。儘管下文描述指代在一宏觀檢查機構中實施之組件及方法，然本文中描述之組件及方法亦可在一微觀檢查系統中實施。
圖1A、圖1B及圖1C繪示根據所揭示標的物之一些實施例之一巨觀檢查系統10之實例。在一高層級處，根據一些實施例之巨觀檢查系統10之基本組件包含用於將光提供至一樣品S之一照明單元(例如，燈總成環26)、一聚焦透鏡14、一成像器件24、一樣品載物台12、包括硬體、軟體及/或韌體之一控制模組70，以及一電腦分析系統75。巨觀檢查系統10可實施為使用透射光或反射光之一光學檢查系統之部分。
在一些實施例中，如圖1A中展示，一燈總成環26可用作用於巨觀檢查系統10之一照明單元。藉由LB1至LBx表示之一或多個燈具(例如，燈條28)可安裝至燈總成環26。應注意，任何類型之適合燈具可安裝至燈總成環26。如圖1A中展示，燈總成環26可經組態使得安裝至總成之個別之一或多個燈條28定位於樣品載物台12之周邊之徑向外部。各燈條28可包含一或多個複數個燈16(如圖5A中展示)。巨觀檢查系統10亦可包含一個以上燈總成環26，如例如圖1B中展示。
在一些實施例中，燈總成環26可經組態使得其可沿導軌20移動。應注意，照明單元不限於一環構造，且個別燈條28可以其他類型之構造安裝至一不可移動或可移動平台18，如例如圖2A、圖3A、圖7A及圖9A中展示。此外，可手動控制或藉由軟體、硬體及/或韌體(例如，控制模 組70)自動控制可移動平台18沿導軌20之高度至不同位置之移動。取決於其相對於樣品載物台12之高度，燈總成環26可用於在一樣品保持於樣品載物台12上時為該樣品提供傾斜或暗場照明。例如，為提供可變傾斜照明角，燈總成環26可經定位使得可在一樣品平面(即，在一樣品定位於樣品載物台12上時，該樣品之頂部平坦表面)上方之不同高度處投射其光。在一些實施例中，樣品平面對應於巨觀檢查系統10之一焦平面(即，樣品對焦之平面)。在進一步實例中，為提供暗場照明，燈總成環26可經定位使得可在樣品載物台12上之一樣品之樣品平面的相同或實質上相同水平高度處投射其光，以在一樣品保持於樣品載物台12上時為該樣品提供暗場照明。
如本文中所使用：傾斜照明指代以小於90度且大於0度(通常大於1度)之一入射角投射朝向樣品之光；暗場照明指代以小於1度且通常為0度之一入射角投射朝向樣品之光；且明場照明指代以與樣品之平面垂直(成90度)之一入射角投射朝向樣品之光。明場照明可指代透過透鏡14將照明在一正交方向上提供朝向一樣品(「正交照明」)之一光源，如例如圖9A中展示，或指代定位於透鏡14外部之在一「實質上正交」方向上投射光(「實質上正交照明」)之一光源，如例如圖7A及圖8A中展示。
如圖2A及圖3A中展示，根據所揭示標的物之一些實施例，各燈條28可以不同入射角從多個方向提供傾斜光照。例如，如圖2A中繪示，各燈條28支撐於樣品載物台12之樣品平面上方之一第一位置P1處而以一第一入射角提供傾斜照明，而在圖3A中，各燈條28已向上移動至位置P2以依一第二入射角提供傾斜照明。使燈具向上移動可引起入射角增大。圖2B及圖3B中展示載物台12之所得照明。在一些實施例中，在可 移動平台18沿導軌20之各高度處，燈條28可選擇性地繞一樞轉點樞轉(如例如圖5B及圖5C中展示)以在一樣品保持於樣品載物台12上時相對於該樣品之樣品平面產生變化照明角。應注意，一般技術者將容易理解，圖2A及圖3A中展示之傾斜光照可用一單一或多個燈條28實施。
在一些實施例中，如圖4A中展示，燈條28可經定位使得來自燈條28之照明實質上平行於一樣品平面，以在一樣品保持於樣品載物台12上時為該樣品提供暗場照明。實質上平行被理解為具有自-1°至+1°之一入射角以容許缺陷對準，但在一些實施例中，照明將在平面上，即，成0°之一入射角，藉此照明將僅在存在從一樣品之一完全平坦表面延伸出之特徵之情況下被反射。若一樣品完全平坦且無特徵，則其不會將任何實質上平行照明反射至透鏡14，且藉由透鏡14觀看之此一樣品(如圖4B中展示)將未被照明。若存在突出之缺陷或其他特徵，則來自燈條28之照明將從此等缺陷及/或特徵反射出且將由影像感測器22經由透鏡14捕獲。應注意，一般技術者將容易理解，圖4A中展示之暗場照明可用一單一或多個燈條28實施。
在一些實施例中，一XY平移載物台可用於樣品載物台12。可藉由步進馬達、伺服馬達(server motor)、線性馬達、壓電馬達及/或任何其他適合機構(包含一手動機構)驅動樣品載物台12。在一些實施例中，樣品載物台12可經組態以在任何適合控制器(例如，控制模組70)之控制下使一物件在X軸及/或Y軸方向上移動。一致動器(未展示，但在此項技術中已知)可用於進行例如0mm至5mm、0mm至10mm、0mm至30mm及/或任何其他(若干)適合距離範圍之粗調焦。在一些實施例中，一致動器亦可用於提供例如0μm至5μm、0μm至100μm、0μm至200μm及/或 任何其他(若干)適合距離範圍之細聚焦。
在一些實施例中，透鏡14可支撐於一透鏡載物台15上且可定位於穿過透鏡載物台之在樣品載物台12上方之一孔隙處。此外，巨觀檢查系統10可包含一聚焦機構，該聚焦機構在一Z方向上調整樣品載物台12朝向及遠離透鏡14及/或調整透鏡14(例如，經由透鏡載物台15沿導軌20)朝向及遠離樣品載物台12。可藉由步進馬達、伺服馬達、線性馬達、壓電馬達及/或任何其他適合機構(包含一手動機構)驅動樣品載物台12及/或透鏡14之移動。透鏡14可具有不同放大倍率(magnification power)及/或經組態以依明場、暗場或傾斜照明、偏振光、交叉偏振光、差分干涉對比(DIC)、相位對比及/或任何其他適合形式之照明操作。用於巨觀檢查系統10之透鏡之類型可基於例如放大率(magnification)、視野、數值孔徑等之所要特性。在一些實施例中，透鏡14可為可用於在一單一視野內觀看一樣品之一微透鏡(macro lens)。應注意，如一般技術者所理解之術語視野指代藉由一影像感測器立即捕獲之一檢驗區域。此外，一般技術者將容易理解，術語視野及影像在本文中可互換地使用。
對樣品載物台12上之一樣品之照明向上反射至安裝至一成像器件24(例如，相機)之透鏡14，且成像器件24可捕獲一樣品之影像及/或視訊。在一些實施例中，相機24可為包含一影像感測器之一可旋轉相機，該影像感測器經組態以容許相機與一樣品、一載物台及/或一樣品上之一特徵對準。影像感測器可為例如一電荷耦合器件(CCD)、一互補金屬氧化物半導體(CMOS)影像感測器及/或將光轉換為一或多個電信號之任何其他適合電子器件。此等電信號可用於形成一物件之影像及/或視訊。在一些實施例中，此等電信號經傳輸用於在連接至巨觀檢查系統10之一顯示 螢幕上顯示。用於使一相機旋轉之可藉由巨觀檢查系統10使用之一些例示性方法描述於標題為「Camera and Object Alignment to Facilitate Large Area Imaging in Microscopy」之美國專利第10,048,477號中，該案之全文特此以引用的方式併入本文中。在一些實施例中，成像器件24可由用於觀看一樣品之一目鏡或一接目鏡取代。
在一些實施例中，如圖5A中展示，一燈條包括組織成兩個列之個別燈16。個別燈16可基於任何類型之適合光照技術，包含但不限於發光二極體(LED)、有機發光二極體(OLED)、螢光燈、光纖、氣體-電漿、陰極射線管(CRT)、液晶顯示器(LCD)、雷射等。在一些實施例中，如圖5A中展示，各燈可藉由其燈條號及燈號(如藉由LBiLj表示)個別地定址。在進一步實施例中，燈可(例如，按列、行、象限、燈條及/或任何其他適合劃分)劃分為區段且各區段可為可定址的。軟體、硬體及/或韌體(例如，控制模組70)可藉由各燈或區段之位址控制各燈或區段之啟動、強度及/或色彩。啟動指代一燈之接通，強度指代將光能傳遞至一單位表面之速率，且色彩指代一RGB(紅色、綠色、藍色)色彩值，其中各色彩值被指定為自0至255之一整數。可藉由測光計、影像感測器及/或其他適合強度量測器件判定強度。複數個燈16可包括投射單色、不同色彩及/或其等之任何組合之燈。
如圖6中展示，根據所揭示標的物之一些實施例，複數個燈條28(例如，LB1至LB8)可定位於樣品載物台12之周邊之徑向外部(例如，呈產生燈之一360度圓周之一八邊形形狀)，且可選擇性地啟動及可按色彩及/或強度照明以從不同方向照明樣品。軟體、硬體及/或韌體(例如，控制模組70)可控制啟動哪些燈條及個別燈以及按哪種色彩及/或強度。可 啟動來自一單一或多個燈條28之一單一燈16或多個燈16以照明樣品平面處之一部分或一整個視野。所檢驗之樣品之類型、所檢驗之特徵之類型、一樣品上之一所關注區及/或任何其他適合準則可判定啟動哪些燈及按哪種色彩及/或強度。
如圖6中展示，根據一些實施例，燈條28之一或多者可用一萬向接頭30連接至一相鄰燈條28，萬向接頭30提供相鄰燈條28之間之連接性使得其等可在共同連結燈條之一者移動時同時且以相同角度樞轉。在進一步實施例中，可在每一相鄰接點處使用萬向接頭30以容許全部燈條28之共同移動及藉由一單一控制機構(例如，控制機構32)之控制。軟體、硬體及/或韌體(例如，控制模組70)可個別地或與一或多個其他燈條同時控制各燈條28之樞轉。在一些實施例中，可手動地樞轉燈條28。各燈條28可繞一樞轉點樞轉相同或不同量。
一單一燈條28之各個別燈16(藉由LBiLj表示)可個別地或一起發射一光向量以照明樣品平面上之一特定區域(「照明區域」)。此照明區域之大小可自照明樣品之一部分變化至涵蓋整個樣品平面。可沿藉由向量表示之光束計算在樣品平面上方、下方或上之不同軸向位置處(例如，在樣品載物台12之頂部處、在樣品平面之頂部處、在焦平面處等)之照明區域。由各光向量覆蓋之區域可與由自一相鄰燈條發射之光向量覆蓋之區域部分重疊或完全不重疊。在一些實施例中，一或多個聚焦透鏡及/或準直透鏡可用於將各光向量之區域聚焦至適用於樣品載物台12上之一樣品之一區。
在一些實施例中，如例如圖6中展示，多個燈條圍繞樣品載物台12之周邊徑向定位且可選擇性地照明以從不同方向照明一樣品。根 據一些實施例，各燈條可發射一單一光向量。圖6展示分別自燈條LB3、LB4及LB5發射之光之三個照明向量。向量之大小可變化，但各向量從有限度數(或弧分)之一離散方向照明，該有限度數小於可將光投射朝向樣品載物台12上之一樣品之徑向定位燈條的整個360度圓周。各向量可照明整個視野之至少一部分，且在一些實施例中，各向量可照明一整個視野。
在一些實施例中，一單一照明向量在自1度或更大至180度或更小(60弧分或更大至10,800弧分或更小)之範圍內。在其他實施例中，一單一照明向量在自45度或更大至120度或更小(2,700弧分或更大至7,200弧分或更小)之範圍內，在其他實施例中，在自30度或更大至45度或更小(1,800弧分或更大至2,700弧分或更小)之範圍內，在其他實施例中，在自10度或更大至30度或更小(600弧分或更大至1,800弧分或更小)之範圍內，在其他實施例中，在自5度或更大至10度或更小(300弧分或更大至600弧分或更小)之範圍內，且在其他實施例中，在自2度或更大至5度或更小(120弧分或更大至300弧分或更小)之範圍內。向量取決於至少一個燈條28之經啟動燈之數目及其等相對於樣品之位置之位置。
燈條28可關於燈16之編號(如藉由列號及行號表示)、各個別燈之大小、各個別燈之錐角、燈之間之間距(p)及燈與其中光所投射之區域之間之距離變化。在一些實施例中，樣品載物台12之大小、透鏡14之規格、所檢查之樣品之大小及/或類型及/或所檢驗之一樣品之特徵可判定燈條28上之燈之組態，包含例如燈之配置(是成列及行還是成其他配置)、燈之總數目、距離及/或間距(p)。
在一些實施例中，如圖7A中展示，巨觀檢查系統10亦可包含定位於透鏡14之徑向外部且經引導以在一實質上正交方向上照明樣品S 之至少一部分的一或多個燈50。藉由「實質上正交」，其意謂光源定位於透鏡14外部，且投射光束垂直於樣品且照明樣品之一部分或全部(例如，如圖7B中展示)。燈50可以各種組態部署在透鏡14外部(例如，徑向或以一柵格圖案)。在特定實施例(諸如圖8A中展示之實施例)中，複數個燈50配置成一第一明場燈陣列52，其中第一陣列之各明場燈與透鏡14之中心徑向等距。雖然圖8A提供具有一第二明場燈陣列54之一實施例，其中第二陣列54之各燈50與透鏡14之中心徑向等距，但在一些實施例中，亦可部署一單一陣列或兩個以上陣列。圖8A中之第二陣列在比第一陣列遠之一距離處。陣列被展示為圍繞透鏡14之圓周之圓形，使得可選擇不同陣列之燈用於從變化徑向距離照明樣品。各燈可例如藉由其陣列號及燈號(例如，RxLy)定址。圖8B展示在啟動燈R1L7及R1L3時樣品載物台12之所得照明。圖8C展示在啟動燈R1L7、R2L11、R1L5、R2L7、R1L3、R1L3、R2L3、R1L1、R2L15、R1L7、R2L11時樣品載物台12之所得照明。
如圖9A中展示，在一些實施例中，巨觀檢查系統10包含用於透過透鏡14自一垂直照明器62提供選擇性照明且正交地照明一樣品S之至少一部分的光源60(其可包含一單一或複數個燈)。此照明被稱為「正交的」，此係因為其在樣品正上方，而圖7A及圖8A中展示之明場照明發自定位於樣品S上方(「實質上正交」)之透鏡14之徑向外部之光源。在一些實施例中，如圖9B中展示，正交光可涵蓋整個樣品。一般技術者將容易理解，圖7A、圖8A及圖9A中提供之正交或實質上正交光可包含偏振光、交叉偏振或差分干涉對比以及其他光照技術。
類似於燈16，各燈50及/或60可個別地定址。在進一步實 施例中，燈可(例如，按陣列、象限及/或任何其他適合劃分)劃分為區段且各區段可為可定址的。軟體、硬體及/或韌體(例如，控制模組70)可藉由各燈或區段之位址控制各燈或區段之啟動、強度及/或色彩。複數個燈50及/或60可包括投射單色、不同色彩及/或其等之任何組合之燈。
如自圖2B、圖3B、圖4B、圖7B、圖8B、圖8C及圖9B中之照明之實例一般應瞭解，本發明之各項實施例容許暗場照明、依可變傾斜角之照明及明場照明(正交及實質上正交照明兩者)。
在一些實施例中，控制模組70包含一控制器及控制器介面，且可控制巨觀檢查系統10之任何設定(例如，燈16、50及/或60之強度、燈16、50及/或60之色彩、接通及關斷一或多個燈16、50及/或60、一或多個燈條28之樞轉或其他移動、一或多個燈環總成26(例如，在一z方向上)之移動、樣品載物台12(在x、y及/或z方向上)之移動、透鏡14之移動、影像資料藉由影像感測器22/相機24之記錄、相機24之旋轉或移動、照明資料之處理、影像資料之處理)。控制模組70及本文中描述之適用運算系統及組件可包含任何適合硬體(其在一些實施例中可執行軟體)，諸如(舉例而言)電腦、微處理器、微控制器、特定應用積體電路(ASIC)、場可程式化閘陣列(FPGA)及數位信號處理器(DSP)(其等之任何者可被稱為一硬體處理器)、編碼器、用於讀取編碼器之電路、記憶體器件(包含一或多個EPROM、一或多個EEPROM、動態隨機存取記憶體(「DRAM」)、靜態隨機存取記憶體(「SRAM」)及/或快閃記憶體)，及/或任何其他適合硬體元件。在一些實施例中，巨觀檢查系統10內之個別組件可包含其等自身之軟體、韌體及/或硬體以控制個別組件且與巨觀檢查系統10中之其他組件通信。
在一些實施例中，控制模組(例如，控制器及控制器介面)與巨觀檢查系統10之組件之間之通信可使用任何適合通信技術，諸如類比技術(例如，中繼邏輯)、數位技術(例如，RS232、乙太網路或無線)、網路技術(例如，區域網路(LAN)、一廣域網路(WAN)、網際網路)、藍芽技術、近場通信技術、安全RF技術，及/或任何其他適合通信技術。
在一些實施例中，可使用任何適合輸入器件(例如，鍵盤、滑鼠、操縱桿、觸控件)將操作者輸入傳達至控制模組70。
在一些實施例中，控制模組70控制複數個燈16、50及/或60之一或多者之啟動、強度及/或色彩以及燈16及/或燈條28之位置(例如，藉由調整一燈條之高度或藉由樞轉一燈條)、燈50及/或60之位置(例如，藉由調整燈50及/或60與樣品平面之間之距離)以在一樣品放置於樣品載物台12上時提供該樣品上之可變照明景觀。照明景觀指代一樣品之一所關注區上由來自複數個燈16、50及/或60之一或多者之經引導朝向一樣品之光之啟動及分佈所致之光的色彩及/或強度。照明景觀可影響透過透鏡14觀看之影像及/或由影像感測器22捕獲之影像。控制模組70可控制複數個燈16、50及/或60之一或多者之強度以提供一樣品平面及/或樣品載物台12上之一所要照明景觀。例如，控制模組70可控制複數個燈16、50及/或60之一或多者之強度以提供一樣品平面及/或樣品載物台12上之具有均勻強度之一照明景觀。所提供之照明景觀之類型可藉由樣品類型、一樣品之機械及/或實體性質(例如，樣品大小、樣品反射率)、所檢驗之一樣品特徵、一製造及/或檢驗程序之一特定階段或某一其他適合變數個別地或以其等之任何組合判定。
在一些實施例中，電腦分析系統75可依任何適合方式使用 任何適合通信技術耦合至巨觀檢查系統10或包含於巨觀檢查系統10中，該等通信技術諸如類比技術(例如，中繼邏輯)、數位技術(例如，RS232、乙太網路或無線)、網路技術(例如，區域網路(LAN)、一廣域網路(WAN)、網際網路)、藍芽技術、近場通信技術、安全RF技術，及/或任何其他適合通信技術。電腦分析系統75及電腦分析系統75內之模組可經組態以使用藉由巨觀檢查系統10輸出及/或藉由電腦可讀媒體儲存之影像執行本文中進一步描述之若干功能。
電腦分析系統75可包含任何適合硬體(其在一些實施例中可執行軟體)，諸如(舉例而言)電腦、微處理器、微控制器、特定應用積體電路(ASIC)、場可程式化閘陣列(FPGA)及數位信號處理器(DSP)(其等之任何者可被稱為一硬體處理器)、編碼器、用於讀取編碼器之電路、記憶體器件(包含一或多個EPROM、一或多個EEPROM、動態隨機存取記憶體(「DRAM」)、靜態隨機存取記憶體(「SRAM」)及/或快閃記憶體)，及/或任何其他適合硬體元件。
電腦可讀媒體可為可藉由電腦存取之任何非暫時性媒體且包含揮發性及非揮發性媒體、可移除及非可移除媒體兩者。藉由實例且非限制地，電腦可讀媒體可包括電腦儲存媒體及通信媒體。電腦儲存媒體可包含以任何方法或技術實施用於儲存資訊(諸如電腦可讀指令、資料結構、程式模組或其他資料)之揮發性及非揮發性、可移除及非可移除媒體。電腦儲存媒體包含但不限於RAM、ROM、EEPROM、快閃記憶體或其他記憶體技術、CD-ROM、數位視訊光碟(DVD)或其他光碟儲存器、盒式磁帶(magnetic cassette)、磁帶、磁碟儲存器或其他磁性儲存器件，或可用於儲存所要資訊且可藉由電腦存取之任何其他媒體。
圖11展示在一高層級處，根據所揭示標的物之一些實施例之用於校準巨觀檢查系統以達成不同照明景觀的一例示性校準方法1100。在一些實施例中，校準方法1100可使用巨觀檢查系統10。
在1101處，控制模組70可初始化巨觀檢查系統10。在一些實施例中，初始化可包含判定巨觀檢查系統10之燈16、50及/或60之組態(例如，燈16、50及/或60之總數目、各燈16、50及/或60之位址及位置、燈條28之總數目及位置、各燈16、50及/或60在自光源至光所投射之區之各可能位置(包含高度及角度)處的投射區域(統稱為「組態資訊」))，及將組態資訊儲存於本端或遠端記憶體中。
在一些實施例中，如例如圖12中展示，一笛卡兒(Cartesian)XY座標系統可用於定義藉由各燈16、50及/或60投射之一照明區域1210。相對於在原點(O)處相交之座標軸1212A及1212B量測照明區域1210。在一些實施例中，座標軸可為與一樣品相切且自在一樣品上找到之參考指標1213A及1213B延伸的一對垂直之線。應注意，座標軸1212A及1212B及原點O僅為實例，可自其他座標軸及原點O及/或自(若干)其他參考點量測一照明區域1210。在其他實施例中，可藉由以下定位一照明區域1210：其相對於一原點及/或任何其他適合位置之極坐標。在一些實施例中，1101處之組態資訊可相對於針對巨觀檢查系統10定義之座標系統使用以計算由各燈16、50及/或60投射之照明區域1210，且經儲存以供巨觀檢查系統10使用以照明一樣品S或其之一部分。
在1102，可將具有已知特徵及/或機械/實體性質(例如，大小、反射率)之一參考樣品放置於樣品載物台12上。可依不同色彩及/或強度、在自光源至其中光所投射之區之不同可能距離及角度(統稱為「燈位 置」)處啟動燈16、50及/或60之不同組合以判定參考樣品之一期望照明景觀(在1103處)。在一些實施例中，可基於藉由影像感測器22捕獲之影像之品質、基於跨影像感測器22之各個別像素或像素群組反射離開一樣品S之光的經量測強度、基於在一顯示螢幕上顯示之影像之品質及/或任何其他適合度量來判定期望照明景觀。在一些實施例中，可藉由以不同色彩及/或強度及在不同可能位置處手動啟動燈16、50及/或60之不同組合直至達成所要照明景觀而調整照明景觀。在其他實施例中，可藉由(例如，使用控制模組70以及在1101處之組態資訊)程式化一組條件以依不同色彩及/或強度且在不同燈位置處接通燈16、50及/或60之不同組合直至達成一所要照明景觀而調整照明景觀。當達成一參考樣品之所要照明景觀時，可(在1104)藉由控制模組70儲存經啟動燈之位址(或其他識別資訊)、各選定燈之強度位準及色彩以及各選定燈之位置資訊及載物台12與透鏡14之間之距離(統稱為「照明輪廓」)以供未來使用。
可針對代表不同分類群組(例如，按照樣品類型、按照類似機械及/或實體樣品性質(例如，類似反射率性質、類似大小尺寸)、按照特徵類型、按照製造程序及/或檢驗階段、按照所關注區及/或任何其他適合分類群組)之不同參考樣品重複發現及儲存一適當照明輪廓之此程序。亦可針對相同參考樣品重複此程序以發現適用於以下各者之不同照明輪廓：不同屬性之樣品(例如，如藉由一樣品之機械或實體性質判定)；所檢驗之不同樣品特徵；樣品上之不同所關注區及/或所檢驗之製造/檢驗程序。在一些實施例中，在計算一照明輪廓之前首先將一參考樣品對焦。在進一步實施例中，將樣品載物台12與透鏡14之間之距離調整至不同預設距離且在各預設距離處針對一參考樣品計算一照明輪廓。
在其中期望一均勻照明景觀之實施例中，展現如藉由標準反射率量測判定之一均勻反射背景之一反射樣品可用於校準巨觀檢查系統10以提供一均勻照明景觀。若在於樣品載物台12上觀看時，反射率(例如，如跨影像感測器22之各個別像素或像素群組量測)跨樣品之整個視野變化不超過5%，且較佳小於2%，則可將一背景視為均勻的。在一些實施例中，不具有一均勻反射背景之一參考樣品可用於校準巨觀檢查系統10以提供一均勻照明景觀。當使用此一樣品時，透鏡14可用於藉由使樣品散焦以使樣品上之任何異物及表面不規則性模糊以產生一更均勻反射背景而產生一均勻反射背景。可藉由以不同色彩及/或強度且在不同可能位置處啟動燈16、50及/或60之不同組合直至達成一均勻照明景觀而調整照明景觀。當達成一均勻照明景觀時，可藉由控制模組70將經啟動燈之位址(或其他識別資訊)、各選定燈之強度及色彩位準以及各選定燈之燈位置資訊及樣品載物台12與透鏡14之間之距離儲存為一照明輪廓，該照明輪廓針對巨觀檢查系統10、一特定樣品、一樣品類別、一所關注區、製造或檢驗程序中之一特定載物台及/或任何其他適合分類群組提供均勻照明。
應瞭解，在一些實施例中，可依任何順序或序列執行本文中描述之校準方法1100之至少一些部分，而不限於結合圖11展示及描述之順序及序列。再者，本文中描述之程序1100之一些部分可視情況實質上同時或在一些實施例中並行執行。額外地或替代地，在一些實施例中，可省略程序1100之一些部分。可在任何適合硬體及/或軟體中實施校準程序1100。例如，在一些實施例中，可在巨觀檢查系統10中實施校準程序1100。應注意，校準程序1100不限於宏觀(macroscope)檢查系統且亦可實施於一微觀檢查系統中。
圖13A展示在一高層級處，根據所揭示標的物之一些實施例之用於使用一巨觀檢查系統照明一樣品以達成一所要照明景觀的一例示性方法1300(「照明景觀方法1300」)。在一些實施例中，照明景觀方法1300可使用巨觀檢查系統10。
在1301，可將待檢驗之一樣品放置於樣品載物台12上。在一些實施例中，在調整由巨觀檢查系統10提供之照明景觀之前使樣品對焦。
在1302，根據一些實施例，控制模組70可根據針對樣品選擇之一經儲存照明輪廓啟動及調整燈16、50及/或60之強度、色彩及/或位置及/或樣品載物台12與透鏡14之間之距離。可基於評定樣品之不同屬性(例如，如藉由一樣品之一或多個實體及/或機械性質判定)及/或檢驗之不同目標而手動或自動選擇照明輪廓且發現一適合照明輪廓。結合圖10、圖13B及圖14進一步論述用於選擇一適合照明輪廓之方法。
在一些實施例中，在以不同色彩及/或強度啟動選定燈16、50及/或60且根據一選定照明輪廓針對選定燈對強度、色彩及/或燈位置及/或樣品載物台12與透鏡14之間之距離進行調整之後，進一步調整可為修改選定照明輪廓以達成一所要照明景觀。在一些實施例中，可在不參考任何照明輪廓之情況下啟動一或多個燈16、50及/或60且對燈之強度、色彩及/或位置及/或樣品載物台12與透鏡14之間之距離進行調整。可手動或自動執行啟動及/或調整。
一旦啟動燈16、50及/或60之一或多者，且對其等強度、色彩及/或位置以及樣品載物台12與透鏡14之間之距離進行調整，便可捕獲並儲存樣品之一或多個影像以供分析，如在1303處。在一些實施例 中，將經捕獲樣品影像傳輸至電腦分析系統75。
在1305，藉由電腦分析系統75作出關於燈16、50及/或60之一或多者之經應用啟動及對其等強度、色彩及/或燈位置等之調整是否足以產生一所要照明景觀之一判定。此等判定可基於在1303之影像捕獲步驟期間接收之影像資料之像素強度值之一分析進行。若照明景觀輪廓被判定為次優，則程序1300可返回至步驟1302，且可對照明景觀進行進一步調整。步驟1302至1305可反覆，直至達成一最佳照明輪廓。藉由實例，若一特定樣品類型期望具有一均勻光強度輪廓之一照明景觀，但與所捕獲之一或多個樣品影像相關聯之影像資料指示一些區照明不足，則步驟1305可返回至步驟1302。在步驟1302中，可進行對燈啟動、強度、位置(標高及/或樞轉/旋轉)等之額外改變。一旦已將改變應用於照明景觀，便重複步驟1303且在新條件下例如藉由一影像捕獲器件自樣品收集影像資料。再次，在步驟1305，分析新照明景觀以判定是否已達成最佳光照條件。
可針對一樣品選擇不同照明輪廓，且針對各選定照明輪廓，控制模組70可根據選定輪廓啟動及調整燈16、50及/或60之強度、色彩及/或位置及/或樣品載物台12與透鏡14之間之距離，且捕獲並儲存樣品之一或多個影像。因而，步驟1302至1305之反覆程序可隨著樣品類型而不同，此係因為在步驟1302應用之最初應用的照明景觀可隨著樣品類型、所關注區、製造或檢驗程序中之一特定階段及/或針對任何其他適合分類群組而變動。在一些實施例中，一旦根據一選定照明輪廓組態照明，便可將樣品載物台12及/或透鏡14調整至相對於彼此之不同位置，且可在各距離處捕獲樣品之一或多個影像。
圖13B繪示根據所揭示技術之一些態樣之用於識別一樣品分類且自動調整巨觀檢查裝置之一照明景觀的一例示性程序1310之步驟。程序1310以步驟1312開始，例如，藉由上文論述之一影像處理系統(例如，影像處理模組1034)接收影像資料。在一些方法中，影像資料可包含於藉由一成像器件(其作為巨觀檢查系統10之部分)取得之一樣品之一經接收影像中。影像資料可包含安置於巨觀檢查系統10之一載物台上之一樣品之全部或一部分。在一些例項中，影像資料可僅包括指示自一樣品表面之不同部分反射之光之一強度的像素強度值。
在步驟1314中，分析影像資料以識別樣品之一分類。在一些例項中，可執行影像分析以識別樣品之一子集，諸如一特定區或特徵。如下文論述，可使用機器學習分類器、電腦視覺及/或人工智慧來識別/分類樣品。
隨後，在步驟1316中可基於樣品(或特徵)分類及/或製造或檢驗程序中之一特定階段自動選擇一照明輪廓。樣品/特徵分類可用於查詢含有與樣品及/或樣品特徵類型相關聯之一或多個照明輪廓之一照明輪廓資料庫。藉由參考在步驟1314中判定之樣品分類，可自動識別並擷取一匹配照明輪廓。如上文論述，照明輪廓可含有描述可用於達成所觀察之樣品或特徵之最佳照明景觀之巨觀檢查系統10之組態的多種設定資料。該自動選擇的照明輪廓，在步驟1318中，係被用以自動地調整該照明景觀。
應瞭解，在一些實施例中，可依任何順序或序列執行本文中描述之照明景觀方法1300之至少一些部分，而不限於結合圖13A及13B展示及描述之順序及序列。再者，本文中描述之程序1300之一些部分可視情況實質上同時或在一些實施例中並行執行。額外地或替代地，在一些 實施例中，可省略程序1300之一些部分。可在任何適合硬體及/或軟體中實施照明景觀方法1300。例如，在一些實施例中，可在巨觀檢查系統10中實施照明景觀方法1300。應注意，照明景觀方法1300不限於宏觀檢查系統且亦可實施於微觀檢查系統中。
圖10展示根據所揭示標的物之一些實施例之電腦分析系統75之一實施例之一般組態。儘管將電腦分析系統75繪示為其中經由一匯流排1005耦合各種組件之一局部運算系統，然應瞭解，各種組件及功能運算單元(模組)可實施為單獨實體或虛擬系統。例如，一或多個組件及/或模組可諸如使用在一雲端環境中具現化之虛擬程序(例如，虛擬機或容器)實施於實體上分離之器件及遠端器件中。
電腦分析系統75包含一處理單元(例如，(若干)CPU及/或(若干)處理器)1010及將各種系統組件(包含系統記憶體1015，諸如唯讀記憶體(ROM)1020及隨機存取記憶體(RAM)1025)耦合至(若干)處理器1010之匯流排1005。
記憶體1015可包含具有不同效能特性之各種記憶體類型，例如記憶體快取區1012。處理器1010耦合至儲存器件1030，儲存器件1030經組態以儲存實施一或多個功能模組及/或資料庫系統(諸如輪廓產生模組1032、照明輪廓資料庫1036及成像處理模組1034)所必需之軟體及指令。此等模組之各者可經組態以控制處理器1010以及其中將軟體指令併入至實際處理器設計中之一專用處理器。因而，處理器1010以及輪廓產生模組1032、照明輪廓資料庫1036及成像處理模組1034之一或多者可為完全自含型系統。例如，成像處理模組1034可實施為一離散影像處理系統而不脫離所揭示技術之範疇。
為實現與電腦分析系統75之使用者互動，輸入器件1045可 表示任何數目個輸入機構，諸如用於語音之一麥克風、用於手勢或圖形輸入之一觸敏螢幕、鍵盤、滑鼠、運動輸入等。一輸出器件1035亦可為熟習此項技術者已知之若干輸出機構之一或多者。在一些例項中，多模式系統可使一使用者能夠提供多種類型之輸入以與電腦分析系統75通信，以例如傳達與一樣品類型/分類或其他特性相關之樣品資訊。通信介面1040一般可控管及管理使用者輸入及系統輸出。對於在任何特定硬體配置上操作沒有限制，且因此，此處之基本特徵在其等被開發時可容易由經改良硬體或韌體配置取代。
儲存器件1030係一非暫時性記憶體且可為一硬碟或可儲存可藉由一電腦存取之資料之其他類型之電腦可讀媒體，諸如盒式磁帶、快閃記憶卡、固態記憶體器件、數位多功能光碟、匣、隨機存取記憶體(RAM)1025、唯讀記憶體(ROM)1020及其等之混合。
實務上，照明輪廓產生模組1032可經組態以自巨觀檢查系統10及/或任何適合電腦可讀媒體接收一樣品或一樣品之一部分之一掃描(統稱為「樣品影像」)。在一些例項中，可關聯與巨觀檢查系統10之各種巨觀組件之組態相關聯之較佳照明景觀以形成例如與樣品類型或分類相關聯之一照明輪廓。使照明景觀設定與樣品分類類型相關聯之照明輪廓可儲存至照明輪廓資料庫1036。
儲存至照明輪廓資料庫1036之照明輪廓可包含諸如以下各者之特定背景內容資料(context data)：巨觀檢查系統10之燈16、50及/或60之一組態(例如，燈16、50及/或60之總數目、各燈16、50及/或60之位址及位置、燈條28之總數目及位置、各燈16、50及/或60在其可定位之自光源至光所投射之區之各可能位置(包含高度及角度)處之投射區域)；樣 品載物台12與透鏡14之間之可能距離範圍；特定類型之樣品之所關注區；所檢驗之一製造或檢驗程序之一特定階段；所檢驗之一特徵。
影像處理模組1034可結合輪廓產生模組1032及照明輪庫資料庫1036一起用於基於在(若干)樣品影像中接收之影像資料及/或其他經接收樣品特性(諸如藉由一使用者例如經由輸入器件1045手動提供之樣品特性)分類一樣品。另外，影像處理模組可經組態以分類特定樣品特徵，判定其他實體及/或機械樣品性質(例如，樣品反射率、樣品尺寸)。可將樣品類型及樣品特性/性質之分類儲存為一照明輪廓之部分。因而，儲存於照明輪廓資料庫1036中之各種照明輪廓可含有用於產生一最佳照明景觀之設定及參數，該最佳照明景觀可供參考且基於樣本類型及/或特定特徵或特性與一樣本匹配。
在一些態樣中，可使用影像處理演算法(可包含電腦視覺、一或多個人工智慧演算法及/或電腦演算法)執行一樣品類型及/或一樣品之特徵之分類。一樣品或一樣品之特徵之分類亦可基於例如一樣品及/或一樣品之特徵之一電腦輔助設計(CAD)檔案、識別一樣品上之特徵之一樣品佈局圖、已知樣品及/或特徵之影像及/或關於已知樣品之資訊(例如，一樣品之尺寸、一樣品之機械及/或實體性質)。
在一些例項中，機器學習模型可用於執行樣品、樣品特徵及/或其他樣品特性之分類。在一些態樣中，可例如藉由影像處理模組1034將來自樣品影像之影像資料提供為至一機器學習分類系統之一輸入。分類器輸出可指定一樣本或特徵分類，該分類接著可用於參考儲存於照明輪廓資料庫1036中之一照明輪廓。藉由將正確照明輪廓與正確樣本分類或特徵類型匹配，可透過自動校準光強度、光色彩、照明角及樣品上 方之標高等而達成正確照明景觀。
如熟習此項技術者所瞭解，基於機器學習之分類技術可取決於所要實施方案變化，而不脫離所揭示技術。例如，機器學習分類方案可單獨或組合利用以下各者之一或多者：隱馬可夫模型(hidden Markov model)；遞迴類神經網路；廻旋類神經網路；貝氏(Bayesian)符號方法；一般對抗網路；支援向量機；影像配準(image registration)方法；適用之基於規則之系統。在使用迴歸演算法之情況中，其等可包含但不限於：一隨機梯度下降迴歸因子(Stochastic Gradient Descent Regressor)及/或一被動進取迴歸因子(Passive Aggressive Regressor)等。
機器學習分類模型亦可基於叢集演算法(例如，一小批量(Mini-batch)K均值叢集演算法)、一推薦演算法(例如，一迷你雜湊(Miniwise Hashing)演算法或歐式(Euclidean)LSH演算法)及/或一異常偵測演算法，諸如一局部離群值因數。另外，機器學習模型可採用一降維方法，諸如以下之一或多者：一小批量字典學習演算法、一增量主分量分析(PCA)演算法、一潛在狄利克里分配(Latent Dirichlet Allocation)演算法及/或一小批量K均值演算法等。
此等演算法、網路、機器及系統提供相對於任何「用於使用人工智慧判定一樣品之一照明輪廓之手段」使用之結構之實例。
在一些實施例中，可在產生照明輪廓時部署機器學習。例如，輪廓產生模組1032可將背景內容資料連同樣品影像或自樣品影像判定之資料(「樣品資料」)一起輸入至一經訓練人工智慧演算法，以產生待應用以照明一樣品之一或多個適當照明輪廓。在其他實施例中，影像處理模組1034可使用機器學習模型或其他電腦演算法來基於樣品影像、樣品 資料及/或背景內容資料選擇一預定義照明輪廓，如上文論述。
一旦已例如自照明輪廓資料庫1036選擇所要照明輪廓，便可將照明輪廓資料傳輸至控制模組70。控制模組70可結合程序1300使用此資訊以應用一照明輪廓以照明所檢驗之一樣品。
可藉由照明輪廓產生模組1032使用之基於人工智慧之影像處理演算法的實例係如藉由以下案描述之影像配準：Barbara Zitova之「Image Registration Methods：A Survey」(Image and Vision Computing，2003年10月11日，第21卷，第11期，第977頁至第1000頁)，該案之全文特此以引用的方式併入本文中。所揭示之方法僅為實例且不意欲為限制性的。
在一些實施例中，首先運用訓練資料訓練由照明輪廓產生模組1032及影像處理模組1034使用之機器學習演算法(在一些實施例中，包含一影像處理演算法)，使得照明輪廓產生模組1032可產生一樣品之一適當照明輪廓。
如圖14中展示，訓練資料1401可包含根據所揭示標的物之實施例之藉由一巨觀檢查系統捕獲之已知樣品及特徵的經標記影像。經選擇用於訓練之經標記影像可為具有基於經捕獲影像之一檢查目標展示適合細節之所要品質的影像。在一些實施例中，訓練資料1401可包含識別所檢查之樣品及/或特徵之類型之非影像檔案。針對各影像，訓練資料可進一步包含：描述以下各者之資料：燈16、50及/或60之啟動、強度、色彩及/或位置及/或樣品載物台12與透鏡14之間之距離；所檢查之一樣品之特徵；所檢查之樣品之所關注區；所檢查之一製造或檢驗程序之特定階段。在一些實施例中，訓練資料可包含一樣品之實體/機械性質及/或用於產生 一適當照明輪廓之任何其他適合特性。在一些實施例中，訓練資料亦可包含未經標記之資料。
一旦由照明輪廓產生模組1032使用之人工智慧演算法經訓練，其便可藉由照明輪廓產生模組1032應用於一經接收樣品掃描以產生各經接收樣品影像之一或多個照明輪廓(輸出資料1402)。如上文描述，照明輪廓資料可包含識別啟動哪些燈16、50及/或60以及以何種強度、色彩及燈位置之資料。照明輪廓資料亦可包含樣品載物台12與透鏡14之間之一距離。
應注意，自動巨觀檢查系統10可包含未展示之其他適合組件。額外地或替代地，可省略包含於自動映射巨觀檢查系統10中之一些組件。
在一些實施例中，巨觀檢查系統10之控制模組70可用於定位一樣品之特徵。特徵可指代一樣品之已知特性、以及異常及/或缺陷。特徵可包含但不限於：電路、電路板組件、生物細胞、組織、缺陷(例如，劃痕、灰塵、指紋)。使用電腦視覺技術(例如，如上文論述之基於人工智慧之演算法或用於影像處理或圖案辨識之其他演算法)或用於影像分析之其他已知技術的控制模組70可偵測一樣品上之特徵。針對其所偵測之各特徵，使用電腦視覺或其他已知影像分析技術之控制模組70可識別一特徵之質心。如下文描述，控制模組70可應用不同座標系統以定義一特徵之質心之X、Y位置以及一樣品上之一特徵之定向。
圖15繪示一矩形形狀之樣品S1及用於定位一或多個特徵(例如，代表性特徵F1、F2)之一例示性座標系統。在一些實施例中，使用電腦視覺技術之控制模組70可識別S1上之各特徵F1、F2之質心。如圖15中展 示，一笛卡兒XY座標系統可用於定義各質心F1(例如，x1,y1)、F2(例如，x2、y2)之X、Y座標位置。各質心之XY座標位置表示距在原點(O)處相交之座標軸X、Y之一距離。在一些實施例中，座標軸可為自樣品S1之一隅角延伸之一對垂直之線。應注意，座標軸X及Y以及原點O僅為實例，可自其他座標軸及原點O及/或自另一(些)參考點量測一特徵之座標位置。在其他實施例中，可藉由以下定位一特徵：其相對於一原點及/或任何其他適合位置之極坐標。類似方法可用於發現不同形狀之樣品上之特徵。
在一些實施例中，如例如在圖16A及圖16B中展示，用於定位一樣品上之一特徵之座標軸X、Y可基於兩個參考指標(例如，R3及R4)。例如，如圖16B中展示，一第一座標軸可延伸通過兩個參考指標R3及R4。一第二座標軸可定位成垂直於第一座標軸，使得兩個軸之交叉點形成一原點(O)。第二座標軸可在參考指標R3及R4之一者處與第一座標軸相交，或其亦可定位於沿第一座標軸之任何處。明確言之，圖16B繪示一不規則形狀之樣品S3及自用於定位一或多個特徵(例如，代表性特徵F4)之質心之R3及R4延伸之例示性座標軸X及Y。應注意，R3及R4可有意地定位於一樣品上或可為樣品上自然出現之標記。在一些實施例中，控制模組70可使用電腦視覺演算法來判定可用於建立垂直座標軸及定位一樣品上之特徵之參考標記R3及R4。
在一些實施例中，控制模組70可使用電腦視覺技術來識別一特徵相對於一對座標軸之定向。在圖17中，S1之特徵F1之旋轉角度係相對於座標軸X展示且藉由角度α識別。此角度α可藉由電腦視覺之已知手段計算，且在此等實施例中，x1,y1座標及角度α可獨有地定位一樣品上之一 特徵(諸如特徵F1)之位置及定向。儘管關於一矩形樣品S1展示，然將瞭解，可關於任何形狀之樣品實踐一角度α之計算。
在一些實施例中，可使用一樣品上之一指示符(例如，一缺口、平面)及將指示符相對於樣品載物台之已知座標軸對準以定位樣品上之特徵來將待檢查之一樣品以一特定定向在巨觀檢查系統10之樣品載物台上配準。在其他實施例中，尤其是在採用樣品上之參考標記時，可依任何定向將樣品放置於樣品載物台上，且可採用樣品上之參考標記來建立座標軸，如結合圖17論述。
應注意，本文中描述之用於定位一樣品之特徵之方法不限於宏觀檢查系統且亦可實施於微觀檢查系統中。
在一些實施例中，任何適合電腦可讀媒體可用於儲存用於執行本文中描述之功能及/或程序之指令。例如，在一些實施例中，電腦可讀媒體可為暫時性的或非暫時性的。例如，非暫時性電腦可讀媒體可包含諸如以下各者之媒體：非暫時性磁性媒體(諸如硬碟、軟碟等)、非暫時性光學媒體(諸如光碟、數位視訊光碟、藍光光碟等)、非暫時性半導體媒體(諸如快閃記憶體、電可程式化唯讀記憶體(EPROM)、電可擦除可程式化唯讀記憶體(EEPROM)等)、在傳輸期間非短暫(fleeting)或不缺任何類永久性之任何適合媒體，及/或任何適合有形媒體。作為另一實例，暫時性電腦可讀媒體可包含網路上、導線、導體、光纖、電路中之信號及在傳輸期間短暫及缺乏任何類永久性之任何適合媒體，及/或任何適合無形媒體。
本文中描述之各種系統、方法及電腦可讀媒體可實施為一雲端網路環境之部分。如本文件中使用，一基於雲端之運算系統係將虛擬 化運算資源、軟體及/或資訊提供至用戶端器件之一系統。可藉由維持邊緣器件可經由一通信介面(諸如一網路)存取之集中服務及資源而虛擬化運算資源、軟體及/或資訊。雲端可經由雲端元件提供各種雲端運算服務，諸如軟體即服務(SaaS)(例如，協同服務、電子郵件服務、企業資源規劃服務、內容服務、通信服務等)、基礎設施即服務(IaaS)(例如，安全性服務、網路連結服務、系統管理服務等)、平台即服務(PaaS)(例如，網路服務、串流服務、應用程式開發服務等)，及其他類型之服務，諸如桌面即服務(DaaS)、資訊技術管理即服務(ITaaS)、管理軟體即服務(MSaaS)、行動後端即服務(MBaaS)等。
本文中描述之實例之佈建(以及稱為「諸如」、「例如」、「包含」及類似者之子句)不應被解釋為將所揭示標的物限於特定實例；實情係，實例意欲僅繪示許多可能態樣之一些態樣。一般技術者將瞭解，術語機構可涵蓋硬體、軟體、韌體或其等之任何適合組合。
除非另有明確陳述，否則如自上文論述顯而易見，應瞭解，在整個描述中，利用諸如「判定」、「提供」、「識別」、「比較」或類似者之術語的論述指代一電腦或類似電子運算器件(其操縱並變換表示為電腦系統記憶體或暫存器或其他此等資訊儲存、傳輸或顯示器件內之實體(電子)量的資料)之動作及程序。本發明之某些態樣包含本文中描述之呈一演算法之形式之程序步驟及指令。應注意，本發明之程序步驟及指令可體現於軟體、韌體或硬體中，且當體現於軟體中時，可經下載以駐留在由即時網路作業系統使用之不同平台上且自該等不同平台操作。
本發明亦係關於一種用於執行本文中之操作之裝置。此裝置可專門針對所需目的而建構，或其可包括藉由儲存於可藉由電腦存取之 一電腦可讀媒體上之一電腦程式選擇性地啟動或重新組態的一通用電腦。此一電腦程式可儲存於一電腦可讀儲存媒體中，諸如但不限於任何類型之磁碟(包含軟碟、光碟、CD-ROM、磁光碟)、唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體(RAM)、EPROM、EEPROM、磁卡或光學卡、特定應用積體電路(ASIC)，或適於儲存電子指令之任何類型之非暫態電腦可讀儲存媒體。此外，在本說明書中提及之電腦可包含一單一處理器或可為採用多個處理器設計以增加運算能力之架構。
本文中呈現之演算法及操作並非固有地與任何特定電腦或其他裝置有關。各種通用系統亦可結合根據本文中之教示的程式使用，或可證實建構更專用裝置以執行所需方法步驟及系統相關動作係方便的。熟習此項技術者將明白多種此等系統所需之結構以及等效變動。另外，本發明並未參考任何特定程式設計語言描述。應瞭解，多種程式設計語言可用於實施如本文中描述之本發明之教示，且提供特定語言之任何引用以揭示本發明之實現及最佳模式。
已特定參考此等經繪示實施例詳細描述巨觀檢查機構、方法及系統。然而，應瞭解，可在如在前述說明書中描述之本發明之精神及範疇內做出各種修改及改變，且此等修改及改變應被視為本發明之等效物及部分。本發明之範疇僅藉由下文發明申請專利範圍限制。
10:巨觀檢查系統
12:樣品載物台
14:聚焦透鏡
15:透鏡載物台
20:導軌
24:成像器件/相機
26:燈總成環/燈環總成
28:燈條(LB1至LBx)
70:控制模組
75:電腦分析系統
S:樣品

Claims (13)

  1. 一種檢查裝置，其包括：一載物台，其經組態以保持一樣品以供檢查；一成像器件，其具有涵蓋該載物台之至少一部分之一視野；一透鏡，其具有涵蓋該載物台之至少該部分之一視野；複數個燈，其等安置於一可移動平台上；一控制模組，其耦合至該成像器件、該載物台、該可移動平台及該透鏡之各者，其中該控制模組經組態以控制該載物台之一位置、該可移動平台之一標高及該透鏡之一焦點；及一影像處理系統，其耦合至該控制模組，其中該影像處理系統包括一或多個處理器及包括指令之一非暫時性媒體，該等指令經組態以引起該一或多個處理器執行以下操作，該等操作包含：自該成像器件接收影像資料，其中該影像資料對應於保持在該載物台上之該樣品之至少一部分視圖；藉由以下方式為該樣品自動選擇一照明輪廓：基於該樣品之已偵測到的屬性分析該影像資料以判定對應於保持在該載物台上之該樣品之一樣品分類，該已偵測到的屬性包含該樣品之實體或機械性質；及由儲存在一資料庫中之複數個照明輪廓識別該照明輪廓，該照明輪廓係基於該樣品分類而被識別；及基於該照明輪廓調整該複數個燈之各個燈的強度、色彩及位置中之一或多者。
  2. 如請求項1之檢查裝置，其中該等操作進一步包含：使用該控制模組基於該選定照明輪廓自動調整該載物台之該位置。
  3. 如請求項1之檢查裝置，其中該等操作進一步包含：使用該控制模組基於該選定照明輪廓自動調整該可移動平台之該標高。
  4. 如請求項1之檢查裝置，其中該等操作進一步包含：使用該控制模組基於該選定照明輪廓自動調整該透鏡之該焦點。
  5. 如請求項1之檢查裝置，其中該等操作進一步包含：基於該選定照明輪廓自動調整安置於該可移動平台上之該複數個燈之至少一者之一樞轉。
  6. 如請求項1之檢查裝置，其中由儲存在該資料庫中之該複數個照明輪廓識別該照明輪廓進一步包含：使用該樣品分類參考該資料庫；及接收或擷取該照明輪廓，其中該照明輪廓與該資料庫中之該樣品分類相關聯。
  7. 如請求項1之檢查裝置，其中該成像器件經組態以經由該透鏡觀看該載物台之該至少該部分。
  8. 一種電腦實施方法，用以自動調整藉一檢查裝置所提供之一照明景觀，該方法包括：自一成像器件接收影像資料，其中該影像資料對應於保持在一載物台上之一樣品之至少一部分視圖；藉由以下方式為該樣品自動選擇一照明輪廓：基於該樣品之已偵測到的屬性分析該影像資料以判定對應於保持在該載物台上之該樣品之一樣品分類，該已偵測到的屬性包含該樣品之實體或機械性質；及由儲存在一資料庫中之複數個照明輪廓識別該照明輪廓，該照明輪廓係基於該樣品分類而被識別；及基於該照明輪廓調整該複數個燈之各個燈的強度、色彩及位置中之一或多者。
  9. 如請求項8之電腦實施方法，進一步包含：基於選定之該照明輪廓，自動調整該載物台的一位置。
  10. 如請求項8之電腦實施方法，進一步包含：基於選定之該照明輪廓，自動調整該載物台上方之一或多個燈之標高。
  11. 如請求項8之電腦實施方法，進一步包含：基於選定之該照明輪廓，自動調整用以觀看該樣品之一透鏡之聚 焦。
  12. 如請求項8之電腦實施方法，進一步包含：基於選定之該照明輪廓，自動調整設置在該載物台上方之複數個燈之至少其中一者之一樞轉。
  13. 如請求項8之電腦實施方法，其中由儲存在該資料庫中之該複數個照明輪廓識別該照明輪廓包含：使用該樣品分類參考該資料庫；及接收或擷取該照明輪廓，其中該照明輪廓係與該資料庫中之該樣品分類相關聯。
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