TWI839547B - 用於反射性樣本之目視檢驗之系統、方法及設備 - Google Patents

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TWI839547B
TWI839547B TW109123674A TW109123674A TWI839547B TW I839547 B TWI839547 B TW I839547B TW 109123674 A TW109123674 A TW 109123674A TW 109123674 A TW109123674 A TW 109123674A TW I839547 B TWI839547 B TW I839547B
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約翰 墨菲特
麥寇 莫司基
傑弗瑞 安德森
羅尤拉 史考特 波茲
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

本發明揭示一種檢驗設備,其包含全部可由一控制系統控制之一樣本載物台、一或多個成像裝置及一組燈。藉由平移或旋轉該一或多個成像裝置或樣本載物台,該檢驗設備可擷取包含至一參考點之一第一側之一第一成像假影之該樣本之一第一影像且接著擷取包含至該參考點之一第二側之一第二成像假影之該樣本之一第二影像。可分別自該第一影像及該第二影像剪切該等第一及第二成像假影,且該第一影像及該第二影像可數位地拼接在一起以產生無該等第一及第二成像假影之該樣本之一複合影像。

Description

用於反射性樣本之目視檢驗之系統、方法及設備
本發明大體上係關於用於使反射性樣本成像之目視檢驗系統、設備及方法。
在執行由反射性材料(例如,玻璃、鏡、光學透鏡、半導體晶圓等)製成之一樣本之目視檢查(即,在一單一視場中使一樣本或200mm或更大之一樣本區域成像)時:(1)定位於樣本上方之一成像裝置之反射可自樣本反射出且呈現於由成像裝置擷取之影像中;及(2)引導於樣本處之照明可自樣本反射出且在經擷取影像中呈現為熱點。此等成像假影(即,成像裝置之反射及/或照明熱點)係非所要的。
圖1A展示提供照明樣本S之一照明空間18之一照明源16。成像裝置10及聚焦透鏡12形成成像總成13且界定由成像總成13擷取之一成像空間14。圖1B展示由成像總成13擷取之一影像塊22。一樣本24及在中心處之一暗點26之一影像在影像塊22內。暗點可係成像總成13在影像中之反射或來自照明16之一陰影之一結果。
因此,可期望提供消除此等非所要成像假影且可提供多個照明模式(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)之用於一樣本之目視檢查之一新機構。如本文中解釋,亦可期望各照明模式提供可變照明景觀以偵測一樣本之特徵。為本說明書之目的,目視係指在一單一視野中近似.5cm2或更大之一區域。如一般技術者所理解之樣本係指一檢查物品(例如,一半導體晶圓或一生物載玻片),且特徵係指一樣本之已知特性、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)。
在一個實例中,一種檢驗設備包含:一樣本載物台,其經組態以保持一樣本;一或多個成像裝置,其定位於該樣本載物台上方以擷取該樣本之影像;一組燈,其等安置於該樣本載物台與該一或多個成像裝置之間之一平台上;一控制系統,其耦合至該樣本載物台、該一或多個成像裝置及該平台,其中該控制系統包括:一或多個處理器;及記憶體,其儲存由於藉由該一或多個處理器執行而引起該控制系統執行以下各者之可執行指令:將第一指令提供至該一或多個成像裝置以擷取該樣本之一第一影像,該第一影像包括至一參考點之一第一側之一第一成像假影;將第二指令提供至該一或多個成像裝置以擷取該樣本之一第二影像,該第二影像包括至該參考點之一第二側之一第二成像假影;自該第一影像及該第二影像剪切該成像假影;及將該第一影像及該第二影像數位地拼接在一起以產生該樣本之一複合影像,該複合影像無該第一成像假影及該第二成像假影。
在一些實例中,該等可執行指令進一步引起該控制系統在一第一方向上將該一或多個成像裝置平移至在該參考點上方且至該參考點 之該第一側之一第一位置以擷取該第一影像且在一第二方向上將該一或多個成像裝置平移至在該參考點上方且至該參考點之該第二側之一第二位置以擷取該第二影像。
在一些實例中,該等可執行指令引起該控制系統在一第一方向上將該樣本載物台平移至在該參考點下方且至該參考點之該第一側之一第一位置以擷取該樣本之該第一影像;且在一第二方向上將該樣本載物台平移至在該參考點下方且至該參考點之該第二側之一第二位置以擷取該樣本之該第二影像。
在一些實例中,該參考點沿著該樣本之一中心線定位。
在一些實例中,該樣本載物台或該一或多個成像裝置可沿著一旋轉軸移動。
在一些實例中,該一或多個成像裝置包含:一第一成像裝置,其定位於該參考點上方且至該參考點之該第一側;及一第二成像裝置,其定位於該參考點上方且至該參考點之該第二側;且該檢驗設備進一步包含定位於該第一成像裝置及該第二成像裝置下方之一孔隙滑件,該孔隙滑件包括一孔隙以容許使用該第一成像裝置或該第二成像裝置擷取該樣本之影像。
在一些實例中,該等可執行指令引起該控制系統將該孔隙滑件平移至一第一位置使得該孔隙與該第一成像裝置對準以擷取該第一影像且將該孔隙滑件平移至一第二位置使得該孔隙與該第二成像裝置對準以擷取該第二影像。
在一些實例中,該等可執行指令引起該控制系統使該平台平移;啟動該組燈之一或多個組合以判定一照明輪廓;分析該樣本之該第 一影像以識別一樣本分類;基於該樣本分類選擇該照明輪廓;及根據該照明輪廓調整該平台及該組燈。
在一些實例中,該等檢驗設備包含經組態以將自保持於該樣本載物台上之該樣本反射之光擴散回至該樣本上之一障壁。
在一些實例中,該等可執行指令引起該控制系統比較該第一影像之一第一重疊區域與該第二影像之一第二重疊區域以判定已識別一匹配影像以容許該第一影像及該第二影像之數位拼接。
在一個實例中,一種方法包含:在一檢驗設備之一樣本載物台上接納一樣本;識別該樣本之一參考點;擷取包含至該參考點之一第一側之一第一成像假影之該樣本之一第一影像;擷取包含至該參考點之一第二側之一第二成像假影之該樣本之一第二影像;評估該樣本之該第二影像以判定該第二影像可與該第一影像一起使用;自該第一影像剪切該第一成像假影且自該第二影像剪切該第二成像假影;及將該第一影像及該第二影像數位地拼接在一起以產生該樣本之複合影像,該複合影像無該第一成像假影及該第二成像假影。
在一些實例中,該方法進一步包含:在一第一方向上將該檢驗設備之一成像裝置平移至在該參考點上方且至該參考點之該第一側之一第一位置以擷取該第一影像;及在一第二方向上將該檢驗設備之該成像裝置平移至在該參考點上方且至該參考點之該第二側之一第二位置以擷取該第二影像。
在一些實例中,該方法進一步包含:在一第一方向上將該樣本載物台平移至在該參考點下方且至該參考點之該第一側之一第一位置以擷取該第一影像;及在一第二方向上將該樣本載物台平移至一第二位置 至在該參考點下方且至該參考點之該第二側之一位置以擷取該第二影像。
在一些實例中,該方法進一步包含:將該樣本載物台旋轉至一第一位置以擷取該第一影像;剪切該第一影像以移除包含該第一成像假影之該第一影像之一第一部分;將該樣本載物台旋轉至一第二位置以擷取該第二影像;剪切該第二影像以移除包含該第二成像假影之該第二影像之一第二部分;及數位地旋轉該第二影像以起始該第二影像之評估。
在一些實例中,該方法進一步包含:在一第一方向上平移該檢驗設備之一孔隙滑件以將一孔隙定位於該檢驗設備之一第一成像裝置下方以擷取該第一影像,其中該第一成像裝置定位於該參考點上方且至該參考點之該第一側;及在一第二方向上平移該檢驗設備之該孔隙滑件以將該孔隙定位於該檢驗設備之一第二成像裝置下方以擷取該第二影像,其中該第二成像裝置定位於該參考點上方且至該參考點之該第二側。
在一些實例中,該方法進一步包含:平移該檢驗系統之一平台,其中一組燈定位於該平台上;啟動該組燈之一或多個組合以判定一照明輪廓;分析該樣本之該第一影像以識別一樣本分類;基於該樣本分類選擇該照明輪廓;及根據該照明輪廓調整該平台及該組燈。
在一些實例中,該方法進一步包含:在一第一方向上旋轉該檢驗設備之一成像裝置以將該成像裝置定位至該參考點之該第一側以擷取該第一影像;及在一第二方向上旋轉該檢驗設備之該成像裝置以將該成像裝置定位至該參考點之該第二側以擷取該第二影像。
在一些實例中,該方法進一步包含將自保持於該樣本載物台上之該樣本反射之光擴散回至該樣本上。
在一些實例中,該方法進一步包含比較該第一影像之一第 一重疊區域與該第二影像之一第二重疊區域以判定已識別一匹配影像以容許該第一影像及該第二影像之數位拼接。
在一些實例中,該樣本載物台可沿著一X軸、一Y軸、一Z軸及一旋轉軸移動。
10:成像裝置
12:聚焦透鏡
13:成像總成
14:成像空間
16:照明源
18:照明空間
22:影像塊
24:樣本
26:暗點/成像假影
32:成像裝置
33:成像總成
34:聚焦透鏡
39:致動器/機構
42:圓頂
43a:左限制件
43b:右限制件
44:成像平移平台
45:編碼器
46:上支撐框架
48:導軌
50:樣本載物台
65:可平移孔隙滑件
66:孔隙
67:孔隙滑件導軌
68:成像總成
69:成像總成
70:控制系統
75:電腦分析系統
80:燈環總成
81a:支撐棒
81b:支撐棒
82a:軸承
82b:軸承
83:光偏轉器
86:調整器螺絲
90:照明空間
92:成像空間
100:巨觀檢驗系統
105:影像
106:影像
114:定界框
115:定界框
118:影像重疊區域
120:影像
150:樣本載物台
151:成像平移平台
160:影像
162:定界框
164:定界框
700:成像方法
710:步驟
720:步驟
730:步驟
740:步驟
750:步驟
800:成像方法
810:步驟
820:步驟
830:步驟
840:步驟
850:步驟
1000:成像方法
1010:步驟
1020:步驟
1030:步驟
1040:步驟
1050:步驟
1200:成像方法
1210:步驟
1220:步驟
1230:步驟
1240:步驟
1250:步驟
1260:步驟
1270:步驟
1400:校準方法
1401:步驟
1402:步驟
1403:步驟
1404:步驟
1500:方法
1501:步驟
1502:步驟
1503:步驟
1505:步驟
1507:步驟
1510:程序
1512:步驟
1514:步驟
1516:步驟
1518:步驟
1605:匯流排
1610:處理器
1615:系統記憶體
1620:唯讀記憶體(ROM)
1625:隨機存取記憶體(RAM)
1630:儲存裝置
1632:輪廓產生模組
1634:成像處理模組
1635:輸出裝置
1636:照明輪廓資料庫
1640:通信介面
1645:輸入裝置
1701:訓練資料
1702:輸出資料
a:向量
A1:光學中心線
A2:樣本中心線
A3:線
b:向量
B1:光學中心線
B2:光學中心線
c:向量
d:距離/向量
e:向量
f:向量
g:向量
L1至Ln:發光二極體(LED)燈
Li:燈
Lj:燈
p:間距
R1:線
R2:線
R3:線
R4:線
S:樣本
X1:樣本特徵
X2:樣本特徵
α:角度
θ1:照明錐
θ2:照明錐
θ3:照明錐
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解釋本文中之原理,其中:圖1A展示提供照明一樣本之一照明空間之一照明源;圖1B展示由一成像總成擷取之一影像塊;圖2展示根據所揭示標的物之一些實施例之一目視(巨觀)檢驗系統之一實例;圖3A展示根據所揭示標的物之一些實施例之一燈環總成之一俯視圖;圖3B展示根據所揭示標的物之一些實施例之一燈環總成之一側視圖;圖4A展示根據所揭示標的物之一些實施例之源自用於照明一樣本之一最大無限制照明光束之一照明錐;圖4B展示根據所揭示標的物之一些實施例之源自一光偏轉器至一第一位置之移動之一照明錐之一最小化;圖4C展示根據所揭示標的物之一些實施例之源自一光偏轉 器至一第二位置之移動之一照明錐之一最小化;圖5A展示根據所揭示標的物之一些實施例之包括在用於擷取一樣本之一第一影像之一第一位置中之一成像平移平台之一巨觀檢驗系統;圖5B展示根據所揭示標的物之一些實施例之包括一成像平移平台之一巨觀檢驗系統,該成像平移平台經平移至一第二位置以擷取一樣本之一第二影像以產生樣本之一無假影影像;圖6A展示根據所揭示標的物之一些實施例之使用載物台平移、成像總成平台平移或孔隙平移在一第一位置處擷取之一樣本之一第一影像;圖6B展示根據所揭示標的物之一些實施例之使用載物台平移、成像總成平台平移或孔隙平移在一第二位置處擷取之一樣本之一第二影像;圖6C展示根據所揭示標的物之一些實施例之藉由拼接一樣本之第一影像及樣本之第二影像而產生之樣本之一無假影影像;圖7展示根據所揭示標的物之一些實施例之用於藉由平移一成像總成而產生一樣本之一複合無假影影像之一例示性成像方法;圖8展示根據所揭示標的物之一些實施例之用於藉由平移一樣本載物台而產生一樣本之一複合無假影影像之一例示性成像方法;圖9A展示根據所揭示標的物之一些實施例之包括用於擷取在一第一位置處之一樣本之一第一影像之兩個成像總成及一可平移孔隙滑件之一巨觀檢驗系統;圖9B展示根據所揭示標的物之一些實施例之包括用於擷取 在一第二位置處之一樣本之一第二影像之兩個成像總成及一可平移孔隙滑件之一巨觀檢驗系統;圖10展示根據所揭示標的物之一些實施例之用於使用兩個成像總成及一可平移孔隙滑件產生一樣本之一複合無假影影像之一例示性成像方法;圖11展示根據所揭示標的物之一些實施例之包括任一者或兩者可經旋轉以產生一無假影影像之一樣本載物台及一成像總成之一巨觀檢驗系統;圖12展示根據所揭示標的物之一些實施例之用於藉由旋轉一巨觀檢驗系統之一樣本載物台而產生一樣本之一複合無假影影像之一方法;圖13A展示根據所揭示標的物之一些實施例之在一樣本載物台之一初始位置處擷取之一例示性影像;圖13B展示根據所揭示標的物之一些實施例之一例示性影像,其中自影像剪切影像之包含一成像假影之一部分;圖13C展示根據所揭示標的物之一些實施例之經由一巨觀檢驗系統之樣本載物台之旋轉而在一第二位置處擷取之一例示性影像;圖13D展示根據所揭示標的物之一些實施例之一例示性影像,其中自影像剪切影像之包含一成像假影之一部分;圖13E展示根據所揭示標的物之一些實施例之經數位地旋轉至一原始位置之一經剪切影像之一實例;圖13F展示根據所揭示標的物之一些實施例之經數位地旋轉至一原始位置之一經剪切影像之一實例; 圖13G展示根據所揭示標的物之一些實施例之藉由將兩個經剪切影像拼接在一起而產生之一樣本之一複合無假影影像;圖14展示根據所揭示標的物之一些實施例之用於校準巨觀檢驗系統以達成不同照明景觀之一例示性校準方法;圖15A展示根據所揭示標的物之一些實施例之用於使用一目視系統照明一樣本以達成一所要照明景觀之一例示性方法;圖15B展示根據所揭示標的物之一些實施例之用於識別一樣本分類且自動調整巨觀檢驗系統之一照明景觀的一例示性方法;圖16展示根據所揭示標的物之一些實施例之電腦分析系統之一實施例之一般組態;及圖17展示根據所揭示標的物之一些實施例之使用訓練資料以訓練可用於一經接收樣本掃描上之一或多個人工智慧演算法以產生各經接收樣本影像之一或多個照明輪廓之一實例。
相關申請案之交叉參考
本申請案主張2019年8月7日申請之標題為「METHOD FOR IMAGING LARGE,REFLECTIVE SPECIMENS」之美國臨時申請案第62/883,931號之權利及優先權,該案之內容之全文以引用的方式併入本文中。本申請案進一步係關於2019年1月30日申請之標題為「MACRO INSPECTION SYSTEMS,APPARATUS AND METHODS」之美國專利申請案第16/262,017號,該案之內容之全文以引用的方式併入本文中。
根據所揭示標的物之一些實施例,提供用於反射性樣本之目視檢查之機構(其等可包含系統、方法、裝置、設備等)。目視檢查(有 時稱為檢驗)係指使用所揭示目視檢驗機構對一樣本進行之掃描、成像、分析、量測及任何其他適合檢視。所揭示目視檢驗機構包含可各提供可變照明景觀之一或多個照明模式,如本文中描述。雖然下文描述係指在一目視檢驗機構中實施之組件及方法,但本文中描述之組件及方法亦可在一微觀檢驗系統中實施。
圖2繪示根據所揭示標的物之一些實施例之一目視(巨觀)檢驗系統100之一實例。在一高層級處,根據一些實施例之巨觀檢驗系統100之基本組件包含用於將光提供至一樣本S之一照明總成(例如,燈環總成80)、一聚焦透鏡34、一成像裝置32、一樣本載物台50、包括硬體(例如,經組態以執行本文中描述之操作之一或多個處理器等)、軟體及/或韌體之一控制系統70以及一電腦分析系統75。巨觀檢驗系統100可實施為使用透射光或反射光之一光學檢驗系統之部分。
在一些實施例中,如圖2、圖3A及圖3B中展示,一燈環總成80可用作巨觀檢驗系統100之一照明總成以將光提供至一樣本(如由照明空間90表示)。一或多個個別燈(例如,LED燈L1至Ln)可安裝至燈環總成80。個別燈L1至Ln可基於任何類型之適合照明技術,包含(但不限於):發光二極體(LED)、有機發光二極體(OLED)、螢光燈、鹵素燈、白熾燈、光纖、氣體-電漿、陰極射線管(CRT)、液晶顯示器(LCD)、雷射等。各燈可經個別地定址。在進一步實施例中,可將個別燈劃分為區段(例如,按照燈環總成上之位置,諸如前側、後側、右側、左側)且各區段可係可定址的。軟體、硬體及/或韌體(例如,控制系統70)可按照各燈或區段之位址而控制其之啟動、強度及/或色彩。例如,控制系統70可包括一或多個處理器及儲存指令之記憶體,該等指令由於藉由一或多個處理器執 行而引起控制系統70執行本文中描述之操作。在一些例項中,控制系統70實施為一應用程式或執行本文中描述之操作之一獨立電腦系統。啟動係指一燈之接通,強度係指將光能遞送至一單位表面之速率,且色彩係指一RGB(紅色、綠色、藍色)色彩值,例如,其中基於(例如)8位元色彩將各色彩值指定為自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裝置判定強度。複數個燈L1至Ln可包括投射單色、多色及/或其等之任何組合之燈。
根據所揭示標的物之一些實施例,各燈L1至Ln可以不同入射角自多個方向提供傾斜照明。如本文中描述,用於變動照明角之三個方法包含:(1)改變安裝至燈環總成80之一燈之角度;(2)在一z方向上升高或降低燈環總成80;及/或(3)定位一光偏轉器使得阻擋來自一燈之照明光束之部分。
在一項實施例中,各燈可在一樣本保持於樣本載物台50上時按相對於該樣本之樣本平面之一所要角度安裝至燈環總成80。在進一步實施例中,各燈之角度可手動或藉由軟體、硬體及/或韌體(例如,控制系統70)自動控制。一燈之角度可個別地控制或與一或多個其他燈同時控制。各燈可傾斜相同或不同量。
在一些實施例中,燈環總成80可經組態使得其可沿著巨觀檢驗系統100之導軌48移動。在一個實例中,燈環總成80可使用支撐棒81a及81b以及軸承82a及82b(如圖3A中展示)附接至導軌48。應注意,照明總成不限於一環形成。例如,其他類型之燈形成係可能的,如標題為「Macro Inspection Systems,Apparatus and Methods」之美國專利申請案第16/262,017號中描述,該案之全文特此以引用的方式併入本文中。此 外,燈環總成80沿著導軌48之高度至不同位置之移動可手動或藉由軟體、硬體及/或韌體(例如,控制系統70)自動控制。取決於其相對於樣本載物台50之高度,燈環總成80可用於在一樣本保持於樣本載物台50上時為該樣本提供傾斜或暗場照明。例如,為了提供可變傾斜照明角,燈環總成80可經定位使得其光可投射在一樣本平面(即,在一樣本定位於樣本載物台50上時,該樣本之頂部平坦表面)上方之不同高度處。在一些實施例中,樣本平面對應於巨觀檢驗系統100之一焦平面(即,樣本對焦之平面)。在進一步實例中,為了提供暗場照明,燈環總成80可經定位使得其光可投射在樣本載物台50上之一樣本之樣本平面的相同或實質上相同位準處,以在一樣本保持於樣本載物台50上時為該樣本提供暗場照明。
如本文中使用:傾斜照明係指以小於90度且大於0度(通常大於1度)之一入射角投射朝向樣本之光;暗場照明係指以小於1度且通常為0度之一入射角投射朝向樣本之光;且明場照明係指以與樣本之平面垂直(成90度)之一入射角投射朝向樣本之光。明場照明可係指透過透鏡34提供照明之一光源。
取決於其相對於樣本載物台50之距離(d),燈環總成80可用於在一樣本保持於樣本載物台50上時為該樣本提供傾斜或暗場照明。提供傾斜及暗場照明描述於標題為「Macro Inspection Systems,Apparatus and Methods」之美國專利申請案第16/262,017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,燈環總成80可經定位使得來自總成之照明實質上平行於一樣本平面,以在一樣本保持於樣本載物台50上時為該樣本提供暗場照明。實質上平行被理解為具有自-1°至+1°之一入射角以容許對準之缺陷,但在一些實施例中,照明將在平面上,即,在0之 一d處,藉此照明將僅在存在自一樣本之一完全平坦表面延伸出之特徵之情況下反射。若一樣本完全平坦且無特徵,則其不會將任何實質上平行照明反射至透鏡34,且不會照明藉由透鏡34觀看之此一樣本。若存在突出之缺陷或其他特徵,則來自燈環總成80之照明將自此等缺陷及/或特徵反射出且將由成像裝置32經由透鏡34擷取。若其距樣本載物台50之距離大於0,則燈環總成80可用於在一樣本保持於樣本載物台50上時為該樣本提供傾斜照明。
如圖4A至圖4C中展示,光偏轉器83可用於調整各燈Li之照明錐。各燈Li可與燈環總成80成一角度α安裝。燈環總成80可垂直於樣本載物台50定位,且燈可按自0至90度(通常在0度至60度之間(例如,10度))之一角度α安裝。一典型LED燈可具有近似120度之一照明錐。照明錐由任何兩個向量a、b、c、d、e、f及g表示。向量a及g表示最大無限制照明光束,如圖4A中所見。無限制光之照明錐由θ1表示。如(例如)在圖4B及圖4C中展示,光偏轉器83可定位於燈上面以最小化照明錐。圖4B展示移動至一第一位置以阻擋向量a(由一虛線表示)且容許光向量b至g繼續之光偏轉器83。此限制光之照明錐由θ2表示,且具有小於θ1之一錐。圖4C展示光偏轉器83,其移動至一第二位置以阻擋向量a、b及c(由虛線表示)且容許向量d、e、f及g繼續。此限制光之照明錐係θ3,且其照明錐小於θ1及θ2兩者。α及θ可經調整以提供照明樣本以展示特定樣本特徵之一照明角。例如,較高照明角通常對於界定邊緣更佳,而較低照明角通常對於界定凸塊更佳。在一些實施例中,一單一光偏轉器用於控制全部燈之照明錐,且在其他實施例中,個別光偏轉器可用於控制各燈之照明錐。各燈之照明錐可係相同或不同的。
雖然如圖4A至圖4C中展示之光偏轉器83自頂部降低至底部,但其亦可經組態以自底部移動至頂部或在兩個方向上移動。無關於經檢查之特徵,光偏轉器83可經定位以防止光被引導至成像裝置且引起經擷取影像中之成像假影。在一些實施例中,光偏轉器83可經定位以僅將光引導至一樣本。在其中一圓頂包含於巨觀檢驗系統100中之實施例中,光偏轉器83可經調整以將光偏轉至圓頂、至樣本及/或至圓頂及樣本。單一或個別光偏轉器83可手動或藉由軟體、硬體及/或韌體(例如,控制系統70)自動控制。如圖4A至圖4C中展示,調整器螺絲86係可用於調整光偏轉器83之一機構之一個實例。
在一些實施例中,一XYZθ平移載物台可用於樣本載物台50。樣本載物台50可由步進馬達、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。樣本載物台50可經組態以手動及/或在任何適合控制器(例如,控制系統70)之控制下使一物件在X軸、Y軸、Z軸及/或θ方向上移動。一致動器(例如,致動器39)可用於進行例如0mm至5mm、0mm至10mm、0mm至30mm及/或(若干)任何其他適合距離範圍之粗略聚焦調整。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(若干)任何其他適合距離範圍之細聚焦。熟習此項技術者將理解,XYZθ平移載物台僅係一實例,且可使用其他適合載物台(例如,一XYZ平移載物台、一θ平移載物台、一Z平移載物台)。
在一些實施例中,一起形成成像總成33之透鏡34及成像裝置32可支撐於樣本載物台50上方之一平移總成上。平移總成包含可經組態以手動及/或在任何適合控制器(例如,控制系統70)之控制下使成像總 成33在X軸、Y軸及/或θ方向上移動之成像平移平台44。上支撐框架46亦可包含用於對準成像平移平台44之限制件(例如,左限制件43a及右限制件43b)及/或編碼器45。限制件可係實體止檔件或開關(光學、機械、電子或其他)以指示成像平移平台44之適當對準。開關可由控制系統70控制以僅在成像平移平台44呈一特定對準時容許獲取影像或在啟動限制開關(例如,藉由將成像平移平台44定位於限制件43a及43b內)時自動擷取影像。編碼器45可用於更精確地指示平台44之位置,且可用於僅在平台44處於一特定位置時容許成像或在平台44處於一特定位置時自動觸發成像。在一些實施例中,上支撐框架46可經組態使得其可沿著導軌48在Z軸方向上移動。為了調整焦點,可使上支撐框架46降低或升高,從而使耦合至支撐框架46之成像總成33更接近或更遠離樣本載物台50。此外,上支撐框架46沿著導軌48之高度移動至不同位置可手動或藉由軟體、硬體及/或韌體(例如,控制系統70)自動控制。在其他實施例中,成像裝置可直接安裝至上支撐框架46,且可以一類似方式在X軸、Y軸、Z軸及/或θ方向上平移。
透鏡34可具有不同放大倍率及/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/或任何其他適合照明形式操作。用於巨觀檢驗系統100之透鏡之類型可基於(例如)視野、數值孔徑等之所要特性。在一些實施例中,透鏡34可為可用於在一單一視野內觀看一樣本之一巨觀透鏡。應注意,如一般技術者所理解之術語視野係指藉由一影像感測器立即擷取之一檢查區域。
對樣本載物台50上之一樣本之照明向上反射至安裝至一成像裝置32(例如,一相機)之透鏡34,且成像裝置32可在成像空間92中擷取一樣本之影像及/或視訊。在一些實施例中,成像裝置32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本、一載物台及/或一樣本上之一特徵對準。影像感測器可為(例如)一電荷耦合裝置(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裝置。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,此等電信號經傳輸以顯示在連接至巨觀檢驗系統100之一顯示螢幕上。用於使一相機旋轉之可藉由巨觀檢驗系統100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,巨觀檢驗系統100可包含經組態以將自樣本反射之光反射回朝向樣本之一障壁(例如,圓頂42),如圖2中展示。圓頂42擴散其反射回至樣本之光以提供一更均勻照明場。雖然展示一圓頂狀障壁,但可使用包含以下各者之其他形狀之障壁以提供不同擴散角:球體、圓錐體、立方體或任何三維多邊形(諸如一菱面體)。在一些實施例中,一光擴散器以一圓頂或其他形狀之障壁之形狀形成,且在其他實施例中,圓頂或其他障壁可係任何材料,但使用光擴散塗料塗刷。圓頂42可耦合至成像總成33,使得當移動成像總成33時,圓頂42與其一起移動。
可啟動一單一燈或多個燈以照明樣本平面處之一部分或一整個視野。所檢查之樣本之類型、所檢查之特徵之類型、一樣本上之一所關注區域及/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。此外,軟體、硬體及/或韌體(例如,控制系統70)可控制各個別燈之角度或與一或多個其他燈同時控制。在一些實施例中,可手動改變角度。各燈可傾斜相同或不同量。在一些實施例中,光未經引導於圓頂42處而係 引導於樣本處,且以一更擴散方式自圓頂42反射回至樣本。
各個別燈可個別地或一起發射一光向量以照明樣本平面上之一特定區域(「照明區域」)。(此照明區域之量值可自照明樣本之一部分變動至涵蓋整個樣本平面)。可沿藉由向量表示之光束計算在樣本平面上方、下方或上之不同軸向位置處(例如,在樣本載物台50之頂部處、在樣本平面之頂部處、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本載物台50上之一樣本之一區域。
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。向量取決於燈總成環80之經啟動燈之數目及其等相對於樣本之位置之位置。
燈環總成80可關於燈之數目、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動。在一些實施例中,樣本載物台50之大小、透鏡34之規格、所檢驗之樣本之大小及/或類型及/或所檢查之一樣本之特徵可判定燈總成環80上之燈之 組態,包含(例如)燈之配置(是否呈一環或呈其他配置)、燈之總數目、距離及/或間距(p)。
如自圖4A至圖4C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。
在一些實施例中,控制系統70包含一控制器及控制器介面,且可控制巨觀檢驗系統100之任何設定(例如,燈之強度、燈之色彩、接通及關斷一或多個燈、一或多個燈之樞轉或其他移動(例如,改變一燈之角度)、燈環總成80(例如,在一z方向上)之移動、成像平台44之移動;樣本載物台50或150(在x、y、θ及/或z方向上)之移動、透鏡34(在x、y、θ及/或z方向上)之移動、成像平移平台44之移動;影像資料藉由成像總成33之記錄、成像總成33之旋轉或移動、照明資料之處理、影像資料之處理)。控制系統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(例如)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、記憶體裝置(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,巨觀檢驗系統100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驗系統100中之其他組件通信。
在一些實施例中,控制系統(例如,控制器及控制器介面)與巨觀檢驗系統100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裝置(例如,鍵盤、滑鼠、操縱桿、觸控件)將操作者輸入傳達至控制系統70。
在一些實施例中,控制系統70控制複數個燈之一或多者之啟動、強度及/或色彩以及燈L1至Ln及/或燈環總成80之位置(例如,藉由調整燈環總成之高度或藉由樞轉一燈)以在一樣本放置於樣本載物台50上時提供該樣本上之可變照明景觀。照明景觀係指一樣本之一所關注區域上由來自複數個燈之一或多者之經引導朝向一樣本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34觀看之影像及/或由成像裝置32擷取之影像。控制系統70可控制複數個燈之一或多者之強度以提供一樣本平面及/或樣本載物台50上之一所要照明景觀。例如,控制系統70可控制複數個燈之一或多者之強度以提供一樣本平面及/或樣本載物台50上之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本類型、一樣本之機械及/或實體性質(例如,樣本大小、樣本反射率)、所檢查之一樣本特徵、一製造及/或檢查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驗系統100或包含於巨觀檢驗系統100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驗系統100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(例如)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、記憶體裝置(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。
應注意,雖然控制系統70及電腦分析系統75在圖2中繪示為巨觀檢驗系統100之單獨組件,但控制系統70及電腦分析系統75之其他實施方案在本發明之範疇內。例如,在一實施例中,電腦分析系統75實施為控制系統70之一應用程式或其他可執行程序。此外,雖然將電腦分析系統75繪示為係巨觀檢驗系統100之一組件,但電腦分析系統75可實施為經由一通信網路(諸如,網際網路或其他網路)存取之一單獨系統。
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、可抽換及非可抽換媒體兩者。藉由實例且非限制,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、可抽換及非可抽換媒體。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、磁帶、磁碟儲存器或其他磁性儲存裝置,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5A及圖5B連同圖6A至圖6C展示巨觀檢驗系統100及用於在一樣本放置於載物台50上時藉由將成像平移平台44平移至一樣本中心線A2之右側及左側而產生該樣本之一無假影影像之一成像方法之實施例。藉由平移成像平移平台44,成像總成33之光學中心線A1可自放置於載物台50上之一樣本之中心線A2偏移。偏移量必須足以使得整個成像假影或整個成像假影及某一額外空間將呈現於樣本中心線A2之一個側上一經擷取影像中(例如,如圖6A及圖6B中展示)。應注意,成像總成之A1自中心線A2之偏移之大小(使得至少整個假影呈現於中心線A2之一個側上)在假影呈現於經擷取影像中時通常等於假影之大小。
在此應用中對移動或平移成像總成33之全部引用係指經由一平移機構(例如,成像平移平台44)移動或平移成像總成33。又,本文中之圖涉及使用一中心線A1或A2,但僅存在例示性參考點,可使用其他參考點以擷取無假影影像。
圖6A、圖6B及圖6C展示可在三個不同模式下擷取之影像:載物台平移、成像總成平台平移或孔隙平移。
如本文中使用之無假影係指不包含一成像總成及/或照明熱點之反射之一影像。應注意,如圖5A及圖5B中展示,巨觀檢驗系統100之實施例不展示成像空間92或照明空間90,但如圖2中展示之成像及照明空間之概念適用於全部實施例。
如圖5A及圖5B中展示,成像平移平台可在兩個位置之間平移:至成像中心線A2之右側及左側。在圖5A中,成像平移平台44定位至中心線A2之左側,使得當成像總成33在該位置處擷取一樣本之一影像 時,來自成像總成33之反射之一成像假影未呈現至中心線A2之右側。圖6A繪示在成像總成定位至中心線A2之左側(如圖5A中展示)時可經擷取之一例示性影像105。如在影像105中擷取,樣本特徵X1及X2呈現於中心線A2之左側及右側上。表示影像中擷取之成像總成之反射之成像假影26呈現於左側(即,在擷取影像時成像總成33所定位之相同側)。無假影之影像之部分由定界框114(與在右側之線R1及在左側之線R2重合)指示。
在圖5B中,成像平移平台44定位於相對側上至中心線A2之右側,使得當成像總成33在該位置處擷取樣本之一影像時,來自成像總成33之反射之一成像假影未呈現至中心線A2之左側。圖6B繪示在成像總成定位至中心線A2之右側(如圖5B中展示)時可經擷取之一例示性影像106。成像假影26呈現於影像106之右側上(即,在擷取影像時成像總成33所定位之相同側)。無假影之影像之部分由定界框114(與在右側之線R3及在左側之線R4重合)指示。
圖7展示用於使用如圖5A及圖5B中展示之巨觀檢驗系統100之實施例產生一樣本之一複合無假影影像之一例示性成像方法700。
在710處,可藉由調整特定於巨觀檢驗工具而非特定於所檢查樣本之參數初始化巨觀檢驗系統100。此等參數可包含(但不限於)焦點、放大率、DIC稜鏡、視野。可藉由以下者校準檢驗系統100之焦點:使用一樣品樣本以判定成像總成33與樣本載物台50之間之一適合距離,且移動成像總成33或樣本載物台50或兩者使其等分開或靠近直至達到所要焦點。焦點可手動或藉由軟體、硬體及/或韌體(例如,控制系統70)自動控制。在初始化時使用之成像總成33及載物台50之位置及其等之間之距離可儲存於本端或遠端記憶體中。表示一樣本或一樣本分類群組之一參 考樣本亦可用於設定特定於所檢查樣本之參數。一樣本可按照樣本類型、按照類似機械及/或實體樣本性質(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/或檢查步驟、按照所關注區域及/或任何其他適合分類群組進行分組。特定於所檢查樣本之參數可包含放大率、焦點、調整曝光、調整照明(例如,啟動選定燈及調整各選定燈之燈之強度位準、色彩及/或入射角)。應注意,可藉由(例如)憑藉使載物台50在一z方向上移動之機構39或憑藉使成像總成33在一z方向上升高或降低來改變樣本與成像總成33之間之距離而調整焦點。可藉由調整相機設定(包含曝光時間、增益、偏移等)而設定曝光。一樣本之初始參數可儲存於本端或遠端記憶體中。用於調整照明之例示性方法(包含影像處理)描述於標題為「Macro Inspection Systems,Apparatus and Methods」之美國專利申請案第16/262,017號中,該案之全文特此以引用的方式併入本文中。
在720處,可將成像總成33平移至中心線A2之右側或左側達等於或大於呈現於一經擷取影像中之假影之大小之一量,且可擷取一參考影像。如圖6A及圖6B中展示,成像假影26在中心線A2與成像總成33擷取參考影像時所處之位置相同之側處呈現於參考影像中。在中心線A2之與成像總成33相對之側上之參考影像之部分將無假影。在一些實施例中,成像總成33可定位成足夠遠離中心線A2之右側或左側使得在經擷取影像中,成像假影26未確切呈現在中心線A2處,而在成像假影與中心線A2之間存在額外空間(分別係重疊118之L及R,如圖6A及圖6B中展示)。在擷取一參考影像之前,一樣本可在載物台50上對準,且成像總成33相對於載物台50定位使得當一樣本之一影像由成像總成33擷取時,樣本之預定邊緣或樣本之特定特徵(個別地或統一地「樣本重疊特徵」)落在一影像重 疊區域118內。重疊區域係指在成像總成33定位於中心線A2之任一側上時由成像總成33擷取之一影像之相同x、y位置中之預定數目個像素(例如,1至10個像素)。影像105之定界框114之陰影區域(如圖6A中展示)及影像106之定界框115(如圖6B中展示)表示在一成像總成定位至中心線A2之右側或左側時由該成像總成擷取之影像中相同(或重疊)之一無假影區域。一參考影像及一第二影像之重疊區域可用於比較兩個影像且選擇相對於放大率、焦點及/或曝光最類似於參考影像之一第二影像。可將參考影像及經選擇為最類似之影像數位地拼接(亦稱為「拼接(stitched或stitching)」)在一起以形成樣本之一複合無假影影像(例如,如圖6C中展示之影像120)。如圖6C中展示,A3係在重疊區域中選擇之一線。
在730處,將成像總成33平移至中心線A2之與其在步驟720處之位置相對之另一側。在一些實施例中,成像總成33經定位足夠遠以在成像假影26與中心線A2之間產生額外空間(例如,影像重疊區域118之R或L)。
在740處,一旦適當地對準成像總成33,成像總成33便擷取在中心線A2之與成像總成33在擷取影像時所處之位置相同之側上包含一成像假影之樣本之一影像,且影像在中心線之相對側上無假影。可比較經擷取影像之重疊區域118與參考影像之重疊區域,且可對焦點、曝光、照明及/或其他參數進行改變,使得參考影像及經擷取影像之焦點、曝光、照明及/或其他參數相同或實質上類似。重疊區域118之比較可手動或藉由軟體、硬體及/或韌體(例如,藉由控制系統70及/或電腦分析系統75)自動執行。成像總成33可繼續擷取一樣本之影像直至判定一經擷取影像匹配參考影像(「匹配影像」)之焦點、曝光、照明及/或其他參數。參考影像 及匹配影像之包含成像假影之部分可自影像剪切,使得剩餘部分無假影(例如,在圖6A中由R1及R2定界之區域及在圖6B中由R3及R4定界之區域)。
在750處,可將匹配影像之一無假影部分與參考影像之一無假影部分拼接在一起以形成樣本之一複合無假影影像(例如,影像120,如圖6C中展示)。可藉由將呈現於參考影像之重疊區域118中之樣本重疊特徵與呈現於匹配影像之重疊區域118中之樣本重疊特徵對準而執行拼接。控制系統70及/或電腦分析系統75可比較各影像之重疊區域且數位地調整影像之位置使得樣本重疊特徵對準。在其他實施例中,在一樣本及成像總成33已經精確地對準使得經擷取影像之重疊區域包含相同特徵之情況下,拼接可係基於重疊區域之精確位置(例如,x/y座標)。在一些實施例中,可在不使用任何重疊區域進行對準之情況下將參考影像及匹配影像之無假影部分直接拼接在一起。
在另一實施例中,成像總成33可保持固定且樣本載物台(即,中心線A2)可平移至成像總成33(即,光學中心線A1)之左側或右側達大於或等於如上文論述之假影之大小之一偏移量。圖8展示用於藉由平移樣本載物台50而產生一樣本之一無假影影像之一例示性成像方法800。
類似於結合圖7描述之方法,可重複相同程序(例如,步驟810(初始化巨觀檢驗工具及所檢查樣本之參數);步驟840(比較參考影像與一第二影像;若影像不匹配,則對巨觀檢驗系統100進行適合調整直至擷取一匹配影像);及850(剪切匹配影像及參考影像之包含成像假影之部分且將無假影影像拼接在一起)),惟將成像總成33保持固定且將載物台50移動至光學中心線A1之右側或左側以在光學中心線之各側上擷取一樣本 之影像(步驟820及830)除外。此外,類似於結合圖7描述之方法,可藉由控制系統70及/或電腦分析系統75執行步驟840及850。
圖9A及圖9B連同圖10展示巨觀檢驗系統100及用於藉由使用兩個成像總成68及69以及一可平移孔隙滑件65而產生一樣本之一無假影影像之一成像方法之實施例。
如圖9A及圖9B中展示,巨觀檢驗系統100可包含:(i)兩個成像總成68及69,其等經定位使得其等光學中心線B1及B2分別自中心線A2偏移且在中心線A2之相對側上;及(ii)一可平移孔隙滑件65,其具有一單一開口(孔隙66)。偏移量必須足以使得整個成像假影或整個成像假影及某一額外空間將在樣本中心線A2之一個側上呈現於一經擷取影像中(即,在與獲取影像之成像總成之相同側上)。
在此組態中,成像總成及樣本載物台保持固定,而孔隙滑件65可以一線性運動平移以每次將孔隙66定位於一個成像總成(68或69)下方。在圖9A中,孔隙滑件65沿著孔隙滑件導軌67平移使得孔隙66定位於成像總成68下方(至A2之左側),且剩餘孔隙滑件65之一部分阻擋成像總成69在由成像總成68擷取之一樣本之一影像中反射。同樣地,當平移孔隙滑件65使得孔隙66定位於A2之右側之成像總成69下方(如圖9B中展示)時,孔隙滑件65之剩餘部分阻擋成像總成68,使得成像總成68在藉由成像總成69擷取之一影像中不被反射。孔隙滑件65可手動或藉由軟體、硬體及/或韌體(例如,控制系統70)自動控制。此外,孔隙滑件65可經設計以具有最小可能直徑而不阻礙任一成像總成之成像場。在額外實施例中,一圓頂42可耦合至孔隙滑件65且與孔隙66一起定位以擴散自樣本反射之光。
應注意,孔隙滑件65可由金屬、塑膠或維持其形狀之其他材料製成。在一些實施例中,滑件65儘可能薄(通常一至五毫米)以免干擾成像空間92。若未附接一圓頂,則滑件65可係一反射性材料或一光吸收材料以防止光被反射。孔隙66可係一無阻礙開口或配裝有一透鏡。
如圖6A中繪示,當孔隙66定位於定位至中心線A2之左側之成像總成68下方時可擷取影像105(如圖9A中展示)。成像假影26呈現於左側上(即,在擷取影像時孔隙66所定位之相同側)。相比之下,如圖6B中繪示,當孔隙66定位於定位至中心線A2之右側之成像總成69下方時可擷取影像106(如圖9B中展示)。成像假影26呈現於右側上(即,在擷取影像時孔隙66所定位之相同側)。
圖10展示用於使用圖9A及圖9B中展示之巨觀檢驗系統100之實施例藉由平移一孔隙滑件而產生一樣本之一無假影影像之一例示性成像方法1000。
類似於結合圖7描述之方法,可重複相同程序(例如,步驟1010(初始化巨觀檢驗工具及所檢查樣本之參數);步驟1040(比較參考影像與一第二影像且對巨觀檢驗系統100進行調整直至發現一匹配影像);及1050(剪切匹配影像及參考影像之包含成像假影之部分且將匹配影像拼接在一起)),但代替將一成像總成或一樣本載物台移動至中心線A2之相對側,繼而將一滑件上之一孔隙定位於各成像總成下方(例如,步驟1020及1030)以擷取一樣本之影像且將其等一起拼接成樣本之一複合無假影影像。此外,類似於結合圖7描述之方法,可藉由控制系統70及/或電腦分析系統75執行步驟1040及1050。
圖11連同圖12展示巨觀檢驗系統100及用於藉由旋轉巨觀 檢驗系統100之一樣本載物台150及/或一成像平移平台151而產生一樣本之一無假影影像之一成像方法之實施例。
如圖11中展示,成像總成33及圓頂42(若包含)可自載物台150偏移(亦稱為一θ載物台),使得當一樣本放置於載物台上時該樣本之中心線至光學中心線A1之右側(或至左側)。偏移量必須足以使得整個成像假影或整個成像假影及某一額外空間將在樣本中心線A2之一個側上呈現於一經擷取影像中(即,在與獲取影像之成像總成之相同側上)。代替橫向平移成像總成33或載物台150(如圖5A及圖5B中展示),樣本載物台150或成像平移平台151可繞定位於A2處之旋轉中心旋轉。應注意,旋轉中心不需要與樣本中心線對準。
圖12展示用於使用圖11中展示之巨觀檢驗系統100之實施例藉由旋轉一樣本載物台而產生一樣本之一無假影影像之一例示性成像方法1200。
在1210處,類似於結合圖7描述之方法,初始化巨觀檢驗系統100之參數及樣本特定參數。
在1220處,在旋轉樣本載物台150之一初始位置處擷取一影像。圖13A展示可在樣本載物台150(如圖11中展示)處在一初始位置時擷取之一例示性影像160。影像160展示具有在右上側上之一特徵X1及在左下側上之一特徵X2之一樣本。假影26呈現於影像之左手部分上。定界框162指示不包含成像假影26之影像之部分。線A2指示一樣本之中心線。線A2亦可用於將待拼接在一起之一樣本之無假影影像垂直地對準。
在1230處,可自影像剪切影像之包含成像假影26之部分(如圖13B中展示),從而僅留下表示一樣本之右側之影像在定界框162內之 部分。應注意,含有特徵X2之樣本之部分在定界框162內,且定界框162亦併入樣本中心線A2之各側上之區域以產生可用於將一整個影像對準且拼接在一起之一重疊區域。在一些實例中,步驟1230由控制系統70及/或電腦分析系統75執行。
在1240處,可將載物台在一順時針或逆時針方向上自一第一位置旋轉180°或另一適合量而至一第二位置。可在此第二位置中擷取樣本之一影像。在圖13C中展示一例示性影像。應注意,由於樣本被旋轉,故特徵X1及X2現呈現於與圖13A中展示之如影像160中擷取之其等原始位置相對之側上。定界框164指示影像內不展示成像假影26之樣本之部分。應注意,含有特徵X1之樣本之位置在定界框內且定界框併入樣本中心線A2之各側上之區域以產生一重疊區域。應注意,可將樣本載物台150旋轉除180°之外之一量,只要旋轉足以擷取在被拼接在一起時將重新產生樣本而不包含成像假影26之兩個影像。
在1250處,可自影像剪切影像之包含成像假影26之部分(如圖13D中展示),從而僅留下表示樣本之左手部分或包含特徵X1之樣本之部分之影像在定界框164內之部分。
在1260處,如圖13E至圖13F中展示,可數位地旋轉在定界框164中之經剪切影像使得特徵X1呈現於其原始位置中(左下側上)。如結合圖7描述,可比較兩個影像之重疊區域。若影像不匹配,則可調整巨觀檢驗系統100之焦點、曝光、照明及/或其他參數且擷取新影像直至發現影像之一匹配對。
一旦發現匹配影像,便可將在定界框164內之經剪切影像與在定界框162內之經剪切影像拼接在一起以產生無成像假影26之樣本之一複合影像(步驟1270),如 圖13G中展示。在一些實例中,步驟1250、1260及1270由控制系統70及/或電腦分析系統75執行。
應注意,雖然圖12描述用於藉由旋轉一樣本載物台而產生一樣本之一無假影影像之一方法,但一樣本之一無假影影像亦可藉由實行一類似程序而產生,但旋轉一成像總成而非一樣本載物台。
應注意,本文中描述之用於檢驗反射性樣本之方法不限於目視檢驗系統且亦可實施於微觀檢驗系統中。
圖14以高階展示根據所揭示標的物之一些實施例之用於校準巨觀檢驗系統以達成不同照明景觀的一例示性校準方法1400。照明景觀係指一樣本之一所關注區域上由來自複數個燈L1至Ln之一或多者之經引導朝向一樣本之光之啟動及分佈所致之光的色彩及/或強度。照明景觀可影響由成像總成33擷取之影像。控制系統70可控制複數個燈L1至Ln之一或多者之強度以提供一樣本平面及/或樣本載物台上之一所要照明景觀。例如,控制系統70可控制複數個燈L1至Ln之一或多者之強度以提供一樣本平面及/或樣本載物台上之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本類型、一樣本之機械及/或實體性質(例如,樣本大小、樣本反射率)、所檢查之一樣本特徵、一製造及/或檢查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,校準方法1300可使用巨觀檢驗系統100。
在1401,控制系統70可初始化巨觀檢驗系統100。在一些實施例中,初始化可包含判定巨觀檢驗系統100之燈L1至Ln之組態(例如,燈L1至Ln之總數目、各燈之位址及位置、燈偏轉器之位置、各燈在自光源至光所投射之區域之各可能位置(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。
用於界定由各燈L1至Ln投射之一照明區域之方法描述於標題為「Macro Inspection Systems,Apparatus and Methods」之美國專利申請案第16/262,017號中,該案之全文特此以引用的方式併入本文中。
在1402,可將具有已知特徵及/或機械/實體性質(例如,大小、反射率)之一參考樣本放置於一樣本載物台上。可依不同色彩及/或強度,在自光源至其中光所投射之區域之不同可能距離及角度(統稱為「燈位置」)下啟動燈L1至Ln之不同組合以判定參考樣本之一期望照明景觀(在1403處)。在一些實施例中,可基於藉由成像總成33擷取之影像之品質、基於跨成像總成33之各個別像素或像素群組自一樣本S反射之光的經量測強度、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L1至Ln之不同組合而調整照明景觀直至達成所要照明景觀。在其他實施例中,可藉由(例如,使用控制系統70及1401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L1至Ln之不同組合而調整照明景觀直至達成一所要照明景觀。當達成一參考樣本之所要照明景觀時,可(在1404處)藉由控制相同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、載物台與透鏡34之間之距離(例如,沿著x、y及z軸)以及成像總成33及一樣本載物台相對於彼此之位置(統稱為「照明輪廓」)以供未來使用。
可針對表示不同分類群組(例如,按照樣本類型、按照類似機械及/或實體樣本性質(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/或檢查階段、按照所關注區域及/或任何其他適合分類群組)之不同參考樣本重複尋找及儲存一適當照明輪廓之此程序。亦可針對相同參考樣本重複此程序以尋找適用於以下各者之不同照明輪廓:不同屬性之樣本(例如,如藉由一樣本之機械或實體性質判定);所檢查之不同樣本特徵;樣本上之不同所關注區域及/或所檢查之製造/檢查程序。在一些實施例中,在計算一照明輪廓之前首先將一參考樣本對焦。在進一步實施例中,將樣本載物台與透鏡34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本計算一照明輪廓。
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性背景之一反射性樣本可用於校準巨觀檢驗系統100以提供一均勻照明景觀。若在一樣本載物台上觀看時,反射率(例如,如跨成像總成33之各個別像素或像素群組量測)跨樣本之整個視野變動不超過5%,且較佳小於2%,則可將一背景視為均勻。在一些實施例中,不具有一均勻反射性背景之一參考樣本可用於校準巨觀檢驗系統100以提供一均勻照明景觀。當使用此一樣本時,透鏡34可用於藉由使樣本散焦以使樣本上之任何異物及表面不規則性模糊以產生一更均勻反射性背景而產生一均勻反射性背景。可藉由以不同色彩及/或強度且在不同可能位置處啟動燈L1至Ln之不同組合而調整照明景觀直至達成一均勻照明景觀。當達成一均勻照明景觀時,可藉由控制系統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一樣本載物台與透鏡34之間之距離儲存為一照明輪廓,該照明輪廓針對巨觀檢驗系統100、一特定樣本、一樣本類別、一所關注區域、製造或檢查程序中之一特定階段及/或任何其他適合分類群組提供均勻照明。
應理解,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1400之至少一些部分,而不限於結合圖14展示及描述之順序及序列。又,本文中描述之程序1400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。另外或替代地,在一些實施例中,可省略程序1400之一些部分。可在任何適合硬體及/或軟體中實施校準程序1400。例如,在一些實施例中,可在巨觀檢驗系統100中實施校準程序1400。應注意,校準程序1400不限於目視檢驗系統且亦可實施於一微觀檢驗系統中。
圖15A以高階展示根據所揭示標的物之一些實施例之用於使用一巨觀系統照明一樣本以達成一所要照明景觀的一例示性方法1500(「照明景觀方法1500」)。在一些實施例中,照明景觀方法1500可使用目視檢驗系統100。
在1501處,可將待檢查之一樣本放置於一樣本載物台上。在一些實施例中,在調整由巨觀檢驗系統100提供之照明景觀之前使樣本對焦。
在1502,根據一些實施例,控制系統70可根據針對樣本選擇之一經儲存照明輪廓啟動及調整燈L1至Ln之強度、色彩及/或間距及/或樣本載物台與透鏡34之間之距離。可基於評定樣本之不同屬性(例如,如藉由一樣本之一或多個實體及/或機械性質判定)及/或檢查之不同目標而手動或自動選擇照明輪廓且尋找一適合照明輪廓。結合圖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L1至Ln且根據一選定照明輪廓對選定燈之強度、色彩及/或燈位置及/或樣本 載物台與透鏡34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L1至Ln且對燈之強度、色彩及/或位置及/或一樣本載物台與透鏡34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L1至Ln之一或多者,且對其等強度、色彩及/或燈位置以及一樣本載物台與透鏡34之間之距離進行調整,便可擷取並儲存樣本之一或多個影像以供分析,如在1503處。在一些實施例中,將經擷取樣本影像傳輸至電腦分析系統75。
在1505,藉由電腦分析系統75作出關於燈L1至Ln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1503之影像擷取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1500可返回至步驟1502,且可對照明景觀進行進一步調整。步驟1502至1505可反覆,直至達成一最佳照明輪廓。藉由實例,若一特定樣本類型期望具有一均勻光強度輪廓之一照明景觀,但與所擷取之一或多個樣本影像相關聯之影像資料指示一些區域照明不足,則步驟1505可返回至步驟1502。在步驟1502中,可進行對燈啟動、強度、位置(升高及/或樞轉/旋轉)等之額外改變。一旦已將改變應用至照明景觀,便重複步驟1503且在新條件下(例如)藉由一影像擷取裝置自樣本收集影像資料。再次,在步驟1505處,分析新照明景觀以判定是否已達成最佳光照條件。
可針對一樣本選擇不同照明輪廓,且針對各選定照明輪 廓,控制系統70可根據選定輪廓啟動及調整燈L1至Ln之強度、色彩及/或位置及/或一樣本載物台與透鏡34之間之距離,且擷取並儲存樣本之一或多個影像。因而,步驟1502至1505之反覆程序可隨著樣本類型而不同,此係因為在步驟1502處應用之最初應用的照明景觀可隨著樣本類型、所關注區域、製造或檢查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,便可在步驟1507處,將一樣本載物台及/或成像總成33調整至相對於彼此之不同位置,且可在各距離處擷取樣本之一或多個影像。
圖15B繪示根據所揭示技術之一些態樣之用於識別一樣本分類且自動調整巨觀檢驗設備之一照明景觀的一例示性程序1510之步驟。程序1510以步驟1512開始,例如,藉由上文論述之一影像處理系統(例如,影像處理系統1634)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裝置(作為巨觀檢驗系統100之部分)獲取之一樣本之一經接收影像中。影像資料可包含安置於巨觀檢驗系統100之一載物台上之一樣本之全部或一部分。在一些例項中,影像資料可僅包括指示自一樣本表面之不同部分反射之光之一強度的像素強度值。
在步驟1514中,分析影像資料以識別樣本之一分類。在一些例項中,可執行影像分析以識別樣本之一子集,諸如一特定區域或特徵。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/分類樣本。
隨後,可基於樣本(或特徵)分類及/或製造或檢查程序中之一特定階段自動選擇一照明輪廓。樣本/特徵分類可用於查詢含有與樣本相關聯之一或多個照明輪廓及/或樣本特徵類型之一照明輪廓資料庫。藉 由參考在步驟1514中判定之樣本分類,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本或特徵之最佳照明景觀之巨觀檢驗系統100之組態的多種設定資料。
應理解,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1500之至少一些部分,而不限於結合圖15A及圖15B展示及描述之順序及序列。又,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。另外或替代地,在一些實施例中,可省略程序1500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1500。例如,在一些實施例中,可在巨觀檢驗系統100中實施照明景觀方法1500。應注意,照明景觀方法1500不限於目視檢驗系統且亦可實施於微觀檢驗系統中。
圖16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。雖然將電腦分析系統75繪示為其中經由一匯流排1605耦合各種組件之一局部運算系統,但應理解,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)實施於實體上分離及遠端之裝置中。
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)1610及將各種系統組件(包含系統記憶體1615,諸如唯讀記憶體(ROM)1620及隨機存取記憶體(RAM)1625)耦合至(若干)處理器1610之匯流排1605。
記憶體1615可包含具有不同效能特性之各種記憶體類型。處理器1610耦合至儲存裝置1630,儲存裝置1630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1632、照明輪廓資料庫1636及成像處理模組1634)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1610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1610以及輪廓產生模組1632、照明輪廓資料庫1636及成像處理模組1634之一或多者可為完全自含型系統。例如,成像處理模組1634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,輸入裝置1645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。一輸出裝置1635亦可為熟習此項技術者已知之數個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)傳達與一樣本類型/分類或其他特性相關之樣本資訊。通信介面1640一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。
儲存裝置1630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、固態記憶體裝置、數位多功能光碟、匣、隨機存取記憶體(RAM)1525、唯讀記憶體(ROM)1520及其等之混合。
實務上,照明輪廓產生模組1632可經組態以自巨觀檢驗系統100及/或任何適合電腦可讀媒體接收一樣本或一樣本之一部分之一掃描(統稱為「樣本影像」)。在一些例項中,與巨觀檢驗系統100之各種巨觀 組件之組態相關聯之較佳照明景觀可經相關聯以形成(例如)與樣本類型或分類相關聯之一照明輪廓。使照明景觀設定與樣本分類類型相關聯之照明輪廓可儲存至照明輪廓資料庫1636。
儲存至照明輪廓資料庫1636之照明輪廓可包含諸如以下各者之特定背景內容資料:巨觀檢驗系統100之燈L1至Ln之一組態(例如,燈L1至Ln之總數目、各燈之位址及位置、光偏轉器83之位置、各燈在其可定位之自光源至光所投射之區域之各可能位置(包含高度及角度)處之投射區域);樣本載物台與透鏡34之間之可能距離範圍;樣本載物台及成像總成33相對於彼此之不同位置之範圍;特定類型之樣本之所關注區域;所檢查之一製造或檢查程序之一特定階段;所檢查之一特徵。
影像處理系統1634可結合輪廓產生模組1632及照明輪庫資料庫1636一起用於基於在(若干)樣本影像中接收之影像資料及/或其他經接收樣本特性(諸如藉由一使用者例如(經由)輸入裝置1645手動提供之樣本特性)對一樣本分類。另外,影像處理模組可經組態以對特定樣本特徵分類,判定其他實體及/或機械樣本性質(例如,樣本反射率、樣本尺寸)。可將樣本類型及樣本特徵/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1636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,該最佳照明景觀可經參考且基於樣品類型及/或特定特徵或特性與一樣品匹配。
在一些態樣中,可使用影像處理演算法(其可包含電腦視覺、一或多個人工智慧演算法及/或電腦演算法)執行一樣本類型及/或一樣本之特徵之分類。一樣本或一樣本之特徵之分類亦可基於(例如)一樣本及/或一樣本之特徵之一電腦輔助設計(CAD)檔案、識別一樣本上之特徵之一 樣本佈局圖、已知樣本及/或特徵之影像及/或關於已知樣本之資訊(例如,一樣本之尺寸、一樣本之機械及/或實體性質)。
在一些例項中,機器學習模型可用於執行樣本、樣本特徵及/或其他樣本特性之分類。在一些態樣中,可(例如)藉由影像處理系統1634將來自樣本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品或特徵分類,該分類接著可用於參考儲存於照明輪廓資料庫1636中之一照明輪廓。藉由將正確照明輪廓與正確樣品分類或特徵類型匹配,可透過自動校準光強度、光色彩、照明角及樣本上方之高度等而達成正確照明景觀。
如熟習此項技術者所理解,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:隱馬爾可夫模型(hidden Markov model);遞迴神經網路;卷積神經網路;貝氏(Bayesian)符號方法;通用對抗網路;支援向量機;影像配準方法;適用之基於規則之系統。在使用迴歸演算法之情況下,其等可包含(但不限於):一隨機梯度下降迴歸因子及/或一被動進取迴歸因子等。
機器學習分類模型亦可基於叢集演算法(例如,一小批次K均值叢集演算法)、一推薦演算法(例如,一迷你雜湊演算法或歐式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,諸如以下一或多者:一小批次字典學習演算法、一增量主成分分析(PCA)演算法、一潛在狄利克里分配(Latent Dirichlet Allocation)演算法及/或一小批次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本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1632可將背景內容資料連同樣本影像或自樣本影像判定之資料(「樣本資料」)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本之一或多個適當照明輪廓。在其他實施例中,影像處理系統1634可使用機器學習模型或其他電腦演算法來基於樣本影像、樣本資料及/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1636選擇所要照明輪廓,便可將照明輪廓資料傳輸至控制系統70。控制系統70可結合程序1400使用此資訊以應用一照明輪廓以照明所檢查之一樣本。
可藉由照明輪廓產生模組1632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旨在為限制性。
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1632及影像處理系統1634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1632可產生一樣本之一適當照明輪廓。
如圖17中展示,訓練資料1701可包含根據所揭示標的物之實施例之藉由一巨觀檢驗系統擷取之已知樣本及特徵的經標記影像。經選擇用於訓練之經標記影像可為基於經擷取影像之一檢驗目標展示適合細節 之所要品質之影像。在一些實施例中,訓練資料1701可包含識別所檢驗之樣本及/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(i)燈L1至Ln之啟動、強度、色彩、位置資料之資料;(ii)一樣本載物台與透鏡34之間之距離(沿著x、y及z軸);及(iii)樣本載物台及成像總成33相對於彼此之位置;所檢驗之一樣本之特徵;所檢驗之樣本之所關注區域;所檢驗之一製造或檢查程序之特定階段。在一些實施例中,訓練資料可包含一樣本之實體/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標記資料。
一旦由照明輪廓產生模組1632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1632應用於一經接收樣本掃描以產生各經接收樣本影像之一或多個照明輪廓(輸出資料1702)。如上文描述,照明輪廓資料可包含識別啟動哪些燈L1至Ln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一樣本載物台與透鏡34之間之一距離(例如,沿著x、y及z軸)以及樣本載物台及成像總成33相對於彼此之位置。
應注意,巨觀檢驗系統100可包含未展示之其他適合組件。另外或替代地,可省略包含於巨觀檢驗系統100中之一些組件。
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或非暫時性。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)或缺少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。
將各項實施例之邏輯操作實施為:(1)在一通用電腦內之一可程式化電路上運行之一序列電腦實施步驟、操作或程序;(2)在一專用可程式化電路上運行之一序列電腦實施步驟、操作或程序;及/或(3)可程式化電路內之互連機器模組或程式引擎。本發明之目視檢驗系統可實踐所述方法之全部或部分,可係所述系統之一部分及/或可根據所述非暫時性電腦可讀儲存媒體中之指令操作。此等邏輯操作可實施為經組態以控制處理器以根據模組之程式化執行特定功能之模組。
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裝置之一系統。可藉由維持邊緣裝置可經由一通信介面(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,實例旨在僅繪示許多可能態樣之一些態樣。一般技術者將理解,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係指一電腦系統或類似電子運算裝置(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、傳輸或顯示裝置內之實體(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設備。此設備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設備有關。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設備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。
應理解,所揭示程序中之步驟之任何特定順序或階層係例示性方法之一圖解。基於設計偏好,應理解,可重新配置程序中之步驟之特定順序或階層,或僅執行經繪示步驟之一部分。可同時執行一些步驟。例如,在某些境況中,多任務及平行處理可係有利的。再者,上文描述之實施例中之各種系統組件之分離不應理解為在全部實施例中需要此分離且應理解,所述程式組件及系統可通常一起整合於一單一軟體產品中或封裝至多個軟體產品中。
已特定參考此等經繪示實施例詳細描述用於反射性樣本之目視檢驗之系統、方法及設備。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進行各種修改及改變,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。
本發明之陳述包含:
陳述1.一種檢驗設備,其包括:一樣本載物台,其經組態以保持一樣本;一或多個成像裝置,其定位於該樣本載物台上方以自該樣本載物台擷取該樣本之一或多個影像;一組燈,其等安置於該樣本載物台與該成像裝置之間之一平台上;及一控制系統,其耦合至該樣本載物台、該一或多個成像裝置及該平台,該控制系統包括:一或多個處理器;及記憶體,其儲存由於藉由該一或多個處理器執行而引起該控制系統執行以下 各者之可執行指令:將第一指令提供至該一或多個成像裝置以擷取該樣本之一第一影像,該第一影像包括至一參考點之一第一側之一第一成像假影;將第二指令提供至該一或多個成像裝置以擷取該樣本之一第二影像,該第二影像包括至該參考點之一第二側之一第二成像假影;自該第一影像剪切該第一成像假影且自該第二影像剪切該第二成像假影;及將該第一影像及該第二影像數位地拼接在一起以產生該樣本之一複合影像,該複合影像無該第一成像假影及該第二成像假影。
陳述2.如陳述1之檢驗設備,其中該等可執行指令進一步引起該控制系統:在一第一方向上將該一或多個成像裝置平移至在該參考點上方且至該參考點之該第一側之一第一位置以擷取該樣本之該第一影像;且在一第二方向上將該一或多個成像裝置平移至在該參考點上方且至該參考點之該第二側之一第二位置以擷取該樣本之該第二影像。
陳述3.如陳述1及2之任一者之檢驗設備,其中該等可執行指令進一步引起該控制系統:將該樣本載物台平移至在該參考點下方且至該參考點之該第一側之一第一位置以擷取該樣本之該第一影像;且在一第二方向上將該樣本載物台平移至在該參考點下方且至該參考點之該第二側以擷取該樣本之該第二影像。
陳述4.如陳述1至3之任何者之檢驗設備,其中該參考點沿著該樣本之一中心線定位。
陳述5.如陳述1至4之任何者之檢驗設備,其中該成像裝置可沿著一旋轉軸移動。
陳述6.如陳述1至5之任何者之檢驗設備,其中:該一或多個成像裝置包含:一第一成像裝置,其定位於該參考點上方及該參考點之 該第一側之上;及一第二成像裝置,其定位於該參考點上方及該參考點之該第二側之上;且該檢驗設備進一步包括定位於該第一成像裝置及該第二成像裝置下方之一孔隙滑件,該孔隙滑件包括一孔隙以容許使用該第一成像裝置或該第二成像裝置擷取該樣本之影像。
陳述7.如陳述6之檢驗設備,其中:該控制系統使該孔隙滑件平移至一第一位置使得該孔隙與該第一成像裝置對準以擷取該第一影像;且該控制系統使該孔隙滑件平移至一第二位置使得該孔隙與該第二成像裝置對準以擷取該第二影像。
陳述8.如陳述1至7之任一者之檢驗設備,其中該等可執行指令進一步引起該控制系統:使該平台平移;啟動該組燈之一或多個組合以判定一照明輪廓;分析該樣本之該第一影像以識別一樣本分類;基於該樣本分類選擇該照明輪廓;及根據該照明輪廓調整該平台及該組燈。
陳述9.如陳述1至8之任一者之檢驗設備,其進一步包括經組態以將自保持於該樣本載物台上之樣本反射之光擴散回至該樣本上之一障壁。
陳述10.如陳述1至9之任一者之檢驗設備,其中該等可執行指令進一步引起該控制系統比較該第一影像之一第一重疊區域與該第二影像之一第二重疊區域以判定已識別一匹配影像以容許該第一影像及該第二影像之數位拼接。
陳述11.一種方法,其包括:在一檢驗設備之一樣本載物台上接納一樣本;識別該檢驗系統之一參考點;擷取該樣本之一第一影像,該第一影像包括至該參考點之一第一側之一第一成像假影;擷取該樣本之一第二影像,該第二影像包括至該參考點之一第二側之一第二成像假影; 評估該樣本之該第二影像以判定該第二影像可與該第一影像一起使用以產生該樣本之一複合影像;自該第一影像剪切該第一成像假影且自該第二影像剪切該第二成像假影;及將該第一影像及該第二影像數位地拼接在一起以產生該樣本之該複合影像,該複合影像無該第一成像假影及該第二成像假影。
陳述12.如陳述11之方法,其中該方法進一步包括:在一第一方向上將該檢驗設備之一成像裝置平移至在該參考點上方且至該參考點之該第一側之一第一位置以擷取該第一影像;及在一第二方向上將該成像裝置平移至在該參考點上方且至該參考點之該第二側之一第二位置以擷取該第二影像。
陳述13.如陳述11及12之任一者之方法,其中該方法進一步包括:在一第一方向上將該樣本載物台平移至在該參考點下方且至該參考點之該第一側之一第一位置以擷取該第一影像;及將該樣本載物台平移至在該參考點下方且至該參考點之該第二側之一第二位置以擷取該第二影像。
陳述14.如陳述11至13之任一者之方法,其中該方法進一步包括:將該樣本載物台旋轉至一第一位置以擷取該第一影像;剪切該第一影像以移除該第一影像之一第一部分,該第一部分包含該第一成像假影;將該樣本載物台旋轉至一第二位置以擷取該第二影像;剪切該第二影像以移除該第二影像之一第二部分,該第二部分包含該第二成像假影;及數位地旋轉該第二影像以起始該第二影像之評估。
陳述15.如陳述11至14之任一者之方法,其中該方法進一步包括:在一第一方向上平移該檢驗設備之一孔隙滑件以將一孔隙定位於 該檢驗設備之一第一成像裝置下方以擷取該第一影像,該第一成像裝置定位於該參考點上方且至該參考點之該第一側;及在一第二方向上平移該檢驗設備之該孔隙滑件以將該孔隙定位於該檢驗設備之一第二成像裝置下方以擷取該第二影像,該第二成像裝置定位於該參考點上方且至該參考點之該第二側。
陳述16.如陳述11至15之任一者之方法,其進一步包括:平移該檢驗系統之一平台,其中一組燈安置於該平台上;啟動該組燈之一或多個組合以判定一照明輪廓;分析該樣本之該第一影像以識別一樣本分類;基於該樣本分類選擇該照明輪廓;及根據該照明輪廓調整該平台及該組燈。
陳述17.如陳述11至16之任一者之方法,其進一步包括:在一第一方向上旋轉該檢驗設備之一成像裝置以將該成像裝置定位至該參考點之該第一側以擷取該第一影像;及在一第二方向上旋轉該檢驗設備之該成像裝置以將該成像裝置定位至該參考點之該第二側以擷取該第二影像。
陳述18.如陳述11至17之任一者之方法,其進一步包括:將自保持於該樣本載物台上之該樣本反射之光擴散回至該樣本上。
陳述19.如陳述11至18之任一者之方法,其中該方法進一步包括:比較該第一影像之一第一重疊區域與該第二影像之一第二重疊區域以判定已識別一匹配影像以容許該第一影像及該第二影像之數位拼接。
陳述20.如陳述11至19之任一者之方法,其中該樣本載物台可沿著一X軸、一Y軸、一Z軸及一旋轉軸移動。
10:成像裝置
12:聚焦透鏡
13:成像總成
14:成像空間
16:照明源
18:照明空間
22:影像塊
24:樣本
26:暗點/成像假影
S:樣本

Claims (20)

  1. 一種檢驗設備,其包括:一樣本載物台,其經組態以保持一樣本;一或多個成像裝置,其等定位於該樣本載物台上方以自該樣本載物台擷取該樣本之一或多個影像;一組燈,其等安置於該樣本載物台與該一或多個成像裝置之間之一平台上;及一控制系統,其耦合至該樣本載物台、該一或多個成像裝置及該平台,該控制系統包括:一或多個處理器;及記憶體,其儲存由於藉由該一或多個處理器執行而引起該控制系統執行以下各者之可執行指令:將第一指令提供至該一或多個成像裝置以擷取該樣本之一第一影像,該第一影像包括至一參考點之一第一側之一第一成像假影;將第二指令提供至該一或多個成像裝置以擷取該樣本之一第二影像,該第二影像包括至該參考點之一第二側之一第二成像假影;自該第一影像剪切該第一成像假影且自該第二影像剪切該第二成像假影;及將該第一影像及該第二影像數位地拼接在一起以產生該樣本之一複合影像,該複合影像無該第一成像假影及該第二成像假影。
  2. 如請求項1之檢驗設備,其中該等可執行指令進一步引起該控制系統:在一第一方向上將該一或多個成像裝置平移至在該參考點上方且至該參考點之該第一側之一第一位置以擷取該樣本之該第一影像;且在一第二方向上將該一或多個成像裝置平移至在該參考點上方且至該第二側之一第二位置以擷取該樣本之該第二影像。
  3. 如請求項1之檢驗設備,其中該等可執行指令進一步引起該控制系統:在一第一方向上將該樣本載物台平移至在該參考點下方且至該參考點之該第一側之一第一位置以擷取該樣本之該第一影像;且在一第二方向上將該樣本載物台平移於該參考點下方且至該參考點之該第二側以擷取該樣本之該第二影像。
  4. 如請求項1之檢驗設備,其中該參考點沿著該樣本之一中心線定位。
  5. 如請求項1之檢驗設備,其中該樣本載物台及該一或多個成像裝置之至少一者可沿著一旋轉軸移動。
  6. 如請求項1之檢驗設備,其中:該一或多個成像裝置包含:一第一成像裝置,其定位於該參考點上方且至該參考點之該第一 側之上;及一第二成像裝置,其定位於該參考點上方且至該參考點之該第二側之上;且該檢驗設備進一步包括定位於該第一成像裝置及該第二成像裝置下方之一孔隙滑件,該孔隙滑件包括一孔隙以容許使用該第一成像裝置或該第二成像裝置擷取該樣本之影像。
  7. 如請求項6之檢驗設備,其中該等可執行指令進一步引起該控制系統:將該孔隙滑件平移至一第一位置使得該孔隙與該第一成像裝置對準以擷取該第一影像;且將該孔隙滑件平移至一第二位置使得該孔隙與該第二成像裝置對準以擷取該第二影像。
  8. 如請求項1之檢驗設備,其中該等可執行指令進一步引起該控制系統:使該平台平移;啟動該組燈之一或多個組合以判定一照明輪廓;分析該樣本之該第一影像以識別一樣本分類;基於該樣本分類選擇該照明輪廓;及根據該照明輪廓調整該平台及該組燈。
  9. 如請求項1之檢驗設備,其進一步包括經組態以將自保持於該樣本載 物台上之該樣本反射之光擴散回至該樣本上之一障壁。
  10. 如請求項1之檢驗設備,其中該等可執行指令進一步引起該控制系統比較該第一影像之一第一重疊區域與該第二影像之一第二重疊區域以判定已識別一匹配影像以容許該第一影像及該第二影像之數位拼接。
  11. 一種用於反射性樣本之目視檢驗之方法,其包括:藉由一控制模組在一檢驗設備之一樣本載物台上接納一樣本;藉由該控制模組識別該檢驗設備之一參考點;藉由該控制模組接納該樣本之一第一影像,該第一影像包括至該參考點之一第一側之一第一成像假影;藉由該控制模組接納該樣本之一第二影像,該第二影像包括至該參考點之一第二側之一第二成像假影;藉由該控制模組評估該樣本之該第二影像以判定該第二影像可與該第一影像一起使用以產生該樣本之一複合影像;藉由該控制模組自該第一影像剪切該第一成像假影且自該第二影像剪切該第二成像假影;及藉由該控制模組將該第一影像及該第二影像數位地拼接在一起以產生該樣本之該複合影像,該複合影像無該第一成像假影及該第二成像假影。
  12. 如請求項11之方法,其中該方法進一步包括:藉由該控制模組在一第一方向上將該檢驗設備之一成像裝置平移至 在該參考點上方且至該參考點之該第一側之一第一位置以擷取該第一影像;及藉由該控制模組在一第二方向上將該檢驗設備之該成像裝置平移至在該參考點上方且至該參考點之該第二側之上之一第二位置以擷取該樣本之第二影像。
  13. 如請求項11之方法,其中該方法進一步包括:藉由該控制模組在一第一方向上將該樣本載物台平移至在該參考點下方且至該參考點之該第一側之一第一位置以擷取該第一影像;及藉由該控制模組將該樣本載物台平移至在該參考點下方且至該參考點之該第二側之一第二位置以擷取該第二影像。
  14. 如請求項11之方法,其中該方法進一步包括:藉由該控制模組將該樣本載物台旋轉至一第一位置以擷取該第一影像;藉由該控制模組剪切該第一影像以移除該第一影像之一第一部分,該第一部分包含該第一成像假影;藉由該控制模組將該樣本載物台旋轉至一第二位置以擷取該第二影像;藉由該控制模組剪切該第二影像以移除該第二影像之一第二部分,該第二部分包含該第二成像假影;及藉由該控制模組數位地旋轉該第二影像以起始該第二影像之評估。
  15. 如請求項11之方法,其中該方法進一步包括:藉由該控制模組在一第一方向上平移該檢驗設備之一孔隙滑件以將一孔隙定位於該檢驗設備之一第一成像裝置下方以擷取該第一影像,其中該第一成像裝置定位於該參考點上方且至該參考點之該第一側;及藉由該控制模組在一第二方向上平移該檢驗設備之該孔隙滑件以將該孔隙定位於該檢驗設備之一第二成像裝置下方以擷取該第二影像,其中該第二成像裝置定位於該參考點上方且至該參考點之該第二側。
  16. 如請求項11之方法,其進一步包括:藉由該控制模組平移該檢驗設備之一平台,其中一組燈安置於該平台上;藉由該控制模組啟動該組燈之一或多個組合以判定一照明輪廓;藉由該控制模組分析該樣本之該第一影像以識別一樣本分類;藉由該控制模組基於該樣本分類選擇該照明輪廓;及藉由該控制模組根據該照明輪廓調整該平台及該組燈。
  17. 如請求項11之方法,其中該方法進一步包括:藉由該控制模組在一第一方向上旋轉該檢驗設備之一成像裝置以將該成像裝置定位至該參考點之該第一側以擷取該第一影像;及藉由該控制模組在一第二方向上旋轉該檢驗設備之該成像裝置以將該成像裝置定位至該參考點之該第二側以擷取該第二影像。
  18. 如請求項11之方法,其進一步包括: 將自保持於該樣本載物台上之該樣本反射之光擴散回至該樣本上。
  19. 如請求項11之方法,其進一步包括:藉由該控制模組比較該第一影像之一第一重疊區域與該第二影像之一第二重疊區域以判定已識別一匹配影像以容許該第一影像及該第二影像之數位拼接。
  20. 如請求項11之方法,其中該樣本載物台可沿著一X軸、一Y軸、一Z軸及一旋轉軸移動。
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