用于选择性地检验部件侧壁的装置和方法

文档序号:10693853阅读:544来源:国知局
用于选择性地检验部件侧壁的装置和方法
【专利摘要】本发明涉及一种部件检验过程,其包括定位部件(例如,半导体部件或其它的物体),使得部件侧壁沿对应于侧壁分束器的光学路径设置,所述分束器被配置成用于接收由一组侧壁照明器提供的侧壁照明,以及朝着部件侧壁传递穿过其中的该侧壁照明,并且传递到部件侧壁。入射到部件侧壁的侧壁照明从部件侧壁朝着侧壁分束器被反射回,该侧壁分束器沿对应于用于侧壁图像捕捉的图像捕捉设备的光学路径反射或重新定向该反射的侧壁照明,从而允许部件侧壁检验。侧壁照明器和侧壁分束器可形成包括明视野照明器、暗视野照明器以及图像捕捉分束器的五个侧面检验装置的部分,使得五个侧面检验装置可被配置成用于以选择性的/可选择的方式检验部件底表面和/或部件侧壁。
【专利说明】
用于选择性地检验部件侧壁的装置和方法
技术领域
[0001]本公开的方面涉及用于检验包括部件侧壁的部件的外表面或侧面的装置和方法,其中侧壁检验可与沿光行进路径选择性地将照明定向到一些或所有的部件侧壁相关联地发生,使得照明被正常的入射到这些侧壁,并且定向从侧壁反射的光,使得图像捕捉设备可捕捉侧壁图像。
【背景技术】
[0002]对诸如半导体模片或封装的半导体器件的部件的外在、外部或外表面和/或结构的缺陷光学检验可通过“五个侧面检验”来执行。五个侧面检验涉及朝部件的五个侧面,诸如部件底表面和四个部件侧壁定向照明,当部件被固定在第六侧面上时(例如,通过拾取和放置设备),根据侧面的这个定义其将是部件的底部。与五个侧面光学检验相关联,照明可被定向到部件的底表面,从而有利于底表面图像的捕捉;并且照明可被定向到部件的侧壁,从而有利于部件侧壁图像的捕捉。为了捕捉图像,从部件的底表面和/或侧壁反射的入射照明可朝诸如透镜组件的光学组件和图像捕捉设备被定向。
[0003]图1A是示出常规的五个侧面检验装置的部分的示意图,其中部件20在底表面检验位置由部件固定器50(例如,拾取和放置设备)固定,使得部件垂直地驻留在底表面检验位置,上述还可以在一组反射器或棱镜130a-b之间。虽然图1A仅仅示出两个棱镜130a-b,但是典型的五个侧面检验系统包括四个棱镜130,即,每个棱镜对应于部件的四个侧壁中的一个。
[0004]明视野照明器100在向上的方向输出明视野照明,当明视野照明朝部件20行进时,其经过分束器110。一些明视野照明到达部件底表面和/或对应于其的诸如焊球的表面特征结构且被它们反射,并且朝分束器110在向下的方向被其直接地反射。在到达分束器的反射表面112时,该向下行进的明视野照明朝图像捕捉设备(未示出)被重新定向,使得对应于部件底表面的图像可被捕捉。
[0005]由明视野照明器100输出的一些明视野照明附加地到达每个棱镜130a_b。棱镜130a-b之间横向的光学路径不被部件20阻断或隔断,因为部件被设置在棱镜130a-b的上方。因此,在到达任何给定的棱镜130a_b时,明视野照明朝相对的棱镜130b_a在横向方向被重新定向,在这之后,明视野照明朝分束器110在向下的方向被再次重新定向。在到达分束器的反射表面112时,已经沿光学路径行进通过棱镜130a-b的该照明朝图像捕捉设备被进一步的定向,并且形成由其捕捉的图像的外部分。
[0006]图1B是当部件被固定在对应于图1A中示出的检验配置的部件位于底表面检验位置时对应于捕捉的部件底表面的代表性的检验图像。如图1B中所指出的,已经经过棱镜130a-b的明视野照明表现为所捕捉的图像的明亮的或非常明亮的周边部分,并且部件的底表面和对应于其的结构在所捕捉的图像的焦点对准的中央区域内出现。
[0007]当部件被固定在底表面检验位置时,图像捕捉已经发生之后,部件固定器50将部件20垂直地降低或插入到侧壁检验位置,使得驻留在棱镜130a_b和部件的侧壁之间的部件20落进棱镜130a-b之间的横向的光学路径。因此,当部件被设置在侧壁检验位置时,部件20充当相对于从一个棱镜130a_b朝其它的棱镜130b_a行进的一些照明的隔断物。
[0008]更具体地,图1C是示出常规的五个侧面检验装置的部分的示意图,其中部分20在侧壁检验位置被部件固定器50固定,使得部件的垂直程度或程度或高度/厚度在棱镜130a-b的垂直程度或高度的限度范围内。如前所述,明视野照明器100输出明视野照明时,当明视野照明朝部件20在向上的方向行进时,明视野照明经过分束器110。一些明视野照明到达部件底表面和/或对应于其的诸如焊球的表面特征结构且被它们反射,并且朝分束器110在向下的方向被其直接地反射。在到达分束器110的反射表面112时,对应于部件底表面的该向下行进的照明朝图像捕捉设备被重新定向。
[0009]一些向上行进的明视野照明附加地到达一组棱镜130a_b。棱镜130a_b反射且重新定向该明视野照明,使得其朝部件侧壁横向地行进。该横向行进的照明的一部分朝棱镜130a_b被部件侧壁反射回,然后所述棱镜130a_b在向下的方向将该照明反射和重新定向到分束器110,在其上,分束器的反射表面112重新定向已经被部件侧壁朝图像捕捉设备反射的该照明,使得当部件被定位在侧壁检验位置时,在对应于部件底表面/底表面结构的照明的捕捉同时,对应于部件的侧壁中的每一个的图像可被捕捉。
[0010]图1D是当部件20被固定在侧壁检验位置时所捕捉的代表性的检验图像,其中中央图像区域对应于由部件的底表面和/或由其运送的结构所反射的明视野照明,并且在图像的左边、右边以及底部的各个图像区域对应于部件的侧壁。
[0011]当部件20被固定在底表面检验位置时被捕捉的图像提供对应于部件的底表面的中央的焦点对准的图像区域,并且提供包含或输送关于部件的侧壁的本质上没有用的信息的明亮的周边区域。当部件20被固定在侧壁检验位置时被捕捉的图像提供对应于部件侧壁的焦点对准的周边图像区域,以及对应于部件底表面的至少轻微地散焦的中央图像区域。由于底表面检验位置和侧壁检验位置之间的垂直偏移,当部件20被固定在侧壁检验位置时,被捕捉的图像内的中央图像区域的该散焦发生。
[0012]具体地,底表面检验位置和侧壁检验位置之间的垂直偏移被选择,使得部件的前表面和/或由其运送的机构(例如,焊球)与图像捕捉设备的成像平面之间的光学路径长度等于或大约等于部件的侧壁与图像捕捉设备的成像平面之间的光学路径长度。因此,当部件20从底表面检验位置被插入到侧壁检验位置时,图像的捕捉之间没有聚焦(散焦)操作需要发生,这有助于检验吞吐量。
[0013]为了检验的目的,单个合成图像通常从当部件20被固定在底表面检验位置时所捕捉的图像和当部件20被固定在侧壁检验位置时所捕捉的图像产生。通过将(a)当部件20被固定在底表面检验位置时所捕捉的对应于部件底表面的图像的焦点对准的中央区域和(b)当部件20被固定在侧壁检验位置时所捕捉的对应于部件侧壁的焦点对准的周边或外区域组合或数字地“拼接”在一起,合成图像被产生。图1E提供通过分别将底表面检验图像的中央和周边部分与侧壁检验图像组合或数字地拼接在一起产生的代表性的合成图像。图1F示出对应于部件侧壁的合成图像的一部分。
[0014]在常规的五个侧面检验装置中,棱镜130的垂直程度显著地超过部件的侧壁的垂直程度。因此,当部件20在侧壁检验位置被定位时,入射到棱镜130并且朝部件侧壁被棱镜130定向和反射的由明视野照明器100输出的向上行进的明视野照明跨越大于或显著地大于部件的侧壁的垂直程度的空间范围或区域被垂直地分布。因此,已经沿横向路径被给定的棱镜130重新定向的由明视野照明器100输出的明视野照明的显著量没有落在部件侧壁上,因此完全地错过或绕过部件。这种明视野照明简单地未隔断的行进到相对的棱镜130,并且沿向下的路径被反射到分束器110,在其上,该明视野照明形成所捕捉的图像的一部分,其中遵循直接的棱镜到棱镜的光学路径的该明视野照明表现为相对于所捕捉的部件侧壁的图像的明亮的亮白色背景,如在图1D中所指出的。
[0015]这种明视野照明不携带关于部件缺陷的光学信息,所述明视野照明沿垂直于部件侧壁的横向的光学路径被定向,但是不被入射到部件侧壁的,并且简单地代替所经受的沿光学路径的多个棱镜反射,其不包括来自部件本身或与其相关联的结构的反射。因此,这种照明可被称为外来的明视野照明。这个外来明视野照明是足够强的或明亮的,其存在于所捕捉的侧壁图像中可以引起“光学串扰”,其可以在视觉上“洗掉”侧壁图像中阴影的出现或非常小的缺陷(例如,诸如细小裂纹或裂痕的微缺陷),从而干扰或限制图像处理算法可检测部件侧壁上微缺陷的程度。换句话说,这个外来明视野照明可降低所捕捉的侧壁图像的对比度和清晰度。这是极其有意义的,因为集成电路逐渐地变得越来越小,并且相关的缺陷也较小,从而增加了对改善的图像的对比度和清晰度的需要。光学串扰趋于降低非常小的裂纹的能见度和光学分辨率或清晰度(例如,特别是具有小于或等于大约ΙΟμπι的大小或尺寸的裂纹)。
[0016]存在改善部件侧壁被照明且部件侧壁图像在五个侧面检验装置中被捕捉的方式的需要。

【发明内容】

[0017]本公开的一个方面涉及多侧面检验装置,其可捕捉部件底表面和/或部件侧壁的图像,其中装置被配置成用于检验包括部件侧壁的部件表面,所述装置包括:被配置成输出侧壁照明的一组侧壁照明器;一组侧壁分束器,其被配置成用于:(a)接收由一组侧壁照明器输出的侧壁照明;(b)通过一组侧壁分束器传递由一组侧壁照明器输出的所述侧壁照明,使得当部件被定位在侧壁检验位置时,至少一些侧壁照明被入射到部件侧壁上,在所述侧壁检验位置,部件侧壁隔断一组侧壁分束器内的各个侧壁分束器之间的至少一些光学路径;(C)当部件被定位在侧壁检验位置时,接收从部件侧壁反射的侧壁照明;以及(d)沿对应于透镜组件和图像捕捉设备的光学路径重新定向所述反射的侧壁照明。
[0018]本公开的另一个重要的方面涉及消除从部件的一个侧面上的侧壁分束器经过到部件的相对侧面上的侧壁分束器的外来照明的方法,所述外来照明促使串扰,并且趋于降低所捕捉的部件的侧壁图像中的细节的能见度和超细缺陷的清晰度。许多实施例使用不同的技术以消除外来光,所述外来光有促使部件侧壁图像中的串扰。
[0019]在一个实例中,消除串扰的方法包括合适的偏振镜或偏振镜的组合的使用,所述偏振镜耦合到每对相对的侧壁分束器,并且被配置成使用本领域已知的技术,使得(i)当在部件侧壁的一个侧面的每个偏振的分束器组件(偏振镜组和分束器的组合)将允许由其对应的侧壁照明器产生的照明借助特定方向的偏振经过时,经过每一对相对的分束器的照明的偏振的方向是不同的,(ii)从部件的一个侧面通过偏振的分束器(不被部件的侧壁反射或阻断)并且经过部件上方到部件的相对侧面的相对的偏振的分束器组件的偏振的照明通过所述偏振的分束器组件将被吸收或定向离开。结果是部件的相对侧壁中的每一个将被不同方向的偏振的光照明,并且不被部件侧壁阻挡且传递到在部件的相对侧面的偏振的分束器组件的外来的偏振照明将被吸收,或者被接收偏振的分束器消除。该布置可应用到相对的分束器中的每一对,因此没有串扰的部件的多侧面壁图像可被捕捉。
[0020]在一个实例中,装置包括至少一对侧壁照明器,其中两个侧壁照明器相对于侧壁检验位置被相对于彼此相对地设置。另外地或另选地,一组侧壁分束器包括至少一对侧壁分束器,其相对于通过侧壁检验区域限定的轴线被相对地设置在侧壁检验区域的不同侧面上。至少一对相对设置的侧壁分束器可包括第一侧壁分束器和第二侧壁分束器,其中第一侧壁分束器被配置成用于传递穿过其中的具有第一光波长或第一光带宽的第一侧壁照明,并且第二侧壁分束器被配置成用于传递穿过其中的具有不同的第二光波长或第二光带宽的第二侧壁照明。第一侧壁分束器被配置成用于接收和重新定向来自第一部件侧壁的第一反射的侧壁照明的每一个和通过所述第二侧壁分束器传递的第二外来侧壁照明,所述第二侧壁分束器已经行进跨越侧壁检验区域,并且第二侧壁分束器被配置成用于接收和重新定向来自第二部件侧壁的第二反射的侧壁照明的每一个和通过第一侧壁分束器传递的第一外来壁侧壁照明,所述第一侧壁分束器已经行进跨越侧壁检验区域,其中第一部件侧壁和第二部件侧壁分别面对第一侧壁分束器和第二侧壁分束器,因此第一部件侧壁和第二部件侧壁可被认为相对于彼此和第一轴线被相对地取向或定向。
[0021]装置可包括图像捕捉设备和处理单元,所述图像捕捉设备被配置成用于(a)在单个图像捕捉操作中捕捉单个图像,其包括对应于第一反射的侧壁照明和第二外来侧壁照明的第一图像区域,以及对应于第二反射的侧壁照明和第一外来侧壁照明的第二图像区域,并且(b)产生对应于单个图像的图像数据;所述处理单元被配置成用于处理图像数据,使得对应于第二外来侧壁照明的像素值从对应于第一图像区域的图像数据被数字过滤,并且对应于第一外来侧壁照明的像素值从对应于第二图像区域的图像数据被数字过滤。
[0022]—组侧壁照明器可包括多个侧壁照明器,其中(a)每个侧壁照明器输出在相同的光学中心波长或带宽的照明,或者(b)侧壁照明器的第一子集输出具有相对于由侧壁照明器的第二子集输出的照明不同的光学中心波长或带宽的照明。侧壁照明器可被同时地激活;或者一组侧壁照明器内的侧壁照明器的特定子集可被选择性地激活,用于输出侧壁照明,而一组侧壁照明器内的侧壁照明器的其它子集保持非活性。装置可还包括明视野照明器和/或暗视野照明器,其被配置成用于朝底表面或设置在侧壁检验位置的部件的底表面和侧壁选择性地定向照明,其中部件侧壁在底表面和部件底表面之间延伸。
[0023]装置可包括图像捕捉分束器,其被配置成用于(a)接收由明视野照明器输出的照明,并且传递穿过其中的明视野照明;(b)接收从部件底表面和/或侧壁反射的明视野和/或反射的暗视野的照明;(C)接收已经由一组侧壁分束器重新定向的从部件侧壁反射的侧壁照明;以及(d)重新定向(b)对应于朝透镜组件的光学路径且(C)沿该光学路径的所接收的反射的照明。
[0024]装置还包括被配置成接收由透镜组件输出的照明的图像捕捉设备,其中图像捕捉设备可包括单色图像传感器或彩色图像传感器。
[0025]装置还可包括部件固定器,所述部件固定器被配置成用于在侧壁检验位置或仅仅底表面检验位置选择性地定位部件,在所述位置,每个侧壁分束器之间的光学路径的部件阻断被避免。在一个实例中,部件固定器被配置成用于选择性地定位由其固定在多个侧壁分束器之间可限定的检验区域内的多个侧壁检验位置的部件,所述侧壁检验位置包括第一侧壁检验位置和第二侧壁检验位置,在所述第一侧壁检验位置,部件中心点被定位成比侧壁分束器的不同的第二子集更靠近侧壁分束器的第一子集,在所述第二侧壁检验位置,部件中心点被定位成比侧壁分束器的所述第一子集更靠近侧壁分束器的第二子集。
[0026]装置可包括控制单元,其被配置成用于选择性地控制一组侧壁照明器内的侧壁照明器的子集的激活,在检验区域内的一个或多个检验位置定位所述部件,以及通过图像传感器的部件表面的一个或多个图像的捕捉。
[0027]根据本公开的一个方面,用于检验部件的一个或多个侧面,诸如部件侧表面/侧壁的过程包括:提供一组侧壁照明器,其被配置成用于在一个或多个中心波长或波长范围输出侧壁照明;提供一组侧壁分束器,其被配置成用于接收由一组侧壁照明器输出的侧壁照明;在第一侧壁检验位置设置部件,使得部件侧壁至少部分地隔断一组侧壁分束器内的各个侧壁分束器之间至少一些光学路径;通过传递由穿过其中的一组侧壁分束器接收的侧壁照明,朝部件侧壁定向由一组侧壁照明器输出的侧壁照明;当部件驻留在第一侧壁检验位置时,接收由在多个部件侧壁的一组侧壁分束器输出的侧壁照明;接收从在多个侧壁分束器的多个部件侧壁反射的侧壁照明;以及沿对应于图像捕捉设备的光学路径重新定向由多个侧壁分束器接收的反射的侧壁照明。
[0028]过程可包括朝部件侧壁的第一子集选择性地定向侧壁照明,同时避免在第一图像捕捉操作期间朝部件侧壁的第二子集定向侧壁照明;以及/或者朝部件的侧壁的第二子集选择性地定向侧壁照明,同时避免在第二图像捕捉操作期间朝部件侧壁的第一子集定向侧壁照明。
[0029]过程可包括捕捉第一图像(例如,当部件在侧壁检验区域内被设置在中心,或者在一组侧壁分束器之间可限定的侧壁检验区域内被设置在第一侧壁检验位置时,其可以是第一偏心的侧壁检验位置),所述第一图像包括对应于部件侧壁的第一子集的像素区域;以及捕捉第二图像(例如,当部件在侧壁检验区域内被设置在中心,或者在侧壁检验区域内被设置在不同的第二侧壁检验位置,其可以是第二偏心的侧壁检验位置),所述第二图像包括对应于部件侧壁的第二子集的像素区域。当部件被设置在第一侧壁检验位置时,部件的中心点可更靠近侧壁分束器的第一子集;并且当部件被设置在第二侧壁检验位置时,部件的中心点更靠近不同的第二组侧壁分束器,。
[0030]通过将对应于部件侧壁的第一子集的第一图像的部分和对应于部件侧壁的第二子集的第二图像的部分数字地拼接在一起,可产生合成图像。在各个捕捉的图像和/或合成图像上可执行自动的检验操作。
[0031]侧壁照明可包括第一侧壁照明和第二侧壁照明,并且反射的侧壁照明可对应地包括第一反射的侧壁照明和第二反射的侧壁照明,其中第一侧壁照明和第二侧壁照明显示不同的带宽限制的光波长范围,并且/或者第一反射的侧壁照明和所第二反射的侧壁照明显示不同的带宽限制的光波长范围。过程可包括捕捉作为单个视图的图像(例如,在单个图像捕捉操作中捕捉的单个图像),所述图像包括多个不同的像素区域,每个像素区域对应于不同的部件侧壁的每个像素区域,每个像素区域对应于至少两个不同带宽限制的光学路径范围。
[0032]过程可包括在捕捉图像之前执行波长分离的校准程序,用于确定至少一个校准因素,其可被施加到对应于特定部件侧壁的像素区域,从而在所述捕捉的图像中确定、减小、消除或有效地消除外来侧壁照明的影响。
[0033]过程可包括当部件驻留在侧壁检验位置时,捕捉包括对应于至少两个部件侧壁的像素区域的至少一个图像;将部件移位到仅仅底表面的检验位置,在所述位置避免每个侧壁分束器之间的光学路径的部件隔断;当部件驻留在仅仅底表面的检验位置时,朝部件的底表面定向明视野照明和/或暗视野照明;以及捕捉对应于部件的底表面的图像。
[0034]根据本公开的一个方面,一种用于检验具有多个侧壁的部件的过程,所述多个侧壁包括沿第一轴线面对相对于彼此的相对方向的第一部件侧壁和第二部件侧壁,所述方法包括:在多个侧壁分束器之间的侧壁检测区域内的侧壁检验位置定位部件,所述多个侧壁分束器包括沿第一轴线被设置在侧壁检验区域的相对侧面上的第一侧壁分束器和第二侧壁分束器;通过多个侧壁分束器同时传递侧壁照明,使得第一部件侧壁和第二部件侧壁在不同的光学中心波长或不同的光带宽分别接收其上的第一入射侧壁照明和第二入射侧壁照明;在第一侧壁分束器接收(a)在第一入射侧壁照明到达其上或从其反射之后行进远离第一部件侧壁的第一反射的侧壁照明,以及(b)已经通过跨越侧壁检验区域的第二侧壁分束器传递的第二外来侧壁照明;在第二侧壁分束器接收(C)第二入射侧壁照明到达其上以及从其反射之后的行进远离第二部件侧壁的第二反射的侧壁照明,以及(d)已经通过跨越侧壁检验区域的第一侧壁分束器传递的第一外来侧壁照明;朝图像捕捉设备重新定向第一反射的侧壁照明,第二外来侧壁照明,第二反射的侧壁照明,以及第一外来侧壁照明中的每一个;当部件被设置在侧壁检验位置时,在单个图像捕捉操作中捕捉作为单个图像的第一反射的侧壁照明和作为单个图像的第一区域的第二外来侧壁照明,以及作为单个图像的第二区域的第二反射的侧壁照明和第一外来侧壁照明;产生对应于单个图像的图像数据;以及处理图像数据,从而数字过滤像素值,所述像素值对应于来自单个图像的第一区域的第二外来侧壁照明,并且数字过滤来自单个图像的第二区域的第一外来侧壁照明。
[0035]与前面的过程同时或与前面的过程分离,类似的,有效地/本质上相同的过程操作可被执行,用于通过第三侧壁分束器和第四侧壁分束器传递第三侧壁照明和第四侧壁照明,所述第三侧壁分束器和第四侧壁分束器被设置在相对于不同的第二轴线的侧壁检验区域的相对侧面上,使得沿第二轴线相对于彼此被相对设置的第三部件侧壁和第四部件侧壁分别接受第三入射侧壁照明和第四入射侧壁照明;在第三侧壁分束器接收(a)在第三入射侧壁照明到达其上或从其反射之后行进远离第三部件侧壁的第三反射的侧壁照明,以及(b)已经通过跨越侧壁检验区域的第四侧壁分束器传递的第四外来侧壁照明;在第二侧壁分束器接收(C)第四入射侧壁照明到达其上以及从其反射之后的行进远离第四部件侧壁的第四反射的侧壁照明,以及(d)已经通过行进跨越侧壁检验区域的第三侧壁分束器传递的第三外来侧壁照明;朝图像捕捉设备重新定向第三反射的侧壁照明,第四外来侧壁照明,第四反射的侧壁照明,以及第三外来侧壁照明中的每一个;当部件被设置在侧壁检验位置时,在单个视图中捕捉第三反射的侧壁照明和作为单个视图的第三区域的第四外来侧壁照明,以及作为单个视图的第四区域的第四反射的侧壁照明和第三外来侧壁照明;产生对应于单个视图的图像数据;以及处理单个视图的图像数据,从而数字过滤像素值,所述像素值对应于来自单个视图的第三区域的第四外来侧壁照明,并且数字过滤来自单个视图的第四区域的第三外来侧壁照明。
【附图说明】
[0036]图1A是示出常规的五个侧面检验装置的部分的示意图。
[0037]图1B是当部件被固定在对应于图1A中示出的检验配置的底表面检验位置时所捕捉的代表性的检验图像。
[0038]图1C是示出图1A的常规的五个侧面检验装置的部分的示意图,其中部件在侧壁检验位置被部件固定器固定。
[0039]图1D是当部件被固定在侧壁检验位置时所捕捉的代表性的检验图像。
[0040]图1E提供通过分别将底表面检验图像的中央和周边部分与侧壁检验图像组合或数字地拼接在一起产生的代表性的合成图像。
[0041]图1F示出对应于部件侧壁的合成图像的一部分。
[0042]图2A-2C示出根据本公开一个实施例的被配置成用于执行五个侧面的部件检验以及除部件底部或底部表面检验外的选择的部件侧壁检验的装置的部分。
[0043]图2D示出根据本公开一个实施例的被设置在侧壁检验位置的部件。
[0044]图3是示出与使用图2A-2C的装置通过明视野照明器的部件侧壁检验同时的对应于部件底表面检验的代表性的照明行进路径的示意图。
[0045]图4A是示出对应于使用图2A-2C的装置通过一组侧壁照明器的除部件底表面检验之外的选择的部件侧壁检验的代表性的照明行进路径的示意图。
[0046]图4B是示出其中四个单独的侧壁图像的代表性的多侧壁图像,其对应于当部件被定位在侧壁检验位置,明视野照明器是非活性的,并且侧壁照明器是激活的时候发生的侧壁检验操作。
[0047]图4C是从图4B获得的代表性的单独的侧壁图像。
[0048]图5A是根据本公开一个实施例的代表性的第一侧壁照明器激活模式的示意图。
[0049]图5B是当部件被定位在侧壁检验位置,第一侧壁照明器和第三侧壁照明器是激活的,并且第二侧壁照明器和第四侧壁照明器是非活性的时候所捕捉的对应于图5A的第一侧壁照明器激活模式的代表性的第一多侧壁图像。
[0050]图5C是根据本公开一个实施例的代表性的第二侧壁照明器激活模式的示意图。
[0051]图5D是当部件被定位在侧壁检验位置,第二侧壁照明器和第四侧壁照明器是激活的,并且第一侧壁照明器和第三侧壁照明器是非活性的时候所捕捉的对应于图5C的第二侧壁照明器激活模式的代表性的第二多侧壁图像。
[0052]图5E是从图5B的第一多侧壁图像和图5D的第二多侧壁图像产生的代表性的合成的多侧壁图像。
[0053]图5F示出根据本公开一个实施例的被设置在侧壁检验区域内的代表性的第一偏心侧壁检验位置的部件的示意性的顶视图和侧视图。
[0054]图5G示出根据本公开实施例的被设置在此笔检验区域内的代表性的第二偏心侧壁检验位置的图5F的部件的示意性的顶视图和侧视图。
[0055]图6A是示出根据本公开一个实施例的被配置成用于执行波长分离的侧壁检验技术的波长分离的侧壁检验装置的部分的示意性顶视图。
[0056]图6B是根据本公开一个实施例的包含使用四个不同的光波长/带宽同时捕捉的四个单独的侧壁图像的代表性的波长分离的多侧壁图像的示意图。
[0057]图6C是根据本公开一个实施例的对应于波长分离的侧壁检验校准程序的第一侧壁照明器激活模式的示意图。
[0058]图6D是根据本公开一个实施例的对应于波长分离的侧壁检验校准程序的第二侧壁照明器激活模式的示意图。
[0059]图6E是根据本公开一个实施例的对应于波长分离的侧壁检验校准程序的第三侧壁照明器激活模式的示意图。
[0060]图6F是根据本公开一个实施例的对应于波长分离的侧壁检验校准程序的第四侧壁照明器激活模式的示意图。
[0061]图6G是根据本公开一个实施例的对应于波长分离的侧壁检验校准程序的第五侧壁照明器激活模式的示意图。
[0062]图6H是根据本公开一个实施例的对应于波长分离的侧壁检验校准程序的第六侧壁照明器激活模式的示意图。
[0063]图61是根据本公开一个实施例的对应于波长分离的侧壁检验校准程序的第七侧壁照明器激活模式的示意图。
[0064]图6J是根据本公开一个实施例的对应于波长分离的侧壁检验校准程序的第八侧壁照明器激活模式的示意图。
[0065]图6K是示出根据本公开一个实施例的被配置成用于执行光波长或带宽分离的侧壁检验过程或技术的光波长或带宽分离的侧壁检验装置的部分的示意性顶视图。
[0066]图7A-7C示出根据本公开一个实施例的与仅仅底表面检验位置和侧壁检验位置相关联的代表性的部件检验位置和对应的代表性的捕捉的图像。
[0067]图7D是根据本公开一个实施例的代表性的合成的五个侧面检验图像,其包括中央底表面图像或图像区域和围绕中央底表面图像区域设置的四个周边侧壁图像或图像区域。
具体实施例
[0068]在本公开中,在对应的描述性材料中给定元件或具体图中或参考其的具体元件数量的考虑或使用的描述可涵盖另一个图或预期相关联的描述性材料中相同的,相等的或类似的元件或被识别的元件数量。除非另有说明,图或相关联的文本中的使用被理解为意思是“和/或”。本文中具体的数值或取值范围的表述被理解为包括或是大约数值或取值范围(例如,在+/-20 %,+/-15%,+/-10%或+/-5 %内)的表述。另外,“基本上垂直”或“大体上垂直”的使用可被理解为指近似垂直,例如,+/-10度或+/-5度的角范围内的垂直;并且“基本上平行”或“大体上平行”的使用可被理解为指近似平行,例如,+/-10度或+/-5度的角范围内的平行。
[0069]如本文所使用的,术语“组”对应于或被定义为元件的非空有限组织,根据已知的数学定义(例如,以对应于《数学推理的引论:数字、组以及函数》(An Introduct1n toMathematical Reasoning:Numbers,Sets,and Funct1ns)中描述的方式,“II章:有限组合的特性”(例如,在140页指出的),Peter J.Eccles,剑桥大学出版社(1998)),其数学地表现至少是I的基数(即,如本文所定义的一组可对应于单元,单纯,或单个元件组,或多个元件组)。通常,组的元件可包括或是系统、装置、设备、结构、物体、过程、物理参数或根据考虑中的设置的组的类型的值。
[0070]根据本公开的实施例涉及系统、装置、设备、结构、过程和用于光检验的程序、部件的暴露的、外部或外表面,其包括在(a)顶部或上边界、边沿,或部件的边缘或其上面的点和(b)底部或下边界、边沿或部件的边缘或其上面的点之间延伸的侧表面,以及与其相关联的可能的外在部件结构。为了简单且有助于理解,部件侧表面在本文中被称为“侧壁”。部件可包括,例如,半导体设备,诸如半导体模片或封装的集成电路(IC)芯片,或者其它类型的物体。尽管这样命名,相关领域中普通技术人员应当理解,基于本文的描述,根据本公开的实施例可被应用到在(a)其中这种部件侧表面形成一个或多个壁或壁型结构,以及(b)其中这种部件侧表面不形成一个或多个壁或壁型结构的的情况下的暴露的、外部的或外部件侧表面的光学检验。更具体地,虽然根据本公开的各种实施例可应用到具有外侧表面的规则的或大体上规则的多面部件(例如,表现为长方体或大致长方体形状部件)的光学检验,其对应于根据本公开多个实施例的明确定义的或容易识别的垂直的,角度的和/或成角度的外/外部壁或面,其也可被应用到表现为其它类型的形状(例如,表现出椭圆或大致椭圆形的部件)的部件的光学检验,对于其,垂直的,角度的或成角度的壁或面不一定定义明确。
[0071]根据实施例细节,根据本公开的实施例可被配置成用于检验部件侧壁以及有可能与其相关联或从中突出的结构,其与检验一个或多个其它的部件表面分离/分开或相关联,诸如部件顶表面和/或部件底表面,以及有可能与其相关联的或从中突出的结构。另外,一些实施例被配置成用于在给定时间的某些部件侧壁的选择的或可选择的检验,以及在另一个时间的其它部件侧壁的检验。某些实施例被配置成用于同时使用多个波长或波长范围的侧壁照明的部件侧壁的多个子集的检验,例如,其中部件侧壁的第一子集(例如,第一对相邻的部件侧壁)借助第一光波长或波长范围的侧壁照明被照明,并且部件侧壁的另一个子集(例如,第二对相邻的部件侧壁)借助不同的第二光波长或波长范围的侧壁照明被同时地照明。根据本公开实施例的检验操作在程序控制下可发生,所述程序控制对应于通过处理单元进行的程序指令集/软件的执行。这种软件可驻留在存储器中,以及/或者驻留在固定的或可移动的计算机可读存储介质上。
[0072]图2A是示出根据本公开实施例的装置10的示意性侧视图,所述装置10被配置成用于(a)捕捉对应于多达五个部件侧面,其包括部件底部/前表面和/或部件侧表面/侧壁;(b)促进或执行多达五个侧面的部件检验;以及(C)促进或执行除部件底部或底表面检验之外的部件侧壁检验(例如,在选择的基础上)。图2B是根据本公开另一个实施例的装置10的示意性侧视图。图2C是根据本公开实施例的提供图2A和图2B的装置的部分的顶视图。图2A和图2B限定装置X轴和装置z轴,并且图2C限定相对于X轴的装置y轴,处于参考的目的。
[0073]在一个实施例中,装置10包括部件固定器,固定结构或保持元件50,用于在相对于每一个明视野照明器100的一个或多个预定位置固定或保持部件20;图像捕捉分束器110(例如,诸如图2A,图2B,图3和图4A所示);暗视野照明器120; —组侧壁照明器200,其在本实施例中被示出包括具有四个不同的或可区别的侧壁照明输出区域,或四个不同的或可区别的侧壁照明器200a-d的照明设置、装置或设备;一组侧壁分束器210a-d;透镜组件300;以及一组或一系列的检验操作期间的图像捕捉设备400。图2D是示出图2A-2C的装置10的部分的示意性透视图,其指出装置10可包括外壳12,其被配置成用于运送或支撑图像捕捉分束器110,一组侧壁分束器210a-d,一组侧壁照明器200a-d,暗视野照明器120以及明视野照明器100以及部分透镜组件300中的至少一些。
[0074]在所示的代表性实施例中,一组侧壁照明器200a_d包括第一到第四侧壁照明器200a_d,并且一组侧壁分束器对应地包括第一到第四侧壁分束器210a_d。其它实施例根据实施例的细节,考虑部件类型,和/或部件检验需求,可包括较少的或额外的侧壁照明器200a_d和/或侧壁分束器210a_d。另外,虽然根据本公开的用于选择性地检验部件的装置的每个实施例包括一组侧壁照明器200a_d和对应的一组侧壁分束器210a_d,但是某些实施例可省略明视野照明器100和/或暗视野照明器120。
[0075]在各种实施例中,一组侧壁照明器200包括至少一个照明源。例如,每个侧壁照明器200a-d包括至少一个照明源,诸如一组LED(例如,一组或多组白光LED,和/或被配置成在特定的光学中心波长或光带宽输出光的一组或多组LED)。每个侧壁分束器210a-d可以是常规的分束器,诸如立方体型分束器,棱镜型分束器,板型分束器,或反光镜(例如,半镀银镜),其提供光束分离界面、表面或面212,诸如部分反射/部分传递界面或表面,光束分离在该处或沿着该处以相关领域中的普通技术人员容易理解的方式发生。因此,每个侧壁分束器210a-d具有与其相关联的照明传递方向和照明反射方向,例如,其垂直于照明传递方向。沿平行于照明传递方向的光学路径入射到侧壁分束器210a-d的照明行进通过侧壁分束器210a-d,同时基本上或本质上没有反射;并且沿与传递方向相反的或相对的光学路径入射到侧壁分束器210a_d的照明在照明反射方向(例如,垂直,本质上垂直,或基本上垂直于照明传递方向)被侧壁分束器210a_d反射,以相关领域的普通技术人员容易理解地方式。
[0076]类似地,图像捕捉分束器110可以是常规的分束器,诸如立方体型分束器,棱镜型分束器,板型分束器,或半镀银镜,其提供光束分离界面、表面、面112,诸如部分反射/部分传递界面或表面,光束分离在该处或沿着该处发生,如相关领域中的普通技术人员容易理解的。因此,图像捕捉分束器110具有与其相关联的照明传递方向和照明反射方向,例如,其垂直于照明传递方向。沿平行于照明传递方向的光学路径入射到图像捕捉分束器110的照明行进通过图像分束器110,同时基本上没有反射;并且沿与照明传递方向相反的或相对的光学路径入射到图像捕捉分束器110的照明在照明反射方向被图像分束器110反射,如相关领域的普通技术人员容易理解的。
[0077]明视野照明器可以是被配置成用于输出明视野照明的常规设备,并且可包括一个或多个照明源,诸如LED的阵列(例如,一组或多组白光LED,和/或被配置成在特定的中心波长输出光的一组或多组LED)。明视野照明器100也可被称为明视野同轴照明器,其中“同轴”被定义为相对于z轴,并且指出明视野照明器100被配置成在主要地或本质上平行于z轴的方向输出照明。对应地或等效地,明视野照明器100可被定义为或称为明视野单向照明器100,其指出由其输出的明视野照明近似地、基本上或本质上完全地在单一的方向传播跨越预定的空间距离,以相关领域中普通技术人员容易理解的方式。暗视野照明器也可以是被配置成用于输出高角暗视野照明和/或低角暗视野照明的常规设备,诸如包括一个或多个行或LED的环形圈的环形灯。
[0078]透镜组件30可包括常规的高分辨率透镜(例如,具有2.0微米-4.0微米的分辨率的透镜),并且图像捕捉设备可以是常规的高分辨率数字相机(例如,25兆像素相机)。
[0079]在各种实施例中,部件固定器50包括或是对应于拾取和放置装置的喷嘴或尖端(例如,常规的拾取和放置装置),其被配置成与部件20的第一表面22牢固地接合(例如,通过抽吸力),并且运送或输送部件20到一个或多个检验位置,从而有利于检验操作。为了简单且有助于理解,在本文的描述中,部件固定器50被限定为与部件的上表面或顶表面22上的部件20接合,使得部件第二、底部或下侧表面24与部件的顶表面22相反,并且远离部件的顶表面22。由明视野照明器100输出的明视野照明朝部件20的底表面24沿光行进路径行进,所述光行进路径基本上或本质上垂直于部件20的底表面24。部件20包括多个侧表面或侧壁26,其在代表性的实施例中被示出包括或等于四个侧壁26a-d,形成部件的顶表面22和底表面24之间的部件的外周边。部件20本质上可以是任何类型的物体或设备,对于其,与其底表面24和/或其侧壁26a-d的一些或所有相关联的或相对应的图像的检验是期望的或需要的。在示出的代表性实施例中,部件20是底表面24上具有多个焊料凸块或焊球28的IC芯片。相关领域的普通技术人员应当认识到,部件固定器50与部件20或给定的部件表面接合的方式是可改变或是变化的,并且/或者顶部/上和底部/下侧表面22,24的定义可以是相反的,取决于实施例和/或情境细节。这种部件接合和部件表面定义在本文被使用,为了示例和有助于理解。
[0080]通常,部件固定器50可与给定的部件的顶表面22牢固地接合(例如,以可释放的方式),拾取部件20,朝装置10输送部件/将部件输送到装置10,在相对于装置10的一个或多个预定的检验位置沿z轴垂直地定位部件20,以及在侧壁分束器210a-d之间的侧壁检验空间、区域、体积或面积30内的一个或多个x-y平面位置横向地定位部件20,使得(a)通过使用明视野照明器100,暗视野照明器120以及一组侧壁照明器200a-d中的一个或多个,照明可被定向到特定的部件表面,以及(b)通过(i)从这种部件表面24,26a-d的照明的反射,(ii)该反射的照明朝或进入透镜组件300并且到图像捕捉设备400的定向(重新定向),与部件的底表面24和/或部件的侧壁26a-d相关联或相对应的一个或多个图像可被捕捉。。
[0081 ]在各种实施例中,部件固定器50可在侧壁检验区域30内的一个或多个侧壁检验位置定位由其运送的部件20,在所述位置部件20被设置在一组侧壁分束器210a-d之间,并且部件的侧壁26a-b被一组侧壁分束器210a-d确定边界、包围或封闭。例如,部件固定器50可在中心的或中央的侧壁检验位置定位部件20,使得部件20的中点、矩心或中心点近似地驻留在一组侧壁分束器210a-d之间的中间。例如,虽然部件20被设置在中心的侧壁检验位置,但是与部件相对的或朝向相反的部件的侧壁26a、26b,26c、26d可与对应的相对的侧壁分束器210a、210b,210c、210d近似地等距离;或者每个部件侧壁26a-d可与对应的侧壁分束器210a-d近似地等距离(例如,取决于侧壁分束器210a-d的布置,以及侧壁检验区域30的形状)。
[0082]另外地或另选地,在一些实施例中,部件固定器50可在偏心侧壁检验位置定位部件20,使得共享共同的边界或边沿的部件侧壁26a,c-26b,d/26a,d-26b,c(例如,相邻的部件侧壁26a,c-26b,d/26a,d-26b,c)被设置成与对应的侧壁分束器210a,c-210b,d/210a,d-210b,c(例如,相邻的侧壁分束器210a,c-210b,d/210a,d-210b,c)等距离,并且部件中点、矩心或中心点朝对应的选择的/可选择的侧壁分束器210a,c-210b,d/210a,d-210b,c(例如,给定的一对相邻的侧壁分束器210a,c-210b,d/210a,d-210b,c)被偏移远离任何两个相对的或相对设置的侧壁分束器210a,c-210b,d/210a,d-210b,c之间的中点,借此共享共同的边界或边沿26a,c-26b,d/26a,d-26b,c(例如,特定的一对相邻的部件侧壁26a,c-26b,d/26a,d-26b,c)的部件侧壁的特定子集被设置成比毗邻的或相邻的侧壁分束器210a,d-210b,c/210a,c_210b,d的另一个子集更靠近其对应的毗邻的或相邻的侧壁分束器210a,c-210b,d/210a,d-210b,c的选择的/可选择的子集。在这种情况下,对应于相邻的侧壁分束器210&,(:-21013,(1/21(^,(1-21013,(3的侧壁照明器20(^,(3-20013,(1/20(^,(1-20013,(3可被选择性地激活,并且在单个图像捕捉操作期间,考虑中共享相对于相邻的侧壁分束器210a,c-210b,d/210a,d-210b,c的共同的边界或边沿(例如,相邻的部件侧壁26a,c-26b,d/26a,d-2613,0)的相应的部件侧壁26&,(3-2613,(1/26&,(1-2613,(3的图像可被捕捉,例如,作为单个图像。通过相对于检验区域30或在检验区域30内将部件20移动或转移到另一个偏心侧壁检验位置,例如,在远离当前占用的侧壁检验区域30的角区域到当前未占用的侧壁检验区域30的拐角区域的对角线方向,过程可被重复,因此,另一对相邻的部件侧壁26b,d-26a,c/26b,c-26a,d被设置成与对应的毗邻的或相邻的侧壁分束器210b,d-210a,c/210b,c-210a,d等距离,并且在单个图像捕捉操作期间,对应的侧壁照明器200b,d-200a,c/200b,c-200a,d可被选择性地激活,且当前侧壁照明入射到其上的相邻的部件侧壁26b,d-26a,c/26b,c-26a,d的图像可被捕捉,例如,作为单个图像。这在下面参考图5F和5G中示出的代表性的实施例被进一步详细阐述。
[0083]通常,当部件20被设置或固定在侧壁检验位置时,侧壁分束器210a_d围绕部件的侧壁26a_d占用的表面区域限定的部件的周边的部分被设置,使得每个部件侧壁26a_d的垂直范围在对应的侧壁分束器210a-d的垂直范围内。结果,当部件20被设置在侧壁检验位置时,部件20将充当相对于数对相对设置的侧壁分束器210a-d之间至少一些光的传播的隔断,在所述分束器210a-d之间,光可以在没有部件20的情况下直接地传播。
[0084]图2E是示出根据本公开实施例的在侧壁检验位置(例如,中心的侧壁检验位置)的部件20的代表性的定位的示意图。更具体地,如图2E中所指出的,当部件20被定位在该代表性的侧壁检验位置时,第一部件侧壁26a被定位成靠近或邻近/接近第一侧壁分束器210a,使得第一部件侧壁26a可以近似90度的入射角度从第一侧壁分束器210a接收照明。更具体地,第一侧壁26a被设置成(a)垂直或基本上垂直于第一轴线,诸如前述的X轴,其对应于或平行于第一照明传播轴线/光学轴线,以及第一侧壁分束器210a照明传递方向;以及(b)平行或基本上平行于第二轴线,诸如垂直的或z轴,其对应于或平行于第一照明传播轴线/光学轴线,以及第一侧壁分束器210a的照明反射方向。
[0085]当部件驻留在图2E中示出的侧壁检验位置时,类似的考虑相对于部件的第二到第四侧壁26b_d适用。因此,当部件20被设置在该侧壁检验位置时,部件的第一和第二侧壁26a_b中的每一个被设置成(a)垂直或基本上垂直于前述的X轴,其对应于或平行于第一照明传播轴线/光学轴线,以及第一侧壁分束器210a和第二侧壁分束器210b中的每一个的照明传递方向;以及(b)平行或基本上平行于前述的z轴,其对应于或平行于第二照明传播轴线/光学轴线,以及第一侧壁分束器210a和第二侧壁分束器210b中的每一个的照明反射方向。另外,部件的第三和第四侧壁26c-c中的每一个被设置成(a)垂直或基本上垂直于前述的y轴,其对应于或平行于第一照明传播轴线/光学轴线,以及第三侧壁分束器和第四侧壁分束器210c-d中的每一个的照明传递方向;以及(b)平行或基本上平行于前述的z轴,其对应于或平行于第二照明传播轴线/光学轴线,以及第三侧壁分束器和第四侧壁分束器210c-d中的每一个的照明反射方向。
[0086]虽然部件20被定位在这个侧壁检验位置,但是部件20可隔断侧壁分束器210a、b,210c、d之间的沿平行于或基本上平行于X轴或y轴的至少一些光学路径行进的照明,所述侧壁分束器210a、b,210c、d分别沿X轴或y轴相对于彼此相对地设置。因此,部件的侧壁26a_d可被入射到其上的光选择性地/可选择地照明,由于(a)由明视野照明器100输出并且被一组侧壁分束器210a-d反射的明视野照明朝部件侧壁26a-d;(b)由暗视野照明器120输出的暗视野照明朝部件侧壁260a_d,所述暗视野照明的一些将被直接地入射到部件侧壁26a_d,并且所述暗视野照明的一些被侧壁分束器210a_d反射;以及/或者(c)已经沿直接的光学路径行进通过一组侧壁分束器210a-d的由一组侧壁照明器210输出的侧壁照明朝部件的侧壁26a_c。当包括部件侧壁26a_d的一个或多个图像被捕捉,并且随后被处理/分析(例如,通过图像处理操作)时,检测部件侧壁26a_d中或上存在的特定类型的缺陷,尤其是非常小的微缺陷的可能性取决于这些照明器的哪一个或哪一些被使用,如下文中进一步详述。
[0087]在各种实施例中,对于考虑中的每一个部件侧壁26a_d(例如,侧壁照明入射到其上的每个部件侧壁26a-d),反射的侧壁照明在部件侧壁26a-d和图像捕捉设备400的图像捕捉平面之间行进相等的距离。因此,当部件20被设置在侧壁检验区域30内的侧壁检验位置时,部件侧壁26a-d的被捕捉的图像相对于图像捕捉平面是焦点对准的。某些实施例可包括沿部件20的部分(例如,部件侧壁26a-d)和图像捕捉设备400之间的光学路径设置的多个光学元件,为了补偿从部件底表面24反射的照明和从相对于图像捕捉设备400的图形捕捉平面的部件侧壁26a-d反射的侧壁照明之间光学路径长度差。例如,参考图2B,2C和2E,当部件20相对于侧壁分束器210a-d中心对齐,使得部件20被设置在侧壁检验区域30内的中央侧壁检验位置,侧壁分束器210a-d被配置为具有适当的折射率的棱镜,和/或与侧壁分束器210a_d分离,并且提供适当的折射率的的一组棱镜的侧壁分束器210a_d可被用来补偿光学路径长度差,使得与部件底表面24相关联或相对应的底部图像表面410相对于图像捕捉设备400内的图像捕捉平面是焦点对准的;并且与部件的第一侧壁26a相关联或相对应的第一侧壁图像平面420a相对于图像捕捉设备400内的图像捕捉平面是焦点对准的。对应地,在这个实施例中,底部图像平面410,对应于部件的第二侧壁26b的第二侧壁图像平面,对应于部件的第三侧壁26c的第三侧壁图像平面,以及对应于部件的第四侧壁26d的第四侧壁图像平面的每一个相对于图像捕捉设备400内的图像捕捉平面可以是焦点对准的。
[0088]图像捕捉设备400提供足够大的视野(FOV),以捕捉底部图形平面410的部分和/或一个或多个侧壁图像平面420的部分,通过(a)作为单独的图像的单独的图像捕捉操作,或者(b)作为单个图像的单个图像捕捉操作,所述单个图像包括对应于部件底表面24的成像细节的像素,和/或对应于部件侧壁26a_d的给定的子集或每个部件侧壁26a_d的成像细节,其取决于实施例细节,考虑中的部件检验方法(例如,如通过可由处理单元执行的一组程序指令限定的),和/或考虑中的侧壁照明器激活模式。
[0089]图3是示出根据本公开实施例由明视野照明器100输出的明视野照明所照明的部件20的示意图,当部件20被定位在中心侧壁检验位置时,侧壁照明器200a-d是关闭的。在一个实施例中,由明视野照明器100发射或输出的明视野照明包括沿光学路径行进通过图像捕捉分束器100的照明,其沿平行或基本上/大体上平行于z轴的向上方向。这种明视野照明的一些直接地行进到部件的底表面24和设置在其上的焊球28。垂直地或近似垂直地入射到部件的底表面24和焊球28的明视野照明在平行与或基本上/大体上平行于z轴的向下方向被其反射,朝并到图像捕捉分束器的部分反射/部分传递表面112,其随后在平行于,基本上平行于,或大体上平行于X轴的方向反射或重新定向这种反射的下侧照明的一些朝并进入透镜组件300。
[0090]由明视野照明器100输出的明视野照明的一些也在平行于,基本上平行于,或大体上平行于z轴的方向沿光学路径向上行进到侧壁分束器210a_d,其反射或重新定向该明视野照明,使得其沿平行于或基本上平行于X轴或y轴,并且垂直于或基本上垂直于部件的侧壁20a_d的横向光学路径行进。该横向行进照明的一部分将垂直地或基本上垂直地入射到部件侧壁26a_d,并且朝侧壁分束器210a_d被其反射回。侧壁分束器210a_d朝成像分束器110在向下的方向重新定向从部件侧壁26a-d接收的该照明,并且成像分束器反射表面112重新定向该照明朝并进入透镜组件300和图像捕捉设备400。
[0091]被侧壁分束器210a_d反射的前述横向行进的照明的一些将不被入射到部件侧壁26a_d或与其相关联的结构(例如,引线),并且将简单地行进经过部件20到相对的侧壁分束器210a_b,并且朝成像分束器被重新定向,在其上,该外来的明视野照明被重新定向朝并进入透镜组件300和图像捕捉设备。
[0092]因此,在明视野照明条件下,如果这个操作模式是期望的或被选择的,则装置100可相当于常规的五个侧面的检验装置。类似的或大体上类似的考虑适用于暗视野照明条件和外来的暗视野照明的产生,以相关领域的普通技术人员容易理解地方式。
[0093]代表性的侧壁照明和检验配置/操作
[0094]如在下文中进一步详细描述的,检验过程期间,根据本公开的各种实施例可选择性地禁用、去激活或关闭明视野照明器,并且激活或打开侧壁照明器200a_d中的一些或每一个,使得外来明视野照明或其对侧壁检验的影响从捕捉的侧壁图像被补偿,或者减少,基本上消除,消除,或有效地/本质上消除。类似地考虑适用于关闭暗视野照明器120,侧壁照明器200a_d中的一些或每一个保持激活,使得外来暗视野照明或其对侧壁检验的影响可从捕捉的侧壁图像被减少,基本上消除,消除,或者有效地/本质上消除。此外,在侧壁检验过程期间,根据本公开的多个实施例可去激活明视野照明器100和暗视野照明器120,同时选择性地激活特定的相邻的侧壁照明器200a、c,200b、d (或200a、d,200b、c),而其它的侧壁照明器保持非活性或关闭,从而降低,消除或有效地/本质上消除(a)由一组侧壁照明器200a-d输出的侧壁照明的传递引起的外来侧壁照明,其通过相对设置的侧壁分束器210a、b,210c、d并且跨越侧壁检验区域30,同时没有部件侧壁26a、b,26c、d的反射;和/或(b)这种外来侧壁照明对侧壁检验的影响。部件侧壁检验程序过程期间(例如,在该过程期间,明视野照明器100和暗视野照明器120保持关闭),由侧壁照明器200a-d输出的侧壁照明引起的外来侧壁照明可被分类或限定为非明视野外来照明,以及非暗视野外来照明。在各种实施例中,外来侧壁照明或其对侧壁检验的影响可被补偿,或减少,基本上消除,消除,或有效地/本质上消除,通过以相对于其他侧壁照明器200a-d的光波长或光带宽分离的方式激活特定的侧壁照明器200a_d或每个侧壁照明器200a_d,以及/或者基于与相对设置的侧壁照明器200a、b,200c、d相关联的光波长或光带宽的光过滤。这种侧壁照明和检验配置和技术可提高或大大地提高对应于部件侧壁的捕捉的和/或合成图像内像素的对比度和清晰度,从而提高或大大地提高检测侧壁微缺陷(例如,具有近似5μπι或更小的尺寸的缺陷)的可能性,并且提尚或大大地提尚侧壁检验精确度。
[0095]图4A是示出根据本公开实施例的由一组侧壁照明器200输出的侧壁照明输出照明的部件侧壁26a-d的示意图,同时明视野照明器100和暗视野照明器120被关闭。在实施例中,当侧壁照明器200a_d打开时,由其输出的侧壁照明沿光学路径朝部件的侧壁26a_d行进并且通过对应的侧壁分束器210a_d,所述光学路径平行于/基本上平行于X轴或y轴(根据其,在考虑中的侧壁照明器200a_d和侧壁分束器210a_d),并且垂直于/基本上垂直于部件的侧壁26a_d以及每个对应的侧壁成像平面420a_d。
[0096]经过侧壁分束器210a_d的侧壁照明的一部分将被入射到部件侧壁26a_d,并且朝侧壁分束器210a-d被其反射回。侧壁分束器210a-d朝图像捕捉分束器110重新定向该反射的侧壁照明,在其上,该反射的侧壁照明被进一步重新定向朝并进入透镜组件300和图像捕捉设备400,从而有利于部件侧壁26a-d的图像的捕捉。
[0097]经过侧壁分束器210a_d的由侧壁照明器200a_d发射的侧壁照明的一些将不被入射到部件侧壁26a_d,而代替为行进到相对的侧壁分束器210a_d,在其上,该侧壁照明将朝着图像捕捉分束器110被重新定向,在其上,该侧壁照明被进一步重新定向朝并进入透镜组件300和图像捕捉设备400。例如,当第一侧壁分束器210a接收由第一侧壁照明器200a提供的第一侧壁照明时,通过第一侧壁分束器210a传递的第一侧壁照明的一部分将被入射到第一部件侧壁26a,并且被其反射,而通过第一侧壁分束器210a传递的不被入射到第一部件侧壁26a且被第一部件侧壁26a反射(或阻断)的第一侧壁照明的另一部分将从第一侧壁分束器210a行进经过部件20到第二侧壁分束器210b,其在侧壁检验区域30的相对侧面上。还没有被第一部件侧壁26a反射(或阻断)的行进到第二侧壁分束器210b的第一侧壁照明可作为外来的第一侧壁照明被第二侧壁分束器210b接收和重新定向。外来的第一侧壁照明的一些可照明部件侧壁26b,从而导致部件的侧壁26b的图像中的“串扰”。类似地,当第二侧壁分束器210b接收由第二侧壁照明器200b提供的第二侧壁照明时,通过第二侧壁分束器210b传递的第二侧壁照明的一部分将被入射到第二部件侧壁26b,并且被第二部件侧壁26b反射,而通过第二侧壁分束器210b传递的不被入射到第二部件侧壁26b且被第二部件侧壁26b反射(或阻断)的第二侧壁照明的另一部分而将代替地从第二侧壁分束器210b行进经过部件20到第一侧壁分束器210a,其在侧壁检验区域30的相对侧面上。不被第二部件侧壁26b反射(或阻断)的第二侧壁照明可作为外来的第二侧壁照明被第一侧壁分束器210a接收和重新定向。这些外来的第二侧壁照明的一些可照明部件侧壁26a,从而导致部件的侧壁26a的图像中的“串扰”。类似地,当第三侧壁分束器210c接收由第三侧壁照明器200c提供的第三侧壁照明时,通过第三侧壁分束器210c传递的第三侧壁照明的一部分将被入射到第三部件侧壁26c,并且被第三部件侧壁26c反射,而通过第三侧壁分束器210c传递的不被入射到第三部件侧壁26c且被第三部件侧壁26c反射的第三侧壁照明的另一部分而将代替地从第三侧壁分束器210c行进经过部件20到第四侧壁分束器210d,其在侧壁检验区域30的相对侧面上。还没有被第三部件侧壁26c反射的而代替地行进到第四侧壁分束器210d的第三侧壁照明可作为外来的第三侧壁照明被第四侧壁分束器210d接收和重新定向。对应地,当第四侧壁分束器210d接收由第四侧壁照明器200d提供的第四侧壁照明时,通过第四侧壁分束器210d传递的第四侧壁照明的一部分将被入射到第四部件侧壁26d,并且被第四部件侧壁26d反射,而通过第四侧壁分束器210d传递的不被第四部件侧壁26d反射的第四侧壁照明的另一部分而将代替地从第四侧壁分束器210d行进经过部件20到第三侧壁分束器210c,其在侧壁检验区域30的相对侧面上。还没有被第四部件侧壁26d反射的而代替地行进到第四侧壁分束器210d的第四侧壁照明可作为外来的第四侧壁照明被第三侧壁分束器210c接收和重新定向。不被任何部件侧壁26a-d或与其相关联的部件结构反射的由侧壁照明器输出的这种照明时外来的侧壁照明,其是一种类型的光学串扰。根据本公开的各种实施例,包括相对于在包括部件侧壁或其中的侧壁图像区域的所捕捉的图像上执行的检验过程的外来的侧壁照明和对应的“光学串扰”或与其相关联的影响的外来的照明的减少、消除或有效的消除导致在侧壁图像中检测微缺陷的显著地或大大提高的能力,当常规的外来照明(例如,外来的明视野照明和/或外来的暗视野照明)存在时,或者当外来的侧壁照明存在时,或者当对于外来的侧壁照明的存在的补偿没有发生/被执行时,所述提高的能力是不可能的。在多个实施例中,外来侧壁照明或其对侧壁检验的影响的减少、消除或有效的消除被实现,其通过(a)在特定时间的特定的侧壁照明器200a_d的选择性的激活,使得相同的或重叠的光波长或光带宽的侧壁照明被防止通过相对的侧壁分束器210a、b,210c、d被同时地传递;以及/或者(b)提供或产生光波长或光带宽分离的侧壁照明和/或对应于相对的侧壁分束器210a、b,210c、d的反射的侧壁照明,如下面进一步地详述。
[0098]图4B是示出其中四个单独的侧壁图像的代表性的多侧壁图像,其对应于当部件20被定位在侧壁检验区域30内的中心的侧壁检验位置时发生的侧壁检验操作,并且视野照明器100和暗视野照明器120是非活性或关闭的,并且在特定的/不同的时间,特定的侧壁照明器200a-d (例如,一对相对的一对侧壁照明器21Oa、b,21Oc、d中的一个)是激活的,或者每个侧壁照明器200a-d是同时激活的(例如,以光波长或光带宽分离的方式),如下面进一步地详细阐述。
[0099]相关领域的普通技术人员应当认识到,诸如图4B中所示的多侧壁图像在下面的情况下也可产生,当(a)在相同的或重叠的光波长或波长范围,相对的侧壁照明器200a、b,200c、d同时地输出侧壁照明,以及(b)抗反射的涂层和/或光偏振技术和/或偏振元件/结构(例如,偏振过滤器)中的一组或多组相对于光学路径被设置,沿所述光学路径侧壁照明可被传递(i)通过给定的侧壁分束器21Oa、c,21Ob、d,( i i)跨越侧壁检验区域30,以及(i i i)至Ij相对的侧壁分束器210b、c,210a、c,从而减少、最小化或有效地消除由外来的侧壁照明引起的光学串扰,以及/或者其对侧壁检验操作的影响。例如,在一个实施例中,有可能具有壁照明器200a_d中的每一个,从而发射相同波长的光以照明经过对应的侧壁分束器210a_d的对应的部件侧壁26a-d ο但是,相对的数对侧壁分束器(例如,2lOb&c)中的每一个将必须借助以不同的偏振角度设置的偏振镜(例如,线栅型偏振镜)安装,因此经过侧壁分束器210b中的一个(不被对应的部件侧壁26a阻断),以及跨越到相对的侧壁分束器210c的特定的偏振的光将被耦合到所述相对的侧壁分束器210c的另一个偏振镜吸收或反射离开相对的部件侦_26(:;且反之亦然。以这种方式,来自相对的侧壁照明200a-d的外来光(串扰)可被消除,使得当其外来的部件被在相对的侧壁分束器的偏振镜吸收时,仅仅经过侧壁分束器210a-d中的一个的特定的偏振的光将被反射离开对应的部件侧壁26a-d。如果用于照明器的宽带照明(混合的振荡)被期望,则该方法尤其的有用。在特定的偏振镜从偏振的分束器210a_d被传递到对应的部件侧壁的情况下,使用黑白相机不仅可消除光学串扰,而且可捕捉更清楚和更清晰的超细缺陷的图像。
[0100]图4C是从图4B获得的代表性的单独的侧壁图像。图4B和图1F之间的对比清楚地指出对应于实际的侧壁结构特征部、阴影和/或缺陷的侧壁图像中的细小的、超细的或微尺度特征部在图4B中比在图1B中限定地更清楚。因此,根据本公开的实施例可大大地增强所捕捉的侧壁图像中细小的、超细的或微尺度(小于或等于大约5μπι)的缺陷的检测,并且对应地大大地提高了图像处理基础的侧壁检验精确度。
[0101]在一些实施例中,诸如图4Β中示出的多侧壁图像可通过去激活/关闭明视野照明器100在单个图像捕捉操作中作为单个视图被捕捉,同时当部件20被定位在或大体上在中心侧壁检验位置和所捕捉的图像时,侧壁照明器200a-d中的每一个以适当的光波长或光带宽分离的方式被同时地打开,如下面进一步的详述。另选地,当部件20驻留在中心侧壁检验位置时,这种多侧壁图像可从多个捕捉的图像产生为合成图像,其通过不同的或单独的图像捕捉操作产生。合成图像从其产生的每个图像对应于激活的侧壁照明器200a-d的特定子集,其在给定的图像捕捉操作期间的特定时间被激活,合成图像从其产生的每个这种图像包括与特定的部件侧壁26a-d的对应的子集相关联的图像数据(例如像素值)。例如,可使用侧壁照明器200a_d单独地/分开地/顺序地捕捉对应于每个部件侧壁26a_d(或者关注的每个部件侧壁26a_d)的各个侧壁图像,所述侧壁照明器200a_d被配置成用于输出相同的或重叠的光波长或光带宽的侧壁照明。另选地,排除相对的部件侧壁26a、b,26c、d的侧壁图像的对应于非相对的数对部件侧壁26a,c-26b,d/26a,d_26b,c的多个侧壁图像可被分开地/顺序地/相继地捕捉,其通过使用(a)具有相同的光波长或光带宽的入射的侧壁照明(与具有单色或彩色图像传感器的图像捕捉设备400相关联),或者(b)不同的光波长或光带宽的入射的侧壁照明(与具有彩色图像传感器的图像捕捉设备400相关联),如下文中更详细地描述。
[0102]代表性的侧壁照明器的选择性激活
[0103]在若干实施例中,侧壁照明器200a_d可被单独地或在特定的子集中(例如,对偶的,以避免通过相对的侧壁分束器210a、b,210c、d的侧壁照明的同时传递的方式)打开或激活,其以进一步减少、消除或有效的消除所捕捉的侧壁图像中的外来的侧壁照明,或者其对基于所捕捉的侧壁图像的侧壁检验的影响的方式进行,从而进一步提高侧壁检验精确度。侧壁照明器200a_d的这种选择性的激活可包括通过具体的侧壁分束器210a_d或在对应的具体的部件侧壁26a_d上的单色的或本质上单色的侧壁照明或彩色的侧壁照明的选择性传递。相关领域的普通技术人员应当理解,单色照明可通过单色图像传感器或彩色图像传感器被捕捉;并且彩色照明可通过彩色图像传感器被捕捉,使得对应于不同的彩色像素数据值的不同的光波长或对应于所捕捉的图像的图像数据内的彩色像素值范围可被容易地区分和/或分开地处理,从而有利于侧壁检验操作。
[0104]例如,图5A是代表性的第一侧壁照明器激活模式的示意图,其中第一侧壁照明器200a和相邻的第三侧壁照明器200c被激活或打开;并且与第一侧壁照明器200a相对的第二侧壁照明器200b和与第三侧壁照明器200c相对的第四侧壁照明器200d保持非活性或关闭。由于这种侧壁照明器激活模式,对应于第一部件侧壁26a的捕捉的侧壁图像将不包括或受与第二侧壁照明器200b相关联的外来的侧壁照明影响;并且对应于第三部件侧壁26c的捕捉的侧壁图像将不包括或受与第四侧壁照明器200d相关联的外来的侧壁照明影响。
[0105]当相对设置的侧壁照明器对200a-b,200c-d被激活,使得在给定的图像捕捉操作期间相对设置的侧壁照明器200a-b,200c-d中的每一对内的仅仅一个侧壁照明器200a_b,200c-d输出照明时,将以其它方式与当前非活性的侧壁照明器200a-b,200c-d相关联的外来侧壁照明将不被产生,因此将不作为侧壁图像的部分被捕捉。这可进一步显著地提高部件侧壁特征结构、阴影和/或缺陷的清晰度,并且进一步增加部件侧壁检验的精确度。
[0106]图5B是当部件20被定位在中心侧壁检验位置,第一侧壁照明器和第三侧壁照明器200a,c是激活的,并且第二侧壁照明器和第四侧壁照明器200b,c是非活性的时候所捕捉的对应于图5A的第一侧壁照明器激活模式的代表性的第一多侧壁图像。如图5B中所指出的,该第一多侧壁图像包括左边图像区域,其中像素清楚地表示或包含对应于第一部件侧壁26a的有用的信息;以及上图像区域,其中像素清楚地表示或包含对应于第三部件侧壁26c的有用的信息。第一多侧壁图像不包括具有清楚地表示或包含对应于第二侧壁或第四侧壁26b,d的像素的图像区域,因为在图像捕捉操作期间对应的侧壁照明器200b,d被关闭。也就是说,因为第一侧壁照明器和第三侧壁照明器200a,c在图像捕捉操作期间是激活的,并且第二侧壁照明器和第四侧壁照明器200b,d在图像捕捉操作期间是非活性的,所以引起的捕捉的图像包括对应于第一部件侧壁和第三部件侧壁26a,c的详细的侧壁图像或侧壁图像区域,但是排除对应于第二部件侧壁和第四部件侧壁26b,d的详细的侧壁图像或侧壁图像区域。
[0107]类似地,图5C示出代表性的第二侧壁照明器激活模式,其中第二侧壁照明器200b和其相邻的第四侧壁照明器200d是激活的或打开的;并且第二侧壁照明器200a和第三侧壁照明器200c保持非活性的或关闭的。因此,对应于第二部件侧壁26b的捕捉的侧壁图像将不包括或受与第一侧壁照明器200a相关联的外来的侧壁照明影响;并且对应于第四部件侧壁26d的捕捉的侧壁图像将不包括或受与第三侧壁照明器200c相关联的外来的侧壁照明影响。
[0108]图5D是当部件20被定位在中心侧壁检验位置,第二侧壁照明器和第四侧壁照明器200b,d是激活的,并且第一侧壁照明器和第三侧壁照明器200a,c是非活性的时候所捕捉的对应于图5C的第二侧壁照明器激活模式的代表性的第二多侧壁图像。如图5D中所指出的,该第二多侧壁图像包括右边图像区域,其中像素清楚地表示或包含对应于第二部件侧壁26b的有用的信息;以及下图像区域,其中像素清楚地表示或包含对应于第四部件侧壁26d的有用的信息。第二多侧壁图像不包括具有清楚地表示或包含对应于第一侧壁或第三侧壁26a,c的像素的图像区域,因为在图像捕捉操作期间对应的侧壁照明器200a,c被关闭。也就是说,因为第二侧壁照明器和第四侧壁照明器200b,d在图像捕捉操作期间是激活的,并且第一侧壁照明器和第三侧壁照明器200a,c在图像捕捉操作期间是非活性的,所以引起的捕捉的图像包括对应于第二部件侧壁和第四部件侧壁26b,d的详细的侧壁图像或侧壁图像区域,但是排除对应于第一部件侧壁和第三部件侧壁26a,c的详细的侧壁图像或侧壁图像区域。
[0109]为了侧壁检验(例如,自动的侧壁缺陷检验),一些实施例在下列图像上执行分开的图像处理操作:(a)单独的侧壁图像,或(b)多侧壁图像,其包括具有清楚地表示或包含仅仅对应于部件侧壁26a_d的具体子集的有用的信息的像素的图像区域(例如,自动的侧壁缺陷检验可在两个分开的多侧壁图像上被执行,每个多侧壁图像包括具有清楚地表示或包含对应于部件侧壁26a,c-26b,d/26a,d-26b,c中特定的相邻的一对的有用的信息的像素的图像区域)。但是,具体实施例可另外地或另选地产生单个合成的多侧壁图像,其包括具有清楚地表示或包含对应于每个部件侧壁26a-d(或多个部件侧壁26a-d内关注的每个部件侧壁26a-d,其可包括相对的部件侧壁26a、b,26c、d)的有用的信息的图像区域,并且在单个合成图像上执行图像处理操作。
[0110]通过将包含对应于部件侧壁26a_d的第一子集的详细的侧壁图像或侧壁图像区域的前述的第一多侧壁图像的那些部分与包含对应于部件侧壁26a_d的第二子集的详细的侧壁图像或图像区域的前述的第二多侧壁图像的那些部分数字地拼接在一起,可产生代表性的单个合成的多侧壁图像,同时排除形成不包含详细的侧壁图像或侧壁图像区域的第一多侧壁图像和第二多侧壁图像中的每一个的合成图像部分。更具体地,通过将第一多侧壁图像的左边图像区域,第一多侧壁图像的上图像区域,第二多侧壁图像的右边图像区域,以及第二多侧壁图像的下图像区域数字地组合或拼接在一起,单个合成的多侧壁图像可从第一多侧壁图像和第二多侧壁图像产生。在一些实施例中,如果期望或需要,则合成的多侧壁图像的中央区域可填充由预定的像素值(例如,对应于黑色)。图5E是从图5B的第一多侧壁图像和图f5D的第二多侧壁图像产生的代表性的合成的多侧壁图像。
[0111]如先前所指出的,除了前述之外,在若干实施例中,部件固定器在除了侧壁检验区域30内的中心侧壁检验位置之外的一个或多个横向的或x-y平面位置可选择地/选择性地定位由其运送的部件20,使得部件20比其它的侧壁分束器210a-d更靠近某些侧壁分束器210a-d。因此,部件固定器50可选择地/选择性地/可编程地/有意地在两个或更多的侧壁分束器210a-d之间定位部件20“偏心”,使得部件20朝侧壁检验区域30内的特定的边缘、侧表面或拐角被设置,并且因此朝对应于某些侧壁分束器210a_d或由某些侧壁分束器210a_d形成的特定的边缘、侧面或拐角被设置或偏置,远离对应于一个或多个其它的侧壁分束器210a_d或由一个或多个其它的侧壁分束器210a_d形成的另一个边缘、侧面或拐角。例如,部件固定器50可定位部件20,使得部件的矩心或中心点(例如,被定义为在部件20的主体内的中心点,或部件的底和/部表面22,24上的中心点)被设置成朝或比共享第二对应的或共同的边界或边沿(例如,由于它们的相邻性)的侧壁分束器210a,d的另一个(例如,第二)子集更靠近共享第一对应的或共同的边界或边沿(例如,由于它们的相邻性)的侧壁分束器210a,c的特定(例如,第一)子集。
[0112]图5F示出被设置在侧壁检验区域30内的代表性的第一偏心的侧壁检验位置的部件20的示意性的顶视图和侧视图,使得部件中心点21比非相对的侧壁分束器210a-d,诸如第二侧壁分束器和第四侧壁分束器210b,d的第二子集更靠近非相对的侧壁分束器210a-d,诸如第一侧壁分束器和第三侧壁分束器210a,c的第一子集。类似地,图5G示出设置在检验区域30内代表性的第二偏心的侧壁检验位置的部件20的示意性的顶视图和侧视图,使得部件中心点21比第一侧壁分束器和第三侧壁分束器210a,c更靠近第二侧壁分束器和第四侧壁分束器210b,d。
[0113]当部件被设置在第一偏心的侧壁检验位置时,(a)第一侧壁分束器和第三侧壁分束器200a,c可被激活,而第二侧壁分束器和第四侧壁分束器200b,d保持非活性的。因此,由第一侧壁照明器和第三侧壁照明器200a,c输出的照明分别通过第一侧壁分束器和第三侧壁分束器210a-c传递,并且被入射到第一部件侧壁26a和第三部件侧壁26c,在其上,该照明由其/从其反射为反射的侧壁照明。行进远离第一部件侧壁和第三部件侧壁26a,c的反射的侧壁照明分别被第一侧壁分束器和第三侧壁分束器210a,c重新定向,朝并到达图像捕捉分束器100,在其上,该照明朝图像捕捉设备400被进一步的定向,并且由其捕捉作为第一偏心图像(例如,第一偏心多侧壁图像)。
[0114]因为当部件20被设置在第一偏心侧壁检验位置时,第二侧壁照明器和第四侧壁照明器200b,d保持非活性的,所以在第一偏心图像的捕捉期间,没有来自第二侧壁照明器和第四侧壁照明器200b,d的侧壁照明入射到部件20(例如,分别在第二部件侧壁和第四部件侧壁26b,d上)。此外,因为第二侧壁分束器210b和第四侧壁分束器210d分别相对于第一侧壁分束器210a和第三侧壁分束器210c被设置,所以在第一偏心图像的捕捉期间,通过第二部件侧壁和第四部件侧壁26b,d的照明的反射被大大地减少、最小化或本质上消除。因此,在第一偏心图像的捕捉期间,与第二侧壁分束器和第四侧壁分束器210b,d相关联的外来侧壁照明或光学串扰被大大地减少、最小化或本质上消除。
[0115]在第一偏心图像的捕捉之后,部件20可相对于一组侧壁分束器26a_d被移动,使得部件驻留在第二偏心侧壁检验位置。当部件被设置在第二偏心的侧壁检验位置时,(a)第二侧壁分束器和第四侧壁分束器200b,d可被激活,而第一侧壁分束器和第三侧壁分束器200a,c保持非活性的。因此,由第二侧壁照明器和第四侧壁照明器200b,d输出的照明分别通过第二侧壁分束器和第四侧壁分束器210a-c传递,并且被入射到第二部件侧壁26b和第四部件侧壁26d,在其上,该照明由其/从其反射为反射的侧壁照明。行进远离第二部件侧壁和第四部件侧壁26b,d的反射的侧壁照明分别被第二侧壁分束器和第四侧壁分束器210b,d重新定向,朝并到达图像捕捉分束器100,在其上,该照明朝图像捕捉设备400被进一步的定向,并且由其捕捉作为第二偏心图像(例如,第二偏心多侧壁图像)。
[0116]以类似于上述的方式,因为当部件20被设置在第二偏心侧壁检验位置时,第一侧壁照明器和第三侧壁照明器200a,c保持非活性的,所以在第二偏心图像的捕捉期间,没有来自第一侧壁照明器和第三侧壁照明器200a,c的侧壁照明入射到部件20(例如,分别在第一部件侧壁和第三部件侧壁26a,c上)。此外,因为第一侧壁分束器和第三侧壁分束器210a,c分别相对于第二侧壁分束器和第四侧壁分束器210b,d被设置,所以在第二偏心图像的捕捉期间,通过第一部件侧壁和第三部件侧壁26a,c的照明的反射被大大地减少、最小化或本质上消除。因此,在第二偏心图像的捕捉期间,与第一侧壁分束器和第三侧壁分束器210a,c相关联的外来侧壁照明或光学串扰被大大地减少、最小化或本质上消除。
[0117]在侧壁检验区域30内的多个位置定位部件20的能力使根据本公开实施例的装置10能够成功地检验具有侧壁分束器210a-d的单个布置的宽(较宽)范围的尺寸的部件20。作为代表性的实例,通过使用彼此间隔开的侧壁分束器210a-d中的单组,在每个侧面上的具有在大约0.3cm-3.0cm之间的尺寸或更大尺寸(例如,高达大约7.0cm或更多,根据实施例细节或部件检验需要)的正方形、近似正方形或矩形部件20可以本文所陈述的方式进行侧壁检验,从而提供近似3.5cm X 3.5cm的总的侧壁检验区域。因此,根据本公开实施例的装置10的拥有者或使用者不需要获得或购买大量的分开的光学组件,其中每个光学组件包括一组侧壁分束器210a_d,其被配置成提供能够容纳具体尺寸或平面区域(例如,相对于x-y平面被限定的),或非常有限的范围的尺寸/平面区域的检验区域30。因此,与常规的检验装置设计相比,拥有装置10的成本被显著地或大大地降低。更具体地,在常规的检验装置10设计中,给定的光学组件(例如,上面结合图1A-1F所述的类型)可被使用,仅仅用于检验具有窄的或非常有限的范围的平面区域(例如,单个平面尺寸,或非常小范围的平面尺寸的部件20)的部件20。相比之下,提供在侧壁检验区域30内的多个位置的部件定位20的根据本公开实施例的装置10可使用单个或相同的光学组件容纳具有更大范围的平面尺寸的部件20。
[0118]代表性的波长分离的侧壁照明和检验
[0119]在若干实施例中,装置10被配置,使得(a)朝部件20的不同的或相对的侧壁26a_d行进的侧壁照明,和/或(b)行进远离部件20的不同的或相对的侧壁26a-d的反射的侧壁照明分别显示对于这些不同的或相对的部件侧壁20a-d的不同的光中心波长或波长范围/带宽。因此,行进到图像捕捉设备400的与不同的或相对的部件侧壁26相关联的反射的侧壁照明以对应于这种侧壁照明从其起源的特定的侧壁26a-d的方式显示多个分开的/分离的中心波长或波长范围。根据实施例细节,通过被配置成输出具有不同光中心波长或波长范围的侧壁照明的侧壁照明器200a-d;和/或滤光器(例如,分开的过滤器元件,或光学涂层),中心波长或波长范围分离可发生,如下面进一步的阐述。在这种实施例中,图像捕捉设备400是彩色相机(例如,包括彩色图像传感器的图像捕捉设备400,以相关领域中普通技术人员容易理解的方式),其允许(a)在单个图像捕捉操作期间,对应于单个视图中每个部件侧壁26a-d的反射的侧壁照明的同时捕捉,这导致其中侧壁图像数据(例如,像素数据)清楚地表示或包含对应于每个部件侧壁26a_d的有用的信息的单个图像的产生;以及(b)通过作为自动的部件侧壁检验操作的部分的图像处理操作,随后的基于光波长/带宽的辨别或补偿对应于每个侧壁26a-d的图像数据。
[0120]在一些实施例中,每个侧壁照明器200a_d被配置成输出具有相对于每一个其它的侧壁照明器200a-d的不同的光中心波长或波长范围的照明。因为图像捕捉设备400包括彩色图像传感器,所以当部件20被设置在中心侧壁检验位置时,每个侧壁照明器200a-d可在图像捕捉操作期间被同时地激活。因此,单个图像捕捉操作可产生单组图像数据(例如,像素数据),其清楚地表示或包含对应于每个部件侧壁26a-d的有用的信息。根据需要,基于光波长或带宽的数字鉴别或补偿操作可在单组图像数据上执行,从而减少或本质上或有效地消除与来自侧壁照明器200a,b,c,d中每一个的不同的光波长的光相关联的“光学串扰”,其通过对应的侧壁分束器210a,b,c,d传递,并且其不入射到对应的部件侧壁26a_d,因此不被对应的部件侧壁26a-d反射,而其代替地行进经过或跨越部件20到相对的侧壁分束器210b,a,d,c,并且作为外来的侧壁照明由其接收,并且其由于光束分离被重新定向,使得外来的侧壁照明行进到彩色图像传感器,如下文中进一步的描述。
[0121]图6A是示出根据本公开实施例的被配置成用于执行光波长或带宽分离的侧壁检验过程或技术的光波长或带宽分离的侧壁检验装置10的部分的示意性顶视图。在一个实施例中,朝给定的部件侧壁26a_d行进通过每个侧壁分束器21Oa-d的侧壁照明时带宽限制的光,其具有相对于朝每一个其它的对应的部件侧壁26a_d行进通过每一个其它的侧壁分束器210a_d的侧壁照明不同的光中心频率或波长。例如,在代表性的实施方案中,第一侧壁照明器200a可输出中心在红色波长A1 (例如,大约700mm)的带宽限制(例如,大体上窄的,窄的,或非常窄的带宽)的光;第二侧壁照明器200b可输出中心在绿色波长人2(例如,大约550nm)的带宽限制(例如,大体上窄的,窄的,或非常窄的带宽)的光;第三侧壁照明器200c可输出中心在橙色波长λ3 (例如,大约600nm)的带宽限制(例如,大体上窄的,窄的,或非常窄的带宽)的光;并且第四侧壁照明器200d可输出中心在蓝色波长λ4(例如,大约450nm)的带宽限制(例如,大体上窄的,窄的,或非常窄的带宽)的光。在各种实施例中,每个这种中心波长的带宽可以环绕/围绕中心波长大约30nm(或更少)。通过具有适当的波长输出的LED,和/或应用到由侧壁照明器200a-d产生的广谱照明(例如,白色的或基本上白色的光)的波长过滤器可提供这种侧壁照明。如下面参考图6K进一步描述的,为了简化图像数据产生/收集和处理,在一些实施例中,相邻的侧壁照明器200a,c-200b,d/210a,d-210b,c可被成对的激活,使得(a)使用光中心波长λ?的光,相邻的侧壁照明器200a,c-200b,d/200a,d-200b,c中的一对可照明,而(b)使用不同的光中心波长λ2的光,相邻的侧壁照明器200a,c-200b,d/200a,d-200b,c中另一对或对应的一对可同时地照明,以及(c)在考虑中的相对的侧壁照明器200a、b,200 c、d中的任何给定的一对中,使用相同的光中心波长λ I或λ2的光,相对的侧壁照明器200a、b,200c、d可避免照明。不管图6A的实施例或图6K的实施例是否被考虑,由于适当的光波长或光带宽分离,通过从对应于已经被考虑中的特定侧壁分束器210a,b,c,d捕捉的反射的侧壁照明的侧壁图像数据扣除在对应于外来侧壁照明的光波长或光带宽的像素值范围内的像素值,可减少或消除光学串扰,其由通过任何特定的侧壁分束器210a,a,c,d的反射的侧壁照明的捕捉引起,其与已经通过其相对的侧壁分束器210b,a,d,c传递的并且已经行进跨越侧壁检验区域30到该特定的侧壁分束器210a,b,c,d的外来侧壁照明的捕捉同时进行,从而“污染”对应于该特定的侧壁分束器21 Oa,b,c,d的侧壁图像。
[0122]图6B示意性地示出通过图6A的波长分离的侧壁检验装置10作为单个视图(例如,在单个图像捕捉操作中)被图像捕捉设备400捕捉的代表性的波长分离的多侧壁图像500。在这个波长分离的多侧壁图像500内,第一或左边侧壁图像或侧壁图像区域510a对应于第一部件侧壁26a,并且具有对应于由第一侧壁照明器200a输出的第一中心波长(例如,700nm)的像素值;第二或右边侧壁图像或侧壁图像区域510b对应于第二部件侧壁26b,并且具有对应于由第二侧壁照明器200b输出的第二中心波长(例如,550nm)的像素值;第三或上侧壁图像或侧壁图像区域510c对应于第三部件侧壁26c,并且具有对应于由第三侧壁照明器200c输出的第三中心波长(例如,600nm)的像素值;并且第四或下侧壁图像或侧壁图像区域510d对应于第四部件侧壁26d,并且具有对应于由第四侧壁照明器200d输出的第四中心波长(例如,450nm)的像素值。
[0123]当部件20在中心侧壁检验位置被定位,每个部件侧壁26a_d可被其对应的侧壁照明器200a_d照明,并且每个部件侧壁26a_d可在单个图像中/作为单个视图(例如,在单个图像捕捉操作中)被彩色相机400同时地捕捉,从而产生波长分离的多侧壁图像,其可通过图像处理操作被分析以识别每个侧壁26a-d中的缺陷(例如,微缺陷,诸如微裂纹)。通常,借助相对的或朝相反的/相对定向的侧壁照明器200a_d之间的适当的中心波长分开或分离,可减少或最小化在任何给定的侧壁图像区域510a_d上的外来侧壁照明的缺陷。此外,通过在侧壁检验操作的发起之前的对于给定类型的部件20的适当的校准程序,可减少,最小化或有效地消除外来侧壁照明对对应于波长分离的多侧壁图像500内的每个侧壁图像区域510a-d的像素值的影响。
[0124]图6C是根据本公开实施例的对应于波长分离的侧壁检验校准程序的第一侧壁照明器激活模式的示意图。在第一校准操作中,当其它的侧壁照明器200b_d关闭时,第一侧壁照明器200a被激活;或者至少,当第二侧壁照明器200b关闭,并且第三侧壁照明器和第四侧壁照明器200c,d中的至少一个关闭时)。为了简单和有助于理解,第二侧壁照明器到第四侧壁照明器200b-c中的每一个被限定为在第一校准操作期间是关闭的。具有由第一侧壁照明器200a输出的第一中心波长的带宽限制的照明经过第一侧壁照明分束器210a,并且沿平行于X轴的光学路径朝部件20被定向。这种照明中的一些被第一部件侧壁26a反射回到第一侧壁分束器210a,其朝图像捕捉分束器110重新定向该反射的侧壁照明。图像捕捉分束器的反射表面112随后重新定向该第一带宽限制的照明,朝并进入透镜组件300和图像捕捉设备400,并且第一带宽限制的照明条件下的第一侧壁26a的第一校准图像被捕捉。例如,当第一带宽限制的照明对应于700+/-30nm的光波长时,第一侧壁26a的第一校准图像可被定义为“纯红色”图像。
[0125]图6D是根据本公开实施例的对应于波长分离的侧壁检验校准程序的第二侧壁照明器激活模式的示意图。在第二校准操作中,被设置成相对于彼此或在彼此对面的的第一侧壁照明器和第二侧壁照明器200a,b都被激活。为了简单和有助于理解,第三侧壁照明器和第四侧壁照明器200c,d被限定为在第二校准操作期间是关闭的。因为第一侧壁照明器和第二侧壁照明器200a,b在第二校准操作期间是激活的,所以来自第一侧壁照明器200a的第一带宽限制的照明中的一些被第一侧壁26a朝第一侧壁分束器210a反射回。另外,来自第二侧壁照明器200b的第二带宽限制的照明中的一些将不被第二侧壁26b反射,而将代替地行进经过部件20到第一侧壁分束器210a,从而除了从第一侧壁26a反射的第一带宽限制的照明之外,提供或有助于将存在于捕捉的第一侧壁26a的图像中的外来的第二带宽限制的侧壁照明。也就是说,第一侧壁分束器210a重新定向或反射被第一侧壁26a反射的第一带宽限制的照明和外来的第二带宽限制的照明,朝图像捕捉分束器110,其重新定向这种第一带宽限制的照明和外来的第二带宽限制的照明,朝并且到达透镜组件300和图像捕捉设备400。然后,第一带宽限制的照明条件下的第一侧壁26a的第二校准图像加上外来的第二带宽限制的照明被捕捉。例如,当第一带宽限制的照明对应于700+/-30nm的光波长,并且第二带宽限制的照明对应于550+/-30nm的光波长时,第一侧壁26a的第二校准图像可被定义为“纯红色加上外来的绿色”图像。
[0126]下一步,第一侧壁26a的第一校准图像和第二校准图像相对于彼此被处理、对比以及/或分析,从而检测或确定第一侧壁26a的第二校准图像中外来的第二带宽限制的照明具有的相对于对侧壁26的第一校准图像的影响的大小,如果有,其排除这种外来的侧壁照明。例如,在一些实施例中,第一校准图像中的像素值被平均,并且第二校准图像中的像素值被平均。对应于第一校准图像和第二校准图像中对应的图像位置的平均的像素值可从彼此相减以得出第一补偿因数,其可被数字地应用(例如,作为减法运算)到捕捉的侧壁图像或图像区域510a,其对应于与部件检验操作相关联的第一侧壁26a。也就是说,第一补偿因数可被应用(例如,从中减去)到实际的部件检验操作期间捕捉的波长分离的多侧壁图像的每个第一侧壁图像区域510a内的每个像素值。在其它实施例中,第一校准图像中的像素值从第二校准图像中的像素值被直接地减去,并且所得差值或差分像素值被平均以得出第一补偿因数,其可被数字地应用(例如,作为减法运算)到捕捉的侧壁图像区域510a,其对应于与波长分离的部件侧壁检验操作相关联的第一侧壁26a。根据实施例细节和/或考虑中的部件20或部件侧壁26的类型,补偿因数可以是正值或负值,以相关领域中普通技术人员理解的方式。
[0127]校准操作的前述类型随后可被执行以捕捉第二部件侧壁26b的第三校准图像(例如,“纯绿色”图像),其仅仅对应于第二带宽限制的照明,以图6E中指出的方式;以及第二部件侧壁26b的第四校准图像(例如,“纯绿色加上外来的红色”图像),以图6F中指出的方式。然后,例如,以上面指出的方式确定第二补偿因数,其可被应用到捕捉的侧壁图像区域510b,其对应于与波长分离的部件侧壁检验操作相关联的第二侧壁26b。
[0128]类似地,校准操作的上述类型可被执行以捕捉第三部件侧壁26c的第五校准图像(例如,“纯橙色”图像),其仅仅对应于第三带宽限制的照明,以图6G中指出的方式;以及第三部件侧壁26c的第六校准图像(例如,“纯橙色加上外来的蓝色”图像),以图6H中指出的方式。然后,例如,以上面指出的方式确定,第三补偿因数,其可被应用到捕捉的侧壁图像区域510c,其对应于与波长分离的部件侧壁检验操作相关联的第三侧壁26c。
[0129]最终,校准操作的上述类型可被执行以捕捉第四部件侧壁26d的第七校准图像(例如,“纯蓝色”图像),其仅仅对应于第四带宽限制的照明,以图61中指出的方式;以及第四部件侧壁26d的第八校准图像(例如,“纯蓝色加上外来的橙色”图像),以图6J中指出的方式。然后,诸如,以上面指出的方式,确定第四补偿因数,其可被应用到捕捉的侧壁图像区域510d,其对应于与波长分离的部件侧壁检验操作相关联的第四侧壁26d。
[0130]相关领域的普通技术人员应当认识到,前述校准操作中的一些可被组合,诸如通过在特定的时间选择性地激活相邻的侧壁照明器200a,c/200b,d(或200a,d/200b,c)。相关领域的普通技术人员还应当认识到,补偿因数可被确定用于给定类型的部件20,并且可作为光学检验方法(例如,波长分离的部件检验方法)的一部分被存储在存储器、数据库和/或数据存储介质中用于稍后检索。适当的检验方法可作为检验设置程序的一部分被检索或装载,以相关领域的普通技术人员容易理解的方式。
[0131]如上面所指出的,除前述之外或作为前述的替代形式,在若干实施例中,各个相对的侧壁照明器200a_d被配置成用于输出具有相对于彼此不同的光中心波长或带宽的侧壁照明,而非相对的侧壁照明器200a_d被配置成用于输出具有相对于彼此相同的,本质上相同的,或重叠的光中心波长或带宽的侧壁照明。因此,当侧壁照明器200a_d与每一个其它的侧壁照明器200a-d同时被激活时,入射到相对的部件侧壁26a、b,26c、d的侧壁照明显示不同的光中心波长或带宽。因此,基于光波长或带宽的数字鉴别或补偿操作可再一次在单个捕捉的图像上被执行,该图像包括清楚地表示和包含对应于每个部件侧壁26a_d的有用的信息的图像数据,以便补偿或本质上消除与相对的侧壁分束器210a、b,210c、d以及与它们各自的侧壁照明器200a、b,200c、d相关联的“光学串扰”。
[0132]图6K是示出根据本公开另一个实施例的被配置成用于执行光波长或带宽分离的侧壁检验过程或技术的光波长或带宽分离的侧壁检验装置10的部分的示意性顶视图。在这个实施例中,相对的侧壁照明器200&、13,200(3、(1被配置成用于输出具有不同的光中心波长或带宽的侧壁照明。朝相对的部件侧壁26a、b,26c、d行进通过相对的侧壁分束器210a、b,210c、d的侧壁照明是具有不同的光中心频率或波长的带宽限制的光(例如,大体上窄的,窄的或非常窄的带宽的光)。每个中心波长的带宽可以环绕/围绕中心波长大约30nm(或更少)。通过具有适当的波长输出的LED,和/或应用到由侧壁照明器200a-d产生的广谱照明(例如,白色的/基本上白色的光)的波长过滤器可提供这种侧壁照明。
[0133]在包括被配置成接收由四个对应的侧壁照明器200a_d输出的侧壁照明输出的四个侧壁分束器210a_d的代表性的实施方案中,相对的第一侧壁照明器和第二侧壁照明器200a,b被分别配置成用于直接地或本质上直接地通过其传递,不重新定向,具有第一光中心波长λ I (例如,中心在大约7 O Onm处的红色光)和第二光中心波长λ2 (例如,中心在大约450mm处的蓝色光)的侧壁照明;并且相对的第三侧壁照明器和第四侧壁照明器200c,d被分别配置成用于通过其传递,不重新定向,具有第一光中心波长λ?和第二光中心波长λ2的侧壁照明。因此,朝相反的第一部件侧壁和第二部件侧壁26a,b分别通过第一侧壁分束器和第二侧壁分束器210a,b接收中心在第一光波长λ?和第二光波长λ2的入射的侧壁照明;并且朝相反的第三部件侧壁和第四部件侧壁26c,d分别通过第三侧壁分束器和第四侧壁分束器210c,d接收中心在第一波长λ?和第二波长λ2的入射的侧壁照明。
[0134]因此,每个部件侧壁26a_d可同时地照明,使得朝相反的部件侧壁26a、b,26c、d接收具有不同的可区别的光中心波长λ?和λ2的带宽限制的光。相对于行进远离部件20,并且行进出侧壁检验区域30到侧壁分束器210a-d的照明,任何给定的侧壁分束器210a-d接收(a)在与入射到这些侧壁26a_d相同的光中心波长λ?或λ2来自其对应的侧壁26a_d反射的侧壁照明;以及(b)跨越侧壁检验区域30传播的非反射的外来照明,并且其具有与入射到其对应的侧壁26a-d不同的中心波长λ2或λ?。
[0135]在单个图像捕捉操作期间,彩色图像捕捉设备400可捕捉作为单个视图的照明,每个侧壁分束器210a-d已经朝图像捕捉分束器110重新定向该照明。图像捕捉设备400对应地产生单组图像数据,其中落在或限定考虑中的任何给定的部件侧壁26a_d的图像空间表示的像素数据对应于第一光中心波长和第二光中心波长λ?或λ2中的一个;并且落在考虑中的部件侧壁26a-d的图像空间界限之外的像素数据对应于第一光中心波长和第二光中心波长λ2或λ?中的另一个。此外,落在或限定任何给定的一对或朝相反的部件侧壁26a-d的图像空间表示的像素数据对应于不同的光中心波长,就是λ?或λ2。因此,表示第一部件侧壁26a的像素数据包括对应于第一光中心波长λ?的像素值,但是排除或本质上排除对应于第二光中心波长λ2的像素值;并且表示第二部件侧壁26b的像素数据包括对应于第二光中心波长λ2的像素值,但是排除对应于第一光中心波长λ?的像素值。类似地,表示第三部件侧壁26c的像素数据包括对应于第一光中心波长λ?的像素值,但是排除或本质上排除对应于第二光中心波长λ2的像素值;并且表示第四部件侧壁26d的像素数据包括对应于第二光中心波长的像素值λ2,但是排除对应于第一光中心波长λ?的像素值。
[0136]数字像素过滤或波长补偿操作可被应用到与自动的侧壁检验过程相关联或作为其一部分的单组图像数据不同的部分内的像素数据(例如,对应于不同的区域或象限,其中侧壁分束器210a_d驻留在真实的/物理的空间),从而补偿或有效地消除外来照明或“光学串扰”。这种数字像素过滤或波长补偿操作可包括在单组图像数据的每个不同部分上执行的像素值减法运算,其中像素值表示存在的(或应该/被预期存在的)特定的部件侧壁26a-d,使得对于单组图像数据的每一个这种部分,对应于与每个部件侧壁26a_d的周边的侧壁照明相关联的一组光波长或光带宽的像素值从其中被减去,从而有效地消除“光学串扰”的影响。如上面所陈述的,这种外来的照明或“光学串扰”由通过相对设置的侧壁分束器210a、b,210c、d朝朝相反的部件侧壁26a-d入射的侧壁照明的同时传递引起,但是其不被其反射,而代替地行进完全地跨越侧壁检验区域30。
[0137]相关领域的普通技术人员应当理解,基于光波长或带宽的校准操作可被执行用于装置10,诸如图6K中所示的(例如,如果期望或需要),以类似于上面先前描述的方式。相关领域的普通技术人员还应当理解,通过被配置成用于输出具有不同的可区别的光中心波长或带宽的照明的侧壁照明器200a-d,以及/或者装置10中的滤光器或涂层(例如,对应于特定的侧壁分束器210a_d的特定的滤光器或涂层),同时的(a)供应到多个部件侧壁26a_d的入射的侧壁照明,(b)从多个部件侧壁26a-d反射的侧壁照明的重新定向,以及/或者(c)反射的侧壁照明以波长分开的/分离的/具体的方式(例如,在不同的可区别的光中心波长或带宽)朝图像捕捉设备400的传播可发生。
[0138]附加的/另选的可选择的部件定位和检验配置
[0139]在各种实施例中,部件固定器50可沿z轴在第二、上或仅仅前表面的检验位置附加地定位部件20,使得部件的侧壁26a-d,并且可能整个部件20其自身驻留在一组侧壁分束器210a-d的上方。因此,部件20相对于沿相对的侧壁分束器210a、b,210c、d之间的横向的光学路径行进的光不是隔断物。
[0140]更具体地,图7A示出定位在仅仅底表面的检验位置的代表性部件,其中部件20被完全地设置在一组侧壁分束器210a_d的上方。由明视野照明器100输出的明视野照明可向上行进到部件的底表面24,并且被底表面24和由其运送的结构28在向下的方向朝图像捕捉分束器110反射,从而有利于对应于部件的底表面24的图像的捕捉。到达任何给定的侧壁分束器210a-d的明视野照明朝相对的侧壁分束器210a-d被其重新定向。因为部件20被设置在侧壁分束器21 Oa-d的上方,部件侧壁26a-d不被成像,如图7A的伴随图像中所指出的,其包括对应于与部件的前表面20相关联的特征结构的像素,但是其缺少对应于部件的侧壁26a-d的结构方面的像素。
[0141]如图7B中所指出的,部件固定器50可另外地或另选地在侧壁检验位置(例如,侧壁检验区域30内的至少一个侧壁检验位置)定位部件20,使得分别由明视野照明器100或暗视野照明器120输出的明视野照明或暗视野照明可向上行进到部件的底表面24和由其运送的结构28,并且在向下的方向朝图像捕捉分束器110从其被反射,从而有利于对应于部件的底表面24的图像的捕捉。明视野照明或暗视野照明可附加地行进到侧壁分束器210a-d,在其上,该明视野照明或暗视野照明朝部件的侧壁26a-d沿行进路径被重新定向。这种照明的一部分被部件的侧壁26a-d朝侧壁分束器210a-d反射回,其朝图像捕捉分束器110在向下的方向重新定向这种照明,从而有利于部件侧壁图像的捕捉。图7B中的代表性捕捉的图像包括对应于与部件的前表面20相关联的结构的像素,以及对应于部件的侧壁26a-d的结构方面的像素。
[0142]最终,如图7C中所指出的,当在侧壁检验位置时,在明视野照明器和暗视野照明器100,110非活性或关闭的情况下,侧壁分束器200a-d中的一些或每一可被激活,使得部件侧壁图像可以本质上与上述一个或多个方式相同的或类似的方式被捕捉,也如图7C中的代表性的捕捉的图像所指出的。
[0143]在各种实施例中,仅仅底表面的检验位置和侧壁检验位置之间的垂直或z轴差别可被选择或确定,使得对应于当部件驻留在仅仅底表面检验位置时所捕捉的部件的底表面24的焦点对准的图像的总的光学路径长度等于对应于当部件20驻留在侧壁检验的位置时的部件的侧壁26的焦点对准的图像的光学路径长度。例如,当部件20驻留在仅仅底表面的检验位置时,部件20或前表面图像平面410的底表面24和图像捕捉分束器的反射平面112之间的垂直的或z轴光学路径长度可被确立,使得其等于横向光学路径长度加上垂直的光学路径长度,沿该路径从部件侧壁26a-d反射的光行进到达图像捕捉分束器的反射平面112.。因此,无论部件20是否在仅仅底表面的检验位置或侧壁检验位置被定位,不需要焦点对准或透镜组件调整的变化,并且没有时间或基本上/几乎没有时间被损失,因为为了在侧壁检验位置定位部件20,在被插到侧壁检验位置之前,部件20将必须到达或靠近仅仅底表面的检验位置。
[0144]除了前述之外,五个侧面的合成图像可被产生,从而有利于前表面和侧壁检验。通过数字拼接操作,例如,通过将对应于图7A的中央(例如,底表面)图像区域和对应于一个或多个多侧壁图像的侧壁图像区域,或对应于波长分离的图像区域多侧壁图像的侧壁图像区域510a-d数字地拼接在一起,五个侧面的合成图像可被产生。代表性的五个侧面的合成图像在图7D中被示出。
[0145]本公开的具体实施例的方面解决与可捕捉部件侧壁的图像的现有的光学检验系统相关联的至少一个方面、问题、限制和/或缺点。虽然与某些实施例相关联的特征、方面和/或优点已经在本公开中被描述,其它实施例也可显示这些特征、方面和/或优点,并且不是所有的实施例必须需要显示这些特征、方面和/或优点以属于本公开的范围。本领域的普通技术人员应当理解,上面公开的系统、部件、过程或其替代形式中的若干可被理想地组合进其它不同的系统、部件、过程和/或应用。另外,本公开范围内的普通技术人员可对公开的各种实施例做出各种修改、改变和/或改进。
【主权项】
1.一种被配置成用于检验包括部件侧壁的部件表面的装置,所述装置包括: 一组侧壁照明器,其被配置成输入侧壁照明; 一组侧壁分束器,其被配置成用于: (a)接收由所述的一组侧壁照明器输出的侧壁照明; (b)通过所述的一组侧壁分束器传递由所述的一组侧壁照明器输出的所述侧壁照明,使得当部件被定位在侧壁检验位置的侧壁检验区域内时,至少一些侧壁照明入射到部件侧壁上,在所述侧壁检验位置,所述部件侧壁隔断所述的一组侧壁分束器内的各个侧壁分束器之间的至少一些光学路径; (C)当部件被定位在所述侧壁检验位置时,接收从部件侧壁反射的侧壁照明;以及 (d)沿对应于透镜组件和图像捕捉设备的光学路径重新定向所述反射的侧壁照明。2.根据权利要求1所述的装置,其中所述的一组侧壁照明器和所述的一组侧壁分束器形成多侧面检验装置的部分,其被配置成用于捕捉部件底表面的图像和/或部件侧壁的图像。3.根据权利要求1所述的装置,其中所述的一组侧壁照明器包括至少一对侧壁照明器,其中两个侧壁照明器相对于所述侧壁检验位置被相对于彼此相对地设置。4.根据权利要求1所述的装置,其中所述的一组侧壁分束器包括至少一对侧壁分束器,其相对于通过所述侧壁检验区域限定的轴线被相对地设置在所述侧壁检验区域的不同侧面上。5.根据权利要求4所述的装置,其中所述至少一对相对设置的侧壁分束器包括第一侧壁分束器和第二侧壁分束器,其中所述第一侧壁分束器被配置成用于传递穿过其中的具有第一光波长或第一光带宽的第一侧壁照明,并且所述第二侧壁分束器被配置成用于传递穿过其中的具有不同的第二光波长或第二光带宽的第二侧壁照明,其中所述第一侧壁分束器被配置成用于接收和重新定向来自第一部件侧壁的第一反射的侧壁照明和通过所述第二侧壁分束器传递的第二外来侧壁照明中的每一个,所述第二侧壁分束器已经行进跨越所述侧壁检验区域,并且其中所述第二侧壁分束器被配置成用于接收和重新定向来自第二部件侧壁的第二反射的侧壁照明和通过所述第一侧壁分束器传递的第一外来壁侧壁照明中的每一个,所述第一侧壁分束器已经行进跨越所述侧壁检验区域。6.根据权利要求5所述的装置,其还包括: 图像捕捉设备,其被配置成用于(a)在单个图像捕捉操作中捕捉单个图像,其包括对应于所述第一反射的侧壁照明和所述第二外来侧壁照明的第一图像区域,以及对应于所述第二反射的侧壁照明和所述第一外来侧壁照明的第二图像区域,并且(b)产生对应于所述单个图像的图像数据;以及 处理单元,其被配置成用于处理所述图像数据,使得对应于所述第二外来侧壁照明的像素值从对应于所述第一图像区域的图像数据被数字过滤,并且对应于所述第一外来侧壁照明的像素值从对应于所述第二图像区域的图像数据被数字过滤。7.根据权利要求1所述的装置,其中所述的一组侧壁照明器包括多个侧壁照明器,其中(a)每个侧壁照明器输出相同的光学中心波长或带宽的照明,或者(b)侧壁照明器的第一子集输出具有相对于由侧壁照明器的第二子集输出的照明不同的光学中心波长或带宽的照明。8.根据权利要求1所述的装置,其中所述的一组侧壁照明器内的侧壁照明器的特定子集可被选择性地激活,用于输出侧壁照明,而所述的一组侧壁照明器内的侧壁照明器的其它子集保持非激活。9.根据权利要求1所述的装置,其还包括明视野照明器和/或暗视野照明器,其被配置成用于朝底表面或设置在所述侧壁检验位置的部件的所述底表面和侧壁选择性地定向照明,其中所述部件侧壁在所述底表面和所述部件底表面之间延伸。10.根据权利要求9所述的装置,其还包括图像捕捉分束器,其被配置成用于 (a)接收由所述明视野照明器输出的照明,并且传递穿过其中的明视野照明; (b)接收从所述部件底表面和/或部件侧壁反射的明视野和/或暗视野的照明; (C)接收已经由所述的一组侧壁分束器重新定向的从部件侧壁反射的侧壁照明;以及 (d)重新定向对应于(b)和(C)的所接收的反射的照明沿光学路径朝向透镜组件。11.根据权利要求9所述的装置,其还包括被配置成接收由所述透镜组件输出的照明的图像捕捉设备。12.根据权利要求11所述的装置,其中所述图像捕捉设备包括单色图像传感器或彩色图像传感器。13.根据权利要求12所述的装置,其还包括部件固定器,所述部件固定器被配置成用于在所述侧壁检验位置或仅仅底表面检验位置选择性地定位部件,在所述位置,每个侧壁分束器之间的光学路径的部件隔断被避免。14.根据权利要求13所述的装置,其中所述部件固定器被配置成用于选择性地定位由此固定在所述侧壁检验区域内的多个侧壁检验位置的部件,所述侧壁检验位置包括第一侧壁检验位置和第二侧壁检验位置,在所述第一侧壁检验位置,部件中心点被定位成比侧壁分束器的不同的第二子集更靠近侧壁分束器的第一子集,在所述第二侧壁检验位置,所述部件中心点被定位成比侧壁分束器的所述第一子集更靠近侧壁分束器的所述第二子集。15.根据权利要求14所述的装置,其还包括控制单元,所述控制单元被配置成用于选择性地控制所述的一组侧壁照明器内的侧壁照明器的子集的激活,在所述检验区域内的一个或多个检验位置定位所述部件,以及通过所述图像传感器的部件表面的一个或多个图像的捕捉。16.一种用于部件检验的方法,其包括: 提供一组侧壁照明器,所述照明器被配置成用于在一个或多个中心波长或波长范围输出侧壁照明; 提供一组侧壁分束器,所述侧壁分束器被配置成用于接收由所述的一组侧壁照明器输出的侧壁照明; 在第一侧壁检验位置设置部件,使得部件侧壁至少部分地隔断所述的一组侧壁分束器内的各个侧壁分束器之间至少一些光学路径; 通过传递由穿过其中的所述的一组侧壁分束器接收的侧壁照明,朝部件侧壁定向由所述的一组侧壁照明器输出的侧壁照明; 当所述部件驻留在所述第一侧壁检验位置时,接收由在多个部件侧壁的所述的一组侧壁分束器输出的侧壁照明; 接收从在所述多个侧壁分束器的所述多个部件侧壁反射的侧壁照明;以及 沿对应于图像捕捉设备的光学路径重新定向由所述多个侧壁分束器接收的反射的侧壁照明。17.根据权利要求16所述的方法,其还包括朝部件的侧壁的第一子集选择性地定向侧壁照明,同时避免在第一图像捕捉操作期间朝部件侧壁的第二子集定向侧壁照明。18.根据权利要求17所述的方法,其还包括朝部件的侧壁的第二子集选择性地定向侧壁照明,同时避免在第二图像捕捉操作期间朝部件侧壁的第一子集定向侧壁照明。19.根据权利要求16所述的方法,其还包括: 捕捉第一图像,所述第一图像包括对应于部件侧壁的第一子集的像素区域;以及 捕捉第二图像,所述第二图像包括对应于部件侧壁的第二子集的像素区域。20.根据权利要求19所述的方法,其还包括通过将对应于部件侧壁的所述第一子集的所述第一图像的部分和对应于部件侧壁的所述第二子集的所述第二图像的部分数字地拼接在一起,产生合成图像。21.根据权利要求19所述的方法,其中当所述部件被设置在所述的一组侧壁分束器之间可限定的侧壁检验区域内的所述第一侧壁检验位置时,捕捉所述第一图像发生,并且当所述部件被设置在所述侧壁检验区域内的不同的第二侧壁检验位置时,捕捉所述第二图像发生。22.根据权利要求21所述的方法,其中当所述部件被设置在所述第一侧壁检验位置时,所述部件的中心点更靠近侧壁分束器的第一子集,并且当所述部件被设置在所述第二侧壁检验位置时,所述部件的所述中心点更靠近不同的第二组侧壁分束器。23.根据权利要求16所述的方法,其中所述侧壁照明包括第一侧壁照明和第二侧壁照明,并且所述反射的侧壁照明包括第一反射的侧壁照明和第二反射的侧壁照明,并且其中所述第一侧壁照明和所述第二侧壁照明显示不同的带宽限制的光波长范围,并且/或者所述第一反射的侧壁照明和所述第二反射的侧壁照明显示不同的带宽限制的光波长范围。24.根据权利要求23所述的方法,其还包括捕捉作为单个视图的图像,所述图像包括多个不同的像素区域,对应于不同的部件侧壁的每个像素区域,对应于至少两个不同带宽限制的光学路径范围中的一个的每个像素区域。25.根据权利要求24所述的方法,其还包括在捕捉所述图像之前执行波长分离的校准程序,所述波长分离的校准程序确定至少一个校准因素,其可被施加到对应于特定部件侧壁的像素区域,从而在所述捕捉的图像中有效地消除外来侧壁照明的影响。26.根据权利要求16所述的方法,其还包括: 当部件驻留在所述侧壁检验位置时,捕捉包括对应于至少两个部件侧壁的像素区域的至少一个图像; 将所述部件移位到仅仅底表面的检验位置,在所述位置避免每个侧壁分束器之间的光学路径的部件隔断; 当所述部件驻留在所述仅仅底表面检验位置时,朝所述部件的底表面定向明视野照明和/或暗视野照明;以及 捕捉对应于所述部件的所述底表面的图像。27.—种用于检验具有多个侧壁的部件的方法,所述侧壁包括沿第一轴线面对相对于彼此的相对方向的第一部件侧壁和第二部件侧壁,所述方法包括: 在多个侧壁分束器之间的侧壁检测区域内的侧壁检验位置定位所述部件,所述多个侧壁分束器包括沿所述第一轴线被设置在所述侧壁检验区域的相对侧面上的第一侧壁分束器和第二侧壁分束器; 通过所述多个侧壁分束器同时传递侧壁照明,使得所述第一部件侧壁和所述第二部件侧壁在不同的光学中心波长或不同的光学带宽分别接收其上的第一入射侧壁照明和第二入射侧壁照明; 在所述第一侧壁分束器接收(a)在第一入射侧壁照明到达其上或从其反射之后行进远离所述第一部件侧壁的第一反射的侧壁照明,以及(b)已经通过跨越所述侧壁检验区域的所述第二侧壁分束器传递的第二外来侧壁照明;在所述第二侧壁分速器接收(C)第二入射侧壁照明到达其上以及从其反射之后的行进远离所述第二部件侧壁的第二反射的侧壁照明,以及(d)已经通过跨越所述侧壁检验区域的所述第一侧壁分束器传递的第一外来侧壁照明; 朝图像捕捉设备重新定向所述第一反射的侧壁照明,所述第二外来侧壁照明,所述第二反射的侧壁照明,以及所述第一外来侧壁照明中的每一个; 在单个图像捕捉操作中捕捉作为单个图像的所述第一反射的侧壁照明和作为所述单个图像的第一区域的所述第二外来侧壁照明,以及作为所述单个图像的第二区域的所述第二反射的侧壁照明和所述第一外来侧壁照明; 产生对应于所述单个图像的图像数据;以及 处理所述图像数据,从而数字过滤像素值,其对应于来自所述单个图像的所述第一区域的所述第二外来侧壁照明,以及来自所述单个图像的所述第二区域的所述第一外来侧壁照明。
【文档编号】G01B11/30GK106062509SQ201480063423
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2014年11月20日
【发明人】阿曼努拉·阿杰亚拉里
【申请人】联达科技设备私人有限公司
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