CN209432714U - 一种用于缺陷检测的系统 - Google Patents

Abstract

本案为一种缺陷检测系统，用于检测至少部分透明的物体的缺陷，该系统包括：透射暗场照明器，用于照射至少部分透明的物体;透射式明场照明器，用于照亮电路;探测器;用于检测穿过至少部分透明的物体的光，以提供代表电路图像的检测信号;所述探测器包括至少一个成像装置和检测单元，该成像装置用于对所述至少部分透明的物体在透射暗场照明和/或透射式明场照明模式下进行成像扫描，所述检测单元用于检测穿过至少部分透明的物体的光以提供检测信号;控制器，连接所述探测器，且用于接收所述成像装置的图像数据以及所述检测单元获取的检测信号以检测缺陷，合理结合了透射暗场照明器、透射式明场照明器、探测器、控制器，使得检测的结果更为精准。

Description

一种用于缺陷检测的系统

技术领域

本实用新型涉及用于缺陷检测的系统，具体涉及一种使用透射暗场照明和透射明场照明进行缺陷检测的系统。

背景技术

在光刻制造过程中，通过紫外线辐射照射掩模，以便将图案压印到至少部分透明的物体上。一些掩模检查工具使用可见光检查掩模。每个光刻和检查过程的分辨率与在相应过程期间使用的辐射波长成反比。因此，在光刻工艺期间可以压印小的缺陷（相对于可见光的波长），同时在掩模检查工艺期间保持未检测到。

例如，如果在掩模中形成小针孔（缺少不透明材料），则穿过小针孔的透射明场光线被散射，从而仅导致不明显的透射明场光线部分被检测到。探测器。此外，透射明场照明增强了不被视为缺陷的各种现象（或被认为是应该忽略的可接受缺陷）。这些现象可以表示为掩模图像上的透射暗点（具有高灰度级的像素组）并且可以引起许多错误警报。这些现象可包括背景散射中心，例如灰尘，气泡和污染。

因此，检查过程可能会错过小的和子像素大小的缺陷，例如应该检测到的针孔和划痕。另外，纯透射明场照明不期望地增强了各种背景散射中心，例如灰尘，气泡，污染，从而引起误报警。因此，越来越需要提供用于缺陷检测的有效系统。

实用新型内容

为克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种检测结果更为精准的用于缺陷检测的系统。

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种缺陷检测系统，用于检测至少部分透明的物体的缺陷，该系统包括：透射暗场照明器，用于照射至少部分透明的物体;透射式明场照明器，用于照亮电路;探测器;用于检测穿过至少部分透明的物体的光，以提供代表电路图像的检测信号;所述探测器包括至少一个成像装置和检测单元，该成像装置用于对所述至少部分透明的物体在透射暗场照明和/或透射式明场照明模式下进行成像扫描，所述检测单元用于检测穿过至少部分透明的物体的光以提供检测信号;控制器，连接所述探测器，且用于接收所述成像装置的图像数据以及所述检测单元获取的检测信号以检测缺陷。

优选的是，所述的用于缺陷检测的系统，其中，所述成像装置包括用于收集光信号并将光信号转换为电信号的成像组件，所述成像组件包括线阵成像组件，所述线阵成像组件包括CCD线阵成像组件、CMOS线阵成像组件中的一种。

优选的是，所述的用于缺陷检测的系统，其中，所述成像装置的数量为多个，多个所述成像装置分别设置于所述至少部分透明的物体的上方和/或下方。

优选的是，所述的用于缺陷检测的系统，其中，所述至少部分透明的物体的透明部分包括平板透明材料或者表面粗糙、凹凸不平的异形透明材料，以及包括位于透明层上方和/或下方的不透明图案。

优选的是，所述的用于缺陷检测的系统，其中，所述控制器还用于确定至少一个透射明场照明器特性和至少一个透射暗场照明器特性，使得至少部分透明的物体的图像包括指示多个缺陷类型的像素，而代表至少一个要被忽略的现象的信息，同时能够滤除代表至少一个要忽略的现象的信息;其中，由透射明视场照明器照射至少部分透明的物体并且其中至少部分透明的物体位于其中，获得至少部分透明的物体的图像;以及检测穿过至少部分透明的物体的光，以提供代表电路图像的检测信号，并处理检测到的信号以检测缺陷。

优选的是，所述的用于缺陷检测的系统，其中，所述控制器用于确定所述透射暗场照明器的所述至少一个特性与所述透射式明场照明器的所述至少一个特性之间的关系，使得所述至少部分透明的物体图像包括代表至少部分透明的物体小缺陷的像素和代表至少部分透明的物体的大缺陷的像素，其中代表至少部分透明的物体的大缺陷的像素代表从气泡，划痕，灰尘和污染中选择的至少一种现象、并具有可在缺陷检测期间过滤掉的值。

优选的是，所述的用于缺陷检测的系统，其中，所述至少部分透明的物体的部分包括透明层和不透明图案，其限定大针孔和小针孔，当用透射光照射至少部分透明的物体时，进入大针孔的部分光线穿过大针孔以被所述成像组件探测，进入小针孔的透射明场光线在大角度范围内散射。

优选的是，所述的用于缺陷检测的系统，其中，所述控制器还用于确定以下中的一个或多个之间的关系：透射暗场和透射明场照明器的强度；透射亮场照明器和透射暗场照明器的光轴; 透射式明场照明器的辐射方向图和透射暗场照明器的辐射方向图，所述辐射方向图包括光束横截面的形状，光束宽度。

优选的是，所述的用于缺陷检测的系统，其中，所述电路包括玻璃或聚合物层的掩模，在玻璃或聚合物层上形成不透明图案。

优选的是，所述的用于缺陷检测的系统，其中，所述成像组件还包括一个或多个透镜，其将至少部分透明的物体的某个平面成像到检测器上。

本实用新型的有益效果：本案的系统结合了透射暗场照明器、透射式明场照明器、探测器;用于检测穿过至少部分透明的物体的光，以提供代表电路图像的检测信号、控制器，连接所述探测器，且用于接收所述成像装置的图像数据以及所述检测单元获取的检测信号以检测缺陷，使得检测的结果更为精准，大大降低了误报率。

附图说明

图1是本实用新型一实施例所述的用于缺陷检测的系统的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，本实施例提供了一种缺陷检测系统，用于检测至少部分透明的物体100的缺陷，该系统包括：透射暗场照明器1，用于照射至少部分透明的物体100;透射式明场照明器2，用于照亮电路;探测器3;用于检测穿过至少部分透明的物体100的光，以提供代表电路图像的检测信号;所述探测器3包括至少一个成像装置和检测单元，该成像装置用于对所述至少部分透明的物体100在透射暗场照明和/或透射式明场照明模式下进行成像扫描，所述检测单元用于检测穿过至少部分透明的物体100的光以提供检测信号;控制器4，连接所述探测器3，且用于接收所述成像装置的图像数据以及所述检测单元获取的检测信号以检测缺陷。应注意，通常一次照亮一个至少部分透明的物体部分;或者，可以一次照亮整个至少部分透明的物体。

上述缺陷检测表示可以帮助检测缺陷的一个或多个操作。缺陷检测可以包括在一个或多个电路中找到电路的一个或多个部分中的缺陷，可以涉及处理至少部分透明的对象的一个或多个部分的一个或多个图像等。注意，可以应用多个缺陷检测以便在电路的单个部分中发现缺陷。

下述“针孔”表示不存在不透明材料。它可以具有圆形形状，但不一定如此。针孔可以由不透明图案界定。相对于在缺陷检测期间使用的辐射的波长，细小（小）针孔是小的。

根据本实用新型的实施例，该缺陷检测系统的工作原理如下：透射明场透射照明器和透射暗场透射照明器用于照射至少部分透明的至少部分透明的物体。透射暗场透射照明器和透射亮场透射照明器被调谐，以便检测多种类型的缺陷并减少由于一种或多种现象被忽略而导致的错误警报。优选的，确定透射暗场光束和透射明场光束之间的相对强度以及附加地或替代地，角度关系，以便能够检测小（精细）和大（粗）缺陷，同时防止产生错误警报。由一种或多种现象，如气泡，灰尘和污染。

透射明场照明（也称为轴上照射）包括通过垂直于电路的透射明场光束照射这些电路，它们必须穿过这些电路。透射暗场照明（也称为离轴照射）包括通过相对于这些至少部分透明的物体部分的法线定向的透射暗场光束照射这些至少部分透明的物体部分。成像模块包括检测器，该检测器包括具有传感表面的传感器阵列（例如CCD阵列）。传感表面基本上平行于至少部分透明的物体部分。方便地，电路是包括玻璃或聚合物层的掩模，在玻璃或聚合物层上形成不透明（铬或乳液）图案。

成像装置包括用于收集光信号并将光信号转换为电信号的成像组件，所述成像组件包括线阵成像组件，所述线阵成像组件包括CCD线阵成像组件、CMOS线阵成像组件中的一种。

至少部分透明的物体100的部分包括透明层和不透明图案，其限定大（粗）针孔和小（细）针孔。当用透射光照射至少部分透明的物体时场光线中一些光线穿过大针孔以被成像组件探测，而进入小针孔的透射明场光线在大角度范围内散射。假设探测器3未检测到基本上不垂直于探测器的探测表面的光线。当用透射暗场光线11和12照射至少部分透明的物体100时，穿过大针孔的一些透射暗场光线不垂直于传感器阵列并且未被检测到。一些透射暗场光线进入小针孔，在法线方向上散射到至少部分透明的物体100，并由探测器3检测，以便影响电路的透射暗场图像。

在缺陷检测期间，将至少部分透明的对象部分的所谓光学图像投影到传感器阵列上。该光学图像由包括多个检测信号的灰度级图像表示。可以对灰度图像进行二值化以提供二值图像。

通过仅使用透射明场照明获得的至少部分透明的物体部分的灰度图像可以包括图案，大缺陷和诸如灰尘，气泡，划痕或污染的现象。仅使用透射明场照明获得的二值图像可以包括表示图案的白色背景上的黑色像素，尤其是诸如大针孔的相对大的缺陷。白色背景上的黑色像素还可以表示诸如灰尘，气泡，划痕或污染之类的现象，这些现象会衰减通过这些现象的光，使得接收的光强度低于二值化阈值。这些黑色像素可能会导致许多错误警报。通过仅使用透射暗场照明获得的至少部分透明的物体的灰度图像可包括图案边缘，小缺陷和诸如灰尘，气泡，划痕或污染的现象。仅使用透射暗场照明获得的二值图像可以包括黑色背景上的白色像素，其表示图案边缘和相对小的缺陷，其在基本上平行于法线的法线的方向上散射离轴透射暗场光线。黑色背景上的白色像素也可以表示诸如灰尘，气泡，划痕或污染等现象。通过设置透射暗场和透射明场透射照明器，例如以补偿透射亮场和透射暗场照明的获取的差异，获得至少部分透明的物体的混合灰度级图像。通常，透射暗场照明器的光强度高于透射亮场照明器的强度，因此虚拟地放大每个混合图像像素的透射暗场分量。因此，表示诸如灰尘，气泡和污染之类的现象的像素的放大的透射暗场分量导致这些像素超过二值化阈值并且在二值图像中显示为白色像素。缺陷检测分析可以容易地忽略这些白色像素，尤其是当这些像素不位于预期包括黑色图案像素的区域内时。因此，代表小缺陷的像素的放大的透射暗场分量超过二值化阈值并且表现为白色像素。当这些白色像素出现在预期包括图案像素的位置时，缺陷检测分析可以容易地将这些白色像素定义为缺陷，上述系统使得检测结果更为精准。

透射明场照明的光束21可用于仅显示规则图案（宏观，至少部分透明的物体），而小缺陷（各种宏观，至少部分透明的物体，如针孔，划痕和刻痕）不影响透射明场图像由于衍射效应。来自透射暗场照明的倾斜光束11和12穿过规则图案而没有偏角，并且在透射暗场图像中未被检测到。另一方面，倾斜光束11和12穿过小针孔，由于相同的衍射效应，它们被拒绝进入CCD阵列方向。透射明场和透射暗场照明为同一工件创建两个互补图像。透射明场图像包括关于规则图案和透射暗场图像的信息图提供了有关小缺陷的信息。两个图像形成混合图像。透射的明场图像透射亮度与所施加的照射和检测器（CCD阵列）响应成比例。透射暗场图像透射亮度，即由CCD阵列中的小缺陷形成的信号强度，取决于更多因素：所应用的照射功率，角度分布和光谱，缺陷尺寸和形式，数值成像光学器件孔径。透射明场和透射暗场照明的最佳组合应该是预定义和可控的，以均衡宏观-至少部分透明的物体（例如图案）和微观-至少部分透明的物体（例如小针孔）信号强度。

透射明场和透射暗场照明的组合减少可以仅通过使用透射明场照明引起的误报警，通过以下方法实现，位于透明基板的非掩模区域内的各种缺陷，例如划痕和空隙（以及未示出的气泡和灰尘）不应表现为缺陷。作为散射中心，这些缺陷在透射明场照明下在“白色”上呈现“黑色”，反之亦然，在透射暗场照射下“黑色”上呈现“白色”。透射明亮和透射暗场照明的适当组合将它们从包括透射明亮和透射暗场图像的混合图像中消除。因此，误报率大大降低。

成像装置的数量为多个，多个所述成像装置分别设置于所述至少部分透明的物体100的上方和/或下方。

至少部分透明的物体100的透明部分包括平板透明材料或者表面粗糙、凹凸不平的异形透明材料，以及包括位于透明层上方和/或下方的不透明图案。至少部分透明的物体可以是光刻掩模或印刷电路板，但也可以是其它满足至少部分透明的物体。

控制器4还用于确定至少一个透射明场照明器特性和至少一个透射暗场照明器1特性，使得至少部分透明的物体100的图像包括指示多个缺陷类型的像素，而代表至少一个要被忽略的现象的信息，同时能够滤除代表至少一个要忽略的现象的信息;其中，由透射明视场照明器照射至少部分透明的物体100并且其中至少部分透明的物体100位于其中，获得至少部分透明的物体100的图像;以及检测穿过至少部分透明的物体100的光，以提供代表电路图像的检测信号，并处理检测到的信号以检测缺陷。

控制器4用于确定所述透射暗场照明器1的所述至少一个特性与所述透射式明场照明器2的所述至少一个特性之间的关系，使得所述至少部分透明的物体100图像包括代表至少部分透明的物体100小缺陷的像素和代表至少部分透明的物体100的大缺陷的像素，其中代表至少部分透明的物体100的大缺陷的像素代表从气泡，划痕，灰尘和污染中选择的至少一种现象、并具有可在缺陷检测期间过滤掉的值。

至少部分透明的物体100的部分包括透明层和不透明图案，其限定大针孔和小针孔，当用透射光照射至少部分透明的物体100时，进入大针孔的部分光线穿过大针孔以被所述成像组件探测，进入小针孔的透射明场光线在大角度范围内散射。

控制器4还用于确定以下中的一个或多个之间的关系：透射暗场和透射明场照明器的强度；透射亮场照明器和透射暗场照明器1的光轴; 透射式明场照明器2的辐射方向图和透射暗场照明器1的辐射方向图，所述辐射方向图包括光束横截面的形状，光束宽度。

电路包括玻璃或聚合物层的掩模，在玻璃或聚合物层上形成不透明图案。

成像组件还包括一个或多个透镜，其将至少部分透明的物体100的某个平面成像到检测器上。

此外，需要说明的是，为了简化说明，未示出其他组件。这些组件可包括，例如，用于存储图像信息的存储器单元，电源，至少部分透明的物体加载机构和支撑并可任选地移动电路的至少部分透明的物体台。控制器4可以控制缺陷检测系统的各种组件的操作，并且还具有图像处理能力。本领域技术人员将理解，控制器4的控制模块可以与控制器4的图像处理模块分离。控制器4具有许多可以以分布方式，集中方式或其组合布置的组件。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种用于缺陷检测系统，用于检测至少部分透明的物体的缺陷，其特征在于，该系统包括：透射暗场照明器，用于照射至少部分透明的物体;透射式明场照明器，用于照亮电路;探测器;用于检测穿过至少部分透明的物体的光，以提供代表电路图像的检测信号;所述探测器包括至少一个成像装置和检测单元，该成像装置用于对所述至少部分透明的物体在透射暗场照明和/或透射式明场照明模式下进行成像扫描，所述检测单元用于检测穿过至少部分透明的物体的光以提供检测信号;控制器，连接所述探测器，且用于接收所述成像装置的图像数据以及所述检测单元获取的检测信号以检测缺陷。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述成像装置包括用于收集光信号并将光信号转换为电信号的成像组件，所述成像组件包括线阵成像组件，所述线阵成像组件包括CCD线阵成像组件、CMOS线阵成像组件中的一种。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述成像装置的数量为多个，多个所述成像装置分别设置于所述至少部分透明的物体的上方和/或下方。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述至少部分透明的物体的透明部分包括平板透明材料或者表面粗糙、凹凸不平的异形透明材料，以及包括位于透明层上方和/或下方的不透明图案。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述控制器还用于确定至少一个透射明场照明器特性和至少一个透射暗场照明器特性，使得至少部分透明的物体的图像包括指示多个缺陷类型的像素，而代表至少一个要被忽略的现象的信息，同时能够滤除代表至少一个要忽略的现象的信息;其中，由透射明视场照明器照射至少部分透明的物体并且其中至少部分透明的物体位于其中，获得至少部分透明的物体的图像;以及检测穿过至少部分透明的物体的光，以提供代表电路图像的检测信号，并处理检测到的信号以检测缺陷。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述控制器用于确定所述透射暗场照明器的所述至少一个特性与所述透射式明场照明器的所述至少一个特性之间的关系，使得所述至少部分透明的物体图像包括代表至少部分透明的物体小缺陷的像素和代表至少部分透明的物体的大缺陷的像素，其中代表至少部分透明的物体的大缺陷的像素代表从气泡，划痕，灰尘和污染中选择的至少一种现象、并具有可在缺陷检测期间过滤掉的值。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述至少部分透明的物体的部分包括透明层和不透明图案，其限定大针孔和小针孔，当用透射光照射至少部分透明的物体时，进入大针孔的部分光线穿过大针孔以被所述成像组件探测，进入小针孔的透射明场光线在大角度范围内散射。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述控制器还用于确定以下中的一个或多个之间的关系：透射暗场和透射明场照明器的强度；透射亮场照明器和透射暗场照明器的光轴; 透射式明场照明器的辐射方向图和透射暗场照明器的辐射方向图，所述辐射方向图包括光束横截面的形状，光束宽度。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述电路包括玻璃或聚合物层的掩模，在玻璃或聚合物层上形成不透明图案。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述成像组件还包括一个或多个透镜，其将至少部分透明的物体的某个平面成像到检测器上。