CN101600978A - 用于控制光束的角覆盖范围的设备和方法 - Google Patents

用于控制光束的角覆盖范围的设备和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101600978A
CN101600978A CNA2006800385667A CN200680038566A CN101600978A CN 101600978 A CN101600978 A CN 101600978A CN A2006800385667 A CNA2006800385667 A CN A2006800385667A CN 200680038566 A CN200680038566 A CN 200680038566A CN 101600978 A CN101600978 A CN 101600978A
Authority
CN
China
Prior art keywords
deflector
light
focusing element
area
movable transmissive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2006800385667A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101600978B (zh
Inventor
S·戴安娜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kang Dai Image Technology Program Ltd Hong Kong Co
Original Assignee
Camtek Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Camtek Ltd filed Critical Camtek Ltd
Publication of CN101600978A publication Critical patent/CN101600978A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101600978B publication Critical patent/CN101600978B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
    • G01N2021/8822—Dark field detection
    • G01N2021/8825—Separate detection of dark field and bright field
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
    • G01N2021/95676—Masks, reticles, shadow masks
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/9501—Semiconductor wafers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
    • G01N21/95684—Patterns showing highly reflecting parts, e.g. metallic elements

Abstract

一种用于控制光束的角覆盖范围的系统和方法。该方法包括：定义第一光束的不均匀角覆盖范围；响应于该定义改变第一可移动透射偏转器和第一光源之间的第一空间关系；指引来自第一光源的第一光束通过第一可移动透射偏转器以提供第一偏转光束；并且使用第一光聚焦元件聚焦第一偏转光束以提供聚焦在第一区域上的第一聚焦光束，该第一区域的特征在于位置与第一空间关系内的变化基本无关。

Description

用于控制光束的角覆盖范围的设备和方法
相关申请
本专利申请要求2005年8月26日提出的标题为“Variable AngleDiscontinues Illumination Device for Surface Inspection”的美国临时专利申请60/711428的优先权。
技术领域
本发明涉及用于控制光束的角覆盖范围的系统和方法，尤其用在检查电路的光学检查系统中。
背景技术
光学检查系统可通过照亮被检查的物体并且处理响应于照明生成的图像，检测被检查物体(例如，印刷电路板、晶片、掩膜和光掩膜)内的缺陷。
用于印刷电路板的光学检查系统必须区分材料。例如，这些系统必须区分用不同材料制成的绝缘体和导体。绝缘体和导电材料的每种组合需要特定的照明条件以便获得最好的图像对比度。
在最近十年期间，PCB工艺的特征是行/间隔密度增加。细行(高行/间隔密度)PCB缺陷检测应用由其它光学特性说明：即，相邻导体和绝缘体间隔的边缘之间的明显的多重内反射。这一事实使得细行应用严重依赖于所施加的照明的角度模式。高数值孔径(大于0.5)照明使得行更密集，而间隔更稀疏，从而将总体对比度抑制为零。
细小缺陷尤其是表面缺陷主要由它们的三维几何结构表示。为了很好地与它们的周围环境区分开，缺陷应被以具有强阴影效果的非常特殊的方式照明。
Chadwick的美国专利4877326和Katzir的美国专利5058982所述的连续均匀(“天棚”或“准lambertian”)照明模式提供了均匀的照明范围并且减弱了阴影效果，从而使得所有3D表面不规则性难以区分，这些专利并入此作为参考文献。为了提高缺陷与其周围环境之间的局部对比度，必须创建增强阴影效果的照明模式。这种效果需要角照明模式内具有不连续性(或强调制)。这种照明角度不连续性、简称为“孔洞”应受到控制以适合不同缺陷和表面反射特性的各种组合。
PCB照明的最佳角度模式与特定导体/绝缘体材料、行/间隔物理尺寸和将被检测的缺陷的类型有关。
为了检测以导体和绝缘体之间的不同材料和/或不同几何关系为特征的不同PCB缺陷，自动检查系统必须调节照明模式。
下面的美国专利中示出各种可变角度照明系统：Arnold的美国专利4893223、Conzola等人的美国专利5185638、Higgins等人的美国专利5984493、Lebens的美国专利6788411、Goldberg等人的美国专利6469784、Almogy等人的美国专利6853446，这些专利并入此作为参考文献。
需要提供一种有效的用于控制光束的角覆盖范围的系统和方法。
发明内容
一种用于控制光束的角覆盖范围的系统和方法。该方法包括：定义第一光束的不均匀角覆盖范围；响应于该定义改变第一可移动透射偏转器和第一光源之间的第一空间关系；指引来自第一光源的第一光束通过第一可移动透射偏转器从而提供第一偏转光束；并且用第一光聚焦元件聚焦第一偏转光束以提供聚焦在第一区域上的第一聚焦光束，该第一区域的特征在于位置与第一空间关系的变化基本无关。
一种用于控制光束的角覆盖范围的系统。该系统包括：第一光源、第一光聚焦元件；和第一可移动透射偏转器，该偏转器适于使源自第一光源的第一光束朝第一光聚焦元件偏转以提供第一偏转光束；其中第一光聚焦元件聚焦第一偏转光束以提供聚焦在第一区域上的第一聚焦光束，该第一区域的特征在于位置与第一可移动透射偏转器和第一光聚焦元件之间的第一空间关系的变化基本无关；并且其中第一聚焦光束的不均匀角覆盖范围由第一空间关系确定。
附图说明
从下文结合附图的详细说明中可更充分地理解本发明，在附图中：
图1示出根据本发明的一个实施例的系统；
图2示出根据本发明的另一个实施例的系统；
图3示出根据本发明的另一个实施例的系统；
图4示出根据本发明的另一个实施例的系统；
图5示出第一偏转器模块的位置与偏转光束的偏转角之间的示例性关系；
图6示出根据本发明的一个实施例的第一偏转器模块的位置和光束的入射角之间的示例性关系；
图7示出第二偏转器模块的位置与偏转光束的偏转角之间的示例性关系；
图8A-8E示出不同的坐标系，并且示出根据本发明的一个实施例的光束的示例性最大角强度等值线图；
图9是示出根据本发明的一个实施例的方法的流程图；并且
图10是示出根据本发明的一个实施例的方法的流程图。
具体实施方式
文中参照附图说明了仅作为示例的本发明的各个实施例。现在详细参照附图，强调图中所示的细节仅作为示例并且用于例证性地说明本发明的优选实施例，并且是为了提供被认为是最有用的且容易理解的对本发明的原理和概念方面的说明。在这点上，没有尝试比本发明的基础理解所必需的细节更详细地示出本发明的结构细节，结合附图做出的说明使得本发明的一些形式如何在实践中具体表现对于本领域技术人员来说是显而易见的。
图1示出根据本发明的一个实施例的系统8。
图1还示出包括x轴、y轴和z轴的虚拟坐标系。
系统8包括第一光源11、光聚焦元件16和第一可移动透射偏转器20，该偏转器20包括第一偏转器模块12和第二偏转器模块14。第一偏转器模块12被驱动器13沿y轴移动，而第二偏转器模块14、方便地第二偏转器模块14的一部分可被驱动器15沿x轴和z轴移动。
方便地，第一偏转器模块12(还被称为Y方向光偏转器)是非常靠近光源11的薄的空间变化的微棱镜。
第一光聚焦元件16从第一可移动透射偏转器20接收一个或多个偏转光束，并且聚焦该一个或多个偏转光束以提供被聚焦到第一区域17上的一个或多个聚焦光束。第一区域17可位于被检查电路的表面上。可通过相对于诸如第一光源11、光聚焦元件16和第一可移动透射偏转器20的各个元件移动被检查电路，可照亮被检查电路的选中部分(甚至整个被检查电路)。这种移动不会影响第一区域17和第一光源11之间的空间关系。
另外，第一光源11和第一偏转器模块12之间的紧密接近性减小甚至基本消除了由于第一可移动透射偏转器20相对于第一光源的移动而导致的第一区域17的位置改变。
在第一光源11和第一可移动透射偏转器20之间定义了第一空间关系。此空间关系可通过驱动器13和驱动器15改变。如随后的附图所示，第一可移动透射偏转器20、尤其是第一和第二偏转器模块12和14的位置定义了偏转光束的形状以及偏转光束与第一光聚焦元件16相互作用的位置。这些参数定义了聚焦光束的偏转角以及形状。
应注意，光束的角覆盖范围包括光束定向(三维入射角)以及光束的形状。当使用多个光源、可移动透射偏转器和光聚焦元件时，它们可设置成使多个光束基本指向相同区域，从而提供如图8中提供的不同示例内所示的复杂照明模式。
还应注意，入射角的可能范围由可移动透射元件的数值孔径、第一光聚焦元件的数值孔径和这些元件的相对位置确定。
第一光源11和第一光聚焦元件16的数值孔径被选择为可提供较窄或较宽的聚焦光束，但是没有提供“天棚”照明。
驱动器15和13可容易和迅速地移动第一和第二偏转器模块12和14，从而使得可迅速改变光束的角覆盖范围。
因此，在电路的扫描期间，聚焦光束的形状和入射角可改变。驱动器可以是非常精确的线性电动机。
图2示出根据本发明的另一个实施例的系统28。
系统28包括第一光源21、第一可移动透射偏转器22和第一光聚焦元件24。
第一光源21是点状光源，其可以是单个发光二极管(LED)、可以从光纤输出或者可通过针孔传播。
第一可移动透射偏转器22是空间变化的透镜，如可沿x-y平面移动的菲涅耳透镜。
菲涅耳透镜包括以不同光学特性为特征的阶梯状缩进。圆形菲涅耳透镜可包括多个同心圆形凹槽(还被称为菲涅耳区域)，每个凹槽的特征为具有不同的曲率或斜率。线菲涅耳透镜包括一组线性缩进。每个菲涅耳透镜以不同的偏转角偏转光。因此，通过改变菲涅耳透镜22相对于第一光源21的相对位置，偏转光束的偏转角改变。
为了简化说明，移动第一可移动透射偏转器22的驱动器未被示出。第一光聚焦元件24包括两个透明平行透镜。
光束26由第一光源21生成，并且被第一可移动透射偏转器22偏转以提供偏转光束(具有偏转角Θ)27，该光束27然后被第一光聚焦元件24聚焦以提供聚焦光束29。
图3示出根据本发明的另一个实施例的系统38。
系统38包括第一光源31、第一可移动透射偏转器40和第一光聚焦元件33。
第一光源31是线(线状)光源。其可包括一行LED、光纤的线性阵列、后面有线性槽的光源等等。
第一光聚焦元件33是椭圆柱面反射镜，其具有位于与第一光源31的位置基本一致的位置处的第一聚焦线和位于与第一区域37的位置一致的位置处的第二聚焦线。
第一可移动透射偏转器40包括第一可移动透射偏转器32(还被称为y轴偏转器模块)和第二偏转器模块34(还被称为x-z轴偏转器模块)。
图3示出两个偏转光束35和39，以及对应于该偏转光束的两个聚焦光束35’和39’。方便地，当第一可移动透射偏转器40位于特定位置时生成聚焦光束35’，并且当第一可移动透射偏转器40位于另一位置时生成聚焦光束39’。聚焦光束39’的入射角与光束35’的入射角不同。
第一偏转器模块32可以是菲涅耳透镜。菲涅耳透镜的中心部分使得光束可通过而不会弯曲(如图5A所示，零偏转角)。如图5B和5C所示，当光束传播通过菲涅耳透镜的距菲涅耳透镜的中心部分更远的部分时，偏转角增加。上下移动菲涅耳透镜32(沿y轴)使光束以不同偏转角偏转。方便地，菲涅耳透镜32非常薄，并且非常靠近第一光源31。
图6A-6C示出第一偏转器模块32的位置和照亮第一区域37的聚焦光束的角覆盖范围之间的关系。聚焦光束的角覆盖范围由两个角度定义：入射角和角宽度ω。为了简化说明，此附图中省略了第二偏转器模块34。
图6A示出其中来自第一光源31的光束通过菲涅耳透镜的中心点而没有偏转的情况。发射的光束的部分61在圆弧扇区Ra上指向第一光聚焦元件33，并且最终聚焦在第一区域37上。聚焦光束62的特征为宽度ωa和入射角
Figure A20068003856600112
以及聚焦元件33的工作距离Ha，它与特定扇区Ra有关。
图6B示出其中来自第一光源31的光束通过菲涅耳透镜32的下部位置的情况。发射的光束的部分64在圆弧扇区Rb上指向第一光聚焦元件33，并且最终聚焦在第一区域37上。聚焦光束65的特征为宽度ωb和入射角
Figure A20068003856600113
以及聚焦元件33的工作距离Hb，它与特定扇区Rb有关。
图6C示出其中来自第一光源31的光束通过菲涅耳透镜32的上部位置的情况。发射的光束的部分66在圆弧扇区Rc上指向第一光聚焦元件33，并且最终聚焦在第一区域37上。聚焦光束67的特征为宽度ωc和入射角
Figure A20068003856600121
以及聚焦元件33的工作距离Hc，它与特定扇区Rc有关。
图6A-6C示出聚焦元件33上的圆弧扇区与工作距离H、以及对应的入射角和角宽度之间的几何关系：Ra＞Rb＞Rc，Ha＞Hb＞Hc，ωa＞ωb＞ωc，以及
Figure A20068003856600122
图6A-6C示出利用偏转元件32和聚焦元件33的光学组合的聚焦光束的角度控制。
返回参照图3，第二偏转器模块34包括一对柱面小透镜阵列34(1)和34(2)。如图7A-7C所示，一个柱面小透镜阵列34(1)相对于第二个柱面小透镜阵列34(2)的相对位置定义了光束的偏转角以及分裂角。为了简化说明，图7A不包含第一偏转器模块32，并且指向这对柱面小透镜阵列的光束被准直。
图7A示出其中第一和第二柱面小透镜阵列34(1)和34(2)相互平行(dx＝0)，并且它们之间的距离等于第一和第二柱面小透镜阵列34(1)和34(2)内的每对对应的小透镜的焦距(f34(1)和f34(2))之和的情况。在数学表述方面，dz＝f34(1)+f34(2)-dz应被添加到附图中。
在此情况下，正交于第一柱面小透镜阵列34(1)传播的准直光束穿过第一和第二柱面小透镜阵列34(1)和34(2)而没有偏转。
图7B示出其中第一和第二柱面小透镜阵列34(1)和34(2)相互平行(dx＝0)但是基本相互接触(dx＝0，dz＝0)的情况。在此情况下，正交于第一柱面小透镜阵列34(1)传播的准直光束被第二柱面小透镜阵列34(2)发散。
图7C示出其中第一和第二柱面小透镜阵列34(1)和34(2)之间的距离(dz)等于第一和第二柱面小透镜阵列的焦距之和并且dx＞0的情况。在此情况下，通过第一柱面小透镜阵列34(1)的小透镜34(1，k)的小光束朝第二柱面小透镜阵列34(2)的两个小透镜34(2，k-1)和34(2，k)传播，使得通过小透镜34(1，k)的光束被分裂成两个偏转光束。
应注意，可通过使第二柱面小透镜阵列34(2)相对于第一柱面小透镜阵列34(1)具有不同的dx和dz位移生成不同的偏转模式。
应注意，发明人使用静止的第一柱面小透镜阵列34(1)和可移动的第二柱面小透镜阵列34(2)，但是并不是必须如此。
第一柱面小透镜阵列34(1)非常靠近第一光源31。第二柱面小透镜阵列34(2)可沿z轴和x轴独立地移动。
平移dx和dz确定了一个或多个偏转光束的偏转模式(例如，宽度和分裂方式)。偏转使聚焦光束角覆盖范围具有不连续性。应注意，如果光源提供了类准直光束，则可提供偏转光束的更宽的调制。
图4示出根据本发明的另一个实施例的系统48。
系统48包括两个暗场照明路径和一个单个的明场照明路径。第一区域47被三个光束61、62和63照亮，并且它们的强度彼此相加(通过叠加)。
不同的照明路径共用一个单个的会聚路径。应注意，路径的数量以及它们的类型可改变而不会背离本发明的范围。
第一暗场照明路径包括诸如第一光源31的线光源、诸如第一椭圆柱面反射镜33的第一光聚焦元件、以及包含第一偏转器模块32和第二偏转器模块34的第一可移动透射偏转器，该第二偏转器模块34继而包括第一对柱面小透镜阵列34(1)和34(2)。第一暗场照明路径将第一聚焦光束指引到第一线性区域47上。
第二暗场照明路径包括诸如第二光源31’的线光源、诸如第二椭圆柱面反射镜33’的第二光聚焦元件、以及包含第三偏转器模块32’和第四偏转器模块34’的第二可移动透射偏转器，该第四偏转器模块34’继而包括一对柱面小透镜阵列34’(1)和34’(2)。第二暗场照明路径将第二聚焦光束指引到可位于第一线性区域附近的第二线性区域上。图4示出与第一线性区域47重叠的第二线性区域。
第一和第二暗场路径相对于第一线性区域47对称(但是，这些路径也可以不对称)，而第一和第二椭圆柱面反射镜33和33’相互平行并且相互略微隔开一段距离，从而限定了第三(明场)聚焦光束以及偏转和反射光束可通过其中的间隙。
明场照明路径包括诸如第三光源41的线光源、诸如第三椭圆柱面反射镜43的第三光聚焦元件、光束分离器45和包含第五偏转器模块44的第三可移动透射偏转器。第一偏转模块44包括一对柱面小透镜阵列44(1)和44(2)。来自第三光源41的第三线光束被第五偏转器模块44选择性地发散或分裂。一个或多个(如果分裂的话)第三偏转光束朝第三椭圆柱面反射镜43传播，然后聚焦在光束分离器45上。光束分离器45使第三聚焦光束指向可与第一区域47重叠的第三区域。通过改变第一到第五偏转模块的位置，可实现宽范围的不均匀角覆盖范围。
基本正交于第一线性区域47的从第一线性区域47散射的光(响应于第一和第二聚焦光束)和从第一线性区域47反射的光(响应于第三聚焦光束)通过椭圆柱面反射镜33和33’之间的间隙传播，穿过光束分离器45，并且由设置在成像透镜45下游方向上的检测器52检测，该成像透镜50使第一线性区域在检测器52上成像。
发明人使用具有34.5mm的长轴和17mm的短轴的第一和第二椭圆柱面反射镜33和33’，以及半径为110mm的第三椭圆柱面反射镜43。第一和第三偏转器模块31和31’是焦距为12.7mm且通光孔径为12mm的菲涅耳透镜。它们在±5.5mm的范围内沿y轴移动，步进解析度为0.1mm而菲涅耳透镜的厚度为1.5mm。第二和第四偏转器模块包括成对的小透镜阵列，其中小透镜曲率半径为2.5mm并且其厚度为2mm。
本领域技术人员应理解，这些数字仅是示例性的。
图8E示出了入射光束的方位角α和天顶角β之间的关系以及它们在包含X轴、Y轴和Z轴的笛卡尔坐标系上的投影之间的关系。入射光向量在笛卡尔坐标系内用其投影X_angle和Y_angle表示。在数学方面，X_angle＝sinβ＊sinα，并且Y_angle＝β＊cosα。
图8A-8D示出根据本发明的一个实施例的在上述笛卡尔坐标系的虚x-y角平面中的入射光向量的示例性最大光强度等值线图。
这些最大光强度等值线图使用系统诸如图4的系统48生成。应注意，尽管图6A-6C示出第一光源31和菲涅耳透镜32之间的各种空间关系，但是可在第二光源31’和菲涅耳透镜32’之间保持这些空间关系。还应注意，尽管图7A-7C示出小透镜阵列34(1)和34(2)之间的空间关系，但是然后可在小透镜阵列34’(1)和34’(2)之间以及小透镜阵列44(1)和44(2)之间保持相同空间关系。
图8A示出相互平行并且稍微地相互远离的三个水平窄长椭圆形光点81-83。此最大光强度等值线图是通过使用具有范围在0.15和0.2之间的数值孔径的三个线光源，(沿y轴)提升第一和第三偏转器模块32和32’(以便被定位在图6B所示的位置处)并且在柱面小透镜阵列34(1)和34(2)之间、柱面小透镜阵列34’(1)和34’(2)之间以及柱面小透镜阵列44(1)和44(2)之间提供零x轴位移和零z轴位移(dz＝0，dx＝0)实现的。
图8B示出比图8A的光点81-83更宽且更短的两个水平椭圆形光点84和85。光点84和85相互平行并且稍微地相互远离。此最大光强度等值线图是通过使用具有范围在0.3和0.35之间的数值孔径的三个线光源，(沿y轴)稍微提升第一和第三偏转器模块32和32’(以便被定位在图6A所示的位置处)并且在柱面小透镜阵列34(1)和34(2)之间、柱面小透镜阵列34’(1)和34’(2)之间以及柱面小透镜阵列44(1)和44(2)之间提供非零x轴位移和非零z轴位移实现的。这些小透镜阵列的相对位置如图7C所示。
图8C示出十字形光点86。此最大光强度等值线图是通过使用具有范围在0.15和0.2之间的数值孔径的三个线光源，(沿y轴)稍微提升第一和第三偏转器模块32和32’(以便被定位在图6A所示的位置处)并且在柱面小透镜阵列34(1)和34(2)之间以及柱面小透镜阵列34’(1)和34’(2)之间提供零x轴位移和等于一对小透镜阵列的焦距之和的非零z轴位移(dx＝0，dz＝F34(1)+F34(2))实现的。这些小透镜阵列的相对位置如图7A所示。在柱面小透镜阵列44(1)和44(2)之间提供零x轴位移和零z轴位移。
图8D示出环形光点87。此最大光强度等值线图是通过使用具有范围在0.3和0.35之间的数值孔径的三个线光源，(沿y轴)稍微提升第一和第三偏转器模块32和32’(以便被定位在图6A所示的位置处)并且在柱面小透镜阵列34(1)和34(2)之间以及柱面小透镜阵列34’(1)和34’(2)之间提供零x轴位移和零z轴位移(dx＝0，dz＝0)实现的。这些小透镜阵列的相对位置如图7A所示。在柱面小透镜阵列44(1)和44(2)之间提供零x轴位移和零z轴位移。在柱面小透镜阵列44(1)和44(2)之间提供非零x轴位移和非零z轴位移(dz和dx不是零)。柱面小透镜阵列的相对位置如图7C内所示。
图9是示出根据本发明的一个实施例的方法300的流程图。
方法300从步骤310开始，步骤310定义了第一聚焦光束的不均匀角覆盖范围。
此定义可响应于被第一聚焦光束扫描的被检查物体的预计结构，预计缺陷、先前检测到的缺陷等等。
步骤310之后是步骤320，步骤320响应于该定义改变第一可移动透射偏转器和第一光源之间的第一空间关系。
步骤320可非常迅速地执行。如果物体例如电路被扫描，则可在扫描该物体期间改变空间关系。
方便地，步骤320包括至少一个以下步骤：(i)沿至少一个轴移动空间变化的微棱镜阵列，如菲涅耳透镜，(ii)移动第一偏转器模块和第二偏转器模块，(iii)移动菲涅耳透镜，或者(iv)移动第一可移动透射偏转器内包含的一对微透镜阵列中的第一微透镜阵列。
方便地，第一偏转器模块的移动影响光束的角覆盖范围的第一轴向横截面，并且第一偏转器模块的移动影响光束的角覆盖范围的第二轴向横截面。
步骤320之后为步骤340，该步骤340指引来自第一光源的第一光束通过第一可移动透射偏转器以提供第一偏转光束。
步骤340之后为步骤350，步骤350使用第一光聚焦元件将第一偏转光束聚焦在第一区域上，该第一区域的特征在于其位置与它们之间的第一空间关系的改变基本无关。
方便地，步骤350包括使用椭圆柱面反射镜将第一偏转光束聚焦在第一聚焦线上。
步骤350之后为步骤360，步骤360检测从第一区域散射或反射的光。检测角由会聚路径的光学特性(数值孔径、相对于照明路径的位置)确定。
方便地，步骤340包括将第一光束转换成多个偏转光束；并且步骤350包括将多个第一偏转光束聚焦在第一区域上。
图10是示出根据本发明的另一个实施例的方法301的流程图。
方法301与方法300的不同之处在于包括额外的步骤321、341和351，以及包括步骤311和361而不是步骤310和360。
步骤311包括定义多个聚焦光束的不均匀角覆盖范围。
步骤321包括响应于该定义改变第二可移动透射偏转器和第二光源之间的第二空间关系。
步骤341包括指引来自第二光源的第二光束通过第二可移动透射偏转器以提供第二偏转光束。
步骤341之后为步骤351，步骤351使用第二光聚焦元件将第二偏转光束聚焦在第二区域上，第二区域的特征在于其位置与它们之间的第二空间关系基本无关。第二区域可与第一区域至少部分重叠。
步骤351之后为步骤361，步骤361检测从第一和第二区域散射或反射的光。检测角由会聚路径的光学特性(数值孔径、相对于照明路径的位置)确定。
尽管已经结合本发明的特定实施例说明了本发明，但是很明显，许多替换、修改和变型对于本领域技术人员来说都是显而易见的，因此本发明将包含落在所附权利要求的精神和宽范围内的所有这些替换、修改和变型。

Claims (35)

1.一种用于控制光束的角覆盖范围的系统，该系统包括：
第一光源；
第一光聚焦元件；和
第一可移动透射偏转器，该偏转器适于使源自第一光源的第一光束朝第一光聚焦元件偏转以提供第一偏转光束；
其中第一光聚焦元件聚焦第一偏转光束以提供聚焦在第一区域上的第一聚焦光束，该第一区域的特征在于位置与第一可移动透射偏转器和第一光聚焦元件之间的第一空间关系的变化基本无关；并且
第一聚焦光束的不均匀角覆盖范围由第一空间关系确定。
2.根据权利要求1的系统，其中所述第一可移动透射偏转器是可沿至少一个轴移动的空间变化的微棱镜阵列。
3.根据权利要求1的系统，其中所述第一可移动透射偏转器包括第一偏转器模块和第二偏转器模块。
4.根据权利要求3的系统，其中所述第一偏转器模块适于沿第一个轴移动，而第二偏转器模块适于沿与第一个轴交叉的第二个轴移动。
5.根据权利要求3的系统，其中所述第一偏转器模块适于确定光束的角覆盖范围的第一轴向横截面，而第二偏转器模块适于确定光束的角覆盖范围的第二轴向横截面。
6.根据权利要求2的系统，其中所述空间变化的棱镜阵列是菲涅耳透镜。
7.根据权利要求3的系统，其中所述第二偏转器模块包括可彼此相对移动的两个微透镜阵列。
8.根据权利要求1的系统，还包括适于接收从第一区域反射或散射的光的检测器。
9.根据权利要求1的系统，其中所述第一光聚焦元件是将偏转光束聚焦在第一聚焦线上的椭圆柱面反射镜。
10.根据权利要求1的系统，其中所述第一可移动透射偏转器适于将第一光束转换成多个偏转光束；其中所述第一光聚焦元件将多个第一偏转光束聚焦在第一区域上。
11.根据权利要求1的系统，其中所述系统还包括适于控制光束的角覆盖范围的快速改变的控制器。
12.根据权利要求1的系统，其中所述第一可移动透射偏转器是薄的，并且被设置成靠近第一光源。
13.根据权利要求1的系统，还包括：第二光源、第二光聚焦元件和第二可移动透射偏转器，该第二可移动透射偏转器适于朝第二光聚焦元件偏转源自第二光源的第二光束以提供第二偏转光束；其中第二光聚焦元件聚焦第二偏转光束以提供聚焦在第二区域上的第二聚焦光束，第二区域的特征在于位置与第二可移动透射偏转器和第二光聚焦元件之间的第二空间关系的变化基本无关；并且第二聚焦光束的不均匀角覆盖范围由第二空间关系确定。
14.根据权利要求12的系统，其中所述第一光源、第一光聚焦元件和第一可移动透射偏转器定义了暗场照明路径，并且其中所述第二光源、第二光聚焦元件和第二可移动透射偏转器定义了明场照明路径。
15.根据权利要求1的系统，其中该系统还适于响应于物体的预计缺陷确定第一可移动透射偏转器的位置。
16.根据权利要求1的系统，其中该系统还适于响应于物体的先前检测到的缺陷确定第一可移动透射偏转器的位置。
17.根据权利要求1的系统，其中所述第一可移动透射偏转器是可沿两个轴移动的空间变化的微棱镜阵列。
18.根据权利要求17的系统，其中所述第一可移动透射偏转器是包括多个同心圆凹槽的圆形菲涅耳透镜。
19.根据权利要求17的系统，其中所述第一光聚焦元件包括至少一个透明透镜。
20.根据权利要求17的系统，其中所述第一光源是点状光源。
21.一种用于控制光束的角覆盖范围的方法，该方法包括：
定义第一光束的不均匀角覆盖范围；
响应于该定义改变第一可移动透射偏转器和第一光源之间的第一空间关系；
指引来自第一光源的第一光束通过第一可移动透射偏转器以提供第一偏转光束；并且
使用第一光聚焦元件聚焦第一偏转光束以提供聚焦在第一区域上的第一聚焦光束，该第一区域的特征在于位置与第一空间关系的变化基本无关。
22.根据权利要求21的方法，其中所述改变包括沿至少一个轴移动空间变化的微棱镜阵列。
23.根据权利要求21的方法，其中所述改变包括移动第一偏转器模块和第二偏转器模块。
24.根据权利要求23的方法，其中所述第一偏转器模块的移动影响光束的角覆盖范围的第一轴向横截面，而所述第二偏转器模块的移动影响光束的角覆盖范围的第二轴向横截面。
25.根据权利要求21的方法，其中所述改变包括移动空间变化的微棱镜阵列。
26.根据权利要求21的方法，其中所述改变包括移动第一可移动透射偏转器内包含的一对微棱镜阵列中的第一微棱镜阵列。
27.根据权利要求21的方法，还包括检测从第一区域散射或反射的光。
28.根据权利要求21的方法，其中所述聚焦包括使用透明柱面反射镜将第一偏转光束聚焦在第一聚焦线上。
29.根据权利要求21的方法，其中所述指引包括将第一光束转换成多个偏转光束；并且所述聚焦包括将多个第一偏转光束聚焦在第一区域上。
30.根据权利要求21的方法，其中所述改变包括快速改变所述第一空间关系。
31.根据权利要求21的方法，还包括：定义第二光束的不均匀角覆盖范围；响应于该定义改变第二可移动透射偏转器和第二光源之间的第二空间关系；指引来自第二光源的第二光束通过第二可移动透射偏转器以提供第二偏转光束；并且使用第二光聚焦元件聚焦第二偏转光束以提供聚焦在第二区域上的第二聚焦光束，该第二区域的特征在于位置与第二空间关系内的变化基本无关。
32.根据权利要求31的方法，还包括检测来自第二区域的反射光和检测来自第一区域的散射光。
33.根据权利要求21的方法，其中所述定义响应于物体的预计缺陷的至少一个特性。
34.根据权利要求21的方法，其中所述定义响应于物体的先前检测到的缺陷的至少一个特性。
35.根据权利要求21的方法，其中该方法还包括扫描检查对象。
CN2006800385667A 2005-08-26 2006-08-16 用于控制光束的角覆盖范围的设备和方法 Active CN101600978B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US71142805P 2005-08-26 2005-08-26
US60/711,428 2005-08-26
PCT/IL2006/000951 WO2007023487A2 (en) 2005-08-26 2006-08-16 Device and method for controlling an angular coverage of a light beam

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101600978A true CN101600978A (zh) 2009-12-09
CN101600978B CN101600978B (zh) 2012-09-05

Family

ID=37772019

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2006800385667A Active CN101600978B (zh) 2005-08-26 2006-08-16 用于控制光束的角覆盖范围的设备和方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20110199764A1 (zh)
EP (1) EP1934641A2 (zh)
CN (1) CN101600978B (zh)
TW (1) TWI393873B (zh)
WO (1) WO2007023487A2 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104584137A (zh) * 2012-07-05 2015-04-29 美国科技工程公司 角度可变的准直器

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
HUP0900142A2 (en) * 2009-03-06 2010-10-28 3Dhistech Kft Method and arrangement for dark-field and bright-field digitalization of sample with or without visible dyestuft in transmitted light
US9885671B2 (en) 2014-06-09 2018-02-06 Kla-Tencor Corporation Miniaturized imaging apparatus for wafer edge
US9645097B2 (en) 2014-06-20 2017-05-09 Kla-Tencor Corporation In-line wafer edge inspection, wafer pre-alignment, and wafer cleaning
US9989480B2 (en) * 2015-04-21 2018-06-05 Camtek Ltd. Inspection system having an expanded angular coverage
CN110346381B (zh) * 2019-08-12 2022-03-08 衡阳师范学院 一种光学元件损伤测试方法及装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6017044B2 (ja) * 1979-07-23 1985-04-30 株式会社日立製作所 印刷配線板のパタ−ン検査装置
US4650333A (en) * 1984-04-12 1987-03-17 International Business Machines Corporation System for measuring and detecting printed circuit wiring defects
US5774573A (en) * 1984-12-20 1998-06-30 Orbotech Ltd. Automatic visual inspection system
US4795911A (en) * 1986-02-14 1989-01-03 Canon Kabushiki Kaisha Surface examining apparatus for detecting the presence of foreign particles on the surface
US4801810A (en) * 1987-07-13 1989-01-31 Gerber Scientific, Inc. Elliptical reflector illumination system for inspection of printed wiring boards
US5058982A (en) * 1989-06-21 1991-10-22 Orbot Systems Ltd. Illumination system and inspection apparatus including same
CN2156522Y (zh) * 1993-05-28 1994-02-16 龙品 用于激光显示的二元光学器件
US6122048A (en) * 1994-08-26 2000-09-19 Pressco Technology Inc. Integral field lens illumination for video inspection
US5617209A (en) * 1995-04-27 1997-04-01 View Engineering, Inc. Method and system for triangulation-based, 3-D imaging utilizing an angled scaning beam of radiant energy
US5690417A (en) * 1996-05-13 1997-11-25 Optical Gaging Products, Inc. Surface illuminator with means for adjusting orientation and inclination of incident illumination
JPH10221273A (ja) * 1997-02-10 1998-08-21 Konica Corp 導光部材、光検出装置、欠陥検査装置
US6084663A (en) * 1997-04-07 2000-07-04 Hewlett-Packard Company Method and an apparatus for inspection of a printed circuit board assembly
US6633376B1 (en) * 1998-08-10 2003-10-14 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Apparatus for inspecting a printed circuit board
US6633338B1 (en) * 1999-04-27 2003-10-14 Gsi Lumonics, Inc. Programmable illuminator for vision system
IL131284A (en) * 1999-08-05 2003-05-29 Orbotech Ltd Illumination for inspecting surfaces of articles
US6686602B2 (en) * 2002-01-15 2004-02-03 Applied Materials, Inc. Patterned wafer inspection using spatial filtering
JP3914819B2 (ja) * 2002-05-24 2007-05-16 オリンパス株式会社 照明装置及び画像投影装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104584137A (zh) * 2012-07-05 2015-04-29 美国科技工程公司 角度可变的准直器
CN104584137B (zh) * 2012-07-05 2017-05-10 美国科技工程公司 角度可变的准直器

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007023487A3 (en) 2009-04-30
TW200732645A (en) 2007-09-01
EP1934641A2 (en) 2008-06-25
TWI393873B (zh) 2013-04-21
CN101600978B (zh) 2012-09-05
WO2007023487A2 (en) 2007-03-01
US20110199764A1 (en) 2011-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4867570A (en) Three-dimensional information processing method and apparatus for obtaining three-dimensional information of object by projecting a plurality of pattern beams onto object
CN101600978B (zh) 用于控制光束的角覆盖范围的设备和方法
JPH05126748A (ja) 光学検査装置
AU2003286237B2 (en) Structured light projector
CN102007513A (zh) 用于检查物体的设备和方法
KR102272438B1 (ko) 조명 시스템, 조명 시스템을 구비한 검사 도구, 및 조명 시스템 동작 방법
JP5018657B2 (ja) 照明装置および画像読取装置
JP4241335B2 (ja) 線状照明装置
JP3898392B2 (ja) 座標入力装置
CN1342921A (zh) 并行处理式光学测距仪
CN109540899A (zh) 检查装置及检查方法
JP2004233189A (ja) 照明装置及び検査装置
CN1448043A (zh) 用于带引线的集成电路的三维检测
JP2006242814A (ja) 表面検査装置
US20020180959A1 (en) Optical system for detecting surface defects and disk tester and disk testing method utilizing the same optical system
JP2939386B2 (ja) 塗装面の平滑性測定装置
CN111290061B (zh) 光学扩散片、光源装置及距离测量装置
JP2009097941A (ja) 形状測定装置および表面状態測定装置
JP2000097864A (ja) 外観検査用投光装置
KR20040053375A (ko) 외관검사장치
US11521826B2 (en) Optical height detection system
US10520157B2 (en) Laser based light source with tailored illumination pattern
JPH11242002A (ja) 観測装置
JP2009097940A (ja) 形状測定装置
JP2006276756A (ja) 異物検査装置及び方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20180907

Address after: Hongkong, Tongluowan, China

Patentee after: Kang Dai image technology program Limited Hong Kong Company

Address before: Israel Migdal Emek

Patentee before: Camtek Ltd.

TR01 Transfer of patent right