[发明专利]一种失焦图像识别定位方法及系统

说明书

本发明涉及一种失焦图像识别定位方法及系统，属于光刻技术领域，它解决了现有技术中图像对位精度低的问题。本失焦图像识别定位方法，包含如下步骤：S1、采集图像；S2、图像去噪；S3、图像去模糊；S4、将S3中识别和处理的图像生成匹配模板轮廓，为后续进行基于形状的目标匹配做准备；S5：根据模板的大小和清晰度的要求生成多层级的图像金字塔模型；S6、图像金字塔中自上而下逐层搜索模板图像，直到搜索到最底层或得到确定的匹配结果为止。本发明通过对失焦图像的去噪、去模糊，并利用金字塔模型生成匹配多层级的匹配模板，可有效提高视觉定位的精度。

技术领域

本发明属于光刻技术领域，涉及一种基于光刻定位时图像的识别定位方法及系统，特别涉及一种高精度失焦图像的识别定位方法及系统。

背景技术

激光直接成像技术(Laser direct imaging，LDI)，是利用CAM工作站输出的数据直接驱动激光直接成像装置，并在涂覆有光致抗蚀剂的电路板基底上进行图像成像(类似于激光光绘机在聚酯基底片上进行的图像成像)，接着进行显影便得到所要去的图像了，然后再进行蚀刻、去膜(除去剩下的光致抗蚀剂)，则得到在电路板所要求的铜导体图像了。显然，LDI不仅减少了底片制造和应用与保存维护等很多工序并使工艺简化的问题，而更重要的是消除了由于底片图像转移带来的PCB尺寸精度和误差问题。

在电路板制造中，对位问题包括单面对位、双面对位(side-to-side)和层间对位。如中国专利(公开号CN102262358A)公开的一种内层板双面对位装置和方法，其公开了内层板的对位方法，其公开了对位时通过图像采集装置采集对位点的方式实现双面对位。

而对位过程中，超高精度的机器视觉定位方法至关重要。例如，在激光直写式光刻机的曝光过程中，要求外层对位精度≤±12μm。这个精度数据不仅仅包括硬件系统的运动误差，也包括软件系统的识别误差，所以它对光刻前的PCB定位精度有极高要求。当前在PCB制造商普遍用于6030湿膜电路板的光刻对位图像是实心圆。虽然肉眼可以粗略看出Mark圆标的轮廓，但它的边缘不锐利，是缓慢变化的。对于高精度图像识别来说，噪点大而多、图像模糊、边缘不清会导致图行对位算法在在对位识别中抓不准对位需要的关键圆心数据，在重复对位时产生大幅跳动，从而无法向光刻系统反馈精准的Mark点位置导致识别精度丢失，最终导致光刻机无法进行正常光刻。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种对位精度高的视觉定位方法。

为了实现创新本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种失焦图像识别定位方法，包含如下步骤：

S1、采集图像；

S2、图像去噪：使用均值滤波减弱由于湿膜材质原因产生的大量团状颗粒噪声；

S3、图像去模糊：基于图像的灰度值进行边缘强化；

S4、将S3中识别和处理的图像生成匹配模板轮廓，为后续进行基于形状的目标匹配做准备；

S5：根据模板的大小和清晰度的要求生成多层级的图像金字塔模型；

S6、图像金字塔中自上而下逐层搜索模板图像，直到搜索到最底层或得到确定的匹配结果为止。

在上述的一种失焦图像识别定位方法中，所述的步骤S3中，通过图像膨胀和腐蚀从两个方面对图像进行失焦目标强化，将扩散的边缘变为阶梯式的强的不连续边缘，便于后续基于图像边缘的操作。

在上述的一种失焦图像识别定位方法中，所述的步骤S3中，图像处理方法满足微分方程：

其中，u表示在时间t₀＝0时像素的灰度值；ut表示在t₀＝t时像素的灰度值；s是一个基于传统canny边缘检测器的判决器，通过取值范围在{-1,0,1}的sign函数控制着膨胀和腐蚀在处理过程中的选择；