(57)【要約】  画像化すべき微細な特徴を有する概して平面的なワークの高解像度処理の為の装置であって、概して平面的なワーク上の微細部分の少なくとも２つの候補画像を取得するビデオカメラと、前記ビデオカメラが選択された時間間隔で前記少なくとも２つの候補画像を取得し、前記少なくとも２つの候補画像のそれぞれは少なくとも一つの画像パラメータが異なるように、前記ワークの面上の位置に概して垂直に伸びる光軸に沿って前記ビデオカメラの少なくとも一つの光学部品の前記ワークを基準とする移動を生じさせるよう動作するモーションコントローラと、予め決まった画像品質の基準にしたがって前記少なくとも２つの候補画像から、選択された微細部分に対応する個別の画像を選択するように動作する画像セレクタと、画像セレクタによって選択された個別の画像の少なくとも一部を分析するよう動作する選択画像アナライザと、を備える。【選択図】    図１
2009523244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像化すべき微細な特徴を有する概して平面的なワークの高解像度処理の為の装置であって、
概して平面的なワーク上の選択された微細部分のそれぞれについて、少なくとも２つの候補画像を取得するビデオカメラと、
前記ビデオカメラが選択された時間間隔で前記少なくとも２つの候補画像を取得し、前記少なくとも２つの候補画像のそれぞれは少なくとも一つの画像パラメータが異なるように、前記ワークの面上の位置に概して垂直に伸びる光軸に沿って前記ビデオカメラの少なくとも一つの光学部品の前記ワークを基準とする移動を生じさせるよう動作するモーションコントローラと、
選択された微細部分のそれぞれについて候補画像の取得を遅らせることを回避するよう、予め決まった画像品質の基準にしたがって、前記少なくとも２つの候補画像から、前記選択された微細部分に対応する個別の画像を選択するように動作する画像セレクタと、
前記画像セレクタによって選択された、選択された微細部分に対応する前記個別の画像を分析するよう動作する選択画像アナライザと、
を備える装置。
【請求項２】
前記選択画像アナライザは、前記ワークの少なくとも一部についての予め決まった少なくとも一つの重要サイズを測定するように動作する重要サイズアナライザを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ワーク上での欠陥候補を検出する欠陥候補検出器を更に備え、
前記ビデオカメラは、欠陥候補についての選択された一つの位置で前記少なくとも２つの候補画像を取得するよう動作し、
前記重要サイズアナライザは、前記少なくとも２つの候補画像から前記画像セレクタによって選択された少なくとも一つの画像から、少なくとも一つの予め決まったサイズについての測定値を取得するよう動作する、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記ワーク上での欠陥候補を検出する欠陥候補検出器を更に備え、
前記ビデオカメラは、欠陥候補についての選択された位置で前記少なくとも２つの候補画像を取得するよう動作する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記選択画像アナライザは欠陥分類部を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記モーションコントローラは、光学部品を備える前記カメラが画像を取得する間に、前記概して平面的なワークに垂直な軸に沿って前記カメラを連続的に移動させるよう動作するワンパスモーションコントローラを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記ワンパスモーションコントローラおよび前記カメラは、フラットスクリーンの少なくとも一つのオーバレイパターンの少なくとも一部についての一連の候補画像を生成するよう構成および配置され、少なくとも２つの候補画像は、前記ワークと前記カメラ間の異なる距離で取得される、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記モーションコントローラおよび前記カメラは、フラットスクリーンの少なくとも一つのオーバレイパターンの少なくとも一部についての一連の候補画像を生成するよう構成および配置され、少なくとも２つの候補画像は、前記ワークと前記カメラ間の同じ位置で取得され、
前記装置は、更に、前記少なくとも２つの候補画像のそれぞれについて異なる照明を提供するよう動作する照明装置を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記モーションコントローラおよび前記カメラは、フラットスクリーンの少なくとも一つのオーバレイパターンの少なくとも一部についての一連の候補画像を生成するよう構成および配置され、少なくとも２つの候補画像は、前記ワークと前記カメラ間の異なる距離で取得され、
前記装置は、更に、前記少なくとも２つの候補画像のそれぞれについて異なる照明を提供するよう動作する照明装置を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記モーションコントローラは、前記画像セレクタが個別の画像を選択する前に、前記ビデオカメラを次の位置に移動させるよう動作する、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記カメラは、概して平面的なワーク上の追加で選択された微細部分のそれぞれについて単一の画像を取得するように動作し、前記選択画像アナライザは、追加で選択された微細な部分についての前記単一の画像を分析するように動作する、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記画像アナライザは、更に、前記追加で選択された微細な部分での欠陥候補について本当の欠陥であることを検証する、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記ビデオカメラは、第１の照明を有する第１の少なくとも２つの画像を取得し、また前記第１の照明と異なる第２の照明を有する第２の少なくとも２つの画像を取得するように動作し、前記第１の少なくとも２つの画像は光学ヘッド−ワーク距離が互いに異なっており、前記第２の少なくとも２つの画像は光学ヘッド−ワーク距離が互いに異なっており、前記第１の少なくとも２つの画像および前記第２の少なくとも２つの画像は全て１つの選択された微細な部分に対応しており、
前記画像セレクタは、前記第１の少なくとも２つの画像から第１の個別画像を選択するよう動作し、更に、前記第２の少なくとも２つの画像から第２の個別画像を選択するよう動作し
前記選択画像アナライザは、前記第１の個別画像および第２の個別画像の両方を分析するよう動作する、請求項１に記載に装置。
【請求項１４】
微細な特徴を有するワークの画像を収集する方法であって、
光学ヘッドを有する画像取得器を用いて、ワーク上で分析すべき第１の位置についての、第１の複数の異なる２次元候補画像を取得し、
更なる処理の為に、前記第１の複数の異なる２次元候補画像から、少なくとも一つの最適な２次元画像を選択し、
前記第１の位置での前記ワークの微細な特徴の特性を確かめる為に、前記少なくとも一つの最適な２次元画像を分析する、
ことから成る方法。
【請求項１５】
更に、前記第１の位置で取得された前記最適な２次元画像の選択を完了する前に、分析すべき第２の位置での第２の複数の異なる２次元候補画像を取得する為に、ワーク上の分析すべき第２の位置に前記画像取得器を位置付けることを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１の複数の異なる２次元候補画像を取得することは、異なる光学ヘッド−ワーク距離で画像を取得することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記選択することは、前記第１の複数の異なる２次元候補画像のうちどれが最良のフォーカスを有するかを決定することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１の位置での前記ワークの微細な特徴の特性を確かめる為に前記少なくとも一つの最適な２次元画像を分析することは、前記微細な特徴の重要なサイズを決定することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記分析することは、最良のフォーカスを有すると決定された前記２次元画像を用いて前記第１の位置の少なくとも一部の重要なサイズを決定することを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１の位置で取得された前記最適な２次元画像の分析を完了する前に、前記第２の位置で前記第２の複数の異なる２次元候補画像を取得することを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記決定することが完了する前に、第２の位置で第２の複数の異なる２次元候補画像を取得することを更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
前記微細な特徴は前記ワーク上の電子部品を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２３】
個別のワーク位置についての前記複数の候補画像のそれぞれは、少なくとも第１と第２のタイプの候補画像を含み、更なる分析の為に選択される前記少なくとも一つの最適な画像は、前記第１のタイプの候補画像からの前記最適な画像である第１の最適画像と、前記第２のタイプの候補画像からの前記最適な画像である第２の最適画像とを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２４】
第１のタイプの画像は明視野の画像を含み、第２のタイプの前記画像は暗視野の画像を含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記少なくとも第１と第２のタイプの画像は、赤照明の画像、青照明の画像および緑照明の画像を含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記最適な２次元画像を操作者に表示することを更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２７】
前記位置付けることは、前記第２の位置と対向して前記光学ヘッドを位置付けるために前記画像取得器と前記ワークの少なくとも一つを移動させることを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２８】
微細な対象物の検査の為のシステムであって、
微細な対象物についての複数の関心の位置のそれぞれについて、個々の関心の位置で、少なくとも一つの画像化パラメータが相違する複数の高倍率候補画像からなる候補画像ライブラリを取得し保存するよう動作する候補画像ライブラリ発生器と、
前記候補画像ライブラリ発生器とは独立に、前記複数の関心の位置の個々について、個別の位置の候補画像ライブラリにアクセスするよう、および更なる処理の為に前記ライブラリ中での前記個別の位置の候補画像の個別のものを選択するよう動作する候補画像セレクタと、
前記複数の関心の位置の個々について、前記個別の関心の位置について前記画像セレクタによって選択された画像上で少なくとも一つの画像処理動作を実行するように動作する選択画像プロセッサと、を備え、
前記候補画像ライブラリ発生器は、前記候補画像選択器とは独立に動作する、システム。
【請求項２９】
前記少なくとも一つの画像処理動作は、重要サイズ（CD; Critical Dimension）オーバレイパターン分析動作を含む、請求項２８に記載のシステム。
【請求項３０】
前記画像化パラメータは、焦点距離パラメータを含む、請求項２８に記載のシステム。
【請求項３１】
微細な特徴を有するワークの画像を収集する為の方法であって、
光学ヘッドを有する画像取得器を用いて、ワーク上の分析すべき第１の位置についての第１の複数の異なる２次元候補画像を取得し、
更なる処理の為に、前記第１の複数の異なる２次元候補画像から、少なくとも一つの最適な２次元画像を選択し、
前記第１の位置で取得される前記最適な２次元画像の選択が完了する前に、分析すべき第２の位置につての第２の複数の異なる２次元候補画像を取得する為、前記ワークの分析すべき第２の位置に前記画像取得器を位置付けること、
からなる方法。
【請求項３２】
前記最適な２次元画像を操作者に表示することを更に含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記第１の複数の異なる２次元候補画像を取得することは、異なる光学ヘッド−ワーク距離で画像を取得することを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
前記選択することは、前記第１の複数の異なる２次元候補画像のうちのどれが最良のフォーカスを有するかを決定することを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３５】
前記少なくとも一つの最適２次元画像から前記第１の位置での前記ワーク上の微細な特徴の特性を確かめる為に、前記少なくとも一つの最適２次元画像を分析することを更に含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３６】
前記少なくとも一つの最適２次元画像から微細な特徴の特性を確かめる為に前記少なくとも一つの最適２次元画像を分析することは、前記微細な特徴の重要なサイズを決定することを含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記分析することは、最良のフォーカスを有すると決定された前記２次元画像を用いて前記第１の位置の少なくとも一部の重要なサイズを決定することを含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
前記第１の位置で取得された前記最適２次元画像の分析を完了する前に、前記第２の位置で前記第２の複数の異なる２次元候補画像を取得することを更に含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３９】
前記決定することを完了する前に、前記第２の位置で前記第２の複数の異なる２次元候補画像を取得することを更に含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項４０】
前記微細な特徴は、前記ワーク上に配置された電子部品を含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項４１】
個別のワーク位置についての前記複数の候補画像のそれぞれは、少なくとも第１と第２のタイプの候補画像を含み、前記更なる分析の為に選択された前記少なくとも一つの最適画像は、第１のタイプの候補画像からの前記最適な画像である第１の最適画像と、第２のタイプの候補画像からの前記最適な画像である第２の最適画像とを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項４２】
前記第１のタイプの画像は明視野の画像を含み、前記第２のタイプの画像は暗視野の画像を含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記少なくとも第１と第２のタイプの画像は、赤照明の画像、青照明の画像および緑照明の画像を含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４４】
前記位置付けることは、前記第２の位置と対向して前記光学ヘッドを位置付けるために前記画像取得器と前記ワークの少なくとも一つを移動させることを含む、請求項３１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概略的には微細な特徴を有するワークの検査に関し、より詳細には、基板上にある少なくとも一つの電子部品の層を含むワークの検査の為の装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディスプレイなどのワークについての製造中の検査が知られている。検査の一つの形式は、ワーク上の様々な重要な特徴のサイズを把握する重要ザイズ分析を含む。検査される特徴は、そのザイズが微細であることが頻繁にある。重要サイズ分析を実行する為に採用される検査システムは、精密に焦点を合わせる必要があるが、これらのシステムの焦点深度は、非常に限定されている。
【発明の開示】
【０００３】
本発明は、基板上にある少なくとも一つの電子部品の層を含む対象物のような、微細な特徴を有するワークの検査の為の改良されたシステムを提供しようとするものである。本明細書で示され記載されるシステムおよび方法は、フラットパネルディスプレイ製造サイトでの、完全にまたは部分的に製造されたフラットパネルディスプレイ内の特定の部分についての高倍率ビデオ後工程の為に特に有用である。
【０００４】
したがって本発明の好ましい実施形態によって提供されるのは、画像化すべき微細な特徴を有する概して平面的なワークの高解像度処理の為の装置であって、概して平面的なワーク上の選択された微細部分のそれぞれについて、少なくとも２つの候補画像を取得するビデオカメラと、前記ビデオカメラが選択された時間間隔で前記少なくとも２つの候補画像を取得し、前記少なくとも２つの候補画像のそれぞれは少なくとも一つの画像パラメータが異なるように、前記ワークの面上の位置に概して垂直に伸びる光軸に沿って前記ビデオカメラの少なくとも一つの光学部品の前記ワークを基準とする移動を生じさせるよう動作するモーションコントローラと、選択された微細部分のそれぞれについて候補画像の取得を遅らせることを回避するよう、予め決まった画像品質の基準にしたがって、前記少なくとも２つの候補画像から、前記選択された微細部分に対応する個別の画像を選択するように動作する画像セレクタと、前記画像セレクタによって選択された、選択された微細部分に対応する前記個別の画像を分析するよう動作する選択画像アナライザと、を備える。
【０００５】
また、本発明の別の実施形態によって提供されるのは、微細な特徴を有するワークの画像を収集する方法であって、光学ヘッドを有する画像取得器を用いて、ワーク上で分析すべき第１の位置についての、第１の複数の異なる２次元候補画像を取得し、更なる処理の為に、前記第１の複数の異なる２次元候補画像から、少なくとも一つの最適な２次元画像を選択し、前記第１の位置での前記ワークの微細な特徴の特性を確かめる為に、前記少なくとも一つの最適な２次元画像を分析する、ことから成る。
【０００６】
さらに、本発明の別の実施形態によって提供されるのは、微細な対象物の検査の為のシステムであって、微細な対象物についての複数の関心の位置のそれぞれについて、個々の関心の位置で少なくとも一つの画像化パラメータが相違する複数の高倍率候補画像からなる候補画像ライブラリを取得し保存するよう動作する候補画像ライブラリ発生器と、前記候補画像ライブラリ発生器とは独立に、前記複数の関心の位置の個々について、個別の位置での候補画像ライブラリにアクセスするよう、および更なる処理の為に前記ライブラリ中での前記個別の位置の候補画像の個別のものを選択するよう動作する候補画像セレクタと、前記複数の関心の位置の個々について、前記個別の関心の位置について前記画像セレクタによって選択された画像上で少なくとも一つの画像処理動作を実行するように動作する選択画像プロセッサとを備え、前記候補画像ライブラリ発生器は、前記候補画像選択器とは独立に動作する。
【０００７】
さらに本発明の実施形態によって提供されるのは、微細な特徴を有するワークの画像を収集する為の方法であって、光学ヘッドを有する画像取得器を用いて、ワーク上の分析すべき第１の位置についての第１の複数の異なる２次元候補画像を取得し、更なる処理の為に、前記第１の複数の異なる２次元候補画像から、少なくとも一つの最適な２次元画像を選択し、前記第１の位置で取得される前記最適な２次元画像の選択が完了する前に、分析すべき第２の位置での第２の複数の異なる２次元候補画像を取得する為、ワークの分析すべき第２の位置に前記画像取得器を移動させること、からなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
微細な対象物がその上に形成されたワークの検査の為のシステムの簡略化された図である図1をここで参照する。本発明の実施形態によれば、イスラエル、Yavbeのオルボテック社から提供される、フラットパネルディスプレイを検査する為のInVision（登録商標）自動光学検査システムの一部として通常は販売される、検証のおよび／または測定の検査サブシステムは、微細な特徴を有するワークの少なくとも一部を画像化する為に用いられるワーク−光学ヘッド距離を変化させるように動作するワンパスコントローラを有するようになっている。光学ヘッド全体を或いはその関連部分を通常は光軸に相当するｚ軸に沿って移動させると共にワークを静止させておくことや、その逆に、ワークをｚ軸に沿って移動させ光学ヘッドを静止させることなど、あらゆる好適なタイプの相対的な動作が、ワーク−光学ヘッド距離を変化させる為に採用されても良いことが理解される。
【０００９】
図１のシステムは、初期検査で見つかった欠陥候補を検証するよう動作する検証システムに採用されても良く、或いは、欠陥検査および／または欠陥検証に加えて測定検査機能を提供するよう動作するシステムに用いられても良い。欠陥検証および測定機能は、一つのシステムに統合されても良く、或いは分離されていても良い。同様に、欠陥検証および測定検査機能は、欠陥検査システムと統合されても良い。図１のシステムは、欠陥検査システムに対して独立で動作するものであっても良い。図１のシステムは、上流の検査ステーションで以前に欠陥候補が識別された場所でのみ検査の為の画像を取得するようになっていても良く、または、例えば、測定検査の目的の為の統計的に関連のある場所或いは欠陥候補の場所と他の場所の両方を含む場所のセットなどの、以前に識別された欠陥候補とは独立に選択された場所で画像を取得するようになっていても良い。
【００１０】
図１のシステムは、高倍率画像取得サブシステム１０および画像処理サブシステム２０を備える。以下で詳細に記載するように、通常、画像取得サブシステムの動作は、サブシステム分離システムコントローラ１５によって画像処理サブシステムの動作とは独立であるよう維持される。通常、コントローラ１５は、欠陥候補が識別された場所および他の場所を含んでいても良い予め決定されたシーケンスに従って、選択された場所で画像を取得するよう画像取得サブシステムに命令をする。図１において、画像の経路は太い矢印１６で指定されており、制御の経路は線の矢印１７などの線の矢印で指定されている。
【００１１】
通常、高倍率画像取得サブシステム１０は、動作電子回路を持つセンサ３５、光学部品４０、および光源５０から光を受ける照明装置４５を有する少なくとも一つの高解像度ビデオカメラ３０を備える。カメラ３０は、好ましくは、好適なチューブレンズおよびライカ10x/0.3対物レンズのような好適な高倍率光学部品４０とつながっており、デンマークのJAI社から入手できる３ＣＣＤカメラを備える。好適な照明装置４５は、好ましくは光ファイバ５５を介して伝送される光源５０から受けた光を用いてケーラー照明(Kohler illumination)を提供する。照明は、連続照明であっても良く、或いは、光学ヘッド−ワーク距離がワーク６５に対して変化する際に好適な間隔で提供されるフラッシュ照明であっても良い。好適な光源は、ハロゲンランプ、放電ランプ、およびキセノンフラッシュランプを含む。照明装置は、さらにＬＥＤを備えていても良く、それにより照明装置および光ファイバから分離された光源を不要になる。フラッシュ光源を有する実施形態では、カメラ３０は、画像取得中にフラッシュ照明を好適に提供する為に光源（またはＬＥＤ）と通信する。
【００１２】
ワンパスｚモーションコントローラ６０によって制御されるｚモータ５５は、高解像度ビデオカメラ３０および／または光学部品４０をｚ軸に沿って移動させ、それにより、カメラ３０が受けたワーク６５の極めて詳細に特徴付けられた部分の画像の焦点を合わせるよう動作する。ワーク６５は、例えば、製造中のフラットパネルディスプレイ上に形成されている微小回路における導体ラインの部分のような特徴を備えていても良い。
【００１３】
通常、ｚモータ５５およびｚモーションコントローラ６０は、画像化ヘッドに対するワークのｚ軸端点が好適な焦点距離が配置される焦点範囲をくくるように、ワークと画像化ヘッドとの距離を変化させるように動作する。本発明の実施形態において、ｚモーションコントローラは、ワンパスの概略的に連続的な対象物−画像化ヘッド距離の変化を提供するようにｚモータと作動通信状態にある。それと同時に、ｚモーションコントローラは、ｚモータ５５によって移動されると共に、所定の時間間隔で画像を取得するようにセンサ５５に命令するよう、センサ５５と作動通信状態にある。これによって、カメラは、所定のワーク−光学ヘッド距離で画像を取得する。
【００１４】
すなわち、画像化装置の光学ヘッド−ワーク距離は、通常は、最適な値に引き返すことなしに最大初期値から最小初期値まで減少し、或いは逆に、光学ヘッド−ワーク距離は、最適距離値まで引き返すことなしに最小初期値から最大初期値まで増加する。光学ヘッド−ワーク距離のワンパスのバリエーションは、所定の或いは通常は増加の光学ヘッド−ワーク距離で、ワークの部分６５の微細な特徴の、必須ではないが通常はフラッシュ照明される画像をカメラ３０が取得する間に、好ましくは停止することなく連続的に実行される。本発明の一実施形態によれば、画像が取得される光学ヘッド−ワーク距離の増加の変化は、かなり小さなものであって良く、通常は、わずかコンマ何ミクロンから数ミクロンである。
【００１５】
例えば、光学ヘッド−ワーク距離のワンパスのバリエーションは、コントローラ６０によって、次のように実行される：（ａ）システムの公称焦点が、セットアップ中或いはキャリブレーション中に画像化レンズの焦点距離として決定される。（ｂ）システムは、システム操作者から、例えば範囲および増分などの設定可能なパラメータを受け付ける。システム操作者は、例えば、公称焦点および増分１ミクロンに対して、＋／−５ミクロンの焦点範囲を選択しても良い。（ｃ）光学ヘッドとワーク間のｚ軸に沿った相対距離は、セットアップ中に決定されたシステムの既知の公称焦点を囲む範囲の端部である値ｄに至らせられる。（ｄ）ｚ軸上で１ミクロン離れた１０の候補画像が、ヘッド−ワーク間相対距離が１５ｍｍプラス５ミクロンから１５ｍｍマイナス５ミクロンまで変化する際に、１ミクロン間隔に相当する時間間隔で画像取得機能および必要に応じフラッシュを作動させることによって生成される。手順（ａ）から（ｄ）は、画像化される各（ｘ，ｙ）位置について反復されるが、もっとも好適な候補画像が焦点範囲の端部にあまりに近い位置に見つかっているというオフセット警告が、品質ベースセレクタ１０４によって生成される場合には、範囲の中心（例えば１５ｍｍ）が、全体的にあるいは部分的に、それ相応に増加され或いは減少される。
【００１６】
適切な光学ヘッド−ワーク距離が＋／−５ミクロンの精度内で既知であるならば、好適にフォーカスされた画像の取得を保証する為に、一連の画像は、１ミクロンの距離を置かれた光学ヘッド−ワーク距離で取得された１０の画像を含んでいても良い。このことは、ワークに対する光学ヘッドの一定の動きを提供し、必要に応じ同期したまたは同時のフラッシュ照明と共に好適な時間間隔でフレーム取得コマンドを提供することによって達成することができる。
【００１７】
本発明の実施形態において、ｚモーションコントローラ６０は、カメラ３０、光学部品４０内の少なくとも１つの光学素子、および画像化される微細な部分を含むワーク６５のうちの１以上のものを、対象物６５のｘ−ｙ平面に垂直なｚ軸において連続的に移動させ、また、その移動する素子は、個々の位置での所望の画像の取得中には停止せず、方向も変えない。このことは、疑わしい最適焦点距離を囲む、それぞれ異なる光学ヘッド−ワーク距離を有する初期画像が取得され、最適な光学ヘッド−ワーク距離を計算する為に分析され、そして、最適な焦点距離で少なくとも一つの画像を取得する為に、光学部品または光学ヘッド−ワーク距離が調整され、最後に採用された光学ヘッド−ワーク距離に対する反転を通常は必要とする従来のシステムとは対照的である。
【００１８】
或いは、ｚモーションコントローラ６０は、所定の徐々に増える位置でカメラのｚ軸の動作を提供しおよび動きを停止させそしてこれらの位置で画像を取得するようになっている圧電動作コントローラのような高速動作コントローラを備えていても良い。
【００１９】
その結果、通常、その光学ヘッド−ワーク距離が光学焦点距離に十分に近い少なくとも一つの画像がもたらされ、それは好適な画像品質を提供する。この方法は、カメラ３０が、それぞれの画像が異なるワーク−光学ヘッド距離で画像化される、ワークの部分６５内の現在の（ｘ，ｙ）位置に対応する画像の集まりを取得することを可能にする。この一連の画像のワーク−光学ヘッド距離は、例えば単調に増加する或いは単調に減少する一連の値を定める。一連の画像は、応用に好適な光学ヘッド−ワーク距離の全範囲に広がる複数の画像を備えることが好ましい。
【００２０】
ステージ７０は、カメラ３０とワークの部分６５の相対位置を調整し、ワークの部分によって定まるｘ−ｙ面内での選択可能な位置が順に画像化されることを可能にするｘ−ｙ動作コントローラ８０によって制御される。上記したように、選択される位置は、自動光学検査処理において以前に識別された欠陥候補位置、或いは、例えば測定分析の為に選択された位置のような、自動光学検査とは別に選択される他の位置を含んでいても良い。しかしながら、本発明によれば、特に、カメラ３０は、少なくとも欠陥候補位置での測定分析の為の画像の取得に向けられる。
【００２１】
画像処理サブシステム２０は、通常は、好適な画像の選択と処理が完了したか否かによらず画像の取得が進行するよう、画像取得サブシステム１０と独立に動作する。したがって、本発明の一実施形態において、画像処理サブシステム２０は、カメラ３０から画像を受け、例えば通常はＦＩＦＯからなる一時バッファ９５内に格納できる画像フレームを生成するフレームグラバ９０を備える。通常、画像フレームは、以下で詳細に述べるようにコンピュータ画像処理メディア内に格納可能で処理可能である。
【００２２】
好適画像セレクタ１００は、例えばバッファ９５にアクセスしてフレームグラバ９０によって取得された画像フレームを受け取り、欠陥検証や測定処理などの更なる処理の為に好適な画像を選択する為の選択処理を実行する。好適画像セレクタの動作が十分に高速な、本発明の一実施形態によれば、画像取得サブシステム１０が最初に所定の位置（ｘ，ｙ）での取得を計画された全ての画像の取得を完了する前に更なる処理のための画像を選択することができるであろう。このような状況では、好適画像セレクタ１００は、好適な画像が既に選択され、次の位置での画像の取得を開始する為にｘ−ｙ動作コントローラ８０がカメラ３０および／またはステージ７０を移動させる、との表示を出力しても良い。
【００２３】
最初に、候補画像品質計算モジュール１０２は、例えば、焦点またはシャープネスの品質などの、少なくとも一つの画像好適性基準を、取得されたそれぞれの画像フレームについて評価し、画像好適性尺度をそれぞれの取得されたフレームに割り当てる。次に、品質ベースセレクタモジュール１０４は、ワークの部分６５のそれぞれの位置について、取得画像の集まりにおける画像フレームに割り当てられたそれぞれの好適性尺度を評価し、更なる処理の為に、ある位置における少なくとも一つの好適画像フレーム代表を選択する。好適なフォーカス基準は当技術分野で知られており、例えば次の文献、Y.U. Sun, S. Duthaler, & B.J. Nelson, “コンピュータマイクロスクピーにおけるオートフォーカス(Autofocusing in Computer Microscopy”, Microscopy Research and Technique, Vol. 65, No.3, 2004, 139-149ページに記載されており、その開示は参照によって本明細書に組み込まれる。
【００２４】
本発明の一実施形態によれば、モジュール１０２によって以下のフォーカス基準（フォーカスグレード）が用いられても良い。
【００２５】
ａ．ｘ方向における差分画像の平均を計算する。同様に、ｙ方向における差分画像の二乗和の平均を計算する。
【００２６】
ｂ．（ａ）で計算された２つの二乗和を加算することにより、二乗した勾配を計算する。
【００２７】
すなわち、手順（ａ）および（ｂ）の出力は、
【数１】
2009523244.tif 000003
ここで、Ｉ（ｘ，ｙ）は座標が（ｘ，ｙ）である画素のグレイレベルであり、Ｎは画像内の画素数である。
【００２８】
ｃ．多色画像の最良のフォーカスを各スペクトルバンド（例えばＲ，Ｇ，Ｂ）について計算するとき、Ｒ，ＧまたはＢの画像の平均グレイレベルを二乗し（ｂ）からの二乗勾配で割ることによってバンド当りのフォーカスグレードを計算する。多色画像の全体としてのフォーカスグレードを得るために３つのバンド当りのフォーカスグレードの平均を計算する。
【００２９】
ｄ．そして、最良にフォーカスされた画像は、最小のフォーカスグレードを持つ画像であるとして、モジュール１０４によって通常は選択される。
【００３０】
画像セレクタ１００は、選択された画像が画像化シーケンスにおける最初のまたは最後の画像の一つを有するならば、オフセット警告メッセージを生成するのが好ましい。図１のシステムの操作者またはシステムコントローラ１５が、オフセットを取り除く為に画像取得サブシステム１０のオートフォーカスをキャリブレートすることができるように、警告メッセージは提供される。
【００３１】
通常は他の非選択画像よりも良好にフォーカスされている単一の画像からなる、少なくとも一つの好適な画像が、各画像位置で取得された画像フレームの中から選択される。選択された画像フレームは、ある位置における最適なフォーカスで取得された画像であっても良く、或いはそうでなくても良いが、カメラ３０によって画像が取得されるそれぞれのｚ位置は、通常、少なくとも一つの好適な画像が更なる処理で利用できるように選択される。通常は非リアルタイムであり、また通常は画像取得サブシステムからフィードバックを受け取らない独立の画像アナライザ１１０は、画像取得サブシステム１０に対してオフラインで（即ち実質的にそれとは独立に）進行する、選択画像フレームの画像分析を提供する。分析は、ワークにおける選択された微細電子部品の重要なサイズがチェックされる、例えばフラットパネルディスプレイの導体幅や寸法などの重要サイズ分析を備えていても良い。或いは、通常、以前に識別された欠陥候補が検証され分類される欠陥検証が行われても良い。重要ザイズ分析および欠陥検証は、同じ位置で取得された１以上の画像について実行されても良く、あるいは実行されなくても良い。
【００３２】
本発明の一実施形態において、画像アナライザ１１０は、検査結果を出力する。また、追加として、分析された画像は、後の確認の為に、例えばIsrael, Yavneのオルボテック社から販売されているEYES-2020のような画像データベース１２０を提供する。画像データベース１２０は、通常それに関連付けられた、オペレータが知覚できるディスプレイ１３０を有する。
【００３３】
１種類より多くの画像が、各光学ヘッド−ワーク距離で、或いはフォーカス距離の範囲をカメラ３０が横断する間に取得されても良い。例えば、暗視野の画像および明視野の画像の両方が、各光学ヘッド−ワーク間距離で取得されても良く、或いは、赤画像、緑画像および青画像のそれぞれが、各光学ヘッド−ワーク距離で取得されても良い。これらの応用において、通常、各タイプの最良の利用できる画像が選択される。例えば、特定の位置での最良の利用できる暗視野の画像、および特定の位置での最良の利用できる明視野の画像が識別されても良い。２つの画像は、正確に同じ光学ヘッド−ワーク距離で画像化されても良く、或いは、正確に同じ光学ヘッド−ワーク距離では画像化されなくても良い。或いは、最良の利用できる赤、緑、青画像が、それぞれ選択されても良く、また選択によってもたらされる３つの画像は、同じ光学ヘッド−ワーク距離で生成されていても良くまたは同じ光学ヘッド−ワーク距離では生成されていなくても良い。
【００３４】
本発明の一実施形態によれば、例えば最良の明視野の画像または最良の赤画像などの、第１の照明下で取得される最良の画像が選択され、例えば最良の暗視野の画像または最良の青画像などの、第２の照明下で取得される最良の画像が、選択される。これら最良の画像の両方が、画像アナライザ２０によって別々に或いは一緒に順に分析される。
【００３５】
ここで図２を参照する。図２は、図１のサブシステム分離システムコントローラが図１の画像取得および画像処理サブシステムの独立の動作を制御する好適な方法の簡略化されたフローチャートの図である。
【００３６】
ステップ２００において、高倍率画像取得サブシステム１０は、例えばワークの部分６５内の欠陥候補番号ｎなどの、現在位置に移動する。
【００３７】
ステップ２１０において、高倍率画像取得サブシステム１０は、予め決められたｚ範囲に亘る画像を取得し、例えばワークの部分内の欠陥候補番号ｎ＋１などの次の位置に移動する。
【００３８】
ここに記載される他のステップからのフィードバック無しに、ステップ２００および２１０に対して通常は独立に実行され、通常はリアルタイムではなく実行されるステッム２２０では、画像処理サブシステム２０は、各取得画像について選択基準を計算し、取得画像のうちの一つを更なる処理の為に最適なものであるとして選択する。さらに、取得画像の内の選択されたものが予め決められたｚ範囲の周辺にあるときに警告が発せられても良い。
【００３９】
ステップ２３０では、最適な画像が、例えば重要サイズ分析や欠陥検証及び分類などの更なる分析の為に画像アナライザに転送される。ステップ２３０での処理は、画像フレーム選択に続く非割り込みのパイプラインで進行しても良く、或いは、画像フレームがメモリに一時的に格納された後で進行しても良いことが注目される。
【００４０】
ステップ２４０では、取得画像のうちの選択されたものが、予め決まったｚ範囲の周辺の近くにある場合に、警告が発せられる。ｚ動作コントローラ６０が、続く全ての（ｘ，ｙ）位置についてｚ範囲をそれ相応に再度中心に位置決めすることは可能である。
【００４１】
本発明の一実施形態によれば、画像の取得（ステップ２１０）は、画像処理とは独立に、かつ更なる処理の為の最適なまたは許容できる画像が決定されまたは取得される間に停止されることなく進行する。従って、本明細書に図示され記述される実施形態において、微細な特徴を持つワークの部分についての、様々な光学ヘッド−ワーク距離での、単一パスの非停止の画像化は、複数の画像を生成し、そして好適な画像が、例えば欠陥検証および重要サイズ分析などの更なる処理の為に、このように生成された複数の画像の中から選択される。しかしながら、より一般的には、本発明は、パス上で変化する画像化パラメータがワーク−光学ヘッド距離の変化に限定されず、むしろ、照明波長、照明輝度、照明の角度範囲、或いはこれらのあらゆる予め決まった組合せを含む単一パス画像化にも適用される。例えば、照明波長、照明輝度或いは照明角度範囲などの他の画像化パラメータが変化する一方で、ワーク−光学ヘッド距離は、選択された焦点距離に保たれる。
【００４２】
その開示が参照によって本明細書に組み込まれる米国特許公報６，７８１，６８７に概略的に記載されているように、一動作モードにおいて、ＲＧＢ ＬＥＤ（赤、緑および青の発光ダイオード）は、対象物６５の画像を取得する為、モノクロームカメラと共にフラッシュモードで採用される。各色に対応する画像が、複数の光学ヘッド−ワーク距離について取得され、そして、通常は各色は異なる最適フォーカスを持つので、最適な画像が各色について別々に選択される。必要に応じて、各色についての最適な画像は、多色画像を形成する為に合成されても良い。
【００４３】
本発明のソフトウェアコンポーネントは、それが求められる場合には、ＲＯＭ（読取り専用メモリ）の形態で実現されても良い。ソフトウェアコンポーネントは、それが求められる場合には、従来の技術を用いて、全体的にハードウェアで実現されても良い。また、各ｘ，ｙおよびｚ軸での画像化ヘッド−ワークの相対的な動作は、例えば画像化ヘッドの全体或いは一部とワークのどちらかを移動させたり、両方を移動させたりすることなどによる、あらゆる好適な方法によって達成することができる。異なる軸上での画像化ヘッド−ワークの相対移動を達成する為に、異なる方法が用いられても良い。
【００４４】
本明細書においてにべら得た全ての刊行物の開示内容、およびその中で直接にまたは間接に引用された刊行物の開示内容は、参照によって本明細書に組み込まれる。
【００４５】
別々の実施形態の文脈の中で記載された発明の特徴は、単一の実施形態において組み合わせて提供されても良い。逆に、簡略の為に単一の実施形態の文脈において記載された本発明の特徴は、別々に提供されても良いし、或いはあらゆる好適なサブコンビネーションにおいて提供されても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】図１は、微細な特徴を有するワークの検査の為のシステムの簡略化されたブロック図であり、ワークの少なくとも１箇所の画像化中に、対象物画像化ヘッドの距離を変化させるように動作するワンパスコントローラを含む。
【図２】図２は、図１のサブシステム分離システムコントローラが図１の画像取込およぶ画像処理サブシステムの個別の動作を制御する、好ましい方法の簡略化されたフローチャートを表す図である。
【図１】
2009523244.tif 000004
【図２】
2009523244.tif 000005