(57)【要約】【課題】  本発明は、プローバで画像を記録するための装置および方法に関し、該方法において、検査対象の表面に第１および第２および第３の色の光が次々と照射され、該表面について、画像取得装置によってそれぞれグレースケールマップが得られ、該３つのグレースケールマップから、画像評価ユニットによって全体画像が生成される。本発明の課題は、プローバでの画像記録を質的に改良することで、表示の改良を通じて位置決め精度を向上させること、および、これにより、微細構造の検査対象を利用できるようにすることである。【解決手段】  この課題は、照射機構が、画像評価ユニットによる制御が可能な少なくとも３つの色を生成するユニットとして構成され、該ユニットが、照明手段として少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）を有することによって解決される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プローバ（１）で画像を記録するための装置であって、移動装置（２）と、その上に配置された検査対象（５）用クランプ装置（４）と、該検査対象（５）に接触可能な探針（６；１８）と、該探針（６；１８）用ホルダ（７；１７）と、上にホルダ（７；１７）が固定可能であり、検査対象（５）の表面（１０）を可視的に開放する観察開口部（９）を有する、前記クランプ装置（４）の上方に配置されたクランププレート（８）と、前記観察開口部（９）の上方に配置された画像取得装置（１１）とを具備し、該画像取得装置が画像評価ユニット（１６）に接続されており、該画像取得装置に検査対象（５）の表面（１０）方向への光放射を生成できる照射機構（１３）が備えられている装置において、
前記照射機構（１３）が、前記画像評価ユニット（１６）による制御が可能な少なくとも３つの色を生成するユニットとして構成されており、該ユニットが照明手段として少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）（２２）を有することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記ＬＥＤ（２２）が、３色の光を制御可能に生成する３色ＬＥＤからなることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記照射機構が３個のＬＥＤを含み、該ＬＥＤのそれぞれが別の色の光を生成することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記単数または複数のＬＥＤ（２２）が、赤色および緑色および青色の光を生成するように構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記画像取得装置（１１）が、ビデオカメラ（１５）として構成されており、該ビデオカメラが、１つのシャッタ時点に１つのシャッタ信号を発するスイッチング出力部を有し、該スイッチング出力部が、前記画像評価ユニット（１６）に接続されており、前記単数または複数のＬＥＤ（２２）のオン時点を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記ビデオカメラ（１５）が、グレースケール値を記録する黒／白カメラとして構成されていることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記画像取得装置（１１）にモータによって変位可能な対物レンズ（１４）が備えられており、該対物レンズを、前記画像評価ユニット（１６）によって前記照射機構（１３）の制御に合わせて制御できることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記対物レンズ（１４）に圧電駆動部（２０）が備えられていることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
プローバ（１）で画像を記録するための方法であって、検査対象（５）の表面（１０）に、第１および第２および第３の色の光が次々と照射され、該表面（１０）について、画像取得装置によってそれぞれグレースケールマップが得られ、該３つのグレースケールマップから、画像評価ユニット（１６）によって全体画像が生成される方法において、
各色の光がＬＥＤによって生成され、スイッチング時点が、前記画像取得装置に合わせて制御されることを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記光が、３色ＬＥＤ（２２）によって生成されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記光が、それぞれ１つのＬＥＤ（２２）によって生成されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記３色として赤色および緑色および青色が選択されることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記グレースケールマップが、ビデオカメラ（１５）によって生成され、該ビデオカメラが、それぞれ時間的に制限された連続的なシャッタ時間（シャッタフレーム時間）（２５）中にのみ撮像待機状態になっており、該ビデオカメラにおいて、各シャッタフレーム時間（２５）の開始時にシャッタ開始信号が生成されること、および、前記単数または複数のＬＥＤ（２２）が、シャッタ開始信号に応じて、シャッタフレーム時間（２５）内において、一定時間、オンになるように制御され、その際、連続して生じる各シャッタフレーム時間（２５）内においてそれぞれ別の色が生成されることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記単数または複数のＬＥＤ（２２）がオンである時間が、最長でもシャッタフレーム時間（２５）の長さと同じであることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記ＬＥＤがオンである時間が、シャッタフレーム時間よりも短いことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
ＬＥＤ（２２）のオン時間とシャッタフレーム時間（２５）との比が１：１から１：１００であることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記単数または複数のＬＥＤ（２２）が、オンである間、許容ダイオード連続電流よりも高いダイオード電流で駆動されることを特徴とする請求項１４または１６に記載の方法。
【請求項１８】
各色に対応して合焦信号が生成され、前記画像取得装置（１１）へ送信されること、および、該画像取得装置（１１）が、各色に対応する各オン時間よりも前に合焦されることを特徴とする前記請求項９〜１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記画像取得装置に対して相対的に検査対象が移動する際、前記全体画像がグレースケール画像として表示されることを特徴とする前記請求項９〜１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
検査対象に、白色光が、または前記３色の素早い一連のフラッシュが、シャッタフレーム時間内に照射されることを特徴とする前記請求項９〜１９のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動装置とその上に配置された検査対象用クランプ装置とを備えたプローバで画像を記録するための装置に関する。さらに、このプローバは、検査対象に接触可能な探針と、探針用ホルダと、クランプ装置の上方に配置されたクランププレートとを有し、該クランププレート上に前記ホルダを固定することができ、また該クランププレートは、検査対象の表面を可視的に開放する観察開口部を有する。画像を記録するための本装置には、観察開口部の上方に配置された画像取得装置が備えられており、該画像取得装置が、画像評価ユニットに接続され、さらに該画像取得装置には、検査対象の表面方向への光放射を生成する照射装置が備えられている。
【０００２】
本発明は、また、プローバで画像を記録するための方法にも関し、この方法では、検査対象の表面に、第１の色、第２の色、第３の色が続けて照射され、該表面について、画像取得装置によってそれぞれグレースケールマップが得られ、この３つのグレースケール画像から画像評価ユニットによって全体画像が生成される。
【背景技術】
【０００３】
特許文献１によって、カラー画像を作成するために白黒カメラを用いることが知られており、そこでは、白黒カメラが、フィルタ処理された画像またはさまざまな色の照射から生じる画像を連続的に撮影する。その際、それぞれ、例えば赤色の照射によって１つのグレースケール画像が得られ、青色の照射から１つのグレースケール画像が得られ、また緑色の照射から同様の画像が得られ、これらの画像がカラー画像に組み合わされる。この解決手段の効果は、どのような場合にも、カメラのフル分解能を利用できることである。これは、各像点からただ１つのグレースケール値だけが得られるからである。同時に３つの色を感受する像点を用いるとすると、分解能の３分の１しか利用していないことになるであろう。この従来技術では、対象に赤色、緑色、青色の光が次々と照射される。この特許出願の時点で利用可能な照射手段は、白熱電球からなるものであった。
【０００４】
各色の光の照射はそれぞれ、カメラの撮像時間に依存しない時間にわたって行われる。通常、カメラは、絞りの開口時間中、いわゆるシャッタ時間中にだけ撮像を行う。しかし、対象に対する照射は、このシャッタ時間に依存することなく行われる。
【０００５】
この種の３分割カラー画像生成の利用は、上記文献ではプローバ用としては記載されていないが、プローバでの利用は公知である。
【０００６】
プローバは、一般的に素子、特に半導体素子の技術上の機能および物理的パラメータの影響に関する試験に用いられる。そのために、プローバは、一般的に移動装置、例えばＸＹクロステーブルからなり、該移動装置はまた、位置補正のために簡単な回転運動を行うこともできる。この移動装置の上には、クランプ装置、いわゆるチャックが配置されている。このチャックの上に、検査対象を固定することができる。クランプ装置の上方には、クランププレートがあり、このクランププレートにアクセス用および観察用の開口部が備えられている。このクランププレート上に、探針用のホルダを、例えば真空保持具によって固定することができる。その結果、探針は、アクセス・観察開口部を通じてアクセスすることができ、検査対象上の適切な箇所に電気接点を作り出すことができる。これにより、検査対象の電気特性について測定を行うことができる。
【０００７】
また、いわゆるプローブカードによる解決手段も公知であり、これらの方法では、探針がプローブカード針としてプローブカード上にしっかりと固定されており、さらにプローブカードもクランププレート内に固定されている。
【０００８】
検査対象は、原則として、探針の先端を基準にして相対的な位置に配置しなければならない。このために、大抵の場合、移動装置の垂直移動によって、検査対象が探針から分離される。次に、移動装置は、クランプ装置と従ってまた検査対象とを移動させるが、その際、もう１つの検査対象が、または検査対象の別の部分が、探針の先端の下に来るように移動させる。その後、さらに垂直移動させることによって、検査対象と探針先端との間の接点が再び作り出される。この位置決め工程は、通例、画像取得装置、例えば観察開口部の上方に配置されたビデオカメラによって管理される。この画像取得装置によって、検査対象の表面が撮影され、画像評価ユニットに送られる。画像評価ユニットでは、適切な解析プログラムによって移動装置を精密に制御することで、探針の先端を検査対象の適当な接点の上に持って行き、計測工程を開始できるようにすることが可能である。
【０００９】
次に、この種の検査装置で３色画像記録法を用いることが知られており、そこでは、照射機構として発光ダイオード（ＬＥＤ）が用いられる。これらのＬＥＤも、所定の１色のグレー画像を撮影するために予定されている時間全体にわたって照射を行う。従って、ＬＥＤは、比較的長い時間にわたって照射を行うために用いられている。そのため、ダイオード電流は、最大連続電流に一致するように調整されねばならない。一方では、ＬＥＤを比較的長時間動作させることによって、ＬＥＤの耐久性に少なからぬ影響が生じる。その一方で、連続電流を調整することで、平均的な輝度しか得ることができない。
【特許文献１】米国特許第４８７５９９１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明の課題は、プローバでの画像記録を質的に改良し、表示の改良によって位置決め精度を向上させることであり、従ってまた、微細構造の検査対象を利用できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の課題の、装置側における解決手段は、照射機構が、画像評価ユニットによる制御が可能な少なくとも３つの色を生成するユニットとして構成されていることであり、このユニットは、照明手段として少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）を有している。
【００１２】
画像評価ユニットを用いてＬＥＤを制御することによって、ＬＥＤが検査対象の適切な画像を生成するのに十分な時間にわたって照射するようにＬＥＤを制御することが可能となる。従って、例えば、ＬＥＤのスイッチを非常に短い時間オンにし、これにより、モーションブラーを避けることが可能である。
【００１３】
本発明の１つの構成では、ＬＥＤが３色ＬＥＤとして構成されている。この３色ＬＥＤは、適当な制御によって３色の光を生成できる構造を有している。
【００１４】
本発明のもう１つの実施形態では、照射機構が３つのＬＥＤを有し、その各ＬＥＤが、別の色の光を発生することが想定されている。３つの別個のＬＥＤを用いることによって、とりわけ、空間的に互いに分離してこれらのＬＥＤを配置すること可能となる。これにより、空間的に制約を伴う照射効果を有効に利用することができる。
【００１５】
好都合である点は、生成されたカラー画像をファストカラーで表示し、そのために赤、緑、青の３色を選択することである。その際、３つのＬＥＤまたは３色ＬＥＤが、これらの３色を生成する。しかし、原則上、意図的に他の色を用いることで、例えば、微細構造をより良好に表示することも可能である。その際、紫外線光を用いることも可能であり、また赤外線光を用いることも可能である。
【００１６】
本発明のもう１つの好ましい構成では、画像取得装置がビデオカメラとして構成されており、該ビデオカメラが、シャッタ時点にシャッタ信号を発するスイッチング出力部を有する。スイッチング出力部は、画像評価ユニットに接続されており、その際、画像評価ユニットを介して、シャッタ信号の発生に応じて単数または複数のＬＥＤが制御されるように接続されている。従って、カメラによって、ＬＥＤは、初期化されて、目標に向けて制御することが可能となり、その際、例えばダイオード電流を高くすることによって、特にＬＥＤのスイッチング時間を短くすることが可能となり、従って、一種のフラッシュを得ることも可能である。これにより、モーションブラーを解消することができる。
【００１７】
本発明のもう１つの構成では、ビデオカメラが、１つのグレースケール値を感受する白黒カメラとして構成されている。従って、ビデオカメラの撮像マトリクスにおいて、撮像マトリクスの各画素でグレースケール値だけを感受し、従って、所定のカメラチップで、できる限り高い幾何学的分解能を得ることが可能である。高い幾何学的分解能は、色彩表示のために十分に利用することができ、その結果、このような黒白カメラを用いた方法によって、高分解能のカラー画像を生成することが可能である。
【００１８】
光学分散の結果、すなわち光が光の波長に依存して屈折する結果、レンズ光学系では、色収差、すなわちレンズ光学系の結像誤差が生じ、これは、とりわけブレとして現れる恐れがある。
【００１９】
本発明で用いられるＬＥＤは、比較的単色に近い光を供給するか、あるいは非常に狭い範囲に隣接しているスペクトルの光を供給する。その結果、アッベの定義による色収差は小さくなる。従って、焦点を光の波長に最適に調整できるので、画像をより鮮明に表示することができる。さらに、高い分解能を得るために、部分カラー画像、例えば青色のカラー画像を取り出すことができるという利点がある。青色の画像は、最も短い波長が照射される画像である。従って、これにより、最も分解能が高い画像が可能となる。すなわち、青色の照射で生成されるグレー画像は、例えば、幾何学的評価のために、より有効に利用できる。もう１つの利点は、最も優れたコントラストを持つ画像を利用できるという点である。そのためにカラー部分画像の中から最も優れたコントラストを有する部分画像を選び出し、この部分画像をさらに評価するために用いることができる。
【００２０】
色収差を本発明によってかなり低減できたとしても、やはり、色収差のためにわずかなブレが見られる。通常、対物レンズは、できる限り鮮明なカラー画像を表示するために、３つの分光色に対して調整される（アポクロマート）。すなわち、これらの３つのスペクトル領域において、これらの対物レンズは、通常、鮮明な画像を供給する。しかし、これらの３つのスペクトル領域は、ＬＥＤによって生成された色のスペクトル線、特に赤色、緑色、青色のスペクトル線に一致している必要はない。また、費用対効果を高めるために、他の色領域について色調整が行われている可能性のある市販の対物レンズを用いることができるように、本発明のもう１つの構成では、画像取得装置に、モータによって変位可能な対物レンズが備えられており、この対物レンズを、画像評価ユニットによって、照射機構の制御に合わせて制御することができる。これの１つの好ましい構成では、対物レンズに、圧電駆動部を備えることが可能である。
【００２１】
対物レンズのこの種の変位性によって、発光中の各ＬＥＤの色に応じて焦点調整を行うことができる。従って、各色収差を排除でき、さらに、必ずしも色調整されている必要のない非常に低コストの対物レンズを利用することができる。
【００２２】
前記課題の方法側の解決手段は、各色の光をＬＥＤによって生成し、スイッチング時点を画像取得装置に合わせて制御することである。これにより、例えば、ＬＥＤを精密に画像取得装置のシャッタフレーム時間内にスイッチングすることが可能である。また、その際、意図的に他のスイッチング時点、すなわち、シャッタフレーム時間以外の時点を選ぶことも可能である。
【００２３】
本発明の好ましい１つの構成では、光が３色ＬＥＤを用いて生成される。この種の３色ＬＥＤは、わずかな空間的延長部しか有さず、従って、検査対象の比較的近くに持って行くことができるか、あるいは非常に簡単に顕微鏡の照射機構内に統合できる。後者の場合、対物レンズの光路へ照射光が供給される。
【００２４】
それに代わって、それぞれのＬＥＤを用いて光を生成することも好都合である。これにより、光生成を空間的に分散することが可能となる。
【００２５】
原則的に、紫外線から赤外線までの全ての色が、検査対象の照射に利用可能である。用途によって、適当な色設計を行うことが好都合であろう。ファストカラー表示のためには、赤色、緑色、青色を選択するのが好適であることが明らかになっている。
【００２６】
本発明のもう１つの構成では、グレースケールマップがビデオカメラによって生成され、ビデオカメラは、それぞれ時間的に制限された連続的なシャッタ時間（シャッタフレーム時間）中にのみ撮像待機状態になっている。このようなビデオカメラの場合、各シャッタフレーム時間の開始時にシャッタ開始信号が生成される。このシャッタ開始信号は、通常、スイッチング出力部を介してビデオカメラから送信される。単数または複数のＬＥＤは、シャッタ開始信号に応じて、シャッタフレーム時間内で、一定時間、オンになるように制御される。その際、連続する各シャッタフレーム時間内においてそれぞれ１つの色が生成される。
【００２７】
従って、この制御によって、一連の画像が生じ、それらが連続的にそれぞれ異なった色の１つの画像を表示する。３つの画像の後、その表示は、最初の色から再び繰り返される。しかし、その際、自明のことであるが、別のタイミングを選択することも可能である。例えば、都合に応じて、１つのシャッタフレーム時間またはもう１つのシャッタフレーム時間を撮像において除外することも可能である。
【００２８】
本発明の好ましい１つの構成では、単数または複数のＬＥＤがオンである時間が、最長の場合、シャッタフレーム時間の長さであることが想定されている。これにより、ＬＥＤが、それぞれのシャッタ時間全体にわたって、オンであることが可能である。他の時間中、例えば、ビデオカメラから画像評価ユニットへデータ伝送が行われている時間中には、ＬＥＤはオフの状態である。
【００２９】
しかしまた、特に好ましい１つの構成では、本発明に係るこの方法によって、単数または複数のＬＥＤがオンである時間をシャッタフレーム時間よりも短い時間に選定することも可能となる。オンの時間が短ければ短いほど、モーションブラーの生じる恐れが小さくなる。特に好ましくは、ＬＥＤのオン時間とシャッタフレーム時間との比を１：１から１：１００の間に選定することが可能である。比が大きい場合、例えば１：１００の場合、ＬＥＤの短時間の照射は、照射フラッシュのようになり、これにより、ストロボ効果を利用できる。すなわち、撮像が短いフラッシュ時間に行われ、従って、非常に鮮明に撮像される。対象が動いている場合、後の時点に新たなフラッシュが生じ、再び鮮明な結像が得られので、モーションブラーは生じない。
【００３０】
プローバでは、通常、針は移動される。針は、画像表示では、白黒の物体あるいは黒い物体となる。大きなフレームレートで撮影できる場合、すなわち、画像の更新が各フレーム、つまり赤色のフレームおよび緑色のフレームおよび青色のフレームで行われる場合、移動される黒い針は、絶えず鮮明に表示される。カラー画像全体の画像更新、すなわち赤色と緑色と青色とからなるカラー画像の更新は、不都合を生じない。なぜなら、画像の下に位置する背景の色は時間的に変化しないからである。従って、当該の移動する物体、すなわち針は、常に鮮明に結像される。
【００３１】
本発明のもう１つの構成では、単数または複数のＬＥＤは、オンである間、許容ダイオード連続電流よりも高いダイオード電流で駆動される。これは、ＬＥＤがシャッタフレーム時間中の短い時間だけオン状態になることによって実現される。連続運転において、ダイオード電流が熱効果によって制限されている場合、オンの状態が短時間であるので、非常に高いダイオード電流を選定することができる。これが可能であるのは、熱効果が生じない、あるいは無視できる程度であるからである。ダイオード電流を高くすることによって、ＬＥＤの照度はかなり改良される。この点も、フラッシュの生成が有利な点である。
【００３２】
輝度が高くなるということ以外に明らかなことは、ＬＥＤに対する負荷が短時間であるため、ＬＥＤの寿命が延びることである。これは、ＬＥＤをシャッタ時間中のみ、あるいはシャッタ時間の一部時間中のみオンにし、カメラ伝送時間中はオフにすることによって実現される。これによって、オン時間がオフ時間に比べてかなり短くなり、これが上記の寿命の延長につながる。
【００３３】
さらに、市販のビデオカメラによって得られるもう１つの効果を利用することができる。すなわち、これらのカメラ自体の伝送では、画像分解能が低い、あるいは画面が小さい。この低い画像分解能または小さな画面によって、カメラから画像評価ユニットへの伝送時間が短くなる。従って、このようなカメラは、撮像を行うためにすぐに利用できる。また、これが意味することは、ＬＥＤも、照射にすぐに利用できるということである。公知の従来技術では、このように一連の画像を素早く得るためには、原則として、光源をオンにしなければならないであろう。ただ１つの照射源においてフィルタシステムを次々とオンにして行く場合、フレームレートを高めようとしても、動力学的な限界にすぐに達してしまうであろう。
【００３４】
本発明のもう１つの構成では、各色に対応して合焦信号が生成され、画像取得装置へ送信される。画像取得装置は、この合焦信号を用いて、各色に対応する各オン時間よりも前に合焦される。これによって、対物レンズの変位を、例えば接続されたコンピュータによって行い、その結果、ＬＥＤのオン時のフラッシュに合わせて、対物レンズを最適に合焦することが可能となる。色の鮮明度の補正は、圧電駆動部によって行えるので、原則として、低価格の対物レンズを用いることも可能である。従って、比較的高価なアポクロマート、すなわち３つのスペクトル領域で最適化されている対物レンズを利用しなくてもよい。その代わりに、アクロマート、すなわち、ただ２つのスペクトル領域でのみ最適化されている対物レンズを利用することが可能である。
【００３５】
本発明のもう１つの構成では、画像取得装置に対して相対的に検査対象が移動する際、全体画像がグレースケールマップとして表示される。これにより、色ブレ、例えば、全体画像を３つの時間的に連続する部分画像からカラー生成する際に個々の照射色に生じる恐れのある色ブレを、特にデータ処理時間が比較的長い場合、光学上、かなり防ぐことができる。
【００３６】
代替的にまたは追加的に、色ブレは、検査対象が画像取得装置に対して相対運動する際、検査対象に白色光を、または３色の素早い一連のフラッシュを照射することによって防ぐことができる。これにより、常時、同じ色の画像が生成され、従って、連続する部分画像の時間的な相違は無視できる。
【００３７】
従って、本発明に係る有利なこの３色撮像は、特に検査対象の静止中に行うことができ、また、相対運動中、少なくとも全体画像のカラー表示は避けられる。
【００３８】
本発明について、以下において、実施例を用いて詳述する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
図１に示されているように、プローバ１は、移動装置としてＸＹクロステーブル２を有する。ＸＹクロステーブル２は、ハウジング３の中に配置されている。ＸＹクロステーブル上に、クランプ装置４が配置されており、クランプ装置４は角度６だけ回転可能である。クランプ装置４は、検査対象５を保持する働きをする。検査対象５は、例えば半導体ウエハであり、その上に複数の半導体チップが配置されており、半導体チップは接触アイランドを有する。検査対象５を検査するために、検査対象を探針６で触れる。その際、例えば、検査対象としての半導体ウエアの接触アイランドは、外部の検査回路（詳しくは描かれていない）に接続され、これにより、電気信号が印加され、その反応が確認される。
【００４０】
探針６は、一方の終端がプローブホルダ７内に固定されている。その際、プローブホルダは、一方で探針を保持する働きをし、もう一方で検査対象に対する探針の精密位置決めを行う働きをする。プローブホルダ７を固定するために、クランププレート、いわばプローブホルダプレート８が設けられている。このプローブホルダプレート８上に、プローブホルダ７を、真空を利用して掴むことで固定することができる。
【００４１】
プローブホルダプレート８には、開口部９が設けられている。この開口部９は、一方で、検査対象５の表面１０を、観察できるように上方へ開放する。もう一方で、この開口部９を通じて、探針６が、プローブホルダプレート８の上面から検査対象５までをアクセスすることができる。
【００４２】
プローブホルダプレート８のこの観察開口部９の上方に、画像取得装置１１が配置されている。この画像取得装置１１は、照射機構１３および対物レンズ１４を具備する顕微鏡１２と、ビデオカメラ１５とからなる。ビデオカメラ１５は、画像評価ユニット１６に接続されている。画像評価ユニット１６は、適当な評価ソフトウエアを備えたコンピュータからなる。
【００４３】
図２には、図１で示した構造と類似した構造が示されている。２つの実施例の相違は、図２の場合、別個のプローブホルダ７を具備する個々の探針６の代わりに、プローブカード１７が用いられる点である。このプローブカード１７は、独自のプローブカード針１８を有し、開口部９内にプローブカードアダプタ１９によって保持されている。
【００４４】
図３には、図１および図２に示されているような画像記録ユニットが、拡大した断面図として示されている。
【００４５】
合焦のために、対物レンズ１４には、顕微鏡対物レンズ合焦機構２０が備えられている。この顕微鏡対物レンズ合焦機構は、圧電駆動部（詳細には示されていない）からなり、圧電駆動部は石英からなる。この石英が、電圧を印加すると形状が変化し、この形状変化の結果、対物レンズ１４の焦点距離が変化する。さらに、顕微鏡対物レンズ合焦機構２０は、画像評価ユニット１６に接続されており、従って、画像評価ユニット１６にインストールされたソフトウエアによって、顕微鏡対物レンズ合焦機構２０が、対物レンズの焦点を、記録すべき画像に応じて非常に素早く移動させることができる。これについては、以下で説明する。
【００４６】
照射機構１３は、検査対象５の表面１０に照射するための光を、検査対象の光路へ半透鏡２１によって供給する。その際、照射のための光は、ＬＥＤ２２によって生成される。このＬＥＤ２２は、３色ＬＥＤとして構成されている。すなわち、このＬＥＤが有する端子を介して、ＬＥＤに電圧を印加することで、異なった色の光、ここでは好ましくは赤色および緑色および青色の光を、制御に応じて生成することができる。次に、この光は、コンデンサレンズ２３を介して検査対象の光路２４へ達する。これにより、この照射が検査対象５の表面１０上で有効となる。
【００４７】
さらに、光路２４は、ビデオカメラ１５に達する。そこで、画像は、適当な画像記録マトリクス（詳細には示されていない）によって、電気信号へ変換され、この電気信号が再び画像取得装置１１へ返される。撮像は、このカメラで撮像時間、いわゆるシャッタフレーム時間２５内に行われる。この時間が図４ａに示されている。各シャッタフレーム時間２５の間にある中間時間２６内に、画像データの伝送、すなわち、シャッタフレーム時間２５内で撮影された画像の伝送が行われる。シャッタフレーム時間２５の開始と終了も、ビデオカメラ１５と画像評価ユニット１６との結線２７によって伝送される。従って、画像評価ユニットのソフトウエアが、ＬＥＤ２２を制御することによって、ＬＥＤが、シャッタ時間中に短時間オン状態になり、これにより、電圧をＬＥＤに常時印加し続けなくても、ＬＥＤが常時照射することが可能となっている。これによって、ＬＥＤにおける半導体接合部に対する熱負荷の発生を短時間で済ますことが可能となる。従って、ＬＥＤに高いダイオード電流が流れ、これによって、一方では、オン時間中のＬＥＤの発光効率が高くなり、もう一方では、これにより、ＬＥＤ２２の耐久性が向上する。図４ｂに示されているように、ＬＥＤ２２は、赤色、青色、緑色の各色について次々とオンになる。すなわち、第１のシャッタフレーム時間２５中に、赤色を生成するためのＬＥＤ２２がオンになり、第２のシャッタフレーム時間２５中に、青色を生成するためのＬＥＤ２２がオンになり、最後に第３のシャッタフレーム時間２５中に、緑色を生成するためのＬＥＤがオンになる。さらに、再び赤色を生成するためのＬＥＤをオンにするという手順が繰り返される。
【００４８】
このようにして、画像は、各フレーム時間において、３色のそれぞれの色について伝送される。次に、画像評価ユニット１６内で、３つのカラー画像を組み合わせて、１つのカラー画像が生成される。その際、それらの各色の画像は、グレースケール画像として伝送することができ、それらの画像に、画像生成の際、再び、本来の色が割り付けられか、または、意図的な擬似カラー表示の場合には擬似カラーが割り付けられる。その際、冒頭の従来技術の説明で述べたように、対物レンズ１４は収差を有するので、照射機構１３が生成した色に応じて対物レンズ１４を合焦するために、顕微鏡対物レンズ合焦機構２０を用いるのが好都合である。これにより、図４ｃに示されているように、顕微鏡対物レンズ合焦機構２０に、それぞれ異なった変位電圧が印加される。これによって、ＬＥＤ２２の、それぞれ用いられた色に対して最適である対物レンズ１４の変位が行われる。
【００４９】
検査対象の移動中に、特に素早い移動中に、照射が時間的に連続して行われることによって、全体画像の表示において色ブレが生じるであろう。これはまた、全体画像の生成時の各処理速度にも依存している。この種の色ブレに対処するためには、全体画像のカラー画像生成をこのような移動工程中に中断し、全体画像の純粋なグレースケール表示を実現することが好都合であろう。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】探針を具備する１つの実施形態における本発明に係るプローバを示す。
【図２】プローブカードを具備する１つの実施形態における本発明に係るプローバを示す。
【図３】本発明に係る画像取得装置の断面図を示す。
【図４】本発明に係る方法に従った、本発明に係る装置の制御を示す。
【符号の説明】
【００５１】
１  プローバ
２  ＸＹクロステーブル
３  ハウジング
４  クランプ装置
５  検査対象
６  探針
７  プローブホルダ
８  ブローブホルダプレート
９  開口部
１０  検査対象の表面
１１  画像取得装置
１２  顕微鏡
１３  照射機構
１４  対物レンズ
１５  ビデオカメラ
１６  画像評価ユニット
１７  プローブカード
１８  プローブカード針
１９  プローブカードアダプタ
２０  顕微鏡対物レンズ合焦機構
２１  半透鏡
２２  ＬＥＤ
２３  コンデンサレンズ
２４  光路
２５  シャッタフレーム時間
２６  中間時間
２７  ビデオカメラと画像評価ユニットとの結線
【図１】
2008167447.tif 000003
【図２】
2008167447.tif 000004
【図３】
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【図４】
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