JP2008032951A - Optical device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、共焦点光学系を備え被検物の表面形状を観察する光学装置に関する。 The present invention relates to an optical apparatus that includes a confocal optical system and observes the surface shape of a test object.
共焦点光学系を備え被検物の表面形状を観察する光学装置として、例えば、半導体ウェハ基板や、集積素子(IC)、液晶表示パネルなどの微細パターンを検査する共焦点顕微鏡やエリア高さ測定機などの検査装置がある。これらの検査装置に用いられる共焦点光学系は、照明光を共焦点用微小開口を介して被検物に照射し、被検物からの反射光(点像)を再び共焦点用微小開口を通過させて観測する。共焦点光学系の焦点位置を被検物の表面近傍に設定して焦点位置を光軸方向に相対変位させると、被検物からの反射光のうち共焦点用微小開口を通過する反射光(通過光)の光強度が増減し、焦点位置が被検物の表面と一致したときに通過光の光強度が最大になる。 As an optical device that has a confocal optical system and observes the surface shape of an object to be examined, for example, a confocal microscope for inspecting fine patterns such as a semiconductor wafer substrate, an integrated device (IC), and a liquid crystal display panel, and area height measurement There is an inspection device such as a machine. The confocal optical system used in these inspection apparatuses irradiates the object with illumination light through the confocal microscopic aperture, and reflects the reflected light (point image) from the test object again through the confocal microscopic aperture. Pass through and observe. When the focal position of the confocal optical system is set in the vicinity of the surface of the test object and the focus position is relatively displaced in the optical axis direction, the reflected light that passes through the confocal micro-aperture out of the reflected light from the test object ( The light intensity of the passing light is maximized when the light intensity of the passing light increases or decreases and the focal position coincides with the surface of the test object.
このため、共焦点光学系を備えた検査装置では、視野範囲の中で共焦点光学系の焦点位置と合致した合焦領域のみを表示したシャープな二次元の像(共焦点像)を得ることができる。また、複数の高さ位置で共焦点像を取得し、これを合成することにより視野範囲全体が合焦状態の画像(全焦点画像)を表示させたり、得られた二次元の像及び高さデータを処理して三次元の立体画像を表示させることができる。 For this reason, an inspection apparatus equipped with a confocal optical system obtains a sharp two-dimensional image (confocal image) that displays only the in-focus area that matches the focal position of the confocal optical system within the visual field range. Can do. In addition, by acquiring confocal images at a plurality of height positions and synthesizing them, an image in which the entire field of view is in focus (an all-focus image) is displayed, or the obtained two-dimensional image and height are displayed. Data can be processed to display a three-dimensional stereoscopic image.
ここで、上記のような検査装置として、従来から白色光源とカラーの撮像素子(三色CCD)を用いたカラー共焦点の検査装置が知られている。ところが、カラーの撮像素子はモノクロの撮像素子と比べて一般的に感度やS/N比が低く、被検物の反射率の影響を受けやすい。また、色収差の存在により高品位の共焦点像を得ることが難しく、理想的な共焦点用微小開口よりも径を大きくする等の対応が必要となる。このようなことから、共焦点光学系を用いた検査装置の中でも高い精度で高さ測定を行うものは、照明光として単色光を用いモノクロームの撮像素子で撮像するように構成される。レーザ光を走査して高さ測定を行うスキャニング方式の共焦点顕微鏡も知られているが、光源が単色光である点において同様である。一方、高精度の検査装置においても、被検物の表面状態を観察する際には、モノクロ画像よりも視覚的に認識容易なカラー画像を望まれることが多い。このため、単色で得られた共焦点像を擬似的にカラー表示する方法が種々考案されている(例えば、特許文献1を参照)。 Here, as an inspection apparatus as described above, a color confocal inspection apparatus using a white light source and a color image sensor (three-color CCD) has been known. However, color image sensors generally have lower sensitivity and S / N ratio than monochrome image sensors, and are easily affected by the reflectance of the test object. Further, it is difficult to obtain a high-quality confocal image due to the presence of chromatic aberration, and it is necessary to take measures such as making the diameter larger than the ideal confocal minute aperture. For this reason, among the inspection apparatuses using the confocal optical system, those that measure the height with high accuracy are configured to pick up an image with a monochrome imaging device using monochromatic light as illumination light. A scanning confocal microscope that measures the height by scanning a laser beam is also known, but the same is true in that the light source is monochromatic light. On the other hand, even in a high-precision inspection apparatus, when observing the surface state of a test object, a color image that is visually easier to recognize than a monochrome image is often desired. For this reason, various methods for pseudo-color display of confocal images obtained in a single color have been devised (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、モノクローム構成の共焦点光学系で被検物の高さ測定を行い、共焦点像をカラー表示する従来の検査装置には、以下のような問題があった。例えば、全焦点画像のうち高さが高い領域を赤色、低い領域を青色のように、高さに応じて赤色〜青色の複数色に分けて表示する表示方法では、被検物の各部が現実と全く異なった色彩で表示される。このため、被検物の形状が複雑なパターンになると分かりにくいという問題や、同一高さにある領域が現実の材質や色彩の相違に拘わらず全て同一色で表示されるため、判読するのが容易でないという問題があった。 However, a conventional inspection apparatus that measures the height of an object to be measured with a monochrome confocal optical system and displays a confocal image in color has the following problems. For example, in a display method in which a high area of a omnifocal image is displayed in red and blue in a low area, and is displayed in multiple colors of red to blue according to the height, each part of the test object is actually Are displayed in completely different colors. For this reason, it is difficult to understand when the shape of the test object becomes a complicated pattern, and the area at the same height is displayed in the same color regardless of the difference in the actual material and color. There was a problem that it was not easy.
また、共焦点光学系で得た共焦点像に、一般的な明視野光学系で撮像された色彩情報を合成してカラー画像を表示する検査装置では、例えば領域内に段差がある場合に、合焦位置の色彩情報とピンぼけした位置の色彩情報とが混じり合って合成されることとなり、正確性に欠けるという問題があった。すなわち、このような方法で得られるカラー画像は、あくまでも擬似的に色彩を付加した色付きの共焦点画像にすぎず、厳密なカラーの共焦点画像ではなかった。 Further, in an inspection apparatus that displays a color image by combining color information captured by a general bright field optical system with a confocal image obtained by a confocal optical system, for example, when there is a step in the region, There is a problem that the color information at the in-focus position and the color information at the out-of-focus position are mixed and synthesized, resulting in lack of accuracy. That is, the color image obtained by such a method is merely a colored confocal image to which a pseudo color is added, and is not a strict color confocal image.
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、高品位なカラーの共焦点画像を取得可能な光学装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an optical device capable of acquiring a high-quality color confocal image.
上記目的達成のため、請求項1に係る発明は、照明光を出射する照明光源と、照明光源から出射された照明光を共焦点用微小開口を介して被検物に照射し、被検物で反射され共焦点用微小開口を通過した通過光を得る共焦点光学系と、共焦点光学系において得られた通過光を検出する光検出部と、光検出部から通過光の検出データを読み込んで処理する処理部とを備え、照明光源は三色の単色光を出射可能に構成され、処理部は、照明光源が出射した三色の単色光ごとに光検出部から読み込んだ検出データを合成して、被検物のカラーの像を得るように光学装置を構成する。 In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is directed to an illumination light source that emits illumination light and irradiating the object with illumination light emitted from the illumination light source through a confocal minute aperture, The confocal optical system that obtains the passing light reflected by the confocal micro aperture, the light detection unit that detects the passing light obtained in the confocal optical system, and the detection data of the passing light is read from the light detection unit The processing unit is configured to emit monochromatic light of three colors, and the processing unit synthesizes the detection data read from the light detection unit for each of the monochromatic light emitted by the illumination light source. The optical device is configured to obtain a color image of the test object.
請求項2に係る発明は、請求項1の光学装置において、被検物に対する共焦点光学系の焦点位置を光軸方向に変位させる変位部を備え、処理部は、照明光源が出射した三色の単色光それぞれについて、変位部により共焦点光学系の焦点位置を変位させた複数の位置で光検出部から検出データを読み込んで取得し、当該複数の各位置において取得された三色の単色光の検出データを合成してカラーの像を得るように構成される。 According to a second aspect of the present invention, in the optical device of the first aspect, the optical device according to the first aspect further includes a displacement unit that displaces the focal position of the confocal optical system with respect to the test object in the optical axis direction. For each of the monochromatic lights, the three-color monochromatic light obtained by reading the detection data from the light detection unit at a plurality of positions where the focal position of the confocal optical system is displaced by the displacement unit, and obtained at each of the plurality of positions. These detection data are combined to obtain a color image.
請求項3に係る発明は、請求項1の光学装置において、被検物に対する共焦点光学系の焦点位置を光軸方向に変位させる変位部を備え、処理部は、変位部により共焦点光学系の焦点位置を変位させながら、照明光源から三色の単色光を順次出射させる出射作動と光検出部から検出データを読み込んで取得する取得作動とを同期させて時分割の単色光の検出データを取得し、取得された単色光の検出データを合成してカラーの像を得るように構成される。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the optical device according to the first aspect, further comprising a displacement unit that displaces the focal position of the confocal optical system with respect to the test object in the optical axis direction. The time-division monochromatic light detection data is synchronized by synchronizing the emission operation of sequentially emitting three colors of monochromatic light from the illumination light source and the acquisition operation of reading and acquiring the detection data from the light detection unit while shifting the focal position of It is configured to obtain and synthesize the obtained monochromatic light detection data to obtain a color image.
請求項4に係る発明は、請求項1から請求項3のいずれかの光学装置において、処理部は、三色の単色光の波長の相違に基づいて生じる検出データの光軸方向の位置の差異を、予め設定された設定値に基づいて補正するように構成したことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the optical device according to any one of the first to third aspects, the processing unit has a difference in position in the optical axis direction of detection data generated based on a difference in wavelength of three colors of monochromatic light. Is configured to be corrected based on a preset setting value.
請求項5に係る発明は、請求項1から請求項3のいずれかの光学装置において、共焦点光学系は、共焦点用微小開口が円盤上に多数設けられ回転駆動されるディスクとディスクを介して被検物を照明する光源とを備えることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the optical device according to any one of the first to third aspects, the confocal optical system includes a disk that is provided with a large number of confocal micro-apertures on a disk and is driven to rotate. And a light source for illuminating the test object.
本発明によれば、モノクロームの光検出部を用いて高品位なカラーの共焦点画像を取得可能な光学装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the optical apparatus which can acquire a high-definition color confocal image using a monochrome light detection part can be provided.
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。本発明を適用した光学装置の一例として、被検物表面の微細形状を観測する検査装置1の概要構成を図1に示しており、まずこの検査装置1の構成について説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. As an example of an optical apparatus to which the present invention is applied, FIG. 1 shows a schematic configuration of an inspection apparatus 1 that observes the fine shape of the surface of an object. First, the configuration of the inspection apparatus 1 will be described.
検査装置1は、照明光学系2と、照明光源から出射された照明光を共焦点ピンホール(共焦点用微小開口)34aを介して被検物8に照射し、被検物8で反射され共焦点ピンホールを通過した通過光を得る共焦点光学系3と、共焦点光学系3において得た通過光を検出する撮像装置(光検出部)4と、撮像装置4から検出データを読み込んで処理する処理装置(処理部)50を含み各部の作動制御を行う制御装置5とを有して構成される。
The inspection apparatus 1 irradiates the
照明光学系2は、共焦点光学系3の側方に位置し、偏光ビームスプリッタ23から側方に延びる光軸上に、コンデンサレンズ22と照明光源21を有して構成される。共焦点光学系3は、被検物8から上方に延びる光軸上に並んで、1/4λ板31、第1対物レンズ32、第2対物レンズ33、ピンホールディスク34、偏光ビームスプリッタ23、リレーレンズ35を有して構成され、撮像装置4はリレーレンズ35の結像位置に設けられた撮像カメラ41を有して構成される。被検物8はステージ7に載置されて共焦点光学系3の下方に配置されている。なお、照明光源21及び撮像カメラ41については後に詳述する。
The illumination
照明光源21から出射された光線はコンデンサレンズ22で平行光に変換され、偏光ビームスプリッタ23に入射する。偏光ビームスプリッタ23は、入射した光のうちP偏光成分を透過し、S偏光成分を反射する機能を有しており、反射したS偏光の照明光がピンホールディスク34の上面に照射される。
The light beam emitted from the
ピンホールディスク34は、薄い円板状をなし、反射防止処理が施された遮光性の薄膜に、光を透過する共焦点ピンホール34aが多数螺旋状に配列されて形成されている(このような構成のピンホールディスクはニッポウディスクとも称される)。ピンホールディスク34は、偏光ビームスプリッタ23で反射された照明光を遮るように、共焦点光学系3の光軸に対して直交して配置される。ピンホールディスク34はモータ34mにより所定の回転速度で回転されており、共焦点ピンホール24aを通過した照明光が第2対物レンズ33及び第1対物レンズ32を介してステージ7に載置された被検物8に共焦点ピンホール34aの像(点像)として集光照射される。なお、図1では2つの共焦点ピンホール34aを例示している。
The
被検物8に集光照射された共焦点ピンホール34aの像は、被検物8の表面(以下、「物体面O」と称する)で反射されて再び第1対物レンズ32に入射し、この第1対物レンズ32及び第2対物レンズ33により集光されてピンホールディスク34の下面に被検物8の表面の像をつくり、共焦点ピンホール34aを通過する。ここで、共焦点ピンホール34aを通過した反射光(前記同様に「通過光」という)は、偏光ビームスプリッタ23によりS偏光とされた照明光が1/4λ板21を2回透過することでP偏光に変換されており、偏光ビームスプリッタ23を透過してリレーレンズ35により集光され、撮像カメラ41の撮像面に共焦点ピンホール34aの反射像として結像する。
The image of the
なお、1/4λ板21と偏光ビームスプリッタ23とを設け、反射光の偏光成分(P偏光の光)を撮像カメラ41に撮影させるように構成することにより、微弱な光強度の反射光を全量透過させる一方、偏光ビームスプリッタ23よりも被検物側に位置する光学部材の表面反射によるフレア光を遮断することができ、これによりクリアな共焦点像を得ることができる。
In addition, by providing the 1 /
そして、多数の共焦点ピンホール34aが形成されたピンホールディスク34をモータ34mにより所定の速度で高速回転させることにより、各共焦点ピンホール34aを通過した照明光がスポット光として被検物8の物体面Oをスキャンすることとなり、この共焦点ピンホール34aを通過した被検物8の反射像(共焦点像)を撮像カメラ41で撮影し、制御装置5内の処理装置50で処理することにより、被検物8の各部の高さ情報を含んだ共焦点画像を得ることができる。
Then, the
すなわち、共焦点光学系3では、物体面O(被検物の表面)が対物レンズ32,33の焦点面の高さ位置にあるときに、反射光がピンホールディスク34のピンホール形成面に結像し、反射光のほぼ全量が共焦点ピンホール34aを通過するが、物体面Oが対物レンズ32,33の焦点面の高さ位置からわずかでもずれると、反射光はピンホール形成面に結像せず、一部しか共焦点ピンホール34aを通過することができない。従って、所定の高さ位置における共焦点像を撮像カメラ41で撮影することにより、焦点面が物体面Oと一致した合焦部分の輝度が高く他が暗いシャープな共焦点画像を取得することができる。
That is, in the confocal optical system 3, when the object plane O (the surface of the test object) is at the height position of the focal plane of the
また、被検物8及び共焦点光学系3(例えば第1対物レンズ32)の少なくともいずれか一方を光軸方向(高さ方向)に変位させて、物体面Oに対する焦点面の高さを相対変位させ、このとき撮像カメラ41に到達する通過光の強度がピークとなる高さ位置を、撮像カメラ41の画素ごとに求めることにより、各画素に対応する被検物各部の高さ位置を高精度に検出することができる。そして、複数の高さで撮像カメラ41により撮影した共焦点画像の画像データから、各画素に対応する輝度を積算した画像を合成することにより、撮影範囲全体が合焦状態の共焦点画像(全焦点画像)を得ることができる。なお、適宜ブラックレベルのオフセット等を行うことが望ましい。
Further, at least one of the
本実施形態の検査装置1では、ステージ7がステージ駆動部37により光軸方向に昇降作動される形態としており、制御装置5が、ステージ駆動部37の作動を制御して被検物8が載置されたステージ7を変位させるとともに、複数の高さで撮像カメラ41に共焦点像を撮影させて、得られた複数の共焦点画像の画像データから画素ごとに輝度を積算して、撮影範囲全体が合焦状態の共焦点画像(全焦点画像)を得るように構成している。
In the inspection apparatus 1 of the present embodiment, the stage 7 is moved up and down in the optical axis direction by the
なお、本構成の検査装置1では、多数の共焦点ピンホールが形成されたピンホールディスク34を所定の速度で高速回転させて複数のスポット光が被検物8をスキャンする構成のため、被検物8の複数のポイントを同時に測定することができる。また、X,Y方向のガルバノミラー等の複雑な機構構成を用いない簡明な構成で、長期信頼性の高い高さ検出光学系を構成できる。
In the inspection apparatus 1 of this configuration, since a plurality of spot lights scan the
このように概要構成される検査装置1において、照明光源21は三色の単色光を出射可能に構成され、撮像カメラ41はモノクロームの構成になっている。
In the inspection apparatus 1 configured as described above, the
図示する照明光源21は、白色光を出射する光源210と、円盤を角度方向に3分割した各領域にR(赤),G(緑),B(青)の波長をそれぞれ選択的に透過させるバンドパスフィルタを設けたフィルタ212と、フィルタ212を回動させるモータ213、フィルタの角度位置を検出して出射される単色光の色彩を検出するフィルタセンサ214などからなり、フィルタ212をモータ213により回動してR,G,Bいずれかのバンドパスフィルタを照明光の光軸上に位置させることで、赤色,緑色,青色の単色光を出射可能に構成されている。なお、このような構成に代えて、R,G,B各色の発光ダイオードを用い、その発光を制御するように構成しても良い。
The
撮像カメラ41は、例えば、モノクロームのCCD(個体撮像素子)を用いた白黒の撮像カメラを用いて構成することができ、これにより、カラーの撮像カメラよりも高感度かつ高S/N比の特性を利用して高精度の測定を行うことができる。なお、撮像カメラは個体撮像素子を用いたカメラに限らず撮像管を用いるものであっても良い。
The
次に、検査装置1において、画像撮影の処理を行う処理装置50のブロック図を図2に示しており、以下これらの両図を含めて参照しながら処理装置の構成、及び検査装置1の作動について説明する。
Next, FIG. 2 shows a block diagram of a
処理装置50は、CPU51、ステージ駆動部37の作動を制御する駆動制御部52、撮像カメラ41から入力された画像データを記憶する画像データ記憶部53、画像データ記憶部53に記憶された画像データから合焦部分のデータを抽出する画像データ抽出部54、抽出された単色の画像データを合成してカラーの共焦点画像を生成する画像合成部55などから構成される。
The
処理装置50には、撮像カメラ41から画像データが入力され、ステージ駆動部37からステージ7の光軸方向位置すなわち被検物8に対する焦点面の高さデータが入力されている。また処理装置50には画像合成部において合成された共焦点画像を出力する出力部56が設けられ、液晶表示パネルやCRT等の画像表示装置61、プリンタ62等に出力される。
Image data is input from the
共焦点画像の取得処理が開始されると、処理装置50は、まず照明光源21におけるフィルタ212を第1の単色光の角度位置、例えばR(赤)のバンドパスフィルタが照明光の光軸上に位置するように制御してフィルタ212を固定し、照明光源21から赤色の単色光が出射されるように設定する。そして駆動制御部52からステージ駆動部37に指令信号を出力してステージ7の移動を開始させ、画像データの取得開始位置から順次予め設定された所定の高さ間隔ごとに撮像カメラ41から共焦点像の画像データを読み込んで、各高さ位置の赤色照明での画像データを画像データ記憶部53に記憶させる。
When the confocal image acquisition process is started, the
第1の単色光照明による画像データの取得が、予め設定された所定の高さ範囲(あるいは所定枚数)について終了すると、処理装置50は、フィルタ212の角度位置設定を第2の単色光の角度位置、例えばG(緑)のバンドパスフィルタを照明光の光軸上に位置させて固定し、照明光源21から緑色の単色光が出射されるように設定する。そして第1の単色光照明と同様にステージ7を移動させて同一位置、同一間隔で撮像カメラ41から画像データを読み込み、各高さ位置の緑色照明での画像データを画像データ記憶部53に記憶させる。第3の単色光G(青)についても同様の処理を行い、各高さ位置の青色照明での画像データを画像データ記憶部53に記憶させる。こうして、三回のスキャンにより三色の単色光照明における画像データの取得が終了すると、処理装置50は画像データ記憶部53に記憶された各画像データから、全焦点のカラー画像の合成処理を行う。
When the acquisition of the image data by the first monochromatic light illumination is completed for a predetermined height range (or a predetermined number), the
ここで、撮像カメラ41から読み込まれ画像データ記憶部53に記憶された画像データは、撮像カメラ41の撮像素子を構成する多数の画素をインターレース走査した信号であり、各画素ごとに検出される反射光の強度に比例した輝度信号の集合体である。従って同一の画素について、画像データ記憶部に記憶された複数枚の画像データから輝度を積算した積算画像を求めることにより、当該画素が撮影した被検物の微細部分の合焦画像データを抽出することができる。
Here, the image data read from the
このため、処理装置50では、画像データ抽出部54において、画像データ記憶部53に記憶された複数の画像データから積算画像を求める。この抽出処理は照明光の各色ごとに行われる。これにより、各照明光の色ごとに撮影範囲の全域が合焦状態の共焦点画像の画像データが生成される。
Therefore, in the
そして、各単色の共焦点画像データが、画像合成部55において合成され、カラーの共焦点画像が生成される。ここで、各色の共焦点画像データは、照明光の波長の相違から軸上色収差の影響を受けて高さ方向にシフトする。このシフト量は、共焦点光学系3を構成する各レンズの材質や組み合わせによって異なる。検査装置1では、色に対してニュートラルでありかつ十分に平面度の高い基準鏡面を用いて反射像を撮影することにより、全画素の高さ情報が予め取得される。そして、各色ごとに撮像範囲内の像面湾曲成分の補正量、各色ごとの相対的な高さ位置のシフト量、撮像素子における各色の受光感度の補正量が求められ、これらが補正値として処理装置内のメモリにパラメータ設定されている。
Then, the single color confocal image data is synthesized by the
このため、画像合成部55では、三色の共焦点画像データを合成する際に、設定された各補正値を用いて画像データが補正され、これらの影響が除去されて、撮像範囲全体が合焦状態のカラーの共焦点画像(全焦点画像)が生成される。またカラーの画像合成の際に、いわゆるホワイトバランスの調整が可能になっており、G(緑)の画像データに対するB(青)、R(赤)の混合時のゲイン設定ができるようになっている。なお、公知の適切なアルゴリズムを用いてホワイトバランスの自動調整を行うように構成しても良い。
For this reason, when combining the three colors of confocal image data, the
生成されたカラーの全焦点画像は、出力部56から出力され、CRTや液晶表示パネル等の画像表示装置61に表示される。このようにして生成されたカラーの全焦点画像は、被検物8の現実の色彩で表示されるカラー画像であり、かつ全ての画像データが共焦点光学系3を用いて取得された厳密な高精細のカラー共焦点画像である。
The generated color omnifocal image is output from the
次に、第2実施形態の検査装置1′について説明する。この検査装置1′は、図1と同様の概要構成図を図3に示すように、照明光源21′と処理装置50による処理のみが前述した検査装置1と相違し、他の構成は同様であるため、同一部分について同一番号を付して重複説明を省略し、処理装置50による処理を中心として詳細に説明する。
Next, an inspection apparatus 1 ′ according to the second embodiment will be described. As shown in FIG. 3, the inspection apparatus 1 ′ is different from the inspection apparatus 1 described above only in the processing by the
検査装置1′における照明光源21′は、それぞれR(赤),G(緑),B(青)の波長の光を出射する各単色の発光ダイオード215(215R,215G,215B)からなり、各発光ダイオードの点滅タイミングが処理装置50により制御される。
The illumination light source 21 'in the inspection apparatus 1' is composed of monochromatic light emitting diodes 215 (215R, 215G, 215B) that emit light of wavelengths of R (red), G (green), and B (blue), respectively. The blinking timing of the light emitting diode is controlled by the
共焦点画像の取得処理が開始されると、処理装置50は、駆動制御部52からステージ駆動部37に指令信号を出力してステージ7の移動を開始させる。また撮像カメラ41のインターレース走査のタイミングに同期してR(赤),G(緑),B(青)の各色の発光ダイオード215R,215G,215Bを順次点灯させる。具体的には、撮像カメラ41の1フレームごとに赤色の発光ダイオード215R、緑色の発光ダイオード215G、青色の発光ダイオード215Bを順に発光させる。
When the confocal image acquisition process is started, the
そして、画像データの取得開始位置に到達したときに、撮像カメラ41から入力されている画像データを読み込み、1フレームごとの、R(赤)の単色光照明による共焦点像の画像データ、G(緑)の単色光照明による共焦点像の画像データ、B(青)の単色光照明による共焦点像の画像データを、それぞれ画像データ記憶部53に記憶させる。すなわち、各色の画像データは、所定高さ位置において時分割された単色の共焦点像の画像データである。
When the image data acquisition start position is reached, the image data input from the
処理装置50は、ステージ7を移動させながら上記画像取得を順次所定の高さ間隔ごとに繰り返して行い、各高さ位置において時分割された赤色,緑色,青色の各単色照明での画像データを画像データ記憶部53に記憶させる。こうして、一回のスキャンで三色の単色光照明における画像データの取得が終了すると、処理装置50は画像データ記憶部53に記憶された各画像データから、全焦点のカラー画像の合成処理を行う。
The
ここで、画像データ記憶部53に記憶された各画像データは、データ構造上の記録領域が各色ごとの時系列か、各色が順時繰り返される時分割かの違いがあるが、記憶されている画像データ自身は同様である。従って離散的に記憶された各色ごとの画像データから同一の画素について、輝度信号が最大のデータを抽出することにより、前述した実施形態と同様に、各画素が撮影した被検物の微細部分の合焦画像データを抽出することができる。
Here, each image data stored in the image
処理装置50では、画像データ抽出部54において、画像データ記憶部53に記憶された複数の画像データから各色ごとの画像データを読み出し、各画素ごとに輝度信号が最大のデータを抽出する。これにより、各照明光の色ごとに撮影範囲の全域が合焦状態の共焦点画像の画像データが生成される。そして、各単色の共焦点画像データを、画像合成部55において前述同様に合成し、カラーの共焦点画像を生成させる。
In the
従って、本構成の検査装置1′によって得られたカラーの全焦点画像も、前述した実施形態の検査装置1によって得られたカラーの全焦点画像と同様に、被検物8の現実の色彩で表示されるカラー画像であり、かつ全ての画像データが共焦点光学系3を用いて取得された厳密な高精細のカラー共焦点画像である。さらに、本構成の検査装置1′では、観察範囲を1スキャンさせるだけで三色の単色光照明による共焦点像の画像データが取得されるため、処理時間を短縮して短時間でカラーの全焦点画像を取得することができる。なお所定の高さ位置ごとにステージの移動を停止させて三色の画像データを順次取得する作動形態、ステージの移動を停止させることなく三色の画像データを順次取得してステージの移動に伴う高さ方向の補正を行う作動形態のいずれであっても良い。
Therefore, the color omnifocal image obtained by the inspection apparatus 1 ′ of the present configuration also has the actual color of the
1 検査装置(光学装置) 2 照明光学系(照明光源)
3 共焦点光学系 4 撮像装置(光検出部)
8 被検物 34m 共焦点ピンホール(共焦点用微小開口)
37 ステージ駆動部(変位部) 50 処理装置(処理部)
1 Inspection device (optical device) 2 Illumination optical system (illumination light source)
3 Confocal optical system 4 Imaging device (light detector)
8
37 Stage drive unit (displacement unit) 50 Processing device (processing unit)
Claims (5)
前記照明光源から出射された前記照明光を共焦点用微小開口を介して被検物に照射し、前記被検物で反射され前記共焦点用微小開口を通過した通過光を得る共焦点光学系と、
前記共焦点光学系において得られた前記通過光を検出する光検出部と、
前記光検出部から前記通過光の検出データを読み込んで処理する処理部とを備え、
前記照明光源は三色の単色光を出射可能に構成され、
前記処理部は、前記照明光源が出射した前記三色の単色光ごとに前記光検出部から読み込んだ前記検出データを合成して、前記被検物のカラーの像を得るように構成したことを特徴とする光学装置。 An illumination light source that emits illumination light;
A confocal optical system that irradiates the object to be examined with the illumination light emitted from the illumination light source through the confocal microscopic aperture, and obtains the passing light reflected by the test object and passing through the confocal microscopic aperture. When,
A light detection unit for detecting the passing light obtained in the confocal optical system;
A processing unit that reads and processes the detection data of the passing light from the light detection unit,
The illumination light source is configured to be capable of emitting monochromatic light of three colors,
The processing unit is configured to synthesize the detection data read from the light detection unit for each of the three color monochromatic lights emitted from the illumination light source to obtain a color image of the test object. Optical device characterized.
前記処理部は、前記照明光源が出射した前記三色の単色光それぞれについて、前記変位部により前記共焦点光学系の焦点位置を変位させた複数の位置で前記光検出部から前記検出データを読み込んで取得し、当該複数の各位置において取得された前記三色の単色光の検出データを合成して前記カラーの像を得るように構成したことを特徴とする請求項1に記載の光学装置。 A displacement unit for displacing a focal position of the confocal optical system with respect to the test object in an optical axis direction;
The processing unit reads the detection data from the light detection unit at a plurality of positions where the focal position of the confocal optical system is displaced by the displacement unit for each of the three colors of monochromatic light emitted from the illumination light source. The optical apparatus according to claim 1, wherein the color image is obtained by combining the detection data of the three colors of monochromatic light acquired at the plurality of positions.
前記処理部は、前記変位部により前記共焦点光学系の焦点位置を変位させながら、前記照明光源から前記三色の単色光を順次出射させる出射作動と前記光検出部から検出データを読み込んで取得する取得作動とを同期させて時分割の単色光の検出データを取得し、取得された前記単色光の検出データを合成して前記カラーの像を得るように構成したことを特徴とする請求項1に記載の光学装置。 A displacement unit for displacing a focal position of the confocal optical system with respect to the test object in an optical axis direction;
The processing unit reads and obtains detection data from the light detection unit and an emission operation for sequentially emitting the monochromatic light of the three colors from the illumination light source while displacing the focal position of the confocal optical system by the displacement unit. The detection operation of time-division monochromatic light is acquired in synchronization with the acquisition operation, and the color image is obtained by synthesizing the acquired detection data of the monochromatic light. 2. The optical device according to 1.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014055811A (en) * | 2012-09-11 | 2014-03-27 | Keyence Corp | Shape measuring device, shape measuring method, and shape measuring program |
US20150116477A1 (en) * | 2013-10-25 | 2015-04-30 | Keyence Corporation | Microscopic Imaging Device, Microscopic Imaging Method, and Microscopic Imaging Program |
DE102015216770A1 (en) | 2014-09-02 | 2016-03-03 | Mitutoyo Corporation | Optical observation device and optical observation method |
JP2021175034A (en) * | 2020-04-21 | 2021-11-01 | キヤノン株式会社 | Image processing apparatus, image processing method, imaging apparatus, program, and recording medium |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10161032A (en) * | 1996-11-28 | 1998-06-19 | Olympus Optical Co Ltd | Confocal microscope |
JP2000275534A (en) * | 1999-03-23 | 2000-10-06 | Olympus Optical Co Ltd | Confocal microscope |
JP2003140050A (en) * | 2001-11-02 | 2003-05-14 | Olympus Optical Co Ltd | Scanning confocal microscope |
JP2004325589A (en) * | 2003-04-22 | 2004-11-18 | Nikon Corp | Scanning measurement and inspection device |
JP2006067171A (en) * | 2004-08-26 | 2006-03-09 | Ohkura Industry Co | Color image pickup device |
JP2006163023A (en) * | 2004-12-08 | 2006-06-22 | Ohkura Industry Co | Laser microscope and color laser microscope |
-
2006
- 2006-07-28 JP JP2006205541A patent/JP2008032951A/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10161032A (en) * | 1996-11-28 | 1998-06-19 | Olympus Optical Co Ltd | Confocal microscope |
JP2000275534A (en) * | 1999-03-23 | 2000-10-06 | Olympus Optical Co Ltd | Confocal microscope |
JP2003140050A (en) * | 2001-11-02 | 2003-05-14 | Olympus Optical Co Ltd | Scanning confocal microscope |
JP2004325589A (en) * | 2003-04-22 | 2004-11-18 | Nikon Corp | Scanning measurement and inspection device |
JP2006067171A (en) * | 2004-08-26 | 2006-03-09 | Ohkura Industry Co | Color image pickup device |
JP2006163023A (en) * | 2004-12-08 | 2006-06-22 | Ohkura Industry Co | Laser microscope and color laser microscope |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014055811A (en) * | 2012-09-11 | 2014-03-27 | Keyence Corp | Shape measuring device, shape measuring method, and shape measuring program |
US20150116477A1 (en) * | 2013-10-25 | 2015-04-30 | Keyence Corporation | Microscopic Imaging Device, Microscopic Imaging Method, and Microscopic Imaging Program |
JP2015084056A (en) * | 2013-10-25 | 2015-04-30 | 株式会社キーエンス | Device, method, and program for capturing microscopic images |
DE102015216770A1 (en) | 2014-09-02 | 2016-03-03 | Mitutoyo Corporation | Optical observation device and optical observation method |
US9903812B2 (en) | 2014-09-02 | 2018-02-27 | Mitutoyo Corporation | Optical observation apparatus and optical observation method |
JP2021175034A (en) * | 2020-04-21 | 2021-11-01 | キヤノン株式会社 | Image processing apparatus, image processing method, imaging apparatus, program, and recording medium |
JP7114648B2 (en) | 2020-04-21 | 2022-08-08 | キヤノン株式会社 | Image processing device, image processing method, imaging device, program and recording medium |
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