DD280840A1 - METHOD FOR COMPENSATING FOCUS DEVIATIONS IN DIGITAL IMAGE PROCESSING OF TWO-DIMENSIONAL STRUCTURES - Google Patents

METHOD FOR COMPENSATING FOCUS DEVIATIONS IN DIGITAL IMAGE PROCESSING OF TWO-DIMENSIONAL STRUCTURES Download PDF

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DD280840A1
DD280840A1 DD30333287A DD30333287A DD280840A1 DD 280840 A1 DD280840 A1 DD 280840A1 DD 30333287 A DD30333287 A DD 30333287A DD 30333287 A DD30333287 A DD 30333287A DD 280840 A1 DD280840 A1 DD 280840A1
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DD30333287A
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Inventor
Peter Doepel
Ernst Neumann
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Zeiss Jena Veb Carl
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Abstract

Bei der Ueberpruefung einer zweidimensionalen Struktur durch Vergleich des durch optoelektronische Abtastung dieser Struktur gewonnenen Bildes mit einem entsprechend den zur Herstellung dieser Struktur dienenden Daten und der Uebertragungsfunktion der Abtasteinrichtung generierten Bildes, wirken sich Abweichungen vom idealen Fokussierzustand der Abtasteinrichtung negativ auf die Pruefergebnisse aus. Erfindungsgemaess laesst sich die Defokussierung des optischen Systems im Bildgenerierungsteil kompensieren, indem entsprechend der Defokusierung eine bestimmte Uebertragungsfunktion angewendet wird. Die Erfindung kommt in Geraeten zur hochgenauen Schablonenkontrolle zur Anwendung. FigurWhen a two-dimensional structure is examined by comparing the image obtained by optoelectronic scanning of this structure with an image generated in accordance with the data used to produce this structure and the scanning function of the scanning device, deviations from the ideal focusing state of the scanning device have a negative effect on the test results. According to the invention, the defocusing of the optical system in the image generation part can be compensated for by applying a specific transfer function in accordance with the defocusing. The invention is used in devices for highly accurate template control. figure

Description

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der Zeichnung wird eine Anordnung zur Prüfung zweidimensionaler Strukturen bezüglich dsr zur Herstellung dieser Strukturen dienenden Daten unter Berücksichtigung der Kompensation des Defokussierungsfehlors des optischen Systems dargestellt.The invention is explained in more detail with reference to an embodiment. In the drawing, an arrangement for examining two-dimensional structures with respect to the data used to produce these structures is shown taking into consideration the compensation of the defocusing error of the optical system.

Die zu prüfende zweidimensional Struktur 1 wird durch ein optisches System 3 und einen optoelektronischen Empfänger 4 optoelektronisch abgetastet. Dabei befindet sich die Struktur 1 in der Nähe der Fokusebene 2 des optischen Systems 3.The two-dimensional structure 1 to be tested is opto-electronically scanned by an optical system 3 and an optoelectronic receiver 4. In this case, the structure 1 is located near the focal plane 2 of the optical system 3.

Der optoelektronische Empfänger 4 liefert ein digitales Rasterbild 5, dessen Werte die Struktur 1 repräsentieren. Durch Veränderung des Fokussierzustandes des optischen Systems 3, die durch eine Veränderung der Lage der Struktur 1 zur Lage der idealen Objektebene 2 des optischen Systems 3 verursacht wird, wird eine gesetzmäßige Variation der Werte des digitalen Rasterbildes 5 hervorgerufen.The optoelectronic receiver 4 supplies a digital raster image 5 whose values represent the structure 1. By changing the focusing state of the optical system 3, which is caused by a change in the position of the structure 1 to the position of the ideal object plane 2 of the optical system 3, a lawful variation of the values of the digital raster image 5 is caused.

Ein weiteres digitales Rasterbild 9, das dem digitalen Rasterbild 5 gleichwertig ist, wird entsprechend den Daten 7, die zur Herstellung der Struktur 1 als Vorlage dienten, mittels einer Einrichtung 8 generiert, um die Prüfung der Struktur 1 auf der Basis eines Soll-/Istbildverg!eiches mittels einer Vergleichseinrichtung 6 durchführen zu können.A further digital raster image 9, which is equivalent to the digital raster image 5, is generated by means of a device 8 in accordance with the data 7, which were used to produce the structure 1, in order to test the structure 1 on the basis of a desired / actual image convergent To be able to carry out eiches by means of a comparator 6.

Die Generierung des digitalen Rasterbildes 9 durch die Einrichtung 8 erfolgt, indem die resultierende Übertragungsfunktion des optischon Systems 3 und des optoelektronischen Empfängers 4 auf die Eingangsdaten 7 angewendet wird.The generation of the digital raster image 9 by the device 8 takes place by applying the resulting transfer function of the optical system 3 and of the optoelectronic receiver 4 to the input data 7.

Entsprechend der möglichen und signifikant unterschiedlichen Fokussierzustände des optischen Systems 3 werden in einem Speicher 11 unterschiedliche Übertragungsfunktionen gespeichert. Durch eine Meßeinrichtung 10 wird die relative Lage der Struktur 1 zur idealen Objektebene 2 ermittelt, wodurch die Auswahl der zutreffenden Übertragungsfunktion aus dem Speicher 11 erfolgen kann, um diese der Einrichtung 8 bereitstellen zu können.In accordance with the possible and significantly different focusing states of the optical system 3, different transfer functions are stored in a memory 11. By a measuring device 10, the relative position of the structure 1 is determined to the ideal object plane 2, whereby the selection of the appropriate transfer function can be made from the memory 11 in order to provide the device 8 can.

Claims (1)

Verfahren zur Kompensation von Fokusabwdichungen bei der digitalen Bildverarbeitung zweidimensional Strukturen, bei dem von der Strukiur ein digitales Rasterbild erzeugt wird, indem die in der Objektebene befindliche Struktur von einem optischen System auf einen digitalen Bildempfänger abgebildet wird, wobei die Fokusebene des optischen Systems von der Objektebene abweicht, bei dem weiterhin in einer Vergleichseinrichtung die Daten des digitalen Rasterbildes mit den Daten eines in einer Generierungseinrichtung erzeugten Rasterbildes verglichen werden, wobei zur Erzeugung dieses Rasterbildes die zur Herstellung der Struktur dienenden Daten verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer Meßeinrichtung (10) laufend die Abweichung der Fokusebene (2) des optischen Systems (3) von der auszuwertenden Stelle der Struktur (1) ermittelt wird, wobei bei Änderungen der Abweichung die digitalisierten Ausgangssignale der Meßeinrichtung (10) eine definierte Auswahl aus einer Vielzahl in einem Speicher (11) befindlicher Übertragungsfunktionen des optischen Systems (3) bewirken, und daß die Daten der ausgewählten Übertragungsfunktion in der Generierungseinrichtung (8) auf die zur Herstellung der Struktur (1) dienenden Daten angewendet werden.Method for compensating for focus changes in digital image processing two-dimensional structures in which the structure generates a digital raster image by mapping the structure located in the object plane from an optical system to a digital image receiver, wherein the focal plane of the optical system is from the object plane in which the data of the digital raster image are compared with the data of a raster image generated in a generating device, wherein the data used to produce the structure are used to produce this raster image, characterized in that by means of a measuring device (10) the deviation of the focal plane (2) of the optical system (3) from the position of the structure (1) to be evaluated is determined continuously, wherein, when the deviation changes, the digitized output signals of the measuring device (10) form a defined selection from a multiple number l in a memory (11) located transfer functions of the optical system (3) effect, and that the data of the selected transfer function in the generating means (8) are applied to the data used to produce the structure (1). Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Die Erfindung ist in optisch-elektronischen Geräten anwendbar, die zur Prüfung von zweidimensionc len Strukturen bezüglich der zur Herstellung dieser Strukturen verwendeten Daten dienen. Insbesondere betrifft die Erfindung Geräte, die zur hochgenauen Prüfung von Schablonenerzeugnissen, die zur Herstellung integrierter Schaltkreise erforderlich sind, eingesetzt werden. Die Erfindung kann weiterhin in Geräten zur Anwendung kommen, die Kontrollen an Leiterplatten oder Kartenmaterial zum Inhalt haben.The invention is applicable in optoelectronic devices which serve to test two-dimensional structures with respect to the data used to produce these structures. In particular, the invention relates to devices that are used for highly accurate inspection of stencil products required for integrated circuit fabrication. The invention may further be used in devices having controls on printed circuit boards or card material. Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions In der Patentschrift DE 2627486 wird eine Z-Verstelleinrichtung für Mikroskope mit automatischer Scharfstellung vorgestellt. Diese Verstelleinrichtung gestattet die Abweichung in Z-Richtung von einer Sollage weitestgehend zu eliminieren. Von Nachteil ist, daß die erforderliche Genauigkeit von etwa 100nm nicht erreicht werden kann und daß die Reaktionszeiten des Antriebssystems zu groß sind.In the patent DE 2627486 a Z-adjustment for microscopes with automatic focus is presented. This adjustment allows the deviation in the Z direction from a desired position to eliminate as much as possible. The disadvantage is that the required accuracy of about 100nm can not be achieved and that the response times of the drive system are too large. In der Patentschrift DE 2512384 wird eine Feir-fokussiereinrichtung vorgestellt, die eine Z-Verstellung des Objektivs mittels Piezo-Antrieb realisiert. Der Nachteil der Anordnung besteht in einer aufwändigen Ansteuerung mittels Hochspannung und einer Schwingungsbelastung des gesamten optischen Systems, das einer Präzisionsmessung im Submikrometerbereich genügen muß.In the patent DE 2512384 a Feir-focusing is presented, which realizes a Z-adjustment of the lens by means of piezo drive. The disadvantage of the arrangement consists in a complex control by means of high voltage and a vibration load of the entire optical system, which must meet a precision measurement in the submicrometer range. Ziel c er ErfindungAim of the invention Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Genauigkeit von optisch-elektronischen Geräten zu erhöhen, um c'ie Effektivität und die Qualität bei der Entwicklung 'jnd Produktion integrierter Schaltkreise oder ähnlicher Subminiaturen zu venjsssem.The object of the invention is to increase the accuracy of opto-electronic devices to achieve efficiency and quality in the development and production of integrated circuits or similar subminiatures. Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Kompensation von Fokusabwoichungen bei der digitalen Bildverarbeitung zweidimensionaler Strukturen zu entwickeln, welches es ohne mechanische Kompensationselemente ermöglicht, eine Änderung der optischen Übertragungsfunktion, die durch Defokussierung bedingt ist, auszugleichen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, das es gestattet, die Defokussierung des opiischon Übertragungssystems zu kompensieren, indem die Prüfung durch Vergleich des durch optoelektronische Abtastung gewonnenen digitalen Rasterbildes (Istbild) mit einem durch Generierung gewonnenen digitalen Rasterbild (Sollbild) erfolgt und das generierte digitale Rasterbild den zur Herstellung dei zweidimensionalen Struktur dienenden Daten unter Berücksichtigung der Übertragungsfunktion des Bildeingabekanals entspricht, so daß unter idealen Verhältnissen das Istbild und das Sollbild äquivalent sind, und die Übertragungsfunktion in Abhängigkeit des Fokussicrzust indes des optischen Übertragungssystems ausgewählt wird. Dabei geht der Fokussierzustand als Lageabweichung der abzutastenden zweidimensionalen Struktur bezogen auf die ideale Objektebene des optischen Übertragungssystems ein.The object of the invention is to develop a method for compensating Fokusabwoichungen in the digital image processing of two-dimensional structures, which makes it possible without mechanical compensation elements to compensate for a change in the optical transfer function, which is caused by defocusing. The object is achieved by a method that allows to compensate for the defocusing of opiischon transmission system by the test by comparing the obtained by optoelectronic scanning digital raster image (actual image) with a digital raster image obtained by generating (target image) and generated digital raster image corresponds to the data serving to produce the two-dimensional structure in consideration of the transfer function of the image input channel, so that under ideal conditions the actual image and the target image are equivalent, and the transfer function is selected depending on the focus state of the optical transmission system. In this case, the focusing state is a positional deviation of the two-dimensional structure to be scanned relative to the ideal object plane of the optical transmission system.
DD30333287A 1987-06-01 1987-06-01 METHOD FOR COMPENSATING FOCUS DEVIATIONS IN DIGITAL IMAGE PROCESSING OF TWO-DIMENSIONAL STRUCTURES DD280840A1 (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19726696A1 (en) * 1997-06-24 1999-01-07 Jenoptik Jena Gmbh Process for focusing when imaging structured surfaces of disc-shaped objects

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