DD283253A5 - PROCESS FOR PICTURE PATTERNING OF MOVING OBJECTS - Google Patents

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DD283253A5
DD283253A5 DD32864189A DD32864189A DD283253A5 DD 283253 A5 DD283253 A5 DD 283253A5 DD 32864189 A DD32864189 A DD 32864189A DD 32864189 A DD32864189 A DD 32864189A DD 283253 A5 DD283253 A5 DD 283253A5
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DD
German Democratic Republic
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zones
setpoint
coordinates
sampling
time
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Application number
DD32864189A
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German (de)
Inventor
Steffen Gieseler
Dietmar Herbst
Klaus Hiller
Gerhard Kirmse
Original Assignee
Zeiss Jena Veb Carl
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildabtastung bewegter Objekte, deren Bildinhalt a priori in abtastwuerdige und abtastunwuerdige Zonen eingeteilt werden koennen, mit dem die zeitliche und raeumliche Abtastung in Abhaengigkeit von der Relativbewegung und dem Bildinhalt festgelegt wird. Insbesondere ist das Verfahren in Mikroskopen und anderen lichtelektrischen Bildaufnahmeeinrichtungen fuer Mesz- und Kontrollzwecke in der Halbleiterindustrie einsetzbar. Das Verfahren sieht eine spaltenweise Abtastung mit leistungsintegrierenden optoelektronischen Sensoren vor, bei der alle Sollwert-Koordinaten fuer die Abtast- und zusaetzliche Statussignale bereitgestellt und staendig mit dem Istwert verglichen werden. Die Relativgeschwindigkeit in den abtastunwuerdigen Zonen, in denen ein zeitzyklischer Transfertakt erfolgt, kann groeszer sein als in den abtastwuerdigen Zonen, in denen ein ortsgebundener Transfertakt erfolgt. Fig. 1{Bildabtastung; bewegte Objekte; zeitliche Abtastung; Zoneneinteilung, Bildinhaltbewertung; variable Relativgeschwindigkeit; Sollwert-Koordinaten-Vorgabe; zeitzyklischer Transfertakt; ortsgebundener Transfertakt}The invention relates to a method for image scanning of moving objects, the image content of which a priori can be divided into scanned and unscaled zones, with which the temporal and spatial sampling is determined as a function of the relative movement and the image content. In particular, the method can be used in microscopes and other photoelectric imaging devices for Mesz- and control purposes in the semiconductor industry. The method provides a column-by-column scanning with power-integrated optoelectronic sensors in which all setpoint coordinates for the sampling and additional status signals are provided and constantly compared with the actual value. The relative velocity in the off-target zones, where a time-cyclic transfer cycle occurs, may be greater than in the scoped zones where a localized transfer cycle occurs. Fig. 1 {image scanning; moving objects; temporal sampling; Zoning, image content rating; variable relative speed; Target value-coordinate designation; time-cyclic transfer clock; fixed transfer clock}

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Verfahren zur Bildabtastung bewegter ObjekteMethod for image scanning of moving objects

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtastung von Bildern, deren Bildinhalte in abtastwürdige und abtastunwürdige Zonen eingeteilt werden können, mit dem die zeitliche und räumliche Abtastung des Objektes in Abhängigkeit von der Relativbewegung und des Bildinhaltes festgelegt wird. Das Verfahren ist in Mikroskopen oder anderen lichtelektrischen Bildaufnahmeeinrichtungen, die als Sensor vorzugsweise eine CCD-Zeile enthalten und das abzutastende Objekt auf einem xy-Koordinatentisch tragen, einsetzbar. Insbesondere ist das Verfahren für Meß- und Kontrollgeräte im Prozeß der Fotoschablonenherstellung und Waferinspektion in der Halbleiterindustrie geeignet.The invention relates to a method for scanning images, the image contents of which can be subdivided into scannable and unscaled zones, with which the temporal and spatial scanning of the object is determined as a function of the relative movement and the image content. The method can be used in microscopes or other photoelectric imaging devices that preferably contain a CCD line as a sensor and carry the object to be scanned on an xy coordinate table. In particular, the method is suitable for measuring and control devices in the process of photo-stencil making and wafer inspection in the semiconductor industry.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Die im Stand der Technik entsprechenden Verfahren zur Bildabtastung sind dadurch charakterisiert, daß ein aus der Wegmessung abgeleitetes Taktsignal über einen Zähler mit festgelegtem Teilerverhältnis als Abtastsignal zur Verfügung gestellt wird. Zwar können unter Umständen verschiedene Teilerverhältnisse eingestellt werden, die jedoch dann für die Dauer der gesamten Abtastung fest sind. Der auf diese Weise aus der Bev/egung abgeleitete Abtastakt dient zeitkontinuierlich als Transferakt. Da in den bekannten Verfahren keine einheitliche Zählbasis für die Koordinaten der abtastwürdigen und abtastunwürdigen Zonen verwendet werden, sondern für die Zonenaufteilung setzbare Zähler, die der relativen Zonengröße entsprechen, verwendet werden, können bei Zonenfolgen Folge-fGhl.fr auftreten, die zur Pehlersummation bezüglich der Zuordnung von Abtast impuls und Ortskoordinate führen.The image scanning methods according to the prior art are characterized in that a clock signal derived from the distance measurement is provided as a sampling signal via a counter with a fixed divider ratio. While different divider ratios may be adjusted, they are fixed for the duration of the entire scan. The sampling clock derived from the population in this way serves as a continuous transfer of time. Since in the known methods no uniform counting basis for the coordinates of the scorching and scorching zones are used, but for the zoning computable counters that correspond to the relative zone size, are used, in zone sequences follow sequence .FGhl.fr occur, which for the error summation with respect to Assignment of sampling impulse and location coordinate lead.

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Diese Verfahrensweise wird beispielsweise auch im Defektkontrollgerät DKG 160 (des Kombinates VEB Carl Zeiss JENA) angewendet. Ein erzeugter Taktimpuls führt dazu, daß der Zähler für die abtästunwürdige Zone oder der für die abtastwürdige Zone um 1 dekrementiert wird, je nach dem, welche Zone gerade erfaßt wird. Unabhängig von der abgetasteten Zone v/ird mit jedem Taktimpuls auch ein Auslesen der CCD-Zeile bewirkt, wodurch die' Relativgeschwindigkeit nach oben begrenzt wird (durch Integrationszeit). Nachteilig bei dieser Lösung ist, daß die Abtastung nur in einem Raster erfolgen kann, v/elches ein ganzzahliges Vielfaches des Inkrements darstellt.This procedure is also used for example in the defect control device DKG 160 (of the combine VEB Carl Zeiss JENA). A generated clock pulse causes the countdown or destroying zone counter to decrement by one, depending on which zone is being detected. Regardless of the sampled zone, a readout of the CCD line is also effected with each clock pulse, whereby the relative speed is limited to the top (by integration time). A disadvantage of this solution is that the sampling can be done only in a grid, v / elches represents an integer multiple of the increment.

Auch die in der DE-OS 29 50 466 beschriebene photoelektrische Abtasteinrichtung erzeugt Abtastimpulse zwingend an die Relativbewegung gekoppelt und unabhängig von der Geschwindigkeit der Relativbewegung. Ein Positionieren mit höherer Geschwindigkeit würde dazu führen, daß die integrierten Videoinformationen nicht mehr vollständig ausgelesen werden können. Nachteilig bei dieser Lösung ist v/eiterhin, daß zur Realisierung des koordinatenbezogenen Abtastrasters in der Objektebene Marken vorhanden sind, die von einem separaten Sensor erkannt v/erden müssen.Also, the photoelectric scanning device described in DE-OS 29 50 466 generates scanning pulses necessarily coupled to the relative movement and independent of the speed of the relative movement. Positioning at a higher speed would result in the inability to fully read the built-in video information. A disadvantage of this solution is v / eiterhin that brands for the realization of coordinate-related sampling in the object level are present, which must be recognized by a separate sensor v / earth.

Das in der DE-OS 30 14 629 beschriebene Bildabtastsystem von Hitachi arbeitet auf der Basis einer Rasterabtastung, auch für die weiteren abzuleitenden Verfahrensschritte. Die erreichbare Genauigkeit könnte erhöht werden, wenn das Laserinkrement als Basis dienen würde. Die Bildaufteilung in abtastwürdige und abtastunwürdige Zonen ist somit nur mit der Genauigkeit des Abtastrasters möglich.The image scanning system of Hitachi described in DE-OS 30 14 629 works on the basis of a raster scan, also for the other process steps to be derived. The achievable accuracy could be increased if the laser increment served as the basis. The image division into scannable and unserviceable zones is thus possible only with the accuracy of the sampling grid.

Der Hauptmangel der im Stand der Technik bekannten und bereits genannten Verfahren zur Bildabtas^ng liegt darin begründet, daß der aus der Bewegung abgeleitete Abtasttakt als zeitkontinuierlichci· Transfertakt verwendet wird, wodurch das zeitbegrenzte Überschreiten der Meßgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Bildinhalt nicht m^_lieh ist.The main deficiency of the methods of image scanning known in the prior art lies in the fact that the sampling clock derived from the movement is used as a continuous-time transfer clock, whereby the time-limited exceeding of the measuring speed is not dependent on the picture content.

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Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Bildabtastung mit dem in Abhängigkeit von der wegi'.quivalenten Relativbewegung zwischen Sensor und Objekt sowie dem Bildinhalt des Objektes eine schnellere Abtastung möglich ist und mit dem bei einem geringen technischen Aufwand eine hohe Genauigkeit und Zuverlässigkeit erreicht wird.The aim of the invention is a method for image scanning with which depending on the wegi'.quivalent relative movement between the sensor and object and the image content of the object faster scanning is possible and with a low technical complexity high accuracy and reliability is achieved.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zur Bildabtastung von bewegten Objekten, die sich apriori in abtastwürdige und abtastunwürdige Zonen einteilen lassen, zu entwickeln, bei dem die Relativgeschwindigkeit in den abtastunwürdigen Zonen größer ist als die in den abtastwürdigen Zonen, ohne daß dabei Verfälschungen der zeitdiskreten Videosignalgewinnung oder Fehlersummierungen auftreten können und daß wahlweise auf inkrementaler oder metrischer Basis abgerastert werden kann.The invention has for its object a method for image scanning of moving objects, which can be classified apriori in abtastwürdige and abtastunwürdige zones to develop, in which the relative velocity in the abtasto worthy zones is greater than that in the scanned zones, without causing falsifications of the Discrete video signal acquisition or error summations may occur and that either on an incremental or metric basis can be scanned.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit dem Verfahren zur Bildabtastung bewegter Objekte, die sich entsprechend ihrem Bildinhalt apriori in abtastwürdige und abtastunwürdige Zonen einteilen lassen, bei dem die spaltenweise durchgeführte Abtastung mit leistungsintegrierenden optoelektronischen Sensoren folgt, bei dem während der Abtastung einer Relativbewegung zwischen Objekt und Sensor mit annähernd konstanter Geschwindigkeit stattfindet, bei dem eine geeignete Meßeinrichtung forlaufend Informationen über die Bewegung, d. h. über Position und Richtung liefert und bei dem von der Auswerteeinheit nur die Signale weiterverarbeitet werden, die die abtastwüdigen Zonen charakterisieren, dadurch gelöst, daß alle Sollwert-Koordinaten zur Realisierung eines Abtastsignals (x„.| yo.) sowie der begleitenden Statussignale (x^, Yc5--.) von einem Koordinaten-Sollwert-Generator bereitgestellt werden, daß anhand der Sollwert-Koordinaten (xoa> vqa) un<^According to the invention, this object is achieved by the method for image scanning of moving objects, which according to their image content can be subdivided a priori into scannable and non-scanning zones, in which the scanning carried out in columns with power-integrated optoelectronic sensors follows, during which a relative movement between the object and the sensor is detected takes place approximately constant speed, in which a suitable measuring device continuously information about the movement, ie about position and direction and in which are processed by the evaluation only the signals that characterize the scanned zones, achieved in that all setpoint coordinates for realization a sampling signal (x ". | yo.) and the accompanying status signals (x ^, Yc 5 -.) Are provided by a coordinate setpoint generator that based on the setpoint coordinates ( x oa> v qa) un < ^

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die Bewegung charakterisierenden Meßdaten ständig ein Soll-/ Istwertvergleich durchgeführt wird, um eine Übereinstimmung, die als Abtastzeitpunkt definiert ist, zu detektieren, daß parallel dazu ein Sol]-/Istwervergleich zwischen den Sollwert-Koordinaten (xggj νβο) un<* ^en *ie Bewegung charakterisierenden Meßdaten durchgeführt wird, um eine Übereinstimmung, die einen Zustandswechsel der Statussignale zur Folge hat, zu detektieren, daß durch den Koordinaten-Sollwert-Generator die Bereitstellung der jeweiligen Sollwert-Koordinaten (*c;a> vsa^ und (xco> yQo) garantiert vor Erreichen dieser Koordinaten im Bewegungsablauf erfolgt, daß die Relativgeschwindigkeit zwischen Sensor und Objekt in den abtastunwürdigen Zonen größer sein kann als in den abtastwürdigen Zonen, daß der Transfertakt in den abtastwürdigen Zonen ein zur Relativbewegung synchroner, ortsgebundener Transfertakt ist, daß der Transfertakt in den abtastunwürdigen Zonen ein zur Relativbewegung asynchroner, zeitzyklischer Transfertakt ist, daß die Umschaltung auf den ortsgebundenen Transfertakt durch den ersten zu realisierenden Abtastimpuls erfolgt und die Umschaltung auf den zeitzyklischen Transfertakt dann erfolgt, wenn nach Ablauf einer bestimmten Zeit (Schwellwertzeit) kein weiterer Abtastimpuls zu realisieren ist und daß die Umschaltung auf die unterschiedlichen Relativgeschwindigkeiten in Auswertung des Soll-/Istwertvergleiches der Sollwert-Koordinaten (xqo yQq) erfolgt. Dabei stellen alle Sollwert-Koordinaten absolute Werte bezüglich eines definierten Koordinatenursprungs dar. Mit der Erfindung wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, mit dem in Abhängigkeit von der wegäquivalenten Relativbewegung zwischen Sensor und Objekt sowie dessen Bildinhalts eine schnellere Abtastung der bev/egten Objekte möglich ist und mit dem bei einem geringen technischen Aufwand eine hohe Genauigkeit und Zuverlässigkeit erreicht wird.the movement characterizing measurement data a setpoint / actual value comparison is carried out continuously, to detect a match which is defined as the sampling time, in that, parallel to a sol] - / Istwervergleich between the desired value coordinates (xggj ν βο) un <* ^ s The movement-characterizing measurement data is performed in order to detect a coincidence that results in a state change of the status signals, that the provision of the respective setpoint coordinates (* c; a> v sa ^ and (z) by the coordinate setpoint generator xco> y Qo) guaranteed before reaching these coordinates in the course of motion, that the relative speed between the sensor and object in the unscaled zones may be greater than in the scanned zones that the transfer clock in the scanned zones is a synchronous, localized transfer clock to the relative movement, in that the transfer clock in the dead zones is asynchronous to the relative movement Oner, time-cyclic transfer clock is that the switch to the local transfer clock by the first to be realized sampling pulse and switching to the time-cyclic transfer clock then takes place when after a certain time (threshold time) no further sampling pulse is to be realized and that the switching on the different relative speeds in evaluation of the setpoint / actual value comparison of the setpoint coordinates (xqo y Qq) takes place. In this case, all setpoint coordinates represent absolute values with respect to a defined origin of coordinates. With the invention, a method is made available with which a faster scanning of the controlled objects is possible as a function of the path-equivalent relative movement between the sensor and the object and its image content with a low technical complexity high accuracy and reliability is achieved.

Aus führungab ei spielMade in the game

Die Erfindung soll anhand eines Ausfuhrungsbeispiels näher erläutert werden. In der dazugehörigen Zeichnung zeigtThe invention will be explained in more detail with reference to an exemplary embodiment. In the accompanying drawing shows

Fig. 1 die ortsbezogene und zeitliche Zuordnung der verschiedenen Signale.Fig. 1, the location and temporal allocation of the various signals.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient der Bildabtastung bewegter Objekte, die sich entsprechend ihrem Bildinhalt a priori in abtastwürdige 3 und abtastunwürdige Zonen 2 einteilen lassen, bei dem die spaltenweise durchgeführte Abtastung mit einer leistungsintegrierenden CCD-Zeile erfolgt, bei dem während der Abtastung eine Relativbewegung zwischen Objekt und CCD-Zeile mit annähernd konstanter Geschwindigkeit ν stattfindet, bei dem die Relativgeschwindigkeit Vp in den abtastunwUrdigen Zonen 2 größer ist als die Relativgeschwindigkeit ν« in den abtastwUrdigen Zonen 3, bei dem ein Laserwegmefsystem fortlaufend Informationen über Position und Richtung der Bewegung liefert und bei dem von der Auswerteeinheit anhand der zugeführten Statussignale nur die Videosignale weiterverarbeitet werden, die die abtastwürdigen Zonen 3 charakterisierenThe method according to the invention is used for image scanning of moving objects, which can be subdivided a priori into scannable 3 and scorching zones 2 according to their image content, in which the scanning carried out in columns is performed with a power-integrated CCD line, during which a relative movement between object and CCD line takes place at approximately constant speed ν, in which the relative velocity Vp in the scannable zones 2 is greater than the relative velocity ν «in the scannable zones 3, in which a Laserwegmefsystem continuously provides information about the position and direction of movement and in which of the evaluation unit on the basis of the supplied status signals only the video signals are further processed, which characterize the scanned zones 3

Für die Bereitstellung der Sollwert-Koordinaten (xqo) y<3o) durch den Koordinaten-Sollwert-Generator ist es erforderlich:To provide the setpoint coordinates (xqo) y <3o) by the coordinate setpoint generator, it is necessary:

a) entweder die Anfangskoordinaten der abtastwürdigen Zonen 3 und die Anzahl der Abtastungen in diesen oder die Anfangsund Endkoordinaten der abtastunwürdigen Zonen 3 und das Abtastraster, sowiea) either the starting coordinates of the scorching zones 3 and the number of scans in these or the starting and ending coordinates of the unserviceable zones 3 and the sampling grid, and

b) alle Koordinaten für die Zustandswechsel der Statussignale, wie beispielsweise die Koordinaten fürb) all coordinates for the status changes of the status signals, such as the coordinates for

- das Beschleunigen (xgg( ygg)g- acceleration ( x gg ( ygg) g

- das Abbremsen ^XSS' ySS^A un(*- the deceleration ^ X SS ' y SS ^ A un ( *

- die Bildgültigkeit (xss, ygg)ß>- the image validity (x ss , ygg) ß>

einzugehen. Die Berechnung aller weiteren Sollwert-Koordinaten für die Realisierung von Abtastsignalen (xgA> yg^ erfolgtenter into. The calculation of all further setpoint coordinates for the realization of scanning signals ( x gA> yg ^ takes place

rekursiv auf der Basis des vorhergehenden Wertes und dem jeweilig zu realisierenden Abtastraster. Der Koordinaten-Sollwert-Generator hat in jedem Fall ein Echtzeitregime zu sichern, so daß die Bereitstellung der jeweiligen Sollwert-Koordinaten (xo, yg) garantiert vor dem Erreichen dieser Koordinaten im Bewegungsablauf erfolgt.recursively on the basis of the previous value and the respective sampling pattern to be realized. The coordinate setpoint generator has to ensure a real-time regime in each case, so that the provision of the respective setpoint coordinates (xo, yg) guaranteed before reaching these coordinates in the movement takes place.

Während der Bildabtastung findet eine Bewegung in einer der Koordinatenrichtungen, in einem als Meßs'palte 1 bezeichneten Bereich statt. Das Laserwegmeßsystem liefert Informationen, die die Position und die Bewegungsrichtung betreffen und immer auf dem Laserinkrement basieren. Am Beginn einer Meßspalte 1, der innerhalb einer abtastunwürdigen Zone 2 liegt, werden keine Abtastimpulse erzeugt. Da jedoch für CCD-Bauelemente der Zeilentransfer T kontinuierlich zu sichern ist um eine mögliche Sättigung (Überbelichtung) zu verhindern, erfolgt in den abbastunwürdigen Zonen 2 der Zeilentranfer T durch einen festen Zeitzyklus, asynchron zur Relativbewegung Objekt-Sensor. Der Abstand dieser zeitzyklischen Transferakte Z ist dabei so groß, daß ein vollständiges Auslesen der CCD-Zeile möglich ist, eine Sättigung jedoch nicht erreicht wird.During image scanning, movement takes place in one of the coordinate directions, in a region designated as measurement column 1. The Laserwegmeßsystem provides information concerning the position and the direction of movement and are always based on the laser increment. At the beginning of a measuring column 1, which is within a dead zone 2, no sampling pulses are generated. However, since the row transfer T is to be continuously secured for CCD components in order to prevent possible saturation (overexposure), the row transformer T takes place in the regions 2 to be destroyed by a fixed time cycle, asynchronous to the relative movement of the object sensor. The distance of this time-cyclic transfer file Z is so great that a complete readout of the CCD line is possible, but saturation is not achieved.

Während der gesamten Bildabtastung erfolgt ein ε+ändiger Soll-/ Istwertvergleich zwischen den Sollwert-Koordinaten (xo, yo) und den vom Lasermeßsystem gelieferten Istwert-Koordinaten (x^f y,) . Die in dessen Ergebnis detektierten Übereinstimmungen führen beiDuring the entire image scanning an ε + ändiger setpoint / actual value comparison is carried out between the set-point coordinates (xo, yo) and the laser measuring system supplied by the actual-value coordinates (x ^ f y,). The matches detected in its result contribute

(x„., y->h) - (xti y-r)) zur Realisierung einer Abtastsignals(x "., y-> h) - (xti yr)) for realizing a sampling signal

beim Erreichen der Koordinate (x„n vqa) im Bewegungsablauf und beiupon reaching the coordinate (x "n v qa) in the course of motion and at

(x„„, ^SS^ = ^XT> yT^» zur Veränderung des entsprechenden(x "", ^ SS ^ = ^ X T> y T ^ » to change the corresponding

Statussignal und somit zu einem Zustandswechsel beim Erreichen der !Coordinate (xog, ygg) im Bewegungsablauf.Status signal and thus to a state change when reaching the! Coordinate (xog, ygg) in the movement sequence.

Die Veränderung eines Statussignals und die damit verbundene Zustandsänderung kann das Beschleunigen oder Abbremsen der Tischbewegung bzw. das Bildgültigkeitssignal, welches nur während der abtastwürdigen Zonen 3 seinen aktiven Zustand hat,The change of a status signal and the associated state change can accelerate or slow down the table movement or the image validity signal, which has its active state only during the scannable zones 3,

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betreffen. Der Soll-ZTstwertvergleich erfolgt dabei stets auf der Basis des Laserinkrementes. Jede Detektion einer Übereinstimmung hat die Anforderung der nächsten Sollwert-Koordinate zur Folge. Dies gilt sowohl für die Abtastsignale als auch für die Statussignale.affect. The target ZTstwertvergleich always takes place on the basis of the laser increment. Each detection of a match results in the request for the next setpoint coordinate. This applies to both the scanning signals and the status signals.

Der erste zu realisierende Abtastimpuls führt dazu, daß vom zeitzyklischen Transfertakt Z auf den zur Relativbewegung synchronen ortsgebundenen Transfertakt 0 umgeschaltet wird. In Auswertung der Statussignale (Soll-/Istwertvergleich) wird die Geschwindigkeit ν durch beschleunigen (wenn eine neue Meßspalte beginnt) oder durch abbremsen (wenn zuvor eine abtastunwürdige Zone 2 durchlaufen wurde) auf die Geschwindigkeit v~ gebracht. Das BildgUltigkeitssignal nimmt für die Dauer der abtastwUrdigen Zone 3 seinen aktiven Zustand ein. Vom Koordinaten-Sollwert-Generator werden alle folgenden Koordinaten für zu realisierende Abtastimpulse (xn., ySA^ "bereitgestellt. Mit jedem erzeugten Abtastimpuls startet eine Zeitmessung um das Ende der abtastwUrdigen Zone 3 zu erkennen. Überschreitet die gemessene Zeitdauer bis zum nächsten Abtastimpuls eine festgelegte Zeit (Schwellwertzeit), so wird der Zeilentransfer T im weiteren durch den zeitzyklischen Takt Z gesichert. Der Abstand aufeinanderfolgender Abtastimpulse in einer zusammenhängenden abtastwürdigen Zone 3 muß somit geringer sein als die Schwellwertzeit zum Umschalten auf den zeitzyklischen Transfertakt Z.The first to be realized scanning pulse causes the time-cyclic transfer clock Z is switched to the synchronous to the relative movement stationary transfer clock 0. In evaluation of the status signals (setpoint / actual value comparison), the speed ν is brought to speed v ~ by accelerating (when a new measuring column begins) or by decelerating (if previously a non-starting zone 2 has been passed through). The image validity signal assumes its active state for the duration of the scannable zone 3. From the coordinate setpoint generator all of the following coordinates to realize sampling pulses (xn., Y SA ^ "are provided. With each generated sampling pulse, a time measurement starts at the end of the abtastwUrdigen zone 3 can be seen. If the measured period of time until the next sampling pulse, a fixed time (threshold time), the row transfer T is further secured by the time-cyclic clock Z. The distance of successive sampling pulses in a contiguous scannable zone 3 must therefore be less than the threshold value for switching to the time-cyclic transfer clock Z.

Mit dem Erreichen des Endes der abtastwUrdigen Zone 3 geht das BildgUltigkeitssignal in seinen passiven Zustand über. Danach erfolgt entweder eine Beschleunigung auf Vp, wenn eine abtastunwürdige Zone 2 folgt, oder es erfolgt ein Abbremsen auf die Geschwindigkeit ν = 0, wenn die Meßspalte 1 beendet ist. Wenn die folgende abtastunwürdige Zone 2 zu gering ist, um eine Beschleunigung auf Vp sowie das erneute Abbremsen auf v~ zu realisieren, wird diese Zone 2 ebenfalls mit der Geschwindigkeit durchfahren, obwohl der zeitzyklische Transfertakt Z wirksam ist. Dies muß anhand des Soll-/Istwertvergloiches bezüglich des Anfangs der folgenden abtastwUrdigen Zone 3 entschieden werden. Um in der Auswerteeinheit die Selektion von abgetastetenUpon reaching the end of the scannable zone 3, the image validity signal transitions to its passive state. Thereafter, either an acceleration to Vp occurs when a dead zone 2 follows, or there is a deceleration to the speed ν = 0 when the gauge column 1 is completed. If the following dead zone 2 is too low to realize acceleration to Vp and re-deceleration to v ~, this zone 2 will also travel at speed although the time-cyclic transfer clock Z is effective. This must be decided on the basis of the set / actual value comparison with respect to the beginning of the following scanned zone 3. In the evaluation unit, the selection of sampled

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ortsgebundenen Videosignalen aus den abtastwürdigen Zonen 3 zu ermöglichen, werden neben den Videosignalen der CCD-Zeile auch das Bildgültigkeitssignal als ein Statussignal an die Auswerteeinheit Übermittelt. Für ei".e funktionssichere Bildabtastung ist es erforderlich, für die aufgelegte anzutastenden Objekte den Koordinatenursprung, von dem aus die laserwellenlängenabhängigen Weginkremente gezählt werden, genau zu definieren. Dazu ist es weiterhin notwendig, daß die aktuelle Inkrementgröße, die von den herrschenden Umweltbedingungen, wie Temperatur, Druck und Luftfeuchtigkeit, abhängt, bekannt ist. Auf dieser inkrementellen Basis ist jedes beliebige andere Abtastraster, wie beispielsweise metrisches Raster oder ein den Pixelabmessungen entsprechendes Raster, erzeugbar, allerdings immer mit der Genauigkeit des Laserinkrementes. Wenn das gewählte Abtastraster nicht einem ganzzahligen Vielfachen des Laserinkremetes entspricht, treten Integrationszeitsprünge auf, d. h. die Abstände zwischen den Abtastsignalen sind nicht gleich. Werden der Auswerteeinheit zusätzlich die zur Ansteuerung der CCD-Zeile notwendigen Taktsignale mit übermittelt, kann die Auswerteeinheit zu jeder Abtastung den Wert der zugeordneten Integrationszeit bestimmen und die Videosignale entsprechend normieren. Damit können auch Toleranzen in der Tischgeschwindigkeit ausgeglichen werden. Das vorgeschlagene Verfahren zur Bildabtastung bewegter Objekte, deren Bildinhalte a priori in abtastwür' Ige und abtastunwürdige Zonen eingeteilt werden können, dienen der Festlegung der zeitlichen und räumlichen Abtastung des Objektes in Abhängigkeit von der Relativbewegung und dem Bildinhalt. Das Verfahren ist in Mikroskopen oder anderen lichtelektrischen Bildaufnahmeeinrichtungen, die das abzutastende Objekt auf einem xy-Koordinatentisch tragen und als Sensor vorzugsweise eine CCD-Zeile enthalten, einsetzbar. Insbesondere ist das Verfahren für Meß- und Kontrollgeräte der Fotoschablorciiherstellung und Waferinspektion in der Halbleiterindustrie geeignet. Die spezifischen Vorteile, die mit der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens verbunden sind, liegen zum einen in der Zeiteinsparung, durch die erhöhte Relativgeschwindigkeit in den abtastunwürdigenTo enable stationary video signals from the scanned zones 3, in addition to the video signals of the CCD line and the Bildgültigkeitssignal are transmitted as a status signal to the evaluation unit. For a functionally reliable image scan it is necessary to define exactly for the launched objects to be scanned the coordinate origin from which the laser wavelength dependent path increments are counted Temperature, pressure and humidity, depending on this incremental basis, any other sampling pattern, such as a metric grid or a grid corresponding to the pixel dimensions, can be generated, but always with the accuracy of the laser increment, if the chosen sampling pattern is not an integer multiple If the evaluation unit additionally transmits the clock signals necessary for the control of the CCD line, the evaluation unit can send to each sample Determine the value of the assigned integration time and normalize the video signals accordingly. This also tolerances in the table speed can be compensated. The proposed method for image scanning of moving objects, the image contents of which can be classified a priori into sampling and non-pollutant zones, are used to determine the temporal and spatial scanning of the object as a function of the relative movement and the image content. The method can be used in microscopes or other photoelectric imaging devices, which carry the object to be scanned on an xy-coordinate table and as a sensor preferably contain a CCD line. In particular, the method is suitable for measuring and control devices of the Fotoschablorciiherstellung and wafer inspection in the semiconductor industry. The specific advantages associated with the use of the method according to the invention are on the one hand in the time savings, by the increased relative speed in the unserviceable

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Zonen, und zum anderen in der Möglichkeit jedes beliebige Abtastraster, mit der Genauigkeit des Laserinkrementes als Basis jedes Rasters, zu realisieren. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens liegt in der Art der Auswertung, bei der anhand der zusätzlich an die Ar.swerteeinheit übermittelten Signale zur Ansteuerung der CCD-Zeile eine Normierung der Videodaten erfolgen kann und eine Verfälschung der zeitdiskreten Videosignale verhindert wird.Zones, and on the other in the ability to realize any sampling pattern, with the accuracy of the laser increment as the basis of each grid. A further advantage of the method lies in the type of evaluation in which a normalization of the video data can take place based on the signals additionally transmitted to the Ar.s value unit for controlling the CCD line and a falsification of the discrete-time video signals is prevented.

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Claims (2)

Patentansprücheclaims 1. Verfahren zur Bildabtastung bewegter Objekte, die sich entsprechend ihrem Bildinhalt a priori in abtast\rtirdige und abtastunwürdige Zonen einteilen lassen, bei dem die spaltenweise durchgeführte Abtastung mit leistungsintegrierenden optoelektronischen Sensoren erfolgt, bei dem während der • Abtastung eine Relativbewegung zwischen Objekt und Sensor mit annähernd konstanter Geschwindigkeit stattfindet, bei dem eine geeignete Meßeinrichtung fortlaufend Informationen über die Bewegung, d. h. über Position und Richtung liefert und bei dem von der Auswerteeinheit nur die Signale weiterverarbeitet werden, die die abtastwürdigen Zonen charakterisieren, gekennzeichnet dadurch,1. A method for image scanning of moving objects, which can be subdivided a priori according to their image content in scanned and unscattered zones, in which the column-by-scan performed with integrated optoelectronic sensors, in which during the • sampling a relative movement between the object and the sensor takes place at approximately constant speed, in which a suitable measuring device continuously information about the movement, d. H. via the position and direction and in which the evaluation unit processes only the signals characterizing the scanned zones, characterized by - daß alle Sollwert-Koordinaten zur Realisierung eines Abtastsignals (xoa> ySA^ sowie der begleitenden Statussignale (xpoiYoc) von einem Koordinaten-Sollwert-Generator bereitgestellt werden,- That all setpoint coordinates for the realization of a sampling signal ( x oa> y SA ^ and the accompanying status signals (xpoiYoc) are provided by a coordinate setpoint generator, - daß anhand der Sollwert-Koordinaten (χ«., y„.) und der die Bewegung charakterisierenden Meßdaten ständig ein Soll-/ Istwertvergleich durchgeführt wird, um eine Übereinstimmung, die als Abtastzeitpunkt definiert ist, zu detektieren ,- that on the basis of the setpoint coordinates (χ «., y".) and the movement characterizing measurement data is constantly performed a target / Istwertvergleich to detect a match, which is defined as the sampling time, - daß parallel dazu ein Soll-Zlstwertvergleich zwischen den Sollwert-Koordinaten (xog> ygg^ un(* ^en die Bewegung charakterisierenden Meßdaten durchgeführt wird, um eine Übereinstimmung, die einen Zustandswechsel der Statussignale zur Folge hat, zu detektieren,in parallel with this, a desired Zlstwertvergleich between the setpoint coordinates (xog> y gg ^ un ( * ^ en the movement characterizing measurement data is performed to detect a match, which has a state change of the status signals to result, - daß durch den Koordinaten-Sollwert-Generator die Bereitstellung der jeweiligen Sollwert-Koordinaten (xca> vqa) und (xqo) yQo) garantiert vor Erreichen dieser Koordinaten im Bewegungsablauf erfolgt,- That the provision of the respective setpoint coordinates ( x ca> v qa) and (xqo) y Qo) is guaranteed by the coordinate setpoint generator before reaching these coordinates in the movement sequence, - daß die Relativgeschwindigkeit zwischen Sensor und Objekt in den abtastunwürdigen Zonen (2) größer sein kann als in den abtastwürdigen Zonen (3),that the relative speed between the sensor and the object can be greater in the unscaled zones (2) than in the scanned zones (3), 66056605 - daß der Transferakt in den abtastwürdigen Zonen (3) ein zur Relativbewegung synchroner, ortsgebundener Transfer-in that the transfer act in the scanned zones (3) has a synchronous, localized transfer lakt (0) ist,lact is (0), - daß der Transferakt in den abtastunwürdigen Zonen (2) ein zur Relativbewegung asynchroner, zeitzyklischer Transferakt (Z) ist,in that the transfer clock in the unscaled zones (2) is an asynchronous, time-cyclic transfer clock (Z) for the relative movement, ' - daß aie Umschaltung auf den ortsgebundenen Transferakt (0) durch den ersten zu realisierenden Abtastimpuls erfolgt und die Umschaltung auf den zeitzyklischen Transferakt (Z) dann erfolgt, wenn nach Ablauf einer bestimmten Zeit (Schwellwertzeit) kein weiterer Abtastimpuls zu realisisieren ist und'- That aie switching to the local transfer act (0) by the first to be realized sampling pulse and switching to the time-cyclic transfer clock (Z) then takes place when after a certain time (threshold time) no further sampling pulse is to realize and - daß die Umschaltung auf die unterschiedlichen Relativgeschwindigkeiten in Auswertung des Soll-/Istwertvergleiches der Sollwert-Koordinaten (xss' ySS^ erfolgt.- That the switchover to the different relative speeds in evaluation of the setpoint / Istwertvergleiches the setpoint coordinates ( x ss' y SS ^ takes place. 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch,2. Method according to claim 1, characterized in that - daß die Sollwert-Koordinaten (xg^> vsa) und ^XSS' ySS^ absolute Werte bezüglich eines definierten Koordinatenursprungs darstellen.- That the setpoint coordinates ( x g ^> v sa) and ^ X SS ' y SS ^ represent absolute values with respect to a defined coordinate origin. - Hierzu 1 llatt Zeichnungen -- For this 1 llatt drawings - 66056605
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2264557A1 (en) * 2001-07-16 2010-12-22 Werth Messtechnik GmbH Method for measuring an object by means of a coordinate measuring machine with an image processing sensor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2264557A1 (en) * 2001-07-16 2010-12-22 Werth Messtechnik GmbH Method for measuring an object by means of a coordinate measuring machine with an image processing sensor

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