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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Reglung der Fokussierung eines optischen Inspektionssystems.
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Optische Inspektionssysteme können zur Inspektion unterschiedlichster Objekte und Strukturen eingesetzt werden. Beispielsweise können Inspektionssysteme zur optischen Inspektion einer zu inspizierenden Oberfläche eines Objektes, insbesondere eines elektronischen Bauelementes, in einem Fertigungsprozess eingesetzt werden. Bei einer derartigen optischen Inspektion sind die zu inspizierenden Oberflächen beziehungsweise Oberflächenstrukturen eines Objekts möglichst scharf abzubilden. So wird herkömmlicher Weise mittels einer Sensorik die Bildschärfe gemessen. Ferner ist ein Autofokussystem zur Einstellung eines korrekten Abstandes zwischen dem zu inspizierenden Objekt und einem Objektiv der Inspektionskamera vorgesehen. Autofokussysteme dienen zur korrekten Einstellung optischer Bauelemente, sodass die zu inspizierenden Objekte genügend scharf auf einer Inspektionskamera und auf einem Autofokussensor des Autofokussystems abgebildet werden.
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Bei der Verwendung eines herkömmlichen optischen Inspektionssystems kann es jedoch vorkommen, dass die in einem Bildbereich abgebildeten zu inspizierenden Objekte in unterschiedlichen Schärfeebenen liegen. Für die Analyse, beziehungsweise Bildauswertung, der zu inspizierenden Objekte ist jedoch eine fokussierte Abbildung beziehungsweise Aufnahme dieser zu inspizierenden Objekte beziehungsweise Oberflächenstruktur der Objekte notwendig. Bei einer optischen Inspektion muss während des gesamten Inspektionsablaufs stets eine scharfe Abbildung der zu inspizierenden Objekte gewährleistet sein. Falls die in einem Bildbereich der Inspektionskamera abgebildeten Objekte in unterschiedlichen Schärfeebenen liegen, kann es bei herkömmlichen optischen Inspektionssystemen daher vorkommen, dass das zu inspizierende Objekt unscharf abgebildet wird. Bei der Korrektur der Bildschärfe ist es zudem notwendig, dass die Korrekturbewegung in die richtige Richtung erfolgt, das heißt, dass das abzubildende Objekt durch die Korrektur nicht vorübergehend noch unschärfer abgebildet wird. Bei herkömmlichen optischen Inspektionssystemen kann es vorkommen, dass aufgrund der Korrekturbewegung das abzubildende beziehungsweise zu inspizierende Objekt vorübergehend noch unschärfer abgebildet wird.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Autofokusregelung für ein optisches Inspektionssystem zu schaffen, bei der zu inspizierende Objekte mit einer hohen Bildschärfe optisch erfasst werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Autofokusregelung mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Die Erfindung schafft eine Autofokusregelung für ein optisches Inspektionssystem, das zur Inspektion von Objekten vorgesehen ist, mit:
einem Autofokussensor, der mindestens zwei Sensorfelder aufweist, auf welchen die zu inspizierende Struktur eines Objektes jeweils mit einem Kontrast abgebildet wird, wobei die Abbildungen der zu inspizierenden Struktur jeweils zur Ermittlung eines Kontrastwertes für die zu inspizierende Struktur ausgewertet wird, und mit einer Inspektionskamera zur Aufnahme der zu inspizierenden Struktur, die einen Fokusbereich aufweist, welchem der ermittelte Kontrastwert der Sensorfelder des Autofokussensors zugeordnet sind, wobei ein Objektivabstand zwischen einem Objektiv der Inspektionskamera und der zu inspizierenden Struktur des Objektes in Abhängigkeit von dem ermittelten Kontrastwert zur Fokussierung des optischen Inspektionssystems geregelt wird.
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Die erfindungsgemäße Autofokusregelung für ein optisches Inspektionssystem eignet sich insbesondere für Objekte, die sich zur Inspektionskamera relativ schnell bewegen, da die Fokussierung mittels der erfindungsgemäßen Autofokusregelung in kurzer Zeit erfolgen kann.
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Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Autofokusregelung ist die Inspektionskamera eine Zeilenkamera, die kammförmig über die zu inspizierenden Objekte verfahren wird.
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Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Autofokusregelung wird die zu inspizierende Struktur des Objektes zur Fokussierung des optischen Inspektionssystems durch eine Autofokuslichtquelle mit Lichtblitzen beleuchtet.
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Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Autofokusregelung wird die Lichtintensität der Autofokuslichtquelle in Abhängigkeit der sensorisch erfassten Kontrastwerte der Sensorfelder eingestellt.
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Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Autofokusregelung sind die zu inspizierenden Objekte auf einem Objektträger aufgebracht, der sich relativ zu dem Objektiv der Inspektionskamera mit einer konstanten oder variablen Geschwindigkeit bewegt.
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Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Autofokusregelung werden die zu inspizierenden Objekte durch die gesägte Waferchips gebildet, die an einer Trägerfolie angebracht sind.
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Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Autofokusregelung ist vor den Sensorfeldern des Autofokussensors eine transparente Platte angebracht, die für jedes Sensorfeld einer unterschiedliche Dicke zur Schaffung unterschiedlicher Abbildungsebenen mit maximalem Kontrast für die verschiedenen Sensorfelder des Autofokussensors aufweist.
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Bei einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Autofokusregelung sind die Sensorfelder des Autofokussensors relativ zu dem durch das Objektiv zurückreflektierte Licht zur Schaffung unterschiedlicher Abbildungsebenen mit maximalem Kontrast für die verschiedenen Sensorfelder des Autofokussensors verkippt angeordnet.
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Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Autofokusregelung empfängt die Autofokussteuerung die sensorisch erfassten Kontrastwerte der verschiedenen Sensorfelder des Autofokussensors und berechnet daraus den Objektivabstand innerhalb eines zulässigen Objektivabstandsbereichs des Objektivs der Inspektionskamera.
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Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Autofokusregelung stellt die Autofokussteuerung den aktuellen Abstand zwischen dem Objektiv der Inspektionskamera und dem zu inspizierenden Objekt aus dem berechneten Objekteabstand ein, indem es das Objektiv oder den Objektträger solange bewegt, bis der aktuelle Abstand dem berechneten Objektivabstand entspricht.
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Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Autofokusregelung ist die Dauer der von der Autofokuslichtquelle abgegebenen Lichtblitze einstellbar.
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Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Autofokusregelung liegt das Lichtwellenlängenspektrum der von der Autofokuslichtquelle abgegebenen Lichtblitze außerhalb des durch die Inspektionskamera verwendeten Lichtwellenlängenspektrums.
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Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Autofokusregelung werden zur Autofokusregelung durch die Autofokuslichtquelle nur Bereiche der zu inspizierenden Struktur des Objekts mit Lichtblitzen beleuchtet, die im gleichen Moment nicht von der Inspektionskamera aufgenommen werden.
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Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Autofokusregelung weist die Autofokuslichtquelle mindestens eine lichtemittierende Diode zur Erzeugung der Lichtblitze auf.
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Die Erfindung schafft ferner ein Verfahren zur Regelung der Fokussierung eines optischen Inspektionssystems mit den im Patentanspruch 15 angegebenen Merkmalen.
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Die Erfindung schafft demnach ein Verfahren zur Regelung der Fokussierung eines optischen Inspektionssystems mit den Schritten:
Abbilden einer zu inspizierenden Struktur eines Objektes durch verschiedene Sensorfelder eines Autofokussensors mit unterschiedlichem Kontrast, wobei die Abbildungen der zu inspizierenden Struktur jeweils zur Ermittlung eines Kontrastwertes für die zu inspizierende Struktur ausgewertet werden, und Einstellen eines Objektivabstandes zwischen einem Objektiv einer Inspektionskamera und der zu inspizierenden Struktur des Objektes in Abhängigkeit von den ermittelten Kontrastwerten.
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Im Weiteren werden mögliche Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Autofokusregelung und des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Regelung der Fokussierung eines optischen Inspektionssystems unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Autofokusregelung für ein optisches Inspektionssystem;
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2 ein Beispiel für zu inspizierende Objekte, die durch ein optisches Inspektionssystem mit der erfindungsgemäßen Autofokusregelung inspiziert werden;
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3A, 3B Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Autofokusregelung für ein optisches Inspektionssystem;
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4A, 4B, 4C Ausführungsbeispiele für eine bei der erfindungsgemäßen Autofokusregelung eingesetzte transparente Platte;
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5 ein Signaldiagramm zur Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Autofokusregelung für ein optische Inspektionssystem;
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6 ein einfaches Ablaufdiagramm zur Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Regelung der Fokussierung eines optischen Inspektionssystems.
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Wie man aus 1 erkennen kann, dient die erfindungsgemäße Autofokusregelung 1 in einem optischen Inspektionssystem zur Inspektion von Objekten 2. Bei den in 1 dargestellten Objekten 2-i kann es sich beispielsweise um gesägte Waferchips handeln, die mittels einer Klebstoffschicht 3 auf einer Trägerfolie 4 angebracht sind. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel bewegen sich die zu inspizierenden Objekte 2-i, die auf dem Objektträger, d. h. der Trägerfolie 4 angebracht sind, relativ zu einem Objektiv 5 einer Inspektionskamera 6. Bei der Inspektionskamera 6 kann es sich beispielsweise um eine Zeilenkamera handeln, die kammförmig über die zu inspizierenden Objekte 2-i verfahren wird. Die Zeilenkamera kann bei einer möglichen Ausführungsform eine Reihe lichtempfindlicher Bildelemente aufweisen, die die bewegten Objekte kontinuierlich mit einer hohen Zeilenfrequenz abtastet. Bei einer möglichen Ausführungsform ist die Zeilenfrequenz der Inspektionskamera 6 mit der Relativgeschwindigkeit v der zu untersuchenden Objekte 2-i gekoppelt. Da die Geschwindigkeit v von Transportbändern oder dergleichen in der Praxis meist Lastwechseln und Brems- und Beschleunigungsvorgängen unterworfen ist, ist die Relativgeschwindigkeit v der zu untersuchenden Objekte 2-i relativ zu der Inspektionskamera 6 und dem zugehörigen Inspektionskameraobjektiv 5 oft nicht konstant. In diesen Fällen wird die bei der erfindungsgemäßen Autofokusregelung 1 die Zeilenfrequenz der Inspektionskamera 6 in Abhängigkeit von der Transportgeschwindigkeit v eingestellt. Bei dieser Ausführungsform wird die Zeilenfrequenz der Inspektionskamera 6 an die momentane Geschwindigkeit der zu untersuchenden Objekte 2-i angepasst, so dass eine flächige Auswertung des aufgenommenen Bildes erfolgen kann. Bei der Inspektionskamera 6 kann es sich um eine Hochleistungszeilenkamera mit hoher Auflösung und hoher Zeilenfrequenz handeln. Bei einer möglichen Ausführungsform beträgt die Zeilenfrequenz der Inspektionskamera mehr als 10 kHz.
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Die Inspektionskamera 6 empfängt das aufgenommene Bild von dem Objektiv 5 über einen Strahlteiler 7. Bei diesem Strahlteiler 7 kann es sich beispielsweise um einen halbdurchlässigen Spiegel handeln. Die erfindungsgemäße Autofokusregelung 1 weist bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eine Autofokus-Lichtquelle 8 auf. Die zu inspizierende Struktur des Objektes beispielsweise des in 1 dargestellten Objektes 2-3 wird zur Fokussierung des optischen Inspektionssystems durch die Autofokus-Lichtquelle 8 der Autofokusregelung 1 mit Lichtblitzen beleuchtet. Das erzeugte Licht wird über einen weiteren Strahlteiler 9, beispielsweise einem halbdurchlässigen Spiegel, über den Strahlteiler 7 und das Objektiv 5 auf das zu untersuchende Objekt 2-i gerichtet. Das durch die Autofokus-Lichtquelle 8 erzeugte Licht, welches zur Belichtung des zu untersuchenden Gegenstandes beziehungsweise Objektes 2-i dient, wird weiter zurückreflektiert Licht und anschließend von einem Autofokussensor 10 erfasst. An den Autofokussensor 10 ist eine Autofokussteuerung 11 angeschlossen. Der Autofokussensor 10 der erfindungsgemäßen Autofokusregelung 1 weist mindestens zwei Sensorfelder SF auf, welche die zu inspizierende Struktur des Objektes 2-i jeweils mit einem Kontrast K abbilden. Die Abbildungen der zu inspizierenden Struktur werden jeweils zur Ermittlung eines Kontrastwertes K für die zu inspizierende Struktur ausgewertet. Dies geschieht vorzugsweise mittels eines Bildverarbeitungsverfahrens. Hierzu kann der Autofokussensor 10 eine Auswerteeinheit zur Analyse der Abbildungen aufweisen. Die Inspektionskamera 6 dient zur Aufnahme der zu inspizierenden Struktur, wobei die Inspektionskamera 6 einen Fokusbereich aufweist, dem Kontrastwerte der Sensorfelder SF des Autofokussensors 10 zugeordnet sind. Der Objektivabstand z zwischen dem Objektiv 5 der Inspektionskamera 6 und der zu inspizierenden Struktur des Objektes 2-i wird in Abhängigkeit von den Kontrastwerten K der Sensorfelder SF des Autofokussensors 10 zur Fokussierung des optischen Inspektionssystems geregelt. Die Autofokussteuerung 11 empfängt die Kontrastwerte K der verschiedenen Sensorfelder SF des Autofokussensors 10 und berechnet daraus den Objektivabstand zwischen dem Objektiv 5 und dem zu untersuchenden Objekt 2-i innerhalb eines zulässigen Objektivabstandbereichs des Objektivs 5 der Inspektionskamera 6. Bei der in 1 dargestellten Autofokusregelung 1 steuert die Autofokussteuereinrichtung 11 durch ein Steuersignal CRTL eine mechanische Einstell-Einrichtung 12 an, mit deren Hilfe der aktuelle Abstand z zwischen dem Objektiv 5 der Inspektionskamera 6 und dem zu inspizierenden Objekt 2-3 gemäß dem berechneten Objektivabstand eingestellt wird. In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Relativabstand z zwischen dem zu untersuchenden Objekt 2-3 und dem Objektiv 5 durch Änderung der Position des Objektivs 5 eingestellt. Alternativ kann der Abstand z zwischen dem Objektiv 5 und dem zu untersuchenden Objekt 2-3 auch durch Änderung der Lage des Objektträgers 4 erfolgen. Der aktuelle Abstand z zwischen dem Objektiv 5 der Inspektionskamera 6 und dem zu inspizierenden Objekt 3-3 auf den berechneten Objektivabstand wird eingestellt, indem das Objektiv 5 oder der Objektträger 4 solange bewegt werden, bis der aktuelle Abstand dem berechneten Objektivabstand entspricht. Die dargestellten Objekte 2-i können beispielsweise durch gesägte Waferchips gebildet werden, die auf der Trägerfolie 4 angebracht sind. Die Trägerfolie 4 kann sich beispielsweise auf einem bewegten Transportband befinden. Bei einer möglichen Ausführungsform stellt die Autofokussteuereinrichtung 11 den Abstand zwischen dem Objektiv 5 und dem aktuell zu inspizierenden Objekt 2-3 durch Einstellung der Lage des Transportbandes ein, bis der aktuelle Abstand dem berechneten Objektivabstand entspricht.
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Bei einer möglichen Ausführungsform wird die Lichtintensität der Autofokuslichtquelle 8 in Abhängigkeit der Kontrastwerte K der Sensorfelder SF des Autofokussensors 10 durch die Autofokussteuereinrichtung 11 eingestellt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist ferner die Dauer der von der Autofokuslichtquelle 8 abgegebenen Lichtblitze einstellbar. Dabei kann bei einer möglichen Ausführungsform das Lichtwellenlängenspektrum der von der Autofokus-Lichtquelle 8 abgegebenen Lichtblitze außerhalb des durch die Inspektionskamera 6 verwendeten Lichtwellenlängenspektrums liegen. Dadurch ist es möglich, die Messung der Fokusposition auch parallel zur automatischen Inspektion der zu inspizierenden Objekte 2-i auszuführen. Für die Fokussierung bei relativ schnell bewegten Objekten werden die Objekte mit einem Lichtblitz beleuchtet, um so ein Verwischen der Objektstrukturen zu vermeiden. Zur Erzeugung der Lichtblitze können bei einer möglichen Ausführungsform Lichtemittierende Dioden (LEDs) verwendet werden, welche für die Messung kurz ein- und anschließend wieder ausgeschaltet werden. Die Belichtung der zu inspizierenden Objekte 2-i mit dem durch die Autofokus-Lichtquelle 8 erzeugten Hilfslicht kann parallel zur Bildaufnahme geschehen.
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Bei einer möglichen Ausführungsform der Autofokusregelung 1 werden durch die Autofokus-Lichtquelle 8 nur Bereiche der zu inspizierenden Struktur des Objektes 2-i mit Lichtblitzen beleuchtet, die im gleichen Moment, d. h. zur gleichen Zeit, nicht von der Inspektionskamera 6 aufgenommen werden.
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Bei dieser Ausführungsform werden auf der Objektfläche des zu inspizierenden Objektes nur diejenigen Zonen für die Autofokussierung beleuchtet, die nicht gerade inspiziert werden. Dies kann beispielsweise bei der Verwendung einer Zeilenkamera als Inspektionskamera 6 dadurch geschehen, dass nicht die von der Zeilenkamera 6 gerade aufgenommene Bildzeile beleuchtet wird, sondern eine Zone mit Blitzlicht beleuchtet wird, welche in diesem Moment nicht von der Zeilenkamera 6 aufgenommen wird.
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Bei einer möglichen Ausführungsform ist die Lichtintensität des LED-Blitzlichts, welches von der Autofokus-Lichtquelle 8 abgegeben wird, einstellbar. Die Intensität des LED-Lichtblitzes kann bei einer möglichen Ausführungsform in Abhängigkeit von der Analyse der Messfelder beziehungsweise Sensorfelder SF des Autofokussensors 10 derart geregelt werden, dass kein Überstrahlen stattfindet. Ferner kann die Dauer des Blitzlichts eingestellt werden. Bei einer möglichen Ausführungsform ist die Autofokus-Hilfslichtquelle beziehungsweise die Autofokus-Lichtquelle 8 auch während der Bildaufnahme aktiv.
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Bei einer möglichen Ausführungsform werden die von den Sensorfeldern SF des Autofokussensors 10 abgegebenen Signale durch die Autofokussteuereinrichtung 11 durch einen Bildverarbeitungsalgorithmus analysiert, um so sicherzustellen, dass auf das interessierende Objekt fokussiert wird.
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2 zeigt ein Anwendungsbeispiel für die erfindungsgemäße Autofokusregelung 1. In dem Anwendungsbeispiel befinden sich gesägte Waferchips 2-i auf einem Träger beziehungsweise einer Trägerfolie 4. Zwischen verschiedenen gesägten Waferchips befinden sich Sägespalten SP. Beispielsweise haben die gesägten Waferchips 2-i einen Abstand von etwa 50 Mikrometer. Die Höhe der gesägten Waferchips 2-i kann beispielsweise 200–300 Mikrometer betragen. Die Oberfläche der zu untersuchenden Waferchips 2-i kann beispielsweise 200 × 200 Mikrometer betragen. Die Trägerfolie 4 kann sich auf einem Transportband befinden, das relativ zu dem Objektiv 5 der Inspektionskamera 6 bewegt wird. Die zu untersuchende Oberflächenstruktur der in 2 dargestellten gesägten Waferchips 2-i wird von oben beleuchtet und das reflektierte Licht wird durch den Autofokussensor 10 erfasst.
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Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform wird die Inspektionskamera 6, bei der es sich um eine Zeilenkamera handelt, kammförmig über die zu inspizierenden Objekte 2-i verfahren. Dabei kann eine Richtung des dargestellten Weges für die Ermittlung der Fokusposition in Abhängigkeit der Wegposition verwendet werden und die entgegengesetzte Richtung für die eigentliche Bildaufnahme verwendet werden.
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Bei einer möglichen Ausführungsform kann zur Bildaufnahme eine Mikroskopoptik eingesetzt werden. Bei einer Ausführungsform kann auch die Fokussierung über eine interne Verstellung innerhalb der Abbildungsoptik erfolgen.
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3A, 3B zeigen zwei verschiedene Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäße Autofokusreglung 1 für ein optisches Inspektionssystem. Bei dem in 3A dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich vor den Sensorfeldern SF des Autofokussensors 10 eine transparente Platte 13, die für jedes Sensorfeld SF eine unterschiedliche Dicke zur Schaffung unterschiedlicher Abbildungsebenen mit maximalem Kontrast K für die verschiedenen Sensorfelder SF des Autofokussensors 10 aufweist.
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4A, 4B, 4C zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele für transparente Platten 13A, 13B, 13C. 4A zeigt eine einfache transparente Platte 13A mit zwei Flächen, die unterschiedliche Dicken D1, D2 aufweisen. Die beiden Flächen, wie sie in 4A dargestellt sind, befinden sich jeweils vor einem zugehörigen Sensorfeld SF des Autofokussensors 10. Dadurch werden unterschiedliche Abbildungsebenen mit maximalem Kontrast K für die beiden dahinter liegenden Sensorfelder SF des Autofokussensors 10 geschaffen. Die Anzahl der Sensorfelder SF des Autofokussensors und die zugehörige Anzahl der geteilten Flächen innerhalb der transparenten Platte 13 können variieren.
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In 4B ist beispielsweise eine transparente Platte 13B mit fünf unterschiedlichen Flächen für fünf unterschiedliche Sensorfelder SF des Autofokussensors 10 dargestellt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die fünf unterschiedlichen Flächen der transparenten Platte 13B unterschiedliche Dicken D1, D2, D3, D4, D5 auf.
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Es ist auch möglich, dass die Dicke der unterschiedlichen Flächen der transparenten Platte 13 alterniert, wie in 4C dargestellt. In der in 4C dargestellten transparenten Platte 13C sind ebenfalls fünf verschiedene Flächen gezeigt, wobei allerdings die Dicke der transparenten Platte zwischen einer Dicke D1 und einer Dicke D2 alterniert. Die transparente Platte 13 in unterschiedlich dicken Zonen kann auf dem Autofokussensor 10 direkt aufgebracht sein oder kurz vor dem Autofokussensor 10 montiert werden. Dabei werden unterschiedliche Abbildungsebenen auf dem Sensor-Array beziehungsweise über Sensorfeld-Array des Autofokussensors 10 geschaffen, welche den verschiedenen Messfeldern beziehungsweise Sensorfeldern SF zugeordnet werden können.
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Bei einer alternativen Ausführungsform kann anstatt der Verwendung einer transparenten Platte der Autofokussensorarray des Autofokussensors 10 verkippt angeordnet werden, wie in 3B graphisch dargestellt. Bei dem in 3B dargestellten Autofokussensor 10 ist der in der 1 dargestellte Autofokussensor 10 verkippt eingebaut, sodass immer ein Teil des Objektes 2-i unscharf auf dem Autofokussensor 10 abgebildet wird. Durch Analyse der von den unterschiedlichen Messfeldern beziehungsweise Sensorfeldern SF abgegebenen Signale kann durch die Autofokussteuereinrichtung 11 berechnet werden, in welcher Schärfeebene die zu untersuchende Struktur des zu untersuchenden Objekts 2-i liegt.
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5 zeigt ein Signaldiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der erfindungsgemäßen Autofokusregelung 1. Im dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Autofokussensor 10, zwei Sensorfelder SF durch die eine zu inspizierende Struktur eines Objektes 2-i jeweils mit einem Kontrast K abgebildet wird. Bei einem Abstand zwischen dem Objektiv 5 und dem zu untersuchenden Objekt 2 ergeben sich somit für die beiden unterschiedlichen Sensorfelder SF des Autofokussensors 10 und unterschiedliche Kontrastwerte K1, K2, die als Empfangssignale durch die Autofokussteuereinrichtung 11 zur Fokussierung des optischen Inspektionssystems herangezogen werden.
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Bei dem Autofokussensor 10 kann es sich um einen lichtempfindlichen ein- oder zweidimensionalen Sensor handeln, bei dem die Schärfeebenen des zu abzubildenden Objektes 2-i in verschiedenen Bereichen des Autofokussensors 10 unterschiedlich scharf abgebildet werden. Den verschiedenen Kontrasten K zugeordnete Sensorbereiche beziehungsweise Sensorfelder SF werden dabei von der Autofokussteuereinrichtung 11 vorzugsweise separat analysiert, wobei auf dieser Basis entschieden wird, welche Schärfeebene aktuell fokussiert abgebildet wird.
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Durch eine Zuordnung von Schärfeebenen zu einem Sensorfeld SF des Autofokussensors 10, auf dem die Schärfeebene abgebildet ist, ist bekannt, in welcher Schärfeebene der aktuelle Bildfokus liegt und wie das Autofokussystem verstellt werden muss, um auf einem definierten beziehungsweise vorgegebenen Sensorfeld eine scharfe Abbildung zu erzeugen.
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6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines möglichen Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Fokussierung eines optischen Inspektionssystems.
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In einem ersten Schritt S1 wird die zu inspizierende Struktur eines Objektes 2-i durch verschiedene Sensorfelder SF eines Autofokussensors 10 mit unterschiedlichem Kontrast K abgebildet. Die Abbildungen der zu inspizierenden Struktur werden jeweils zur Ermittlung eines Kontrastwertes K für die zu inspizierende Struktur ausgewertet.
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In einem weiteren Schritt S2 wird ein Objektivabstand z zwischen einem Objektiv 5 der Inspektionskamera 6 und der zu inspizierenden Struktur des Objektes 2 in Abhängigkeit von den ermittelten Kontrastwerten K eingestellt.
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Bei dem erfindungsgemäßen Inspektionssystem wird der Abstand zwischen dem zu untersuchenden Objekt 2-i und dem Messkopf beziehungsweise dem Objektiv 5 derart eingestellt, dass das zu untersuchende Objekt 2-i stets scharf abgebildet wird. Das Inspektionssystem eignet sich für die Untersuchung beliebiger Objekte, insbesondere elektronische Bauelemente während der Fertigung, aber auch zur Untersuchung von organischen Zellen und dergleichen.
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Die erfindungsgemäße Autofokusregelung 1 kann in ein beliebiges optisches Inspektionssystem eingebaut werden. Die erfindungsgemäße Autofokusregelung 1 kann auch in eine Digitalkamera oder in einen Videorecorder eingebaut werden.
