DE19706076A1

DE19706076A1 - Beobachtungsgerät, das Streulicht verwendet

Info

Publication number: DE19706076A1
Application number: DE19706076A
Authority: DE
Inventors: Kazuo Moriya
Original assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Current assignee: Raytex Corp Tama Tokio Jp
Priority date: 1996-02-16
Filing date: 1997-02-17
Publication date: 1997-10-30
Anticipated expiration: 2017-02-18
Also published as: KR970063621A; DE19706076B4; KR100268974B1; JPH09222397A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Erfindungsgebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zum Beobachten eines Ziel-Gegenstandes, indem Streulicht verwendet wird, und insbesondere ein Gerät, an das ein TDI-Verfahren (TDI = Zeitverzögrungs-Integration) durch einen CCD-Sensor angelegt wird.

2. Stand der Technik

Herkömmlicherweise müssen - wenn Streulicht aus einem zweidimensionalen sich bewegenden Gegenstand oder Fluid fokussiert und ein Bild daraus gebildet wird, und dann das zweidimensionale Bild in ein Bildsignal umgewandelt und beobachtet wird - die Bilddaten durch eine Bild-Ver arbeitungseinheit oder dergleichen verarbeitet und analysiert werden, da die erhaltene Signalstärke schwach ist. Daher wird das Beobachtungsgerät sperrig, und eine lange Zeit wird für die Beobachtung benötigt.

Zusätzlich werden ein sperriges Gerät und eine lange Beobachtungszeit erforderlich, da die Streuung infolge eines Fehlers in einer Halbleiterplatte bzw. von Staub oder einem Fehler auf einer Platte im allgemeinen sehr schwach ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Beobachtungsgerät bereitzustellen, das eine einfache Anordnung aufweist, die einen Fehler eines sich bewegenden Ziel- Gegenstandes bzw. einer Halbleiterplatte beobachten kann, indem Streulicht in Echtzeit mit einer hohen Empfindlichkeit in Übereinstimmung mit der Bewegung des Ziel-Gegenstandes verwendet wird.

Um die obige Aufgabe zu erfüllen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Beobachtungsgerät bereitgestellt, das folgendes umfaßt:
einen CCD-Sensor, der auf einer Licht-empfangenden Fläche Pixelzeilen aufweist, wobei jede davon eine Mehrzahl von Pixel umfaßt; der sequentiell die Ladesignale der Pixel einer jeden Zeile, von denen jeder beim Empfangen des Lichts erzeugt und integriert wird, in die angrenzende Zeile verschiebt; und der sequentiell die Ladesignale durch die Zeile an einem Ende ausgibt,
ein Abbildungsmittel zur Fokussierung des Streulichtes von einem sich bewegenden Beobachtungsziel, um auf der Licht-empfangenden Fläche ein Bild zu erzeugen; und
ein Treibermittel, um den CCD derart zu treiben, daß die Verschiebungsgeschwindigkeit der Ladesignale mit einer Bewegungsgeschwindigkeit des Bildes auf dem Licht-empfangenden Mittel übereinstimmt.

Der CCD-Sensor und das Treibermittel können eine Funktion innehaben, um die Ladesignale in die in Bezug auf die Verschie bungsrichtung senkrechte Richtung zu verschieben. Zusätzlich hat der CCD-Sensor vorzugsweise ein Schieberegister zum Empfangen der Ladesignale der Pixel der Zeile an einem Ende, das die empfangenen Ladesignale verschiebt, um jedes Ladesignal sequentiell ausgegeben, und einen Dunkelstrompuffer, um Ladesignale eines Dunkelstroms zu speichern, die durch die Zeile an einem Ende an das Schieberegister ausgegeben werden, und gibt Inhalte aus, die erhalten werden, indem von Inhalten des Schieberegisters entsprechende Inhalte des Dunkelstrompuffers subtrahiert werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, die ein Beobachtungsgerät gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 ist eine Ansicht, die eine weitere Ausführungsform des zweidimensionalen CCD-Sensors des in Fig. 1 gezeigten Geräts zeigt;

Fig. 3 ist eine Ansicht, die das Gerät in Fig. 1 zeigt, das zur Beobachtung einer Halbleiterplatte verwendet wird;

Fig. 4 ist eine Ansicht, die das Gerät in Fig. 1 zeigt, das zur Beobachtung eines Fluids angelegt wird; und

Fig. 5 ist eine Ansicht, die das Gerät in Fig. 1 zeigt, das zur Beobachtung einer Plattenfläche verwendet wird.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, die ein Beobachtungsgerät gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie in Fig. 1 gezeigt, umfaßt dieses Gerät einen zweidimensionalen CCD-Sensor 4, der auf einer Licht-empfangenden Fläche 3 Pixelzeilen 1 aufweist, wobei jede der Pixelzeilen eine Mehrzahl von Pixel umfaßt; der sequentiell die Ladesignale der Pixel einer jeden Zeile 1, die beim Empfangen des Lichtes erzeugt werden, in die angrenzende Zeile verschiebt; und der sequentiell durch die Zeile 2 an einem Ende Ladesignale ausgibt. Weiterhin umfaßt das Gerät ein Abbildungsmittel 9 zur Fokussierung des Streulichtes 7 von einem sich bewegenden Beobachtungsziel 5, um auf der Licht-empfangenden Fläche 3 ein Bild zu erzeugen; ein Schieberegister 15 zum Empfangen der Ladesignale der Pixel der Zeile 2 an einem Ende, das die empfangenen Ladesignale verschiebt, um jedes Ladesignal sequentiell auszugeben; und einen Treiberschaltkreis 17, um den zweidimensionalen CCD-Sensor 4 derart zu treiben, daß die Verschiebungsgeschwindigkeit der Ladesignale mit einer Bewegungsgeschwindigkeit des Bildes 11 auf der Licht- empfangenden Fläche 3 übereinstimmt. Der Treiberschaltkreis 17 regelt die Verschiebungsgeschwindigkeit auf der Grundlage der Positionsinformation des sich bewegenden Beobachtungsziels 5.

In dieser Anordnung erzeugt das Abbildungsmittel 9 ein Bild auf der Licht-empfangenden Fläche 3 des zweidimensionalen CCD-Sensors 4 auf der Grundlage des Streulichtes vom Beobachtungsziel 5. Das Bild 11, das einem Beobachtungspunkt 19 auf dem Beobachtungsziel 5 entspricht, bewegt sich in eine Richtung, die durch einen Pfeil 23 angezeigt wird, während sich das Beobachtungsziel 5 in eine Richtung bewegt, die durch einen Pfeil 21 angezeigt wird. Der Treiberschaltkreis 17 regelt die Verschiebungsgeschwindigkeit auf der Grundlage der Positionsinformation des Beobachtungsziels 5, wodurch die Verschiebungsgeschwindigkeit mit der Bewegungsgeschwindigkeit des Bildes 11 auf dem zweidimensionalen CCD-Sensor 4 in Übereinstimmung gebracht wird. Selbst wenn die Lichtintensität des Bildes 11 schwach ist, wird die Intensität in die verschobenen Ladesignale integriert, während sich das Bild 11 auf der Licht-empfangenden Fläche 3 bewegt, so daß die Signalausgabe an das Schieberegister 15 eine ausreichende Intensität aufweist. Daher wird ein Bildsignal, das eine ausreichende Intensität des Standbildes des Beobachtungsziels 5 aufweist, vom Schieberegister 15 ausgegeben.

Fig. 2 ist eine andere Ausführungsform des zweidimensiona len CCD-Sensors. In Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 25 einen Puffer, um eine Dunkelstromkomponente für die Daten des Schiebe registers 15 zu speichern, die Bezugszeichen 27 und 29 bezeichnen Verstärker, um jeweils die Ausgaben des Schieberegisters 15 und des Puffers 25 zu verstärken; und Bezugszeichen 31 bezeichnet einen Differential-Verstärker, um die Differenz zwischen den Ausgaben vom Verstärker 27 und 29 auszugeben.

Die Intensität der Ladesignale, die in das Schiebere gister 15 eingegeben werden, ist integriert, wie oben beschrie ben. Der Hintergrund (Dunkelstromkomponente) kann uneinheitlich sein. In dieser Ausführungsform wird die Dunkelstromkomponente derart im Puffer 25 gespeichert, daß ein Bildsignal, das durch die Subtraktion einer einheitlichen Dunkelstromkomponente erhalten wird, immer ausgegeben wird. Spezieller wird der zweidimensionale CCD-Sensor 4 getrieben, während einfallendes Licht abgeschirmt wird. Die integrieren Dunkelstromkomponenten der Pixel der Zeile 2 werden durch das Schieberegister 15 an den Puffer 25 ausgegeben und im Puffer 25 gespeichert. Bei der tatsächlichen Beobachtung werden jedes Mal, wenn die von der Zeile 2 übertragenen Ladesignale von dem Schieberegister 15 durch den Verstärker 27 an den Differential-Verstärker 31 sequentiell ausgegeben werden, die entsprechenden Dunkelstrom komponenten des Puffers 25 durch den Verstärker 29 sequentiell und synchron an den Differential-Verstärker 31 ausgegeben. Mit diesem Vorgang wird ein Bildsignal, das eine konstante Dunkel stromkomponente ausschließt, vom Differential-Verstärker 31 ausgegeben.

Fig. 3 zeigt das Gerät in Fig. 1, das zur Beobachtung einer Halbleiterplatte (Halbleiterwafer) verwendet wird. Auf Fig. 3 Bezug nehmend, bezeichnet das Bezugszeichen 33 eine Halbleiterplatte als Beobachtungsziel; das Bezugszeichen bezeichnet 35 einen Laserstrahl zum Beleuchten der Platte 33; das Bezugszeichen 37 bezeichnet eine Bewegungsrichtung der Platte 33; und das Bezugszeichen 39 einen Streuungs-Körper 39 in der Platte 33. In diesem Fall wird bewirkt, daß der Laserstrahl 35 durch die Seitenfläche der Platte 33 entlang einer Richtung, die in Bezug auf die Bewegungsrichtung 37 senkrecht und auf die Fläche der Platte 33 parallel ist, auf die Halbleiterplatte 33 einfällt. Der Streuungs-Körper 39, der mit dem Laserstrahl 35 beleuchtet wird, erzeugt das Streulicht 7. Das Bild des Streuungs-Körpers 39 wird durch das Streulicht 7 auf dem zweidimensionalen CCD-Sensor 4 gebildet.

Fig. 4 zeigt das Gerät in Fig. 1, das zur Beobachtung eines Fluids verwendet wird. Auf Fig. 4 Bezug nehmend, bezeichnet das Bezugszeichen 41 ein Naßelement, in dem ein Fluid als Beobachtungsziel fließt; das Bezugszeichen 35 bezeichnet den Laserstrahl zur Beleuchtung des im Naßelement 41 fließenden Fluids; und das Bezugszeichen 43 bezeichnet eine Fließrichtung des Fluids. In diesem Fall wird bewirkt, daß der Laserstrahl 35 durch die Seitenfläche der Zelle 41 entlang einer Richtung, die in Bezug auf die Richtung 43 senkrecht und in Bezug auf die Fläche der Zelle 41 parallel ist, auf das Fluid einfällt. Das mit dem Laserstrahl 35 beleuchtete Fluid erzeugt das Streulicht 7, und das Bild des Fluids wird durch das Streulicht 7 auf dem zweidimensionalen CCD-Sensor 4 gebildet.

Fig. 5 zeigt das Gerät in Fig. 1, das zur Beobachtung einer Plattenfläche (Waferfläche) verwendet, wird. Auf Fig. 5 Bezug nehmend, bezeichnet das Bezugszeichen 45 eine Plattenfläche als Beobachtungsziel; das Bezugszeichen 47 bezeichnet einen bandförmigen Laserstrahl zur Beleuchtung der Plattenfläche 45; und das Bezugszeichen 49 bezeichnet eine Bewegungsrichtung der Plattenfläche 45. In diesem Fall beleuchtet der bandförmige Laserstrahl 47 eine Fläche, die in einer Richtung, die in Bezug auf die Richtung 49 auf der Plattenfläche 45 senkrecht ist, verlängert ist. Die mit dem Laserstrahl 47 beleuchtete Plattenfläche 45 erzeugt das Streulicht 7, und das Bild der Plattenfläche 45 wird durch das Streulicht 7 auf dem zweidimensionalen CCD-Sensor 4 ausgebildet.

Der zweidimensionale CCD-Sensor 4 und der Treiber-Schalt kreis 17 können auch eine Funktion haben, das Ladesignal in eine Richtung zu verschieben, die in Bezug auf die Schieberichtung senkrecht ist. In Zusammenhang mit dieser Anordnung kann, selbst wenn die Bewegungsrichtung des Beobachtungsziels nicht mit der Schieberichtung des zweidimensionalen CCD-Sensors übereinstimmt, das Standbild des Beobachtungsziels erhalten werden, indem die Verschiebungsgeschwindigkeit in jeder Schieberichtung geregelt wird.

Wie oben beschrieben wurde, kann gemäß der vorliegenden Erfindung ein Beobachtungsgerät mit einer einfachen Anordnung, das einen Fehler eines sich bewegenden Ziels bzw. einer Halbleiterplatte beobachten kann, bereitgestellt werden, indem Streulicht in Echtzeit mit einer hohen Empfindlichkeit in Übereinstimmung mit der Bewegung des Zielgegenstandes verwendet wird.

Claims

1. Ein Beobachtungsgerät, das umfaßt:
einen CCD-Sensor, der auf einer Licht-empfangenden Fläche Pixelzeilen aufweist, wobei jede davon eine Mehrzahl von Pixel umfaßt; der sequentiell die Ladesignale der Pixel einer jeden Zeile, die beim Empfangen des Lichts erzeugt werden, in die angrenzende Zeile verschiebt; und der sequentiell die Ladesignale durch die Zeile an einem Ende ausgibt;
ein Abbildungsmittel zur Fokussierung des Streulichtes von einem sich bewegenden Beobachtungsziel, um auf der Licht- empfangenden Fläche ein Bild zu erzeugen; und
ein Treibermittel, um den CCD derart zu treiben, daß die Verschiebungsgeschwindigkeit der Ladesignale mit einer Bewegungsgeschwindigkeit des Bildes auf dem Licht-empfangenden Mittel in Übereinstimmung kommt.

2. Ein Gerät nach Anspruch 1, worin der CCD-Sensor und das Treibermittel eine Funktion haben, die Ladesignale in eine Richtung zu verschieben, die in Bezug auf die Schieberichtung senkrecht ist.

3. Ein Gerät nach Anspruch 1, worin der CCD-Sensor ein Schieberegister zum Empfangen der Ladesignale der Pixel der Zeile an einem Ende umfaßt, das die empfangenen Ladesignale verschiebt, um jedes der Ladesignale sequentiell ausgegeben, und einen Dunkelstrompuffer, um Ladesignale eines Dunkelstroms zu speichern, die durch die Zeile an einem Ende an das Schieberegister ausgegeben werden, und gibt Inhalte aus, die erhalten werden, indem von Inhalten des Schieberegisters entsprechende Inhalte des Dunkelstrompuffers subtrahiert werden.