DE19706076A1 - Beobachtungsgerät, das Streulicht verwendet - Google Patents
Beobachtungsgerät, das Streulicht verwendetInfo
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Description
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.
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.
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.
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.
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.
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 (3)
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.
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.
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