EP1210635A2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von höhenbildern technischer oberflächen in mikroskopischer auflösung - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung von höhenbildern technischer oberflächen in mikroskopischer auflösung

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EP1210635A2
EP1210635A2 EP01909450A EP01909450A EP1210635A2 EP 1210635 A2 EP1210635 A2 EP 1210635A2 EP 01909450 A EP01909450 A EP 01909450A EP 01909450 A EP01909450 A EP 01909450A EP 1210635 A2 EP1210635 A2 EP 1210635A2
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EP
European Patent Office
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sample
image
maximum
images
measured
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP01909450A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen VALENTIN
Joachim Jordan
Hans-Hermann Schreier
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NanoFocus AG
Original Assignee
Nanofocus Messtechnik GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Nanofocus Messtechnik GmbH filed Critical Nanofocus Messtechnik GmbH
Publication of EP1210635A2 publication Critical patent/EP1210635A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/0004—Microscopes specially adapted for specific applications
    • G02B21/002—Scanning microscopes
    • G02B21/0024—Confocal scanning microscopes (CSOMs) or confocal "macroscopes"; Accessories which are not restricted to use with CSOMs, e.g. sample holders
    • G02B21/008—Details of detection or image processing, including general computer control
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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    • G02B21/0004—Microscopes specially adapted for specific applications
    • G02B21/002—Scanning microscopes
    • G02B21/0024—Confocal scanning microscopes (CSOMs) or confocal "macroscopes"; Accessories which are not restricted to use with CSOMs, e.g. sample holders

Definitions

  • the invention relates to a method for producing height images of technical surfaces in microscopic resolution with the aid of a confocal measuring microscope, the sample to be measured being moved in a controlled manner in the direction (Z direction) of the microscope and an image being taken at defined intervals using a digital camera, and the recorded digitized images are sent to a controller (PC) for further processing and evaluation, in such a way that the light intensity maximum is determined for each pixel, the location of the maximum resulting in the sample height to be measured.
  • PC controller
  • the invention relates to a device for performing the method.
  • Confocal measuring microscopes are used for the inspection of technical surfaces, whereby both the microscopic image (light intensity) of the sample surface and the local height assigned to the surface are measured.
  • the application relates to all areas of microstructure technology, but is not limited to this.
  • the measuring system consists of the actual confocal optical measuring branch, a camera, an image digitizing unit, a controller (generally a PC) and a motorized displacement unit Focusing through the sample surface (traversing movement in the Z direction) and controlling the motorized displacement unit together (see Fig. 2).
  • the working method of the known measuring microscope consists in that the sample located under the microscope objective is gradually moved in height relative to the microscope (or the microscope in the direction of the sample).
  • the light intensity of a single pixel usually shows a Gaussian distribution as a function of the displacement, the location of the maximum resulting in the sample height to be measured. Since the maximum cannot be measured directly in practice, the curve is scanned step by step to determine it.
  • the evaluation is done accumulatively.
  • the sum of the intensity I and the sum of the intensity multiplied by the respectively set shift z are summed up pixel by pixel in two separate memories.
  • the center of gravity zs calculated with regard to the shift This coincides approximately with the maximum.
  • This threshold must be local (i.e. pixel by pixel) can be determined, for example as a medium intensity. An additional run, which takes place before the actual measurement run, is then necessary to determine this threshold.
  • the low dynamics of a CCD camera mean that strongly differently reflecting spatial areas cannot be captured at the same time.
  • the time required increases by gradually setting the shift. In addition, this can cause vibrations, namely when the mechanical system is accelerated and braked.
  • An additional disadvantage is that the control of the displacement unit must be carried out by the controller, since there is no direct coupling between the displacement unit and the image digitizing unit.
  • the invention is therefore based on the object of performing a method of the type mentioned at the outset in such a way that, with a significant reduction in the time required, an improved evaluation of the recorded images is made possible, in which a distinction can be made between secondary maxima and artifacts.
  • Another object of the invention is to provide an apparatus for performing the method.
  • the first part of the object is achieved according to the characterizing part of claim 1 in that the movement of the sample takes place continuously and in the process the image recordings are triggered at discrete spatial intervals, the intensities of the N images recorded and digitized in this way are stored in the PC, such that a number N of successive memory locations is occupied for each pixel, which are successively filled up from the first to the Nth image, after which the respective intensity maximum / intensity maxima are determined mathematically for each pixel and evaluated / including all measurement data.
  • the fact that the displacement of the sample takes place in a continuous movement results, in addition to the time advantage, in a completely jerk-free location-dependent image recording.
  • the storage of the individual images takes place in a form suitable for evaluation. This means that with a total number of N images, the digitization of which is triggered during the measurement, a number N of successive memory locations are occupied in advance for each pixel. These storage locations are now successively filled up from the first to the last image.
  • the advantage here is that the intensities of a pixel required for later calculation are arranged in the technically sensible order.
  • the sequence that allows fast access to the measurement data is defined as a technically sensible sequence.
  • a nstelle an accumulative evaluation is carried out an evaluation involving all measurement data. During the evaluation, all occurring maxima are searched. Criteria for recognizing a maximum (for example the threshold value) can be specified in a variable manner.
  • the search for maxima preferably takes place according to three search methods which can be optionally specified:
  • trigger pulses are taken for the location-dependent triggering of the image recording from the element that moves the sample and moves in the Z direction and carries the sample.
  • the spatial distance that triggers the triggering of an image recording is set in a defined manner, a variable division of the basic increment signal generated by the location detection being carried out by means of the programming of a microprocessor.
  • the image recording is performed in a discrete manner by a position detection device attached to the displacement unit Distances triggered.
  • This location detection can be, for example, an increment decoder on the axis of the motor used for the displacement or an optoelectronic path scale on the travel table. If a voltage-controlled piezo actuator is used for displacement, this can be a strain gauge displacement sensor.
  • the synchronization or coupling with the measuring process offers the possibility that the displacement unit can be controlled by an external controller.
  • the device according to the invention can thus be integrated into an external process, preferably as a process measuring device in the production of microstructures.
  • the intensities of the individual images recorded as described are completely saved.
  • the storage is preferably carried out on a fixed storage medium (e.g. a hard disk) or in the main memory of the system controller.
  • a mathematical approximation is preferably carried out using a mathematically describable curve shape.
  • This curve shape is preferably applied as a Gauss curve, but can also have a parabolic shape.
  • the determination of the curve shape can then be used to derive criteria that make it possible to exclude measured values (for example artifacts).
  • noise-suppressing methods are used in the preprocessing. This means that digital signal filtering (rectangular or Gaussian filter) is used. A uf this way, the entire sample surface is inspected, so that after the measurement of a sample zone, the sample in a plane (X / Y) perpendicular moved to the optical axis of the measuring microscope, so that a neighboring sample area can be measured and immediately, and by electronically stitching the measurement results of the respectively adjacent areas a composite image of the sample surface structure is obtained.
  • digital signal filtering rectangular or Gaussian filter
  • a CMOS sensor is preferably used for recording, but a CCD sensor can also be used regardless of the measurement method.
  • Figure 1 Circuit diagram of the confocal measuring microscope (invention)
  • Figure 2 Circuit diagram of a confocal measuring microscope according to the prior art.
  • Both circuit diagrams have in common the confocal optical microscope branch provided with the reference number 1, the images of which are recorded by a digital camera 2, from which they are fed via a digitizing unit 3 to a system controller 4 in digitized form. This is where the captured images are evaluated.
  • the sample to be measured is located on a motorized displacement unit 5 for focusing the sample surface.
  • controller ⁇ Figure 2
  • the location detection on the displacement unit 5 supplies the camera-microscope unit with the trigger signals required for the image triggering.

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung von Höhenbildern technischer Oberflächen in mikroskopischer Auflösung mit Hilfe eines konfokalen Messmikroskops, wobei die zu vermessende Probe in Richtung (Z-Richtung) Mikroskop gesteuert verfahren und dabei in definierten Abständen mittels einer Digitalkamera aufgenommen wird, und die aufgenommenen digitalisierten Bilder einem Controller (PC) zur weiteren Verarbeitung und Auswertung zugeleitet werden, derart, dass das Lichtintensitätsmaximum für jeden Bildpunkt ermittelt wird, wobei die Lage des Maximums die zu messende Probenhöhe ergibt, ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass die Verfahrbewegung der Probe kontinuierlich erfolgt und beim Verfahren die Bildaufnahmen in diskreten Ortsabständen ausgelöst werden, die Intensitäten der so aufgenommenen und digitalisierten N Einzelbilder im PC gespeichert werden, derart, dass für jeden Bildpunkt eine Zahl N aufeinanderfolgender Speicherstellen belegt wird, die vom ersten bis zum N-ten Bild sukzessive aufgefüllt werden, wonach für jeden Bildpunkt das jeweilige Intensitätsmaximum/die jeweiligen Intensitätsmaxima rechnerisch ermittelt und unter Einbeziehung aller Messdaten ausgewertet wird/werden.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Höhenbildern technischer Oberflächen in mikroskopischer Auflösung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Höhenbildern technischer Oberflächen in mikroskopischer Auflösung mit Hilfe eines konfokalen Messmikroskops, wobei die zu vermessende Probe in Richtung (Z-Richtung) Mikroskop gesteuert verfahren und dabei in definierten Abständen mittels einer Digitalkamera jeweils ein Bild aufgenommen wird, und die aufgenommenen digitalisierten Bilder einem Controller (PC) zur weiteren Verarbeitung und Auswertung zugeleitet werden, derart, dass das Lichtintensitätsmaximum für jeden Bildpunkt ermittelt wird, wobei die Lage des Maximums die zu messende Probenhöhe ergibt .
Des weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens .
Konfokale Messmikroskope werden für die Inspektion technischer Oberflächen eingesetzt, wobei sowohl das mikroskopische Bild (Lichtintensität) der Probenoberfläche als auch die der Oberfläche zugeordnete lokale Höhe gemessen wird. Die Anwendung bezieht sich dabei auf alle Bereiche der Mikrostrukturtechnologie, ist aber nicht darauf beschränkt.
Das Meßsystem setzt sich aus dem eigentlichen konfokal- optischen Messzweig, einer Kamera, einer Bilddigitalisierungseinheit, einem Controller (im allgemeinen ein PC) , einer motorischen Verschiebeeinheit zur Durchfokussierung der Probenoberfläche (Verfahrbewegung in Z- Richtung) sowie einer Steuerung der motorischen Verschiebeeinheit zusammen (siehe Bild 2).
Die Arbeitsweise des bekannten Messmikroskops besteht darin, dass die sich unter dem Mikroskopobjektiv befindliche Probe schrittweise gegenüber dem Mikroskop in der Höhe verfahren wird (bzw. das Mikroskop in Richtung Probe) .
Das heißt, dass jeweils dann ein Bild mittels beispielsweise einer CCD-Kamera aufgenommen wird, wenn die Probe um eine definierte Strecke verfahren wurde und in dieser Position gestoppt worden ist. Nach der Aufnahme und der Digitalisierung wird das jeweilige Bild analysiert (im PC) .
Die Lichtintensit t eines einzelnen Bildpunktes zeigt dabei in der Regel eine gaußför ige Verteilung als Funktion der Verschiebung, wobei die Lage des Maximums die zu messende Probenhöhe ergibt. Da das Maximum in der Praxis nicht direkt gemessen werden kann, wird zu dessen Ermittlung die Kurve schrittweise abgetastet.
Die Auswertung erfolgt dabei akkumulativ. Dabei wird pixelweise die Summe der Intensität I sowie die Summe der mit der jeweils eingestellten Verschiebung z multiplizierten Intensität in zwei getrennten Speichern aufsummiert.
Nach einem vollen Durchlauf (Aufnahme von N Bildern) wird gemäß
zs —
U
der Schwerpunkt zs bezüglich der Verschiebung ausgerechnet. Dieser fällt ungefähr mit dem Maximum zusammen. Um die Genauigkeit zu erhöhen, werden in der Regel nur diejenigen Intensitäten zur Berechnung herangezogen, die oberhalb einer einzustellenden Schwelle liegen. Diese Schwelle muß lokal (d.h. pixelweise) bestimmt werden, zum Beispiel als mittlere Intensität. Zur Ermittlung dieser Schwelle ist dann ein zusätzlicher Durchlauf, der vor dem eigentlichen Meß-Durchlauf stattfindet, notwendig.
Dieses vorbekannte Verfahren hat jedoch diverse Nachteile:
Die geringe Dynamik einer CCD-Kamera führt dazu, dass stark unterschiedlich reflektierende Ortsbereiche nicht gleichzeitig erfasst werden können.
Durch den zusätzlichen Durchlauf zur Bestimmung der Schwelle (siehe oben) ist das Verfahren recht zeitaufwendig.
Darüber hinaus vergrößert sich der Zeitaufwand durch das schrittweise einstellen der Verschiebung. Außerdem können hierdurch Erschütterungen hervorgerufen werden, dann nämlich, wenn das mechanische System beschleunigt und abgebremst wird.
Ein weiterer Nachteil ergibt sich durch die oben angesprochene akkumulative Auswertung. Die Auswertung gemäß obiger Formel setzt eine symmetrische Verteilung der Intensität voraus. In der Praxis zeigen sich jedoch leicht asymmetrische Verläufe. Die Auswertung gemäß obiger Formal versagt beim Auftreten mehrer Maxima, bzw. liefert fehlerhafte Werte. Ein zusätzliches Maximum (Nebenpeg) kann jedoch bei halbtransparenten Schichten auftreten.
Überhaupt ist die Erkennungsmöglichkeit von Auswertetehlern und die Bestimmung der Güte der Messung im allgemeinen unzureichend.
Ein zusätzlicher Nachteil ist darin zu sehen, dass die Steuerung der Verschiebeeinheit vom Controller vorgenommen werden muß, da keine direkte Kopplung zwischen der Verschiebeeinheit und der Bilddigitalisierungseinheit vorhanden ist . Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu so zu führen, dass bei einer signifikanten Verringerung des Zeitaufwandes eine verbesserte Auswertung der aufgenommenen Bilder ermöglicht wird, bei der zwischen Nebenmaxima und Artefakten unterschieden werden kann.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.
Der erste Teil der Aufgabe wird erfindungsgemäß gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Verfahrbewegung der Probe kontinuierlich erfolgt und beim Verfahren die Bildaufnahmen in diskreten Ortsabständen ausgelöst werden, die Intensitäten der so aufgenommen und digitalisierten N Einzelbilder im PC gespeichert werden, derart, dass für jeden Bildpunkt eine Zahl N aufeinanderfolgender Speicherstellen belegt wird, die vom ersten bis zum N-ten Bild sukzessive aufgefüllt werden, wonach für jeden Bildpunkt das jeweilige Intensitätsmaximum/die jeweiligen Intensitätsmaxima rechnerisch ermittelt und unter Einbeziehung aller Messdaten ausgewertet wird/werden.
Dadurch, dass die Verschiebung der Probe in einer kontinuierlichen Bewegung stattfindet, ergibt sich neben dem zeitlichen Vorteil eine völlig ruckfreie ortsabhängige Bildauf ahme. Die Speicherung der Einzelbilder findet dabei in einer auswertegerechten Form statt. Das bedeutet, dass bei einer Gesamtzahl von N Bildern, deren Digitalisierung bei der Messung ausgelöst wird, vorab für jeden Bildpunkt eine Zahl N aufeinander folgender Speicherstellen belegt werden. Diese Speicherstellen werden nun sukzessiv vom ersten bis zum letzten Bild aufgefüllt. Der Vorteil dabei ist, dass die zur späteren Berechnung benötigten Intensitäten eines Bildpunktes in der technisch sinnvollen Reihenfolge angeordnet sind. Als technisch sinnvolle Reihenfolge wird diejenige Reihenfolge definiert, die es erlaubt, schnell auf die Messdaten zuzugreifen. Anstelle einer akkumulativen Auswertung wird eine Auswertung unter Einbeziehung aller Messdaten vorgenommen. Bei der Auswertung wird nach allen vorkommenden Maxima gesucht . Kriterien zur Erkennung eines Maximums (z.B. der Schwellwert) können dabei veränderlich vorgegeben werden. Die Suche nach Maxima findet dabei vorzugsweise nach drei wahlweise vorgebbaren Suchverfahren statt :
1. Es wird nur das tiefste Maximum (unterste Schicht) ausgewertet .
2. Es wird nur das oberste Maximum (oberste Schicht) ausgewertet .
3. Es werden beide Maxima ausgewertet .
Im Falle nur eines vorliegenden Maximums (d.h., wenn es sich nicht um eine halbtransparente Vorlage handelt) fallen die Verfahren zusammen.
Anhand der Bestimmung der Lage zweier Maxima (wenn diese beispielsweise bei halbtransparenten Proben vorliegen) wird deren Abstand zur Berechnung der Schichtdicke der angenommenen Schicht herangezogen. Hierdurch wird die Funktionalität des Messmikroskops grundsätzlich erweitert .
Gemäß Anspruch 2 werden zur ortsabhängigen Auslösung der Bildaufnahme von dem in Z-Richtung verfahrenden, die Probe tragenden Element positionsgebende Triggerpulse abgenommen.
Dabei wird gemäß Anspruch 3 der Ortsabstand, der die Auslöung einer Bildaufnahme bewirkt, definiert eingestellt, wobei mittels der Programmierung eines Mikroprozessors eine veränderliche Teilung des von der Ortserfassung erzeugten Inkrement-Grundsignals vorgenommen wird.
Die Bildaufnahme wird wie gerade angesprochen von einer an der Verschiebungseinheit angebrachten Ortserfassung in diskreten Ortsabständen ausgelöst. Diese Ortserfassung kann z.B. ein Inkrement-Dekoder an der Achse des zur Verschiebung benutzten Motors oder ein optoelektronischer Wegmaßstab am Verfahrtisch sein. Wenn zur Verschiebung ein spannungsgesteuerter Piezoversteller eingesetzt wird, kann dies ein DMS-Wegaufnehmer sein.
Durch die Synchronisation bzw. Kopplung mit dem Meßprozeß ist die Möglichkeit geboten, dass die Verschiebeeinheit von einer externen Steuerung gesteuert werden kann. Somit ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in einen externen Prozeß, vorzugsweise als Prozeß-Meßgerät in der Herstellung von MikroStrukturen einbindbar.
Die Intensitäten der wie beschrieben aufgenommenen Einzel - Bilder werden komplett gespeichert . Die Speicherung erfolgt vorzugsweise auf einem festen Speichermedium (z.B. einer Festplatte) oder im Arbeitsspeicher des Systemcontrollers .
Zur Bestimmung der Lage des jeweiligen Maximums wird vorzugsweise eine rechnerische Approximation mit einer mathematisch beschreibbaren Kurvenform vorgenommen. Diese Kurvenform wird vorzugsweise als Gauß-Kurve angesetzt, kann aber auch eine Parabelform haben.
Es werden neben der Lage der Maxima auch deren Kurvenform mit Hilfe skalarer Größen beschrieben. Vorzugsweise wird die Kurvenform bei Approximation einer Gauß-Kurve mit Hilfe der Halbwertεbreite und Güte beschrieben.
Anhand der Bestimmung der Kurvenform können dann Kriterien abgeleitet werden, die es ermöglichen, Messwerte auszuschließen (beispielsweise Artefakte) .
Da die Gesamtzahl aller Messwerte vorliegt, werden rauschunterdrückende Verfahren in der Vorverarbeitung eingesetzt. Dies bedeutet, dass eine digitale Signalfilterung (Rechteck-, oder Gauß-Filter) eingesetzt wird. Auf diese Weise wird die gesamte Probenoberfläche inspiziert, derart, dass nach der Vermessung eines Probenbereichs die Probe in einer Ebene (X/Y) senkrecht zur optischen Achse des Messmikroskops verfahren wird, so dass ein benachbarter Probenbereich vermessen werden kann und sofort, und durch elektronisches Aneinandersetzen (stitching) der Messergebnisse der jeweils benachbarten Bereiche ein zusammengesetztes Bild der Probenoberflächenstruktur erhalten wird.
Zur Aufnahme wird vorzugsweise ein CMOS-Sensor verwendet, unabhängig vom Messverfahren kann jedoch auch ein CCD-Sensor eingesetzt werden.
Der vorrichtungsgemäße Aufbau der vorliegenden Erfindung wird nun im folgenden kurz anhand der Zeichnungen dargestellt.
Es zeigen:
Bild 1: Schaltbild des konfokalen Meßmikrospkops (Erfindung),
Bild 2 : Schaltbild eines konfokalen Messmikroskops gemäß Stand der Technik.
In beiden Figuren sind gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Beiden Schaltbildern gemeinsam ist der mit dem Bezugszeichen 1 versehene konfokal optische Mikroskopzweig, dessen Bilder von einer Digitalkamera 2 aufgenommen werden, von der sie über eine Digitalisierungseinheit 3 einem Systemcontroller 4 in digitalisierte Form zugeführt werden. Hier findet dann die Auswertung der aufgenommenen Bilder statt. Die Prcbe, die zu vermessen ist, befindet sich auf einer motorischen Verschiebeeinheit 5 zur Durchfokussierung der Probenoberfläche. Die Verschiebebewegung in Richtung Mikroskop 1 wird vom Controller 4 über die Steuerung β bewerkstelligt (Bild 2) .
Die Vorrichtung gemäß Bild 1, also die erfindungsgemäße Vorrichtung, unterscheidet sich dadurch, daß an der motorischen Verschiebeeinheit 5 eine Ortserfassung, die z.B. ein Inkrement- Decoder an der Achse des zur Verschiebung benutzten Motors oder ein optoelektronischer Wegmaßstab am Verfahrtisch sein kann, angeordnet ist. Hierdurch kann die Steuerung über den Systemcontroller 4 entfallen und die Verschiebebewegung kann extern gesteuert werden. Die Ortserfassung an der Verschiebeeinheit 5 liefert der Kamera-Mikroskop-Einheit die für die Bildauslösung erforderlichen Triggersignale.

Claims

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Höhenbildern technischer Oberflächen in mikroskopischer AuflösungPatentansprüche :
1. Verfahren zur Herstellung von Höhenbildern technischer Oberflächen in mikroskopischer Auflösung mit Hilfe eines konfokalen Messmikroskops, wobei die zu vermessende Probe in Richtung (Z-Richtung) Mikroskop gesteuert verfahren und dabei in definierten Abständen mittels einer Digitalkamera aufgenommen wird, und die aufgenommenen digitalisierten Bilder einem Controller (PC) zur weiteren Verarbeitung und Auswertung zugeleitet werden, derart, dass das Lichtintensitätsmaximum für jeden Bildpunkt ermittelt wird, wobei die Lage des Maximums die zu messende Probenhöhe ergibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrbewegung der Probe kontinuierlich erfolgt und beim Verfahren die Bildaufnahmen in diskreten Ortsabständen ausgelöst werden, die Intensitäten der so aufgenommen und digitalisierten N Einzelbilder im PC gespeichert werden, derart, dass für jeden Bildpunkt eine Zahl N aufeinanderfolgender Speicherstellen belegt wird, die vom ersten bis zum N-ten Bild sukzessive aufgefüllt werden, wonach für jeden Bildpunkt das jeweilige Intensitätsmaximum/die jeweiligen Intensitä smaxima rechnerisch ermittelt und unter Einbeziehung aller Messdaten ausgewertet wird/werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur ortsabhängigen Auslösung der Bildaufnahme von dem in Z-Richtung verfahrenden, die Probe tragenden Element positionsgebende Triggerimpulse abgenommen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass der Ortsabstand, der die Auslösung einer Bildaufnahme bewirkt, definiert eingestellt wird, wobei mittels der Programmierung eines Mikroprozessors eine veränderliche Teilung des von der Ortserfassung erzeugten Inkrement- Grundsignals vorgenommen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrbewegung extern steuerbar ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherung der Intensitäten auf einem festen Speichermedium geschieht.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherung auf einer Festplatte geschieht.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherung im Arbeitsspeicher des Controllers geschieht .
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Lage des Maximums/der Maxima eine rechnerische Approximation mit einer mathematisch beschreibbaren Kurvenform vorgenommen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenform als Gauß-Kurve angesetzt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenform als Parabel angesetzt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenform mit Hilfe skalarer Größen beschrieben wird (Halbwertsbreite, Güte, etc.).
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Vorverarbeitung der Messdaten Rauschunterdrückung in Form digitaler Signalfilterung erfolgt .
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei zu vermessenden halbtransparenten Schichten das tiefste Maximum (unterste Schicht) und/oder das oberste Maximum (oberste Schicht) ausgewertet wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Vermessung eines Probenbereichs die Probe in einer Ebene (X/Y) senkrecht zur optischen Achse des Messmikroskops verfahren wird, so dass ein benachbarter Probenbereich vermessen werden kann und sofort, und durch elektronisches Aneinandersetzen (stitching) der Messergebnisse der jeweils benachbarten Bereiche ein zusammengesetztes Bild der Probenflächenstruktur erhalten wird.
15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14 mit einem konfokalen Messmikroεkop, einem unterhalb des Mikroskops angeordneten, in X-Y-Z- Richtung verfahrbaren Probentisch, einer Verfahrsteuerung, einer Digitalkamera, die mit einer Bild- Digitalisierungseinheit verbunden ist, die wiederum mit einem System-Controller (PC) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem verfahrbaren Probentisch (5) ein Positionsgeber vorgesehen ist, dessen Signalausgang über die Verfahrsteuerung (6) mit dem Meßmikroskop (1) und/oder Digitalkamera (2) verbunden ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionsgeber ein Inkrement-Decoder an der Achse des zur Verschiebung benutzten Motors am Probentisch (5) ist .
17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionsgeber ein optoelektronischer Wegmaßstab am Probentisch (5) ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionsgeber ein spannungsgesteuerter Piezoversteller (beispielsweise ein DMS-Wegaufnehmer) ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Digitalkamera (2) mit einem CMOS -Sensor ausgerüstet ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Digitalkamera (2) mit einem CCD-Sensor ausgerüstet ist.
EP01909450A 2000-02-10 2001-01-11 Verfahren und vorrichtung zur herstellung von höhenbildern technischer oberflächen in mikroskopischer auflösung Withdrawn EP1210635A2 (de)

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