JP2006081154A - 光学検査システムのためのカメラモジュールおよび関連する使用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マイクロエレクトロニクスおよび半導体部品を迅速に検査する性能を有するカメラに基づいた光学検査システムを提供する。
【解決手段】光学検査システムにおいて使用されるカメラモジュールであって、該カメラモジュールは、ビームスプリッター面によって光学的に分離され、直交して配置された第１および第２の側面を規定するビームスプリッターアセンブリと、イメージを感知し、該ビームスプリッターアセンブリの該第１の側面と光学的に関連する検知器アレイを含む第１の検知器アセンブリと、イメージを感知し、該ビームスプリッターアセンブリの該第２の側面と光学的に関連する検知器アレイを含む第２の検知器アセンブリとを備え、該第１および第２の検知器アセンブリの検知器アレイは、該ビームスプリッターアセンブリに関して実質的に光学整列される構成とする。
【選択図】図３

Description

（関連出願の引用）
本発明の内容は、２００４年７月１２日に出願された、名称「Ｄｕａｌ Ｃｈｉｐ Ｃａｍｅｒａ」（代理人整理番号Ａ１２６．１７６．１０１）の米国特許仮出願第６０／５８７，１１６号の内容に関連し、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）から優先権が主張されていて、完全にここに援用される。

本発明の局面は光学検査システムに関連する。より特定的には、本発明の局面は、カメラモジュール、カメラモジュールを利用する光学検査システム、その使用のための方法に関連する。

半導体および／またはマイクロエレクトロニクス部品製造は、製造のさまざまな段階において製品を検査する必要が顕著にある。製造プロセスにわたってマイクロエレクトロニクスおよび半導体を検査する利点は、その確認された点で明らかであり、「不良」部品／ウエハーは、完成まで製造されて、検査の終わりまたは使用中の不具合によって欠陥が認められるよりも、さまざまな処理段階で取り除かれ得る。多くの技術が開発され、手動から自動化までそのような検査を実行する。このため、確実で迅速だが比較的安価な自動化検査機器が大いに望まれる。

現在利用可能なマイクロエレクトロニクスおよび半導体検査システムおよび方法の多くは、速度、正確性、明確性などの欠如を含むさまざまな理由で不十分である。より特定的には、カメラを利用する光学検査システムによって明確な利点が実現化された。大いに実行可能である一方で、カメラに基づいた光学検査システムは、カメラがイメージを獲得して統合するのにかかる時間のために、特定の検査速度の限度を有し得る。検査障害率を減少する１つのアプローチは、大きなフォーマットのカメラを用いることであるが、あいにく、大きなフォーマットのカメラは制限された読出し率を有し、より速い検査の必要のために速度を維持しない。代替に、光学検査システムは、２つのカメラが互いに動きを促進する光学機械アセンブリによって接続している２つの別々のカメラを用いて開発されてきた。結像とその後の検査を正確に実行するために、２つのカメラの間のアライメントは常になされなければならない。さらに、カメラアライメントは、出荷中などの装置の任意の動き中に変化することがある。そのため、操作者は、カメラの誤アライメントを常にチェックし、機械アセンブリを操作してカメラを再アライメントする必要がある。これは明らかに時間がかかり、必ずしも常にアライメントを達成し得ない。さらに、カメラの間の固有の相違は、これらの相違が原因とならない場合、それらの対応するイメージ出力を不適合にし得る。

上記を鑑みて、マイクロエレクトロニクスおよび半導体部品を迅速に検査する性能を有するカメラに基づいた光学検査システムの必要性が存在する。

（要約）
本発明の局面は、光学検査システムにおいて用いられるカメラモジュールに関連する。カメラモジュールは、ビームスプリッターアセンブリ、第１の検知器アセンブリ、第２の検知器アセンブリを含む。ビームスプリッターアセンブリは、ビームスプリッター面によって光学的に分離され、直交して配置された第１および第２の側面を規定する。第１の検知器アセンブリは、イメージを感知する検知器アレイを含み、ビームスプリッターアセンブリの第１の側面と光学的に関連している。第２の検知器アセンブリも同様に、イメージを感知する検知器アレイを含み、ビームスプリッターの第２の側面と光学的に関連している。このため、第１および第２の検知器アセンブリは、ビームスプリッターアセンブリに関して、実質的に光学整列されている。一実施形態において、第１および第２の検知器アセンブリの検知器アレイによって提供される対応ピクセルは、平行移動および回転に関して、ビームスプリッター面に関連して実質的に光学整列されている。別の実施形態において、実質的光学整列関係は、サブピクセルアライメントによって特徴づけられる。別の実施形態において、第１および第２の検知器アセンブリは、ビームスプリッターアセンブリに持続的（ｐｅｒｍａｎｅｎｔｌｙ）に組み立てられ、実質的光学整列が変わらないようにする。また別の実施形態において、検知器アセンブリはそれぞれ、検知器アレイおよび光学的ローパスフィルタを含む。

本発明の他の局面は、サンプルの表面を検査するための光学検査システムに関連する。このシステムは、光源、カメラモジュール、制御装置を含む。光源は、サンプル表面を照射するために提供される。カメラモジュールは、ビームスプリッターアセンブリ、第１の検知器アセンブリ、第２の検知器アセンブリを含む。ビームスプリッターアセンブリは、ビームスプリッター面によって光学的に分離され、直交して配置される第１および第２の面を規定する。第１の検知器アセンブリは検知器アレイを含み、ビームスプリッターアセンブリの第１の側面と光学的に関連している。第２の検知器アセンブリもまた検知器アレイを含み、ビームスプリッターアセンブリの第２の側面と光学的に関連している。この配置を以て、第１および第２の検知器アセンブリは、ビームスプリッターアセンブリに関して実質的に光学整列されている。制御装置はカメラモジュールに電気的に結合している。さらに、制御装置は適合され、検知器アレイから信号送信されたイメージ情報を処理し、少なくとも第１の検知器アセンブリから信号送信された情報への参照に基づいて、サンプル表面に少なくとも１つのサイトのイメージを生成する。一実施形態において、第１の検知器アセンブリから信号送信されるイメージ情報を参照することで生成されるイメージおよび第２の検知器アセンブリから信号送信されるイメージ情報を参照することで生成されるイメージに基づいて、制御装置はさらに適合され、検査ルーチンを実行する。この点に関して、イメージは同じサンプル表面サイトであり得るかまたは異なるサイトからであり得る。別の実施形態において、制御装置はさらに適合され、第２の検知器アセンブリから信号送信された情報と第１の検知器アセンブリから信号送信された情報を相関する。

本発明の他の局面は、サンプルの表面を光学的に検査する方法に関係する。方法は、ビームスプリッターアセンブリ、第１の検知器アセンブリ、第２の検知器アセンブリを含むカメラモジュールを提供することを含む。ビームスプリッターアセンブリは、ビームスプリッタ面によって光学的に分離され、直交して配置された第１および第２の側面を規定する。第１の検知器アセンブリは検知器アレイを含み、ビームスプリッターアセンブリの第１の側面と光学的に関連している。第２の検知器アセンブリもまたイメージを感知するために検知器アレイを含み、ビームスプリッターアセンブリの第２の側面と光学的に関連している。この配置を以て、第１および第２の検知器アセンブリは、ビームスプリッターアセンブリに関して互いに実質的に光学整列されている。カメラモジュールはサンプル表面のサイトに位置づけられている。表面サイトはそれから照射され、カメラモジュールは表面サイトから反射される光を受ける。第１の検知器アセンブリの検知器アレイは、表面サイトに関するイメージ情報を生成するために促される。第１の検知器アセンブリからのイメージ情報は処理され、サイトイメージを生成する。サイトイメージへの参照に基づいて、表面サイトは容認性があるか否かに関しての決定がそれからなされる。一実施形態において、第１および第２の検知器アセンブリ両方の検知器アレイは、該当の表面サイトが容認性であるか否かを決定するために用いられるイメージ情報を生成するために促される。たとえば、第１および第２の検知器アセンブリは同じ表面サイトにイメージ情報を同時に生成するために操作され、代替に、第１および第２の検知器アセンブリは、交互に異なる表面サイトにイメージ情報を生成するために操作される。にもかかわらず、一実施形態において、検査を実行する前に、互いに関して、第１および第２の検知器アセンブリを機械的に再配置しないことによって方法が特徴づけられる。

（項目１）
光学検査システムにおいて使用されるカメラモジュールであって、該カメラモジュールは、
ビームスプリッター面によって光学的に分離され、直交して配置された第１および第２の側面を規定するビームスプリッターアセンブリと、
イメージを感知し、該ビームスプリッターアセンブリの該第１の側面と光学的に関連する検知器アレイを含む第１の検知器アセンブリと、
イメージを感知し、該ビームスプリッターアセンブリの該第２の側面と光学的に関連する検知器アレイを含む第２の検知器アセンブリと
を備え、
該第１および第２の検知器アセンブリの検知器アレイは、該ビームスプリッターアセンブリに対して実質的に光学整列される、カメラモジュール。

（項目２）
上記第１および第２の検知器アセンブリの検知器アレイは、上記ビームスプリッタ面に対して実質的に光学整列される、項目１に記載のカメラモジュール。

（項目３）
上記検知器アレイはそれぞれピクセルアレイを含み、さらに、上記第１の検知器アセンブリのピクセルアレイのそれぞれは、上記第２の検知器アセンブリのピクセルアレイの対応するそれらと実質的に光学整列される、項目２に記載のカメラモジュール。

（項目４）
上記実質的に光学整列される関係は、サブピクセルアライメントによって特徴付けられる、項目３に記載のカメラモジュール。

（項目５）
上記ビームスプリッタ面に対して対応するピクセルのｘ、ｙ座標が、該ビームスプリッター面に関連する平行移動および回転によって、実質的に光学整列される、項目４に記載のカメラモジュール。

（項目６）
上記第１および第２の検知器アセンブリが、上記ビームスプリッターアセンブリに持続的に実装される、項目１に記載のカメラモジュール。

（項目７）
上記ビームスプリッターアセンブリは、上記第１の側面を規定する第１のプリズムおよび上記第２の側面を規定する第２のプリズムを含む、項目１に記載のカメラモジュール。

（項目８）
上記ビームスプリッタ面が、上記第１と第２のプリズムとの間の界面において形成される、項目７に記載のカメラモジュール。

（項目９）
上記第１および第２のプリズムが直角プリズムであって、上記ビームスプリッタ面が該第１のプリズムに形成される、項目８に記載のカメラモジュール。

（項目１０）
上記第１の検知器アセンブリがフィルタを含む、項目１に記載のカメラモジュール。

（項目１１）
上記第１の検知器アセンブリの検知器アレイが上記フィルタに取り付けられていて、該フィルタが上記ビームスプリッターアセンブリの第１の側面に取り付けられている、項目１０に記載のカメラモジュール。

（項目１２）
上記第１の検知器アセンブリの検知器アレイが、光学的接着剤を用いて上記フィルタに接合されている、項目１１に記載のカメラモジュール。

（項目１３）
上記フィルタは光学的ローパスフィルタである、項目１０に記載のカメラモジュール。

（項目１４）
上記検知器アレイは複数のＣＣＤチップである、項目１に記載のカメラモジュール。

（項目１５）
上記ＣＣＤチップの１つがモノクロ装置であって、他のＣＣＤチップがカラー装置である、項目１４に記載のカメラモジュール。

（項目１６）
上記ＣＣＤチップは、ともにモノクロ装置であるか、あるいはカラー装置である、項目１４に記載のカメラモジュール。

（項目１７）
上記検知器アレイは複数のＣＭＯＳチップである、項目１に記載のカメラモジュール。

（項目１８）
上記ＣＭＯＳチップの１つがモノクロ装置であって、他の該ＣＭＯＳチップがカラー装置である、項目１７に記載のカメラモジュール。

（項目１９）
上記ＣＭＯＳチップは、ともにモノクロ装置であるか、あるいはカラー装置である、項目１７に記載のカメラモジュール。

（項目２０）
上記第１および第２の側面から離れた上記ビームスプリッターアセンブリと関連する光子モーテルをさらに備える、項目１に記載のカメラモジュール。

（項目２１）
上記第１の検知器アセンブリが光学的接着剤によって上記第１の側面に接合されていて、上記第２の検知器アセンブリが光学的接着剤によって上記第２の側面に接合されている、項目１に記載のカメラモジュール。

（項目２２）
上記ビームスプリッターアセンブリおよび上記検知器アセンブリを維持するハウジングをさらに備える、項目１に記載のカメラモジュール。

（項目２３）
上記ハウジングに関連し、上記カメラモジュールを検査装置に選択的に実装するために構成される実装装置をさらに備える、項目１に記載のカメラモジュール。

（項目２４）
サンプルの表面を検査するための光学検査システムであって、該システムは、
サンプルの表面を照射する光源と、
カメラモジュールであって、
ビームスプリッタ面によって光学的に分離され、直交して配置された第１および第２の側面を規定するビームスプリッターアセンブリと、
検知器アレイを含み、上記ビームスプリッターアセンブリの上記第１の側面と光学的に関連する第１の検知器アセンブリと、
検知器アレイを含み、該ビームスプリッターアセンブリの該第２の側面と光学的に関連する第２の検知器アセンブリと
を備え、
該第１および第２の検知器アセンブリの検知器アレイは、該ビームスプリッターアセンブリに対して、実質的に光学整列される、カメラモジュールと、
該カメラモジュールに電気的に接合する制御装置であって、
該第１および第２の検知器アセンブリから信号送信されたイメージ情報を処理し、該信号送信された情報に基づいて該サンプル表面に少なくとも１つのサイトのイメージを生成するように適合された、制御装置と
を備える、システム。

（項目２５）
上記制御装置は、上記第１および第２の検知器アセンブリイメージ情報から生成されるイメージに基づいて、検査ルーチンを実行するようにさらに適合された、項目２４に記載のシステム。

（項目２６）
上記制御装置は、
上記カメラモジュールを上記サンプル表面の第１のサイトに光学的に位置づけるようにさせ、
上記第１の検知器アセンブリが該第１のサイトに関するイメージ情報を獲得するように促し、
上記第２の検知器アセンブリが該第１のサイトに関するイメージ情報を獲得するように促すように、さらに適合されており、
該第１および第２の検知器アセンブリが別々のイメージ情報を獲得する、項目２５に記載のシステム。

（項目２７）
上記制御装置は、
上記カメラモジュールを上記サンプル表面の第１のサイトに光学的に位置づけるようにさせ、
上記第１の検知器アセンブリが該第１のサイトに関するイメージ情報を獲得するように促し、
該第１の検知器アセンブリから信号送信された第１のサイトイメージ情報を処理する一方で、該カメラモジュールを該サンプル表面の第２のサイトに光学的に位置づけるようにさせ、
上記第２の検知器アセンブリが該第２のサイトに関するイメージ情報を獲得するように促すようにさらに適合された、項目２５に記載のシステム。

（項目２８）
上記制御装置は、上記第２の検知器アセンブリから信号送信されたイメージ情報と上記第１の検知器アセンブリから信号送信された情報とを相関するようにさらに適合された、項目２４に記載のシステム。

（項目２９）
上記制御装置は、上記第１と第２の検知器アセンブリとの間の相関を示すゲインマップを生成するようにさらに適合された、項目２８に記載のシステム。

（項目３０）
上記制御装置は、
周知のイメージへの参照に基づいて第１の検知器アレイ平均強度ピクセルマップを生成し、
該周知のイメージへの参照に基づいて第２の検知器アセンブリ平均強度ピクセルマップを生成し、
上記ゲインマップを生成するために該平均強度ピクセルマップを比較するようにさらに適合された、項目２９に記載のシステム。

（項目３１）
サンプルの表面を光学的に検査する方法であって、該方法は、
カメラモジュールを提供することであって、
該カメラモジュールは、
ビームスプリッター面によって分離され、直交して配置される第１および第２の側面を規定するビームスプリッターアセンブリと、
イメージを感知し、該ビームスプリッターアセンブリの該第１の側面と光学的に関連する検知器アレイを含む第１の検知器アセンブリと、
イメージを感知し、該ビームスプリッターアセンブリの該第２の側面と光学的に関連する検知器アレイを含む第２の検知器アセンブリとを含み、
該第１および第２の検知器アセンブリの検知器アレイは、該ビームスプリッターアセンブリに対して実質的に光学整列されている、ことと、
サンプル表面に該カメラモジュールを光学的に配置することと、
該表面の第１のサイトを照射することと、
該カメラモジュールによって、該第１のサイトから反射された光を収集することと、
第１のサイトイメージ情報を生成するために該第１の検知器アセンブリを促すことと、
第１のサイトイメージを生成するために該第１のサイトイメージ情報を処理することと、
該第１のサイトイメージへの参照に基づいて該第１のサイトが容認性があるか否かを決定することと
を包含する、方法。

（項目３２）
第１のサイトイメージ情報を生成するために上記第２の検知器アセンブリを促すことと、
第２の第１のサイトイメージを生成するために該第２の検知器アセンブリからの該第１のサイトイメージ情報を処理することと、
該第２の第１のサイトイメージへの参照に基づいて上記第１の側面が容認性があるか否かを決定することと
をさらに包含する、項目３１に記載の方法。

（項目３３）
上記第１の検知器アセンブリからの上記第１のサイトイメージ情報を処理する一方で、上記サンプル表面の第２のサイトに上記カメラモジュールを光学的に配置することと、
第２のサイトイメージ情報を生成するために上記第２の検知器アセンブリを促すことと、
第２のサイト情報を生成するために上記第２のサイトイメージ情報を処理することと、
上記第２のサイトイメージへの参照に基づいて該第２のサイトが容認性があるか否かを決定することと
をさらに包含する、項目３１に記載の方法。

（項目３４）
上記第１および第２の検知器アセンブリからの出力を相関することをさらに包含する、項目３１に記載の方法。

（項目３５）
出力を相関することは、上記検知器アセンブリのそれぞれの対応するピクセル対にゲイン割合を導くことを含む、項目３４に記載の方法。

（項目３６）
上記第２の検知器アセンブリからのイメージ情報を受信することと、
該受信したイメージ情報と上記ゲイン割合に基づいて該第２の検知器アセンブリに関連するイメージを確立することと
をさらに包含する、項目３５に記載の方法。

（項目３７）
監視を光学的に検査する方法であって、該方法は、
カメラモジュールを提供することであって、
該カメラモジュールは、
ビームスプリッター面によって分離され、直交して配置される第１および第２の側面を規定するビームスプリッターアセンブリと、
イメージを感知し、該ビームスプリッターアセンブリの該第１の側面と光学的に関連する検知器アレイを含む第１の検知器アセンブリと、
イメージを感知し、該ビームスプリッターアセンブリの該第２の側面と光学的に関連する検知器アレイを含む第２の検知器アセンブリと、を含み、
該第１および第２の検知器アセンブリの検知器アレイは、該ビームスプリッターアセンブリに関して実質的に光学整列されている、ことと、
選択された監視サイトからの光を受けるための該カメラモジュールを光学的に配置することと、
該カメラモジュールによって該監視サイトからの光を収集することと、
第１の監視サイトイメージ情報を生成するために該第１の検知器アセンブリを促すことと、
第１の監視サイト情報を生成するために上記第１のサイトイメージ情報を処理することと、
該第１のサイトイメージ情報の処理と同時に第２の監視サイトイメージ情報を生成するために該第２の検知器アセンブリを促すことと、
上記第２のサイトイメージ情報の処理と同時に、後に続く第１の監視サイトイメージ情報を生成するために促される該第１の検知器アセンブリとなるように、第２の監視サイトイメージを生成するために該第２のサイトイメージ情報を処理することと
を包含する、方法。

（項目３８）
上記カメラモジュールの上記第１および第２の検知器アセンブリの少なくとも１つは、ＵＶ放射に感応性である、項目３７に記載の監視サイトを光学的に検査する方法。

（項目３９）
上記カメラモジュールが上記監視サイトに対して移動可能である、項目３７に記載の監視サイトを光学的に検査する方法。

本発明の局面は、光学検査システムにおいて用いられるカメラモジュールに関連する。カメラモジュールは、ビームスプリッターアセンブリ、第１の検知器アセンブリ、第２の検知器アセンブリを含む。ビームスプリッターアセンブリは、ビームスプリッター面によって光学的に分離し、直交して配置された第１および第２の側面を規定する。第１の検知器アセンブリは、イメージを感知する検知器アレイを含む。第１の検知器アセンブリは、ビームスプリッターアセンブリの第１の側面に関連する。第２の検知器アセンブリは、ビームスプリッタの第２の側面に関連する。さらに、第１および第２の検知器アセンブリは、ビームスプリッターアセンブリに関して実質的に光学整列される。

サンプルＢの表面Ａを光学的に検出する光学検出システム２０の一実施形態が図１に示される。光学システム２０は光源２２、制御装置２４、カメラモジュール２６を含む。さまざまな成分２２〜２６の詳細は以下に提供される。しかしながら、総括的に、制御装置２４はカメラモジュール２６に電子的に結合し、一部の実施形態において、光源２２に結合している。使用中、光源２２は、サンプルから反射された光でサンプル表面Ａを照らし、表面Ａはカメラモジュール２６において光を受ける。対応するイメージ情報はその後の処理のため、カメラモジュール２６から制御装置２４へ信号が送られる。処理とは、信号が送られたイメージ情報に基づいてイメージを規定すること、ならびに１つ以上の検出ルーチンを実行することなどである。一実施形態において、光学検出システム２０は自動化システムであり、半導体ウエハーおよび半導体ダイなどの基板を検出するように構成されている。このため、詳細が以下に記載されるように、光源２２および制御装置２４は、望ましい検出を実行するために幅広い適切な形式を想定できる。

カメラモジュール２６の一実施形態の詳細が図２に示される。総括的に、カメラモジュール２６はビームスプリッターアセンブリ３０、第１の検出器アセンブリ３２、第２の検出器アセンブリ３４を含む。さらに、一部の実施形態において、カメラモジュール２６はハウジング３６、実装装置３８をさらに含み、他の実施形態において、１つ以上のレンズなどのさらなる光学部品（図示されず）を含み得る。好ましい実施形態において、第１および第２の検出器アセンブリ３２、３４は、実質的に光学整列の関係でビームスプリッターアセンブリ３０上に持続的に実装されるが、他の実施形態においては、第１および第２の検出器アセンブリ３２、３４はビームスプリッターアセンブリ３０から取り外され得ることが理解されるべきである。ハウジング３６はアセンブリ３０〜３４を囲んで、そこへのユーザーアクセスを防止する。最後に、実装装置３８は適応され、検出システムフレーム（図示されず）に、および検出システムフレームからカメラモジュール２６の実装および取り外しが可能なように助長する。

アセンブリ３０〜３４の詳細は図３に示される。一実施形態において、ビームスプリッターアセンブリ３０は立方体のような構成を有し、第１、第２、第３、第４の側面５０〜５６を規定し、ビームスプリッター面５８を含む。この構成で、第１および第２の側面５０、５２は互いに対して直交して配列され、検出器アセンブリ３２または３４のそれぞれいずれかに対して光学的に伝達可能な面を規定するように適合される。ビームスプリッター面５８は、第４の側面５６のビームスプリッターアセンブリ３０から入る光が主に第１および第２の側面５０，５２に方向付けられるように配列され、このように第１と第２の側面５０、５２との間に光学的に位置される。別の実施形態において、ビームスプリッターアセンブリ３０は枠組み（図示されず）内で実装されたビームスプリッターを含み得る。枠組みは、図３に示されるのと同様の方法で第１および第２の検出器アセンブリ３２，３４をアセンブリ３０に実装することを助長する。

一実施形態において、ビームスプリッターアセンブリ３０は第１のプリズム６０および第２のプリズム６２を含む。一実施形態において、プリズム６０、６２は直角プリズムであり、第１のプリズム６０はビームスプリッターアセンブリ３０の第２および第３の側面５２、５４を規定し、第２のプリズム６２は第１および第４の側面５０、５６を規定する。さらに、それぞれのプリズム６０、６２は斜辺側面６４、６６をそれぞれ規定する。ビームスプリッター面５８は斜辺側面６４および／または６６の一方かまたは両方の上に形成される。たとえば、一実施形態において、第１のプリズム６０はビームスプリッター面５８を非偏光ビームスプリッターとして斜辺側面６４上に形成する。にもかかわらず、プリズム６０、６２は互いに実装し、示されるようにビームスプリッターアセンブリ３０を規定する。

ビームスプリッターアセンブリ３０は立方体型ビームスプリッターと記載されてきた一方、他の幅広いビームスプリッター構成が同等に容認される。たとえば、代替の実施形態において、ビームスプリッターアセンブリ３０は薄膜ビームスプリッターを組み入れる。代替に、テキサスインスツルメントのＤＬＰ（ｄｉｇｉｔａｌ ｌｉｇｈｔ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）メカニズムなどのようなマイクロ機械装置が用いられ得て、光を特定の検出器に方向付ける。にもかかわらず、ビームスプリッターアセンブリ３０は、ビームスプリッター面（たとえば、ビームスプリッター面５８）によって光学的に分離している少なくとも２つの側面（たとえば、第１および第２の側面５０、５２）を提供するように構成され、少なくとも２つの検出器アセンブリに光を透過できるように適応される。

一実施形態において、第１の検出器アセンブリ３２はイメージセンサー８０（概略に描かれる）、カバーガラス８２、スペーサー８４を含む。総括的に、カバーガラス８２は、イメージセンサー８０の光入口側面と一体化して形成され、光入口側面を取り囲み、スペーサー８４に実装される。スペーサー８４はビームスプリッターアセンブリ３０の第１の側面５０に実装される。

イメージセンサー８０は従来技術において周知なようにさまざまな形式を想定して、検出器アレイ８６（概略的に示される）およびフレーム８８を含み得る。さらに、イメージセンサー８０は他の従来的な部品を含み得る。たとえば、１つ以上の出口ポート（図示されず）であり、出力信号を制御装置２４に伝達するため、イメージセンサー８０を制御装置２４（図１）に電子的に結合するために用いられる。一実施形態において、イメージセンサー８０は電荷結合素子（ＣＣＤ）チップまたは相補型金属酸化膜システム（ＣＭＯＳ）光センサーで、検出器アレイ８６はピクセルアレイを備える。「ＣＣＤ」および「ＣＭＯＳ」という用語を使用することは互いに可換性があり、発明のさまざまな実施形態の部分として使用可能な光センサーを記載することが意図されている。特に、ＣＣＤは多くの微視的ピクセルの行に分けられている。光子がピクセルにあたるとき、ピクセルに当たる多くの光子に関するそれぞれのピクセルにおいて電荷が増す。それぞれのピクセルの内容が読み取られ、カメラモジュール２６によって検査される表面を示すイメージセンサー８０からの電気的信号出力を形成する。この一実施形態において、ＣＣＤチップ８０はさまざまなタイプの結像に適応され得る。たとえば、イメージセンサー８０は、モノクロイメージセンサー、カラーイメージセンサー、赤外線（ＩＲ）、近赤外線、紫外（ＵＶ）センサーなどであり得る。にもかかわらず、検出器アレイ８６は、ビームスプリッター面５８から透過された光を示すイメージ情報を生成し信号を送るために適応される。

スペーサー８４はさまざまな形式を想定することができ、一実施形態において、スペーサー８４はフィルターである。たとえば、一実施形態において、スペーサー８４は、バイエルのＣＣＤを用いて、イメージをぼかして使用する能力のあるアンチエイリアシング光学ローパスフィルターである。このため、一実施形態において、フィルター構成は、選択されたイメージセンサー８０の機能として選択される。このフィルタリングアプローチは、イメージセンサー８０がカラーイメージセンサーである構成に非常に適用可能である。しかしながら、代替に、スペーサー８４は異なる光フィルタ特徴を有するように選択／構成され得る。さらにまた、スペーサー８４は透明な、非光フィルタリングボディであり得て、ビームスプリッターアセンブリ３０の第１の側面５０から検出器アレイ８６が望ましい距離をとるために単純に作用する。また他の実施形態において、スペーサー８４は、脱完全に削除され得る。

第２の検出器アセンブリ３４は第１の検出器アセンブリ３２に類似で、イメージセンサー１００、カバーガラス１０２、スペーサー１０４を含む。イメージセンサー１００は、検出器アレイ１０６（概略に言及される）、フレーム１０８、そして一部の実施形態において、イメージセンサー８０に関して既に記載された補助成分を含む。イメージセンサー１００は、イメージセンサー８０に関して既に記載されたが任意のフォームを取ることが可能である（たとえば、単色ＣＣＤチップ、カラーＣＣＤチップなど）。一実施形態において、イメージセンサー８０、１００は同様に構成される（たとえば、イメージセンサー８０、１００は両方ともカラーイメージセンサーである）。代替に、イメージセンサー８０、１００が適応され得て、検出し、異なるイメージ情報を提供する（たとえば、イメージセンサー８０はカラーイメージセンサーになり得るのに対して、イメージセンサー１００は単色イメージセンサーであるか、またはその逆である）。

スペーサー１０４は、スペーサー８４に関して既に記載されたが多くのフォームを想定することが可能である。このように、スペーサー１０４は波長フィルタリング属性を有し得るかまたは有し得ない。代替に、一部の実施形態において、スペーサー１０４は削除されている。

イメージセンサー８０、１００およびスペーサー８４、１０４の正確な構成にかかわらず、第１および第２の検出器アセンブリ３２、３４は、一実施形態において、同様に組み立てられていて、ビームスプリッターアセンブリ３０に持続的に実装され、ユーザー（図示されず）がビームスプリッターアセンブリ３０から検出器アセンブリ３２、３４を容易に動かしたりまたは取り除くことができない。たとえば、一実施形態において、粘着性があるかまたは接着性があり、好ましくは光学的にクリアであるものが用いられて、カバーガラス８２、１０２を対応するスペーサー８４、１０４（提供される場合）に結合させ、また、イメージセンサー８０、１００をビームスプリッターアセンブリ３０の対応する側面５０、５２に結合する（たとえば、提供される場合、スペーサー８４は第１の側面５０に結合し、スペーサー１０４は第２の側面５２に結合する）。一実施形態において、光学的接着剤（ｏｐｔｉｃａｌ ａｄｈｅｓｉｖｅ）は、当業者に周知のタイプのＵＶ硬化型接着剤である。代替に、機械的ファスナーが用いられ得て、カバーガラス８２、１０２を対応するスペーサー８４、１０４に固定する。にもかかわらず、一度ビームスプリッターアセンブリ３０に実装されると、第１および第２の検出器アセンブリ３２、３４は、ビームスプリッターアセンブリ３０に関して容易に移動可能でない。そうすると、この構成で、第１の検出器アセンブリ３２はビームスプリッターアセンブリ３０の第１の側面５０に光学的に関連しているのに対して、第２の検出器アセンブリ３４は第２の側面５２に光学的に関連している。

上記の検出器アセンブリ３２、３４のビームスプリッターアセンブリ３０への持続的実装は、一実施形態において、ビームスプリッターアセンブリ３０に関するイメージセンサー８０、１００間の実質的な光学アライメントによって、および、特にビームスプリッター面５８によって特徴づけられる。参照として、検出器アレイ８６、１０６は、一実施形態において、ピクセルのアレイ（たとえば、複数行）を含む。説明のために、図３は、第１の検出器アセンブリ３２の検出器アレイ８６の一部としてのピクセル１２０の行および検出器アレイ１０６のピクセル１２２の行を概略的に示す。図３の二次元図において、１つ以上のさらなるピクセルの行が提供されるが、可視的でないことが理解される。にもかかわらず、ピクセル１２０の行はピクセル１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃを含み、ピクセル１２２の行はピクセル１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃを含む。ビームスプリッターアセンブリ３０に組み立てられると、これらのピクセル１２０ａ〜１２０ｃ、１２２ａ〜１２２ｃの各々のピクセル間で対応する関係が確立される。たとえば、イメージセンサー８０、１００はビームスプリッター面５８に関して配列され、ピクセル１２０ａはピクセル１２２ａと実質的に光学整列し、ピクセル１２０ｂはピクセル１２２ｂと実質的に光学整列される、などとなる。つまり、ビームスプリッター面５８によって確立される角によって規定される関連する平面である対応するピクセルの対（たとえば、ピクセルの対１２０ａ、１２２ａ；ピクセルの対１２０ｂ、１２２ｂ；など）は、実質的に同一であるかまたはｘ、ｙ座標で整列されていて、ピクセルの対は、ビームスプリッター面５８に関する平面移動および回転に関して実質的に光学整列している。これを念頭に、イメージセンサー８０または１００のいずれか一方がフィルターの使用を要し、もう一方がフィルターの使用を要さない場合（たとえば、イメージセンサー８０の有用な動作はスペーサー８４が光学的ローパスフィルターであることを要する一方、イメージセンサー１００の有用な動作は入光をフィルターにかけなくとも達成できる）、上記の「ダミーフィルター」が用いられ、光学アライメントを確認する。つまり、フィルター（たとえば、スペーサー８４）は、対応するイメージセンサー（たとえば、イメージセンサー８０）を対応するビームスプリッターアセンブリ側面（たとえば、側面５０）から間隔を取る。イメージセンサー８０、１００間で実質的に光学整列が達成されることを確認するため、光学アライメントのためのみに、透明なスペーサー（たとえば、スペーサー１０４）が他のイメージセンサー（たとえば、イメージセンサー１００）に提供される。

一実施形態において、「実質的に光学整列（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ ｏｐｔｉｃａｌｌｙ ａｌｉｇｎｅｄ）」というフレーズは、ピクセルの対の対応するピクセル間のサブピクセルアライメントによって特徴付けられる。たとえば、一実施形態において、ピクセルの対（たとえば、ピクセルの対１２０ａ、１２２ｂ）の対応するピクセルは、±７５μｍにおけるビームスプリッター面５８に関して実質的に光学整列にあり、これはＣＣＤピクセルサイズが約７．４μｍである場合、１ピクセルのおよそ１０分の１であると解釈される。つまり、一対のピクセルの対応するピクセル間の光学配置オフセット（つまり、光学誤アライメント）は、一実施形態におけるピクセルの主要面積を倍数した０．１より大きくない。他のサブピクセル配置オフセット値もまた適用次第で容認でき、「実質的に光学整列」の代表と考えられる。たとえば、一実施形態において、実質的光学整列は、対応するピクセル、または±０．７５ピクセルに整列された一対のピクセルによって特徴づけられる。別の実施形態において、実質的光学整列は、±０．５ピクセルに整列した一対のピクセルの対応するピクセルによって特徴づけられ、代替に、別の実施形態において、一対のピクセルの対応するピクセルは±０．３ピクセルにおいて整列している。第１および第２の検出器アセンブリ３２、３４をビームスプリッターアセンブリ３０に安定した方法で、そして一部の実施形態においては持続的方法で実装することは、実質的光学整列属性が持続的に維持され、カメラモジュール２６の寿命を通して変化されることがないことを確実にするために活かされる。

ビームスプリッター面５８に関するイメージセンサー８０、１００間の上記の実質的アライメントは、対応するイメージ情報が使用中の検出器アレイ８６、１０６によって生成されることを確実にする。たとえば、ビームＬは第４の側面５６からビームスプリッターアセンブリ３０に入り、ビームスプリッター面５８と干渉する。ビームスプリッター面５８はビームＬを透過性部分Ｔと反射性部分Ｒに分ける。透過性部分Ｔはビームスプリッターアセンブリ３０の第２の側面５２に向かって進み、ピクセル１２２ｃ上で作用する。同時に、反射性部分Ｒは第１の側面５０に向かって進み、第１の検出器アセンブリ３２のピクセル１２０ｃ上で作用する。このように、ビームスプリッター面５８に関するイメージセンサー８０、１００の実質的光学整列のために、カメラモジュール２６は、第１の検出器アセンブリ３２のピクセル１２０ｃにおいてまたはそれによって生成されるイメージ情報は、第２の検出器アセンブリ３４のピクセル１２２ｃにおいてまたはそれによって生成されるイメージ情報と直接的に対応することを確実にする性能がある。この実質的光学整列はすべての対応するピクセル対に提供され、第１の検出器アセンブリ３２のイメージセンサー８０から信号が送られた出力は、第２の検出器アセンブリ３４のイメージセンサー１００から信号が送られた出力に対応するかまたは可換性がある。

一部の実施形態において、特定の量または割合の光がビームスプリッターアセンブリ３０で「失われる」。この光の損失を取り除くために、光子モーテル（ｐｈｏｔｏｎ ｍｏｔｅｌ）１３０すなわちビーム・ダンプが一部の実施形態において提供され、ビームスプリッターアセンブリ３０の第３の側面５４に実装される。一実施形態において、光子モーテル１３０は２つの壁を有する装置であって、第１の壁は光吸収効率がよく、制御された反射ガラス表面であり、第２の壁は光吸収効率がよい表面で、第１の壁から反射された光を受けるように好ましく位置されている。たとえば、第１の壁は１枚のよく磨かれた光吸収ガラスでそこで受け取られた著しい光の量を取り除く一方で、残りの光は制御された方法で反射されるが散乱しない。反射光は第２の壁に向けられ、第２の壁は平面の黒くコーティングされる表面であって、第１の壁から反射された著しい量の光が吸収される。代替に、他の光吸収構成が提供される。またさらに、光子モーテル１３０が削除され得る。

説明が図２に戻るが、組み立てられたビームスプリッター、第１の検出器および第２の検出器アセンブリ３０〜３４がハウジング３６（概略的に示される）内で維持される。ハウジング３６はさまざまなフォームを想定することが可能で、一実施形態において、検出システムに関するカメラモジュール２６のアセンブリ（および分解）を促進するために適応される。たとえば、検出器アセンブリ３２、３４のフレーム８８、１０８の一方または両方がハウジング３６の内部に固定され得る。にもかかわらず、一実施形態において、ハウジング３６はフロア１４０を含む。フロア１４０は、光がハウジング３６に入り、ビームスプリッターアセンブリ３０によって受けとられ、収集されることで開口１４２（通常示されない）を規定する。

実装装置３８は検出システムサンプル補助に関して、ハウジング３６の正確な位置決めと、従ってビームスプリッターアセンブリ３０の正確な位置決めを助長する。たとえば、一実施形態において、図４を参照すると、それぞれの実装装置３８は、検出システムベース１４４に関して周知の距離にフロア１４０を位置づけるために適応されるピンアセンブリであり、さもなければ検出されるサンプル（図示されず）を補助するために用いられる。これを念頭において、一実施形態において、ピンアセンブリ３８は、ピン１５０、圧縮バネ１５２、スペーシングボディ１５４を含む。ピン１５０は、フロア１４０によって形成される口径１６０内でねじ的に（ｔｈｒｅａｄａｂｌｙ）固定される。握りボディ１６２がピン１５０の近接端部１６４に提供され、一実施形態において、刻みがある。圧縮バネ１５２はピン１５０に同軸上に配置され、握りボディ１６２に対して耐えられる大きさである。最終的なアセンブリで、圧縮バネ１５２の逆側はフロア１４０に対してネストし、このように握りボディ１６２をフロア１４０の上面１６６からバイアスをかける。ピン１５０の遠位側１６８は、一実施形態においてはステンレス鋼玉であるスペーシングボディ１５４内でスライド可能なようにまた同軸上に受け取られる。スペーシングボディ１５４は反対の第１および第２の側面１７０、１７２を規定する。第１および第２の側面１７０、１７２は、以下に記載されるように最終的なアセンブリで、フロア１４０とベース１４４との間に望ましいスペーシングを確立する。最後に、ピン１５０の遠位端１７４は、コレット１７６をねじ的に係止するために構成され、さもなければベース１４４に形成される通路１７８内に実装される。

上記の構成を用いて、フロア１４０は、通路１７８を有するピン１５０をまず並べることで、ベース１４４に実装される。ピン１５０はそれから回転され（たとえば握りボディ１６２を介して）、それによってピン１５０は通路１７８に伸びて、ねじ的にコレット１７６を係止する。ピン１５０の回転は、フロア１４０がスペーシングボディ１５４（ベース１４４に対してネスティングする第２の側面１７２を有する）の第１の側１７０に接するまで続く。圧縮バネ１５２は、ピン１５０が通路１７８に公然と延びるのを防ぐ。逆に、スペーシングボディ１５４は、フロア１４０とベース１４４の間の望ましいスペーシングが、フロア１４０とベース１４４との間の直接接触を避けるように達成されるように、決定する。このため、フロア１４０とスペーシングボディ１５４との間の界面がより緩やかであるように促進するガスケット１８０または同様のボディが提供され得る。

一実施形態において、図２に戻ると、３つの実装装置３８が提供され、開口１４２に限定される環境に対して等距離に間隔が取られている。代替に、他の任意数の実装装置３８が提供され得て、幅広い他の実装技術が用いられる。代替の実施形態において、カメラモジュール２６は検査システム内に持続的に実装され得て、ハウジング３６および／または実装装置３８の一方または両方が取り除かれ得る。

ハウジング３６および／または実装装置３８が提供されるか否かに関わらず、カメラモジュール２６は、図１に示される光学検査システム２０の一部として迅速な検査、視察、選点および／または調査を実行するのに非常に有用である。このため、光源２２および制御装置２４は、半導体ウエハーの検査などの望ましい検査を実行するために適用可能である周知の多くの容認性のフォームを想定可能である。このように、たとえば、視察され、検査され、さもなければ光学的に観察されるためにサンプル表面Ａに必要な光を提供する以上は、光源２２はサンプル表面Ａを照射するのに十分な光を提供する任意の光源であり得て、光源２２は任意の位置にあるサンプルＢに対して配置され得る。光源２２の例は、ハロゲンまたはアーク光、レーザー、白色ダイオードまたは任意のさまざまな色の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む発光ダイオード（ＬＥＤ）、蛍光、自然光源、他の任意の光源のタイプなどの光源を含むが、限定されない。

制御装置２４は、望ましい検査ルーチンの実行を達成するためにプログラムされたマイクロプロセッサ２８を含む。カメラモジュール２６とは別の成分として、制御装置２４、特にはマイクロプロセッサ２８が図１に示される一方、代替の実施形態において、カメラモジュール２６は、カメラモジュール２６によって利用可能となった１つ以上の検査ルーチン（またはその一部）の実行を達成するために適応される別のマイクロプロセッサを含む。つまり、カメラモジュール２６が分離して検査システム２０に組み立てられている場合、カメラモジュール２６に関連するプロセッサは、制御装置２４と干渉するために前もってプログラムされている可能性があり、さもなければ検査システム２０とともに持続的に提供され、検査ルーチンならびに代替の実施形態において以下に記載される基格化方法を実行する。代替に、制御装置２４は適切な検査および／または基準化ルーチンを用いてプリロードされ得るか、またはカメラモジュール２６は、制御装置２４にロードされる適切なソフトウエアを含み得る。

本発明のカメラモジュール２６に提供される改善された検査性能のより良い理解を促すために、図５を説明すると、半導体ウエハー２００が概略的に示されている。半導体ウエハー２００は、さまざまな製造段階で複数の半導体ダイ２０２を含む。製造周期における特定の地点で、検査システム２０（図１）を用いるなどしてダイ２０２を検査することが望ましい。このため、システム２０は、カメラモジュール２６を介して獲得されたイメージを試験することで、ダイ２０２を光学的に検査するために適応される。このことを念頭に、ウエハー２００は、すべてのダイ２０２を適切に検査するために、カメラモジュール２６によって獲得された単一イメージよりも典型的に大きなサイズである必要がある。つまり、カメラモジュール２６および特にイメージセンサー８０、１００（図３）は実際的な物理的制限を有し、それによりウエハー２００に沿う複数サイトでイメージが獲得されなければならない。このことを念頭に、図５は極めて細い線における１つの可能なサイト２０４を示し、これは代わりにカメラモジュール２６によって規定され得る。明細書を通して使用されているように、「サイト」という用語は、カメラモジュール２６によってイメージされる性能のあるサンプル表面Ａ（図１）の一部を参照している。このように、ウエハー２００を完全に検査するために、サイト２０４に関連するイメージは獲得され、精査され、それから第２のサイト２０６などで隣接イメージを獲得し、精査する。明らかに、図５は、ウエハー２００および／またはカメラモジュール２６の構成次第で、ダイ２０２のそれぞれを包囲するそれぞれのサイト２０４、２０６を示す一方で、各々のサイトは複数のダイ２０２を含み得るかまたは、単一ダイ２０２をイメージする／精査するために複数のサイトが必要とされ得る。

上記の説明を念頭に、また、図１および図５を続けて説明すると、カメラモジュール２６を用いてサンプル表面Ａ（たとえば、ウエハー２００）を検査する一つの方法は、サンプル表面Ａにカメラモジュール２６を光学的に配置することを含み、このように、サンプル表面Ａ（たとえば、図５のサイト２０４）のイメージサイトを規定する。光源２２は、活性化され、サンプル表面Ａを照射すると、サンプル表面Ａから、特にイメージされるサイト２０４から光が反射し、それはカメラモジュール２６によって収集される。特に、そしてさらに図３を説明すると、イメージされるサイト２０４から反射する光はビームスプリッターアセンブリ３０を通って進み、先に記載されたようにビームスプリッター面５８と相互作用する（たとえば、透過部分Ｔおよび反射部分Ｒに分離する）。制御装置２４に信号送信されるイメージ情報を生成するために制御装置２４（以下に記載されるように）によって促される場合、そのように分離した光は、それから検知器アセンブリ３２および／または３４の一方または両方によって処理され得る。制御装置２４はサイト２０４のイメージ（「サイトイメージ」）を生成し、それからサイトイメージを検討し、サイト２０４は容認性があるか否かを決定する。たとえば、サイトイメージはモデルイメージまたはマップ（たとえばテンプレート）と比較され得て、この比較はサイト２０４が容認性があるか拒否されるかを示す。代替に、サイトイメージは、幅広い他の方法において制御装置２４（または他の装置）によって検討され得るかまたは分析され得て、サイト２０４は容認性があるか否かを決定する。このプロセスは、それから関心のある他のすべてのサイトのために、サンプル表面Ａ（たとえば、ウエハー２００）の残りに対して繰り返される。

カメラモジュール２６は検知器アセンブリ３２，３４が実質的に同一のイメージを獲得する（または以下に記載されるように獲得するために修正または規格化され得る）ように構成され、カメラモジュール２６はさまざまな方法でより迅速に検査を実行できる。たとえば、図６のフローチャートを説明すると、制御装置２４は交互方法において検知器アセンブリ３２、３４を動作できる。ステップ２１０から開始して、カメラモジュール２６は第１のサイトに光学的に配置される。ステップ２１２で、第１のサイトは照射され（連続的にまたはストローブタイプの照明器を用いて）、第１のサイトから反射される光はステップ２１４でカメラモジュール２６によって収集される。制御装置２４は第１の検知器アセンブリ３２の動作を促し、ステップ２１６で第１のサイトからのカメラモジュール２６によって受ける光に対応するイメージ情報を獲得し、生成する。

イメージ情報出力は制御装置２４によって後の処理のためにステップ２１８において制御装置２４に信号が送られ、第１のサイトのイメージを生成する。信号送信されたイメージ情報を受けると、および／または第１の検知器アセンブリがイメージ情報を生成する間、制御装置２４は検知システム２０を促し、第２のサイトにカメラモジュール２６を光学的に位置づける（たとえば、カメラモジュール２６に関してサンプルＡを動かす、またはその逆）。この同時またはほぼ同時の制御装置２４および／または第１の検知器アセンブリ３２によるイメージ情報の処理および第２のサイトへの移動はステップ２２０に示される。第２のサイトはステップ２２２で照射され、第２のサイトから反射された光はステップ２２４でカメラモジュール２６によって収集される。制御装置２４はステップ２２６で第２の検知器アセンブリ３４を促し、第２のサイトから受ける光に関連するイメージ情報を獲得、生成し、この情報はステップ２２８で制御装置２４に信号送信される。制御装置２４はこの出力されたイメージ情報に基づいて第２のサイトのイメージを生成する一方で、同時に第３のサイトにカメラモジュール２６の光学位置づけを開始し、その後、第３のサイトの照射および第１の検知器アセンブリ３２の動作を促し、ステップ２３０で第３のサイトから反射される光に関連するイメージ情報を獲得する。交互にサイトイメージ情報を獲得するために第１および第２の検知器アセンブリ３２、３４のこの前後動作は、対応するイメージセンサー８０、１００の動作に固有の時間遅延を取り除く。つまり、第１の検知器アセンブリ３２が受信した情報を処理する一方で（および／または制御装置２４が対応するサイトイメージを生成するために第１の検知器アセンブリからの合図された情報を処理する）、第２の検知器アセンブリ３４は第２のサイトをイメージするなどである。すべての検査が望まれるすべてのサイトに一度イメージが生成されると、制御装置２４はイメージを検討し、先に記載されたようにサンプル表面Ａにおいて欠陥が存在するか否かを決定する。

代替の実施形態において、カメラモジュール２６は、異なるイメージ特性のために同時のまたはほぼ同時の単一サイトの検査を容易にするために動作される。つまり、カメラモジュール２６は、第１および第２の検知器アセンブリ３２、３４が同一のイメージを獲得し、並行に異なる光学特性を獲得するために作動するように動作され得る。たとえば、図７のフローチャートを説明すると、ステップ２４０で検査されるサイトにカメラモジュール２６は光学的に位置づけられる。このサイトは２４２で照射され、そこから反射された光はステップ２４４のカメラモジュール２６で収集される。ステップ２４６で制御装置２４は第１の検知器アセンブリ３２を促し、第１のサイトのイメージ情報を獲得し、その後ステップ２４８で第２の検知器アセンブリ３４を促す（たとえば、ステップ２４８はステップ２４６のミリセコンド内に発生する）。第１および第２の検知器アセンブリ３２、３４から信号送信され出力されたイメージ情報は制御装置２４に信号送信され、検査のためステップ２５０でイメージを生成する。このように、たとえば、第１の検知器アセンブリ３２は明視野イメージ情報を提供するために構成され得て、第２の検知器アセンブリ３４は暗視野イメージ情報を提供するために構成され得て、このように制御装置２４は同じサイトの明視野イメージおよび暗視野イメージを同時に生成し、検討することを実質的に可能にする。他の同時に獲得されるさまざまなイメージ情報はまた用いられる検知器アレイのタイプ次第で獲得され得る。

一実施形態において、第１および第２の検知器アセンブリ３２、３４からのイメージ情報に交互に依存し、また検討する検知システム２０の性能は、実質的に同様にまたは直接的に関係するイメージ情報を提供するイメージセンサー８０、１００を前提とする。しかしながら、特定の場合において、所定の光強度に対して出力された信号は、各々のピクセルによって変わることが認められる。このように、たとえば、光学的に並べられたピクセルのピクセル対（たとえば、図３のピクセル対１２０ａ、１２２ａ）は、光入力を受けた同様のものに対応する異なる強度を連続して出力する。一実施形態において、校正または規格化ルーチンは、光学的に整列されたピクセル対のリーチのために関連するピクセル強度の検査の前に実行される。たとえば、一実施形態において、周知の試験またはサンプルイメージが照射され、対応する平均イメージ情報が検知器３２、３４それぞれから獲得される。そのように獲得された平均イメージはそれからピクセル毎に比較され、２つの検知器アセンブリ３０および／または３２の少なくとも１つのそれぞれのピクセルに校正係数を生成する。

たとえば、一実施形態において、第１の検知器アセンブリ３２は、検知器ルーチンが実行される（たとえば、「容認性」イメージモデルマップと比較する）「制御」イメージセンサーとして設計され得る。第２の検知器アセンブリ３４のイメージセンサー１００からの出力情報は、それから、校正係数に応じて「規格化」され、その後第２の検知器アセンブリ３４イメージ情報の結果生じるサイトイメージと「容認性」モデルマップとを比較する。第２の検知器アセンブリ３４のイメージセンサー１００と関連するそれぞれのピクセルに校正係数を確立するために、一実施形態において、強度マップがイメージセンサー８０、１００のそれぞれのピクセルに生成され、それから互いに比較されて、第１の検知器アセンブリ３２を有する第２の検知器アセンブリ３４からの出力を「同等化」するためのゲインマップを生成する。たとえば、図８は、第１の検知器アセンブリ３２のイメージセンサー８０に関連する強度マップ３００、および、試験または周知のイメージの画像化に続く第２の検知器アセンブリ３４のイメージセンサー１００に関連する強度センサーマップ３０２を図示する。図示を容易にするために、強度マップ３００、３０２は、それぞれ３×３のピクセルアレイから成るイメージセンサー８０、１００を示す。上記のカメラモジュール２６（図１）は、実質的に光学整列されるピクセルの各々のピクセルが規定される（たとえば、第１のピクセル対３１０ａ、３１０ｂ；第２のピクセル対３１２ａ、３１２ｂ；などを含む図８における同じ数字によって同一の対応するピクセル対を有する）ように構成される。

強度マップ３００、３０２の各々のピクセル強度の割合に基づいて、ゲインマップ３０４が確立される。たとえば、一実施形態において、強度マップ３００は、グレイレベル強度１０（目盛り０〜２５５）がイメージセンサー８０の第１のピクセル３１０ａにおいて測定されたものを反映する。対応する第１のピクセル３１０ｂのグレイレベル強度測定１５が強度マップ３０２に示される。第１ピクセル３１０ａ、３１０ｂ強度測定の割合に基づいて、それから修正因子０．６６７が計算され、ゲインマップ３０４の３１０ｃ（つまり、１０／１５の割合）に示される。第１の検知器マップセンサー８０のために確立された強度マップ３００への参照に基づいて、第２の検知器イメージセンサー１００のそれぞれのピクセルに、同様の割合または乗数が確立される。それから使用中に、第２の検知器イメージセンサー１００のそれぞれのピクセルからの強度読み取りは、対応するゲインマップによって乗算され、第１の検知器アセンブリ３２を有する第２の検知器アセンブリ３４からの出力を規格化する。それから、この方法において、単一モデルが用いられ得て、精査されたイメージを生成するために用いられるイメージ情報が検知器アセンブリ３２または３４のどちらから生じるかに関わらず欠陥を査定／検査する。代替に、独立的なモデルマップが検知器アセンブリ３２および３４のそれぞれに提供され得て、第１および第２の検知器アセンブリからの出力の校正または規格化が実行される必要がないようにする。それぞれのイメージセンサーに関連するゲインマップを生成する際に、校正係数に加えて上記の割合または乗数がが用いられ得ることが留意されるべきである。たとえば、一部の実施形態において、プラスまたはマイナスのオフセットが、割合と、または乗数と、または割合または乗数の代わりと協働で用いられ得る。さらに、ゲインマップが制御装置２４によって格納および実行され得るか、またはセンサー自体の構成に直接組み込まれ得る。

好ましい実施形態を参照して本発明が記載されてきたが、当業者は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、形式および詳細において変更がされ得ることを認めるであろう。たとえば、カメラモジュールは２つの検知器アレイを有するものとして記載されてきたが、他の実施形態において、３つ以上の検知器アレイ（またはチップ）が提供され得る。同様に、複数のビームスプリッターが用いられ得る。

本発明の局面に従う光学検査システムの一実施形態を示す概略図である。 図１の検査システムのカメラモジュールの側平面図である。 図２のカメラモジュールの一部の拡大した側平面図である。 図２のカメラモジュールのピンアセンブリ部分の一実施形態の拡大した断面図である。 図１の検査システムによってイメージされるサイトを示す半導体ウエハーの単純化した平面図である。 本発明の局面に従うサンプルの表面を検査する方法の一実施形態を示すフローチャートである。 本発明の局面に従うサンプルの表面を検査する方法の別の実施形態を示すフローチャートである。 本発明の局面に従う２つの検知器アレイから信号送信される関連するイメージ情報に有利な強度およびゲインチャートを示す。

Claims (39)

1. 光学検査システムにおいて使用されるカメラモジュールであって、該カメラモジュールは、
   ビームスプリッター面によって光学的に分離され、直交して配置された第１および第２の側面を規定するビームスプリッターアセンブリと、
   イメージを感知し、該ビームスプリッターアセンブリの該第１の側面と光学的に関連する検知器アレイを含む第１の検知器アセンブリと、
   イメージを感知し、該ビームスプリッターアセンブリの該第２の側面と光学的に関連する検知器アレイを含む第２の検知器アセンブリと
   を備え、
   該第１および第２の検知器アセンブリの検知器アレイは、該ビームスプリッターアセンブリに対して実質的に光学整列される、カメラモジュール。
2. 前記第１および第２の検知器アセンブリの検知器アレイは、前記ビームスプリッタ面に対して実質的に光学整列される、請求項１に記載のカメラモジュール。
3. 前記検知器アレイはそれぞれピクセルアレイを含み、さらに、前記第１の検知器アセンブリのピクセルアレイのそれぞれは、前記第２の検知器アセンブリのピクセルアレイの対応するそれらと実質的に光学整列される、請求項２に記載のカメラモジュール。
4. 前記実質的に光学整列される関係は、サブピクセルアライメントによって特徴付けられる、請求項３に記載のカメラモジュール。
5. 前記ビームスプリッタ面に対して対応するピクセルのｘ、ｙ座標が、該ビームスプリッター面に関連する平行移動および回転によって、実質的に光学整列される、請求項４に記載のカメラモジュール。
6. 前記第１および第２の検知器アセンブリが、前記ビームスプリッターアセンブリに持続的に実装される、請求項１に記載のカメラモジュール。
7. 前記ビームスプリッターアセンブリは、前記第１の側面を規定する第１のプリズムおよび前記第２の側面を規定する第２のプリズムを含む、請求項１に記載のカメラモジュール。
8. 前記ビームスプリッタ面が、前記第１と第２のプリズムとの間の界面において形成される、請求項７に記載のカメラモジュール。
9. 前記第１および第２のプリズムが直角プリズムであって、前記ビームスプリッタ面が該第１のプリズムに形成される、請求項８に記載のカメラモジュール。
10. 前記第１の検知器アセンブリがフィルタを含む、請求項１に記載のカメラモジュール。
11. 前記第１の検知器アセンブリの検知器アレイが前記フィルタに取り付けられていて、該フィルタが前記ビームスプリッターアセンブリの第１の側面に取り付けられている、請求項１０に記載のカメラモジュール。
12. 前記第１の検知器アセンブリの検知器アレイが、光学的接着剤を用いて前記フィルタに接合されている、請求項１１に記載のカメラモジュール。
13. 前記フィルタは光学的ローパスフィルタである、請求項１０に記載のカメラモジュール。
14. 前記検知器アレイは複数のＣＣＤチップである、請求項１に記載のカメラモジュール。
15. 前記ＣＣＤチップの１つがモノクロ装置であって、他のＣＣＤチップがカラー装置である、請求項１４に記載のカメラモジュール。
16. 前記ＣＣＤチップは、ともにモノクロ装置であるか、あるいはカラー装置である、請求項１４に記載のカメラモジュール。
17. 前記検知器アレイは複数のＣＭＯＳチップである、請求項１に記載のカメラモジュール。
18. 前記ＣＭＯＳチップの１つがモノクロ装置であって、他の該ＣＭＯＳチップがカラー装置である、請求項１７に記載のカメラモジュール。
19. 前記ＣＭＯＳチップは、ともにモノクロ装置であるか、あるいはカラー装置である、請求項１７に記載のカメラモジュール。
20. 前記第１および第２の側面から離れた前記ビームスプリッターアセンブリと関連する光子モーテルをさらに備える、請求項１に記載のカメラモジュール。
21. 前記第１の検知器アセンブリが光学的接着剤によって前記第１の側面に接合されていて、前記第２の検知器アセンブリが光学的接着剤によって前記第２の側面に接合されている、請求項１に記載のカメラモジュール。
22. 前記ビームスプリッターアセンブリおよび前記検知器アセンブリを維持するハウジングをさらに備える、請求項１に記載のカメラモジュール。
23. 前記ハウジングに関連し、前記カメラモジュールを検査装置に選択的に実装するために構成される実装装置をさらに備える、請求項１に記載のカメラモジュール。
24. サンプルの表面を検査するための光学検査システムであって、該システムは、
    サンプルの表面を照射する光源と、
    カメラモジュールであって、
    ビームスプリッタ面によって光学的に分離され、直交して配置された第１および第２の側面を規定するビームスプリッターアセンブリと、
    検知器アレイを含み、前記ビームスプリッターアセンブリの前記第１の側面と光学的に関連する第１の検知器アセンブリと、
    検知器アレイを含み、該ビームスプリッターアセンブリの該第２の側面と光学的に関連する第２の検知器アセンブリと
    を備え、
    該第１および第２の検知器アセンブリの検知器アレイは、該ビームスプリッターアセンブリに対して、実質的に光学整列される、カメラモジュールと、
    該カメラモジュールに電気的に接合する制御装置であって、
    該第１および第２の検知器アセンブリから信号送信されたイメージ情報を処理し、該信号送信された情報に基づいて該サンプル表面に少なくとも１つのサイトのイメージを生成するように適合された、制御装置と
    を備える、システム。
25. 前記制御装置は、前記第１および第２の検知器アセンブリイメージ情報から生成されるイメージに基づいて、検査ルーチンを実行するようにさらに適合された、請求項２４に記載のシステム。
26. 前記制御装置は、
    前記カメラモジュールを前記サンプル表面の第１のサイトに光学的に位置づけるようにさせ、
    前記第１の検知器アセンブリが該第１のサイトに関するイメージ情報を獲得するように促し、
    前記第２の検知器アセンブリが該第１のサイトに関するイメージ情報を獲得するように促すように、さらに適合されており、
    該第１および第２の検知器アセンブリが別々のイメージ情報を獲得する、請求項２５に記載のシステム。
27. 前記制御装置は、
    前記カメラモジュールを前記サンプル表面の第１のサイトに光学的に位置づけるようにさせ、
    前記第１の検知器アセンブリが該第１のサイトに関するイメージ情報を獲得するように促し、
    該第１の検知器アセンブリから信号送信された第１のサイトイメージ情報を処理する一方で、該カメラモジュールを該サンプル表面の第２のサイトに光学的に位置づけるようにさせ、
    前記第２の検知器アセンブリが該第２のサイトに関するイメージ情報を獲得するように促すようにさらに適合された、請求項２５に記載のシステム。
28. 前記制御装置は、前記第２の検知器アセンブリから信号送信されたイメージ情報と前記第１の検知器アセンブリから信号送信された情報とを相関するようにさらに適合された、請求項２４に記載のシステム。
29. 前記制御装置は、前記第１と第２の検知器アセンブリとの間の相関を示すゲインマップを生成するようにさらに適合された、請求項２８に記載のシステム。
30. 前記制御装置は、
    周知のイメージへの参照に基づいて第１の検知器アレイ平均強度ピクセルマップを生成し、
    該周知のイメージへの参照に基づいて第２の検知器アセンブリ平均強度ピクセルマップを生成し、
    前記ゲインマップを生成するために該平均強度ピクセルマップを比較するようにさらに適合された、請求項２９に記載のシステム。
31. サンプルの表面を光学的に検査する方法であって、該方法は、
    カメラモジュールを提供することであって、
    該カメラモジュールは、
    ビームスプリッター面によって分離され、直交して配置される第１および第２の側面を規定するビームスプリッターアセンブリと、
    イメージを感知し、該ビームスプリッターアセンブリの該第１の側面と光学的に関連する検知器アレイを含む第１の検知器アセンブリと、
    イメージを感知し、該ビームスプリッターアセンブリの該第２の側面と光学的に関連する検知器アレイを含む第２の検知器アセンブリとを含み、
    該第１および第２の検知器アセンブリの検知器アレイは、該ビームスプリッターアセンブリに対して実質的に光学整列されている、ことと、
    サンプル表面に該カメラモジュールを光学的に配置することと、
    該表面の第１のサイトを照射することと、
    該カメラモジュールによって、該第１のサイトから反射された光を収集することと、
    第１のサイトイメージ情報を生成するために該第１の検知器アセンブリを促すことと、
    第１のサイトイメージを生成するために該第１のサイトイメージ情報を処理することと、
    該第１のサイトイメージへの参照に基づいて該第１のサイトが容認性があるか否かを決定することと
    を包含する、方法。
32. 第１のサイトイメージ情報を生成するために前記第２の検知器アセンブリを促すことと、
    第２の第１のサイトイメージを生成するために該第２の検知器アセンブリからの該第１のサイトイメージ情報を処理することと、
    該第２の第１のサイトイメージへの参照に基づいて前記第１の側面が容認性があるか否かを決定することと
    をさらに包含する、請求項３１に記載の方法。
33. 前記第１の検知器アセンブリからの前記第１のサイトイメージ情報を処理する一方で、前記サンプル表面の第２のサイトに前記カメラモジュールを光学的に配置することと、
    第２のサイトイメージ情報を生成するために前記第２の検知器アセンブリを促すことと、
    第２のサイト情報を生成するために前記第２のサイトイメージ情報を処理することと、
    前記第２のサイトイメージへの参照に基づいて該第２のサイトが容認性があるか否かを決定することと
    をさらに包含する、請求項３１に記載の方法。
34. 前記第１および第２の検知器アセンブリからの出力を相関することをさらに包含する、請求項３１に記載の方法。
35. 出力を相関することは、前記検知器アセンブリのそれぞれの対応するピクセル対にゲイン割合を導くことを含む、請求項３４に記載の方法。
36. 前記第２の検知器アセンブリからのイメージ情報を受信することと、
    該受信したイメージ情報と前記ゲイン割合に基づいて該第２の検知器アセンブリに関連するイメージを確立することと
    をさらに包含する、請求項３５に記載の方法。
37. 監視を光学的に検査する方法であって、該方法は、
    カメラモジュールを提供することであって、
    該カメラモジュールは、
    ビームスプリッター面によって分離され、直交して配置される第１および第２の側面を規定するビームスプリッターアセンブリと、
    イメージを感知し、該ビームスプリッターアセンブリの該第１の側面と光学的に関連する検知器アレイを含む第１の検知器アセンブリと、
    イメージを感知し、該ビームスプリッターアセンブリの該第２の側面と光学的に関連する検知器アレイを含む第２の検知器アセンブリと、を含み、
    該第１および第２の検知器アセンブリの検知器アレイは、該ビームスプリッターアセンブリに関して実質的に光学整列されている、ことと、
    選択された監視サイトからの光を受けるための該カメラモジュールを光学的に配置することと、
    該カメラモジュールによって該監視サイトからの光を収集することと、
    第１の監視サイトイメージ情報を生成するために該第１の検知器アセンブリを促すことと、
    第１の監視サイト情報を生成するために前記第１のサイトイメージ情報を処理することと、
    該第１のサイトイメージ情報の処理と同時に第２の監視サイトイメージ情報を生成するために該第２の検知器アセンブリを促すことと、
    前記第２のサイトイメージ情報の処理と同時に、後に続く第１の監視サイトイメージ情報を生成するために促される該第１の検知器アセンブリとなるように、第２の監視サイトイメージを生成するために該第２のサイトイメージ情報を処理することと
    を包含する、方法。
38. 前記カメラモジュールの前記第１および第２の検知器アセンブリの少なくとも１つは、ＵＶ放射に感応性である、請求項３７に記載の監視サイトを光学的に検査する方法。
39. 前記カメラモジュールが前記監視サイトに対して移動可能である、請求項３７に記載の監視サイトを光学的に検査する方法。

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