JP2013529294A - 光学検査パラメータを設定する装置及び方法 - Google Patents

Abstract

光学検査パラメータの範囲を設定する新規の方法及びシステムが提供される。これらの範囲は、例えば、光起電力セルを褪色検査するために、後に利用され得る。色合い、飽和、及び強度等の検査パラメータに対応する一組の値が、設定画像から得られる。画像は、例えば、所定群の画素等の複数の設定領域を含み、各々の設定領域には、その組中の対応値が割り当てられる。次に、その組中の値にも関連する複数の試験領域から、試験画像が構築される。各々の試験領域には、対応値に基づいて利用者により定められた色と利用者により定められた範囲との組から、色が割り当てられる。利用者インターフェースは、範囲図と試験画像の両方を含み、そのインターフェースを利用して、その図中の範囲を調節し、試験画像を修正する。調節は、試験画像が既定の基準に適合するまで、繰り返される。

Description

本出願は、２０１０年４月１５日に出願され、現在係属中であり、その開示内容が、本明細書に参照としてそのまま組み込まれている、米国暫定特許出願第６１／３２４，５９０号の優先権を主張する。

太陽光セル等の電子部品は、光学検査システムを利用して、様々な種類の欠陥について検査されることが多い。例えば、太陽光セルの動作表面の褪色検査を利用して、窒化シリコン反射防止膜の厚さの変化を検出する。褪色検査は、ある欠陥を識別するために設定される必要がある複数の検査パラメータを含み得る。これらの欠陥のあるものは、あまり重要ではあり得ず、一般に無視することができるが、他のものは、重要であり得て、注意深く選別されるべきである。この目的のために、検査パラメータの様々な閾値の設定が用いられ得る。

褪色検査は、一般に、従事者が太陽光セルを見て、セルの表面を視覚的に検査し、その良否を判断する、手作業の工程である。視覚的な良否に基づいて、従事者は、次に、検査システム中の色画像上の検査パラメータを手作業で調節することを試みることができる。この取り組みは、主観的なことに加えて、作業が極めて集中力を要するものであり、人が誤りを犯しやすい。

光学検査パラメータの範囲を設定する新規の方法及びシステムが提供される。例えば、光起電力セルを褪色検査するために、後に、これらの範囲が利用され得る。色合い、飽和、及び強度等の検査パラメータに対応する一組の値が、設定画像から得られる。画像は、例えば、所定群の画素等の複数の設定領域を含み、各々の設定領域には、その組中の対応値が割り当てられる。次に、その組中の値にも関連する複数の試験領域から、試験画像が構築される。各々の試験領域には、その対応値に基づいて利用者により定められた色と利用者により定められた範囲との組から、色が割り当てられる。利用者インターフェースは、範囲図と試験画像の両方を含み、そのインターフェースを利用して、その図中の範囲を調節し、それにより、試験画像を修正する。調節は、試験画像が既定の基準に適合するまで、繰り返される。

ある実施形態では、光学検査システム内の１つ以上の検出パラメータの１つ以上の範囲を設定する方法は、以下の操作：検査パラメータに対応する一組の値を受信することと、複数の試験領域を含む試験画像を構築することと、光学検査システムの利用者インターフェース上で試験画像と範囲図とを表示することと、試験画像に基づいて、境界及び／又は名目境界の調節を受信することとを含む。これらの操作は、試験画像が既定の基準に達するまで、１回以上、繰り返され得る。受信された一組の値は、検査試料から得られ得る設定画像の設定領域に対応する。試験画像を構築する間、試験領域の位置は、設定領域の位置に対応するように置かれる。試験領域の色は、以下の規則に従って、その組中の対応値により定められる。試験領域は、その組中のそれらの対応値がその範囲内にある場合、色を有し、それらの対応値が外部範囲内にある場合、外部色を有する。範囲及び色は、範囲図中に与えられる。範囲図は、検査パラメータに対応し、名目境界と変動境界とを含む。名目境界及び変動境界は、外部色に対応する外部範囲と重なり合わない色に対応する範囲を定める。

ある実施形態では、範囲図は、上記の境界と第２境界との間の第２範囲を定める第２変動境界を含む。追加範囲は、範囲又は外部範囲とは重なり合わない。追加範囲は、上記の色及び外部色とは通常異なる追加の色に対応する。試験領域には、その組中の対応値が追加範囲内にある場合、追加の色が割り当てられる。

ある実施形態では、方法は、更に、以下の操作：第２検査パラメータの第２組の値を受信することと、利用者インターフェース上に第２範囲図を表示することと、第２境界及び／又は第２名目境界の調節を受信することとを含む。第２組の値は、設定領域に対応する。第２範囲図は、第２検査パラメータに対応し、第２名目境界と第２境界とを含む。第２名目境界と第２境界は、第２外部色に対応する第２外部範囲と重なり合わない第２色に対応する第２範囲を定める。

同じ実施形態又は他の実施形態では、方法は、その上、複数の第２試験領域を含む第２試験画像を、その第２試験領域の位置が設定領域の位置に対応するように構築する操作と、第２試験画像を表示する操作と、第２試験画像が第２既定基準に達するまで、第２試験画像に対して表示及び受信操作を繰り返す操作とを含み得る。第２試験領域には、第２組中の対応値が第２範囲内にある場合、第２色が割り当てられる。代わりに、対応値が第２外部範囲内にある場合、第２外部色を第２試験領域に割り当てる。第２境界及び／又は第２名目境界の調節は、第２試験画像に基づいている。試験画像の試験領域の色は、第２組中の対応値により定められ得る。ある実施形態では、利用者インターフェースは、利用者がその範囲又はその外部範囲に他の色を割り当てることができるように設定されている。

先の実施形態のいずれも、既定の基準は、設定画像に対応する試料上に存在する欠陥の程度に関する、色と外部色との間の比較考量であり得る。設定画像は、光起電力セルから得られ得る。検査パラメータは、色合い、飽和及び強度等の褪色の測度であり得る。範囲図は、以下のもの：色合い円、飽和スペクトル、及び強度スペクトルのうちの１つであり得る。

ある実施形態では、検査パラメータに対応する一組の値は、設定画像から得られる対応するＲＧＢ値から算出される。その方法は、設定試料から設定画像を得る操作、及び／又は、様々な欠陥の程度を有する複数の設定画像に対応する、検査パラメータの複数の組の値を受信する操作を含み得る。設定領域は、設定画像の個別の画素であり得る。名目値は、初期に、その組中の全ての値のうちの最もよくあるものに設定され得る。

ある実施形態では、範囲の広がりは、境界及び／又は名目境界を調節している際に、同じままである。調節は、数値入力を受信すること、及び／又は、範囲図上の境界及び／又は名目境界を図表で調節することを含み得る。

ある実施形態では、光学検査システム中の１つ以上の検査パラメータの１つ以上の範囲を設定するプログラム命令を含む、コンピュータ読出媒体が与えられる。コンピュータ読出媒体は、検査パラメータに対応する一組の値を受信し、複数の試験領域を含む試験画像を構築し、光学検査システムの利用者インターフェース上に試験画像と範囲図とを表示し、試験画像に基づいて境界及び／又は名目境界の調節を受信するためのコンピュータ読出可能コードを含み得る。

ある実施形態では、１つ以上の検査パラメータの１つ以上の範囲を設定する光学検査システムが与えられる。光学検査システムは、以下の操作：検査パラメータに対応する一組の値を受信することと、複数の試験領域を含む試験画像を構築することと、光学検査システムの利用者インターフェース上に試験画像と範囲図とを表示することと、試験画像に基づいて境界及び／又は名目境界の調節を受信することとを実行するように設定される少なくとも１つのメモリと少なくとも１つのプロセッサとを含む。

本発明のこれらの及び他の態様は、更に、以下に、図面を参照しながら記載される。

光学検査システム内の１つ以上の検査パラメータの１つ以上の範囲を設定する技術の一実施例に対応するプロセス流れ図である。 ある実施形態による範囲図の概略的な表記である。 強度値又は飽和等の直線検査パラメータを表す範囲図の一実施例を示す。 色合い等の円形検査パラメータを表す範囲図の別の実施例を示す。 ある実施形態による試験画像と範囲図とを含む利用者インターフェースの概略的な表記を示す。 試験画像と、範囲図中の異なる範囲設定に基づいた、その試験画像の変化を示す対応範囲図との概略的な表記である。 試験画像と、範囲図中の異なる範囲設定に基づいた、その試験画像の変化を示す対応範囲図との概略的な表記である。 ある実施形態による光学検査システムの概略的な表記である。

以下の記述では、本発明を完全に理解するために、特定の数値的な詳細事項が説明される。本発明は、これらの特定の詳細事項の幾つか又は全てを用いずに実施されてもよい。他の事例では、周知のプロセス操作は、本発明を不必要に覆い隠さないように、詳細には記載されていない。本発明は、特定の実施形態と関連して記載されるが、本発明を実施形態に限定することを意図していないと理解される。

序論
太陽光セル及び他の電子部品は、光学検査システムを用いて検査され、様々な欠陥が判定され得る。検査例は、表面を褪色分析することを含む。褪色は、色合い、飽和、強度値及びこれらの組合せ等の様々な検査パラメータを用いて、特徴付けられ得る。褪色を特徴付ける他の方式が用いられてもよい。一実例は、ＬＡＢ（又はＬ＊ａ＊ｂ）色空間であり、明度に対して表記される１次元（Ｌ）と、色対峙次元に対する２つの他の次元（Ａ）及び（Ｂ）とを有する色対峙空間である。これらの表記は、非線形圧縮ＣＩＥＸＹＺ（国際照明基準委員会）色空間座標に基づく。別の実例は、光学システム中で色画像パイプラインの一部として利用される色空間の一族である、ＹＣｂＣｒ又はＹ’ＣｂＣｒである。Ｙ’は、輝度成分であり、Ｃｂ及びＣｒは、青差分及び赤差分彩度成分である。Ｙ’（プリズムを用いる）は、Ｙと異なり、輝度である。それは、光強度が、ガンマを利用して、非線形に符号化されていることを意味する。

幾つかのパラメータは、ある欠陥を識別するのに、より有用であり得るのに対し、他のパラメータは、他の欠陥に、より適切であり得る。例えば、飽和パラメータは、太陽光セル表面上のある有機残留物及び水性残留物（例えば、指紋）に強く応答する。しかし、これらの残留物は、表面色に影響を与えず、色合いパラメータは、比較的一定のままである。同時に、反射防止窒化シリコン膜は、薄くなるにつれて、その色を、明るい青から暗い青、紫へ、更に黄にまで変える。色合い成分は、厚さ特性に有用になる。色合いを用いて、プラズマ歪みと他の種類の欠陥も識別し得る。

複数のパラメータを利用することにより、より粒度の細かい検査結果が与えられ、様々な欠陥分類及び影響の程度、例えば、限界、平均及び最小影響をより正確に区別することができる。続いて、検査された試料を、より正確に、例えば、許容可能、完全に許容可能、許容不可に分類するために、これらの結果を利用することができる。例えば、太陽光セルは、重大な欠陥が表面全体の約１％未満を占めるＡセル、表面の１％〜５％を占めるＢセル、５％を上回るＣセル、及び欠陥セル（Ｄセル）として経常的に分類される。

太陽光セルの手動検査又は自動化システムで行われる一般的な取り組みは、この分類を荒削りに実施することができないようである。この検査プロセスを自動化することは、難しいとわかる。例えば、自動化は、検査パラメータの導出に依存する必要がある、例えば、平均又は最も優勢な表面色を考慮する必要がある。この種類の取り組みでは、小さな、しかし重大な欠陥が、検出されずに見逃され得る場合がある。更に、自動化は、検査パラメータが複雑であるために難しく、許容される基準を設けるのに幾分主観的な性質も必要とする場合がある。

本明細書に記載される新規の方法及びシステムでは、検査人は、全試料のうちの、実習又は較正用の組と呼ばれることがある、小さな副次組のみを注意深く分析する。この組を利用して、検査人は、後に、自動化モードで同じ種類の試料を検査するのに利用される１つ以上の検査パラメータについての適切な閾値を識別する。しかしながら、初期設定でさえも、作業は集中力を要するものであり、人が誤りを犯しやすい。この点に関して、本明細書に記載される方法及びシステムは、検査人が各々の検査パラメータに個別に注目し、このパラメータの表示された色表記に基づいてこのパラメータを調節することを可能にする、操作し易い視覚的なインターフェースを与える。利用者インターフェースにより、検査人は、これらの色表記のために、いずれかの擬似色を選択し、検査パラメータの値に応じて、色を区別することができる。

検査パラメータは、各々の新たなセルの種類（例えば、寸法、被膜の種類、製造パラメータ）及び検査装置（例えば、光源、カメラ）に対して設定される必要があり得る。従って、堅牢で利用者に便利な設定プロセスは、極めて有益であり得る。設定は、検査パラメータの全範囲（例えば、最小値と最大値）と、この全範囲内に２つ以上の範囲とを定めることを含み得て、この検査パラメータに対応する値を分類することができる。例えば、飽和範囲は、画像試料に対して望ましいと考えられる「正ではない」範囲及び「負ではない」範囲と、あまり望ましくないが尚も許容される、又は、品質の良くないセルとして分類される「わずかに正の」範囲及び「わずかに負の」範囲と、許容されない「重度の」範囲を含み得る。試料に対応する飽和値の一組が、既定の閾値により許容される「重度の」範囲にある更なる値を含む場合、この試料は、「排除されるもの」と見なされ得る。

技術は、一般に、設定画像から得られ得る検査パラメータに対応する一組の値を含む。例えば、色又は複数の単色濃淡画像は、褪色分析に利用され得る。これらの画像の各々は、検査パラメータの既定値を各々が有する画素（複数）又は画素の組等の一群の設定領域と見なされる。褪色分析では、各々の設定領域は、この領域に対して識別／算出される色合い値、飽和値、及び強度値に関連し得る。総括すれば、設定画像は、１つ以上の（例えば、褪色分析の実例では、３つの）組の値を有する。各々の組の値は、個別に分析され得る。それにより、更に集中して各々の検査に取り組むことができる。

試験画像は、対応する設定領域に基づいて、複数の試験領域から構成され得る。各々の試験領域は、対応する設定領域と同じ一般的な位置に置かれる。言い換えれば、各々の試験画像は、開始設定画像に対応し得る。しかしながら、各々の試験領域に、「擬似」色と呼ばれることがある、利用者により定められた色のうちの１つを割り当てることができる。この割り当ては、対応値と利用者により定められた範囲とに基づいている。この配置は、その組中の値と、試料表面上でのそれらの値の各々の位置とを視覚的に表記する。利用者インターフェースは、一般に、範囲図と試験画像の両方を含む。利用者は、範囲図中の範囲を調節することができ、それは、試験画像を変化させることになる。なぜなら、同じ値が、現時点で異なる範囲内にあり、対応する擬似色が、試験画像上に示されるからである。試験画像が、例えば、設定画像を生成するのに利用される試料の良否に固有であり得る、ある既定の基準に達するまで、そのプロセスが繰り返され得る。利用者は、その設定を完了するために、複数の検査パラメータ及び複数の設定画像／対応値の組を切り換えてもよい。

例示のプロセス
図１は、光学検査システム中の１つ以上の検査パラメータの１つ以上の範囲を設定する技術の一実施例に対応するプロセス流れ図である。有用な利用者インターフェースに対するこのプロセスの特定の実装が、以下に更に記載される。プロセス１００は、操作１０２中の１つの検査パラメータに対応する一組の値を受信することで開始し得る。これらの値の各々は、設定画像の１つの中の設定領域に対応する。各々の画像は、個別の画素、画素の組合せ、又は、画像のいずれかの他の部分又は要素であり得る、一群の領域として表される。各々の領域には、１つ以上の値が割り当てられる。値の数は、分析に利用される検査パラメータの数に依存する。例えば、褪色分析では、各々の設定領域には、３つの値、例えば、色合い値、飽和値、及び強度値が割り当てられ得る。従って、各々の検査パラメータは、画像を表す対応組の値を有する。

ある実施形態では、プロセス１００は、１つ以上の設定画像を得て、これらの画像の各々に対応する１つ以上の組の値を確定することを含む、１つ以上の上流操作を含み得る。褪色分析用の画像を得ることは、高解像度カメラを利用して、少なくとも１つの色画像又は少なくとも３つの単色濃淡画像を捕獲することを含み得る。単色での取り組みは、より多くの画像を捕獲することを必要とするが、色画像捕獲では利用可能ではあり得ない、より高解像度のカメラをより速いライン速度で利用することができる。単色での取り組みでは、検査された試料の表面は、赤、緑、及び青（ＲＧＢ）照明（例えば、ＲＧＢ ＬＥＤ点滅光）で点滅され、少なくとも１つの画像が、各々の照明色で撮影される。これらの画像は、ＲＧＢ単色濃淡画像（又は、単に、ＲＧＢ画像）と呼ばれ、一般に、単一色画像と同じ褪色検査目的用の情報を含む。色画像は、利用される場合、更なる分析のために、３つの色成分、即ち、ＲＧＢ成分に分割され得ることに留意するべきである。例示の光学検査システムの幾つかの詳細が、以下の図５の前後で更に記載される。

設定画像は、それが、濃淡画像又は色画像であろうとも、一群の設定領域により表される。褪色分析では、上記の技術を利用して得られた画像は、各々の設定領域に対して、赤（ｒ）、緑（ｇ）、及び青（ｂ）の値を得るように分析される。各々の値型に対する範囲は、ゼロ〜１（０〜１）である。次に、これらの３つの値（ｒ、ｇ、ｂ）は、以下の数式に従って、各々の設定領域に対する色合い（ｈ）、飽和（ｓ）、及び強度（ｖ）の値を算出するのに利用される。ある実施形態では、高解像度画像を速い検査速度で処理するために、ＲＢＧ及び／又はＨＳＶ値を８ビット形式で表すことができる。
ｍａｘ＝ｍａｘ（ｒ，ｇ，ｂ），ｍｉｎ＝ｍｉｎ（ｒ，ｇ，ｂ）

図１に戻って、次に、一組の値を利用して、操作１０４で、試験画像を構築することができる。試験画像は、その組中の値と、検査表面上のそれらの値のそれぞれの位置とを視覚的に表記する。上記のように、試験画像は、設定画像の対応設定領域と同じ相対位置に配置される、個別の試験領域を含む。設定画像に対して、試験画像を拡大又は縮小して、利用者インターフェース上に適切な視程を与え得る。ある実施形態では、一試験領域は、複数の設定領域を表し、その場合は、設定領域に対する対応値が、平均化され得る。

一般に、一試験画像は、設定プロセスに利用される各々の検査パラメータに対応する。ある実施形態では、複数の試験画像が、異なる組の範囲（例えば、以下に更に説明されるような複数の範囲図）に基づいて、一組の検査パラメータに対して構築され得る。代わりに、１つの画像が、複数の検査パラメータを表してもよい。例えば、１つの領域に対応する複数の値は、（例えば、加重平均を用いて）単一の値に凝縮され得る。次に、その値を利用して、組合せ試験画像を構築する。各々の検査パラメータへの相対的影響が知られており、結果が容易に組合せられ得る場合に、この取り組みが利用され得る。しかしながら、設定粒度が失われる。組合せ画像を作り出すことは、重ね合わせ、点滅、又は、複数の画像を同じ位置に表示することを可能にする他の種類の一群の領域形式で、利用者インターフェース上の同じ位置に複数の画像を表すことと混同するべきではない。一組の値から試験画像を作り出す実施例は、ここで、更に詳細に記載されることになる。

各々の試験領域の擬似色は、その組中の対応値に基づいて定められる。試験画像に利用される擬似色は、欠陥を視覚化する目的のために与えられ、通常、実際の試料の色を表さないことに留意するべきである。利用者は、いずれかの範囲図の中の各々の範囲に対して、欠陥を容易に区別することを可能にする、異なる色を選択してもよい。試験領域の色を定めるために、その対応値は、これらの範囲因子のために識別される範囲と比較される。これらの範囲は、以下に更に記載される範囲図上で表示され得る。範囲は、範囲図中の色付けされた帯域により表示され得るような、「帯域」と呼ばれることがある。例えば、範囲図では、２つの範囲、例えば、緑色が割り当てられた「許容される」範囲と、赤色の「許容されない」範囲が識別され得る。値が「許容される」範囲内にある場合、対応する試験領域には、緑色が割り当てられる。代わりに、値が「許容されない」範囲にある場合、この試験領域は、赤色である。この操作は、画像全体が緑試験領域又は赤試験領域を含むまで、その組中の全ての値に対して繰り返され得る。

完全な試験画像が、利用者インターフェース上に表示される場合、利用者は、どれ位の値が各々の範囲内にあり、試料のどの領域が、例えば、「許容されない」範囲内にある領域を有するのかを評価することができる。この画像は、試料に欠陥がどの程度あるのか（例えば、表面上に赤がどの程度あるのか）を視覚的に表記するばかりでなく、欠陥の分布も示す。３つ以上の範囲及び対応色を利用して、欠陥の程度を更に特徴付ける得ることに留意するべきである。これらの範囲は、以下に更に詳細に説明される。

プロセス１００は、操作１０８で、光学検査システムの利用者インターフェース上に、１つ以上の範囲図と共に１つ以上の試験画像を表示することで継続され得る。通常、各々の範囲図は、１つの検査パラメータに対応し、複数の範囲を定める２つ以上の閾境界を含む。しかしながら、上記の幾つかの実施形態では、１つの試験画像は、複数の検査パラメータを表すのに利用され、複数の範囲図により制御され得る。

図２Ａは、ある実施形態による範囲図２００の概略的な表記である。利用者は、この図を利用して、閾境界と範囲とを制御し得る。ある実施形態では、図は、左のＭＩＮ境界から、右のＭＡＸ境界まで拡がる。ＭＩＮ境界は、（上記の実施例のように）ゼロに、又は、ＭＡＸ境界よりも小さな他のいずれかの値に事前に設定され得る。ＭＡＸ境界は、（上記の実施例のように）１に、又は、ＭＩＮ境界よりも大きい他の任意の値に事前に設定され得る。図２Ｃの前後で更に記載されるある実施形態では、円形図を利用して、色合い等の円形パラメータを表す。この種類の図では、ＭＩＮ及びＭＡＸ境界は、同じ半径（即ち、色合い円の中の０°と３６０°）で一致する。

ＭＩＮ境界とＭＡＸ境界との間の範囲は、「全範囲」と呼ばれる。この全範囲は、本明細書でハンドルとも呼ばれる閾境界により、より小さな２つ以上の範囲に分割され得る。特定の実装では、少なくとも２つの境界を利用して、中央範囲と２つの外部範囲とを定める。図２Ａに示される実施例では、５つのハンドル２０２、２０４、２０６、２０８及び２１０を利用して、６つの範囲２１２、２１４、２１６、２２０ａ、及び２２０ｂを定める。各々のハンドル／境界は、全範囲中でのこのハンドルの位置を定める対応値を有する。プロセス１００の第１反復では、一組の既定値が、下記の異なるアルゴリスムに従って利用又は設定され得る。これらの境界は、以下に更に記載されるように、利用者が指示装置を用いてハンドルを左又は右に引きずり、対話ボックス２２２内に数値入力を与えることにより、又は、他のある種類の入力インターフェースを介して調節され得る。

図２Ａ中のハンドル２０２等の１つのハンドル（例えば、中央ハンドル）は、名目値／境界と、又は単に、名目境界と関連し得る。名目境界は、この検査パラメータに対する一組の値から算出され得る。新たな名目境界は、各々の新たな組から自動的に定められ得る。これにより、互いに対して計測する参照値として名目境界を利用することができる。名目境界は、組全体の値又は組全体の副次組の平均値又は中間値を表し得る。例えば、色合いの事例では、名目境界は、検査表面の最もよくある色を表し得る。他のアルゴリスムを利用して、名目境界を定めてもよい。

その名目境界に加えて、又は、その名目境界の代わりに、他の境界を用いてもよい。ある実施形態では、光学システムは、少なくとも初期に、範囲間の関連を保存するように構成される。例えば、幾つかの又は全ての境界／ハンドルの間の距離（即ち、範囲幅）は、一定に保たれ得る。これらの実施形態では、新たな組の値に対する名目境界が調節される場合、他の全ての境界は、それに従って移動する。他の実施形態では、境界の初期位置は、ある統計分布を追従し得る（例えば、名目境界が、平均値に対応するのに対し、他の境界が、標準偏差に一致する）。

境界は、全範囲内に範囲を定める。様々な表記方法を用いて、複数の範囲が参照され得る。一般に、名目値２０２の右の範囲は、第１範囲２１２と呼ばれ得るのに対し、名目値２０２の左の範囲は、第１対向範囲２１４と呼ばれ得る。名目範囲２１２の右の範囲は、第２範囲２１６と呼ばれ得るのに対し、第１対向範囲の左の範囲は、第２対向範囲２１８と呼ばれ得る、等。第１範囲２１２及び第１対向範囲２１４は、幅が同じであっても、異なっていてもよい（例えば、２つの境界の間の数値の差が、範囲を定める）ことに留意するべきである。更に、第１範囲と第２範囲は、幅が同じであっても、異なっていてもよい。

図２Ｂ及び２Ｃには、別の表記方式が示される。図２Ａの要素と同様に、ハンドル２０２により定められる名目境界の各側での２つの範囲２０４及び２０６は、それぞれ、「正ではないもの」及び「負ではないもの」と呼ばれ、許容値を表し得る。ハンドル２０２により定められた名目境界から更に分離された２つの範囲２１６及び２１８は、それぞれ、「僅かに正であるもの」及び「僅かに負であるもの」と呼ばれ、尚も許容される値であるが、先の２つの範囲内にある値よりも望ましくない値を表し得る。最後に、全範囲を完備する２つの外部範囲２２０ａ及び２２０ｂは、「重度のもの」と呼ばれ、許容されない値を表し得る。

その組中にある値と、対応する設定領域の位置と視覚化するために、範囲に異なる色を割り当てる。色は、表示図中に濃淡尺度で示されるが、好ましい実施形態では、通常、範囲図（及び、他の画像）中に表示されることになる。例えば、範囲２１２には、青色が割り当てられ、範囲２１４には、緑色が割り当てられ、範囲２１６には、赤色が割り当てられ、範囲２１８には、青色が割り当てられ、外部範囲２２０ａと２２０ｂの両方には、黄色が割り当てられ得る。これらの色を利用して、以下に図３の前後に説明されるように、試験画像を構築する。利用者インターフェースにより、範囲に対応色を再び割り当てることができ、それにより、対応する試験画像中に、新たな色が表示されることになる。

範囲図２００は、利用者が範囲中の対応値の表記を理解するのを補助する、目視バー２２０も含み得る。例えば、色合い範囲図用の目視バーは、各々の境界／ハンドルに対応する特定色を示す色付き円（又は色つきバー）であり得る。強度及び飽和範囲図では、目視バーは、白から黒へ変化する濃淡尺であり得る。

図２Ｂは、強度又は飽和等の直線検査パラメータに利用され得る範囲図の一実施例を示す。図２Ｃは、色合い等の円検査パラメータに利用され得る範囲図の別の実施例を示す。色合いパラメータは、０°〜３６０°に展開する色付き円の外周を直線目視バー線が表す直線範囲図を用いても、制御され得ると留意するべきである。

図３は、ある実施形態による、試験画像３０４と範囲図３０５とを表示する利用者インターフェース３２０の概略的な表記である。利用者インターフェースは、図３に示されるように、試験画像と範囲図との組合せを同時に表示し得る。例えば、各々の検査パラメータは、対応する試験画像と範囲図とを表示する画面上に指定タブを有し得る。他の実施形態では、全ての範囲図及び試験画像が、同じ画面上に表示され、利用者は、異なる検査パラメータに対応する試験画像を比較することができる。更に、ある実施形態では、試験画像は、対応する設定画像上への重ね合わせとして表示され得る。更に他の実施形態では、複数の試験画像が、利用者インターフェースの同じ領域に、短時間にわたり表示され、点滅効果を作り出し得る。

試験画像は、その組中の対応値に基づいて、色（例えば、３１０ａ、３１２ａ〜ｃ、３１４ａ〜ｂ、３１６ａ〜ｂ、及び３１８ｃ〜ｄ）を割り当てられた試験領域から構築される。（説明図中に示されないが、試験画像は、好ましくは、異なる色を付けられた試験領域を含む）。この試験画像は、画像試料からの対応組中のある値が、範囲図３０５の第１範囲３１０内にあって、その第１範囲が、影なし領域３１０ａになったことを示す。この領域の色は、範囲又は領域３１０の、利用者により定められた色に対応する。更に、その組中の幾つかの値は、第２範囲３１２内にあって、その第２範囲は、試験画像中に示される３つの点付き領域３１２ａ〜ｃになる。他の値は、第３範囲３１４内にあって、２つの影付き領域３１４ａ〜ｂになる。更に他の値は、第４範囲３１６内にあって、他の２つの影付き領域３１４ａ〜ｂになる。最後に、残りの値は、外部範囲３１８ａ〜ｂ内になければならず、影付き領域３１８ｃ〜ｄになる。総括すれば、これらの全ての領域３１０、３１２ａ〜ｃ、３１４ａ〜ｂ、３１４ａ〜ｂ、及び３１８ｃ〜ｄが、試験画像３０４を構成する。

ある実施形態では、利用者インターフェースは、数値結果を表示する領域（図示されず）が、各々の色に対して、どれ位の領域が指定されるかを示し得る。これらの比率値は、組中の全ての値のうちのどれ位が、各々の範囲内にあるかも表す。これらの値は、設定中に、及び、後の検査中に、客観的な基準として利用され得る。

図１に戻って、プロセス１００は、操作１１０で、範囲図中の１つ以上の境界についての調節を受信することで継続され得る。調節は、対話ボックス中のスクロール矢印を利用して、値リストを上下に移動させて、又は、利用者入力装置を用いて範囲図上のハンドルを移動させて、対話ボックス（例えば、図２Ａ中の対話ボックス）中に新たな数値を入力することにより実行され得る。ある実施形態では、ハンドル間の最小の既定の間隙は、一方のハンドルが、他方のハンドルの直ぐ近くに移動される場合、他方のハンドルが、第１ハンドルと共に移動し始めるように設定される。この機構により、一方のハンドルがあまりにも遠くへ移動される場合、ハンドルの切り換えが妨げられる。

ある実施形態では、ハンドル間に特定の関連が設けられる。例えば、ハンドルの位置は、ハンドルのうちの１つが移動する場合に、その範囲が保たれるように、相互に固定され得る。更に、範囲の幅は、１つの範囲の幅を変化させることで別の範囲の幅が自動的に変化するように、互いに関連し得る。これらの関連により、１つ以上の境界が、範囲全体の外になる場合がある。境界／ハンドルは、もはや目視できないが、これらの境界により設けられた範囲は、尚も利用され得る。

図４Ａ及び４Ｂは、試験画像と、範囲図中の異なる範囲の設定に基づいて試験画像の図面の変化を示す、対応する範囲図との概略的な表記である。試験画像の視程４００ａと４００ｂの両方は、設定画像から与えられた同じ組の値に対応することに留意するべきである。図４Ａは、範囲図４１０ａが、相対的な幅範囲４１２ａ、４１４ａ、及び４１６ａを有することを示す。その組中の値は、主に、範囲４１２ａ内にあって、試験画像上では、影なし領域４０２ａになる。残りの値は、範囲４１４ａ内にあって、より小さな点付き領域４０４になる。利用者は、試験画像の視程４００ａが、検査試料を適切に表していないと判定し得る。例えば、試料の中央には、この試験画像視程４００ａ中では適切に提示されてない小さな褪色領域があり得る。そのように、利用者は、範囲図４１０中の境界を調節し、新たな更に狭い領域４１２ｂ、４１４ｂ、及び４１６ｂを与え得る。その組中のそれらの値のうちの幾つかは、尚も、範囲４１２ｂ内にあり、影なし領域４０２ｂになる。しかしながら、範囲４１２ｂは、より狭いので、この範囲内にある値が、僅かしかなく、影なし領域が、小さくなる。ある値は、範囲４１４ｂ内にあり得るが、ここでは、ある値が、範囲４１６ｂ内にあり、交差線付き領域４１６ｂになる。上の実施例で与えられるように、ここでは、この領域４１６ｂが、試料の中央での褪色を表し得る。言い換えれば、利用者は、調節を実行し、この検査パラメータに対して、より適切な範囲を設定した。

新たな試験画像を構築、表示し、調節を受信するこの操作は、試験画像が既定の基準に達するまで、（例えば、操作１１２で）繰り返され得る。

装置
図５は、ある実施形態による、光学検査システム５００の概略的な表記である。そのようなシステムは、図１の前後で記載された技術を実装するのに利用され得る。適切な検査システムの一実施例は、カリフォルニア州、サンホセのケーエルエー−テンカーから入手可能な「ＰＶＩ−６ウェーハ及びセル検査システム」である。

システム５００は、試料５０２を支えるステージ５０４を含み得る。ステージ５０４は、試料をステージから自動的に配送、除去する自動積載機と共に組み込まれ得る。高解像度カメラ５０６は、試料５０２の表面に焦点を合わせる。ある実施形態では、カメラは、試料表面全体の画像を捕獲するように設定される。他の実施形態では、Ｘ−Ｙ移動ステージを利用して、カメラの複数の相対位置を試料に与え得る、及び／又は、既定の速度で相互に移動させて、試料の表面を走査し得る。更に、システム５００は、検査表面を照明する１つ以上の光源、例えば、５０８ａ〜ｂも含み得る。

カメラ５０２は、通常、コンピュータシステム５１０に接続され、設定画像に対応するデータを伝送する。コンピュータシステム５１０は、試験画像５１４と範囲図５１６とを表示するインターフェース５１２（例えば、コンピュータ画面）を与えるように（例えば、プログラム命令を用いて）設定される。コンピュータ５１０は、境界を変化させ、新たな色を割り当てる等の、利用者から入力を与えるための１つ以上の入力装置５１８（例えば、キーボード、マウス、ジョイスティック）も含み得る。コンピュータシステム５１０は、例えば、試料の位置（集束及び走査）とシステムの他の要素とを制御するステージ５０４に接続され得る。ある実施形態では、コンピュータシステム５１０は、上に詳述された設定技術を実行するように設定される。例えば、コンピュータシステム５１０を利用して、設定画像から１つ以上の設定値の組を生成し得る。加えて、コンピュータシステム５１０を利用して、試験画像を構築し、試験画像と対応する範囲図とを表示し得る。最後に、コンピュータシステム５１０を利用して、範囲図に対する調節を受信し得る。コンピュータシステム５１０は、通常、入力／出力ポートに結合された１つ以上のプロセッサと、適切なバス又は他の通信機構を介した１つ以上のメモリとを有する。

そのような情報及びプログラム命令を用いて、本明細書に記載されたシステム／方法を実装するので、本発明は、本明細書に記載された様々な操作を実行するためのプログラム命令、状態についての情報等を含む、機械的に読出可能な媒体に関する。機械的に読出可能な媒体の実施例は、ハードディスク、フロッピーディスク、及び磁気テープ等の磁気媒体と、ＣＤ−ＲＯＭディスク等の光学媒体と、光ディスク等の磁気光学媒体と、読出専用メモリ装置（ＲＯＭ）及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）等の、プログラム命令を保存し、実行するように具体的に設定されるハードウェア装置とを含むが、これらに限定されない。プログラム命令の実施例は、コンパイラにより作り出されるもの等の機械コードと、解釈プログラムを利用してコンピュータにより実行され得る、より高レベルのコードを含むファイルの両方を含む。

結論
上記の発明は、明確に理解する目的のために、ある程度詳細に記載されているが、明らかに、付属の請求項の範囲内で、ある程度、変更及び修正され得る。本発明のプロセス、システム及び装置を実装する数多くの代わりの方法があることに留意するべきである。従って、本実施形態は、説明のためのものであり、限定するものではないと見なされるべきであり、本発明は、本明細書で与えられた詳細事項に限定されるべきではない。

Claims (20)

1. 光学検査システム中の１つ以上の検査パラメータの１つ以上の範囲を設定する方法であって、前記方法が、
   （ａ）検査パラメータの一組の値であって、試料から得られる設定画像の設定領域に対応する一組の値を受信するステップと、
   （ｂ）複数の試験領域を含む試験画像を、前記試験領域の位置が前記設定領域の位置に対応し、前記試験領域の色が前記組中の対応値により定められるように構築するステップと、
   （ｃ）前記光学検査システムの利用者インターフェース上に、前記試験画像と、前記検査パラメータに対応し名目境界と変動境界とを含む範囲図とを表示するステップと、
   
   
   
   （ｄ）前記試験画像に基づいて、前記変動境界及び／又は前記名目境界の調節を受信するステップと、
   （ｅ）前記画像が既定の基準に達するまで、（ｂ）〜（ｄ）を繰り返すステップと、
   を含み、
   前記名目境界と前記変動境界は、外部色に対応する外部範囲と重なり合わない色に対応する範囲を定め、
   前記試験領域は、前記組中の前記対応値が前記範囲内にある場合、前記色を有し、又は、前記組中の前記対応値が前記外部範囲内にある場合、前記外部範囲を有する、
   ことを特徴とする方法。
2. 前記範囲図が、前記境界との間に追加範囲を定める第２境界を含み、
   前記追加範囲が、前記範囲又は前記外部範囲と重なり合わず、追加の色に対応し、
   前記組中の前記対応値が追加範囲内にある場合、前記試験領域が追加の色を有する、
   請求項１に記載の方法。
3. 前記設定領域に対応する、第２検査パラメータの第２組の値を受信するステップと、
   前記利用者インターフェース上に、前記第２検査パラメータに対応し第２名目境界と第２境界とを含む第２範囲図を表示するステップと、
   前記第２境界及び／又は前記第２名目境界の調節を受信するステップと、
   を更に含み、
   
   前記名目境界と前記第２境界は、第２外部色に対応する第２外部範囲と重なり合わない第２色に対応する第２範囲を定める、
   
   ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
4. 複数の第２試験領域を含む第２試験画像を、前記第２試験領域の位置が前記設定領域の位置に対応するように構築するステップと、
   
   前記第２試験画像を表示するステップと、
   
   前記第２試験画像が第２既定基準に達するまで、前記第２試験画像に対して、前記表示及び受信操作を繰り返すステップと、
   を更に含み、
   前記第２試験領域は、前記第２組中の前記対応値が前記第２範囲内にある場合、前記第２色を有し、前記対応値が前記第２外部範囲内にある場合、前記第２外部色を有し、
   前記第２境界及び／又は前記第２名目境界の調節は、前記第２試験画像に基づいている、
   ことを特徴とする、請求項３に記載の方法。
5. 前記試験画像の前記試験領域の色が、前記第２組中の対応値により更に定められる、
   請求項３に記載の方法。
6. 前記既定基準が、前記設定画像に対応する試料上に存在する欠陥の程度に関する、前記色と前記外部色との間の比較考量である、
   請求項１に記載の方法。
7. 前記設定画像が、光起電力セルから得られる、
   請求項１に記載の方法。
8. 前記検査パラメータが、褪色の測度である、
   請求項１に記載の方法。
9. 前記検査パラメータが、色合い、飽和、及び強度から成る群から選択される、
   請求項１に記載の方法。
10. 前記設定画像から得られる対応ＲＧＢ値から、前記組の値を算出するステップ、
    を更に含む、請求項１に記載の方法。
11. 設定試料から前記設定画像を得るステップ、
    を更に含む、請求項１に記載の方法。
12. 前記検査パラメータの複数の組の値を受信するステップ、
    を更に含み、
    前記複数の組の値が、様々な欠陥レベルを有する複数の設定画像に対応する、
    前記請求項１に記載の方法。
13. 前記設定領域が、前記設定画像の個別の画素である、
    請求項１に記載の方法。
14. 前記範囲図が、色合い円、飽和スペクトル、及び強度スペクトルから成る群から選択された図を含む、
    請求項１に記載の方法。
15. 前記名目境界が、初期に、前記組中の全ての値のうちの最もよくあるものに設定される、
    請求項１に記載の方法。
16. 前記範囲の広がりが、前記名目境界又は前記境界を調節している際に、同じままである、
    請求項１に記載の方法。
17. 前記調節を受信するステップが、数値入力を受信するステップ、及び／又は、前記範囲図上の前記境界及び／又は前記名目境界を図表で調節するステップを含む、
    請求項１に記載の方法。
18. 前記利用者が、前記範囲及び前記外部範囲に他の色を割り当てることができるように、前記利用者インターフェースが設定されている、
    請求項１に記載の方法。
19. 光学検査システム中の１つ以上の検査パラメータの１つ以上の範囲を設定するプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
    前記プログラムが、コンピュータに、
    （ａ）試料から得られた設定画像の設定領域に対応する、検査パラメータの一組の値を受信するステップと、
    （ｂ）複数の試験領域を含む試験画像を、前記試験領域の位置が前記設定領域の位置に対応し、前記試験領域の色が前記組中の対応値により定められるように構築するステップと、
    （ｃ）前記光学検査システムの利用者インターフェース上に、前記試験画像と、前記検査パラメータに対応し名目境界と変動境界とを含む範囲図とを表示するステップと、
    
    
    
    （ｄ）前記試験画像に基づいて、前記変動境界及び／又は前記名目境界の調節を受信するステップと、
    （ｅ）前記画像が既定の基準に達するまで、（ｂ）〜（ｄ）を繰り返すステップと、
    を実行させ、
    前記名目境界と前記変動境界は、外部色に対応する外部範囲と重なり合わない色に対応する範囲を定め、
    前記試験領域は、前記組中の前記対応値が前記範囲内にある場合、前記色を有し、又は、前記組中の前記対応値が前記外部範囲内にある場合、前記外部範囲を有する、
    ことを特徴とする、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
20. 少なくとも１つのメモリと少なくとも１つのプロセッサとを含む、１つ以上の検査パラメータの１つ以上の範囲を設定する光学検査システムであって、
    前記プロセッサが、
    （ａ）試料から得られる設定画像の設定領域に対応する、検査パラメータの一組の値を受信するステップと、
    （ｂ）複数の試験領域を含む試験画像を、前記試験領域の位置が前記設定領域の位置に対応し、前記試験領域の色が前記組中の対応値により定められるように構築するステップと、
    （ｃ）前記光学検査システムの利用者インターフェース上に、前記試験画像と、前記検査パラメータに対応し名目境界と変動境界とを含む範囲図とを表示するステップと、
    
    
    
    （ｄ）前記試験画像に基づいて、前記変動境界及び／又は前記名目境界の調節を受信するステップと、
    （ｅ）前記画像が既定の基準に達するまで、（ｂ）〜（ｄ）を繰り返すステップと、
    を実行し、
    前記名目境界と前記変動境界は、外部色に対応する外部範囲と重なり合わない色に対応する範囲を定め、
    前記試験領域は、前記組中の前記対応値が前記範囲内にある場合、前記色を有し、又は、前記組中の前記対応値が前記外部範囲内にある場合、前記外部範囲を有する、
    ことを特徴とする、光学検査システム。

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