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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Fehlerdetektionsvorrichtung,
die in der Lage ist, einen Fehler zu detektieren, wie etwa einen
Fremdstoff, eine Fehlerstelle und dergleichen, indem eine Sichtprüfung
einer Mikrostruktur, wie etwa eines MEMS (Micro Electro Mechanical
Systems), durchgeführt wird, die auf einem Halbleiterwafer
gebildet ist, und betrifft auch ein Fehlerdetektionsverfahren, eine Informationsverarbeitungsvorrichtung,
ein Informationsverarbeitungsverfahren und ein Programm zur Verwendung
dafür.
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Technischer Hintergrund
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In
letzter Zeit ziehen MEMS-Einrichtungen, die verschiedene Funktionen
auf dem mechanischen, elektronischen, optischen und chemischen Gebiet
integrieren, indem eine Mikrofertigungstechnologie oder dergleichen
verwendet wird, die Aufmerksamkeit auf sich. Als Beispiele einer
MEMS-Einrichtung, die bislang im praktischen Gebrauch war, gibt
es verschiedene Sensoren, wie etwa einen Beschleunigungssensor,
einen Drucksensor, einen Luftmassenstromsensor und dergleichen,
die in einem Kraftfahrzeug oder einem medizinischen Gebiet verwendet
werden. Im Besonderen werden MEMS-Einrichtungen auf einen Druckkopf,
der in einem Tintenstrahldrucker verwendet wird, ein Mikrospiegelarray, das
in einem Projektor vom Reflexionstyp verwendet wird, oder andere
Aktoren angewandt. Abgesehen davon werden MEMS-Einrichtungen auch
als beispielsweise ein Proteinanalyse-Chip (ein so genannter Protein-Chip),
ein DNA-Analyse-Chip oder dergleichen, auf dem Gebiet der chemischen
Synthese, Bioanalyse oder dergleichen verwendet.
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Da
indessen die MEMS-Einrichtungen sehr feine Mikrostrukturen sind,
ist es wichtig, Fehler, wie etwa Fremdstoffe, Fehlerstellen oder
dergleichen, die auf den äußeren Erscheinungsflächen
der MEMS-Einrichtungen vorhanden sind, bei einem Fertigungsprozess
davon zu detektieren. Herkömmlich ist eine Sichtprüfung
der MEMS-Einrichtungen manuell unter Verwendung eines Mikroskops
ausgeführt worden. Jedoch benötigt eine derartige
Prüfung viel Zeit und kann einen Bestimmungsfehler bewirken,
da die Prüfung mit bloßen Augen eines Prüfers
ausgeführt wird.
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Hier
ist als ein Beispiel einer Technologie zur Automatisierung der Sichtprüfung
in Patentdokument 1 ein Verfahren offenbart zum Bestimmen, ob ein Prüfungszielobjekt
normal oder abnormal ist, durch Erfassen von Bildern mehrerer normaler
Produkte unter Prüfungszielobjekten, indem z. B. eine CCD-(Charge
Coupled Device)-Kamera oder dergleichen verwendet wird; Speichern
derselben in einem Speicher als mehrere normale Produktbilder; Berechnen
eines Mittelwertes und einer Standardabweichung von Helligkeitswerten
von Pixeln an der gleichen Position auf den jeweiligen normalen
Produktbildern nach dem Durchführen einer Positionsausrichtung
jedes normalen Produktbildes; und anschließendes Vergleichen
des berechneten Mittelwertes und der Standardabweichung des Helligkeitswerts
mit einem Helligkeitswert jedes Pixels auf einem Bild eines Prüfungszielobjekts.
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Ferner
ist in Patentdokument 2 ein Verfahren zum Detektieren eines Musterfehlers
bei einer Musterprüfung einer Leiterplatte, eines gedruckten
Objekts oder dergleichen offenbart, wobei das Verfahren die Schritte
umfasst: Erzeugen von Referenzbilddaten zur Verwendung als ein Standard
von normalen Produkten mittels Erfassens von Bildern mehrerer Referenzmuster,
Speichern der jeweiligen Referenzmusterbilder, Ausrichten der Position
eines jeden jeweiligen Referenzmusters, Durchführen einer
Berechnung zum Beschaffen eines Mittelwertes oder Medianwerts zwischen
den jeweiligen Bilddaten für jedes Pixel, und Erzeugen
der Referenzbilddaten, die als ein geeigneter Standard verwendet
werden können, indem Daten mit hoher Abweichung oder abnormale
Werte ausgeschlossen werden; und anschließendes Vergleichen
der Referenzbilddaten mit Prüfungszielbilddaten.
- Patentdokument
1: Japanisches offengelegtes
Patent Veröffentlichungsnummer 2005-265661 (beispielsweise 1)
- Patentdokument 2: Japanisches
offengelegtes Patent Veröffentlichungsnummer H11-73513 (beispielsweise
Absatz [0080])
- Patentdokument 3: Japanisches
offengelegtes Patent Veröffentlichungsnummer 2000-180377 (beispielsweise
Absätze [0010]~[0028])
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Offenbarung der Erfindung
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Durch die Erfindung zu lösende
Probleme
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Jedoch
werden in den Technologien, die in irgendeinem der Patentdokumente
1 und 2 offenbart sind, die normalen Produktbilddaten oder die Referenzbilddaten,
die als die Prüfungskriterien verwendet werden (nachstehend
werden sie als Modellbilddaten bezeichnet), auf der Basis von den
Bildern erzeugt, die durch Fotografieren mehrerer normaler Produkte
erfasst werden, was getrennt von den Prüfungszielbildern
vorbe reitet wird. Dementsprechend muss vor der Erzeugung der Modellbilddaten
ein Prozess zum Bestimmen und Auswählen eines normalen
Produkts durchgeführt werden, und da dieser Prozess von
Hand durchgeführt werden muss, benötigt er viel
Zeit und Aufwand. Bei der Prüfung der Mikrostrukturen,
wie etwa der MEMS-Einrichtungen, in welchen eine sehr kleine Fehlerstelle
oder ein sehr kleiner Fremdstoff als ein Fehler betrachtet wird,
ist darüber hinaus das Herstellen eines absolut normalen
Produkts (Modells) hinsichtlich der Wartung und Verwaltung von Modellbilddaten
schwierig.
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Außerdem
werden in der in den Patentdokumenten 1 und 2 offenbarten Technologie
die Bilder der Prüfungszielobjekte, wie etwa der Leiterplatten oder
dergleichen, erfasst, während sie einzeln auf einem Tisch
montiert sind. In dem Fall, dass es individuelle Schwankungen gibt,
die aus einem Herstellungsprozess resultieren, gibt es somit in
den jeweiligen Prüfungszielobjekten eine Wahrscheinlichkeit, dass
solche individuellen Schwankungen fälschlicherweise als
Fehler detektiert werden könnten, obwohl sie nicht wirklich
Fehler sind, sondern individuelle Schwankungen, die aus einem Herstellungsprozess
resultieren. Infolgedessen würde die Prüfungsgenauigkeit
verschlechtert werden.
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Wenn
darüber hinaus das Prüfungszielobjekt eine Höhe
(Dicke) in der Richtung einer optischen Achse der Bildaufnahmekamera
aufweist, das heißt, wenn es eine dreidimensionale Form
besitzt, kann es sein, dass eine genaue Erkennung eines Fehlers nicht
möglich ist, selbst wenn der Fehler auf dem Prüfungszielobjekt
vorhanden ist, da ein erfasstes Bild abhängig von dem Bildfokus
vage werden kann, was zu einem Versagen, den Fehler zu detektieren,
führt. In dieser Hinsicht ist im Patentdokument 3 eine
Vorrichtung offenbart, die in der Lage ist, einen Fehler oder einen
Fremdstoff zu detektieren, indem Bilder mit unter schiedlichen Höhenpositionen
auf einer Waferoberfläche mittels mehrerer optischer Systeme, die
unterschiedliche Fokuslagen aufweisen, erfasst werden.
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In
der im Patentdokument 3 beschriebenen Technologie wird jedoch ein
normales Produktbild im Voraus als ein Referenzbild in dem Fall
gespeichert, dass das Prüfungszielobjekt kein sich wiederholendes
Muster ist. Daher kann die Technologie von Patentdokument 3 nicht
auf eine Prüfung einer Einrichtung, wie etwa einer MEMS-Einrichtung
angewandt werden, für das die Beschaffung eines normalen
Produktbildes schwierig ist.
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Im
Hinblick auf das Vorstehende stellt die vorliegende Erfindung eine
Fehlerdetektionsvorrichtung bereit, die in der Lage ist, einen Fehler
einer MEMS-Einrichtung mit der dreidimensionalen Form mit hoher
Genauigkeit und Effizienz zu detektieren, ohne ein absolutes Modellbild
zu erfordern, und stellt auch ein Fehlerdetektionsverfahren, eine
Informationsverarbeitungsvorrichtung, ein Informationsverarbeitungsverfahren
und ein Programm zur Verwendung dafür bereit.
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Mittel zum Lösen
der Probleme
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Fehlerdetektionsvorrichtung
vorgesehen, umfassend: eine Bildgebungseinheit zum Erfassen von
Bildern einer Mikrostruktur, die auf jedem von mehreren Dies auf
einem Halbleiterwafer gebildet ist, an einer ersten Fokuslage und
einer zweiten Fokuslage, die sich von der ersten Fokuslage unterscheidet,
mit Bezug auf jeden Unterteilungsbereich, der erhalten wird, indem
jeder Die mehrfach unterteilt wird; eine Speichereinheit zum Speichern
darin der Bilder jedes Unterteilungsbereiches an der ersten und zweiten
Fokuslage zusammen mit Identifikationsinformation zum Identifizieren
einer Position jedes Unterteilungsbereiches innerhalb jedes Dies
als ein erstes und ein zweites Prüfungszielbild; eine Modellbilderzeugungseinheit
zum Erzeugen eines Mittelwertbildes als ein erstes und ein zweites
Modellbild für jede Identifikationsinformation, wobei das
Mittelwertbild erhalten wird, indem jeweils unter den ersten und
zweiten Prüfungszielbildern die ersten und zweiten Prüfungszielbilder
von jeweiligen Unterteilungsbereichen mit der entsprechenden Identifikationsinformation über
die Dies gemittelt werden; und eine Detektionseinheit zum Detektieren
des Vorhandenseins oder Fehlens eines Fehlers der Mikrostruktur,
indem das erste und zweite Modellbild jeweils mit den ersten bzw.
zweiten Prüfungszielbildern entsprechend der Identifikationsinformation
des ersten bzw. zweiten Modellbildes verglichen werden.
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Hier
bezieht sich die Mikrostruktur auf sogenannte MEMS (microelectromechanical
systems oder mikroelektromechanische Systeme). Die Bildgebungseinheit
ist beispielsweise eine Kamera, die mit einer Bildgebungseinrichtung,
wie etwa einem CCD-Sensor (Sensor mit Charge Coupled Device oder
einer ladungsgekoppelten Einrichtung), einem CMOS-Sensor (Complementary
Metal Oxide Semiconductor Sensor) oder dergleichen, versehen ist. Ferner
umfassen die Arten der Fehler beispielsweise einen Fremdstoff, eine
Fehlerstelle, einen Riss oder dergleichen. Darüber hinaus
gibt die zweite Fokuslage nicht notwendigerweise nur einen Brennpunkt
an, sondern es ist ein Konzept, das mehrere Fokuslagen umfasst,
die sich von der ersten Fokuslage unterscheiden.
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Mit
dieser Ausgestaltung ist es möglich, eine hochgenaue Sichtprüfung
der Mikrostruktur durchzuführen, obwohl es schwierig ist,
ein absolut normales Produktmodell (Probe) zur Erzeugung des Modellbil des
auf der Basis des Bildes jedes Unterteilungsbereiches in dem Ziel
der Prüfung zu erhalten.
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Indem
darüber hinaus jeweils das erste bzw. zweite Modellbild
für jede Fokuslage unter Verwendung des ersten und zweiten
Prüfungszielbildes erzeugt werden, die in unterschiedlichen
Fokuslagen erfasst werden, wird es möglich, alle existierenden Fehler
mit hoher Genauigkeit selbst in dem Fall zu detektieren, dass eine
dreidimensionale MEMS-Einrichtung mit einer Höhe in der
Richtung der optischen Achse der Bildgebungseinheit das Ziel der
Prüfung ist.
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In
der Fehlerdetektionsvorrichtung kann die Modellbilderzeugungseinheit
eine Einheit zum Berechnen eines Helligkeitsmittelwertes jedes Pixels, das
jedes Prüfungszielbild mit der entsprechenden Identifikationsinformation
bildet, umfassen.
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Indem
der Helligkeitsmittelwert für jedes Pixel jedes Prüfungszielbildes
berechnet wird, kann auf diese Weise eine Ungleichmäßigkeit
der jeweiligen Bilder effektiv kompensiert werden, so dass ein Modellbild
mit hoher Qualität erzeugt und die Detektionsgenauigkeit
verbessert werden kann.
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In
der Fehlerdetektionsvorrichtung kann die Bildgebungseinheit nacheinander
die Bilder der Mikrostrukturen auf jeweiligen Unterteilungsbereichen mit
der entsprechenden Identifikationsinformation über die
Dies erfassen.
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Indem
die Unterteilungsbereiche auf der gleichen Position der jeweiligen
Dies vorbestimmt werden und diese nacheinander erfasst werden, kann auf
diese Weise das Modellbild jedes Unterteilungsbereiches effizient
erzeugt werden, und die Prüfungseffizienz kann verbessert
werden.
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Nach
dem Erfassen der Bilder der Mikrostrukturen in all den Unterteilungsbereichen
auf einem Die kann ferner die Bildgebungseinheit die Bilder der
Mikrostrukturen in jeweiligen Unterteilungsbereichen auf einem anderen
Die benachbart zu dem einen Die erfassen.
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Indem
nacheinander das Bild jedes Unterteilungsbereiches an der gleichen
Position der jeweiligen Dies erfasst wird, kann auf diese Weise
das Modellbild jedes Unterteilungsbereiches effizient erzeugt werden,
und die Prüfungseffizienz kann verbessert werden.
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In
der Fehlerdetektionsvorrichtung können ein oder mehrere
zweite Fokuslagen entlang einer Bildaufnahmerichtung vorgesehen
sein, und die Vorrichtung kann ferner umfassen: eine Einheit zum Messen
einer Höhe der Mikrostruktur entlang der Bildaufnahmerichtung;
und eine Einheit zum Bestimmen der Zahl der zweiten Fokuslagen auf
der Basis der gemessenen Höhe.
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Da
die Zahl der zweiten Fokuslagen gemäß der Höhe
der Mikrostruktur bestimmt werden kann, können auf diese
Weise Bilder von unterschiedlichen Mikrostrukturen erfasst werden,
während die Zahl von Fokuslagen verändert wird,
und die Fehlerdetektion wird an jeder Fokuslage ausgeführt.
Es ist dementsprechend möglich, alle vorhandenen Fehler
richtig ungeachtet der Höhe der Mikrostruktur zu detektieren.
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In
der Fehlerdetektionsvorrichtung kann die Detektionseinheit eine
Einheit zum Extrahieren einer Differenz zwischen dem ersten Modellbild
und jedem ersten Prüfungszielbild entsprechend der Identifikationsin formation
des ersten Modellbildes und einer Differenz zwischen dem zweiten
Modellbild und jedem zweiten Prüfungszielbild entsprechend
der Identifikationsinformation des zweiten Modellbildes als ein
erstes bzw. ein zweites Differenzbild umfassen, und die Fehlerdetektionsvorrichtung
kann ferner eine Einheit zum Erzeugen und Ausgeben eines zusammengesetzten
Differenzbildes umfassen, indem das erste und zweite Differenzbild
als ein einziges Bild zusammengesetzt werden.
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Indem
Fehler auf der Basis der ersten und zweiten Prüfungszielbilder
detektiert werden, die an den mehreren Fokuslagen erfasst werden,
und das Detektionsergebnis als ein einziges zusammengesetztes Bild
ausgegeben wird, kann ein Benutzer auf diese Weise einen Fehler
an jeder Fokuslage mit bloßen Augen überprüfen,
sodass eine Nachbearbeitung nach der Fehlerdetektion übergangslos
fortschreiten kann.
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In
der Fehlerdetektionsvorrichtung sind die Mikrostrukturen Screening-Testträger,
umfassend: mehrere Kavitäten, die jeweils eine aus einem
Dünnfilm geformte Bodenfläche und darin eingebracht
ein Reagens und einen Antikörper, der mit dem Reagens eine
Kreuzreaktion zeigt, aufweisen; und mehrere Löcher, die
in der Bodenfläche jeder Kavität vorgesehen sind,
um das Reagens, das nicht mit dem Antikörper reagiert,
auszutragen.
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Hier
kann der Träger ein Protein-Chip sein. Dementsprechend
kann beispielsweise ein Riss oder eine Fehlerstelle des Dünnfilms
(der Membran) des Protein-Chips oder ein Fremdstoff, der an dem
Dünnfilm anhaftet, mit hoher Genauigkeit detektiert werden.
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In
diesem Fall kann vor dem jeweiligen Mitteln der ersten bzw. zweiten
Prüfungsbilder entsprechend der Identifikationsinformation
des ersten und zweiten Modellbildes die Modellbilderzeugungseinheit
jeweils Positionen der ersten und zweiten Prüfungszielbilder
auf der Basis einer Form jeder Kavität des Trägers
auf dem ersten und zweiten Prüfungszielbild ausrichten.
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Indem
die Form jeder Kavität des Trägers verwendet wird,
kann auf diese Weise eine überlappte Position der ersten
und zweiten Prüfungszielbilder genau ausgerichtet werden,
sodass Modellbilder mit höherer Qualität erzeugt
werden können. Ferner wird im spezielleren die Positionsausrichtung
ausgeführt, indem die relative Position jedes Bildes mittels
einer Bewegung jedes Bildes entlang X- und Y-Richtungen oder einer
Drehung desselben entlang einer θ-Richtung verändert
wird.
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Darüber
hinaus kann in diesem Fall der Träger eine obere Oberfläche
aufweisen, die von der Bodenfläche ein vorgegebenes Intervall
beabstandet ist, und die zweite Fokuslage kann eine dritte Fokuslage
und eine vierte Fokuslage, die sich von der dritten Fokuslage unterscheidet,
umfassen, und die Bildgebungseinheit kann die obere Oberfläche
des Trägers als die erste Fokuslage, die Bodenfläche
als die dritte Fokuslage, und eine vorgegebene Position zwischen
der oberen Oberfläche und der Bodenfläche als
die vierte Fokuslage festlegen.
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Selbst
in dem Fall, dass Fehler an unterschiedlichen Höhenpositionen
des Trägers vorhanden sind, können dementsprechend
Fehler an jeder Fokuslage detektiert werden, ohne irgendeinen von diesen
auszulassen, indem jedes Prüfungszielbild an der oberen
Oberfläche, der Bodenfläche und an einer vorgegebenen
Position dazwischen erfasst wird und das Modellbild für
jeden Brennpunkt erzeugt wird. Hier impliziert der vorgegebene Abstand
beispielsweise mehrere hundert Mikrometer (μm), und die
vorgegebene Position bezieht sich auf beispielsweise eine mittige Position
zwischen der oberen Oberfläche und der Bodenfläche.
Es kann hier auch möglich sein, dass es mehrere von den
vierten Fokuslagen gibt.
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In
der Fehlerdetektionsvorrichtung kann die Mikrostruktur eine Elektronenstrahl-Bestrahlungsplatte
sein, die ein Plattenelement, das mehrere Fensterlöcher
aufweist, um Elektronenstrahlen zu bestrahlen, und einen Dünnfilm,
der vorgesehen ist, um jedes Fensterloch zu bedecken, umfasst.
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Mit
dieser Ausgestaltung kann beispielsweise ein Riss oder eine Fehlerstelle
des Dünnfilms (der Membran) der Elektronenstrahl-Bestrahlungsplatte oder
ein Fremdstoff, der an den Dünnfilm anhaftet, mit hoher
Genauigkeit detektiert werden.
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In
diesem Fall kann vor dem jeweiligen Mitteln der ersten und zweiten
Prüfungsbilder entsprechend der Identifikationsinformation
des ersten und zweiten Modellbildes die Modellbilderzeugungseinheit
jeweils Positionen der ersten bzw. zweiten Prüfungszielbilder
auf der Basis einer Form jedes Fensterloches der Elektronenstrahl-Bestrahlungsplatte auf
dem ersten und zweiten Prüfungszielbild ausrichten.
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Auf
diese Weise kann, indem die Form jedes Fensterloches der Elektronenstrahl-Bestrahlungsplatte
verwendet wird, eine überlappte Position der jeweiligen
Prüfungszielbilder genau ausgerichtet werden, sodass ein
erstes und zweites Modellbild mit hoher Qualität erhalten
werden können.
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Ferner
kann in diesem Fall die Elektronenstrahl-Bestrahlungsplatte eine
obere Oberfläche auf einer Seite aufweisen, wo der Dünnfilm
gebildet ist, und eine Bodenfläche, die der oberen Oberfläche
zuge wandt ist, wobei ein vorgegebenes Intervall dazwischen aufrecht
erhalten ist, und die Bildgebungseinheit ein Bild der Elektronenstrahl-Bestrahlungsplatte erfasst,
indem die obere Oberfläche als die erste Fokuslage und
die Bodenfläche als die zweite Fokuslage festgelegt werden.
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Selbst
in dem Fall, dass Fehler an unterschiedlichen Höhenpositionen
der Elektronenstrahl-Bestrahlungsplatte vorhanden sind, können auf
diese Weise Fehler an jeder Fokuslage detektiert werden, ohne irgendeinen
von diesen auszulassen, indem jedes Prüfungszielbild an
der oberen Oberfläche und der Bodenfläche der
Elektronenstrahl-Bestrahlungsplatte erfasst wird und das Modellbild
für jeden Brennpunkt erzeugt wird. Hier impliziert der vorgegebene
Abstand beispielsweise einige hundert Mikrometer (μm)~einige
Millimeter (mm).
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fehlerdetektionsverfahren vorgesehen,
umfassend: Erfassen von Bildern einer Mikrostruktur, die auf jedem
von mehreren Dies auf einem Halbleiterwafer gebildet ist, an einer
ersten Fokuslage und einer zweiten Fokuslage, die sich von der ersten
Fokuslage unterscheidet, mit Bezug auf jeden Unterteilungsbereich,
der erhalten wird, indem jeder Die mehrfach unterteilt wird; Speichern
der Bilder jedes Unterteilungsbereiches an der ersten und zweiten
Fokuslage zusammen mit Identifikationsinformation zum Identifizieren
einer Position jedes Unterteilungsbereiches innerhalb jedes Dies
als ein erstes und ein zweites Prüfungszielbild; Erzeugen
eines Mittelwertbildes als ein erstes und ein zweites Modellbild
für jede Identifikationsinformation, wobei das Mittelwertbild
erhalten wird, indem jeweils unter den ersten und zweiten Prüfungszielbildern
die ersten und zweiten Prüfungszielbilder von jeweiligen
Unterteilungsbereichen mit der entsprechenden Identifikationsinformation über
die Dies gemittelt werden; und Detektieren des Vorhandenseins oder
Fehlens eines Fehlers der Mikro struktur, indem das erste und zweite
Modellbild mit den ersten bzw. zweiten Prüfungszielbildern
entsprechend der Identifikationsinformation des ersten bzw. zweiten
Modellbildes verglichen werden.
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Gemäß noch
einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Informationsverarbeitungsvorrichtung
vorgesehen, umfassend: eine Speichereinheit zum Speichern darin
von Bildern einer Mikrostruktur, die auf jedem von mehreren Dies
auf einem Halbleiterwafer gebildet ist, als ein erstes und ein zweites
Prüfungszielbild, wobei die Bilder an einer ersten Fokuslage
und einer zweiten Fokuslage, die sich von der ersten Fokuslage unterscheidet,
mit Bezug auf jeden Unterteilungsbereich erfasst werden, der erhalten
wird, indem jeder Die mehrfach unterteilt wird, zusammen mit Identifikationsinformation zum
Identifizieren einer Position jedes Unterteilungsbereiches innerhalb
jedes Dies; eine Modellbilderzeugungseinheit zum Erzeugen eines
Mittelwertbildes als ein erstes und ein zweites Modellbild für
jede Identifikationsinformation, wobei das Mittelwertbild erhalten
wird, indem jeweils unter den ersten und zweiten Prüfungszielbildern
die ersten und zweiten Prüfungszielbilder von jeweiligen
Unterteilungsbereichen mit der entsprechenden Identifikationsinformation über
die Dies gemittelt werden; und eine Detektionseinheit zum Detektieren
des Vorhandenseins oder Fehlens eines Fehlers der Mikrostruktur,
indem das erste und zweite Modellbild jeweils mit den ersten bzw.
zweiten Prüfungszielbildern entsprechend der Identifikationsinformation
des ersten bzw. zweiten Modellbildes verglichen werden.
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Hier
kann die Informationsverarbeitungsvorrichtung beispielsweise ein
Computer, wie etwa ein PC (Personal Computer), sein, oder sie kann
von einem sogenannten Notebook-Typ oder Desktop-Typ sein.
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Gemäß noch
einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Informationsverarbeitungsverfahren
vorgesehen, umfassend: Speichern von Bildern einer Mikrostruktur,
die auf jedem von mehreren Dies auf einem Halbleiterwafer gebildet
ist, als ein erstes und ein zweites Prüfungszielbild, wobei die
Bilder an einer ersten Fokuslage und einer zweiten Fokuslage, die
sich von der ersten Fokuslage unterscheidet, mit Bezug auf jeden
Unterteilungsbereich erfasst werden, der erhalten wird, indem jeder Die
mehrfach unterteilt wird, zusammen mit Identifikationsinformation
zum Identifizieren einer Position jedes Unterteilungsbereiches innerhalb
jedes Dies; Erzeugen eines Mittelwertbildes als ein erstes und ein
zweites Modellbild für jede Identifikationsinformation,
wobei das Mittelwertbild erhalten wird, indem jeweils unter den
ersten und zweiten Prüfungszielbildern die ersten und zweiten
Prüfungszielbilder von jeweiligen Unterteilungsbereichen
mit der entsprechenden Identifikationsinformation über
die Dies gemittelt werden; und Detektieren des Vorhandenseins oder
Fehlens eines Fehlers der Mikrostruktur, indem die ersten und zweiten
Modellbilder jeweils mit den ersten bzw. zweiten Prüfungszielbildern
entsprechend der Identifikationsinformation des ersten bzw. zweiten
Modellbildes verglichen werden.
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Gemäß noch
einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Programm
zum Ausführen in einer Informationsverarbeitungsvorrichtung
der Prozesse vorgesehen: Speichern von Bildern einer Mikrostruktur,
die auf jedem von mehreren Dies auf einem Halbleiterwafer gebildet
ist, als ein erstes und ein zweites Prüfungszielbild, wobei
die Bilder an einer ersten Fokuslage und einer zweiten Fokuslage, die
sich von der ersten Fokuslage unterscheidet, mit Bezug auf jeden
Unterteilungsbereich erfasst werden, der erhalten wird, indem jeder
Die mehrfach unterteilt wird, zusammen mit Identifikationsinformation zum
Identifizieren einer Position jedes Unterteilungsbereiches innerhalb
jedes Dies; Erzeugen eines Mittelwertbildes als ein erstes und ein
zweites Modellbild für jede Identifikationsinformation,
wobei das Mittelwertbild erhalten wird, indem jeweils unter den
ersten und zweiten Prüfungszielbildern die ersten und zweiten
Prüfungszielbilder von jeweiligen Unterteilungsbereichen
mit der entsprechenden Identifikationsinformation über
die Dies gemittelt werden; und Detektieren des Vorhandenseins oder
Fehlens eines Fehlers der Mikrostruktur, indem die ersten und zweiten Modellbilder
jeweils mit den ersten bzw. zweiten Prüfungszielbildern
entsprechend der Identifikationsinformation des ersten bzw. zweiten
Modellbildes verglichen werden.
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Wirkung der Erfindung
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung, wie sie oben beschrieben ist, kann eine
hochgenaue und effiziente Detektion eines Fehlers einer MEMS-Einrichtung
mit einer dreidimensionalen Form realisiert werden, ohne ein absolutes
Modellbild verwenden zu müssen.
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Beste Ausführungsart
der Erfindung
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Nachstehend
werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich
anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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1 ist
eine Konfigurationsansicht einer Fehlerdetektionsvorrichtung gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie es in 1 veranschaulicht
ist, umfasst die Fehlerdetektionsvorrichtung 100 einen
Wafertisch 2 zum Halten darauf beispielsweise eines Siliziumhalbleiterwafers 1 (nachstehend
der Einfachheit halber als ein Wafer 1 bezeichnet); eine
XYZ-Plattform 3 zum Bewegen des Wafertischs 2 entlang
X-, Y- und Z-Richtungen der Figur; eine CCD-Kamera 6 zum
Erfassen eines Bildes des Wafers 1 von oben; eine Lichtquelle 7 zum Beleuchten
des Wafers 1, während die CCD-Kamera 6 das
Bild erfasst; einen Bildverarbeitungs-PC (Personal Computer) 10 zum
Steuern des Betriebs jeder Komponente und zum Durchführen
einer Bildverarbeitung, die später beschrieben wird.
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Der
Wafer 1 wird auf dem Wafertisch 2 durch einen
nicht dargestellten Überführungsarm oder dergleichen überführt
und auf den Wafertisch 2 mittels beispielsweise einer Adsorptionseinheit,
wie etwa eine nicht dargestellte Vakuumpumpe oder dergleichen, angezogen
und darauf befestigt. Es kann gleichermaßen möglich
sein, den Wafer 1 nicht auf den Wafertisch 2 direkt
anzuziehen, sondern eine separate Schale (nicht gezeigt) vorzubereiten,
die in der Lage ist, den Wafer 1 darauf zu halten, und
die Schale stattdessen anzuziehen und zu halten, während der
Wafer 1 auf der Schale gehalten wird. Wie es später
beschrieben wird, kann es beispielsweise in dem Fall, dass Löcher
in dem Wafer 1 gebildet sind, schwierig sein, den Wafer 1 durch
Vakuum direkt anzuziehen. In einem solchen Fall wäre das
Absorptionsverfahren unter Verwendung der Schale effektiv. An dem
Wafer 1 ist ein Protein-Chip als eine MEMS-Einrichtung
ausgebildet. Die Fehlerdetektionsvorrichtung 100 ist eine
Vorrichtung zum Detektieren eines Fehlers, wie etwa eines Fremdstoffes oder
einer Fehlerstelle, auf dem Protein-Chip, der ein Prüfungszielobjekt
ist. Eine ausführliche Erläuterung des Protein-Chips
wird später angegeben.
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Die
CCD-Kamera 6 ist an einer vorbestimmten Position oberhalb
des Wafers 1 befestigt und ist mit einer Linse, einem Verschluss
(nicht gezeigt) oder dergleichen versehen. Auf der Basis eines Auslösesignals,
das von dem Bildverarbeitungs-PC 10 ausgegeben wird, erfasst
die CCD-Kamera 6 ein Bild des Protein-Chips, der an einem
vorbestimmten Abschnitt des Wafers gebildet ist, unter dem Licht,
das von der Lichtquelle 7 ausgesendet wird, während
das Bild durch die vorgesehene Linse ver größert
wird, und sendet das erfasste Bild an den Bildverarbeitungs-PC 10.
Darüber hinaus verändert die XYZ-Plattform 3 den
relativen Abstand zwischen der CCD-Kamera 6 und dem Wafer 1,
indem der Wafer 1 in vertikaler Richtung (Z-Richtung) bewegt
wird, wodurch eine Fokuslage verändert werden kann, wenn die
CCD-Kamera 6 das Bild des Wafers 1 aufnimmt. Es
kann darüber hinaus auch möglich sein, die Fokuslagen
zu verändern, indem die CCD-Kamera 6 entlang der
Z-Richtung bewegt wird, anstatt die XYZ-Plattform 3 zu
bewegen.
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Darüber
hinaus ist die Linse der CCD-Kamera 6 aus einer Zoomlinse
gebildet und sie kann Bilder des Protein-Chips in unterschiedlichen
Vergrößerungen durch Verändern einer
Brennweite erfassen. In der vorliegenden Ausführungsform
ist die Vergrößerung der CCD-Kamera 6 zwischen
zwei Niveaus veränderbar: etwa 7-fach (geringe Vergrößerung)
und etwa 18-fach (hohe Vergrößerung). In dem Fall
der geringen Vergrößerung beträgt die
Betrachtungsgröße z. B. etwa 680 × 510
(μm2); und im Fall der hohen Vergrößerung
beträgt die Betrachtungsgröße z. B. etwa
270 × 200 (μm2). Jedoch
sind die Vergrößerungen nicht auf diese Beispiele
beschränkt. Ferner kann anstelle der CCD-Kamera 6 eine
Kamera, die mit einem anderen Typ von Bildgebungseinrichtung, wie
etwa einem CMOS-Sensor, versehen ist, verwendet werden.
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Die
Lichtquelle 7 ist an einer vorbestimmten Position oberhalb
des Wafers 1 befestigt, und sie kann beispielsweise eine
Blitzlampe umfassen, die aus einer weißen LED mit hoher
Helligkeit oder einer Xenonlampe hergestellt ist, einen Blitzeinschaltschaltkreis
zum Steuern der Beleuchtung der Blitzlampe usw. Die Lichtquelle 7 beleuchtet
den vorbestimmten Abschnitt des Wafers 1, indem Licht mit
hoher Helligkeit während einer vorgegebenen Zeitdauer,
z. B. für etwa mehrere Mikrosekunden, auf der Basis eines
Blitzsignals, das von dem Bildverarbeitungs-PC 10 ausgegeben
wird, ausgesandt wird.
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Die
XYZ-Plattform 3 umfasst einen Motor 4 zum Bewegen
einer X-Plattform 11 und einer Y-Plattform 12 in
X-, Y- und Z-Richtungen entlang der Bewegungsachse 13;
und einen Codierer 5 zum Bestimmen der Bewegungsabstände
der X- und Y-Plattformen 11 und 12. Der Motor 4 kann
beispielsweise ein Wechselstromservomotor, ein Gleichstromservomotor,
ein Schrittmotor, ein Linearmotor oder dergleichen sein, und der
Codierer 5 kann beispielsweise einer von vielerlei Arten
von Motorcodierern, ein Linearmaßstab oder dergleichen
sein. Jedes Mal dann, wenn die X-Plattform 11 und die Y-Plattform 12 so weit
wie eine Abstandseinheit entlang der X-, Y- und Z-Richtungen bewegt
wird, erzeugt der Codierer 5 ein Codierersignal als Bewegungsinformation
(Koordinateninformation), die die Bewegungen angibt, und gibt das
erzeugte Codierersignal an den Bildverarbeitungs-PC 10 aus.
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Der
Bildverarbeitungs-PC 10 empfängt das Codierersignal,
das von dem Codierer 5 eingegeben wird, und gibt ein Blitzsignal
an die Lichtquelle 7 auf der Basis des empfangenen Codierersignals
aus, und gibt auch ein Auslösesignal an die CCD-Kamera 6 aus.
Ferner gibt der Bildverarbeitungs-PC 10 auf der Basis des
Codierersignals, das von dem Codierer 5 eingegeben wird,
auch ein Motorsteuersignal an den Motor 4 aus, um den Betrieb
des Motors 4 zu steuern.
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2 führt
ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung der Ausgestaltung des Bildverarbeitungs-PC 10 aus.
Wie es in 2 veranschaulicht ist, umfasst
der Bildverarbeitungs-PC 10 eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit) 21,
einen ROM (Nurlesespeicher) 22, einen RAM (Direktzugriffsspeicher) 23, eine
Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 24, eine HDD (Hard Disc Drive
oder Festplatte) 25, eine Anzeigeeinheit 26 und
eine Bedienungseingabeeinheit 27, und die jeweiligen Komponenten
sind miteinander über einen internen Bus 28 verbunden.
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Die
CPU 21 steuert den gesamten Betrieb jeder Komponente des
Bildverarbeitungs-PC 10 und führt verschiedene
Arbeitsgänge in der Bildverarbeitung durch, die später
beschrieben werden. Der ROM 22 ist ein nichtflüchtiger
Speicher zum Speichern von Programmen darin, die zum Ansteuern des
Bildverarbeitungs-PC 10 erforderlich sind, andere verschiedene
Daten oder Programme, die keine Aktualisierung erfordern, oder dergleichen.
Der RAM 23 ist ein flüchtiger Speicher, der als
Arbeitsbereich der CPU 21 verwendet wird, und er fungiert,
um verschiedene Daten oder Programme aus der HDD 25 oder
dem ROM 22 auszulesen und diese temporär darin
zu speichern.
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Die
Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 24 ist eine Schnittstelle
zum Verbinden der Bedienungseingabeeinheit 27, des Motors 4,
des Codierers 5, der Lichtquelle 7 und der CCD-Kamera 6 mit
dem internen Bus 28, um eine Eingabe eines Betriebseingabesignals
von der Bedienungseingabeeinheit 27 und einem Austausch
verschiedener Signale mit Bezug auf den Motor 4, den Codierer 5,
die Lichtquelle 7 und die CCD-Kamera 6 durchzuführen.
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Die
HDD 25 speichert in einer eingebetteten Festplatte ein
OS (Betriebssystem), verschiedene Programme zum Durchführen
eines Bildaufnahmeprozesses und einer Bildverarbeitung, die später
beschrieben wird, andere verschiedenen Anwendungen, Bilddaten, wie
etwa das Bild des Protein-Chips als das Prüfungszielbild,
das von der CCD-Kamera 6 erfasst wird, und eines Modellbildes
(das später beschrieben wird), das aus dem Prüfungszielbild
erzeugt wird, und verschiedene Daten zur Ver wendung als Referenz
in dem Bildaufnahmeprozess und der Bildverarbeitung usw.
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Die
Anzeigeeinheit 26 umfasst beispielsweise eine LCD (Flüssigkristallanzeige),
eine CRT (Kathodenstrahlröhre) oder dergleichen und zeigt
das von der CCD-Kamera 6 erfasste Bild oder verschiedene
Zustandsschirme für die Bildverarbeitung an. Die Bedienungseingabeeinheit 27 umfasst
beispielsweise eine Tastatur, eine Maus oder dergleichen und gibt
eine Bedienung von einem Benutzer in die Bildverarbeitung oder dergleichen,
die später beschrieben wird, ein.
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Nun
wird der Protein-Chip, der auf dem Wafer 1 gebildet ist,
erläutert. 3 ist eine Draufsicht des Wafers 1.
Wie es in der Figur veranschaulicht ist, sind beispielsweise 88
Halbleiter-Chips 30 (die nachstehend der Einfachheit halber
als Chips 30 oder Dies 30 bezeichnet sind) auf
dem Wafer 1 in einem Gittermuster gebildet. Hier ist anzumerken,
dass die Zahl der Dies 30 nicht auf 88 begrenzt ist.
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4 ist
eine Draufsicht, die einen der Dies 30 des Wafers 1 zeigt.
Wie es in 4 gezeigt ist, ist ein Protein-Chip 35,
der mehrere kreisförmige Kavitäten 50 auf
seiner gesamten Oberfläche aufweist, auf jedem Die 30 gebildet.
Jeder Die 30, d. h. jeder Protein-Chip 35, weist
eine annähernd quadratische Form auf, und die Länge
s einer Seite davon liegt in einem Bereich von beispielsweise etwa
einigen Millimetern (mm) bis einigen zehn Millimetern (mm). Jedoch
ist die Abmessung der Länge nicht auf dieses Beispiel beschränkt.
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5 zeigt
vergrößerte Ansichten von einer Kavität 50 des
Protein-Chips 35. 5(a) ist
eine Draufsicht der Kavität 50, und 5(b) ist eine Querschnittsansicht in Z-Richtung
der Kavität 50.
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Wie
es in 4 und 5 veranschaulicht ist, ist ein
Dünnfilm (eine Membran) 53, der mehrere Löcher 55 aufweist,
in einer Bodenfläche 52 jeder Kavität 50 des
Protein-Chips 35 gebildet. Die Löcher 55 sind
dicht über der gesamten kreisförmigen Bodenfläche 52 der
Kavität 50 in gleichen Formen gebildet. Der Durchmesser
d1 jeder Kavität 50 beträgt beispielsweise
hunderte Mikrometer (μm), und der Durchmesser d2 jedes
Lochs 55 beträgt beispielsweise mehrere Mikrometer
(μm). Ferner beträgt die Tiefe (Höhe
von der oberen Oberfläche 51 bis zur Bodenfläche 52)
h der Kavität 50 beispielsweise mehrere hundert
Mikrometer (μm). Hier ist anzumerken, dass diese Abmessungen
nicht auf die Beispiele begrenzt sind.
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Der
Protein-Chip 35 ist ein Siliziumträger zum Befestigen
eines Trägerstoffs, z. B. Latexfeinpartikel (Latexperlen)
auf der Bodenfläche 52 der Kavität 50 und
eines Screening-Proteins mit einer spezifischen Eigenschaft, dass
es mit den Latexperlen durch Antikörperkreuzreaktion absorbiert
wird, wenn ein Antikörper (Protein) in die Kavität 50 als
ein Reagens eingespritzt wird. Das Reagens (Protein), das nicht
mit den Latexperlen adsorbiert wird, wird durch die Löcher 55 an
der Bodenfläche 52 ausgetragen, so dass nur das
Protein, das die spezifische Eigenschaft hat, in der Kavität 50 verbleibt.
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Hier
wird ein Herstellungsverfahren des Protein-Chips 35 einfach
erläutert. Zunächst wird ein Dünnfilm 53,
wie etwa ein Siliziumoxidfilm oder dergleichen, auf einer Seite
des Wafers 1 durch ein CVD(Chemical Vapor Deposition)-Verfahren
gebildet. Anschließend wird die andere Seite des Wafers 1 mit
Fotoresist beschichtet und nach der Beseitigung unnötiger
Abschnitte durch eine Fotolithografietechnik wird ein Ätzen
unter Verwendung eines Resistmusters als eine Maske durchge führt,
wodurch die mehreren Kavitäten 50 auf dem Wafer 1 gebildet werden,
während der Dünnfilm 53 noch verbleibt.
Anschließend wird der Dünnfilm 53 jeder
Kavität 50 mit Fotoresist beschichtet, und Abschnitte
des Fotoresists, die den Löchern 55 entsprechen,
werden durch die Fotolithografietechnik entfernt und ein Ätzen
wird unter Verwendung eines Resistmusters als eine Maske durchgeführt.
Infolgedessen kann der Protein-Chip 35 mit den mehreren
Kavitäten 50, die jeweils den Dünnfilm 53 aufweisen,
der mit mehreren Löchern 55 versehen ist, wie
es in 5 veranschaulicht ist, erhalten werden.
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Nachstehend
wird der Betrieb der Fehlerdetektionsvorrichtung 100 gemäß der
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Detektieren
eines Fehlers des Protein-Chips 35 beschrieben. 6 liefert
ein schematisches Flussdiagramm, um den Betrieb der Fehlerdetektionsvorrichtung 100 zu
beschreiben, bis sie einen Fehler detektiert.
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Wie
es in 6 beschrieben ist, erfasst die CCD-Kamera 6 zunächst
ein Bild jedes Dies 30, auf dem der Protein-Chip 35 gebildet
ist, mit der geringen Vergrößerung (Schritt 101).
Näher ausgeführt ist jeder Die in z. B. 18 × 13
(eine Summe von 234) ersten Unterteilungsbereichen 71 unterteilt,
wie es in 7 veranschaulicht ist, und ein
Bild jedes Unterteilungsbereiches 71 wird durch die CCD-Kamera 6 unter dem
Licht der Lichtquelle 7 erhalten. Hier sind die Zahl und
das Querschnittsverhältnis der ersten Unterteilungsbereiche 71 nicht
auf die erwähnten Beispiele begrenzt. Jedem der ersten
Unterteilungsbereiche 71 wird im Voraus eine ID zum Identifizieren seiner
Lage zugewiesen, und die HDD 25 des Bildverarbeitungs-PC 10 speichert
jede ID darin. Auf der Basis dieser ID kann der Bildverarbeitungs-PC 10 die ersten
Unterteilungsbereiche 71, die sich an den gleichen Positionen
auf unterschiedlichen Dies 30 befinden, identifizieren.
Ferner ist jedem Die 30 auch eine ID zugewiesen, so dass
der Bildverarbeitungs-PC 10 bestimmen kann, zu welchem
der Dies 30 jeder erste Unterteilungsbereich 71 gehört.
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Zu
diesem Zeitpunkt gibt der Bildverarbeitungs-PC 10, wie
es oben beschrieben ist, ein Motorantriebssignal an den Motor 4 auf
der Basis eines Codierersignals von dem Codierer 5 aus,
wodurch die XYZ-Plattform 3 bewegt wird. Ferner erzeugt
der Bildverarbeitungs-PC 10 auch ein Auslösesignal
und ein Blitzsignal auf der Basis des Codierersignals und gibt das
erzeugte Auslösesignal und Blitzsignal an die CCD-Kamera 6 bzw.
die Lichtquelle 7 aus.
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Jedes
Mal dann, wenn die XYZ-Plattform 3 bewegt wird, emittiert
die Lichtquelle 7 Licht in Richtung des Protein-Chips 35 für
jeweils mehrere Mikro-(μ)-Sekunden auf der Basis des Blitzsignals,
und unter dem Licht erfasst die CCD-Kamera 6 nacheinander
Bilder der jeweiligen ersten Unterteilungsbereiche 71 des
Protein-Chips 35 auf dem Wafer 1 mit einer Geschwindigkeit
von z. B. etwa 50 Blätter/Sekunde auf der Basis des Auslösesignals.
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8 veranschaulicht
Bahnen von Bildaufnahmepositionen, wenn die CCD-Kamera 6 die
Bilder der jeweiligen ersten Unterteilungsbereiche 71 des
Protein-Chips 35 erfasst. In der vorliegenden Ausführungsform
können zwei Bildaufnahmestrecken in Betracht gezogen werden,
wie es in 8 veranschaulicht ist.
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Wie
es in 8(a) gezeigt ist, beginnt die CCD-Kamera 6 unter
den 88 Dies 30 des Wafers 1 ein Bild von z. B.
dem am weitesten links befindlichen Die 30 unter den Dies 30,
deren Y-Koordinatenwerte maximal sind, zu erfassen, und danach nacheinander
die Bilder aller 18 × 13 ersten Unterteilungsbereiche 71 des
am weitesten links befindlichen Dies 30, z. B. Zeile um
Zeile, zu erfassen, wobei die CCD-Kamera 6 zu dem nächsten
Die 30 fortschreitet und Bilder aller ersten Unterteilungsbereiche 71 darauf
wieder Zeile um Zeile erfasst.
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Das
heißt der Bildverarbeitungs-PC 10 gibt das Motorantriebssignal
an den Motor 4 aus, so dass die Bildaufnahmeposition für
jeden ersten Unterteilungsbereich 71 eines Dies 30 von
z. B. dem ersten Unterteilungsbereich 71, der zu der obersten
Zeile und der sich am weitesten links befindlichen Reihe gehört,
beginnt, und dann nach rechts entlang der X-Richtung bewegt wird,
und wenn sie das am weitesten rechts befindliche Ende erreicht,
wird die Bildaufnahmeposition entlang der Y-Richtung um eine Zeile
bewegt, und wird anschließend nach links entlang der X-Richtung
bewegt, und auch wenn sie das am weitesten links befindliche Ende
erreicht, wird die Bildaufnahmeposition wieder um eine Zeile entlang der
Y-Richtung bewegt, und wird dann nach rechts entlang der X-Richtung
auf der nächsten Zeile bewegt. Wenn die Bildaufnahme aller
ersten Unterteilungsbereiche 71 eines Dies 30 abgeschlossen
ist, indem die oben erwähnte Prozedur wiederholt wird, wird
die Bildaufnahmeposition zu dem benachbarten nächsten Die 30 bewegt,
und die gleichen Bewegungen werden wiederholt. Da zu diesem Zeitpunkt
die Position der CCD-Kamera 6 fest ist, wird tatsächlich die
XYZ-Plattform 3 entlang der entgegengesetzten Richtungen
zu jenen der in 8(a) gezeigten Bahn bewegt.
Die CCD-Kamera 6 erfasst nacheinander die Bilder jedes
ersten Unterteilungsbereiches 71 auf der Basis des Auslösesignals,
das von dem Bildverarbeitungs-PC 10 ausgegeben wird, während
derartige Bewegungen beibehalten werden.
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Ferner
kann, wie es in 8(b) veranschaulicht
ist, die Bildaufnahmeposition auch derart bewegt werden, dass die
CCD-Kamera 6 nacheinander die Bilder von ersten Unterteilungsbereichen 71 mit
der entsprechenden ID (die an den gleichen Positionen angeordnet
sind) auf den unterschiedlichen Dies 30 erfasst.
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Das
heißt der Bildverarbeitungs-PC 10 legt beispielsweise
die Bildaufnahmeposition der CCD-Kamera 6 derart fest,
dass sie von dem sich am weitesten links befindlichen Die 30 unter
den Dies 30, deren Y-Koordinatenwerte maximal sind, beginnt, und
treibt den Motor 4 derart an, dass die Bildaufnahmeposition
der CCD-Kamera 6 entlang X- und Y-Richtungen bewegt wird,
um zuzulassen, dass die CCD-Kamera 6 zuerst durch jeweilige
erste Unterteilungsbereiche 71 (erste Unterteilungsbereiche 71, die
mit schwarzen Kreisen markiert sind) mit der entsprechenden ID auf
den unterschiedlichen Dies 30 und mit minimalen X-Koordinatenwerten,
während sie die maximalen Y-Koordinatenwerte haben, durchgeht,
und dann durch jeweilige erste Unterteilungsbereiche 71 (erste
Unterteilungsbereiche 71, die mit weißen Kreisen
markiert sind) mit der entsprechenden ID und die am nächsten
bei den ersten Bildaufnahmepositionen entlang der X-Richtung gelegen sind,
hindurchgeht, und dann die Bewegungen wiederholt, um zuzulassen,
dass die CCD-Kamera 6 durch jeweilige erste Unterteilungsbereiche 71 hindurchgeht,
die an den gleichen Positionen auf den unterschiedlichen Dies 30 gelegen
sind. Unter Beibehaltung derartiger Bewegungen wiederholt die CCD-Kamera 6 den
Vorgang des aufeinander folgenden Erfassens der Bilder der mehreren
ersten Unterteilungsbereiche 71 mit der entsprechenden
ID für jeden Die 30 auf der Basis des Auslösesignals,
das von dem Bildverarbeitungs-PC 10 ausgegeben wird.
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Der
Bildverarbeitungs-PC 10 lässt zu, dass die CCD-Kamera 6 den
Bildaufnahmevorgang durchführt, indem eine der beiden Bildaufnahmestrecken ausgewählt
wird, die eine kürzere Bildaufnahmezeit zulässt.
In dem Fall, dass die in 8(a) gezeigte Bildaufnahmestrecke ausgewählt
wird, ist jedes Bildaufnahmeintervall zwischen den ersten Unterteilungsbereichen 71,
d. h. das Bewegungsintervall der XYZ-Plattform 3 gleich
wie jedes Intervall zwischen den ersten Unterteilungsbereichen 71,
wohingegen in dem Fall, dass die in 8(b) gezeigte
Bildaufnahmestrecke ausgewählt wird, ist das Bewegungsintervall
der XYZ-Plattform 3 gleich wie jedes Intervall zwischen
den Dies 30. Dementsprechend ist die CPU 21 des
Bildverarbeitungs-PCs 10 in der Lage, eine Antriebsgeschwindigkeit
des Motors 4 auf der Basis dieser Bewegungsintervalle und
der Bildaufnahmefrequenz der CCD-Kamera 6 zu berechnen.
Indem die gesamte Bildaufnahmestrecke, die in den 8(a) oder 8(b) gezeigt ist, welche durch das Layout
der in 3 gezeigten Dies 30 bestimmt ist, mit
dieser Antriebsgeschwindigkeit multipliziert wird, kann die Bildaufnahmezeit,
die es dauern würde, um die Bilder der ersten Unterteilungsbereiche 71 aller
Dies 30 zu erfassen, für jeden der Fälle
von 8 abgeschätzt werden. Indem die Bildaufnahmenzeiten
in beiden Fällen verglichen werden, bestimmt der Bildverarbeitungs-PC 10,
welche der in 8 gezeigten Bildaufnahmestrecken
eine kürzere Bildaufnahmezeit benötigen wird,
und wählt die Bildaufnahmestrecke aus, die eine kürzere
Bildaufnahmezeit erfordert.
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Die
Bilder der ersten Unterteilungsbereiche 71, die durch die
CCD-Kamera 6 erfasst werden, werden zu dem Bildverarbeitungs-PC 10 als
Prüfungszielbilder zusammen mit ihren IDs zum Identifizieren
der ersten Unterteilungsbereiche 71 übertragen
und in der HDD 25 oder dem RAM 23 über
die Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 24 des Bildverarbeitungs-PCs 10 gespeichert.
Obwohl ferner in der vorliegenden Ausführungsform die Größe
der Prüfungszielbilder, die von der CCD-Kamera 6 erfasst
werden, eine so genannte VGA-(Video Graphics Array)-Größe
(640×480 Pixel) ist, ist die vorliegende Erfindung nicht
auf diese Größe begrenzt.
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Da
in der vorliegenden Ausführungsform der XYZ-Tisch 3 entlang
der Z-Richtung bewegt wird, kann der Abstand zwischen dem Protein-Chip 35 des Wafers 1 und
der CCD-Kamera 6 durch die Bewegung der XYZ-Plattform 3 wie
oben beschrieben verändert werden, wodurch ermöglicht
wird, Bilder der Prüfungszielbilder in unterschiedlichen
Fokuslagen zu erfassen. 9 bietet die Darstellung eines
derartigen Betriebes.
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Wie
es in 9 gezeigt ist, wird die XYZ-Plattform 3 in
einer Richtung nach oben (Z1-Richtung von 9) und in
einer Richtung nach unten (Z2-Richtung von 9) auf der
Basis eines Fokussignals von dem Bildverarbeitungs-PC 10 bewegt,
wodurch der Abstand zwischen der CCD-Kamera 6 und dem Protein-Chip 35 in
beispielsweise drei Niveaus (Brennpunkte F1 bis F3) verändert
wird. Das heißt, wenn die XYZ-Plattform 3 entlang
der Z2-Richtung bewegt wird, fokussiert die CCD-Kamera 6 auf
die obere Oberfläche 51 des Protein-Chips 35 (Brennpunkt
F1), und wenn die XYZ-Plattform 3 von dort weiter entlang
der Z1-Richtung bewegt wird, fokussiert die CCD-Kamera 6 auf
eine annähernd mittige Position zwischen der oberen Oberfläche 51 und
der Bodenfläche 52 des Protein-Chips 35 (Brennpunkt
F2), und wenn die XYZ-Plattform 3 entlang der Z1-Richtung
bewegt wird, kann die CCD-Kamera 6 auf die Bodenfläche 52 des
Protein-Chips 35 (Brennpunkt F3) fokussieren. Ferner ist
die Zahl der variablen Brennpunkte nicht auf nur drei begrenzt.
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Wie
es oben beschrieben ist, erfasst die Fehlerdetektionsvorrichtung 100 gemäß der
vorliegenden Ausführungsform die Prüfungszielbilder
an mehreren unterschiedlichen Brennpunkten. Selbst in dem Fall,
dass das Prüfungszielobjekt eine dreidimensionale Form
mit einer Dicke (Tiefe oder Höhe) in der Z-Richtung aufweist,
wie im Fall des Protein-Chips 35 in der vorliegenden Ausführungsform,
ist es dementsprechend möglich, Bilder an jeweiligen Z-Richtungspositionen
zu erfassen und somit ein Versagen, den Fehler zu detektieren, zu
vermeiden. Die CCD-Kamera 6 klassifiziert die erfassten
Bilder an jeder Fokuslage über die Strecke der 8(a) oder 8(b) auf der
Basis ihrer Fokuslagen und überträgt sie dann
zu dem Bildverarbeitungs-PC 10. Der Bildverarbeitungs-PC 10 identifiziert
die Bilder als die Prüfungszielbilder für jede
Fokuslage und speichert sie daraufhin in der HDD 25 oder
dem RAM 28. Das heißt, wie es oben beschrieben
ist, in dem Fall, dass die Brennpunkte drei betragen, F1 bis F3,
führt die CCD-Kamera 6 den Bildaufnahmeprozess
für jede Fokuslage durch, indem Bewegungen entlang der
Bildaufnahmestrecke der 8(a) oder 8(b) dreimal wiederholt werden.
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Wieder
nach dem Flussdiagramm von 6 führt
die CPU 21 des Bildverarbeitungs-PC 10, während
der oben beschriebene Bildaufnahmeprozess von der CCD-Kamera 6 ausgeführt
wird, auch einen Filterungsprozess mittels eines Hochpassfilters
für jedes beschaffte Prüfungszielbild jedes Mal
dann durch, wenn das Prüfungszielbild von der CCD-Kamera 6 erhalten
wird (Schritt 102).
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Der
Protein-Chip 35 in der vorliegenden Ausführungsform
weist an seiner Bodenfläche 52 den Dünnfilm 53 auf.
In dem Fall, dass der Dünnfilm 53 gebogen ist,
kann beispielsweise eine Ungleichmäßigkeit der
Helligkeit aufgrund der Abflachung des Dünnfilms 53 resultieren.
Ferner kann die Ungleichmäßigkeit der Helligkeit
aufgrund von z. B. einer Abweichung einer optischen Achse der CCD-Kamera 6 oder
eines Unterschiedes des Grades der Gleichmäßigkeit
auf der Seite, wo das Licht von der Lichtquelle 7 auftrifft,
oder dergleichen, bewirkt werden. Eine derartige Helligkeitsvariabilität
kann als eine Differenz in einem Differenzextraktionsprozess, der
später beschrieben wird, extrahiert werden, was zu fehlerhafter
Fehlerdetektion führt.
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Ein
Abschnitt mit ungleichmäßiger Helligkeit ist ein
Abschnitt des Prüfungszielbildes, wo sich die Helligkeit
allmählich ändert. Das heißt, die ungleichmäßige
Helligkeitskomponente kann als eine niederfrequente Komponente bezeichnet
werden. In der vorliegenden Ausführungsform wird hier diese
Niederfrequenzkomponente von jedem Prüfungszielbild mittels
des Hochpassfilters entfernt.
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10 stellt
ein Flussdiagramm dar, um den Hochpassfilterungsprozess im Detail
zu beschreiben. Wie es in 10 gezeigt
ist, liest die CPU 21 des Bildverarbeitungs-PCs 10 ein
Duplikat des Prüfungszielbildes von der HDD 25 in
den RAM 23 aus (Schritt 61) und führt einen Gaußschen
Unschärfeprozess (blurring process) an dem Prüfungszielbild
durch (Schritt 62). Obwohl ein Sollwert für das Unscharfmachen
beispielsweise 15 bis 16 Radiuspixel beträgt, ist die vorliegende
Erfindung nicht darauf beschränkt.
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In
diesem Gaußschen Unschärfeprozess kann ein hoher
Unschärfeeffekt erhalten werden, da ein Pixel einer Hochfrequenzkomponente
(z. B. eines Kantenabschnitts) in dem ursprünglichen Prüfungszielbild
durch einen Beitrag von benachbarten Pixeln einer Niederfrequenzkomponente
unscharf gemacht wird. Hinsichtlich des Pixels einer Niederfrequenzkomponente
(z. B. der Abschnitt mit ungleichmäßiger Helligkeit)
in dem ursprünglichen Zielbild, sind indessen benachbarte
Pixel, die dazu beitragen, auch eine Niederfrequenzkomponente, so
dass der Unschärfeeffekt niedrig ist, und eine Änderung
von dem ursprünglichen Prüfungszielbild kann kaum
beobachtet werden. Dementsprechend ist ein Ausgangsbild (das nachstehend
als ein ”Gaußsches Unscharfbild” (Gaussian
blur image)) bezeichnet wird, das durch den Gaußschen Unschärfeprozess
erhalten wird, ein Bild, bei dem Niederfrequenzkomponenten verbleiben, nachdem
Hochfrequenzkomponenten in dem ursprünglichen Prüfungszielbild
geglättet worden sind.
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Anschließend
subtrahiert die CPU 21 das Gaußsche Unscharfbild
von dem ursprünglichen Prüfungszielbild (Schritt 63).
Durch Subtrahieren von den Hochfrequenzkomponenten des ursprünglichen Prüfungszielbildes
ihre entsprechenden Niederfrequenzkomponenten des Gaußschen
Unscharfbildes verbleiben nur die ursprünglichen Hochfrequenzkomponenten.
Durch Subtrahieren von den Niederfrequenzkomponenten des ursprünglichen
Prüfungszielbildes ihre entsprechenden Niederfrequenzkomponenten
des Gaußschen Unscharfbildes werden ferner die ursprünglichen
Niederfrequenzkomponenten entfernt. Das heißt, das durch
den Subtraktionsprozess erhaltene Bild ist ein Bild, bei dem nur
die Hochfrequenzkomponenten zurückbleiben, nachdem die
Niederfrequenzkomponenten aus dem ursprünglichen Prüfungszielbild
entfernt worden sind. Die CPU 21 aktualisiert das ursprüngliche
Prüfungszielbild mit dem Bild, das nach dem Subtraktionsprozess
beschafft wird und speichert es in der HDD 25 (Schritt
64).
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Mit
Rückbezug auf 6 bestimmt die CPU 21,
ob ein Bildaufnahmeprozess jedes Prüfungszielbildes für
jeden ersten Unterteilungsbereich 71 durchgeführt
werden soll, und ob der Filterungsprozess mit dem Hochpassfilter
für jedes Prüfungszielbild durchgeführt
werden soll (Schritte 103 und 104). Wenn bestimmt wird, dass der
Bildaufnahmeprozess aller Prüfungszielbilder und der Filterungsprozess dafür
durchgeführt sind (Ja), wird ein Prozess zum Erzeugen eines
Modellbildes für jeden Unterteilungsbereich durchgeführt,
indem die Prüfungszielbilder nach dem Filterungsprozess
verwendet werden (Schritt 105). Obwohl der Bildaufnahmeprozess des Prüfungszielbildes
und der Hochpassfilterungsprozess in der vorliegenden Ausführungsform
auf eine parallele Weise durch geführt werden, kann es ferner auch
möglich sein, den Hochpassfilterungsprozess nach Abschluss
des Bildaufnahmeprozesses des Prüfungsziels für
alle erste Unterteilungsbereiche 71 durchzuführen
(d. h. möglicherweise kann ein Prozess von Schritt 102
und Schritt 103 in der Abfolge umgekehrt werden).
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Hier
wird der Prozess zum Erzeugen des Modellbildes ausführlich
erläutert. 11 stellt ein Flussdiagramm
bereit, um eine Prozessfolge zu beschreiben, bis der Bildverarbeitungs-PC 10 das
Modellbild erzeugt, und 12 veranschaulicht
schematisch die Art und Weise, auf die der Bildverarbeitungs-PC 10 das
Modellbild erzeugt.
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Wie
es in 11 gezeigt ist, liest die CPU 21 des
Bildverarbeitungs-PC 10 Prüfungszielbilder, die die
entsprechende ID aufweisen, über die Dies 30 unter
den Prüfungszielbildern nach dem Hochpassfilterungsprozess
von der HDD 25 in den RAM 23 aus (Schritt 41)
und führt eine Positionsausrichtung jedes ausgelesenen
Prüfungszielbildes durch (Schritt 42). Unter den Prüfungszielbildern
der ersten Unterteilungsbereiche 71, die an der gleichen
Position auf den unterschiedlichen Dies 30 vorhanden sind,
erkennt die CPU 21 genauer beispielsweise die Formen von
Kantenabschnitten an den Kavitäten 50 der Protein-Chips 35 und
führt die Positionsausrichtung aus, indem Verschiebungen
in den X- und Y-Richtungen und Rotationen in der θ-Richtung
gesteuert werden, um zuzulassen, dass diese Formen zwischen den
jeweiligen Prüfungszielbildern überlappt werden.
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Wie
es in 12 veranschaulicht ist, liest
die CPU 21 beispielsweise Prüfungszielbilder 40a bis 40f mit
der entsprechenden ID, die für erste Unterteilungsbereiche 71a erfasst
werden, welche an der gleichen Position auf den unterschiedlichen
Dies 30 vorhanden sind, aus. Da in der vorliegenden Ausführungsform
die Zahl der Dies 30 88 beträgt, wird die Gesamtzahl
der Prüfungszielbilder 40 mit der entsprechenden
ID ebenfalls 88. Die CPU 21 überlappt alle 88
Prüfungszielbilder 40 miteinander und richtet ihre
Positionen auf der Basis der Formen der Kavitäten 50 oder
dergleichen aus. Indem die Positionsausrichtung auf der Basis der
Formen der Kavitäten 50 oder dergleichen durchgeführt
wird, kann, wie beschrieben, eine leichte und exakte Positionsausrichtung
realisiert werden.
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Anschließend
berechnet die CPU 21 in dem Zustand, dass die oben beschriebene
Positionsausrichtung durchführbar ist, einen mittleren
Pixelhelligkeitswert für jedes Pixel an der gleichen Position
unter den jeweiligen Prüfungszielbildern 40 (Schritt
43). Nach dem Abschluss der Berechnung der Helligkeitsmittelwerte
aller Pixel in jedem Prüfungszielbild 40 des ersten
Unterteilungsbereiches 71a (Ja in Schritt 44) auf der Basis
des Berechnungsergebnisses, erzeugt die CPU 21 ein Bild,
das aus Pixeln hergestellt ist, die diese Helligkeitsmittelwerte
aufweisen, als ein Modellbild 45 und speichert es in der HDD 25 (Schritt
45).
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Indem
dieser Prozess wiederholt wird, bestimmt die CPU 21, ob
das Modellbild 45 für jeden der entsprechenden
ersten Unterteilungsbereiche 71 zwischen den Dies 30 erzeugt
wird (Schritt 46), und wenn bestimmt wird, dass alle Modellbilder 45 erzeugt
sind (Ja), wird der Prozess beendet.
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Durch
den oben beschriebenen Prozess ist es möglich, die Modellbilder 45 auf
der Basis der tatsächlichen Prüfungszielbilder 40 selbst
bei der Prüfung der MEMS-Einrichtungen zu erzeugen, für
die die Beschaffung einer absoluten normalen Produktprobe unmöglich
ist. Es besteht eine Wahrscheinlichkeit, dass ein Fehler, wie etwa
ein Fremdstoff, eine Fehlerstelle, ein Riss eines Dünnfilms
und der gleichen, auf jedem Prüfungszielbild 40 vorhanden
sein kann. Indem jedoch jeder Die 30 in eine Mehrzahl von
(in der vorliegenden Ausführungsform 234) ersten Unterteilungsbereichen 71 unterteilt
wird und die Helligkeitsmittelwerte über die Vielzahl von
(in der vorliegenden Ausführungsform 88) Dies 30 berechnet
wird, kann der Fehler jedes Prüfungszielbildes 40 kompensiert
werden, und es wird möglich, die im Wesentlichen idealen
Modellbilder 45 zu erzeugen. Somit wird eine hochgenaue
Fehlerdetektion ermöglicht.
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Da,
wie es oben beschrieben ist, jedes Prüfungszielbild 40 an
einem einzigen ersten Unterteilungsbereich 71 für
jeden der Brennpunkte F1 bis F3 vorhanden ist, wird das Modellbild 45 auch
für jeden Brennpunkt erzeugt. Da in der vorliegenden Ausführungsform
die Zahl der ersten Unterteilungsbereiche 71 234 auf jedem
Die 30 beträgt, werden dementsprechend 234 × 3
(eine Summe von 702) Blätter von Modellbildern erzeugt.
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Mit
Rückbezug auf das Flussdiagramm von 6 führt
die CPU 21 nach Abschluss der Erzeugung der Modellbilder 45 einen
Prozess zum Extrahieren einer Differenz zwischen den Modellbildern 45 und
jedem Prüfungszielbild 40 nach dem Hochpassfilterungsprozess
für jeden ersten Unterteilungsbereich 71 durch
(Schritt 106).
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Um
es näher auszuführen, die CPU 21 führt wie
in dem Fall des oben angeführten Positionsausrichtungsprozesses
für die Erzeugung der Modellbilder 45 eine Positionsausrichtung
entlang der X-, Y- und θ-Richtungen auf der Basis der Formen
der auf den Modellbildern 45 und jedem Prüfungszielbild 40 vorhandenen
Kavitäten 50 und einen Binärisierungsprozess
durch, indem die Differenz zwischen den beiden Bildern durch einen
Subtraktionsprozess extrahiert wird, und gibt anschließend
das Ergebnis als ein Differenzbild aus.
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Daraufhin
führt die CPU 21 eine Filterung durch eine so
genannte Blob-Extraktion (Objektpixelgruppen-Extraktion) für
dieses Differenzbild durch (Schritt 107). Hier impliziert ein Blob
eine Gruppe von Pixeln mit einem vorgegebenen (oder vorgegebenen Bereich
von einem) Grauskalenwert auf dem Differenzbild. Aus dem Differenzbild
extrahiert die CPU 21 nur einen Blob, der größer
als ein bestimmter Bereich (z. B. 3 Pixel) unter Blobs ist.
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13 zeigt
Differenzbilder vor und nach dem Blob-Extraktionsprozess. 13(a) veranschaulicht ein Differenzbild 60 vor
der Blob-Extraktion, und 13(b) veranschaulicht
ein Differenzbild nach der Blob-Extraktion (nachstehend als ein ”Blob-Extraktionsbild 65” bezeichnet).
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In 13(a) geben auffällige weiße
Abschnitte Differenzen zwischen dem Modellbild 45 und dem
Prüfungszielbild 40 an. In diesem Differenzbild 60 wird
ein Prozess zum Verstärken eines Helligkeitswertes z. B.
um etwa das 40-fache des Helligkeitswerts des ursprünglichen
Differenzbildes durchgeführt, um die Differenzen zu betonen.
Wie es in 13(a) gezeigt ist, weist
das Differenzbild 60 abgesehen von dem Fehler, wie etwa
dem Fremdstoff, den Fehlerstellen und dergleichen, vor der Blob-Extraktion
auch ein mikroskopisches Rauschen 84, das als Abschnitte
zu beobachten ist, die durch weiße gestrichelte Linien
umgeben sind, wegen verschiedener Gründe, wie etwa Verunreinigung
der Linse 14 der CCD-Kamera 6, des Grades der
Gleichmäßigkeit der Beleuchtung der Lichtquelle 7 usw.
auf. Da das Vorhandensein des Rauschens 84 zu einer falschen
Detektion von Fehlern führt, muss dieses Rauschen 84 beseitigt
werden.
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Das
Rauschen 84 weist eine kleinere Fläche als die
Fläche von Fehlern, wie etwa Fremdstoffe oder Fehlerstellen,
auf. Wie es in 13(b) veranschaulicht
ist, kann hier das Rauschen 84 beseitigt werden, indem
ein Filterungsprozess zum Extrahieren nur eines Blob, der größer
als eine vorgegebene Fläche ist, mittels des Entfernens
eines Blob, der kleiner als die vorgegebene Fläche ist,
durchgeführt wird. Durch diesen Blob-Extraktionsprozess
können lediglich die Risse 81 des Dünnfilms
der Kavität 50 des Protein-Chips 35 oder
Fremdstoffe 82, wie etwa Staub, der an dem Protein-Chip 35 anhaftet,
aus dem Blob-Extraktionsbild 65 extrahiert werden. Zu diesem Zeitpunkt
erkennt die CPU 21 diese gerade als Fehlerkandidaten, ohne
die Arten der Fehler, wie etwa die Fremdstoffe, Risse, Fehlerstellen
und dergleichen, zu bestimmen.
-
Anschließend,
mit Rückbezug auf das Flussdiagramm von 6,
wenn ein Fehlerkandidat durch den Blob-Extraktionsprozess detektiert
wird (Ja in Schritt 108), bestimmt die CPU 21, ob es notwendig ist,
ein Bild mit höherer Vergrößerung des
Protein-Chips 35 zu erfassen, aus welchem der Fehlerkandidat
detektiert wird (Schritt 109). Das heißt, die CPU 21 bestimmt,
ob eine Bedienungseingabe durch einen Benutzer zum Anweisen einer
Aufnahme eines detaillierteren Bildes mit höherer Vergrößerung
des ersten Unterteilungsbereiches 71, zu dem das Prüfungszielbild 40 gehört,
das den Fehlerkandidaten enthält, erfolgt ist. Wenn bestimmt
wird, dass die Aufnahme eines Bildes mit höherer Vergrößerung
notwendig ist (Ja), erfasst die CCD-Kamera 6 ein Bild mit
hoher Vergrößerung von jedem der zweiten Unterteilungsbereiche 72 in
dem ersten Unterteilungsbereich 71, aus welchem der Fehlerkandidat
detektiert wird, und den anderen ersten Unterteilungsbereichen 71 mit
der ID entsprechend jener dieses ersten Unterteilungsbereiches 71 auf
den unterschiedlichen Dies 30, wobei die zweiten Unterteilungsbereiche
erhalten werden, indem jeder erste Unterteilungsbereich in eine
kleinere Einheit unterteilt wird (Schritt 113).
-
In
einem Fehlerklassifikationsprozess, der später beschrieben
wird, kann es sein, obwohl eine Bestimmung des Fehlers und eine
Klassifikation davon auf der Basis der Fläche des extrahierten
Blob ausgeführt wird, es beispielsweise unmöglich
ist, die Blob-Fläche in dem Fall genau zu berechnen, dass das
Blob-Extraktionsbild 65 auf der Basis des Prüfungszielbildes
erzeugt wird, das mit einer geringen Vergrößerung
erfasst wird. Darüber hinaus kann mit dem Bild mit geringer
Vergrößerung angenommen werden, dass eine genaue
Form des Fehlers nicht erkannt werden kann und somit eine exakte
Klassifikation des Fehlers nicht erreicht werden kann. In der vorliegenden
Ausführungsform werden jedoch durch Erfassen des Bildes
mit höherer Vergrößerung des Protein-Chips 35 eine
Bestimmung des Fehlers und dessen Klassifikation, die später
beschrieben wird, ermöglicht, so dass diese genau ausgeführt
werden kann.
-
14 veranschaulicht
schematisch die Bildaufnahme mit hoher Vergrößerung
jedes zweiten Unterteilungsbereiches 72 in dem ersten Unterteilungsbereich 71,
aus welchem der Fehlerkandidat detektiert wird. Wie es aus 14 zu
ersehen ist, wird in dem Fall, dass der Fehlerkandidat aus dem Prüfungszielbild
detektiert wird, das einen ersten Unterteilungsbereich 71a auf
einem bestimmten Die 30 erfasst, dieser erste Unterteilungsbereich 71a weiter in
3 × 3 (insgesamt 9) zweite Unterteilungsbereiche 72 unterteilt.
Ferner werden auf den anderen Dies 30 die ersten Unterteilungsbereiche 71 mit
den ID entsprechend jener des ersten Unterteilungsbereiches 71a ebenfalls
weiter in zweite Unterteilungsbereiche 72 unterteilt. Wie
jeder erste Unterteilungsbereich 71 wird jedem zweiten
Unterteilungsbereich 72 eine ID zum Identifizieren seiner
Position auf jedem Die 30 zugeordnet.
-
Die
CCD-Kamera 6 erfasst ein Bild jedes zweiten Unterteilungsbereiches 72 in
der gleichen Größe (VGA-Größe)
wie der erste Unterteilungsbereich 71. Das heißt
die CCD-Kamera 6 erfasst das Bild des zweiten Unterteilungsbereiches 72,
indem er dreimal größer als der des ersten Unterteilungsbereiches 71 vergrößert
wird. Jedes erfasste Bild wird in z. B. der HDD 25 des
Bildverarbeitungs-PC 10 als ein Prüfungszielbild
zusammen mit der ID jedes zweiten Unterteilungsbereiches gespeichert.
-
Außerdem
wird hinsichtlich einer Bildaufnahmestrecke für jeden zweiten
Unterteilungsbereich 72 jedes Dies 30 eine kürzere
Strecke unter jenen, die in 8 gezeigt
sind, ausgewählt, wie in dem Fall der Bildaufnahme des
ersten Unterteilungsbereiches 71. Das heißt die
CPU 21 bestimmt, welche Strecke kürzer ist unter
einer Strecke, durch die die Bildaufnahme zunächst für
alle zweiten Unterteilungsbereiche 72 des ersten Unterteilungsbereiches 71 eines
Dies 30 ausgeführt wird und dann für
jeden zweiten Unterteilungsbereich 72 der ersten Unterteilungsbereiche 71 entsprechend
jenen der unterschiedlichen Dies 30 ausgeführt
wird, und einer Strecke, durch die die Bildaufnahme in der Abfolge
der zweiten Unterteilungsbereiche 72 mit der entsprechenden
ID unter den entsprechenden ersten Unterteilungsbereichen 71 über die
Dies 30 ausgeführt wird, und führt dann
den Bildaufnahmeprozess durch die kürzere der beiden Strecken
durch.
-
Wenn
die Bildaufnahme für den ersten Unterteilungsbereich 71,
bei dem befunden wird, dass er den Fehlerkandidaten aufweist, und
die zweiten Unterteilungsbereiche 72 des ersten Unterteilungsbereiches,
die diesem entsprechen, abgeschlossen ist (Schritt 113), führt
die CPU 21 einen Filterungsprozess mit dem Hochpassfilter
(Schritt 114) und einen Modellbilderzeugungsprozess (Schritt 117)
an jedem Prüfungszielbild durch, wie bei den Prozessen
der Schritte 102 bis 107 und führt einen Differenzextraktionsprozess
zwischen einem Modellbild und jedem Prüfungszielbild, das
an jedem zweiten Unterteilungsbereich 72 des ersten Unterteilungsbereiches 71,
von welchem der Fehlerkandidat detektiert wird, erfasst wird, aus
(Schritt 118). Die CPU führt dann einen Filterungsprozess
durch Blob-Extraktion durch (Schritt 119).
-
Da
ferner das Prüfungszielbild jedes zweiten Unterteilungsbereiches 72 mit
einer höheren Auflösung als die des Prüfungszielbildes
des ersten Unterteilungsbereiches 71 erfasst wird, wird
ein Schwellenwert (Pixel) einer Blob-Fläche, die von dem Blob-Extraktionsprozess
in Schritt 118 extrahiert wird, derart festgelegt, dass er größer
ist als ein Schwellenwert der Blob-Fläche, die von dem Blob-Extraktionsprozess
für jeden ersten Unterteilungsbereich 71 in Schritt
107 extrahiert wird. Es ist jedoch anzumerken, dass es auf dem Protein-Chip 35 keinen
Unterschied in der tatsächlichen Blob-Fläche (μm),
die aus dem Schwellenwert (Pixel) umgewandelt wird, gibt.
-
15 veranschaulicht
Blob-Extraktionsbilder 65, die aus jedem Prüfungszielbild
des ersten Unterteilungsbereiches 71 und des zweiten Unterteilungsbereiches 72 extrahiert
werden. 15(a) zeigt ein Blob-Extraktionsbild 65a,
das aus dem ersten Unterteilungsbereich 71 extrahiert wird,
und 15(b) zeigt ein Blob-Extraktionsbild 65b,
das aus dem zweiten Unterteilungsbereich 72 extrahiert
wird.
-
Wie
es aus 15 zu sehen ist, wird in dem Blob-Extraktionsbild 65a des
ersten Unterteilungsbereiches 71a, das in Schritt 107 erhalten
wird, ein Bereich, der als eine Fremdsubstanz 82 betrachtet
wird, misstrauisch an einem linken unteren Abschnitt beobachtet.
Da seine Fläche jedoch klein ist, ist es schwierig, einen
exakten Wert der Fläche zu berechnen. Deshalb kann, wie
es in 15(b) gezeigt ist, durch Unterteilen
des ersten Unterteilungsbereiches 71 in 9 zweite Unterteilungsbereiche 72 und
anschließendes Erfassen der Bilder mit hoher Vergrößerung der
zweiten Unterteilungsbereiche 72, in welchen der Fremdstoff 82 beobachtet
wird, dieser Fremdstoff 82 mit der hohen Auflösung
angezeigt werden, so dass eine genaue Berechnung seiner Flächen
ermöglicht wird.
-
In
dem Fall, dass der Fehlerkandidat in Schritt 108 extrahiert wird,
kann es ferner auch möglich sein, die Bildaufnahme mit
hoher Vergrößerung automatisch durchzuführen,
ohne den Prozess der Bestimmung der Notwendigkeit für eine
Bildaufnahme mit hoher Vergrößerung den Schritt
109 auszuführen. Wenn das Leistungsvermögen des
Bildverarbeitungs-PC 10, des Motors 4 und des
Codierers 5 ausgezeichnet ist und die Verarbeitungszeit
innerhalb eines zulässigen Bereiches liegt, kann es außerdem
möglich sein, das Modellbild 45 für alle
zweiten Unterteilungsbereiche 72 zu erzeugen, indem Bilder der
zweiten Unterteilungsbereiche 72 aller ersten Unterteilungsbereiche 71 auf
jedem Die 30 sowie des ersten Unterteilungsbereiches 71,
aus welchem der Fehlerkandidat extrahiert wird, zu erfassen. In
einem solchen Fall wäre es erwünscht, dass die
CPU 21 den Bildaufnahmeprozess, den Hochpassfilterungsprozess
und den Modellbilderzeugungsprozess für jeden zweiten Unterteilungsbereich 72 sofort
nach dem Abschluss des Blob-Extraktionsprozesses für den
ersten Unterteilungsbereich 71 ohne Bestimmung der Notwendigkeit
der Bildaufnahme mit hoher Vergrößerung den Schritt
109 durchzuführen, und den Blob-Extraktionsprozess für
jeden zweiten Unterteilungsbereich 72 des ersten Unterteilungsbereiches 71,
von welchem bestimmt wird, dass er den detektierten Fehlerkandidaten
enthält, durchführt.
-
Mit
Rückbezug auf das Flussdiagramm von 6 führt
die CPU 21 eine Klassifikation des Fehlerkandidaten durch,
der in dem Blob- Extraktionsbild 65 gezeigt ist, wenn in
Schritt 109 bestimmt wird, dass die Bildaufnahme mit hoher Vergrößerung
nicht notwendig ist (Nein), oder wenn der Blob-Extraktionsprozess
von den zweiten Unterteilungsbereichen 72 in den Schritten
113 bis 119 abgeschlossen ist (Schritt 110).
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Das
heißt für jeden Blob, der in dem Blob-Extraktionsbild 65 weiß markiert
ist, bestimmt die CPU 21, ob jeder Blob ein Fehler ist
oder nicht, auf der Basis von Merkmalspunkten, wie etwa seiner Fläche, Umfangslänge,
Nichtkreisförmigkeit, eines Längenverhältnisses
und dergleichen, und klassifiziert die Art des Fehlers, indem bestimmt
wird, ob der Fehler ein Fremdstoff, eine Fehlerstelle, ein Riss
oder dergleichen ist.
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Spezieller
sammelt der Bildverarbeitungs-PC 10 Abtastbilder von jeder
Art von Fehlern, wie etwa Fremdstoff, Fehlerstellen, Risse und dergleichen,
und speichert Merkmalspunktdaten in der HDD 25 oder dergleichen
als eine Merkmalspunkt-Datenbank, und vergleicht Merkmalspunkte, die
aus jedem Blob des Blob-Extraktionsbildes 65 des Prüfungsziels
detektiert werden, mit den gespeicherten Merkmalspunktdaten.
-
Beispielsweise
liegt eine Seite des Fremdstoffs in der vorliegenden Ausführungsform
in einem Bereich von etwa einigen Mikrometern bis zu einigen zehn
Mikrometern und die Länge der Fehlerstellen in einem Bereich
von etwa einigen Mikrometern bis hunderten Mikrometern. Wenn darüber
hinaus der Fremdstoff mit der Fehlerstelle verglichen wird, weist die
Fehlerstelle ein Längenverhältnis mit einer sehr lang
gestreckten Breite oder Länge auf, und ihre Umfangslänge
ist ebenfalls verlängert. Obwohl ein Riss des Dünnfilms
an dem Kantenabschnitt jeder Kavität 50 in einer
gekrümmten Form erzeugt wird, wird ferner die Nichtkreisförmigkeit
der Kavität 50 im Vergleich mit einem normalen
Fall erhöht. Der Bildverarbeitungs-PC 10 speichert
diese Daten als die Merkmalspunktdaten und führt die Klassifikation
des Fehlers durch den Vergleich der jeweiligen Merkmalspunkte des
detektierten Blob mit den gespeicherten Daten aus.
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Ferner
weist der Protein-Chip 35 in der vorliegenden Ausführungsform,
wie es oben beschrieben ist, Löcher von z. B. einigen Mikrometern
in dem Dünnfilm 53 an der Bodenfläche
der Kavität 50 auf, und die Löcher 55 dienen
dazu, das Reagens auszutragen. Selbst wenn ein Fremdstoff im Inneren
der Kavität 50 anhaftet, wird dementsprechend
der Fremdstoff durch die Löcher 55 zusammen mit
dem Reagens in dem Fall ausgetragen, dass der Fremdstoff einen kleineren
Durchmesser als der der Löcher 55 von mehreren
Mikrometern aufweist, wodurch kein Problem bei einem Screening unter
Verwendung des Protein-Chips 35 hervorgerufen wird. Somit
wird der Durchmesser der Löcher 55 als ein Schwellenwert
für die Fremdstoffe festgelegt, und ein Fremdstoff mit
einem kleineren Durchmesser als dieser, wird nicht als ein Fehler
erachtet. Da indessen bei einer Fehlerstelle oder einem Riss das
Reagens daraus ausläuft, kann kein normales Screening durchgeführt
werden. Aus diesem Grund wird die Fehlerstelle oder der Riss immer
als ein Fehler betrachtet.
-
Wie
es oben angeführt wurde, führt die CPU 21 in
dem Fall, dass die Merkmalspunkte des Blob-Extraktionsbildes 65,
die aus dem ersten Unterteilungsbereich 71 extrahiert werden,
nicht genau gemessen werden können, die Messung der Merkmalspunkte
durch, indem das Blob-Extraktionsbild 65 verwendet wird,
das aus dem zweiten Unterteilungsbereich 72 erhalten wird,
dessen Bilder mit der höheren Vergrößerung
erfasst werden, und führt eine Klassifikation der verschiedenen
Arten von Fehlern durch. Wie es oben beschrieben ist, kann ein Prozess
nach der Fehlerdetektion effektiv durchgeführt werden,
indem Bilder mit hoher Vergrößerung wie notwendig
erfasst werden.
-
Wenn
die Bestimmung des Vorhandenseins von Fehlern und deren Klassifikation
für jeden Fehlerkandidaten durchgeführt worden
ist (Ja in Schritt 111), werden Blob-Extraktionsbilder und Information über
die Arten der detektierten Fehler an z. B. die Anzeigeeinheit 26 als
ein Detektionsergebnis ausgegeben (Schritt 112) und der Prozess
wird beendet. Zu diesem Zeitpunkt kann der Bildverarbeitungs-PC 10 beispielsweise
ein Bild, das eine Erkennung auf einen Blick, welche Art von Fehler
auf welchem Teil des Wafers 1 vorhanden ist, zulässt,
an der Anzeigeeinheit 26 anzeigen.
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Auf
der Basis des ausgegebenen Ergebnisses entfernt der Benutzer den
Fremdstoff, wenn herausgefunden wird, dass ein Fremdstoff vorhanden ist.
Wenn ferner herausgefunden wird, dass eine Fehlerstelle oder ein
Riss vorhanden ist, wird dieser Protein-Chip 35 als abnormales
Produkt verworfen. Wenn darüber hinaus in Schritt 108 kein
Fehlerkandidat detektiert wird, wird bestimmt, dass der geprüfte Protein-Chip 35 ein
normales Produkt ist, und der Fehlerdetektionsprozess wird beendet.
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Gemäß der
vorliegenden Ausführungsform wird es durch die oben beschriebenen
Vorgänge möglich, das Modellbild auf der Basis
des Prüfungszielbildes 40 jedes ersten Unterteilungsbereiches 71 oder
jedes zweiten Unterteilungsbereiches 72 selbst in dem Fall
der MEMS-Einrichtung zu erzeugen, wie etwa des Protein-Chips 35,
für den es schwierig ist, eine absolut normale Probe zu
erhalten. Deshalb wird eine hochgenaue Fehlerdetektion ermöglicht. Da
ferner das Modellbild 45 auf der Basis jedes Prüfungszielbildes 40 erzeugt
wird, das unter den gleichen optischen und Beleuchtungsbedingungen
erfasst wird, kann eine falsche Detektion aufgrund der Differenz
in derartigen Bedingungen verhindert werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform
begrenzt, sondern kann in vielerlei Weisen abgewandelt werden, ohne
vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
-
Obwohl
in der obigen Ausführungsform der Protein-Chip als die
MEMS-Einrichtung als das Prüfungszielobjekt beispielhaft
ausgeführt wurde, ist die MEMS-Einrichtung nicht darauf
begrenzt. Beispielsweise kann eine Elektronenstrahl-Bestrahlungsplatte (EB-Fenster
von electron beam irradiation plate) als die MEMS-Einrichtung angewandt
werden.
-
19 veranschaulicht eine Außenansicht der
Elektronenstrahl-Bestrahlungsplatte. 16(a) ist
eine Draufsicht davon, und 16(b) ist
eine Querschnittsansicht, genommen entlang einer Z-Richtung von 16(a).
-
Wie
es in 16 gezeigt ist, umfasst die Elektronenstrahl-Bestrahlungsplatte 90 eine
Platte 92 mit mehreren Fensterlöchern 95,
durch die ein Elektronenstrahl EB strahlen gelassen werden soll; und
einen Dünnfilm 91, der ausgestaltet ist, um die Fensterlöcher 95 zu
bedecken.
-
Die
Platte 92 ist in einer rechteckigen Form mit einer X-Richtungslänge
w und einer Y-Richtungslänge 1 von z. B. einigen
zehn Millimetern und einer Z-Richtungslänge h von z. B.
einigen Millimetern gebildet. Diese Längen und Form sind
jedoch nichts weiter als Beispiele, und die vorliegende Erfindung
ist nicht darauf begrenzt. Obwohl jedes Fensterloch 95 eine
rechteckige Form aufweist, deren eine Seite z. B. mehrere Millimeter
beträgt, sind diese Länge und Form ferner nur
Beispiele, und das Fensterloch kann stattdessen eine quadratische
Form aufweisen. Obwohl eine Summe von 54 (6 × 9) Fensterlöchern 95 gebildet
ist, ist die Zahl der Löcher nicht darauf begrenzt.
-
Die
Elektronenstrahl-Bestrahlungsplatte 90 bildet eine Elektronenstrahl-Bestrahlungsvorrichtung,
indem sie mit einem Endabschnitt eines nicht veranschaulichten Vakuumgefäßes
verbunden ist. Ein Elektronenstahl EB, der von einem Elektronenstrahlgenerator
ausgestrahlt wird, der im Inneren des Vakuumgefäßes
eingebaut ist, wird in die Atmosphäre durch die Fensterlöcher 95 gestrahlt
und schließlich auf ein Zielobjekt eingestrahlt, wie es
durch Pfeile in 16(b) angedeutet ist.
Die Elektronenstrahl-Bestrahlungsvorrichtung wird für verschiedene
Zwecke verwendet, die z. B. Sterilisation und Modifikation einer
physikalischen Eigenschaft und chemischen Eigenschaft des Zielobjekts,
auf das der Elektronenstrahl eingestrahlt wird, umfassen. Indem
der Dünnfilm 91 gebildet ist, kann der Elektronstrahl
ausgestrahlt werden, während ein Vakuumzustand aufrechterhalten
wird. Hier kann eine mehrschichtige Struktur, die aus mehreren gestapelten
Dünnfilmen 91 hergestellt ist, verwendet werden.
-
Die
Elektronenstrahl-Bestrahlungsplatte 90 ist auf jedem Die
des Wafers 1 durch einen Ätzprozess unter Verwendung
einer Fotolithografietechnik oder dergleichen, wie der Protein-Chip 35 in
der oben angeführten Ausführungsform gebildet.
In diesem Fall weist jeder Die die gleiche Größe
wie die der Platte 92 auf.
-
Die
Fehlerdetektionsvorrichtung 100 führt einen Bildaufnahmeprozess,
einen Hochpassfilterungsprozess, einen Modellbilderzeugungsprozess, einen
Blob-Extraktionsprozess usw. für die Elektronenstrahl-Bestrahlungsplatte 90 wie
in dem Fall des oben angeführten Protein-Chips 35 durch,
und detektiert einen Fehler, wie etwa einen Fremd stoff, eine Fehlerstelle,
einen Riss oder dergleichen, der auf der Elektronenstrahl-Bestrahlungsplatte 90 vorhanden ist.
Ebenso sind auch Bildaufnahmen mit geringer Vergrößerung
und hoher Vergrößerung und an mehreren Brennpunkten
entlang der Z-Richtung möglich. Wenn Bilder an den mehreren
Brennpunkten erfasst werden, wird der Bildgebungsprozess durchgeführt, indem
die Oberfläche (obere Oberfläche) der Platte 92 mit
dem Dünnfilm 91 darauf als die erste Fokuslage
festgelegt wird, während die entgegengesetzte Oberfläche
(Bodenfläche) der Platte 92 mit dem Dünnfilm 91 als
die zweite Fokuslage festgelegt wird.
-
Außerdem
wird bei dem Modellbilderzeugungsprozess und dem Blob-Extraktionsprozess eine
Positionsausrichtung jedes Prüfungszielbildes entlang der
X-, Y- und θ-Richtungen durchgeführt, so dass
Kantenformen jedes Fensterloches 95, die in jedem Prüfungszielbild
gezeigt sind, überlappt sind.
-
Außerdem
in dem Fall einer Prüfung der Elektronenstrahl-Bestrahlungsplatte 90 hinsichtlich Merkmalspunkten
für die Klassifikation von Fehlern, wie etwa eines Schwellenwerts
zur Bestimmung eines Fremdstoffes oder dergleichen, erzeugt der
Bildverarbeitungs-PC 10 unabhängige Merkmalspunktdaten
auf der Basis von Abtastungen und dergleichen der Elektronenstrahl-Bestrahlungsplatten 90, anders
als der Fall der Prüfung des Protein-Chips 35, und
klassifiziert die Fehler auf der Basis der Daten.
-
Abgesehen
von dem Protein-Chip 35 und der Elektronenstrahl-Bestrahlungsplatte 90 können
zusätzlich verschiedene andere MEMS-Einrichtungen, z. B.
Sensoren, wie etwa ein Beschleunigungssensor, ein Drucksensor, ein
Luftdurchsatzsensor und dergleichen, ein Druckkopf eines Tintenstrahldruckers,
ein Mikrospiegelarray eines Refle xionsprojektors, andere Arten von
Aktoren, verschiedene Typen von Bio-Chips und dergleichen, ebenfalls
als ein Prüfungszielobjekt angewandt werden.
-
Obwohl
In der oben beschriebenen Ausführungsform die für
die Bildverarbeitung notwendigen Bilder, wie etwa die Prüfungszielbilder 40,
die Modellbilder 45, die Differenzbilder 60 und
die Blob-Extraktionsbilder 65, in der HDD 25 gespeichert
werden, können diese stattdessen temporär in dem
RAM 23 oder temporär in einem Pufferbereich getrennt
von dem RAM 23 gespeichert werden, und sie können gelöscht
werden, sobald der Fehlerklassifikationsprozess abgeschlossen ist.
Unter den Prüfungszielbildern sind ferner Bilder, aus welchen
keine Differenz durch die Differenzextraktion extrahiert wird, d. h.
Bilder, aus welchen kein Fehler detektiert wird, in dem folgenden
Prozess nicht notwendig. Somit können sie in einer Folge
von einem Zeitpunkt, wenn keine Detektion eines Fehlers bestimmt
wird, gelöscht werden. Wenn darüber hinaus die
Bilder mit hoher Vergrößerung der zweiten Unterteilungsbereiche 72 für
die Prüfungszielbilder der mit der geringen Vergrößerung
erfassten ersten Unterteilungsbereiche 71 erfasst werden,
werden die Prüfungszielbilder der ersten Unterteilungsbereiche 71 nach
der Bildaufnahme der zweiten Unterteilungsbereiche 72 unnötig,
so dass sie zu einem Zeitpunkt gelöscht werden können,
wenn die Bildaufnahme der zweiten Unterteilungsbereiche 72 abgeschlossen
ist. Da in der oben beschriebenen Ausführungsform die Zahl
der erfassten Bilder groß ist, kann die Menge an Daten, die
in dem RAM 23 oder der HDD 25 gespeichert ist, durch
eine Verarbeitung, wie sie oben genannt ist, reduziert werden, so
dass die Last des Bildverarbeitungs-PCs reduziert werden kann.
-
In
der oben beschriebenen Ausführungsform kann es auch möglich
sein, obwohl die Bildaufnahme an den mehreren Fokuslagen durchgeführt
wird, indem die XYZ-Plattform 3 entlang der Z-Richtung
bewegt wird, Bilder an den mehreren Fokuslagen zu erfassen, indem
die CCD-Kamera 7 entlang der Z-Richtung bewegt wird, oder
mehrere CCD-Kameras an jeder Fokuslage vorbereitet werden.
-
Obwohl
die oben genannte Ausführungsform für den Fall
der Erfassung der Bilder jeder Kavität 50 des
Protein-Chips 35 an den drei unterschiedlichen Fokuslagen
beschrieben worden ist, kann es auch möglich sein, dass
der Bildverarbeitungs-PC 10 die Höhe einer MEMS-Einrichtung
als ein Prüfungsziel in der Richtung der optischen Achse
der CCD-Kamera 6 misst und anschließend die Zahl
von Fokuslagen in Abhängigkeit von der gemessenen Höhe
bestimmt. Näher ausgeführt können zusätzlich
ein optisches Höhenmessinterferrometer, ein Laserskalensensor oder
dergleichen eingebaut sein. Der Bildverarbeitungs-PC 10 legt
die Fokuslagen in ein vorgegebenes Intervall entlang der Höhenrichtung
in Abhängigkeit von einem Bereich der Fokustiefen der Linse 14 in
der CCD-Kamera 6 fest. Dementsprechend ist es möglich,
ungeachtet der Höhe der Mikrostruktur, Fehler einer Mikrostruktur
zu detektieren, ohne irgendeinen von diesen auszulassen.
-
In
der oben beschriebenen Ausführungsform wird das Modellbild
für jede Fokuslage auf der Basis jedes Prüfungszielbildes,
das an den unterschiedlichen Fokuslagen erfasst wird, erzeugt, und
Fehler werden detektiert, indem ein Differenzbild und ein Blob-Extraktionsbild
für jede Fokuslage erzeugt werden. Jedoch in dem Fall,
dass beispielsweise ein Fremdstoff an unterschiedlichen Fokuslagen
vorhanden ist, muss der Benutzer diesen einzeln unter Bezugnahme
auf das Detektionsergebnis an jeder Fokuslage entfernen. Somit kann
der Bildverarbeitungs-PC 10 die Blob-Extraktionsbilder
für jede Fokuslage als ein einzelnes Bild zusammensetzen
und es an die Anzeigeeinheit 26 ausgeben. Indem dies vorge nommen
wird, kann der Benutzer die Fehler an jeder Fokuslage mit bloßen
Augen überprüfen, und die Nachbearbeitung nach
der Fehlerdetektion kann übergangsloser durchgeführt
werden.
-
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
-
1 liefert
eine Konfigurationsansicht einer Fehlerdetektionsvorrichtung gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
-
2 führt
ein Blockdiagramm aus, das die Konfiguration eines Bildverarbeitungs-PC
gemäß der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung veranschaulicht;
-
3 zeigt
eine Ansicht von oben eines Wafers gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
4 stellt
eine Draufsicht von einem der Dies des Wafers gemäß der
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;
-
5 bietet
vergrößerte Ansichten eines Kavitätsabschnitts
eines Protein-Chips gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
6 liefert
ein Flussdiagramm, um schematisch eine Betriebsabfolge der Fehlerdetektionsvorrichtung
zu beschreiben, bis sie einen Fehler detektiert;
-
7 führt
ein Diagramm aus, das eine Einrichtung veranschaulicht, die erhalten
wird, indem jeder Die in mehrere Unterteilungsbereiche unterteilt wird,
gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
-
8 zeigt
Bahnen von Bildaufnahmepositionen, wenn eine CCD-Kamera Bilder jedes
Unterteilungsbereiches des Protein-Chips erfasst, gemäß der
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
-
9 veranschaulicht
eine Ansicht eines Erfassens von Prüfungszielbildern an
unterschiedlichen Fokuslagen durch die CCD-Kamera gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
10 stellt
ein Flussdiagramm dar, um eine detaillierte Abfolge eines Hochpassfilterungsprozesses
gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
zu beschreiben;
-
11 zeigt
ein Flussdiagramm, um eine Prozessabfolge zu beschreiben, bis der
Bildverarbeitungs-PC ein Modellbild erzeugt, gemäß der
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
-
12 veranschaulicht
schematisch die Erzeugung des Modellbildes durch den Bildverarbeitungs-PC
gemäß der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
-
13 veranschaulicht
Differenzbilder vor und nach einem Blob-Extraktionsprozess gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
14 veranschaulicht
schematisch eine Bildaufnahme mit hoher Vergrößerung
jedes zweiten Unterteilungsbereiches in Bezug auf einen ersten Unterteilungsbereich,
aus welchem ein Fehlerkandidat detektiert wird;
-
15 liefert
Blob-Extraktionsbilder, die jeweils aus Prüfungszielbildern
der ersten bzw. zweiten Unterteilungsbereiche extrahiert werden,
gemäß der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung; und
-
16 liefert
Außenansichten einer Elektronenstrahl-Bestrahlungsplatte
gemäß einer anderen Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
-
Zusammenfassung
-
Ein
Fehler einer MEMS-Einrichtung mit einer dreidimensionalen Form kann
genau und hocheffizient ohne die Verwendung eines absoluten Modellbildes
detektiert werden. Eine Fehlerdetektionsvorrichtung (100)
erfasst Bilder eines Protein-Chips (35), der auf jedem
Die (30) eines Wafers (1) gebildet ist, an mehreren
unterschiedlichen Fokuslagen mit Bezug auf jeden Unterteilungsbereich
(71), der erhalten wird, indem jeder Die mehrfach unterteilt
wird; speichert Prüfungszielbilder für jeden Unterteilungsbereich
(71) an jeder Fokuslage zusammen mit einer ID zum Identifizieren
jedes Unterteilungsbereichs (71); erzeugt ein Modellbild
für jeden Unterteilungsbereich (71) an jeder Fokuslage,
indem ein Helligkeitsmittelwert von Pixeln jedes Prüfungszielbildes
mit der entsprechenden ID berechnet wird; extrahiert eine Differenz
zwischen dem Modellbild und jedem Prüfungszielbild als
ein Differenzbild; extrahiert einen Blob mit einer Fläche,
die größer als ein vorgegebener Wert ist, aus
jedem Differenzbild als einen Fehler; und klassifiziert die Art
des Fehlers auf der Basis eines Merkmalspunktes des extrahierten
Blob.
-
Zu 6
- ST101
- Erfassung
eines Bildes jedes ersten Unterteilungsbereiches jedes Dies mit
niedriger Vergrößerung
- ST102
- Filterung
mit Hochpassfilter
- ST103
- Bildaufnahme
für alle ersten Unterteilungsbereiche abgeschlossen?
- ST104
- Hochpassfilterung
für alle Prüfungszielbilder durchgeführt?
- ST105
- Erzeugung
Modellbild für jeden ersten Unterteilungsbereich
- ST106
- Extraktion
Differenz zwischen Modellbild und jedem Prüfungszielbild
- ST107
- Filterung
durch Blob-Extraktion
- ST108
- Fehlerkandidat
detektiert?
- ST109
- Bildaufnahme
mit hoher Vergrößerung notwendig?
- ST110
- Klassifizierung
Fehler
- ST111
- Alle
Fehlerkandidaten klassifiziert?
- ST112
- Ausgabe
Klassifikationsergebnis
- ST113
- Erfassung
Bild mit hoher Vergrößerung von erstem Unterteilungsbereich,
aus welchem ein Fehlerkandidat detektiert wird, und ersten Unterteilungsbereichen
mit entsprechender ID mit Bezug auf jeden zweiten Unterteilungsbereich
- ST114
- Filterung
mit Hochpassfilter
- ST115
- Bildaufnahme
für alle zweiten Unterteilungsbereiche abgeschlossen?
- ST116
- Hochpassfilterung
für alle Prüfungszielbilder durchgeführt?
- ST117
- Erzeugung
Modellbild für jeden zweiten Unterteilungsbereich
- ST118
- Extraktion
Differenz zwischen Modellbild und jedem Prüfungszielbild
- ST119
- Filterung
durch Blob-Extraktion
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2005-265661 [0005]
- - JP 11-73513 [0005]
- - JP 2000-180377 [0005]