[go: up one dir, main page]

DE10112947A1 - Verfahren zur Auswertung von Schichtbildern - Google Patents

Verfahren zur Auswertung von Schichtbildern

Info

Publication number
DE10112947A1
DE10112947A1 DE10112947A DE10112947A DE10112947A1 DE 10112947 A1 DE10112947 A1 DE 10112947A1 DE 10112947 A DE10112947 A DE 10112947A DE 10112947 A DE10112947 A DE 10112947A DE 10112947 A1 DE10112947 A1 DE 10112947A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pixels
image
image areas
determined
intensity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE10112947A
Other languages
English (en)
Inventor
Thomas Engel
Volker Herbig
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jenoptik AG
Carl Zeiss Jena GmbH
Original Assignee
VEB Carl Zeiss Jena GmbH
Carl Zeiss Jena GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by VEB Carl Zeiss Jena GmbH, Carl Zeiss Jena GmbH filed Critical VEB Carl Zeiss Jena GmbH
Priority to DE10112947A priority Critical patent/DE10112947A1/de
Priority to US10/471,520 priority patent/US20040095638A1/en
Priority to EP02722224A priority patent/EP1373960A1/de
Priority to JP2002573973A priority patent/JP2004526963A/ja
Priority to PCT/EP2002/002881 priority patent/WO2002075423A1/de
Publication of DE10112947A1 publication Critical patent/DE10112947A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/0004Microscopes specially adapted for specific applications
    • G02B21/002Scanning microscopes
    • G02B21/0024Confocal scanning microscopes (CSOMs) or confocal "macroscopes"; Accessories which are not restricted to use with CSOMs, e.g. sample holders
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/0004Microscopes specially adapted for specific applications
    • G02B21/002Scanning microscopes
    • G02B21/0024Confocal scanning microscopes (CSOMs) or confocal "macroscopes"; Accessories which are not restricted to use with CSOMs, e.g. sample holders
    • G02B21/008Details of detection or image processing, including general computer control

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Auswertung von Schichtbildern (A, B, C, D, E), die aus Ebenen unterschiedlicher Tiefen in der Fokussierrichtung z von einem Objekt mikroskopisch aufgenommen werden. DOLLAR A Dabei ist jedes Schichtbild (A, B, C, D, E) aus einer Vielzahl von Bildpunkten (A¶ij¶, B¶ij¶, C¶ij¶, D¶ij¶, E¶ij¶) zusammengesetzt; für jeden Bildpunkt (A¶ij¶, B¶ij¶, C¶ij¶, D¶ij¶, E¶ij¶) oder für Bildbereiche, die aus mehreren solcher Bildpunkte (A¶ij¶, B¶ij¶, C¶ij¶, D¶ij¶, E¶ij¶) bestehen, wird ein Intensitätswert bestimmt, die Intensitätswerte für jeweils in z-Richtung übereinander liegende Bildpunkte (A¶ij¶, B¶ij¶, C¶ij¶, D¶ij¶, E¶ij¶) oder Bildbereiche werden miteinander verknüpft, es wird ein für diese Bildpunkte (A¶ij¶, B¶ij¶, C¶ij¶, D¶ij¶, E¶ij¶) oder Bildbereiche charakteristischer Parameter ermittelt und in ein Raster eingeordnet, das dem Raster der Bildpunkte (A¶ij¶, B¶ij¶, C¶ij¶, D¶ij¶, E¶ij¶) entspricht. DOLLAR A Damit lassen sich beispielsweise Informationen über die Topographie des Objektes gewinnen und darstellen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Auswertung von Schichtbildern, die aus Ebenen unterschiedlicher Tiefen in Fokussierrichtung z von einem Objekt mikroskopisch auf­ genommen werden.
Bei der Scanning-Mikroskopie wird ein zu untersuchendes Ob­ jekt unter definierten Meßlichtbedingungen punktweise abge­ tastet. Dabei wird für jeden einzelnen Objektpunkt die In­ tensität des Meßlichtes erfaßt und ein Äquivalent des In­ tensitätswertes jeweils einem Bildpunkt eines Bildes zuge­ ordnet.
In der Regel werden auf diese Weise aus mehreren unter­ schiedlichen Ebenen in Fokussierrichtung, die meist der z- Richtung entspricht, Bilder eines Objektraumes bzw. Bilder aus unterschiedlichen Objekttiefen erzeugt. Aus den gemes­ senen Intensitätswerten lassen sich dann Informationen über Eigenschaften des untersuchten Objektes erhalten. Bei­ spielsweise können so Informationen über die Oberflächen­ feinstruktur oder über den Schichtaufbau eines Objektes ge­ wonnen werden. Dies ist unter anderem bei der Inspektion von Halbleiterbauelementen, insbesondere Wafern, von Inter­ esse.
Konfokale Scanning-Mikroskope, die im Bereich des hierzu nutzbaren sichtbaren Lichts oder im nahen UV-Bereich arbei­ ten, sind bereits allgemein bekannt. Die Bildaufnahme er­ folgt dort beispielsweise mittels einer Nipkow-Scheibe. Ein solches konfokales Scanning-Mikroskop ist in dem deutschen Patent 195 11 937 beschrieben.
Bei polychromatischen konfokalen Scanning-Mikroskopen wird zur Aufnahme der Schichtbilder die Bandbreite des sichtba­ ren Lichts mit seinen unterschiedlichen Wellenlängen ge­ nutzt, wobei das Licht verschiedener Wellenlängen auf un­ terschiedlich tief gelegene Beobachtungsebenen abgebildet wird. In diesem Fall können Intensitätswerte aus den unter­ schiedlichen Ebenen mit einem Meßvorgang erfaßt werden.
Abweichend hiervon ist es aber auch möglich, die Schicht­ bilder mit monochromatischen konfokalen Scanning-Mikrosko­ pen oder mit Laser-Scanning-Mikroskopen aufzunehmen. Hierzu wird nacheinander auf die einzelnen Ebenen fokussiert und dabei jeweils die Intensität des Meßlichtes erfaßt.
Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Aus­ wertung der bei der Scanning-Mikroskopie gewonnenen Schichtbilder anzugeben, mit dem sich präzise Informationen über Objekteigenschaften in effizienter Weise erhalten las­ sen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren der eingangs genannten Art, bei dem jedes Schichtbild (A, B, C, D, E) aus einer Vielzahl von in einem Raster angeordneten Bild­ punkten (Aij, Bij, Cij, Dij, Eij) zusammengesetzt ist, für je­ den Bildpunkt (Aij, Bij, Cij, Dij, Eij) oder für aus mehreren dieser Bildpunkte (Aij, Bij, Cij, Dij, Eij) bestehende Bildbe­ reiche ein Intensitätswert bestimmt wird, die Intensitätswerte für jeweils in z-Richtung übereinander liegende Bild­ punkte (Aij, Bij, Cij, Dij, Eij) oder Bildbereiche nach vorge­ gebenen Kriterien miteinander verknüpft werden, dabei ein für diese Bildpunkte (Aij, Bij, Cij, Dij, Eij) oder Bildberei­ che charakteristischer Parameter ermittelt wird und die auf diese Bildpunkte (Aij, Bij, Cij, Dij, Eij) oder Bildbereiche bezogenen Parameter den Elementen eines Rasters zugeordnet werden, das dem Raster der Bildpunkte (Aij, Bij, Cij, Dij, Eij) in einem Schichtbild (A, B, C, D, E) entspricht.
Unter den Bildpunkten (Aij, Bij, Cij, Dij, Eij) sind bei­ spielsweise die Pixel oder Subpixel eines LC-Displays zu verstehen; demzufolge können Bildbereiche mehrere benach­ barte Pixel oder Subpixel eines solchen Displays umfassen. Mit anderen Worten: die Bildpunkte (Aij, Bij, Cij, Dij, Eij) sind die kleinsten Einheiten, auf denen Bildinformationen dargestellt bzw. mit denen Bildinformationen detektiert werden können, während die vorgenannten Bildbereiche in ih­ rer flächigen Ausdehnung größer sind, als die Bildpunkte (Aij, Bij, Cij, Dij, Eij). Dabei können die Bildbereiche in den unterschiedlichen, in z-Richtung übereinander liegenden Ebenen unterschiedlich groß sein, d. h. sie können in unter­ schiedlichen Ebenen aus verschiedenen Anzahlen von Bild­ punkten (Aij, Bij, Cij, Dij, Eij) bestehen. Die Größe der Bildbereiche ist beispielsweise von der Defokussierung bei der Ermittlung der Meßwerte abhängig. Der Übersichtlichkeit halber wird die Erfindung im folgenden lediglich anhand der Bewertung einzelner Bildpunkte (Aij, Bij, Cij, Dij, Eij) er­ läutert.
Über die vorgegebenen Kriterien lassen sich für jeden auf­ genommenen Objektpunkt bzw. für die nahe Umgebung des Ob­ jektpunktes bestimmte Eigenschaften des Objektes an dieser Stelle ermitteln. Beispielsweise können aus den Intensi­ tätswerten Informationen über die Geometrie der Objektober­ fläche oder über die Geometrie einer Grenzfläche abgeleitet werden. Durch die gezielte Verdichtung oder Selektion sol­ cher Informationen läßt, sich dann ein der Rasterstruktur der Schichtbilder gleichartiges Datenfeld erzeugen, das beispielsweise bildlich dargestellt werden kann.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird für die übereinanderliegenden Bildpunkte der Extremalwert der Intensitätswerte bestimmt. Zu dem extremalen Intensitäts­ wert wird eine die Position in z-Richtung kennzeichnende Größe ermittelt und dem charakteristischen Parameter zuge­ ordnet. Damit wird anhand eines der übereinanderliegenden Objektpunkte, dessen Position in der z-Richtung bekannt ist, das Schichtbild bestimmt, das an dieser Stelle die ma­ ximale Intensität aufweist.
Aus der Intensität kann auf das Vorliegen einer Grenz- bzw. Oberflächenschicht geschlossen werden, so daß ein aus den charakteristischen Parametern zusammengesetztes Bild ent­ steht. Dieses Bild repräsentiert eine Darstellung der Ober­ flächentopographie des zu untersuchenden Objektes oder auch der Topographie einer Grenzschicht mit einem bestimmten Re­ flexionsverhalten.
Vorzugsweise wird für die in den einzelnen Bildebenen über­ einanderliegenden Bildpunkte eine Approximationskurve für den Verlauf der Intensität erzeugt, welche die Intensitäts­ werte dieser Bildpunkte als Stützstellen aufweist. Für den Extremalwert der Approximationskurve innerhalb eines Tie­ fenbereichs wird eine die Position in z-Richtung kennzeich­ nende Größe ermittelt und dem charakteristischen Parameter zugeordnet. Diese Vorgehensweise erlaubt eine genauere Be­ stimmung der Lage des Intensitätsmaximums, das sich für ei­ nen Objektpunkt auch zwischen der z-Position zweier benach­ barter Schichtbilder befinden kann. Hierdurch wird eine be­ sonders hohe Auflösung in z-Richtung erzeugt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird dem charakteristischen Parameter der Extremalwert der Intensitätswerte der übereinanderliegenden Bildpunkte zuge­ ordnet, ohne daß es auf die z-Position ankäme. Die charak­ teristischen Parameter für die einzelnen Objektpunkte re­ präsentieren somit eine Information über das örtliche Re­ flexionsverhalten des untersuchten Objektes.
Vorzugsweise wird dem charakteristischen Parameter der Ex­ tremalwert einer Approximationskurve in dem durch die Schichtbilder repräsentierten Objekthöhenbereich zugeord­ net, welche die Intensitätswerte der übereinanderliegenden Bildpunkte als Stützstellen aufweist. Auf diese Weise läßt sich für die einzelnen Objektpunkte das lokale Intensitäts­ maximum besonders genau bestimmen.
Die für Erzeugung der Approximationskurve verwendeten ma­ thematischen Verfahren sind allgemein bekannt und bedürfen hier keiner näheren Erläuterung. Wesentlich ist jedoch, daß für sämtliche Objektpunkte der charakteristische Parameter anhand des gleichen Kriteriums, d. h. anhand der gleichen Approximationsvorschrift gewonnen wird.
Für eine besonders hohe Genauigkeit der Auswertung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den Funktionstyp der Appro­ ximationskurve in einem Kalibrierverfahren zu ermitteln. Hierdurch werden insbesondere auch die apparativen Eigen­ schaften des optischen Systems, das zur Generierung der Schichtbilder verwendet wird, berücksichtigt. Die zugrunde zu legende Kalibrierkurve kann experimentell ermittelt oder nach theoretischen Gesichtspunkten berechnet werden.
Die Rasterstruktur der Elemente wird an die Struktur der Bildpunkte der Schichtbilder angepaßt, um ein möglichst ge­ naues, aussagekräftiges Ergebnis zu erhalten. Bei der Scan­ ning-Mikroskopie werden für die Generierung der Bildinfor­ mationen bzw. Intensitätswerte in der Regel CCD-Kameras verwendet. Dementsprechend ist es besonders vorteilhaft, wenn die Rasterstruktur der Elemente, denen die charakteri­ stischen Parameter für die einzelnen Objektpunkte zugewie­ sen werden, aus Zeilen und Spalten besteht.
In einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin­ dung sind die Schichtbilder in untereinander gleichbeab­ standeten Objektebenen aufgenommen. Dies hat den Vorteil, daß bei der Auswertung der in den einzelnen Objektebenen übereinanderliegenden Bildpunkte, insbesondere bei der Be­ stimmung der Approximationskurven und deren Maximum, der Rechenaufwand klein bleibt.
Selbstverständlich ist es aber auch möglich, der Auswertung Schichtbilder zugrunde zu legen, die aus Objektebenen mit unterschiedlichen Abständen zueinander stammen. Letzteres kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn sich die Ge­ nerierung gleichbeabstandeter Schichtbilder als schwierig erweist. In diesem Fall muß eine zusätzliche Abstandsinfor­ mation bei der Auswertung mit berücksichtigt werden.
Bei optischen Systemen, die beispielsweise zur Generierung der Schichtbilder verwendet werden, hängt die Auflösung un­ ter anderem von der Wellenlänge des Meßlichtes ab. Werden die Schichtbilder mit Meßlicht unterschiedlicher Wellenlän­ ge erzeugt, so besitzen diese in z-Richtung eine unter­ schiedliche Auflösung.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind da­ her die Intensitätswerte der Schichtbilder auf ein mono­ chromatisches Licht bezogen. Damit wird eine gleichmäßige Auflösung über den insgesamt zu untersuchenden Objektraum sowohl in z-Richtung als auch in einer xy-Ebene senkrecht zur z-Richtung erzielt. Derartige Schichtbilder lassen sich beispielsweise mit einem monochromatischen konfokalen Scan­ ning-Mikroskop oder auch mit einem Laser-Scanning-Mikroskop gewinnen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei­ spieles näher erläutert. Die zugehörige Zeichnung zeigt in Fig. 1 eine schematische Darstellung von übereinander lie­ genden Schichtbildern, die jeweils eine Vielzahl von Bild­ punkten aufweisen, denen Intensitätswerte zugeordnet sind.
Mit einem konfokalen Scanning-Mikroskop werden von einem zu untersuchenden Objektraum für jeweils unterschiedliche Ob­ jekttiefen in z-Richtung mehrere Schichtbilder erzeugt. Das hierzu verwendete Scanning-Mikroskop sei beispielsweise ein konfokales Scanning-Mikroskop, das mit Meßlicht im UV- Bereich betrieben wird. Der Wellenlängenbereich des Meß­ lichtes ist hierbei sehr klein, so daß für die einzelnen Schichtbilder in der z-Richtung mehrere separate Aufnahmen im Rahmen einer Fokus-Serie aufgenommen werden müssen. Die­ se Schichtbilder sind in Fig. 1 schematisch dargestellt und mit A, B, C, D und E bezeichnet. Die Anzahl der Schichtbil­ der ist nicht auf die in Fig. 1 gezeichnete Anzahl be­ schränkt, sondern im wesentlichen frei wählbar.
Jedes der dargestellten Schichtbilder A, B, C, D, E besitzt eine Rasterstruktur mit einer Vielzahl von Bildpunkten, die in Zeilen i und Spalten j angeordnet sind. In Fig. 1 sind die übereinanderliegenden Bildpunkte Aij, Bij, Cij, Dij, Eij für einen Objektbereich dargestellt, der sich in z-Richtung über die Tiefe erstreckt, die der Summe aus den Abständen dAB bis dDE entspricht.
Jedem dieser Bildpunkte Aij, Bij, Cij, Dij, Eij ist ein Inten­ sitätswert zugeordnet, der bei der Generierung des jeweili­ gen Schichtbildes A, B, C, D, E an einer Empfangseinrich­ tung des Scanning-Mikroskops gemessen wurde. Üblicherweise ist diese Empfangseinrichtung eine Matrix einer CCD-Kamera.
Anstelle des vorgenannten, im UV-Bereich betriebenen konfo­ kalen Scanning-Mikroskops kann auch ein konfokales Scan­ ning-Mikroskop verwendet werden, das mit einem monochroma­ tischen Meßlicht betrieben wird. In diesem Fall wird für sämtliche Schichtbilder A, B, C, D, E in der z-Richtung ei­ ne sehr gleichmäßige Auflösung erreicht. Alternativ kann auch ein Laser-Scanning-Mikroskop eingesetzt werden.
In sämtlichen Fällen, in denen die Schichtbilder A, B, C, D, E nacheinander aufgenommen werden, indem auf unter­ schiedliche Objektebenen der z-Richtung fokussiert wird, wird überdies der Abstand dAB, dBC, dCD bzw. dDE zwischen je­ weils benachbarten Schichtbildern festgehalten. Alternativ hierzu kann auch der Abstand von einem vorgegebenen Refe­ renzpunkt (zeichnerisch nicht dargestellt) bis zu jedem einzelnen Schichtbild A, B, C, D, E bzw. zur zugehörigen Objektebene aufgezeichnet werden.
Weiterhin ist denkbar, die Schichtbilder A, B, C, D, E mit­ tels eines breitbandigen, polychromatischen konfokalen Scanning-Mikroskops zu erzeugen, bei dem die Fokussierung in z-Richtung über eine Wellenlängenselektion vorgenommen wird. Das ist in analoger Weise aber auch beim Betrieb des konfokalen Scanning-Mikroskops im sichtbaren Spektral­ bereich des Lichtes möglich, sofern das sich dabei erge­ bende Bild nach Farbwerten zerlegt wird, denen Tiefeninfor­ mationen zugeordnet sind.
Die in den einzelnen Schichtbildern A, B, C, D, E für die Bildpunkt Aij, Bij, Cij, Dij, Eij aufgezeichneten Intensitätswerte können nun zum Zwecke der Gewinnung von Informationen über Objekteigenschaften in unterschiedlicher Art und Weise ausgewertet werden, wie nachfolgend näher erläutert wird.
Zur Darstellung der Topographie des untersuchten Objektes wird aus den Schichtbildern ein "Best-Fokus-Bild" gene­ riert. Hierzu wird der Effekt ausgenutzt, daß sich bei ei­ ner Fokussierung des Scanning-Mikroskops auf eine Grenzflä­ che ein deutlicher Intensitätspeak einstellt. Dieser ist insbesondere an der Objektoberfläche besonders deutlich ausgeprägt. Bei teiltransparenten Körpern können überdies weniger stark ausgeprägte Neben-Intensitätspeaks auftreten.
Zur Generierung des "Best-Fokus-Bildes" werden jeweils die übereinander liegenden Bildpunkte der Schichtbilder, d. h. die Bildpunkte mit gleichem Index, nach einem vorgegebenen Kriterium unter Generierung eines charakteristischen Para­ meters ausgewertet. Im Ausführungsbeispiel ist das Kriteri­ um eine ihrem Typ nach vorgegebene Approximationskurve, mit welcher in dem durch die Schichtbilder A, B, C, D und E re­ präsentierten Objekttiefenbereich der Intensitätsverlauf angenähert bzw. angefittet wird.
Die an den einzelnen Bildpunkten Aij, Bij, Cij, Dij, Eij ge­ messenen Intensitätswerte bilden dabei die Stützstellen der Approximationskurve. Bei der Parametrisierung der Approxi­ mationskurve werden überdies die Abstände dAB, dBC, dCD und dDE zwischen den Schichtbildern A, B, C, D, E in der z- Richtung berücksichtigt. Sofern diese Abstände dAB, dBC, dCD, dDE für sämtliche benachbarte Schichtbilder A, B, C, D, E gleich groß sind, kann dies bereits in der Funktionsvorschrift berücksichtigt werden, so daß die Approximations­ kurve allein anhand der Intensitätswerte parametrisiert werden kann.
Für die Approximationskurve wird innerhalb des vorgenannten Objekttiefenbereichs der Extremalwert der Intensität be­ stimmt und zu diesem Extremalwert die zugehörige Position in der z-Richtung ermittelt.
Damit wird ein Wertpaar aus einem Wert für die Intensität und einer z-Größe erhalten. Soll nun das "Best-Fokus-Bild" generiert werden, so wird dem charakteristischen Parameter diese z-Größe und ein Element einer Rasterstruktur zugeord­ net, die der Rasterstruktur der Bildpunkte Aij, Bij, Cij, Dij, Eij in einem Schichtbild A, B, C, D, E gleichartig ist.
Auf diese Weise lassen sich über sämtliche Indizes die cha­ rakteristischen Parameter bestimmen und in einem Datenfeld zusammenfassen. Dieses Datenfeld wird dann als "Best-Fokus- Bild", das ein synthetisches Bild ist, beispielsweise visu­ ell dargestellt.
Aufgrund der Ähnlichkeit der Rasterstruktur mit derjenigen der Bildpunkte Aij, Bij, Cij, Dij, Eij ergibt sich dann ein Bild, das eine skalierte topographische Information ent­ hält. Da die Stützung der dargestellten Information auf tatsächlich vermessenen Objektpunkten beruht, erhält man im Unterschied zu konfokalen Scanning-Mikroskopen, bei denen eine chromatische Beobachtung vorgenommen wird, eine quan­ titative Skalierung.
Die vorstehend genannten Approximationskurven können für die einzelnen Bildpunkte Aij, Bij, Cij, Dij, Eij und damit für die korrespondierenden Objektpunkte auch hinsichtlich des Extremalwertes der Intensität ausgewertet und zu einem syn­ thetischen Bild zusammengefaßt werden. In diesem Fall wird dem charakteristischen Parameter jeweils der maximale In­ tensitätswert der Approximationskurve in dem durch die Schichtbilder A, B, C, D, E repräsentierten Objekttiefenbe­ reich zugewiesen. Das synthetische Bild gibt dann eine Isodosisverteilung der extremalen Intensität an, die weiter ausgewertet werden kann.
Bei strukturierten Oberflächen, bei denen sich verschiedene Materialien in ihrem Reflexionsverhalten unterscheiden, können so die Materialien und damit die Strukturierungsebe­ nen entsprechend dargestellt werden. Zum Zwecke der Quanti­ fizierung der so erzeugten synthetischen Bilder wird gege­ benenfalls vorher eine Kalibrierung an einer Fläche mit ei­ ner konstanten Reflektivität, z. B. einem Spiegel, durchge­ führt.
In einer vereinfachten Abwandlung der vorgenannten Verfah­ rensschritte wird auf die Generierung einer Approximations­ kurve verzichtet. Vielmehr wird zum Zwecke der Darstellung der Topographie in Form eines "Best-Fokus-Bildes" dem cha­ rakteristischen Parameter eines Objektpunktes jeweils un­ mittelbar die z-Größe desjenigen Schichtbildes A, B, C, D, E zugewiesen, an dem für die übereinanderliegenden Bild­ punkte Aij, Bij, Cij, Dij, Eij das Intensitätsmaximum festge­ stellt wird.
Für die Darstellung der Isointensitätsflächen wird dem cha­ rakteristischen Parameter aus den übereinanderliegenden Bildpunkten Aij, Bij, Cij, Dij, Eij hingegen unmittelbar der maximale Intensitätswert zugewiesen.
Wird mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren ein Schichtsystem untersucht, das mehrere Schichten der glei­ chen Beschaffenheit und Reflektivität aufweist, so können das "Best-Fokus-Bild" und die Isointensitätsflächendarstel­ lung gemeinsam zur Informationsgewinnung herangezogen wer­ den, um beispielsweise Isodosisverteilungen auf Tiefen­ strukturierungen darzustellen und so die Strukturierung des Schichtsystems aufzulösen.
Weiterhin können, beispielsweise durch einen Abgleich mit Referenzkurven, zusätzliche Informationen über Eigenschaf­ ten des Objektes aus den Approximationskurven oder Bewer­ tungsfunktionen abgeleitet werden. Anhand der Bestimmung von Nebenmaxima kann beispielsweise bei wenigstens teilwei­ se transparenten Objekten auf innerhalb des Objektes lie­ gende Grenzschichten geschlossen werden. Ist das zu vermes­ sende Objekt in seiner Struktur grundsätzlich bekannt, so kann anhand der auf diese Weise festgestellten Intensitäts­ abweichungen auf Fehlstellen geschlossen werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl im Auflicht- als auch im Durchlichtbetrieb ausgeführt werden.
Bezugszeichenliste
A, B, C, D, E Schichtbilder
Aij
, Bij
, Cij
, Dij
, Eij
, Bildpunkte
i Zeilen
j Spalten
dAB
, dAC
, dCD
, dDE
Abstände

Claims (10)

1. Verfahren zur Auswertung von Schichtbildern (A, B, C, D, E), die aus Ebenen unterschiedlicher Tiefen in der Fokussierrichtung z von einem Objekt mikroskopisch auf­ genommen werden,
wobei jedes Schichtbild (A, B, C, D, E) aus einer Viel­ zahl von in einem Raster angeordneten Bildpunkten (Aij, Bij, Cij, Dij, Eij) zusammengesetzt ist,
für jeden Bildpunkt (Aij, Bij, Cij, Dij, Eij) oder für aus mehreren dieser Bildpunkte (Aij, Bij, Cij, Dij, Eij) be­ stehende Bildbereiche ein Intensitätswert bestimmt wird,
die Intensitätswerte für jeweils in z-Richtung überein­ ander liegende Bildpunkte (Aij, Bij, Cij, Dij, Eij) oder Bildbereiche nach vorgegebenen Kriterien miteinander verknüpft werden,
dabei ein für diese Bildpunkte (Aij, Bij, Cij, Dij, Eij) oder Bildbereiche charakteristischer Parameter ermit­ telt wird und
die auf diese Bildpunkte (Aij, Bij, Cij, Dij, Eij) oder Bildbereiche bezogenen Parameter den Elementen eines Rasters zugeordnet werden, das dem Raster der Bildpunk­ te (Aij, Bij, Cij, Dij, Eij) in den Schichtbildern (A, B, C, D, E) entspricht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jeweils übereinanderliegende Bildpunkte (Aij, Bij, Cij, Dij, Eij) oder Bildbereiche zunächst der Extremal­ wert der Intensitätswerte bestimmt wird, dann zu diesem extremalen Intensitätswert eine die Position in z- Richtung kennzeichnende Größe bestimmt und diese dem charakteristischen Parameter als Wert zugeordnet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jede der Tiefen in Fokussierrichtung z, in der ein Schichtbild (A, B, C, D, E) gewonnen wird, eine Appro­ ximationskurve für einen Intensitätsverlauf erzeugt wird, wobei die Intensitätswerte der übereinanderlie­ genden Bildpunkte (Aij, Bij, Cij, Dij, Eij) oder Bildbe­ reiche als Stützstellen dienen, hiernach der Extremal­ wert der Approximationskurve bestimmt wird, dann zu diesem Extremalwert eine die Position in z-Richtung kennzeichnende Größe bestimmt und diese dem charakteri­ stischen Parameter als Wert zugeordnet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem charakteristischen Parameter der Extremalwert der Intensitätswerte der übereinanderliegenden Bildpunkte (Aij, Bij, Cij, Dij, Eij) oder Bildbereiche zugeordnet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem charakteristischen Parameter der Extremalwert einer Approximationskurve innerhalb des durch die Schichtbil­ der (A, B, C, D, E) repräsentierten Objekthöhenberei­ ches zugeordnet wird, wobei die Approximationskurve die Intensitätswerte der übereinander liegenden Bildpunkte (Aij, Bij, Cij, Dij, Eij) oder Bildbereiche als Stützstel­ len aufweist.
6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der Funktionstyp der Approximationskurve in einem Kalibrierverfahren ermittelt wird.
7. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Rasterstruktur aus Zeilen und Spalten besteht.
8. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die in z-Richtung gemessenen Abstände zwischen den Ebenen, aus denen die Schichtbil­ der (A, B, C, D, E) aufgenommen werden, gleich groß sind.
9. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß sich die Intensitätswerte auf monochromatisches Licht beziehen.
10. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Intensitätswerte für die Bildpunkte (Aij, Bij, Cij, Dij, Eij) oder Bildbereiche mit einem konfokalen Scanning-Mikroskop mit Nipkow-Scheibe oder einem Laser-Scanning-Mikroskop gewonnen werden.
DE10112947A 2001-03-17 2001-03-17 Verfahren zur Auswertung von Schichtbildern Ceased DE10112947A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10112947A DE10112947A1 (de) 2001-03-17 2001-03-17 Verfahren zur Auswertung von Schichtbildern
US10/471,520 US20040095638A1 (en) 2001-03-17 2002-03-15 Method for evaluating layers of images
EP02722224A EP1373960A1 (de) 2001-03-17 2002-03-15 Verfahren zur auswertung von schichtbildern
JP2002573973A JP2004526963A (ja) 2001-03-17 2002-03-15 成層画像の評価方法
PCT/EP2002/002881 WO2002075423A1 (de) 2001-03-17 2002-03-15 Verfahren zur auswertung von schichtbildern

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10112947A DE10112947A1 (de) 2001-03-17 2001-03-17 Verfahren zur Auswertung von Schichtbildern

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10112947A1 true DE10112947A1 (de) 2002-09-26

Family

ID=7677863

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10112947A Ceased DE10112947A1 (de) 2001-03-17 2001-03-17 Verfahren zur Auswertung von Schichtbildern

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20040095638A1 (de)
EP (1) EP1373960A1 (de)
JP (1) JP2004526963A (de)
DE (1) DE10112947A1 (de)
WO (1) WO2002075423A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2678505C2 (ru) * 2014-12-22 2019-01-29 Конинклейке Филипс Н.В. Способ одновременного захвата данных изображений при многочисленных глубинах образца

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4667944B2 (ja) * 2005-04-20 2011-04-13 シスメックス株式会社 画像作成装置
CN100429551C (zh) * 2005-06-16 2008-10-29 武汉理工大学 显微镜下全景深大幅图片的拼接方法
DE112014006640A5 (de) * 2014-05-06 2017-02-09 Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Kalibrieren einer Abbildungsoptik für messtechnische Anwendungen
US11112691B2 (en) * 2019-01-16 2021-09-07 Kla Corporation Inspection system with non-circular pupil

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5706417A (en) * 1992-05-27 1998-01-06 Massachusetts Institute Of Technology Layered representation for image coding
DE19824460A1 (de) * 1998-05-30 1999-12-02 Zeiss Carl Jena Gmbh Anordnung und Verfahren zur mikroskopischen Erzeugung von Objektbildern
DE69518829T2 (de) * 1995-05-11 2001-03-15 Agfa-Gevaert N.V., Mortsel Bestrahlungsfeldererkennungsverfahren

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2932182A1 (de) * 1979-08-08 1981-02-26 Siemens Ag Schichtgeraet zur herstellung von transversalschichtbildern
DE3019606A1 (de) * 1980-05-22 1981-11-26 SIEMENS AG AAAAA, 1000 Berlin und 8000 München Schichtgeraet zur herstellung von transversalschichtbildern
USH1530H (en) * 1993-06-17 1996-05-07 Ultrapointe Corporation Surface extraction from a three-dimensional data set
US5479252A (en) * 1993-06-17 1995-12-26 Ultrapointe Corporation Laser imaging system for inspection and analysis of sub-micron particles
US5798830A (en) * 1993-06-17 1998-08-25 Ultrapointe Corporation Method of establishing thresholds for image comparison
US5594235A (en) * 1993-06-17 1997-01-14 Ultrapointe Corporation Automated surface acquisition for a confocal microscope
US5509086A (en) * 1993-12-23 1996-04-16 International Business Machines Corporation Automatic cross color elimination
US5930383A (en) * 1996-09-24 1999-07-27 Netzer; Yishay Depth sensing camera systems and methods
US5991430A (en) * 1996-11-26 1999-11-23 Wen-Hsing Hsu Method and device for automatic matching of planar point patterns
JP3542512B2 (ja) * 1997-12-29 2004-07-14 キヤノン株式会社 画像読取装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5706417A (en) * 1992-05-27 1998-01-06 Massachusetts Institute Of Technology Layered representation for image coding
DE69518829T2 (de) * 1995-05-11 2001-03-15 Agfa-Gevaert N.V., Mortsel Bestrahlungsfeldererkennungsverfahren
DE19824460A1 (de) * 1998-05-30 1999-12-02 Zeiss Carl Jena Gmbh Anordnung und Verfahren zur mikroskopischen Erzeugung von Objektbildern

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2678505C2 (ru) * 2014-12-22 2019-01-29 Конинклейке Филипс Н.В. Способ одновременного захвата данных изображений при многочисленных глубинах образца

Also Published As

Publication number Publication date
US20040095638A1 (en) 2004-05-20
JP2004526963A (ja) 2004-09-02
WO2002075423A1 (de) 2002-09-26
EP1373960A1 (de) 2004-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60303613T2 (de) Optische projektionstomographie
DE69929688T2 (de) Automatische defektklassifizierung mit unveränderlichen hauptklassen
WO2013171309A1 (de) Lichtmikroskop und verfahren zur bildaufnahme mit einem lichtmikroskop
DE69620896T2 (de) Riefendetektionsverfahren
DE102020122605B4 (de) Verfahren, Bildverarbeitungseinheit und Laserscanningmikroskop zum hintergrundreduzierten Abbilden einer Struktur in einer Probe
EP0168643A2 (de) Gerät zur Wafer-Inspektion
EP0904558A2 (de) Konfokale mikroskopische anordnung
EP2863167B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Ablenkung von Lichtstrahlen durch eine Objektstruktur oder ein Medium
DE102006050834A1 (de) Grabenmesssystem mit einem chromatischen konfokalen Höhensensor und einem Mikroskop
DE3505331A1 (de) Verfahren und geraet zur vermessung des bei der eindringhaertepruefung in einer probe hinterlassenen eindrucks
DE10100247A1 (de) Interferenzmikroskop und Verfahren zum Betrieb eines Interferenzmikroskops
EP4103995B1 (de) Referenzprobe für ein mikroskop sowie verfahren zur kalibrierung und referenzierung
EP3499177A2 (de) Verfahren zur bestimmung der dicke einer probenhalterung im strahlengang eines mikroskops
WO1996023240A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum aufnehmen eines objektes
DE10155002A1 (de) Verfahren und Anordnung zur tiefenaufgelösten optischen Erfassung einer Probe
EP2064578A1 (de) Verfahren zur untersuchung eines objekts mit einem mikroskop und ein mikroskop
DE10118463A1 (de) Verfahren und Anordnung zur tiefenaufgelösten optischen Erfassung einer Probe
WO2011098324A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur oberflächenprüfung mittels deflektometrie
DE102006053794A1 (de) Optisches Proben-Charakterisierungssystem
EP2647982B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum bestimmen eines kritischen winkels eines anregungslichtstrahls
DE10112947A1 (de) Verfahren zur Auswertung von Schichtbildern
DE102015116598A1 (de) Verfahren und Mikroskop zur hochauflösenden Abbildung mittels SIM
WO2005003758A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum messen eines schaums
WO2021197857A1 (de) Verfahren zur ermittlung des brechzahlprofils eines zylinderförmigen optischen gegenstandes
DE102009015945A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Abbildung der Oberfläche einer Probe

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8110 Request for examination paragraph 44
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final