Hochauflösende, lichtmikroskopische Abbildungssysteme,
wie sie heutzutage zunehmend Bestandteil automatischer Inspektionslösungen sind,
weisen oftmals eine geringere Schärfentiefe auf als die Tiefenausdehnung der
abzubildenden Strukturen. Da in diesem Fall ein Bildeinzug nicht das gesamte
Untersuchungsobjekt mit der notwendigen Auflösung zur Verfügung stellt, wird
die Aussagekraft der nachfolgenden Auswerteschritte eingeschränkt. Neben der
konfokalen Mikroskopie oder SEM-Verfahren, die aufwendig, für die lückenlose
Inspektion nicht praktikabel und bei bestimmten Anwendungsfällen nicht geeignet
sind, ist die Erfassung und Auswertung von Bildserien (Fokusserien) ein relativ
einfacher Ansatzpunkt zur Verminderung dieses Informationsverlustes. Hier werden
die vorhandenen und im allgemeinen günstigen gerätetechnisch-optischen Voraussetzungen
konventioneller Mikroskopanordnungen genutzt, um unter Einhaltung gewisser Randbedingungen
den erforderlichen Tiefenbereich durchzufokussieren. Dieses Vorgehen
hat den weiteren Vorteil, daß die diesbezügliche Erweiterung einer bestehenden
Inspektionslösung einfach realisierbar ist, da das Zusammenführen der Informationen
aus der Bildserie lediglich auf algorithmischer Ebene erfolgt.
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| Fokusserie einer Waferstruktur (alle Abbildungen mit freundlicher Genehmigung der Jenoptik AG) |
Im Zusammenhang mit der Auswertung von Fokusserien aus der Waferinspektion wurden im ZBS e.V. folgende Aufgaben bearbeitet:
- Untersuchungen zur Wirkung der Defokussierung bei mikroskopischen Abbildungen
- Methoden zur reproduzierbaren Auswahl bestimmter Fokusebenen
- Synthese von Bildern hoher Schärfentiefe durch lokale Fokussuche (depth from focus)
Hierbei wurde das Ziel verfolgt, auf Basis der zur Verfügung gestellten Bildserien eine bildinhaltsbezogene Fokussteuerung zu realisieren und, durch Zusammenführen der Informationen aus allen verfügbaren Fokusebenen, die Defektsensitivität und -selektivität bei mikroskopischen Inspektionsprozessen wirksam zu erhöhen.
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Fokussteuerung nach verschiedenen Kriterien (v.l.n.r): Hervorhebung starker Szenenkontraste,
Erkennbarkeit bestimmter Texturregionen,
kontrastunabhängige mittlere Strukturierung
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Synthese eines Bildes hoher Schärfentiefe aus den Bilddaten der lokalen Schärferegionen
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Makroskopische Bildserie: Synthese eines Bildes hoher Schärfentiefe aus den Bilddaten der lokalen Schärferegionen (links) und zugrunde liegende Tiefenkarte (rechts)
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L. Jacob, R. Nestler: Untersuchungen von Verfahren zur Auswertung von Fokusserien in der Waferinspektion, Proceedings, 43. Intl. Scientific Colloquium, TU Ilmenau, 1998
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Kontakt: Dr.-Ing. Rico Nestler, Tel.: 03677-689768-5
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