本发明专利技术描述一种随着连续移动的对象操作图像传感器的方法。在此方法中，可在延长时间照明脉冲期间执行定时延迟积分模式TDI模式操作。在此TDI模式操作期间，仅在第一方向中移位通过所述图像传感器的像素存储的电荷且其跟踪图像运动。值得注意的是，仅在非照明期间执行分裂读出操作。在此分裂读出操作期间，在所述第一方向中移位通过所述图像传感器的第一像素存储的第一电荷，且同时在第二方向中移位通过所述图像传感器的第二像素存储的第二电荷，所述第二方向与所述第一方向相反。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】用于使用脉冲照明的移动图像的高速获取的方法及设备相关申请案本申请案主张2012年12月10日申请的标题为“用于使用脉冲照明的移动图像的高速获取的方法及设备(Method And Apparatus For High Speed Acquisit1n Of MovingImages Using Pulsed Illuminat1n) ”的美国临时专利申请案61/735，427的优先权。
本专利技术涉及经配置以使用定时延迟积分及脉冲照明两者同时允许高速图像扫描的系统。
技术介绍
时间延迟积分(TDI)为产生可比成像硬件的视野大得多的移动对象的连续图像的成像过程。在TDI系统中，图像光子经转换到在包括像素阵列的传感器中的光电荷。随着对象移动，光电荷沿着传感器在像素间平行于移动轴而移位。通过使光电荷移位速率与对象的速度同步，TDI可在移动对象上的固定位置处对信号强度进行积分以产生图像。可通过改变图像运动的速度且在移动的方向中提供更多/更少像素而调节总积分时间。在常规TDI检验系统中，读出电路经定位于传感器的一侧上以读出积分信号。TDI检验系统可用于检验晶片、掩模及/或光罩。在具有连续照明及移动对象的系统中，必须将TDI与图像运动精确同步使得经记录的图像不会模糊。此系统的一个缺点为，传感器的读出仅可在一个方向中(即在对应于图像运动的方向中)且必须在照明脉冲期间以与对象相同的扫描速率操作。在具有脉冲照明及移动对象的系统中，可几乎立即在整个传感器区域上收集图像。接着可沿传感器的两侧读出图像，借此有效加倍读出速度。读出线速率还可比图像扫描速率快而不损害最终图像质量，此可进一步增加读出速度。此系统的重要缺点为，照明脉冲必须非常短使得移动图像在曝光时间期间不产生模糊。随着脉冲照明时间接近传感器线周期，图像运动将开始引起显著模糊，且图像将严重降级超过所述阈值。使用非常短的脉冲的此系统的另一缺点为，无法恢复在传感器上的有缺陷像素位置处的图像信息。因此，需要提供连续移动对象、脉冲照明、快速读出能力及其中传感器像素有缺陷的图像信息的恢复的方法及设备。
技术实现思路
本专利技术描述一种随着连续移动的对象操作图像传感器的方法。在此方法中，可在延长时间照明脉冲期间执行定时延迟积分模式(TDI模式)操作。在此TDI模式操作期间，仅在第一方向中移位通过所述图像传感器的像素存储的所有电荷且其跟踪图像运动。值得注意的是，仅在非照明期间执行分裂读出操作。在此分裂读出操作期间，在所述第一方向中移位通过所述图像传感器的第一像素存储的第一电荷，且同时在第二方向中移位通过所述图像传感器的第二像素存储的第二电荷，所述第二方向与所述第一方向相反。TDI模式操作与照明脉冲同步。在一个实施例中，使用电子或光学同步触发TDI模式操作以在照明脉冲的一个时钟周期内开始。TDI模式操作的时间包含脉冲照明的周期。在分裂读出操作期间，图像传感器电荷移动未与图像运动同步。在一个实施例中，执行分裂读出操作可包含多个传感器输出信道的并行读出。可在TDI模式操作及分裂读出操作之前(且在一个实施例中，还在TDI模式操作与分裂读出操作之间)提供闲置操作以促进对象及传感器读出的同步或减小检测系统的功率消耗。在一个实施例中，照明间隔可包含多个照明脉冲。分析对应于延长超过一或多个TDI线周期的多个照明脉冲的像素输出可改善接近图像传感器上的像素缺陷的图像质量。本专利技术还描述一种用于检验或计量的系统。此系统包含脉冲照明源、图像传感器、光学组件及处理器。照明脉冲可类似于传感器的线周期或比传感器的线周期长。光学组件经配置以从脉冲照明源引导脉冲照明到对象且从所述对象引导反射光到图像传感器。处理器经配置以操作图像传感器。配置包含执行包含如上文所述的TDI模式操作及分裂读出操作的过程。【附图说明】图1说明使用具有连续移动对象的脉冲照明的示范性扫描检验系统。图2A说明具有可独立操作的两侧的示范性图像传感器。图2B说明可用于图像传感器的示范性CXD栅极的操作。图3A说明针对具有脉冲照明的系统中的三相位CCD的具有三个不同操作模式的示范性时序图。图3B说明如何基于CCD驱动信号的序列在传感器图像收集及存储区域中的不同方向中移位电荷。图4说明针对三相位(XD的示范性驱动信号及相关时序。【具体实施方式】图1说明经配置以将脉冲照明源106与例如晶片、掩模或光罩等连续移动对象101一起使用的示范性系统100。有利地，脉冲照明106可为长脉冲。用于脉冲照明106的示范性源可包含Q切换激光或脉冲灯。Q切换激光使用所述激光的光学共振器内的可变化衰减器以产生具有极高峰值功率的光脉冲。这些光脉冲比通过在连续模式中操作的相同激光产生的脉冲高得多。脉冲灯可通过深紫外线(DUV)准分子或极紫外线(EUV)源而实施。在一个优选实施例中，脉冲持续时间接近TDI的线周期或比TDI的线周期长。对于I微秒的线周期，适当照明可接近500ns或超过数十乃至数百微秒，显著受益于本专利技术的所描述的方法。在系统100中，光束分离器107将从脉冲照明源106引导照明脉冲到物镜104，物镜104将使所述光聚集到对象101上。接着将引导来自对象101的反射光到图像传感器110。注意为了简洁，在图1中未展示用于光的引导及聚焦的其它众所周知的光学组件。例如，1998年2月10日颁布的美国专利5，717，518及2012年7月9日申请的美国专利申请案13/554，954 (其两者以引用的方式并入本文中)描述可用于系统100中的示范性光学组件。耦合到图像传感器110的处理器120经配置以提供来自脉冲照明源106的照明脉冲与去往及来自图像传感器110的控制及数据信号的同步，以及图像数据的分析(在下文中详细描述)。在上文所描述的配置中，对象101具有对象运动103且图像传感器110具有图像运动109。根据系统100的一个方面，由于对象运动103，照明区域将跨对象101连续移动，如由照明区域102a(例如，时间周期N)、先前照明区域102b (例如，时间周期N-1)及先前照明区域102c (例如，时间周期N-2)所指示。照明区域102a、102b及102c中的每一者可为细矩形形状的区域(为了便于观看未按比例展示)。注意为了简洁，分开展示所述区域，但或为了缺陷检测期间的额外冗余及性能，所述区域可重叠以提供100%的成像覆盖。图2A说明包含位于图像区域203的每一侧上的两组读出电路201A及201B的示范性分裂读出图像传感器110。读出电路20IA及20IB可包含串行寄存器202A及202B以及读出放大器204A及204B以及例如传送门等其它组件。在2009年10月27日颁布的名为“TDI 传感器的连续计时(Continuous Clocking of TDI Sensors) ”的美国专利 7，609，309中描述读出电路201A及201B以及传感器110的其它组件的示范性实施例，所述美国专利以引用的方式并入本文中。图像区域203为二维(2D)像素阵列且图像的每一线在每一方向A及B中同时读出。接着，在最简单的情况中，一次一个像素地读出每一线。因此，在优选实施例中，串行寄存器202A及202B可分成多个寄存器区段(例如，图2A展示每一串行寄存器被分成六个区段本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种随着连续移动的对象操作图像传感器的方法，所述方法包括：在照明脉冲期间执行定时延迟积分模式TDI模式操作，其中在TDI模式操作期间仅在第一方向中移位通过所述图像传感器的像素存储的电荷；及在非照明期间执行分裂读出操作，其中在所述分裂读出操作期间在所述第一方向中移位通过所述图像传感器的第一像素存储的第一电荷，且同时在第二方向中移位通过所述图像传感器的第二像素存储的第二电荷，所述第二方向与所述第一方向相反。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：戴维·L·布朗，勇霍·亚历克斯·庄，尤里·尤迪特斯凯，
申请(专利权)人：科磊股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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