CN1469113A - 缺陷探测的装置和方法及其程序 - Google Patents

Abstract

参考掩模产生部分、检查掩模产生部分、缺陷探测部分，被排列在缺陷探测装置的控制部分内。根据拍摄的检查目标衬底的图象(检查图象数据)，检查掩模产生部分对待要检查的焊接区图形执行轮廓匀平处理，并借助于用由参考掩模产生部分产生的参考掩模数据进行逻辑OR而产生检查掩模数据。根据这样产生的检查掩模数据，检查图象数据被检查。而且，缺陷探测部分对先前探测的某些缺陷执行区域接合处理。在各个微观缺陷聚集形成缺陷的情况下，缺陷探测部分将它们探测为缺陷，然后产生缺陷数据。因此，抑制了衬底上缺陷的遗漏，同时高速执行图象处理。

Description

缺陷探测的装置和方法及其程序

技术领域

本发明涉及到用图象处理方法探测包含在图象中的特定目标区域的技术。

背景技术

在诸如印刷电路板之类的衬底的制造步骤中，在形成于衬底上的焊接区图形(例如电路和布线图形)上出现各种缺陷。图21示出了这种缺陷的例子。通常已知有一种涉及到用来探测图21所示焊接区图形缺陷的检查装置的技术。

在利用上述技术的检查装置中，衬底图象被拍摄，并对拍摄的图象进行预定的图象处理以探测缺陷。常规检查装置和图象处理的工作简要地描述如下。

首先，用预定的阈值，对由工作人员目测或连续性测试选择的无缺陷衬底的图象中的各个象素的象素数值进行二进制数字化，从而产生参考掩模图象。

接着，根据产生的参考掩模图象以及待要检查的衬底的图象(检查图象)，产生用来设定衬底上检查区域的检查掩模图象。

然后，当根据检查掩模图象选择在检查区域中形成焊接区的象素时，对检查图象中被选择的象素的色彩密度是否在阈值范围内进行检查。根据此结果，判断各个象素是否构成缺陷的象素(亦即缺陷象素)，从而产生缺陷图象，其各个象素由表明缺陷象素或非缺陷象素的象素数值来表示。

而且，根据缺陷图象，缺陷区域被取样，这是其中缺陷象素彼此相邻的区域，并能够被认为是一个形成单一缺陷的区域。借助于根据诸如此缺陷区域的位置和尺寸之类的特有特征而判断此缺陷区域是否是缺陷，来执行缺陷探测。

然后，工作人员检查并判断由检查装置探测到的各个缺陷是否确实是缺陷。

应该指出的是，在衬底的各个制造步骤中不可能完全消除定位误差等，因此，即使无缺陷衬底也能够引起焊接区的位置和尺寸误差。当由具有这种误差的这一无缺陷衬底的图象产生的参考掩模图象被用于缺陷检查时，对准不良误差(例如，图21所示不是真正缺陷的部分)被认为是缺陷，引起焊接区轮廓部分中缺陷的错误探测。

因此，在利用上述技术的检查装置中，必须缩小掩模的面积，并借助于进一步对二进制数字化得到的图象执行缩小处理而产生参考掩模。但这种检查装置存在着缩小处理在参考掩模产生过程中引起死区(不经历任何缺陷探测的区域)以及缺陷探测速率降低的问题，导致遗漏更多的缺陷。

当先前被探测为缺陷的区域的尺寸小于预定面积(象素的数目)时，这一区域不被认为是缺陷，以便防止由图象不均匀性造成的缺陷的超额探测。因此，当面积小于预定面积的各个缺陷聚集时，这些缺陷可能没有被看到，虽然考虑到对产品的不利影响，它们应该被探测为单一缺陷。

而且，在利用上述技术的图象处理中，例如执行用来取样形成特定区域轮廓的象素(亦即轮廓象素)的处理，以便判断在哪个焊接区中包含被探测到的缺陷区域，即找到缺陷的位置(质心位置)。在这一处理中，借助于比较包含在图象中的所有象素及其相邻象素的象素数值，来取样轮廓象素。因此，这一处理要求大量的算术运算，从而无法高速执行图象处理。

发明内容

本发明的目的是一种用图象处理方法来探测包含在图象中的特定目标区域的技术。

根据本发明，缺陷探测装置包括：(a)图象拍摄部分，用来拍摄衬底的图象；(b)参考掩模产生元件，用来根据图象拍摄部分所拍摄的无缺陷衬底的图象而产生参考掩模图象；(c)检查掩模产生元件，用来根据图象拍摄部分所拍摄的检查目标衬底的图象和参考掩模图象而产生检查掩模图象，此检查掩模产生元件包括(c-1)匀平元件，它利用由不少于3个象素组成的第一轮廓取样器来描绘形成在检查目标衬底上的图形(“检查图形”)的轮廓，并根据由第一轮廓取样器得到的检查图形的轮廓中的描绘轨迹来匀平检查图形的轮廓；(d)候选区域取样元件，用来根据检查掩模图象而从检查目标衬底的图象中取样缺陷候选区域；以及(e)探测元件，用来根据缺陷候选区域的特有特征而将缺陷候选区域探测为检查图形的缺陷。

这使得能够探测形成在检查目标衬底上的检查图形的缺陷，同时防止遗漏死区中的碎小缺陷。

参考掩模产生元件最好包括轮廓取样元件，借助于用由不少于2个象素组成的第二轮廓取样器描绘形成在无缺陷衬底上的图形(无缺陷图形)的轮廓而取样无缺陷图形的轮廓。

这使得能够高速取样形成在无缺陷衬底上的图形的轮廓。

本发明的另一目的是一种探测缺陷的方法，它包括：图象拍摄步骤，用来将检查目标衬底上的目标区域拍摄为图象；以及轮廓取样步骤，借助于用由不少于2个象素组成的轮廓取样器描绘图象中的目标区域的轮廓而取样目标区域的轮廓。

因此，本发明的第一目的是提供一种技术，用来抑制缺陷遗漏，同时抑制由定位误差或图象不均匀性造成的缺陷错误探测和超额探测。

本发明的第二目的是提供一种技术，当用图象处理方法从图象取样预定区域轮廓时，此技术能够高速处理。

从结合附图的本发明的下列详细描述中，本发明的这些和其它的目的、特点、情况、以及优点将变得更为明显。

附图说明

图1示出了根据本发明第一优选实施方案的缺陷探测装置的功能结构；

图2是方框图，与用缺陷探测装置的CPU实现的数据流一起示出了各个功能结构；

图3是缺陷探测装置的工作流程图；

图4是流程图，示出了检查条件设定过程的细节；

图5是流程图，示出了无缺陷轮廓数据产生过程的细节；

图6是流程图，示出了轮廓取样过程的细节；

图7A-7D分别示出了取样杆的旋转起始候选位置；

图8A-8C和图9A-9C示出了取样杆在轮廓取样过程中的工作；

图10解释了缺陷探测装置利用取样杆对轮廓进行取样的原理；

图11是流程图，示出了缺陷探测装置中检查过程的细节；

图12是流程图，示出了检查掩模产生过程的细节；

图13是流程图，示出了轮廓匀平过程的细节；

图14解释了轮廓被匀平的原理；

图15A和15B示出了对准不良的缺陷出现在检查图形中的情况；

图16和17是流程图，示出了当缺陷探测部分探测缺陷时待要执行的区域接合过程的细节；

图18A和18B解释了各个区域被接合的原理；

图19示出了根据本发明第二优选实施方案的缺陷探测装置；

图20是方框图，示出了第二优选实施方案中的计算机的结构；而

图21示出了焊接区图形中缺陷的例子。

具体实施方式

图1示出了第一优选实施方案的缺陷探测装置1的功能结构。此缺陷探测装置1包含装载器10，由工作人员或传输机构(未示出)将衬底90装入其中；装载机构11，用来从装载器10取出衬底90并将衬底90装入检查平台12；检查平台12，用来将衬底90夹持在预定位置；卸载机构13，用来从检查平台12取出衬底90，并将衬底90卸载到卸载器14a或14b；卸载器14a和14b，工作人员或传输机构(未示出)用其从缺陷探测装置1取出衬底90；图象拍摄部分15，用来拍摄检查平台12上的衬底90的图象；以及照明部分16，当图象拍摄部分15拍摄图象时，用来照明。

如图1中箭头所示，装载机构11被构造成分别接近装载器10和检查平台12，并在例如用传输臂(未示出)将衬底90夹持的情况下，具有传输衬底90的功能。在一种变通情况中，装载机构11可以具有将检查平台12上的衬底90翻转的功能。这使缺陷探测装置1能够检查衬底90的二个表面。

检查平台12用定位部件(未示出)夹持衬底90，使之与图象拍摄部分15具有预定的位置关系。

如图1中箭头所示，卸载机构13被构造成分别接近检查平台12和卸载器14a和14b，并在例如用传输臂(未示出)将衬底90夹持的情况下，具有传输衬底90的功能。根据来自CPU 20的选择信号，卸载机构13将检查平台12上的衬底90传输到卸载器14a或14b。

利用卸载机构13，其中没有被检查步骤探测到任何缺陷的衬底90，被传输到卸载器14a，而其中被检查步骤探测到了缺陷的衬底90，被传输到卸载器14b。

于是，由于卸载机构13具有衬底90的多个传输目的地，故有可能例如将衬底90分成二类，一类是其中被检查步骤探测到了缺陷的，而另一类是其中未被检查步骤探测到缺陷的。

在一种变通情况下，装载机构11或卸载机构13也可以用作检查平台12。例如，有可能借助于在传输衬底90的过程中将装载机构11(或卸载机构13)停止在预定位置处来拍摄图象。或者，将诸如皮带传输器之类的装载机构11(或卸载机构13)放置成当衬底90到达此装载机构11的预定位置时，图象拍摄部分15执行图象拍摄。亦即，有可能采用在拍摄衬底90的图象时能够将衬底90大致夹持在相对于图象拍摄部分15的设定位置处的任何结构。

此图象拍摄部分15具有一般数码相机的功能，并被排列在面对夹持在检查平台12上的衬底90的位置处。根据来自CPU 20的图象拍摄指令信号，图象拍摄部分15对诸如形成在衬底90上的电路和布线之类的图形(亦即焊接区图形)的图象进行拍摄。此时，照明部分16适当地提供照明，以便拍摄到清楚的图象。焊接区图形的图象，亦即这样拍摄到的图象，然后被传送到CPU 20作为数字数据。

缺陷探测装置还包括：作为用来控制各个组成部分的控制部分2的CPU 20，它执行各种数据的算术运算并产生控制信号；暂时储存数据的RAM 21；储存程序220的ROM(只读存储器)22；运算部分23，工作人员通过它将指令输入到缺陷探测装置1；用来显示各种数据图象的显示器24；以及将各种数据储存在磁盘中的储存器件25等。储存器件25可以是一种读出器件，它将数据写入到便携式记录媒质(例如磁性光盘或储存卡)上并从中读取数据。

图2示出了与借助于缺陷探测装置1的CPU 20执行储存在ROM 22中的程序而实现的数据流一起的各个功能结构。在图2中，参考掩模产生部分200、检查掩模产生部分201、缺陷探测部分202、以及数据摄取部分203，是待要由CPU 20实现的功能结构。

根据是为待要被图象拍摄部分15拍摄的先前被判断为无缺陷的衬底90(以下称为“无缺陷衬底91”)的图象的无缺陷图象数据100，参考掩模产生部分200产生参考掩模数据101。

而且，根据无缺陷图象数据100，参考掩模产生部分200产生表明形成在无缺陷衬底91上的焊接区图形的轮廓(以下称为“无缺陷图形”)的无缺陷轮廓数据104。

具体地说，参考掩模产生部分200主要构成本发明中的参考掩模产生元件。稍后将描述参考掩模产生方法的细节。参考掩模数据101是一种数据，它表明构成焊接区即使是衬底90上在各个制造步骤中具有对准不良误差的焊接区的必须的象素。

根据是为待要被图象拍摄部分15拍摄作为检查目标的衬底90(以下称为“检查目标衬底92”)的图象的检查掩模图象数据102以及由参考掩模产生部分200产生的参考掩模数据101，检查掩模产生部分201产生检查掩模数据103。亦即，检查掩模产生部分201主要构成本发明中的检查掩模产生元件。检查掩模数据103是一种数据，它指明包含在检查图象数据102中的各个象素中的待要被检查的象素。

根据检查掩模产生部分201产生的检查掩模数据103，缺陷探测部分202从图象拍摄部分15所拍摄的检查图象数据102中取样缺陷候选区域。根据被取样的缺陷候选区域的诸如其位置和尺寸之类的特有特征，缺陷探测部分202还判断被取样的缺陷候选区域是缺陷或不是缺陷，然后将先前被判断为缺陷的缺陷候选区域探测为缺陷。亦即，缺陷探测部分202主要构成候选取样元件和探测元件。

此外，相对于各个被探测的缺陷，缺陷探测部分202产生缺陷数据105，它指明具有此缺陷的焊接区的标识符、位置、以及尺寸。

数据摄取部分203具有根据工作人员在操作部分23上的操作所输入的信号来处理各种数据的功能。

而且，数据摄取部分203执行数据处理，并从缺陷探测装置1的各个组成部分接收数据以及将数据送到缺陷探测装置1的各个组成部分。例如，它将图象拍摄部分15所拍摄的图象数据储存在储存器件25中，对缺陷数据105进行必要的处理以便将其显示在显示器24上，或者在RAM 21与储存器件25之间执行数据传输。

以上是对第一优选实施方案中缺陷探测装置1的结构的描述。下面是缺陷探测装置1的工作。

图3是流程图，示出了缺陷探测装置1的工作。在缺陷探测装置1中，首先执行检查条件的设定过程(步骤S1)。图4是流程图，示出了步骤S1中检查条件设定过程的细节。

在检查条件设定过程中，首先，装载机构11将无缺陷衬底91从装载器10传输到检查平台12(步骤S11)，且图象拍摄部分15拍摄被检查平台12夹持的无缺陷衬底91的图象，致使无缺陷图象数据100被传送到数据摄取部分203(步骤S12)。当用图象拍摄部分15完成图象拍摄时，卸载机构13将无缺陷衬底91卸载到卸载器14a，无缺陷衬底91藉以从缺陷检查装置1被卸载。

随后，等待条件延续，直至工作人员设定检查区域(步骤S13)，然后借助于对无缺陷图象数据100进行二进制数字化而使产生参考掩模产生部分200产生数据(步骤S14)。

在一种变通结构中，待要被图象拍摄部分15拍摄的区域可以预先被设定为检查区域，以便仅仅拍摄检查区域的图象。二进制数字化是一种处理，其中构成图象数据的各个象素的象素数值与预定的阈值进行比较，且具有预定阈值或以上的象素的象素数值以及具有预定阈值以下的象素的象素数值分别被设定为“1”和“0”。由于焊接区图形被拍摄成衬底90上的亮区，故构成此图形的象素的象素数值被设定为“1”，而除了图形之外的衬底90的区域是暗的，故被设定为“0”。

在步骤S14中的二进制数字化之后，执行无缺陷轮廓数据产生过程(步骤S15)。

图5是流程图，示出了缺陷探测装置1的无缺陷轮廓数据产生过程的细节。在此过程中，首先，参考掩模产生部分200拍摄取样杆T的象素数目L，相当于取样杆T的长度(步骤21)。图10示出了取样杆T，稍后将要描述，相当于本发明的第二轮廓取样器。

随后，参考掩模产生部分200探测起始象素S(步骤S22)。起始象素S是取样杆T从中开始轮廓象素取样的位置处的一个象素。例如，沿预定方向从借助于对无缺陷图象数据100进行二进制数字化而得到的数据中的末端象素执行扫描，且一开始被探测为具有“1”的象素数值的象素替换起始象素S。在第一优选实施方案中，取样杆T的象素数目L是“2”。

如稍后将要详细描述的那样，取样杆T是由排列成不同方向的二个象素组成的象素系列，且移动，以便借助于绕设定在取样杆T上的支轴点象素O旋转并适当地移动支轴点象素O而描绘无缺陷图形的一系列轮廓象素。

当在步骤S22中探测到起始象素S(步骤S23中的“是”)时，探测到的起始象素S被储存作为无缺陷图形的轮廓象素，然后执行轮廓取样过程(步骤S24)。

图6是流程图，示出了轮廓取样过程的细节。图7A-7D分别示出了取样杆T的旋转开始候选位置(位置ROT1-ROT4)。

在图7A-7D中，黑点所示的象素(X2，Y2)是支轴点象素O，它是取样杆T的旋转中心。在第一优选实施方案中，下列位置被预先确定为候选位置：

位置ROT1(图7A)：沿横向的位置，其中支轴点象素O位于左端；

位置ROT2(图7B)：沿纵向的位置，其中支轴点象素O位于上端；

位置ROT3(图7C)：沿横向的位置，其中支轴点象素O位于右端；

位置ROT4(图7D)：沿纵向的位置，其中支轴点象素O位于下端，

取样杆T从上述位置开始旋转，以便探测轮廓象素(亦即旋转开始候选位置)，且上述位置被选择性地储存作为旋转开始位置。虽然旋转开始候选位置被确定为取样杆T的旋转量各为90度，但不局限于此，也可以确定各为45度，从而得到8个旋转开始候选位置。旋转开始位置的起始值被设定为ROT1。

在轮廓取样过程中，首先，在步骤S22中探测到的起始象素S(图5)被设定为取样杆T的支轴点象素O(步骤S31)。

随后，根据旋转开始位置的起始值，取样杆T被设定为位置ROT1，并旋转开始位置被减小(步骤S32)。这些旋转开始候选位置依次被称为：位置ROT1、位置ROT2、位置ROT3、位置ROT4、位置ROT1、...。在步骤S32中，当前旋转开始位置之前的旋转开始候选位置，被重新储存作为旋转开始位置。在第一优选实施方案中，此过程被称为“旋转开始位置的减小”，而当前旋转开始位置之后将旋转开始候选位置储存作为新的旋转开始位置的过程，被称为“旋转开始位置的增大”。

由于旋转开始位置的起始值是位置ROT1，故在步骤S 32中，旋转开始位置被减小，致使位置ROT4成为新的旋转开始位置。

在设定取样杆T之后，就判断是否探测到了轮廓象素(步骤S33)。在步骤S33的处理中，在形成取样杆T的各个象素中得到了支轴点O之外的象素(亦即探测目标象素)的象素数值，并在象素数值为“1”的象素存在的情况下，判断此象素已经被探测为轮廓象素。例如，如图7A所示，当取样杆T位于位置ROT1时，探测目标象素是象素(X3，Y2)。

当判断轮廓象素已经被探测到(步骤S33中的“是”)时，就判断探测到的轮廓象素是否起始象素S(步骤S37)。当不是起始象素S时，就储存步骤S33中探测到的轮廓象素的象素数值(即位置)，且探测到的轮廓象素替换支轴点象素O(步骤S38)，并从步骤S32重复此过程，以便探测下一个轮廓象素。

另一方面，当没有探测到轮廓象素(步骤S33中的“否”)时，取样杆T就沿时钟方向旋转一步(步骤S34)，且判断旋转之后的位置是否对应于图7A-7D所示旋转开始候选位置中的任何一个(步骤S35)。只有当旋转之后的位置对应于旋转开始候选位置之一时，旋转开始位置才被增大(步骤S36)。然后从步骤S33重复此过程。

下面将描述此情况的一个具体例子，此例子通过上述过程，借助于描绘其轮廓，取样杆T取样了无缺陷图形的轮廓。

图8A-8C和图9A-9C示出了取样杆T在轮廓取样过程中的工作，其中，黑点所示的象素是用作支轴点象素O的象素，在此点处，斜线所示的象素是形成无缺陷图形的象素(亦即象素数值为“1”的象素)，而灰色网格所示的象素是被取样作为轮廓象素的象素。

图8A示出了一种情况，其中象素(X3，Y2)被探测为起始象素S，此象素替换支轴点象素O，且取样杆T被设定为具有起始值的旋转开始位置(亦即位置ROT1)。然后，旋转开始位置被减小到位置ROT4。在此情况下，探测目标象素(X4，Y3)具有象素数值“0”，因此，没有轮廓象素被探测到(步骤S33中的“否”)。

图8B示出了一种情况，亦即借助于执行步骤S34而得到的情况，其中，处于图8A状态下的取样杆T沿时钟方向被旋转一步。在此例子中，由于取样杆T的位置不对应于任何旋转开始候选位置，故不执行步骤S36(在步骤S35中的“否”的情况下，此过程被返回到步骤S33)。但探测目标象素(X4，Y3)由于其象素数值为“1”(步骤S33中的“是”)而被探测为轮廓象素。而且，由于象素(X4，Y3)不是起始象素S，故象素(X4，Y3)在步骤S38中被储存作为轮廓象素。

参照图8C，被探测为轮廓象素的象素(X4，Y3)，取代了支轴点象素O，致使取样杆T被设定到旋转开始位置(位置ROT4)，相当于取样杆T沿无缺陷图形延伸的方向被移动，且旋转开始位置被减小到ROT3。由于在此情况下探测目标象素(X4，Y2)的象素数值为“0”，故没有轮廓象素被探测到。

随后，如图9A所示，当取样杆T被旋转一步时，象素(X5，Y2)被探测为轮廓象素，且象素(X5，Y2)被储存作为轮廓象素。而且，如图9B所示，象素(X5，Y2)成为支轴点象素O，且取样杆T被设定到旋转开始位置(位置ROT3)，致使旋转开始位置被减小到位置ROT2。

直至如图9C所示探测到轮廓象素，取样杆T从图9B所示状态被旋转了5步。在这些旋转过程中，当取样杆T分别位于位置ROT4和位置ROT1时，旋转开始位置被增大(亦即执行步骤S36)。在图9C所示的情况下，旋转开始位置即位置ROT2被增大二次，导致位置ROT4。

具体地说，在第一优选实施方案中的缺陷探测装置1中，取样杆T被设定到任何一个旋转开始候选位置(位置ROT1-ROT4)，并沿时钟方向绕其轴旋转，从而确定轮廓象素的探测顺序。例如，当取样杆T被设定为图7A所示的位置ROT1时，轮廓象素的探测从象素(X3，Y2)开始，随之以象素(X3，Y3)、象素(X2，Y2)、...、以及象素(X3，Y1)。每当探测到一个轮廓象素，此轮廓象素就替换支轴点象素O。在取样杆T返回到旋转开始位置之后，就探测新的轮廓象素，从而在其上摆动取样杆T的情况下，取样杆T就描绘无缺陷图形的轮廓。

回到图6，当被探测到的轮廓象素是起始象素S(步骤S 37中的“是”)时，这意味着取样杆T已经描绘了无缺陷图形的整个轮廓线。因此，被直到此时探测到的各个轮廓象素环绕的范围内各个象素的象素数值，被设定为“0”(步骤S39)，从而完成轮廓取样过程，然后返回到图5所示的过程。在第一优选实施方案中，若即使取样杆T旋转一周(旋转360度)也没有探测到轮廓象素，则起始象素S的象素数值被设定为“0”，然后返回到图5所示的过程。

图10补充示出了缺陷探测装置1利用取样杆T探测轮廓的原理。如图10所示，取样杆T顺序摆动图5所示步骤S24中轮廓取样过程中虚线所示的位置。

于是，利用各个轮廓象素作为支轴点象素O来旋转取样杆T的过程，是为了探测下一个象素沿其出现在轮廓线上的方向。在移动取样杆T之后重复相似的过程，以便利用沿探测方向的下一个轮廓象素作为支轴点象素O来返回取样杆T的旋转位置，其理由是利用取样杆T的摆动来相继地描绘无缺陷图形的轮廓线，并根据已经转了轮廓一圈的取样杆T的描绘轨迹，无缺陷图形的轮廓线被表示为封闭环。

具体地说，借助于摆动有至少二个象素组成的取样杆T，有可能描绘无缺陷图形的轮廓并对其轮廓待要取样的区域的轮廓(例如无缺陷图形)进行取样。这使轮廓取样处理速度能够比常规轮廓取样更高，常规轮廓取样是借助于比较构成图象的所有象素的象素数值与其各个相邻象素的象素数值而执行的。

回到图5，当利用起始象素S作为轮廓象素完成无缺陷图形的轮廓取样处理(步骤S24)时，沿预定方向从起始象素S的下一个象素重新开始扫描，轮廓取样过程(步骤S24)从而被重复，直至没有新的起始象素S被探测到(步骤S23)。

当没有新的起始象素S被探测到时，根据步骤S38中储存的轮廓象素数据，参考掩模产生部分200产生无缺陷轮廓数据104(步骤S25)，从而完成无缺陷轮廓数据产生过程，然后返回到图4所示的过程。

回到图4，当在步骤S15中完成无缺陷轮廓数据产生过程时，参考掩模产生部分200产生参考掩模数据101，其产生方式使利用无缺陷图象数据100的二进制数字化而得到的数据进一步在无缺陷图形范围内经受二维减小处理(步骤S16)。此减小处理的执行方式是例如其周围有象素数值为“0”的象素的一个象素被设定为“0”。当然也可以采用其它的方式。

等待条件持续，直至工作人员设定检查方法(步骤S17)。在设定检查方法之后，就完成了检查条件的设定，然后返回到图3所示的过程。

作为一般的检查方法，存在例如根据象素的色彩密度来探测缺陷的方法，以及借助于测量图形的尺度来探测缺陷的方法。在第一优选实施方案中，仅仅描述了采用前一种方法的情况。由于被缺陷探测装置1的图象拍摄部分15所拍摄的衬底90的图象是单色图象，故被拍摄图象中各个象素的象素数值被直接用作色彩密度，且此色彩密度仅仅是表示象素密度的数值。作为变通，在图象拍摄部分15拍摄彩色图象的情况下，可以根据按各个象素的红、绿、蓝得到的各个象素数值的总和来确定色彩密度。同时，在检查条件设定过程中设定的检查区域、检查方法、以及各种数据，被数据摄取部分203储存在储存器件25中作为检查条件，且若有需要，就被读入到RAM 21中。

回到图3，当在步骤S1中完成检查条件设定过程时，缺陷探测装置1就执行检查过程(步骤S2)。

图11是流程图，示出了缺陷探测装置1中的检查过程的细节。在此检查过程中，首先，数据摄取部分203将储存在储存器件25中的检查条件读入到RAM 21中(步骤S41)，且装载机构11将检查目标衬底92从装载器10传输到检查平台12(步骤S42)。

随后，图象拍摄部分15拍摄查目标衬底92的图象，并将其图象数据传送到数据摄取部分203(步骤S43)。根据有关检查条件指明的检查区域，数据摄取部分203产生检查图象数据102(步骤S44)。

当完成检查图象数据102的产生时，检查掩模产生部分201就对检查图象数据102进行二进制数字化，以便得到数据(步骤S45)，并根据此数据以及参考掩模产生部分200所产生的参考掩模数据101而执行检查掩模产生过程(步骤S46)。

图12是流程图，示出了此检查掩模产生过程的细节。在此过程中，首先得到了稍后要在图14中描述的取样杆TS(对应于本发明中的第一轮廓取样器)的象素数目LS(步骤S51)，然后探测起始象素SS(步骤S52)。此象素数目LS在第一优选实施方案中是“5”。

随后，判断是否探测到了起始象素SS(步骤S53)。当探测到了时，就完成了轮廓匀平过程(步骤S54)。

图13是流程图，示出了轮廓匀平过程的细节，其中执行与图6所示轮廓探测过程大致相同的过程。

在轮廓匀平过程中，首先，在步骤S52(图12)中探测的起始象素SS被确定为支轴点象素OS(步骤S61)。根据旋转开始位置的起始值，取样杆TS被设定在位置ROT1，然后减小旋转开始位置(步骤S62)。

在设定取样杆TS之后，就判断轮廓象素是否被探测到(步骤S63)。当此判断导致轮廓象素已经被探测到时，就进一步判断被探测到的轮廓象素是否起始象素SS(步骤S67)。当探测到的轮廓象素不是起始象素SS时，就将存在于支轴点象素OS与步骤S63中探测到的轮廓象素之间的象素储存作为轮廓象素，且探测到的轮廓象素替换支轴点象素OS(步骤S68)。为了探测下一个轮廓象素，从步骤S62重复此过程。

当没有轮廓象素被探测到(步骤S63中的“否”)时，取样杆TS沿时钟方向被旋转一步(步骤S64)，并判断旋转之后的位置是否对应于任何一个旋转开始候选位置(步骤S65)。只有当旋转之后的位置对应于一个旋转开始候选位置时，旋转开始位置才增大(步骤S66)。然后，此过程从步骤S63被重复。

与图6所示无缺陷图形的轮廓取样的情况相似，在轮廓匀平过程中，用各个轮廓象素作为支轴点象素OS来旋转取样杆TS的目的是为了探测下一个象素沿其存在于轮廓线上的方向。同样，在移动取样杆TS之后，重复相似的过程，以便用沿被探测到的方向的下一个轮廓象素作为支轴点象素OS来返回取样杆TS的旋转位置，其理由是借助于摆动取样杆TS来相继描绘检查图形的轮廓线，并根据轮廓已经被转了一圈的取样杆TS的描绘轨迹，沿检查图形的轮廓线执行匀平过程。

当探测到的轮廓象素是起始象素SS(步骤S67中的“是”)时，这意味着取样杆TS已经描绘了检查图形的整个轮廓线。因此，直到此时被探测到的各个轮廓象素所环绕的区域内的各个象素的象素数值，被设定为“0”(步骤S69)，从而完成轮廓取样过程，然后返回到图12所示的过程。虽然在图13中未示出，但若即使取样杆TS旋转一周(旋转360度)也没有探测到轮廓象素，则起始象素SS的象素数值被设定为“0”，然后返回到图12所示的过程。

返回到图12，当利用起始象素SS作为轮廓象素的轮廓匀平过程完成(步骤S54)时，沿预定方向从起始象素SS的下一个象素重新开始扫描，轮廓匀平过程(步骤S54)从而被重复，直至没有新的起始象素SS被探测到(步骤S53)。

图14解释了轮廓匀平过程的原理。如图14所示，当检查图形具有碎小缺陷(斜线所示的区域)时，即使借助于在检查图形与其区域由于缩小处理而窄于检查图形的参考掩模之间进行逻辑OR而产生检查图形，检查掩模的轮廓仍然与检查图形的轮廓相同。

此处，检查掩模是用来确定要对其进行色彩密度检查的象素的掩模(色彩密度检查仅仅对检查掩模中象素数值为“1”的象素进行)。因此，当用此检查掩模进行检查时，对位于碎小缺陷处的象素不进行检查，因为此部分成为了死区。因此，用常规技术不可能将图14所示的碎小缺陷探测为缺陷，导致缺陷遗漏。

而在第一优选实施方案的缺陷探测装置1中，如图14所示，借助于用是为由排列成不同方向的5个象素组成的象素序列的取样杆TS来描绘检查图形，有可能在轮廓上跳过存在于检查图形中的碎小缺陷，从而匀平检查图形的轮廓。亦即，借助于适当地设定取样杆TS的象素数目LS，能够匀平诸如检查图形之类的区域的轮廓。

在借助于在参考掩模与在稍后待要描述的过程中被这样匀平的检查图形的轮廓环绕的区域之间进行逻辑OR而产生检查掩模的情况下，产生的检查掩模对应于图14中被粗线所示轮廓环绕的区域。

若这一检查掩模被用来对检查图形的各个象素执行色彩密度检查，则位于碎小缺陷部分处的各个象素也被检查。当象素的色彩密度不大于阈值时，此象素在稍后要描述的过程中就被探测为缺陷。

亦即，在缺陷检查装置1中，根据检查图象数据102，对形成在检查目标衬底92上的检查图形进行轮廓匀平处理，并在参考掩模数据101与其轮廓已经被匀平了的检查图形之间进行逻辑OR而产生检查掩模数据103。因此，有可能探测出现在检查图形轮廓部分处的碎小缺陷。

虽然在第一优选实施方案中，取样杆TS的象素数目LS是“5”，但不局限于此，取决于待要探测为缺陷的碎小缺陷的尺寸，象素数目可以是不小于“3”的任何数目。象素数目LS不小于“3”的理由是为了使取样杆TS具有跳过碎小缺陷的搭桥功能。此外，即使在焊接区中出现对准不良错误，在检查图形的轮廓中也不出现任何不均匀性。因此，有可能得到与对其不执行匀平处理的检查图形轮廓大致相同的检查图形轮廓。这就抑止了由于均平处理引起错误探测的增大。

这是一种借助于在检查图形与参考掩模图形之间进行逻辑OR来产生检查掩模的常规技术。采用此技术的理由是，用仅仅由检查图形产生的检查掩模难以探测对准不良误差。

图15A和15B示出了对准不良缺陷出现在检查图形中的情况。虽然图15A和15B所示的参考掩模先前经受了缩小处理(见图4步骤S17)以便允许微小的对准不良，但即使与此参考掩模比较时，此处仍然存在着其它的对准不良。因此，由于如上所述参考掩模是用来指明应该形成焊接区图形的不可缺少的区域，故应该探测这种情况。

但在采用仅仅用检查图形形成的检查掩模(亦即仅仅以形成检查图形的象素作为检查目标的检查掩模)的检查中，这一检查图形由于没有几何缺陷(例如碎小缺陷)而可能被判断为正常。利用这一检查掩模，不可能将检查图形本身的对准不良探测为缺陷。

另一方面，利用图15B所示借助于在参考掩模与检查图形之间执行逻辑OR而得到的这种检查掩模，位于斜线所示区域内的象素也经受稍后要描述的处理。当此区域中的象素的象素数值小于阈值时，此象素被探测为缺陷，致使能够探测到任何对准不良缺陷而无遗漏。

回到图12，当没有新的起始象素SS被探测到(步骤S53中的“否”)时，检查掩模产生部分201分别将被步骤S68中储存的轮廓象素(如上所述，检查图形的轮廓被取样为匀平了的轮廓)环绕的区域中的象素的象素数值以及位于此区域外面的象素的象素数值设定为“1”和“0”。然后，检查掩模产生部分201用参考掩模数据101进行逻辑OR，以便产生检查掩模数据103(步骤S55)，从而完成检查掩模数据产生过程，然后返回到图11所示的过程。

回到图11，当在步骤S46中完成检查掩模数据产生过程时，根据检查掩模数据103和检查图象数据102，缺陷探测部分202对很可能具有缺陷的区域(缺陷候选区域)进行取样(步骤S47)。

具体地说，缺陷探测部分202得到了检查图象数据102中的象素的象素数值，在检查掩模数据103中具有“1”的象素数值。当此象素数值不小于预定阈值U时，此象素数值被认为是亮区(焊接区区域)。另一方面，当此象素数值小于预定阈值U时，缺陷探测部分202认为它是暗区(不形成焊接区的缺陷区域)，并将此象素取样为构成缺陷候选区域的象素。

而且，根据被取样的缺陷候选区域的特有特征，缺陷探测部分202判断此缺陷候选区域是否真正是缺陷，且仅仅被判断为缺陷的缺陷候选区域才被探测为缺陷(步骤S48)。

具体地说，首先，借助于对被取样的缺陷候选区域进行图6所示的轮廓取样处理，缺陷候选区域的轮廓被取样。在轮廓取样过程之前，缺陷候选区域的象素数值和其它区域的象素数值分别被预先改变为“1”和“0”，然后被反转。

随后，找出由被取样的各个缺陷候选区域的轮廓环绕的区域的象素数目，以便得到各个缺陷候选区域的尺寸，且尺寸大于预定阈值V者被取样为缺陷。

而且，根据无缺陷轮廓数据104，各个图象缺陷候选区域被它们包含在其中的检查图形的类型分类，并计算包含在同一个检查图形中的缺陷候选区域的数目。缺陷候选区域不少于预定数目N的检查图形，被认为是缺陷图形，且所有包含在此检查图形中的缺陷候选区域都被取样为缺陷。作为变通，当包含在同一个检查图形中的缺陷候选区域的象素数目不少于预定数值W时，此检查图形可以被认为是缺陷图形。

上述预定阈值V、预定数目N、以及预定数值W，是根据每个图形允许的缺陷的数目和面积而预先设定作为检查条件的一些数值。

而且，为了探测各个缺陷候选区域聚集的情况，执行区域接合处理。图16和17是流程图，示出了当缺陷探测部分202执行缺陷探测时的区域接合处理细节。

在区域接合处理中，首先，拍摄稍后要描述的图18B所示且对应于本发明第三轮廓取样器的取样杆TR的象素数目LR(步骤S71)，并探测起始象素SR(步骤S72)。然后，判断是否探测到了起始象素SR(步骤S73)。虽然象素数目LR是预定数值“3”或以上，但在第一优选实施方案中，象素数目LR是“10”。

当起始象素SR被探测到(步骤S73中的“是”)时，被探测到的起始象素SR替换取样杆TR的支轴点象素OR(步骤S81)。取样杆TR于是根据旋转开始位置的起始值被设定为位置ROT1，旋转开始位置于是被减小(步骤S82)。

在设定取样杆TR之后，判断是否探测到了轮廓象素(步骤S83)。当此判断得出轮廓象素已经被探测到时，就进一步判断被探测到的轮廓象素是否起始象素SR(步骤S87)。当被探测到的轮廓象素不是起始象素SR时，被探测到的轮廓象素与支轴点象素OR之间的所有象素就被储存作为轮廓象素，且探测到的轮廓象素替换支轴点象素OR(步骤S88)。返回到步骤S82中的过程，轮廓象素探测持续，直至探测到的轮廓象素对应于起始象素SR。

当没有探测到轮廓象素(步骤S83中的“否”)时，取样杆TR沿时钟方向被旋转一步(步骤S84)，并判断旋转之后的位置是否对应于任何一个旋转开始候选位置(步骤S85)。仅仅当旋转之后的位置对应于一个旋转开始候选位置时，旋转开始位置才被增大(步骤S86)。然后从步骤S83重复此过程。

当探测到的轮廓象素是起始象素SR(步骤S87中的“是”)时，这意味着取样杆TS已经描绘了缺陷候选区域的整个轮廓线。因此，直到此时被探测到的各个轮廓象素所环绕的区域内的各个象素的象素数值，被设定为“0”(步骤S89)。返回到图16所示的过程，沿预定方向从起始象素SR的下一个象素重新开始扫描，以便探测新的起始象素SR(步骤S72)。虽然在图17中未示出，但若即使取样杆TS旋转一周(旋转360度)也没有探测到轮廓象素，则起始象素SR的象素数值被设定为“0”，然后返回到图16所示的过程。

步骤S72、S73、以及S81-S89中的处理被重复，直至没有新的起始象素SR被探测到(步骤S73中的“否”)。在不存在任何新的起始象素SR的情况下，根据步骤S88中储存的轮廓象素，执行缺陷探测(步骤S74)。当完成区域接合过程时，返回到图11所示的对缺陷候选区域进行取样的过程。

图18A和18B解释了缺陷探测装置1中的区域接合过程的原理。如图18A所示，虽然多个缺陷候选区域被聚集的情况应该被探测为缺陷，但各个缺陷候选区域的象素数目小于预定的阈值V，故常规技术无法将其探测为缺陷，导致缺陷遗漏。

而在第一优选实施方案的缺陷探测装置1中，是为由排列成不同方向的10个象素组成的象素系列的取样杆TR，描绘了缺陷候选区域。从而如图18B所示，其轮廓之间的距离不大于预定数值(象素数目LR)的多个缺陷候选区域，彼此能够被搭桥过程接合，致使这些缺陷候选区域形成一个单一缺陷候选区域。在此过程中，利用各个轮廓象素作为支轴点象素OR而旋转取样杆TR的目的是进行轮廓描绘，同时对在离支轴点象素OR预定距离之内的是为轮廓象素中在取样杆TR旋转时的第一个遇到者的轮廓象素(不局限于构成与支轴点象素OR相同的缺陷区域的轮廓象素)形成搭桥。而且，在移动取样杆TR以便利用探测到的方向中的下一个轮廓象素作为支轴点象素OR来返回取样杆TR的旋转位置之后，重复相似的过程。此过程是为了通过上述搭桥过程，借助于摆动取样杆TR来进行轮廓接合，从而将新的缺陷候选区域表示为封闭环。

被这样接合的缺陷候选区域，成为一个象素数目不小于预定阈值V的缺陷候选区域，因而可以被探测为缺陷。在此情况下，由于缺陷在区域接合过程之后被探测，故在小于预定数值V的各个缺陷聚集的情况下，也有可能将此缺陷候选区域识别为缺陷。虽然在第一优选实施方案中象素数目LR被设定为“10”，但不局限于此，根据被探测缺陷中各个轮廓之间的距离，可以设定“3”或以上的任何象素数目。

回到图11，当完成缺陷探测时，根据探测到的缺陷，缺陷探测部分202产生缺陷数据105，并终止检查过程，返回到图3所示的过程。

缺陷数据105包含(i)借助于执行缺陷区域的轮廓取样过程(图6)以及借助于根据缺陷轮廓从缺陷的重心位置找到的缺陷位置；(ii)是为包含在缺陷轮廓中的象素数目的缺陷尺寸；以及(iii)具有根据在无缺陷轮廓数据104所示的焊接区轮廓中缺陷的重心位置存在于哪个轮廓处而确定的缺陷的焊接区的标识符。例如，数据摄取部分203在显示器24上显示缺陷数据105，以便在工作人员检查缺陷时作为参考。

回到图3，当在步骤S2中完成检查过程时，在缺陷探测装置1中，卸载机构13将夹持在检查平台12上的检查目标衬底92卸载到卸载器14a或14b。此时，其中未被检查过程探测到缺陷的检查目标衬底92，被卸载到卸载器14a，而其中已经被探测到缺陷的衬底92，被卸载到卸载器14b。

利用这一结构，缺陷探测装置1能够根据缺陷的存在而对检查目标衬底92进行分类。

而且，根据装载器10上检查目标衬底92的存在，判断检查是否完成(步骤S3)。当要检查的检查目标衬底92存在于装载器10上时，从步骤S2重复此过程。另一方面，当由于装载器10上不存在检查目标衬底92而完成检查时，就终止此过程。

这样，在第一优选实施方案的缺陷探测装置1中，以下列方式产生检查掩模，即，由至少3个象素组成的取样杆TS描绘检查图形区域，以便匀平此区域的轮廓。这在允许对准不良错误等的情况下抑制了碎小缺陷的遗漏。同时执行轮廓匀平过程以及对被匀平了的轮廓的取样过程，与二个过程被分别执行的情况相比，提高了图象处理的速度。

而且，轮廓取样过程能够被高速执行，致使在可行的处理时间内执行基于缺陷和图形轮廓的缺陷探测处理。

而且，由于此处理，其轮廓之间的距离不大于预定数值的多个缺陷候选区域被彼此接合，使之成为一个单一缺陷候选区域，因而例如在微小缺陷聚集的情况下，有可能防止遗漏缺陷。这导致高精度的缺陷探测。

第一优选实施方案描述了整体构造的缺陷探测装置1对形成在衬底上的焊接区图形执行整个检查过程的情况。在一种变通中，分立的计算机可以执行检查过程中除了无缺陷衬底和检查目标衬底的图象拍摄之外的各个过程。

图19示出了根据基于上述原理的第二实施方案的缺陷探测系统3的结构。此缺陷探测系统3具有用来拍摄目标图象的图象拍摄相机4以及用来处理相机4所拍摄的图象的计算机5。

图象拍摄相机4拍摄图象，并经由传输电缆将得到的图象数据传送到计算机5。当然，此图象数据也可以经由诸如储存卡之类的储存媒质被传送到计算机5。

图20是方框图，示出了计算机5的结构。计算机5具有一般计算机系统构造，其执行各种算术运算的CPU 50、储存各种信息的RAM 51、以及储存基本程序的ROM 52被连接到总线。

此外，作为接收来自工作人员的输入的操作部分53的键盘53a和鼠标53b、显示各种信息的显示器54、将数据储存在诸如磁性光盘之类的储存媒质中的储存器件55、以及与图象拍摄相机4形成通信的通信部分56，例如经由界面(I/F)被适当地连接到总线。

程序550经由读出器件(未示出)被预先从便携式储存媒质读入到计算机5，并被储存在储存媒质55中。随后，程序550被复制到RAM51上，而CPU 50在RAM 51中的程序550下执行算术运算，致使计算机5作为在第一优选实施方案中的控制部分2而工作。

亦即，如在第一优选实施方案中那样，借助于使CPU 50及其外围结构作为参考掩模产生部分200、检查掩模产生部分201、缺陷探测部分202、以及数据摄取部分203而工作，从而产生缺陷数据105，所有这些都被示于图2中。

于是，如在第二优选实施方案的缺陷探测系统3中那样，利用由图象拍摄相机4和计算机5构成的系统，可以得到与第一优选实施方案相同的效果。

在上述优选实施方案中，利用此程序下的软件处理，实现了CPU的图象处理功能。在一种变通中，可以用专用硬件来植入这些功能的一部分或全部。

而且，用来摆动(旋转)取样杆的过程不局限于上述优选实施方案所述的过程。例如，可以在被探测到的轮廓象素替换支轴点象素且取样杆绕新的支轴点象素被旋转一步之后，开始对检查目标象素进行轮廓象素探测。在这样摆动取样杆的过程中，也可以得到与上述优选

实施方案相同的效果。

虽然已经详细地描述了本发明，但上述描述完全是示例性的而非限制性的。因此，要理解的是，能够提出各种各样的修正和改变而不偏离本发明的范围。

Claims (25)

1.一种缺陷探测装置，它包含：

(a)图象拍摄部分，用来拍摄衬底的图象；

(b)参考掩模产生元件，用来根据所述图象拍摄部分所拍摄的无缺陷衬底的图象而产生参考掩模图象；

(c)检查掩模产生元件，用来根据所述图象拍摄部分所拍摄的检查目标衬底的图象和所述参考掩模图象而产生检查掩模图象，所述检查掩模产生元件包含：

(c-1)匀平元件，它利用由不少于3个象素组成的第一轮廓取样器来描绘形成在所述检查目标衬底上的图形(“检查图形”)的轮廓，并根据由所述第一轮廓取样器得到的所述检查图形的轮廓中的描绘轨迹来匀平所述检查图形的轮廓；

(d)候选区域取样元件，用来根据所述检查掩模图象而从所述检查目标衬底的所述图象中取样缺陷候选区域；以及

(e)探测元件，用来根据所述缺陷候选区域的特有特征而将所述缺陷候选区域探测为所述检查图形的缺陷，

从而探测形成在所述检查目标衬底上的所述检查图形的缺陷。

2.根据权利要求1的缺陷探测装置，其中

所述第一轮廓取样器是由排列成不同方向的不少于3个象素组成的象素系列，且

所述匀平元件具有第一旋转描绘元件，它借助于摆动所述第一轮廓取样器而探测所述检查图形的所述轮廓延伸的方向，且所述匀平元件沿此探测的方向移动所述第一轮廓取样器。

3.根据权利要求2的缺陷探测装置，其中

所述第一旋转描绘元件(i)将各预定旋转量的多个第一起始位置储存作为所述第一轮廓取样器从中开始旋转的候选位置，(ii)利用构成所述第一轮廓取样器的各个象素之一作为所述旋转的中央象素(“第一支轴点象素”)，从所述多个第一起始位置之一开始所述旋转，(iii)在所述第一轮廓取样器的所述旋转过程中，当构成所述第一轮廓取样器的各个象素中所述第一支轴点象素之外的一个象素(“第一探测目标象素”)与构成所述检查图形的一个象素一致时，将所述第一轮廓取样器的旋转方向探测为所述检查图形的所述轮廓的延伸方向，(iv)用与构成所述检查图形的所述象素一致的所述第一探测目标象素替换所述旋转的中央象素，且(v)根据所述旋转从中开始的所述第一开始位置以及所述第一轮廓取样器的所述旋转量而将所述第一轮廓取样器移动到所述多个第一起始位置之一。

4.根据权利要求2的缺陷探测装置，其中

所述第一旋转描绘元件(i)确定构成所述第一轮廓取样器的各个象素之一作为所述第一轮廓取样器旋转的中央象素(“第一支轴点象素”)，并从预定位置开始所述旋转，(ii)在所述第一轮廓取样器的所述旋转过程中，当构成所述第一轮廓取样器的各个象素中所述第一支轴点象素之外的一个象素(“第一探测目标象素”)与构成所述检查图形的一个象素一致时，将所述第一轮廓取样器的旋转方向探测为所述检查图形的所述轮廓的延伸方向，(iii)用与构成所述检查图形的所述象素一致的所述第一探测目标象素替换所述第一支轴点象素，且(iv)根据探测所述检查图形轮廓延伸的所述方向时所述第一轮廓取样器的位置，移动所述第一轮廓取样器。

5.根据权利要求1的缺陷探测装置，其中所述参考掩模产生元件包含：

(b-1)轮廓取样元件，借助于用由不少于2个象素组成的第二轮廓取样器描绘形成在所述无缺陷衬底上的图形轮廓(“无缺陷图形”)来取样所述无缺陷图形的轮廓。

6.根据权利要求5的缺陷探测装置，其中

所述第二轮廓取样器是由排列成不同方向的不少于2个象素组成的象素系列，且

所述参考掩模产生元件还包含：

(b-2)第二旋转描绘元件，它借助于摆动所述第二轮廓取样器而探测所述无缺陷图形的轮廓延伸的方向，并将所述第二轮廓取样器移动到所述探测的方向。

7.根据权利要求6的缺陷探测装置，其中

所述第二旋转描绘元件(i)将各预定旋转量的多个第二起始位置储存作为所述第二轮廓取样器从中开始旋转的候选位置，(ii)利用构成所述第二轮廓取样器的各个象素之一作为所述旋转的中央象素(“第二支轴点象素”)，从所述多个第二起始位置之一开始所述旋转，(iii)在所述第二轮廓取样器的所述旋转过程中，当构成所述第二轮廓取样器的各个象素中所述第二支轴点象素之外的一个象素(“第二探测目标象素”)与构成所述无缺陷图形的一个象素一致时，将所述第二轮廓取样器的旋转方向探测为所述无缺陷图形的所述轮廓的延伸方向，(iv)用与构成所述无缺陷图形的所述象素一致的所述第二探测目标象素替换所述旋转的中央象素，且(v)根据所述旋转从中开始的所述第二位置以及所述第二轮廓取样器的所述旋转量而将所述第二轮廓取样器移动到所述多个第二起始位置之一。

8.根据权利要求6的缺陷探测装置，其中

所述第二旋转描绘元件(i)确定构成所述第二轮廓取样器的各个象素之一作为所述第二轮廓取样器旋转的中央象素(“第二支轴点象素”)，并从预定位置开始所述旋转，(ii)在所述第二轮廓取样器的所述旋转过程中，当构成所述第二轮廓取样器的各个象素中所述第二支轴点象素之外的一个象素(“第二探测目标象素”)与构成所述无缺陷图形的一个象素一致时，将所述第二轮廓取样器的旋转方向探测为所述无缺陷图形的所述轮廓的延伸方向，(iii)用与构成所述无缺陷图形的所述象素一致的所述第二探测目标象素替换所述第二支轴点象素，且(iv)根据探测所述检查图形轮廓延伸的所述方向时所述第二轮廓取样器的位置，移动所述第二轮廓取样器。

9.根据权利要求5的缺陷探测装置，其中

所述检查元件根据所述无缺陷图形的所述轮廓而对所述缺陷候选区域进行分类，并根据所述分类的结果而将所述缺陷候选区域探测为所述检查图形的缺陷。

10.根据权利要求1的缺陷探测装置，其中

所述检查元件包含：

(e-1)接合元件，用来接合多个缺陷候选区域，其各个轮廓之间的距离不大于预定数值，以便使之成为单一缺陷候选区域。

11.根据权利要求10的缺陷探测装置，其中

所述接合元件借助于摆动由排列成不同方向的不少于3个象素的象素系列组成的第三轮廓取样器而接合所述多个缺陷候选区域，以便在所述多个缺陷候选区域的轮廓线之间搭桥。

12.根据权利要求11的缺陷探测装置，其中

所述接合元件(i)将各预定旋转量的多个第三起始位置储存作为所述第三轮廓取样器从中开始旋转的候选位置，(ii)利用构成所述第三轮廓取样器的各个象素之一作为所述旋转的中央象素(“第三支轴点象素”)，从所述多个第三起始位置之一开始所述旋转，(iii)在所述第三轮廓取样器的所述旋转过程中，当构成所述第三轮廓取样器的各个象素中所述第三支轴点象素之外的一个象素(“第三探测目标象素”)与构成所述多个缺陷候选区域之一的一个象素(“缺陷象素”)一致时，在包含与所述缺陷象素一致的所述第三探测目标象素的缺陷候选区域和包含所述第三支轴点象素的缺陷候选区域的轮廓线之间搭桥，(iv)用与所述缺陷象素一致的所述第三探测目标象素替换所述第三支轴点象素，且(v)根据所述旋转从中开始的所述第三位置以及所述第三轮廓取样器的所述旋转量而将所述第三轮廓取样器移动到所述多个第三起始位置之一，从而接合所述多个缺陷候选区域，同时描绘所述轮廓线。

13.根据权利要求11的缺陷探测装置，其中

所述接合元件(i)确定构成所述第三轮廓取样器的各个象素之一作为所述第三轮廓取样器旋转的中央象素(“第三支轴点象素”)，并从预定位置开始所述旋转，(ii)在所述第三轮廓取样器的所述旋转过程中，当构成所述第三轮廓取样器的各个象素中所述第三支轴点象素之外的一个象素(“第三探测目标象素”)与构成所述多个缺陷候选区域之一的一个象素(“缺陷象素”)一致时，在包含与所述缺陷象素一致的所述第三探测目标象素的缺陷候选区域和包含所述第三支轴点象素的缺陷候选区域的轮廓线之间搭桥，(iv)用与所述缺陷象素一致的所述第三探测目标象素替换所述第三支轴点象素，且(v)根据所述轮廓线之间搭桥时所述第三轮廓取样器的位置，移动所述第三轮廓取样器，从而接合所述多个缺陷候选区域，同时描绘所述轮廓线。

14.一种探测缺陷的方法，它包含：

(a)拍摄衬底图象的图象拍摄步骤；

(b)参考掩模产生步骤，用来根据所述图象拍摄步骤中所拍摄的无缺陷衬底的图象而产生参考掩模图象；

(c)检查掩模产生步骤，用来根据所述图象拍摄步骤中所拍摄的检查目标衬底的图象和所述参考掩模图象而产生检查掩模图象，所述检查掩模产生步骤包含以下步骤：

(c-1)利用由不少于3个象素组成的第一轮廓取样器来描绘形成在所述检查目标衬底上的图形(“检查图形”)的轮廓，并根据由所述第一轮廓取样器得到的所述检查图形的所述轮廓中的描绘轨迹来匀平所述检查图形的轮廓；

(d)缺陷候选取样步骤，用来根据所述检查掩模图象而从所述检查目标衬底的所述图象中取样缺陷候选区域；以及

(e)探测步骤，用来根据所述缺陷候选区域的特有特征而将所述缺陷候选区域探测为所述图形的缺陷；

从而探测形成在所述检查目标衬底上的所述图形的缺陷。

15.根据权利要求14的方法，其中

所述参考掩模产生步骤借助于用由不少于2个象素组成的第二轮廓取样器描绘形成在所述无缺陷衬底上的图形(无缺陷图形)的轮廓而取样所述无缺陷图形的轮廓。

16.根据权利要求14的方法，其中

所述检查步骤接合多个缺陷候选区域，其轮廓之间的距离不大于预定数值，以便使之成为单一缺陷候选区域。

17.一种程序，它使计算机执行下列步骤：

(a)拍摄衬底图象的图象拍摄步骤；

(b)参考掩模产生步骤，用来根据所述图象拍摄步骤中所拍摄的无缺陷衬底的图象而产生参考掩模图象；

(c)检查掩模产生步骤，用来根据所述图象拍摄步骤中所拍摄的检查目标衬底的图象和所述参考掩模图象而产生检查掩模图象，所述检查掩模产生步骤包含以下步骤：

(c-1)利用由不少于3个象素组成的第一轮廓取样器来描绘形成在所述检查目标衬底上的图形(“检查图形”)的轮廓，并根据由所述第一轮廓取样器得到的所述检查图形的所述轮廓中的描绘轨迹来匀平所述检查图形的轮廓的步骤；

(d)缺陷候选取样步骤，用来根据所述检查掩模图象而从所述检查目标衬底的所述图象中取样缺陷候选区域；以及

(e)探测步骤，用来根据所述缺陷候选区域的特有特征而将所述缺陷候选区域探测为所述图形的缺陷。

18.根据权利要求14的程序，其中

所述参考掩模产生步骤借助于用由不少于2个象素组成的第二轮廓取样器描绘形成在所述无缺陷衬底上的图形(“无缺陷图形”)的轮廓而取样所述无缺陷图形的轮廓。

19.根据权利要求17的程序，其中

所述检查步骤接合多个缺陷候选区域，其轮廓之间的距离不大于预定数值，以便使之成为单一缺陷候选区域。

20.一种探测缺陷的方法，它包含：

(a)图象拍摄步骤，用来将检查目标衬底上的目标区域拍摄为图象；以及

(b)轮廓取样步骤，借助于用由不少于2个象素组成的轮廓取样器描绘所述图象中的所述目标区域的轮廓而取样所述目标区域的轮廓。

21.一种使计算机执行下列步骤的程序：

(a)图象拍摄步骤，用来将检查目标衬底上的目标区域拍摄为图象；以及

(b)轮廓取样步骤，借助于用由不少于2个象素组成的轮廓取样器描绘所述图象中的所述目标区域的轮廓而取样所述目标区域的轮廓。

22.一种探测缺陷的方法，它包含：

(a)图象拍摄步骤，用来将检查目标衬底上的目标区域拍摄为图象；以及

(b)匀平步骤，利用由不少于3个象素组成的轮廓取样器来描绘所述图象中所述目标区域的轮廓，并根据所述轮廓取样器所得到的所述目标区域的所述轮廓中的描绘轨迹而匀平所述目标区域的轮廓。

23.一种使计算机执行下列步骤的程序：

(a)图象拍摄步骤，用来将检查目标衬底上的目标区域拍摄为图象；以及

(b)匀平步骤，利用由不少于3个象素组成的轮廓取样器来描绘所述图象中所述目标区域的轮廓，并根据所述轮廓取样器所得到的所述目标区域的所述轮廓中的描绘轨迹而匀平所述目标区域的轮廓。

24.一种探测缺陷的方法，它包含下列步骤：

(a)图象拍摄步骤，用来将检查目标衬底上的多个目标区域拍摄为图象；以及

(b)区域接合步骤，用来接合多个目标区域，其各个轮廓之间的距离不大于所述图象中的预定数值，以便使之成为单一目标区域。

25.一种使计算机执行下列步骤的程序：

(a)图象拍摄步骤，用来将多个目标区域拍摄为图象；以及

(b)区域接合步骤，用来接合多个目标区域，其各个轮廓之间的距离不大于所述图象中的预定数值，以便使之成为单一目标区域。

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