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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein morphologisches Verfolgungsverfahren.
Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Inspektionsverfahren,
das bei einer automatischen Inspektion von Nutzen ist.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Bei
der Erzeugung von Objekten, wie Platinen, Halbleiter-Wafern, Druckvorlagen
oder Masken treten Defekte in der Form struktureller Fehler, Herstellungsresten
und äußerer Verunreinigung
auf. Defekte werden typischerweise anhand einer Instrumentenklasse
erfasst, sogenannter Defektscanner (bzw. automatischer optischer
Inspektionssysteme). Derartige Instrumente tasten die Objektoberflächen automatisch
ab und erfassen morphologische oder Entwicklungsanomalien unter
Verwendung vielfältiger
Verfahren. Der Ort dieser Anomalien hinsichtlich der Muster auf
der Objektoberfläche
wird aufgezeichnet. Diese Informationen bzw. die „Defektkarte" wird in einer Computerdatei
gespeichert und zu einer Defektbewertungsstation gesendet.
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Untere
Verwendung der Defektkarte zum Lokalisieren jedes Defekts betrachtet
ein menschlicher Bediener jeden Defekt unter einem Mikroskop und charakterisiert
jeden Defekt entsprechend dem Typ (beispielsweise Partikel, Vertiefung,
Kratzer oder Fremdkörper).
Aus diesem Vorgang erhaltene Informationen werden zum Korrigieren
der Defektquelle und so zum Verbessern der Produktivität und der Ausbeute
des Halbleiterherstellungsvorgangs verwendet. Allerdings sind Menschen
relativ langsam und werden durch die sehr monotone Arbeit des Betrachtens
und Charakterisierens von Defekten schnell müde.
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Es
wurden Verfahren zum automatischen Charakterisieren von Defekten
zum Beseitigen des Nachteils menschlicher Defektcharakterisierung
entwickelt, die allgemein als automatische Defektcharakterisierung
(ADC, „Automatic
Defect Characterization")
oder automatische optische Inspektion (AOI, „Automatic Optical Inspection") bekannt sind.
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Ein
sehr bekannter Algorithmus, der bei AOI-Systemen verwendet wird,
ist ein Skelettvergleichsalgorithmus. Dieser Algorithmus skelettiert
die Objekte beider Bilder – des
Referenzbildes und des inspizierten Bildes – und vergleicht die Skelettknotenpunkte
und die Skelettenden in beiden Skelettbildern. Die Skelettbildung
muss in Echtzeit und an der Inspektionsstation erfolgen. Des Weiteren
erfordert der Skelettbildungsvorgang eine Menge an Rechenleistung.
Demzufolge ist der Hauptnachteil dieser Inspektionssysteme, dass
sie kompliziert und kostspielig sind.
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Die
US-A-5 659 630 offenbart ein verbessertes Herstellungsinspektionssystem.
Zwei Ströme
von Inspektions- und Referenzbildern laufen durch morphologische
Operatoren in Defekterfassungskanälen, und ein Bild des Defekts
ist von jedem Kanal vorhanden. Eine Vielzahl morphologischer Funktionen kann
durchgeführt
werden, einschließlich
einer Kantenerfassung. Insbesondere offenbart die US-A-5 659 630
eine Schaltung, die Kürzungsdefekte
rendert. Ein doppelt expandiertes Bild wird mit einem Merkmalsskelett
durch erste ODER-Gatter, ODER-verknüpft. Die
Ausgangssignale der ersten ODER-Gatters werden in einen ersten logischen Block
eingegeben, wo das Bild zwölffach
geschrumpft wird. Der erste logische Block empfängt auch ein Merkmalsskelett
und führt
Ausgangssignale zu zweiten ODER-Gattern und ersten UND-Gattern. Das
Merkmalsskelett und ein Raumskelett wurden zuvor entweder über eine
Morphverarbeitung des ankommenden Referenzbildes oder als Zusatz
zu einem gespeicherten Bild, ausgerichtet mit dem Referenzbild erzeugt.
Die ersten UND-Gatter empfangen als Eingangssignale auch das Raumskelett
und führen
Ausgangssignale zu einem zweiten logischen Block. Die zweiten ODER-Gatter
empfangen als Eingangssignale das Bild und führen Ausgangssignale zu zweiten
UND-Gattern. Die zweiten UND-Gatter empfangen die Raumeingangssignale
und führen Ausgangssignale
zu dem zweiten logischen Block. Der zweite logische Block lässt das
sich ergebende Bild um das zwölffache
wachsen und führt
Ausgangssignale zu dritten UND-Gattern, die auch das Bild als Eingangssignale
empfangen. Die Ausgangssignale der dritten UND-Gatter sind ein Bild
des erfassten Defekts.
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Ein
Verfahren und ein System wären
vorteilhaft, die Objekte eines Referenzbildes einmal skelettieren
und dieses skelettierte Bild mit einem realen Bild des inspizierten
Objekts vergleichen. Dieses Verfahren verringert die Kosten der
Inspektionsscanner merklich, die lediglich ein reales Bild ohne
eine Echtzeitskelettbildung zuführen
können.
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Ferner
kann ein Computer die Verarbeitung durchführen, bei dem die Verarbeitungszeit
nicht sehr kritisch ist.
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KURZZUSAMMENFASSUNG DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung ist ein morphologisches Inspektionsverfahren
beruhend auf einem Vergleich realer Bilder – eines realen Referenzbildes
und eines realen inspizierten Bildes eines inspizierten Objekts.
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Erfindungsgemäß ist ein
morphologisches Inspektionsverfahren beruhend auf einem Vergleich eines
realen binären
Referenzbildes und eines realen binären inspizierten Bildes eines
inspizierten Objekts gemäß Patentanspruch
1 ausgestaltet.
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Erfindungsgemäß beruht
ein Inspektionsverfahren auf einem Vergleich realer Bilder und umfasst die
Schritte der Erzeugung einer Referenzmaske, die ein Bild erster
Farbe und ein Bild zweiter Farbe enthält, wobei das Bild erster Farbe
anhand einer Skelettbildung des realen Referenzbildes erhalten wird, wodurch
ein Skelettbild erzeugt wird, und wobei das Bild zweiter Farbe aus
einer Skelettbildung einer Inversion des Referenzbildes erhalten
wird, wodurch ein Kanten-Skelettbild erzeugt wird, Anmalen des inspizierten
Bildes in einer dritten Farbe und Durchführen einer logischen UND-Funktion
unter Verwendung des Bildes erster Farbe und des inspizierten Bildes dritter
Farbe, wodurch ein erstes Defektbild erzeugt wird, dann Durchführen einer
logischen UND-Funktion
unter Verwendung des Bildes zweiter Farbe und des inspizierten Bildes
dritter Farbe, wodurch ein zweites Defektbild erzeugt wird, und
Addieren des ersten Defektbildes und des zweiten Defektbildes, wodurch
ein Defektbild bzw. eine Defektkarte erzeugt wird.
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Gemäß dem Inspektionsverfahren
der Erfindung kann zumindest eine interessierende Region entsprechend
Inspektionskriterien im Referenzbild und in der Inversion des Referenzbildes
definiert werden, wobei Objekte außerhalb der zumindest einen interessierenden
Region ignoriert werden können, und
die ignorierbaren Objekte bei jeder Skelettbildung ignoriert werden.
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Gemäß dem Inspektionsverfahren
der Erfindung können
die Skelette des Bildes erster Farbe und des Bildes zweiter Farbe
derart beschnitten werden, dass ignorierbare Defekte nicht im Defektbild oder
der Defektkarte erscheinen, wenn die logischen Funktionen durchgeführt werden.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen
anhand eines Ausführungsbeispiels
beschrieben. Die in den Figuren gezeigten Einzelheiten dienen lediglich
der Veranschaulichung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung
und sollen die Prinzipien und schematischen Aspekte der Erfindung
verdeutlichen. Es wird kein Versuch unternommen, strukturelle Einzelheiten der
Erfindung näher
zu zeigen, als es für
ein grundlegendes Verständnis
der Erfindung erforderlich wäre, wobei
die Beschreibung zusammen mit den Zeichnungen dem Fachmann zeigen,
wie verschiedene Formen der Erfindung in der Praxis ausgestaltet
sein können.
Es zeigen:
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1 eine
Maskenvorbereitung gemäß der Erfindung,
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2 den
Inspektionsvorgang,
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3 ein
Ablaufdiagramm des Verfahrens.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die
vorliegende Erfindung ist ein morphologisches Prüf- bzw. Inspektionsverfahren beruhend
auf einem Vergleich realer Bilder.
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Gemäß dem Verfahren
der Erfindung werden interessierende Regionen in einem Bild erster Farbe
des Inspektionsreferenzobjekts definiert. Die nicht definierten
Regionen können
ignoriert werden. Dann erzeugt eine Skelettbildung des Bildes ein
Bild erster Farbe. Im nächsten
Schritt wird das Inspektionsreferenzobjektbild invertiert und seine
Farbe wird verändert.
Interessierende Regionen werden definiert und das Bild wird skelettiert,
wodurch ein Bild zweiter Farbe der Objektkanten erzeugt wird. Das Bild
erster Farbe enthält
Skelette der interessierenden Objekte, während das Bild zweiter Farbe
Kanten der interessierenden Objekte enthält.
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Im
Inspektionsprozess wird ein Bild dritter Farbe des interessierenden
Objekts mit dem Bild erster Farbe verglichen. Dieser Vergleich markiert
die Defekte der Objektform. Dann wird das Bild dritter Farbe des
inspizierten Objekts mit dem Bild zweiter Farbe verglichen. Dieser
Vergleich markiert die Defekte der Objektkanten. Durch Addieren
dieser zwei Bilder wird ein Defektbild erzeugt.
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Die
Prinzipien und die Arbeitsweise des Verfahrens gemäß der Erfindung
werden anhand der Figuren und der begleitenden Beschreibung besser verstanden.
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1 zeigt
eine erfindungsgemäße Maskenvorbereitung.
Ein reales Bild erster Farbe 11 wird als Referenz für die Inspektion
verwendet. Das Bild erster Farbe 11 enthält Objekte 13 für die Inspektion
und ein ignorierbares Objekt 14. Ein invertiertes Bild 12 wird
bevorzugt, welches die Inversion des Bildes erster Farbe 11 ist,
jedoch in einer zweiten Farbe. Interessierende Regionen 15 in
beiden Bildern 11 und 12 werden identifiziert
und eine Skelettbildung wird bei beiden Bildern durchgeführt, während ignorierbare Objekte
ignoriert werden, die sich außerhalb
der definierten interessierenden Regionen befinden. Mit der Erzeugung
von zwei Bildern enthält
ein Skelettbild (Bild erster Farbe) 16 infolgedessen Skelette 19 der interessierenden
Objekte, und ein Kanten-Skelettbild (Bild
zweiter Farbe) 17 enthält
Skelette 20, die die Kanten der interessierenden Objekte
darstellen. Die zwei Bilder, das Skelettbild 16 und das
Kanten-Skelettbild 17 werden
als Referenzmaske 18 verwendet.
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2 zeigt
den Prüf-
bzw. Inspektionsprozess. Das Bild 21 ist das inspizierte
Bild, das von einem Inspektionsscanner erhalten wird, und enthält interessierende
Bilder mit einem Defekt 23a (Trennung) in einem Objekt
und einen weiteren Defekt 23b (Überausdehnung) in einem anderen
Objekt. Außerdem
enthält
das Bild ein ignorierbares Objekt 24. Das inspizierte Bild 21 wird
mit der Referenzmaske 18 verglichen, zuerst durch Durchführung einer
logischen Funktion unter Verwendung des inspizierten Bilds 21 und
des Skelettbildes 16 der Referenzmaske 18, und
dann durch die Verwendung des inspizierten Bildes 21 mit
dem Kanten-Skelettbild 17 der
Maske 18. Infolgedessen wird ein Defektbild 22 erzeugt,
das den ersten Defekt (Trennung) 22a enthält, der
durch das Skelettbild 16 erkannt wird, und einen zweiten Defekt
(Überausdehnung) 22b enthält, der
durch das Kanten-Skelettbild 18 erkannt wird. Da sich keine nicht
interessierenden Objekte in den interessierenden Regionen befinden,
erscheint das ignorierbare Objekt 24 nicht im Defektbild 22.
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3 zeigt
ein Ablaufdiagramm des Verfahrens beim Inspizieren eines Objekts.
Referenzdaten (wie eine CAD-Datendatei
oder Daten, die aus einem „goldenen" Referenzobjekt erhalten
werden) 25 eines Objekts werden in ein Referenzbild 26 transferiert
und das Bild wird in ein inverses Referenzbild 27 invertiert,
jeweils in unterschiedlichen Farben. Interessierende Regionen 28 werden
in beiden Bildern markiert. Es wird eine Skelettbildung in beiden
Bildern durchgeführt,
wodurch ein Skelettbild 29 des Objektreferenzbildes und
ein Skelettbild des invertierten Referenzbildes 30 erzeugt
werden. Beide Bilder werden in eine Referenzmaske 32 addiert 31.
Der Defekterfassungsvorgang wird durch Durchführung einer logischen Funktion 33 unter
Verwendung eines inspizierten realen Objektbildes 34 und
der Referenzmaske 32 ausgeführt, wodurch ein Defektbild 35 oder eine
Defektdatei erzeugt wird.
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Obwohl
die Erfindung in Verbindung mit bestimmten Ausführungsbeispielen beschrieben
wurde, ist ersichtlich, dass der Fachmann Alternativen, Modifikationen
und Variationen erkennt. Demnach sollen alle Alternativen, Modifikationen
und Variationen abgedeckt sein, die in den Schutzbereich der beigefügten Patentansprüche fallen.