JPH085567A

JPH085567A - 物品の顕微鏡検査装置及び方法

Info

Publication number: JPH085567A
Application number: JP13202394A
Authority: JP
Inventors: Aloni Meir; アロニメイル; Aron Amil; アロンアミール; Eran Yair; エランヤイル; Kaz Itzak; カツイツァク; Katzir Yigal; カツィールイガル; Rozenfeld Gideon; ローゼンフェルドジデオン
Original assignee: OOBOTSUTO INSTR Ltd; Orbot Instruments Ltd
Current assignee: OOBOTSUTO INSTR Ltd; Orbot Instruments Ltd
Priority date: 1994-06-14
Filing date: 1994-06-14
Publication date: 1996-01-12
Anticipated expiration: 2021-11-15
Also published as: JP3844792B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ＶＬＳＩレチクル等の微細及び超微細欠陥を
高精度に検出できる検査方法及び装置を提供する。【構成】検査されるべき、かつ基準と比較されるべき
パターン化された対象物（レチクル、ホトマスク、半導
体ウェーハ、フラットパネルディスプレイ等）を検査
し、この対象物の可視的に感知できる特性に関係する情
報を出力する。この可視的に感知できる特性に関係する
２進情報を上記基準の対応する可視的に感知できる特性
に関係する２進レベル情報と比較し、上記対象物の微細
欠陥を精度良く検出し、さらに、上記対象物の可視的に
感知できる特性に関係するグレイレベル情報を上記基準
の対応する可視的に感知できる特性に関係するグレイレ
ベル情報と比較し、上記対象物の超微細欠陥を高精度に
検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は物品の顕微鏡検査のた
めの装置及び方法に関し、詳しく言うと、ＶＬＳＩ（超
大規模集積回路）レチクルの欠陥を基準との比較によっ
て検出するための装置及び方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＶＬＳＩ回路を製造する際に使用される
ホトマスク又はレチクルを自動的に検査するための装置
及び方法は文献に記載されており、また、長年にわたり
市販されている。

【０００３】これらシステムは一般に、光学的センサを
使用して検査した対象物の電子的表示を行い、他の同様
の対象物又は電子的表示との比較が行えるようにしてい
る。ランダムではない、即ち、反復する欠陥を検出する
ために、一般に、既知の良好な基準との比較が行われ
る。この基準が、検査される物品が製造された際の設計
データベースである場合には、おおむね完全な１組の欠
陥タイプが検出できる。検査システムは、それが検査で
きる異なるタイプの物品、それが使用する基準のタイ
プ、それが検出する欠陥のタイプ及びサイズ、及びそれ
が完全な１つの物品を検査するのに必要な時間、によっ
て特徴付けることができる。近年のＶＬＳＩ技術は代表
的には単一ダイの５倍のレチクルの０．５ミクロンの欠
陥を１０分で検出することを必要とする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】検査装置はレビー(Lev
y)達の米国特許第４，２４７，２０３号及び第４，３４
７，００１号に開示されている。これら特許に記載され
た装置はホトマスクの欠陥を、このホトマスク上の隣接
するダイを同時に比較し、相違を突き止めることによっ
て、捜し出す。既知の良好なダイはこのタイプの検査装
置においては使用されないので、単にランダムな、即
ち、反復しない欠陥のみが一般に識別可能であり、反復
する欠陥は識別できない。

【０００５】同じくレビー(Levy)達の米国特許第４，５
７９，４５５号には、特にホトマスクパターンのエッジ
における検査装置の検出効率を改善する試みが記載され
ている。ホトマスクにおける実質的に二重のダイパター
ン間の相違を検出することによって欠陥を識別するため
に、面積減算技術が使用される。７行×７列の隣接する
ピクセルの２つの方形窓マトリックスが単一のホトマス
クにおける２つのダイパターンの対応する面積に対して
形成される。各窓マトリックスの中央の３×３マトリッ
クスは比較マトリックスとして定められ、各窓マトリッ
クスはその境界内に２５の独自のサブ組の３×３の隣接
するピクセルを有する。即ち、中央に１つと、この中央
の３×３のサブ組から１つの方向又は両方向に１又は２
ピクセルだけずれている他の２４の３×３のサブ組を有
する。

【０００６】各サブ組の９つのピクセル値のそれぞれと
対向する比較マトリックスの対応するピクセル値との間
の差の二乗を集約することによって、各マトリックスの
各サブ組に対するエラー値が計算される。欠陥がない場
合、及び２つの表示間のミスアラインメント（不整列）
が２ピクセルより少ない場合には、少なくとも１つのエ
ラー値がスレッショルド（しきい値）エラー値より低
い。１つの比較マトリックスに関する２５のエラー値の
いずれもがこのスレッショルド値よりも低い場合には、
欠陥が比較マトリックス内に、又は対向する窓マトリッ
クス内に位置していると想定される。スレッショルドエ
ラーの大きさは窓マトリックス内のエッジの数に従っ
て、エッジ誘発のエラーを補償するために、自動的に変
えられる。

【０００７】ウイール(Wihl)達の米国特許第４，５３
２，６５０号には、特にホトマスクパターンのコーナー
（角部）近傍の検査装置の検出効率を改善する試みが記
載されている。検出プロセスは、各表示に対する候補及
び消去情報を発生するために、マトリックス内のベクト
ル勾配を使用することに基づいている。この情報は、得
られるデータを適格化し、欠陥が検出されたか否かを決
定するために、論理的に処理される。

【０００８】スペヒト(Specht)達の米国特許第４，８０
５，１２３号には、検査されるべき対象物の選択された
表面積のイメージ内容を表す第１のデータストリームが
この対象物の上記選択された表面積の意図されたイメー
ジ内容を表す第２のデータストリームと比較されるホト
マスク及びレチクル検査装置が記載されている。ある整
数のピクセルのシフト及び、或いはサブピクセル補間法
を使用して、これら２つのデータストリームの記憶され
た部分間のミスアラインメントが検出され、かつ補正さ
れた後、予め定められたスレッショルドを超えるそれら
間の差を検出するためにサブ部分が比較される。

【０００９】ダニエルソン(Danielson) 達の米国特許第
４，９２６，４８９号には、検査される対象物とデータ
ベース間のミスアラインメントに応答するタイミング制
御手段を含むダイ−データベースレチクル検査システム
が記載されている。このタイミング制御手段は、スキャ
ナ及びデータベースの相対出力信号レートを調節し、そ
れによってミスアラインメントを予め定められた限界値
以下に保持する制御信号を発生するために使用される。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、レチクル、
ホトマスク、半導体ウェーハ、フラットパネルディスプ
レイ及び他のパターン化された物品（対象物）のような
物品における欠陥の検査のための及び欠陥の検出のため
の改良されたシステムを提供しようとするものである。
このシステムは２つ又はそれ以上の段階（ステージ）を
有することが好ましく、これら段階によって対象物品は
個々に、好ましくは対象物品の２進レベル表示を、検査
することによってその微細な欠陥が検査され、また、好
ましくは対象物品のグレイレベル表示を検査することに
よってその超微細欠陥が検査される。

【００１１】この２段階の検査システムは、微細な欠陥
の検出に対してと、超微細な欠陥の検出に対して異なる
アルゴリズムを使用することを可能にするという利点を
有する。各アルゴリズムは概してそれが向けられている
サイズの欠陥に対しては最適であるが、しかし、他のサ
イズの欠陥に対しては必ずしも最適ではない。このシス
テムはダイ−データベース比較又はダイ−ダイ比較を行
うことができる。

【００１２】また、このシステムは、誤警報率を減じる
ために、及び残りの欠陥をサイズ、面積及びタイプによ
って分類するために、検出された欠陥の再検査用の再検
査装置を含むことが好ましい。このシステムはまた、こ
のシステムを通る情報の流れを検査するような、また、
このシステムのどの構成要素（部品）が誤作動している
かを診断するような、診断機能を実行するための診断装
置を含むことが好ましい。

【００１３】

【実施例】以下、この発明の実施例について図面を参照
して詳細に説明する。

【００１４】まず、この発明の好ましい一実施例に従っ
て構成され、かつ動作する検査装置６の概念的なブロッ
ク図である図１及び図２を参照する。これら図１及び図
２は図１の右端と図２の左端がそれぞれ相互接続され、
全体として検査装置６が構成される。この検査装置６は
主制御装置８によって制御され、一般的に、検査される
対象物（物品）を走査し、検査されるチャネルを定める
ための手段、及び基準のダイ又はデータベースのような
基準を提供し、基準チャネルを定めるための手段を含
む。検査装置６はまた、一般的に、検査されるチャネル
及び基準チャネルを整列（アラインメント）させるため
の手段、検査される対象物の欠陥の出力指示を提供する
ために検査されるチャネル及び基準チャネルを比較する
ための手段、及び好ましくはこのシステムの機能を診断
するための手段を含む。

【００１５】２つのチャネルを比較するための実時間手
段は、以後「微細」欠陥の検出及び「超微細」欠陥の検
出と称される２つのレベルで動作することが好ましく、
かつまた、実時間で検出された欠陥に関する情報を記録
するように動作することが好ましく、それによって欠陥
検出プロセスの誤警報率を減ずるためにその後のこれら
欠陥の再検査を可能にする。欠陥の再検査は実時間で実
行されないことが好ましい。いったん検出されると、欠
陥は類別及び修復、或いはその一方を行うことができ
る。さらに詳しく言うと、検査装置６は次の構成要素を
含むことが好ましい。

【００１６】スキャナ（走査装置）１０は検査されるべ
き対象物を電気光学的に走査し、好ましくは８ビット長
の、そのグレイレベルのディジタル表示を出力するよう
に動作する。対象物の走査された部分の表示はｎライン
（列）及び各ライン当たりｍピクセルの２次元のアレイ
として配列されることが好ましい。各ライン当たりの代
表的なピクセルの数は１０２４個である。スキャナ１０
は連続する等間隔のラインを走査することが好ましい。
単一のラインを走査するのに必要な時間はここでは「ラ
イン時間」と称す。この「ライン時間」は一定ではなく
て、むしろスキャナの瞬時速度の関数として直線的に変
化するものでよい。スキャナ１０は図２４、図２５及び
図２６を参照して後で詳細に説明する。

【００１７】スキャナ１０は、図示するように、このシ
ステムの関連したすべての構成要素に、タイミング制御
装置２２を通じて、タイミングの出力指示を提供する。
このタイミング制御装置２２はシステムの種々の構成要
素を、スキャナ１０のタイミングに従って、同期させる
ように動作する。スキャナのタイミング出力指示は代表
的には次の３つの信号よりなる。ａ）検査される対象物の走査が開始される時間を指示す
る「走査スタート」信号ｂ）現在のラインの走査が開始される時間を指示する
「グラブ（捕獲）ライン」信号ｃ）現在のピクセルの走査が開始される時間を指示する
「グラブピクセル」信号の３つである。

【００１８】８ビットのスキャナ出力は、本出願人の同
時係属出願（親出願）である米国特許出願第６８４，５
８３号に示され、記載されている２値化システムのよう
な２値化ユニットによって２値化される。なお、この米
国特許出願の開示は参照としてこの明細書に組み入れら
れる。この米国特許出願において説明されているよう
に、２値化ユニット３０の出力は、この２値化ユニット
３０によって受信されたグレイディジタル表示よりも高
い解像度の検査されるべき対象物の２進ディジタル表示
である。検査されるべき対象物の８ビットグレイ表示
の、２値化ユニット３０によって受信されるピクセルは
この明細書ではビッグ（大きな）ピクセル（ＢＰ）又は
ラージ（大きな）ピクセル（ＬＰ）と称される。検査さ
れるべき対象物の８ビットグレイ表示の、２値化ユニッ
ト３０によって提供されるピクセルはこの明細書ではス
モール（小さな）ピクセル（ＳＰ）と称される。

【００１９】２値化ユニット３０の出力はイメージ
（像）遅延補償器３４を介して２進欠陥検出器３２によ
って受信される。補償器３４は２値化ユニット３０の出
力を代表的には５×１０^-4秒の一定の時間期間だけ遅延
させるように動作し、その結果検査された対象物を表す
出力の各部分は、基準に関係する情報の対応する部分と
同時に、２進欠陥検出器３２によって受信される。基準
に関係する情報は後で詳細に説明するように、データベ
ースアラインメントメモリ５９から２進欠陥検出器３２
によって受信される。

【００２０】２進欠陥検出器３２は微細レベル欠陥検出
器であり、検査される対象物の選択された最小のサイズ
の欠陥、代表的には０．７〜１．４ピクセルの欠陥を検
出するように動作する。２進欠陥検出器３２はまた、選
択された最小サイズより若干小さい、ピンホール及びピ
ンドットタイプの欠陥のようなあるタイプの欠陥を検出
するように動作してもよい。

【００２１】データベース前処理ステーション３６は、
ダイ−データベースプロセスが使用される場合には、検
査を受けている対象物が比較され得るデータベースに関
する情報を記憶するか、又は提供する。代わりに、後で
詳細に説明するように、検査される対象物がダイ−ダイ
プロセスを使用して比較されてもよい。前処理ステーシ
ョン３６は代表的には、ＭＥＢＥＳ又はＧＤＳＩＩのよ
うなベクトルフォーマット又は多角形フォーマットであ
り得る、かつ比較的高い解像度を有し得るデータベース
を内部フォーマットに変換する。変換されたデータベー
ス情報はローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）を通じ
て主制御装置８へ与えられる。制御装置８は新しくフォ
ーマット化された情報をベクトル指令を通じてデータベ
ースラスタライザ３８へ送る。このデータベースラスタ
ライザ３８はデータベースの２進レベルのラスタを提供
する。データベースラスタライザ３８によって提供され
るこの２進レベルのデータベースのピクセルはこの明細
書ではスモールピクセル（ＳＰ）と呼ばれる。

【００２２】別の方法として、データベース以外の基準
を使用してもよい。例えば、検査されるべき対象物が複
数の同一の面積を有する場合には、第１の同一の面積が
他の同一の面積のそれぞれと比較され得る、かつそれに
対する基準として動作し得るダイ−ダイタイプの方法が
使用できる。好ましくは、基準のダイに関するグレイレ
ベル情報の一部分がスキャナ１０によって読み出され、
基準ダイメモリ４３に記憶される。記憶された情報は、
２値化ユニット３０と同様のものでよい２値化ユニット
４４によって２値化される。検査されるダイに関する情
報の対応する部分はその後スキャナによって読み出さ
れ、２値化ユニット３０によって２値化され、２値化ユ
ニット４４の出力と比較される。好ましくは、走査され
たすべての基準ダイ情報は、図２３を参照して後で詳細
に説明するように、基準ダイを再走査することなしに検
出された欠陥の後処理を可能にするために、基準ダイメ
モリ４３に保持され、放棄されない。

【００２３】ミスアラインメント検出メモリ５８（後記
参照）に提供される基準情報がダイ−データベース比較
方法の場合のようにデータベースから生じるか、或いは
ダイ−ダイ比較方法の場合のようにダイから生じるかを
選択するためのスイッチ４５が設けられることが好まし
い。

【００２４】スイッチ４５によって選択された２進デー
タベース情報又は２値化基準情報は、ミスアラインメン
ト検出メモリ５８、データベースアラインメントメモリ
５９、ダイアラインメントメモリ６０及びミスアライン
メントコンピュータ６１より構成された自動レジストレ
ーション（位置合わせ）サブシステムに与えられる。こ
の自動レジストレーションサブシステムは基準チャネル
と検査される対象物のチャネル間を整列させる又はそれ
ら間のレジストレーションを行うように動作する。自動
レジストレーションサブシステムは、スキャナの一定し
ない速度、システムの振動及び熱ドリフトのような連続
するレジストレーション誤り（ミスレジストレーショ
ン）現象や、ステッピングエラー或いはまばらな幾何構
造（形状）のような検査されるチャネルにおける不連続
性に起因するレジストレーション誤りを補正するように
動作する。

【００２５】自動レジストレーションサブシステムにつ
いての上述の記載において、用語「ライン」は、単一の
「ライン時間」中、スキャナ１０のＣＣＤアレイによっ
て出力される、代表的には１０２４ピクセルよりなる個
々のシーケンスのピクセルを指すことを意図している。

【００２６】検査される対象物を表す２進データベース
情報及び２値化スキャナ出力は自動レジストレーション
コンピュータ６１に入力する。このユニットは、ミスア
ラインメント検出メモリ５８とともに、サーボ形式態様
で動作し、基準チャネルと検査されるチャネル間のレジ
ストレーション誤りを計算する。レジストレーション補
正指令がその後データベースアラインメントメモリ５９
及びダイアラインメントメモリ６０それぞれの内容に与
えられ、それによってデータベース及びダイの整列され
た表示をそれぞれ提供する。これらレジストレーション
補正指令は、どの情報がアラインメントメモリ５９及び
６０から読み出されるべきであるかによってアドレスを
決定するように働く。

【００２７】２つの別個のメモリアレイ、即ち、ミスア
ラインメント検出メモリ５８から構成される第１のメモ
リアレイ及びアラインメントメモリ５９及び６０から構
成される第２のメモリアレイ、を設けることは自動レジ
ストレーションサブシステムに先見能力を与えるという
利点がある。特定すると、基準データストリームの各個
々の部分がレジストレーションコンピュータ６１に到達
し、実質的に同時にアライメントメモリ５９及び６０に
記憶される。アライメントメモリ５９及び６０によって
導入される「遅延」はレジストレーションコンピュータ
６１が適当なレジストレーション指令をアライメントメ
モリ５９及び６０に発することを可能にし、それによっ
て基準データストリームの個々の部分が欠陥検出器３２
及び６４（後記参照）に到達する前に個々の部分を整列
させる。この先見能力は、システムがパターン化された
非ブランク面積（領域）を先見することによって、ステ
ッピングエラー或いはまばらな幾何構造のような検査さ
れるデータストリームにおける不連続性中に発生するミ
スアライメントからより急速に回復することを可能にす
る。

【００２８】自動レジストレーションの目的は、現在走
査されたデータの周囲のある近傍系に基づいて、オンザ
フライ式に、イメージの２進表示とデータベース間のグ
ローバル（大域的）マッチング（整合）を達成すること
である。レジストレーションベクトルが、データベース
ピクセルに供給されるべき変位を表す走査されたイメー
ジピクセルの各ラインごとに、それらを対応する走査さ
れたイメージピクセルに関して整列させるように、計算
される。

【００２９】変位のローカル（局部）測定値が変位のグ
ローバル測定値を計算するために使用される好ましい２
進アライメント方法は次の２つのステップからなる。１．ローカル変位測定：走査されたイメージの現在のラ
インの周囲の小さな「ローカル」窓における、複数の
軸、好ましくは２つの直交配列された軸、に沿うローカ
ル変位の定量化。ローカル変位を識別し、定量化するた
めに、ＸＯＲオペレータ及び引き続く軸のそれぞれに沿
うＸＯＲオペレータの長さの計数のような任意適当な方
法が使用できる。窓に対する好ましいサイズは約５〜１
０ラインである。この測定は、軸及びコーナー（角部）
に平行でないエッジのような、特別の取扱いを必要とす
るであろう特徴（フィーチャ）を検出するように働く特
徴検出器と協働して、実行されることが好ましい。２．グローバル変位測定：「グローバル」窓内に含まれ
る複数の「ローカル」窓のそれぞれから導出されたロー
カル測定値を使用して、代表的には約１２ラインからな
る現在のラインの周囲の大きな「グローバル」窓におけ
る、２つの直交配列された軸に沿うグローバル変位の定
量化。

【００３０】第１のローカルステップを実行するための
好ましい方法は次の通りである。イメージの２進表示は
代表的には、本出願人の同時係属出願である米国特許出
願第６８４，５８３号に詳細に説明されているように、
２値化ユニット３０内で実行することができるデータベ
ースの解像度と同じ解像度で提供される。イメージＩの
データベースＤに関するローカル変位は下記の例に例示
されているように、減算Ｉ−Ｄ及びＤ−Ｉを実行し、引
き続いてストリームＩ−Ｄ及びＤ−Ｉにおけるランの長
さを決定することによって、計算することができる。こ
の長さはデータベースに関するイメージの相対位置に依
存して正又は負であるということを注記しておく。２進
ピクセルのすべての列ではなくて、ストリームＩ−Ｄ及
びＤ−Ｉの各いくつかの隣接する２進ピクセル列の中の
１列のみが複数の軸のそれぞれに沿ってサンプルされる
ことが好ましい。

【００３１】例示の目的のため、３×３ピクセルのみを
含むように示された窓におけるローカル変位のサンプル
計算は次の通りである。

【００３２】ＩＤ０１１１０００１１１１００１００１１１１０００００１１１１１００００１１１１１１００１１１１１００００１１１１００００１１１１１１１００１１１１１００００１これら２つのマトリックスはそれぞれ検査される対象物
Ｉの及び基準又はデータベースＤの３つの対応する２進
ピクセル列の部分を表す。サンプルされた又は現在の列
は中間の列である。ｘ方向における（Ｉ−Ｄ）：０１１０００００１１１１
０それぞれ長さが２及び４の２つのランが存在する。ｘ方向における（Ｄ−Ｉ）：００００１１１１００００
０長さが４の１つのランが存在する。

【００３３】アナログの計算をｙ軸のような他の軸に沿
って実行してもよい。フィルタ動作が検出されたランの
長さの値について実行され、それによってこれら長さ値
のあるものがフィルタ除去されることが好ましい。残り
の長さの値はこの明細書では「有効」と称される。

【００３４】このフィルタプロセスは次の原理に基づい
ていることが好ましい。第１は、最長の予期されるラン
長さ値を決定するスレッショルド値（しきい値）が定め
られる。このスレッショルド値を超えるラン長さ値はフ
ィルタ除去される。

【００３５】第２は、軸及びコーナーに平行でないエッ
ジのような、問題となる特徴を含む「問題帯域（ゾー
ン）」を検出する特徴検出器が設けられる。そのような
問題帯域に一部分であっても重なるラン長さ値はフィル
タ除去される。

【００３６】この特徴検出器は基準データにおける２進
形状のエッジに沿ってピクセルを検査し、問題となる特
徴をマークするように動作することが好ましい。これ
は、各エッジピクセルをこのエッジに沿う２つの隣接す
るピクセルと結合する２つのスロープ（傾斜）をそれぞ
れ考慮することによって、実行できる。また、これらス
ロープの値は、個々に及び組み合わせて、軸に関するエ
ッジの配向（オリエンテーション）を示す。スロープの
計算に使用される２つの隣接するピクセルは現在のエッ
ジピクセルに直ぐ隣接する２つのピクセルであってもよ
く、或いは現在のエッジピクセルから１又は２ピクセル
だけ離れていてもよい。

【００３７】これら動作は、現在のピクセルのｋ×ｋ近
傍の大部分の又はすべてのあり得る形状（輪郭）を記憶
するＬＵＴを作成することによって、実現可能である。
ここで、ｋに対する代表的な値は約３〜５である。ＬＵ
Ｔは各そのような形状を、「コーナー」、「対角線（斜
行）」、即ち、軸に対して非平行、或いは「平行」、即
ち、軸に対して平行、のようにラベルで分類する。「平
行」ラベルはその形状が平行である軸の指示を備えてい
ることが好ましい。「コーナー」及び「対角線」ラベル
はこの明細書では両方とも「無効」ラベルと称される。
「平行」ラベルはこの明細書では「有効」と称される。

【００３８】特定の形状が無効とマークされたときに、
無効マークが現在のピクセルに適用されるだけでなく、
サイズが現在のピクセルの約１２ラインであり得る近傍
系に伝搬されることが好ましい。これは基準と走査され
た（検査された）チャネル間のミスアライメントを補償
するために行われる。

【００３９】スロープ及びコーナー角を計算するための
好ましい方法はエイ・ローゼンフェルド(A. Rosenfeld)
及びエイ・カク(A. Kak)によるディジタル・ピクチャー
・プロセッシング（アカデミック・プレス、１９８２、
第１巻、２５７頁以降）に記載されており、この開示は
参照によりこの明細書に組み入れられる。

【００４０】フィルタプロセスの第３の原理は、ローカ
ル窓における最長の予期される平均ラン長さ値を決定す
るスレッショルド値が定められるということである。特
定のローカル窓におけるこの平均ラン長さ値がこのスレ
ッショルド値を超える場合には、そのローカル窓におけ
るすべてのラン長さ値がフィルタ除去される。このスレ
ッショルド値は一定でなくてもよい。好ましくは、この
スレッショルド値はブランクラインのような有効ラン長
さを生じさせない現在のラインに先行するラインの数の
増加関数である。

【００４１】各ローカル窓に対するローカル変位測定ス
テップの出力は、（ａ）有効ランの数、及び（ｂ）ランの長さの代数和であることが好ましい。

【００４２】２進アライメント方法の第２のグローバル
ステップを実行するための好ましい方法は次の通りにグ
ローバルレジストレーションベクトルを計算することに
よるものである。ａ．各グローバル窓に対して、そのグローバル窓におけ
るすべての有効ランに対する平均ラン長さが計算され
る。ｂ．一連のグローバル窓に対する一連の平均ラン長さが
通常の平滑化機能を使用して平滑化されることが好まし
い。

【００４３】グローバル窓の幅は少なくとも走査幅の半
分であることが好ましく、その長さは数ダースのライン
でよい。

【００４４】平滑化機能は次のいずれかのような任意適
当な機能よりなるものでよい。１．変位ベクトルの変動の周波数及び振幅を有効ラン長
さの測定数の関数として制限するためのスレッショルド
機能。このスレッショルド値は一定でなくてもよい。好
ましくは、このスレッショルド値はブランクラインのよ
うな有効ラン長さを生じさせない現在のラインに先行す
るラインの数の増加関数である。２．ＬＭＳフィルタのような適応フィルタが変位ベクト
ルにおける周期的な変動をモニタするために使用でき
る。この方法は。殆ど又は全く有効情報が入手できない
ブランクラインの問題を一部分克服するのに使用でき
る。

【００４５】今までの記載において、用語「レジストレ
ーション」及び「変位」は一般に交換可能に使用されて
いる。

【００４６】ローカル変位測定ステップ及びグローバル
変位計算ステップの様相の詳細な説明をアペンディクス
（参考資料１）として添付する。

【００４７】自動レジストレーションサブシステムの好
ましい実施例のソフトウエア・インプリメンテーション
を参考資料２として添付する。

【００４８】再び、図１及び図２を参照すると、微細欠
陥検出器３２はデータベースアライメントメモリ５９か
らの基準の整列された２進表示を受信し、それを検査さ
れるべき対象物を表す２値化ユニット３０の２進出力と
比較し、微細欠陥の出力指示を欠陥処理ユニット（欠陥
プロセッサ）６２へ提供する。

【００４９】以後「ＭＩＣ」又は顕微鏡ユニットと称さ
れる超微細レベル欠陥検出器６４は微細レベル欠陥検出
器３２によって検出可能な最小サイズより小さいサイズ
の欠陥を検出するように動作する。超微細欠陥検出器６
４は、それがまた、微細レベル欠陥検出器３２によって
定められる最小の欠陥サイズより若干大きいサイズの欠
陥を検出することができるという点で、微細欠陥検出器
３２とレンジにおいて若干オーバラップする（重なる）
ことが好ましい。欠陥検出器６４は約０．５〜１．５ピ
クセルサイズの欠陥を検出するように動作することが好
ましい。

【００５０】好ましくは、微細レベル欠陥検出器３２は
基準及び検査された対象物の２進表示を受信し、比較す
るように動作し、他方、超微細レベル欠陥検出器６４は
基準及び検査された対象物のグレイレベル表示を受信
し、比較するように動作する。超微細レベル欠陥検出器
６４はスイッチ６５を介して整列された基準の表示を受
信する。このスイッチ６５は、ダイ−データベース比較
法の場合のように、基準情報がデータベースから発せら
れたか、又はダイ−ダイ比較法の場合のように、ダイか
ら発せられたかを選択するように動作する。前者の場合
には、データベースアライメントメモリ５９からの基準
データベースの整列された表示が検出器６４によって受
信される。後者の場合には、ダイアライメントメモリ６
０からの基準ダイの整列された表示が検出器６４によっ
て受信される。

【００５１】超微細レベル欠陥検出器６４は整列された
表示を、ダイ−データベースプロセスの場合のように、
２進であるならば、グレイレベル表示にグレードアップ
（格上げ）する。微細レベル欠陥検出器６４は基準のグ
レイレベル表示をスキャナ１０によって提供される検査
された対象物のグレイレベル表示と比較し、超微細レベ
ル欠陥の出力指示を欠陥処理ユニット６２へ与える。

【００５２】好ましくは、欠陥処理ユニット６２は検出
器３２及び６４からの情報を比較し、単一ピクセルのサ
イズの欠陥のような欠陥が両検出器によって識別される
場合には、この欠陥の「二重（ダブル）指示」が単一指
示に適当に組み合わされるように、動作する。

【００５３】図示の実施例においては、欠陥処理ユニッ
ト６２は２つの検出器、即ち、微細検出器３２及び超微
細検出器６４、から欠陥指示を受信する。しかしなが
ら、この欠陥処理ユニットは、２レベルの検出ではなく
てマルチレベルの検出が望まれる場合には、任意の適当
な数及びタイプの検出器からの欠陥指示を受信し得ると
いうことは理解されよう。

【００５４】欠陥処理ユニット６２は、欠陥検出器３２
及び６４によって識別された各推定の欠陥のイメージを
実時間で記録するように動作する実時間記録ユニット６
６とインタフェースしている。その後、欠陥検出プロセ
スの誤警報率を減少させるために、ソフトウエアで具現
された欠陥解析アルゴリズムが後処理ユニット６７にお
いて使用される。検査された対象物の表示内の比較的に
少数の位置（ロケーション）（推定の欠陥として識別さ
れたもの）のみが解析される必要があるから、後処理ユ
ニット６７によって実行される解析は実時間である必要
はなく、それによってより複雑な後処理解析ができる。
後処理ユニット６７は図２３を参照して後で詳細に記載
する。

【００５５】欠陥処理ユニット６２は欠陥検出ユニット
３２及び６４からの各受信した欠陥指示をトリガ信号及
び欠陥座標信号に変換する。これら信号はチャネル６８
及び７０をそれぞれ通じて欠陥記録ユニット６６に与え
られる。トリガ信号は欠陥を識別した構成要素（微細レ
ベルユニット３２又は超微細レベルユニット６４のいず
れか）を指示する。欠陥座標信号は、好ましくは欠陥が
生じるライン内のライン及びピクセルの指示からなる欠
陥の位置の指示を提供する。

【００５６】この発明の好ましい実施例によれば、実時
間記録ユニット６６はイメージバス７２を通じてシステ
ムの構成要素の実質的に全部の出力バスとインタフェー
スしており、それによってシステム全体中の情報の流れ
の実時間記録を可能にする。種々のシステムの構成要素
によって提供される出力イメージ及び指示の実時間記録
は、検査システム６の種々の構成要素の動作の欠陥をモ
ニタし、診断するように動作する診断メモリ及びプロセ
ッサ７６に与えられる。この発明の好ましい実施例によ
れば、診断メモリ及びプロセッサ７６は、検査装置６の
すべての構成要素に入力するテストバスとインタフェー
スしており、それによってテストイメージ及びランダム
パターンが検査装置６の任意の構成要素に送り込まれる
ことを可能にする。

【００５７】好ましくは、記録ユニット６６によって記
録された、個々の欠陥の表示のような、表示をオペレー
タに表示し、それによってオペレータが種々のオペレー
タ制御の動作、例えば欠陥検出システムの診断、欠陥の
検証及び除去、並びに欠陥の分類のような動作、を実行
できるようにするための手段が設けられる。特定の対象
物の特定の部分の表示は、システムがその対象物の異な
る部分を検査している間に、或いはシステムが異なる対
象物を検査しているときでさえ、表示できることが好ま
しい。

【００５８】図２の実時間記録ユニット６６の好ましい
実施例のソフトウエア・インプリメンテーションを参考
資料３として添付する。

【００５９】診断メモリ及びプロセッサ７６は検査され
た対象物の表示に対応する合成の及び実時間のイメージ
を記憶するように動作する。これら表示はシステムの外
部から或いは実時間記録ユニット６６によって生成する
ことができる。診断メモリ及びプロセッサ７６はまた、
テストパターンをテストバス７８を通じて選択されたサ
ブシステムに送り込むテストパターン発生器としても動
作可能である。

【００６０】主制御装置８の制御のもとで、検査システ
ム６の各構成要素はテストバス７８から到来する入力
を、あたかも実質的にそれがイメージバス７２からの実
際の入力であるかのように、処理する。任意のそのよう
なプロセスからの出力は実時間記録ユニット６６によっ
て記録することができ、かつ後処理ユニット６７によっ
て解析することができる。所望ならば、このプロセスの
出力はオペレータに表示することが可能である。診断メ
モリ及びプロセッサ７６からテストバス７８に沿って転
送されるデータは診断の目的のために特別に発生された
テストパターンからなるものでよい。バス７８からの入
力に対する任意のサブシステムの出力を検査することに
よって、各サブシステムの動作は診断でき、かつ検証で
きる。

【００６１】要約すると、診断メモリ及びプロセッサ７
６並びにバス７２及び７８は次の能力を提供する。Ａ．システムの任意の構成要素に対する「テスト」情報
の提供、及びこの「テスト」がシステムの下流のその構
成要素から進行するときにこの「テスト」情報について
実行された変更（修正）のモニタ。Ｂ．検査システムの第１の構成要素によって受信された
可視情報の第１の表示と検査システムのこの第１の構成
要素によって或いはこの第１の構成要素より検査システ
ムの下流の任意の構成要素によって出力されたその可視
情報の第２の表示との比較。

【００６２】上述の診断プロセスの特別の特徴は、検査
システムが検査モードで動作しているときに支配してい
る条件と実質的に同一の条件（タイミング、処理速度、
制御）のもとで診断が行われるということである。

【００６３】検査システムが、検査される対象物と基準
間の差の第１の出力指示を提供するための第１の装置
と、検査される対象物の少なくともある面積（領域）の
第２の検査を自動的に実行するための第２の装置との間
に、共働作用を提供し、それによって上記第１の装置に
よって提供された上記差の一部分の出力指示を完成する
ことにより上記第１の装置を補足することが図１及び図
２の実施例の特別の特徴である。この共働作用は少なく
とも２進欠陥検出器３２とグレイ欠陥検出器６４間に提
供され、また、両検出器３２及び６４から構成される初
期処理ユニットと実時間欠陥記録ユニット６６に関連し
た後処理ユニット６７（図２３参照）間にも提供され
る。

【００６４】対象物の２部分の共働作用検査を提供する
利点、又はもっと一般的にいうと、単一の検査システム
を提供することとは対照的に、共働作用する複数の相互
に補足する検査サブシステムを有する検査システムを提
供する利点は、検査システムの各サブシステムが全体と
してシステムの特定の要件に対して最適化できるという
ことである。例えば、２進欠陥検出器３２は、比較的小
さな欠陥の検出の品質及び効率に妥協を行う必要なし
に、比較的大きな欠陥の検出に「専念する」ことができ
る、又はおおむね最適であるように構成することができ
る。グレイ検出器６４は、比較的大きな欠陥の検出の品
質及び効率に妥協を行う必要なしに、比較的小さな欠陥
の検出に「専念する」ことができる、又は最適であるよ
うに構成することができる。

【００６５】この「専門化」の特徴の他の例は、実時間
欠陥検出器３２及び６４によって提供される走査及びそ
の後の処理が、例えば検査される対象物が検査されると
きの倍率を減少させることによって、所望のように迅速
に実行できるということである。これは検出の品質を実
質的に下げる必要がない。何故ならば、後処理ユニット
６７は速度を犠牲にして精度に専念できるからである。
後処理ユニット６７は、走査が行われている減ぜられた
又は増大された精度に従って、その精度を増大又は減少
させるように動作することが好ましい。

【００６６】次に、図２の２進欠陥検出器３２に対する
好ましいアルゴリズムを概念的に例示する図３（Ａ）〜
（Ｆ）を参照する。図３（Ａ）〜（Ｆ）に例示されたこ
の特定の例は３ピクセル×３ピクセルの近傍系の例であ
り、この例はこれに限定することを意図するものではな
く、単に理解を容易にするために提供されているという
ことは理解されよう。

【００６７】図３（Ａ）はその左側及び右側にそれぞれ
基準及び検査される対象物の対応する位置を例示してい
る。例示された２つの位置は、中央のピクセルが基準
（図３の左側）では陰（斜線）が付けられており、検査
される対象物（図３の右側）には影が付けられていない
という点で相違する。このような相違は、ローカルなレ
ジストレーションミスや電気的ノイズのような種々の誤
りの任意のものに起因する真正の欠陥か又は誤警報であ
り得る。図３（Ｂ）は基準及び検査される対象物の上記
対応する位置の２進表示Ｒ及びＩをそれぞれ例示する。

【００６８】図２の２進欠陥検出器３２は基準及び検査
される対象物の２進表示間の差を検出するように動作す
る。比較的小さな検出欠陥は誤警報として分類され、フ
ィルタ除去され、そして「侵食される」ことが好まし
い。何故ならば、非常に小さな真正の欠陥は大部分の適
用例において実質的に無害であるからである。フィルタ
段階の後で残った欠陥は真正の欠陥として報知される。

【００６９】それ故、２進欠陥検出器３２の動作は、次
の２つの逐次の動作からなることが好ましい。ａ．ＤＩＦＦ：差を識別すること。ｂ．ＥＲＯＳＩＯＮ：誤警報を侵食すること。

【００７０】これら２つの動作はこの技術分野では知ら
れており、エイ・ローゼンフェルド(A. Rosenfeld)及び
エイ・カク(A. Kak)による「ディジタル・ピクチャー・
プロセッシング」（アカデミック・プレス、１９８２）
のようなイメージ処理テキストに詳細に記載されてい
る。このエイ・カク達の開示は参照によりこの明細書に
組み入れられる。

【００７１】さて、これら２つのオペレータの動作につ
いて図３（Ａ）〜（Ｆ）を参照して説明する。

【００７２】基準及び検査される対象物の表示における
特定の対の対応する２進ピクセルについて動作するＤＩ
ＦＦオペレータはＲ及びＩの関数として定義される。

【００７３】ＤＩＦＦに対するサンプル式は次の通りで
ある。ＤＩＦＦ＝Ｒ×（−Ｉ）又はＤＩＦＦ＝Ｉ×（−Ｒ）又はＤＩＦＦ＝Ｒ×（−Ｉ）＋Ｉ（−Ｒ）ここで、×、＋及び−は論理ＡＮＤ、ＯＲ及びＮＯＴオ
ペレータをそれぞれ示す。初めの２つのＤＩＦＦオペレ
ータは減算論理オペレータであり、第３番目のＤＩＦＦ
オペレータはＸＯＲ論理オペレータである。（−Ｒ）及
び（−Ｉ）は図３（Ｃ）に例示されている。

【００７４】上記３つの選択的なＤＩＦＦオペレータの
結果はそれぞれ図３（Ｄ）、（Ｅ）及び（Ｆ）に示され
ている。

【００７５】２進表示間の「誤警報」の差はこれら表示
を生成するプロセスでのノイズから生じ得る。ノイズの
量は現在のピクセルの近傍系の関数として変化し得る。
例えば、コーナー近傍のノイズは一般に真っ直ぐなエッ
ジの近傍のノイズよりも大きい。それ故、誤警報から真
正な欠陥を区別するカットオフサイズは自動的に又はユ
ーザによって制御可能である又は選択可能であることが
好ましい。カットオフサイズの選択可能性は、複数のＥ
ＲＯＳＩＯＮオペレータを提供し、それらのある組合せ
が自動的に又はユーザによって選択できるようにするこ
とによって、具現化できる。選択は一般にレチクルの幾
何構造及び真正な欠陥と誤警報間の所望の比の関数とし
て決定される。ＥＲＯＳＩＯＮオペレータに対するサン
プル式は次の通りである。Ａ．Ｅ４Ｓ＝Ｐ０×Ｐ１×Ｐ３×Ｐ５×Ｐ７Ｂ．Ｅ４Ａ＝Ｐ０×Ｐ１×Ｐ３Ｃ．Ｅ８Ｓ＝Ｐ０×Ｐ１×Ｐ２×Ｐ３×Ｐ４×Ｐ５×Ｐ
６×Ｐ７×Ｐ８Ｄ．Ｅ８Ａ＝Ｐ０×Ｐ１×Ｐ２×Ｐ３これらの式は、ＥＲＯＳＩＯＮオペレータの中心である
２進ピクセルＰ０及び図示するようにピクセルＰ１〜Ｐ
２４からなる５×５近傍系のピクセルを例示する図４
（Ａ）を参照することにより理解できる。

【００７６】式Ａは、図４（Ｂ）に例示されたような２
進形状の周囲全体を侵食し、それによって図４（Ｃ）に
示すように２つのピクセルだけその厚さを減少させる対
称単一ステップ４接続のオペレータである。式Ｂは、２
進形状の周囲の２つの側部のみを侵食し、それによって
１ピクセルだけその厚さを減少させる非対称単一ステッ
プ４接続のオペレータである。式Ｃは２進形状の周囲全
体を侵食する対称単一ステップ８接続のオペレータであ
る。式Ｄは２進形状の周囲の２つの側部のみを侵食する
非対称単一ステップ８接続のオペレータである。

【００７７】単一ステップオペレータＡ〜Ｄのそれぞれ
はＰ０に直ぐに隣接するピクセルのみを考慮に入れ、そ
れ故、２進形状の周囲の関連した側部から１つのピクセ
ルのみを侵食する。ピクセルＰ０〜Ｐ２４の２つの「層
（レイヤー）」を考慮に入れるアナログオペレータは、
それらが周囲の関連する側部から２つのピクセルを侵食
するので、二重ステップオペレータと称される。

【００７８】上述したＥＲＯＳＩＯＮオペレータ法の代
わりとして使用できるフィルタ法を次に記載する。

【００７９】この方法においては、基準パターンのエッ
ジの周りに「アクセプタンス（受入れ）帯域」が定めら
れる。アクセプタンス帯域内に完全に含まれた差は誤警
報と分類される。少なくとも一部分がアクセプタンス帯
域の外に入る差は真正の欠陥と分類される。この方法を
具現化するオペレータはＡＣＣＥＰＴＡＮＣＥオペレー
タと称される。

【００８０】アクセプタンス帯域は２つのサブ帯域、即
ち、２進形状の内側に入る第１の「内部」サブ帯域と、
２進形状の外側にかつこの２進形状に隣接して配置され
ている第２の「外部」サブ帯域、より構成される。サイ
ズｄの内部アクセプタンスサブ帯域は、単一ステップＥ
ＲＯＳＩＯＮオペレータのｄ倍を適用することによって
２進形状から侵食される一組のピクセルから構成され
る。

【００８１】サイズｄの外部アクセプタンスサブ帯域
は、複数ｄの単一ステップＤＩＬＡＴＩＯＮオペレータ
が適用されるときに２進形状に加えられるピクセルによ
って形成される。ＤＩＬＡＴＩＯＮオペレータはこの分
野では知られており、エイ・ローゼンフェルド及びエイ
・カクによる「ディジタル・ピクチャー・プロセッシン
グ」（アカデミック・プレス、１９８２）のようなイメ
ージ処理テキストに詳細に記載されている。このエイ・
カク達の開示は参照によりこの明細書に組み入れられ
る。ＤＩＬＡＴＩＯＮオペレータに対するサンプル式
は、図４（Ａ）に導入された表記法を参照すると、次の
通りである。１．Ｄ４Ｓ＝Ｐ０＋Ｐ１＋Ｐ３＋Ｐ５＋Ｐ７２．Ｄ８Ｓ＝Ｐ０＋Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３＋Ｐ４＋Ｐ５＋Ｐ
６＋Ｐ７＋Ｐ８第１の式は単一ステップ４接続のＤＩＬＡＴＩＯＮオペ
レータを表し、一方、第２の式は単一ステップ８接続の
ＤＩＬＡＴＩＯＮオペレータを表す。

【００８２】値ｄは欠陥の最小のサイズに関係した定数
であっても、或いは基準の２進表示によって形成される
パターンの関数として変化するものでもよい。

【００８３】次に、図５（Ａ）〜（Ｉ）を参照して、
「アクセプタンス帯域」法の好ましい具現例について記
載する。図５（Ａ）の影のある部分は基準の一部分の２
進形状Ｒを例示する。図５（Ｂ）の影のある部分はＲを
このＲの外部アクセプタンスサブ帯域に加えることによ
って定められた基準の面積Ｄを例示する。図５Ｃの影の
ある部分ＥはＲの外部アクセプタンスサブ帯域を例示す
る。図５（Ｄ）の影のある部分は侵食動作の後で残った
面積Ｆを例示する。図５（Ｅ）の影のある部分はＲの第
１の内部サブ帯域Ｇを例示する。

【００８４】図５Ｆの影のある部分は検査される対象物
のＲに対応する部分の２進形状Ｉを例示する。図５Ｇは
形状Ｉと形状間の差を例示する。この差はＩ−Ｒ及びＲ
−Ｉとして演算できるようにされる。図５（Ｈ）及び
（Ｉ）はＡＣＣＥＰＴＡＮＣＥオペレータを例示する。
図５（Ｈ）はＩ−Ｒから外部帯域Ｅを減算して「誤警
報」帯域Ｈ及び「真の欠陥」帯域Ｊをもたらす態様を示
す。図５（Ｉ）はＲ−Ｉから内部帯域Ｇを減算して「誤
警報」帯域Ｋ及び「真の欠陥」帯域Ｌをもたらす態様を
示す。

【００８５】次に、図２の超微細レベル欠陥検出器６４
を例示する図６を参照する。検査されるチャネル及び基
準チャネルの両方における検出プロセス、並びにこれら
２チャネルを比較するプロセスはすべて完全８ビットグ
レイレベル情報を使用する。これらプロセスは後で詳細
に記載する「トリガ」と呼ばれるマルチピクセルオペレ
ータに基づいていることが好ましい。これら「トリガ」
と呼ばれるマルチピクセルオペレータは１つのピクセル
とその周りのピクセル（エネルギー勾配）間のエネルギ
ーの特定の変動を感知し、かつ小さな欠陥によってのみ
トリガされているだけであるという追加の重要な特徴を
有する。

【００８６】図示するように、超微細レベル欠陥検出器
６４は代表的にはスキャナ１０から検査されるべき対象
物を表す８ビットのグレイレベル情報を受信する。欠陥
検出器６４はまた、スイッチ６５を通じて、データベー
スアライメントメモリ５９からの整列された２進ラスタ
化された情報からなる、又はダイアライメントメモリ６
０からの整列されたグレイ情報からなる基準情報を受信
する。これら２つのタイプの情報のいずれかを選択する
ためのスイッチ１０３が設けられている。スイッチ１０
３はまた、診断モード又は検査モードが選択されること
を可能にするように動作する。

【００８７】平滑化ユニット１００が設けられ、データ
ベースアライメントメモリ５９からの２進情報を８ビッ
トのグレイレベル情報に変換し、それによって検査され
た対象物を表す８ビットのグレイレベル情報との比較を
可能にすることが好ましい。平滑化ユニット１００に到
達する情報がダイアラインメントメモリ６０からのグレ
イ情報である場合には、情報の平滑化を防止するために
スイッチ１０３は適当な指令を平滑化ユニット１００に
発する。

【００８８】検査された対象物及び基準をそれぞれ表す
グレイレベル情報はスイッチ１０１及び平滑化ユニット
１００をそれぞれ介して欠陥感知素子（センサ）１０２
及び１０４にそれぞれ与えられる。スイッチ１０１は診
断モード又は検査モードが選択されることを可能にす
る。診断モードが選択された場合には、欠陥感知素子１
０２に与えられるグレイレベル情報はテストバス７８
（図１、図２参照）によって提供される。検査モードが
選択された場合には、欠陥感知素子１０２に与えられる
グレイレベル情報はスキャナ１０（図１参照）によって
提供される。

【００８９】欠陥感知素子１０２及び１０４は実質的に
同一であり、かつ後で詳細に説明する、トリガとも呼ば
れる複数の欠陥検出オペレータに基づいていることが好
ましい。

【００９０】欠陥感知素子１０２は検査された対象物に
おける推定の欠陥に対応する検査された対象物の位置表
示を感知するように動作する。しかしながら、トリガが
また、ある本物の幾何構造に反応し、それによって不所
望な誤警報を生じさせる可能性がある。これら誤警報を
減少させるために、同じトリガを基準情報に供給する欠
陥感知素子１０４が設けられている。検査される対象物
のデータストリームにトリガを誘発する本物の幾何構造
は同じトリガを基準情報のデータストリームに誘発す
る。

【００９１】欠陥比較ユニット１０６が欠陥センサ１０
２から生じるトリガを欠陥センサ１０４及び擬似欠陥セ
ンサ１１２（後記参照）から生じるトリガと比較する。
代表的には、欠陥比較ユニット１０６は、欠陥センサ１
０２をトリガし、かつ基準の同じ位置の周りの予め定め
られたサイズの窓に欠陥センサ１０４又は擬似欠陥セン
サ１１２のいずれからもトリガが発生されなかったとい
うことが正しいという、検査された対象物の各位置の出
力指示を発生する。代表的な窓サイズは５×５ピクセル
である。一実施例によれば、識別された欠陥は、欠陥セ
ンサ１０４及び、又は擬似欠陥センサ１１２によって発
生されたトリガが同じ極性（即ち、両センサが欠陥を
「丘」又は「谷」として識別する）を有する、かつ放棄
されるべき推定の欠陥と同様のＴＤＥ値を有する、同じ
方向に沿った推定の欠陥を指示する場合にのみ、放棄さ
れる。用語「ＴＤＥ」は後で定義される。

【００９２】次に、超微細レベル欠陥検出器６４の欠陥
センサ１０２及び１０４によって使用できる複数のトリ
ガを例示する図７（Ａ）〜（Ｌ）を参照する。各トリガ
は４×４ピクセルの近傍系（Ａ−Ｄ、０−３）の上に重
ねられる。影の付けられた面積（領域）はレチクルのク
ロムを帯びた又は不透明な領域を描写する。

【００９３】複数の欠陥感知トリガは次のトリガｉ〜 v
iii からなる。 i. その寸法が代表的には４×１ピクセルであり、かつ
図７（Ａ）に太い線で示された狭い垂直方向オペレー
タ。このオペレータは図７（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｌ）に
例示されたタイプの丘又は谷欠陥を検出するのに特に有
用である。 ii．その寸法が代表的には４×２ピクセルであり、かつ
図７（Ｃ）に太い線で示された広い垂直方向オペレー
タ。このオペレータは図７（Ｃ）及び（Ｄ）に例示され
たタイプの丘又は谷欠陥を検出するのに特に有用であ
る。 iii.その寸法が代表的には１×４ピクセルであり、かつ
図７（Ｅ）に太い線で示された狭い水平方向オペレー
タ。このオペレータは図７（Ｅ）、（Ｊ）及び（Ｌ）に
例示されたタイプの丘又は谷欠陥を検出するのに特に有
用である。 iv. その寸法が代表的には２×４ピクセルであり、かつ
図７（Ｆ）に太い線で示された広い水平方向オペレー
タ。このオペレータは図７（Ｄ）及び（Ｆ）に例示され
たタイプの丘又は谷欠陥を検出するのに特に有用であ
る。 v. その代表的な形状（輪郭）が図７（Ｇ）に太い線で
示されている広い順方向の斜めの対角線（斜行）オペレ
ータ。このオペレータは図７（Ｄ）及び（Ｆ）に例示さ
れたタイプの丘又は谷欠陥を検出するのに特に有用であ
る。 vi. その代表的な形状（輪郭）が図７（Ｈ）に太い線で
示されている広い逆方向の斜めの対角線オペレータ。こ
のオペレータは図７（Ｄ）及び（Ｈ）に例示されたタイ
プの丘又は谷欠陥を検出するのに特に有用である。 vii.その代表的な形状（輪郭）が図７（Ｉ）に太い線で
示されている狭い順方向の斜めの対角線（斜行）オペレ
ータ。このオペレータは図７（Ｄ）及び（Ｉ）に例示さ
れたタイプの丘又は谷欠陥を検出するのに特に有用であ
る。 viii. その代表的な形状（輪郭）が図７（Ｋ）に太い線
で示されている狭い逆方向の斜めの対角線オペレータ。
このオペレータは図７（Ｄ）、（Ｋ）及び（Ｌ）に例示
されたタイプの丘又は谷欠陥を検出するのに特に有用で
ある。

【００９４】特定の欠陥を検出するのに有用なオペレー
タがまた、各暗領域が明領域と置換され、かつ各明領域
が暗領域と置換される対応する欠陥を検出するのに有用
であるということを注記しておく。

【００９５】中央領域及び２つの周囲領域が上述した８
つのオペレータのそれぞれに対して定められる。８つの
オペレータの各々に対するそれぞれの中心領域は、図７
（Ａ）、（Ｃ）、（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ）、（Ｈ）、
（Ｉ）及び（Ｋ）における行（横列）を定める文字（ア
ルファベット）及び列（縦列）を定める数字によってそ
れぞれ定められる格子（グリッド）表記法を参照する
と、それぞれ次のピクセルからなる。 i. Ｂ２、Ｃ２ ii. Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２ iii. Ｃ１、Ｃ２ iv. Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２ v. Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２ vi. Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２ vii. Ｂ２、Ｃ１ viii. Ｂ１、Ｃ２８つのオペレータの各々に対する第１及び第２の周囲領
域は、図７（Ａ）、（Ｃ）、（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ）、
（Ｈ）、（Ｉ）及び（Ｋ）における行（横列）を定める
文字（アルファベット）及び列（縦列）を定める数字に
よってそれぞれ定められる格子表記法を参照すると、そ
れぞれ次のピクセルからなる。

【００９６】各オペレータに対して、中央領域ピクセルのエネルギー
レベルの和はＣとして表される。例えば、オペレータｉ
に対して、Ｃ＝Ｂ２＋Ｃ２。第１の周囲におけるピクセ
ルのエネルギーレベルの重みを付けた又は重みを付けな
い和はＰ１として表される。例えば、オペレータｉに対
して、Ｐ１＝Ａ２。しかしながら、図７（Ｇ）に示すオ
ペレータｖに対する好ましい式は重みを付けた和であ
り、Ｐ１＝Ａ２＋２Ａ３＋Ｂ３。

【００９７】第２の周囲におけるピクセルのエネルギー
レベルの重みを付けた又は重みを付けない和はＰ２とし
て表される。例えば、オペレータｉに対して、Ｐ２＝Ｄ
２。しかしながら、図７（Ｇ）に示すオペレータに対す
る好ましい式は重みを付けた和であり、Ｐ２＝Ｃ０＋２
Ｄ０＋Ｄ１。

【００９８】欠陥はオペレータの中央ピクセルのエネル
ギーレベルの和を周囲のそれぞれのエネルギーレベルの
和（重みを付けた又は単純の）と比較することによって
検出される。中央のエネルギーの和が周囲のエネルギー
の和からあるスレッショルド値Ｔ以上ずれる場合、中央
領域に存在する欠陥が識別される。ゼロでない正のスレ
ッショルド値の使用が好ましい。何故ならば、このスレ
ッショルド値はノイズを欠陥とする誤認を除去し、ま
た、非常に小さい欠陥をフィルタ除去するからである。

【００９９】好ましい一実施例によれば、センサ１０２
において使用されるスレッショルド値はセンサ１０４に
おいて使用されるスレッショルド値よりも僅かに高い。
その結果、センサ１０２をトリガする実質的に任意の推
定の欠陥がまた、センサ１０４をトリガし、それによっ
て誤警報率を減少させる。検査される対象物チャネルを
トリガする実質的に任意の欠陥でない位置がまた、基準
チャネルをトリガすることを確実にするための追加の又
は代わりの方法は後述する擬似欠陥検出チャネルを提供
することである。

【０１００】好ましい実施例によれば、オペレータｉ〜
ivに対して、丘又は谷の欠陥は、次の条件がそれぞれ保
持される場合に、識別される。谷：Ｃ＋Ｔ＜２×Ｐ１でかつＣ＋Ｔ＜２×Ｐ２丘：Ｃ−Ｔ＞２×Ｐ１でかつＣ−Ｔ＞２×Ｐ２ここで、周囲の和は、周囲の領域がそれぞれ対応する中
央領域の半分の大きさであるので、２倍され、従って、
周囲のエネルギーレベルが２倍されるときにのみ周囲の
和は中央領域と比較できるということを注記しておく。

【０１０１】オペレータｖ〜viiiに対して、丘又は谷の
欠陥は、次の条件がそれぞれ保持される場合に、識別さ
れる。谷：Ｃ＋Ｔ＜Ｐ１でかつＣ＋Ｔ＜Ｐ２丘：Ｃ−Ｔ＞Ｐ１でかつＣ−Ｔ＞Ｐ２図７（Ｄ）の欠陥が０のグレイ値及び４つの白（グレイ
レベル＝２５５）ピクセルＢ１、Ｂ２、Ｃ２及びＣ３に
わたって等しく分布している０．５ピクセルの領域を有
すると仮定すると、図７（Ｄ）のピクセルＢ０〜Ｂ３及
びＣ０〜Ｃ３に配置されたオペレータivに対するサンプ
ル計算は次の通りである。Ｂ１＝Ｂ２＝Ｃ２＝Ｃ３＝７／８×２５５＝約２２５Ｃ＝９００２×Ｐ１＝２（Ａ１＋Ｂ１）＝２（２５５＋２５５）＝
１０２０２×Ｐ２＝２（Ａ４＋Ｂ４）＝２（２５５＋２５５）＝
１０２０欠陥のサイズは、所望ならば、トータル・デルタ・エネ
ルギー（ＴＤＥ）と呼ばれる量を定めることによって、
定量化することができる。オペレータのそれぞれに対し
て、ＴＤＥは中央ピクセルから両周囲のエネルギーの和
を引き算した合計のエネルギーとして定められる。ＴＤ
Ｅを３つの異なるスレッショルド値と比較することによ
って、検出された欠陥は小、中間或いは大と分類でき
る。

【０１０２】比較的大きな欠陥は谷のプロフィールの形
成をもたらさず、オペレータはそれによって「トリガ」
されない。単一のエッジもまた、谷又は丘タイプのプロ
フィールの形成をもたらさない。二重エッジのプロフィ
ールもまた、このプロフィールの幅に対するオペレータ
のサイズの比が十分に小さい場合には、オペレータをト
リガしない。

【０１０３】例えば、垂直方向に配置されたパターンの
エッジに配置された欠陥を検出するためには、垂直方向
の軸に沿った検査が好ましく、これに対し水平方向に配
置されたパターンのエッジに配置された欠陥は水平方向
の軸に沿った検査によって極めて容易に検出される。そ
れ故、欠陥センサ１０２及び１０４は、互いに４５度ず
つ分離された４つの軸（垂直軸、水平軸、４５度軸及び
１３５度軸と称される）のような複数の軸に沿った検査
されるべき各位置で動作することが好ましい。従って、
各欠陥は特定の１つの軸又は複数の軸に沿っていると特
徴付けることができる。また、欠陥は、検出されたエネ
ルギープロフィールの形状に依存して、谷又は過剰のク
ロム欠陥（図７（Ｂ）及び（Ｄ）に例示されているピン
ドットのような）或いは丘又は不十分なクロム欠陥（ピ
ンホールのような）と特徴付けることができる。ピンホ
ールやピンドット欠陥のようなおおむね点対称の欠陥は
一般にすべての検出軸に沿って検出されよう。

【０１０４】上述したタイプｉ〜viiiの１つの欠陥感知
オペレータは検査される対象物の表示のある本物の（欠
陥のない）特徴によってトリガされることが予期でき
る。例えば、１３５度より小さいコーナーのような幾何
構造が欠陥センサをトリガするかもしれない。

【０１０５】この状態は、上に説明したように、検査さ
れる対象物の検出チャネルに平行なかつそれと実質的に
同一の基準の検出チャネルを提供することによって、一
部分修正できる。しかしながら、再び図６を参照して、
欠陥センサ１０２は検査される対象物の表示における欠
陥でない位置によってトリガされるが、基準の表示にお
ける同一の（欠陥でないことによる）位置は欠陥センサ
１０４をトリガすることができないということが時々生
じ得る。この状態は、欠陥センサ１０２及び１０４が全
く同じに構成されている場合でさえ、起こり得る。何故
ならば、これら２つのセンサはそれらへの入力が全く同
じに発生されないかもしれないという事実により、正確
に同じ入力を受信しないかもしれないからである。例え
ば、図６のセンサ１０２に対する入力は８ビットの深さ
で走査するスキャナ１０によって発生することができ、
他方、図６のセンサ１０４に対する入力は２進データベ
ース情報を８ビットレベルに変換することによって発生
することができる。また、検査されるべき「欠陥のな
い」対象物がそのデータベースの先行するものと必ずし
も対応しない場合さえある。これは、中でもデータベー
スパターンのコーナーが、検査される対象物が作られた
プロセスの人為構造として、丸められる傾向があるから
である。

【０１０６】従って、好ましい修正は欠陥センサ１０４
と平行な、かつ特徴検出器１１０並びに擬似欠陥センサ
１１２から構成される基準検出チャネルを提供すること
である。擬似欠陥検出チャネルは、欠陥センサ１０２に
よって検査された対象物の欠陥として誤認され、かつ欠
陥センサ１０４をトリガしない実質的に任意の本物の形
状（輪郭）が擬似欠陥検出チャネルに沿うトリガを生じ
させ、それによって推定の欠陥が誤警報として分類され
ることを可能にすることを確実にするため、特別の基準
で設計することができる。

【０１０７】特徴検出器１１０はまた、この明細書では
「ＦＤＭ」と略される「ＭＩＣ特徴検出器」とも称され
る。ＦＤＭは基準ストリームにおける予め定められた幾
何形状（輪郭）を認識するように設計されている。この
予め定められた形状は検査された対象物では有効トリガ
を発生するが、基準では発生しないものを含む。これら
形状に対して、ＦＤＭは擬似トリガを生成し、このトリ
ガは基準によって発生されるトリガのストリームに加え
られる。

【０１０８】一般に、ＦＤＭはテンプレートが予め定め
られた形状であり、かつサーチ領域が基準のストリーム
であるテンプレートマッチング動作を実行する。テンプ
レートのサイズは８×８ビットのように大きいことが好
ましいので、単一のルックアップテーブルは実用的では
ないかもしれない。代わりに、いくつかのＬＵＴが１つ
の判断（デシジョン）ツリーに結合されてもよい。判断
ツリーの構造は、認識されるべきテンプレートの数が８
×８ビットの２進組合せの数に関して小さいという事実
に基づいている。特徴検出器１１０の好ましい実施例は
添付の参考資料４に記載されている。

【０１０９】図８及び図９は図６の平滑化ユニット１０
０、欠陥検出器１０２及び１０４、並びに欠陥比較ユニ
ット１０６の中間レベルのブロック図である。

【０１１０】図示するように、平滑化ユニット１００は
２進レベル−グレイレベル変換器１１４及びコンボルビ
ング（回旋）ユニット１１６から構成されることが好ま
しい。２進レベル−グレイレベル変換器１１４は高解像
度フォーマットの２進フォーマットで提供されるデータ
ベース情報を、２進ピクセル計数のような任意適当な方
法を使用して、低解像度（８ビットのような）グレイレ
ベル情報に変換する。コンボルビングユニット１１６は
グレイの影の数をさらに増加させ、ガウスの又は任意の
他の適当な関数を使用して、データベース情報（ＤＢ）
を平滑化２次元関数でコンボリューションすることによ
って情報の空間的平滑化を行う。

【０１１１】そのような関数の好ましい具体化例は次の
ような５×５ピクセルのテンプレートＴである。

【０１１２】コンボリューションはデータベース内の各ピクセル及び
その５×５の周囲近傍系をテンプレートと乗算すること
によって次のように実行される。

【０１１３】Ｓｕｍ〔（ＤＢ）_ij（Ｔ）_ij〕ｉ，ｊ
＝１，… ，５コンボルビングユニット１１６は６×６のコンボルビン
グユニットであってもよく、或いは任意の他の適当なデ
ィメンションを有するものでもよい。

【０１１４】欠陥検出器１０２は並列に接続された複数
の欠陥検出オペレータユニット、好ましくは８つの欠陥
検出オペレータユニット１１８、１１９、１２０、１２
１、１２２、１２３、１２４及び１２５、から構成され
る。これら８つの欠陥検出オペレータユニットは前述し
た欠陥検出オペレータｉ〜viiiに基づくものでよい。特
定すると、これら欠陥検出オペレータユニット１１８、
１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４及び
１２５はオペレータiii 、iv、i 、ii、vii 、v 、viii
及びviにそれぞれ対応する。各欠陥検出オペレータユニ
ットは入力ピクセルのストリームを必要なテンプレート
に掛け渡し、「サスペクト（疑わしい）」領域をトリガ
としてマークするように動作する。

【０１１５】水平方向に配向された欠陥の指示は欠陥検
出オペレータユニット１１８及び１１９によって提供さ
れ、併合ユニット１３０によって併合される。垂直方向
に配向された欠陥の指示は欠陥検出オペレータユニット
１２０及び１２１によって提供され、併合ユニット１３
２によって併合される。順方向傾斜の対角線方向に配向
された欠陥の指示は欠陥検出オペレータユニット１２２
及び１２３によって提供され、併合ユニット１３４によ
って併合される。逆方向傾斜の対角線方向に配向された
欠陥の指示は欠陥検出オペレータユニット１２４及び１
２５によって提供され、併合ユニット１３６によって併
合される。

【０１１６】図示するように、欠陥検出器１０４は、ラ
ン時間パラメータ及び欠陥検出オペレータユニットのパ
ラメータを除き、欠陥検出器１０２と実質的に同一であ
ってもよい。

【０１１７】欠陥比較ユニット１０６は代表的には、そ
れに沿って欠陥検査プロセスが行われる複数の方向に対
応する複数のチャネルハンドラより構成される。図示の
実施例においては、水平方向、垂直方向、順対角線方向
及び逆対角線方向にそれぞれ対応する４つのチャネルハ
ンドラ１４０、１４２、１４４及び１４６が設けられて
いる。

【０１１８】各方向に対するチャネルハンドラは擬似欠
陥センサ１１２から及びその方向に関係する欠陥検出器
１０４内の併合ユニットからトリガされた基準位置に関
する情報を受信する。この情報はその方向に関係する欠
陥検出器１０２内の併合ユニットから到来するトリガさ
れた被検査対象物の位置に関する情報と比較される。前
述したように、検査された及び基準の両チャネルをトリ
ガした推定の欠陥を放棄した後、複数のチャネルハンド
ラは残りの欠陥に関する情報をＬＵＴ１４８に供給す
る。ＬＵＴ１４８は、水平方向、垂直方向、順対角線方
向及び逆対角線方向のような複数の方向のそれぞれに沿
って検出された欠陥に関する情報を併合するように動作
する。ＬＵＴ１４８はＯＲ論理機能に基づくものでよ
い。ＬＵＴ１４８によって提供される併合された情報は
図２の欠陥処理ユニット６２によって受信される。

【０１１９】次に、欠陥検出オペレータユニット１１
８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４
及び１２５のそれぞれ好ましい実施例のブロック図であ
る図１０〜図１７を参照する。上述したように、各欠陥
検出オペレータユニットは入力ピクセルのストリームを
必要なテンプレートに掛け渡し、「サスペクト」領域を
トリガとしてマークするように動作する。８つの欠陥検
出オペレータユニット１１８、１１９、１２０、１２
１、１２２、１２３、１２４及び１２５の８つのテンプ
レートに対する座標系は図７（Ｅ）、（Ｆ）、（Ａ）、
（Ｃ）、（Ｋ）、（Ｈ）、（Ｉ）及び（Ｇ）をそれぞれ
参照して上述したように定められた。同じ座標系がこの
明細書では図１０〜図１７を参照して使用される。

【０１２０】１×４スパンのテンプレート（Ｃ０，Ｃ
１，Ｃ２，Ｃ３）について動作する狭い水平方向欠陥検
出オペレータユニット１１８のブロック図である図１０
を特に参照する。加算器１５０は、Ｃ１とＣ２の和であ
ってもよい図７（Ａ）〜（Ｋ）を参照して上述のように
定めた中央領域の和Ｃを計算する。図７（Ａ）〜（Ｋ）
を参照して上述のように定めた周囲Ｐ１及びＰ２のエネ
ルギーの和は加算器１５２によって計算される。減算器
１５４は中央領域の和Ｃから第１の周囲の和の２倍であ
る２×Ｃ０を減算する。減算器１５６は中央領域の和Ｃ
から第２の周囲の和の２倍である２×Ｃ３を減算する。
ＬＵＴ１５８及び１６０はそれぞれ、減算器１５４及び
１５６のそれぞれの出力をそれぞれのプログラム可能な
スレッショルド値と比較する。減算器１６２は図７
（Ａ）〜（Ｋ）を参照して上述のように定めたＴＤＥ値
を計算する。ＴＤＥ値及びＬＵＴ１５８及び１６０の比
較結果は論理ユニット１６４を通じてＬＵＴ１６６によ
って受信される。このＬＵＴ１６６は欠陥／誤警報状
態、ＴＤＥレベル及び狭い水平方向のトリガによって検
出された欠陥の極性の出力指示を提供する。

【０１２１】図１１〜図１７の欠陥検出オペレータユニ
ットは図１０の欠陥検出オペレータユニットと同様に構
成されており、それ故、簡単化するために詳細には説明
しない。

【０１２２】次に、図８のコンボルビングユニット１１
６（以後、コンボルバと略記する）のブロック図である
図１８を参照する。このコンボルバは、代表的には４つ
のコンボルビング手段１７４、１７６、１７８及び１８
０からなる３×３のコンボルバのアレイ１７２に接続さ
れた６×６ピクセルスパナ１７０を含むことが好まし
い。

【０１２３】データの解像度が図８のユニット１１４に
おいて減ぜられた後、データは図１９に例示された６×
６の窓１８４に掛け渡される。図１９に見られるよう
に、６×６の窓は、コンボルビング手段１７４、１７
６、１７８及び１８０をそれぞれ駆動する４つの小さな
３×３ピクセルアレイ１８６、１８８、１９０及び１９
２に区分されてもよい。これら４つのコンボルビング手
段の出力は加算器１８２によって合算され、それによっ
て８ビットグレイレベル出力を提供する。

【０１２４】次に、図９のチャネルハンドラ１４０の好
ましい実施例のブロック図である図図２０及び図２１を
参照する。チャネルハンドラ１４２、１４４及び１４６
はチャネルハンドラ１４０と同一のものでよい。

【０１２５】図２０及び図２１に示すように、チャネル
ハンドラ１４０は、図６の検出器１０４及び１１２から
の基準に関する情報、並びに図６の検出器１０２からの
被検査対象物に関する情報を並列に受信する。基準情報
の２つのチャネルはＯＲ論理機能によって併合される。
スパン動作が続き、その結果代表的には５×５のディメ
ンションを有する窓をもたらす。終りに、代表的には５
つのトリガ検出器ユニット２１０、２１２、２１４、２
１６及び２１８から構成されるトリガ検出器ユニットの
並列アレイ２０８が有効な「丘」及び「谷」トリガに対
して窓をサーチする。

【０１２６】図６の検出器１０２から到来する被検査対
象物の情報チャネルはセレクタ２２０を介して時間等化
ユニット２２２に送られる。この時間等化ユニット２２
２は被検査対象物のデータを一定の時間期間だけ遅延さ
せるように動作する。遅延の後、被検査対象物情報はマ
スキングユニット２２４に供給される。同時に、マスキ
ングユニット２２４は５つのトリガ検出器ユニット２１
０、２１２、２１４、２１６及び２１８のそれぞれから
２チャネルのデータを受信する。この２チャネルのデー
タは丘欠陥及び谷欠陥をそれぞれ指示する。マスキング
ユニット２２４は、上述したように、トリガ、代表的に
は同じ極性のかつ類似のＴＤＥ値を有するトリガが推定
の欠陥に対応する５×５の窓内に含まれている場合に
は、その推定の欠陥をマスクする又は削除する。

【０１２７】図２０及び図２１において、「ＤＬ」は１
ラインの遅延を導入するユニットを示し、「Ｒ」は１ピ
クセルの遅延を導入するユニットを示す。

【０１２８】次に、図２の実時間欠陥記録ユニット６６
のブロック図である図２２を参照する。理解できるよう
に、このユニット６６は長さｍピクセルのラインバッフ
ァ２２６を含む。このラインバッファ２２６はｘポイン
タ２３０及びｙポインタ２３２によってアクセスされる
ＲＡＭのようなメモリ２２８とインタフェースしてい
る。メモリ２２８は代表的には１Ｋ×１Ｋの２次元アレ
イより構成される。

【０１２９】この記録ユニット６６の動作は次の通りで
ある。各ライン時間中、ラインバッファ２２６は直列入
力ポート２３４を通じて入力バス７２（図１及び図２参
照）から被検査対象物又は基準の１つのラインの表示を
受信する。各ラインは並列入力ポート２３６を通じてメ
モリ２２８の、ｙポインタ２３２によって指示されたｙ
位置に、逐次にロードされる。ラインがメモリ２２８に
ロードされるときごとに、ｙポインタはインクリメント
（増分）される。それ故、メモリは、対象物の最も最近
に走査されたラインである、１Ｋのような、選択された
数のラインを記憶する移動する窓として働く。

【０１３０】欠陥が生じると、記録ユニット６６は欠陥
処理ユニット６２（図２参照）によってこの発生を警報
される。欠陥を取り囲む近傍系のピクセルのアドレス
は、この欠陥の位置を識別する欠陥処理ユニット６２か
ら到来する座標信号に基づいて、計算される。移動窓２
２８の内容のこれらアドレスによって識別された部分
は、Ｘ−Ｙアドレッシングを使用して、制御論理ユニッ
ト２３８によってランダムアクセスに読み出され、後処
理ユニット６７（図２参照）に供給される。初期設定の
ためと、テストのための処理ユニット２４０が設けられ
ている。

【０１３１】トリガ及びその位置の指示を受信すると、
記録ユニット６６は、イメージバス７２（図１及び図２
参照）からの、代表的には３２×２４ピクセルのサイズ
のその位置の近傍系の表示を記録する。イメージバス７
２の表示は、図示するように、イメージバス７２とイン
タフェースするシステムの構成要素の任意の１つによっ
て与えられる表示でよい。制御装置８（図１参照）はど
の表示がイメージバス７２にロードされるかを決定する
ように動作する。これら表示は一時メモリ２４２を介し
て、次の機能の一方又は両方が実行される図２の後処理
ユニット６７に送られる。

【０１３２】（ａ）推定の欠陥が実際の欠陥であるか誤
警報であるかの決定（ｂ）これら表示を提供する検査システムのサブシステ
ムの性能を診断し、これらサブシステムの動作が誤警報
率を減少させるために修正できるようにすること。

【０１３３】次に、図２の後処理ユニット６７の概念的
な例示である図２３を参照する。後処理ユニット６７は
誤警報率低減ユニット２５０を含む。この誤警報率低減
ユニット２５０は図２の実時間欠陥記録ユニット６６か
ら被検査対象物の複数の位置の実時間記録表示及びこの
複数の位置のそれぞれの座標を受信する。誤警報率低減
ユニット２５０はまた、基準情報を受信する。この基準
情報は、ダイ−データベース比較の場合には、欠陥座標
によって識別され、かつデータベースラスタライザ５６
（図１参照）によって提供される欠陥位置に関係する２
進データベース情報からなるものでよい。代わりに、ダ
イ−ダイ比較法が使用される場合には、基準情報は欠陥
座標によって識別された位置に対応する基準対象物の位
置に関係するグレイ基準情報からなるものでよい。

【０１３４】誤警報率低減ユニット２５０は各推定の欠
陥位置を再解析し、誤警報をフィルタ除去し、欠陥メモ
リ２５２に記憶される真の欠陥の位置を指示する座標の
出力指示を提供する。誤警報率低減ユニット２５０はま
た、次の規準の少なくともあるものに従って欠陥を分類
することが好ましい。即ち、なくなっている／過剰のク
ロム、エッジ／隔離された／コーナー欠陥、サイズであ
る。誤警報率低減ユニット２５０によって識別された欠
陥の位置及び分類は欠陥メモリ２５２に記憶される。記
憶された情報は、ＳＡＳのような任意適当な統計的ソフ
トウエアパッケージから構成できる統計的解析ユニット
２５４によって統計的に解析されることが好ましい。

【０１３５】ＣＲＴのようなオペレータディスプレイ２
５６が欠陥解析プロセスのオペレータに対してオンライ
ン表示を提供することが好ましい。この表示は誤警報率
低減ユニット２５０によって解析された欠陥イメージの
表示からなるものであることが好ましい。

【０１３６】オンラインディスプレイ２５６はオペレー
タが欠陥イメージを検討し、欠陥分類ユニット２５８を
通じて欠陥の分類を訂正することを可能にする。ユーザ
もまた、誤警報低減ユニット２５０によって指示された
特定の推定の欠陥が誤警報であるということをシステム
に指示できることが好ましい。欠陥メモリ２５２は、レ
チクルを修復するために、例えば米国ニューヨーク州ス
ミスタウンのクオントロニクス(Quantronix)社によって
製造された修復機械のような修復機械（図示せず）とイ
ンタフェースできる。

【０１３７】欠陥後処理ユニット６７はハードウエアで
具現化される図２の欠陥処理ユニット３２及び６４とは
対照的に、ソフトウエアで具現化されることが好まし
い。後処理ユニット６７の好ましい実施例のソフトウエ
アの具体例が添付の参考資料５に示されている。

【０１３８】誤警報率を低減させ、かつ欠陥を分類する
ための好ましい方法は次の通りである。

【０１３９】実時間記録ユニット６６（図２参照）は被
検査対象物の各推定の欠陥ピクセルの周りのかつこの欠
陥ピクセルを含む領域のサンプルされたグレイイメージ
を、関係する座標とともに記録する。推定の欠陥ピクセ
ルは図２の欠陥検出器３２及び６４によって報知された
欠陥として定められる。

【０１４０】誤警報率低減の第１ステップは推定欠陥デ
ータの配置であり、次のサブステップより構成されるも
のでよい。

【０１４１】データを隣接して配置された又は「接続さ
れた」推定の欠陥ピクセルのグループに密集させるステ
ップと、各密集グループに対して、推定の欠陥ピクセル
の現在の密集グループの近傍に被検査対象物の統一され
たイメージである「被検査推定欠陥イメージ」を構築す
るステップと、記憶されたデータベースから、被検査推
定欠陥イメージに対応するデータベースの部分である
「対応基準イメージ」を抽出するステップ。

【０１４２】好ましい誤警報率低減方法は次のステップ
からなるものでよい。１．基準が２進形式で表されない場合には、上に説明し
たように、検査されるイメージ及び基準の２値化。これ
は米国特許出願第６８４，５８３号に記載されたアルゴ
リズムを用いて具現化できる。この米国特許出願第６８
４，５８３号の開示はこの明細書に参照により組み入れ
られている。これらアルゴリズムはソフトウエアで具現
化されることが好ましい。

【０１４３】２．被検査及び基準イメージの２進表示の
グローバルマッチング。このマッチングは、完全な記録
領域が考慮されるという意味においてグローバルであ
る。好ましいグローバルマッチング技術は、テンプレー
トが被検査推定欠陥イメージであり、サーチ窓が基準イ
メージであり、かつマッチング規準が被検査推定欠陥イ
メージ及び基準の対応する部分のＸＯＲの領域の最小値
であるテンプレートマッチングである。

【０１４４】計算負荷を減少させるために、マッチング
プロセスは１回以上繰り返される。第１の繰り返しは、
最初の解像度に関して２〜８のある計数だけ減ぜられた
解像度のような比較的小さな解像度で２つのイメージに
ついて実行される。第１の繰り返しにおいては、サーチ
窓は比較的大きい。その後の繰り返しは、最初の解像度
に戻るまで増大する解像度で２つのイメージについて実
行される。これらその後の繰り返しにおいては、サーチ
窓のサイズは徐々に減少される。マッチング技術はエイ
・ローゼンフェルド及びエイ・カクによるディジタル・
ピクチャー・プロセッシング（アカデミック・プレス、
１９８２、第２巻、セクション９・４及び１２・１）に
記載されている。

【０１４５】３．被検査及び基準推定イメージの２進表
示のローカルマッチング。このマッチングは、推定欠陥
ピクセルの包囲する矩形に含まれるサブイメージのみが
考慮されるという意味においてローカルである。このス
テップは前に言及したテンプレートマッチングステップ
によって具現化できるが、しかしテンプレート領域はこ
こでは包囲する矩形領域であり、解像度は最初の２進解
像度である。

【０１４６】４．次の一方又は両方よりなるものでよい
差の測定値を計算すること。（ａ）ローカルマッチング後の被検査及び基準イメージ
部分間のＸＯＲの領域（ｂ）ローカルマッチング後の被検査及び基準イメージ
部分間のＸＯＲの幅。幅の測定はこの幅があるスレッショルドを超えるか超え
ないかの指示として演算化することができる。この指示
は予め定められた数のピクセル層を侵食することによっ
て具現化できる。この予め定められた数は、所望の誤警
報率の及び真正の欠陥として分類されるべきである推定
の欠陥の最小のサイズを決定する予め定められたスレッ
ショルドの関数でよい。

【０１４７】５．欠陥の領域（面積）、サイズ及びタイ
プのインベントリを提供するためのマッチングイメージ
の分類。

【０１４８】次に、図１のスキャナ１０の好ましい一実
施例のブロック図及び概略前面図の組合せである図２４
を参照する。図２４に示すスキャナ１０はこの発明の好
ましい一実施例に従って構成され、かつ動作する。

【０１４９】スキャナ１０は３０２で指示された２軸位
置決めサブシステム、下部及び上部照明サブシステム３
０４及び３０５、並びにイメージ捕捉サブシステム３０
６より構成されている。各サブシステムの構造及び動作
について以下に個々に記載する。

【０１５０】２軸位置決めサブシステム３０２は米国ニ
ューヨーク州ホーポージのアノラッド(Anorad)社から市
販されているマイクログライドＬ２５０でよく、孔３０
９及びリニアモータ（図示せず）を備えた移動台３１０
を有する御影石のテーブル３０８、空気ベアリング（図
示せず）及びレーザ干渉計３１４よりなる。干渉計３１
４によって測定される台３１０の位置は台コントローラ
３１２に送られる。

【０１５１】被検査レチクルを保持するための２軸位置
決め可能なかつ回転可能なホルダー３１６が台３１０の
上に支持されている。ホルダー３１６の位置及び配向は
モータコントローラ３１８によってモータ（図示せず）
を通じて制御される。

【０１５２】レチクルは御影石テーブル３０８の下側に
位置する下部照明サブシステム３０４によって照明され
る。この下部照明サブシステム３０４については図２５
及び図２６を参照して詳細に説明する。サブシステム３
０４の孔及びフィルタはモータコントローラ３１８の制
御下でモータ駆動される。

【０１５３】照明されたレチクルは顕微鏡３２０で観察
される。顕微鏡３２０は好ましくは標準倍率である異な
る倍率の複数の対物レンズを備えていることが好まし
い。顕微鏡３２０によって発生されるレチクルの拡大イ
メージはカメラユニット３２２のＣＣＤラインアレイセ
ンサによって捕捉される。レチクルは焦点制御ユニット
３２６によって制御される自動焦点アセンブリ３２４に
よって焦点に維持される。選択された対物レンズがモー
タコントローラ３１８によって駆動される顕微鏡モータ
手段（図示せず）の光学軸に関して位置決めされる。

【０１５４】カメラユニット３２２のタイミング及び拡
大動作はカメラコントローラ３２８によって制御され
る。カメラコントローラ３２８に対するトリガ信号は、
台３１０の座標を記述する台コントローラ３１２から受
信した信号に応答して、視覚（ビジョン）ユニット３３
０によって発生される。

【０１５５】カメラコントローラ３２８は生の（未処理
の）８ビットグレイデータのディジタルビデオ信号を視
覚ユニット３３０に送信する。視覚ユニット３３０はこ
のデータを処理し、ＣＣＤセンサの応答の非均一性を補
償し、この処理された最終グレイデータの出力を図１の
ユニット３０及び２２へ供給する。

【０１５６】顕微鏡３２０とカメラ３２２との間に延長
管３３２が挿入されている。この延長管３３２は顕微鏡
３２０によって発生されたイメージを三眼ユニット３３
４及びカラーカメラ３３６へ中継し、イメージをカラー
ディスプレイ３３８上に表示できるようにする。

【０１５７】台コントローラ３１２、モータコントロー
ラ３１８、焦点コントローラ３２６及びカメラコントロ
ーラ３２８の動作は図１の主制御装置８によってスキャ
ナ１０に送られる制御データに従ってＣＰＵ３４０によ
って制御される。

【０１５８】次に、図１のスキャナ１０の光学的構成要
素の分解図である図２５及び図２６を参照する。

【０１５９】照明サブシステム３０４は高圧水銀アーク
ランプのようなランプを収容するランプハウジング３４
２及び０．５を超えることが好ましい高い開口数を有す
る平行光用レンズ３４４を含むことが好ましい。ランプ
から発せられた光ビームは２つの「コールドミラー」３
４６及び３４８によって反射される。これらミラー３４
６及び３４８はＩＲ（赤外）光をフィルタ除去し、ま
た、これらミラー３４６及び３４８の上の光学系の光学
軸に沿って光ビームを整列させるのに必要な程度の自由
度を提供する。

【０１６０】光ビームがミラー３４８で偏向された後、
フォーカスレンズ３５０は、長い幅の広い光ファイバか
らなるクラッドロッド３５２の下面にアークランプの拡
大されたイメージを生成する。クラッドロッド３５２
は、システムが最高の開口数に対する及び異なる厚さの
レチクルに対する可能な最も大きい立体角を必要とする
ときに、その上面の照明がシステムによって必要とされ
る最も幅の広い可能な視野にわたって均一のままである
ように、構成され、配置されている。

【０１６１】均一な照明の直径の及び開口数の好ましい
値はそれぞれ２．８ｍｍ及び０．５５である。これら値
は異なる厚さのレチクル３５４が、補償レンズを使用す
ることなしに、かつ任意の光学素子を移動させることな
しに、照明されることを可能にする。

【０１６２】クラッドロッド３５２の上面は、レンズ３
５６、３５８、３６０及び３６２からなる全体として３
５５で指示されたレンズアセンブリによってイメージが
形成される。レンズ３５６及び３５８は視野絞り（フィ
ールドアパーチャ）３６４の平面にクラッドロッド３５
２の上面の中間イメージを発生することによって照明さ
れる視野幅を制御する。レンズ３５６はクラッドロッド
３５２から光を集める。レンズ３５８は、すべての光が
「ビネット風にぼかす」必要なしにクラッドロッド３５
２の上面から集められることを可能にする視野レンズで
ある。

【０１６３】レンズ３６０及び３６２はレチクル３５４
の上面に中間イメージ及び視野絞り３６４の像を形成す
る。レンズ３６０は照明システム３０４の集光レンズで
あるレンズ３６２に対する視野レンズとして動作する。
集光レンズ３６２の下側の集光絞り（コンデンサアパー
チャ）３６６はコンデンサ３６０の開口数を異なるシス
テム動作モードの特定の要件に調節する。レンズ３５６
及び３６２は集光レンズであってもよい。レンズ３５８
及び３６０は視野レンズであってもよい。

【０１６４】レンズアセンブリ３５５はレチクル３５４
上に像が形成されるいかなる臨界的な光学表面も持たな
いことが好ましい。レンズアセンブリ３５５の長さはク
ラッドロッド上面のイメージをテーブル３０８及び移動
台３１０を通じてレチクルに「転送する」のに十分であ
る。

【０１６５】視野絞り３６４及び集光絞り３６６の直径
はモータ３７２及び３７４によってそれぞれ駆動される
ギア３６８及び３７０によってそれぞれ調整される。モ
ータ３７２及び３７４はモータ制御ユニット３１８（図
２４参照）によって制御され、御影石テーブルの下側に
位置していることが好ましい。

【０１６６】検査システム６の特定の動作モードに対す
る照明レベルは連続的に変化するＮＤフィルタホイール
の使用によって得られる。この分野においてよく知られ
ているように、そのようなフィルタのトランスミッショ
ンはその回転角の関数として変わる。システムに存在す
る実際の照明レベルはカメラ３２２によって検出され
る。カメラ３２２はアークライトによる光の発生におけ
る任意の劣化を補償することができる。カメラ３２２に
よって検出された光レベルを、動作モードのそれぞれに
対するＮＤフィルタ３７６の角度位置の関数として校正
することにより、ＣＰＵユニット３４０はシステム内の
照明レベルをモータ制御ユニット３１８を通じて制御す
ることができる。ＮＤフィルタ３７６はモータ及びギア
構成（図示せず）のような任意適当な手段によって回転
可能である。

【０１６７】ＮＤフィルタ３７８の一部分の上に金属板
３７８が設けられている。板３７８は、スキャナが「上
部照明モード」にあるときに、或いはカメラ３２２の
「暗レベル」校正の間、下部照明システムを遮断するよ
うに動作する。金属板３７８及びＮＤフィルタホイール
３７６は同じモータ及びコントローラによって回転させ
られる。

【０１６８】光ファイバの光ガイド３８０がレンズ３５
６の横に設けられ、かつクラッドロッド３５２の上面に
向かって整列され、アーク強度の変化が検出され、測定
されることを可能にしている。光ガイド３８０の位置は
アークの移動の結果としての変化を最小にする。

【０１６９】ガイド３８０はクラッドロッド３５２から
発せられる光をサンプルし、このサンプルを光検出器３
８２に送る。検出器３８２からの電気信号は、アーク強
度の変化を測定し、かつこれを補償するカメラ制御ユニ
ット３２８へ送られる。

【０１７０】顕微鏡３２０は「無限遠補正」タイプのも
のであることが好ましく、レチクル３５４の拡大イメー
ジを約１０３ｍｍ上に配置された平面に発生する。顕微
鏡３２０は主として、回転可能な対物レンズホイール３
８６に装着された３つの対物レンズ３８４と、「ライツ
(Leitz) 」モジュロ−パックＬＡＦユニット３９０の一
部を形成するレンズのような望遠鏡レンズ３８８を含
む。

【０１７１】モジュロ−パックユニット３９０はさら
に、レチクル３５４の上面に関する顕微鏡の光学経路に
おける対物レンズの集束エラーを感知するための自動焦
点センサ３９２を含む。センサ３９２からのエラー信号
は焦点コントローラ３２６（図２４参照）に送られ、焦
点コントローラ３２６は補正信号を焦点モータ３９４に
送る。モータ３９４の回転移動は、ギア及びスライダ構
成３９６によって、ナル信号が焦点コントローラ３２６
によって検出されるまで、対物レンズホイール３８６の
垂直方向の移動に変換される。

【０１７２】異なる高さの種々のレチクル３５４及び対
物レンズ３８４が焦点センサ３９２の基準平面を変更す
ることによって適応できる。これはモジュロ−パックユ
ニット３９０内に組み込まれた、モータコントローラ３
１８（図２４参照）の制御下でギア及びモータ３９８に
よって基準平面の高さを設定する焦点オフセットユニッ
ト（図示せず）によって、達成される。顕微鏡３２０に
よって発生されたレチクルのイメージは、横方向色収
差、非点収差及び湾曲収差のような残留収差を受ける可
能性がある。光学的サブアセンブリ４０１が、例えば１
０２４素子のラインアレイよりなるＣＣＤセンサ４００
と同じ視野にわたって回折制限イメージを得るために、
使用できる。サブアセンブリ４０１は代表的には接眼レ
ンズ４０４及び二重リレーレンズ４０６よりなる。ＣＣ
Ｄセンサ４００は、このセンサ４００をシステムの光学
軸に整列させるために３つの並進運動（３つの方向への
運動）と２つの回転運動の自由度を有する固定具４０７
上に置かれる。

【０１７３】レチクルのテストの結果の検証するため
に、延長管アセンブリ３３２（図２４参照）がレチクル
のイメージを三眼のユニット３３４及びカラーＴＶカメ
ラ３３６へ搬送するために使用される。延長管３３２は
プリズムホイール４０８、クロスレチクル４１０、レン
ズ３１２、及びビームスプリッタ４１４から構成されて
いる。ビームスプリッタ４１４はビームの一部分を、レ
ンズ４１６及びミラー４１７を通じて三眼のユニット３
３４へ指向する。ビームスプリッタ４１４はビームの他
の部分を、レンズ４２０及びミラー４１８、４２２を通
じてカメラ３３６へ指向する。

【０１７４】プリズムホイール４０８はレチクル走査モ
ードにおいてイメージがＣＣＤセンサ４００へ直線の経
路で送られるための孔４２４を備えており、かつレチク
ル検証モードの間イメージを三眼のユニット３３４及び
カメラ３３６へ反射させるための２つのプリズム４２６
及び４２８を支持している。ホイール４０８はモータ４
０２によって回転させられる。

【０１７５】レチクルが下部（透過光）照明システム３
０４によって照明されるときに、プリズム４２６が使用
される。レチクルが上部（入射光）照明サブシステム３
０５によって照明されるときに、プリズム４２８がプリ
ズム４２６の代わりに使用される。プリズム４２６と４
２８の差は、プリズム４２６がＵＶ光を遮断し、かつ可
視光を安全なレベルに減衰させるようにコーティングが
施されていることである。

【０１７６】上部照明システム３０５は御影石テーブル
３０８の下側に位置付けされることが好ましいタングス
テンハロゲンランプ４２５を使用してもよい。光は光フ
ァイバの光ガイド４２６によって伝達される。レチクル
が入射光によって照明されると、スキャナ１０は「上部
照明モード」にあると言われ、ランプ３４２からのすべ
ての透過光はフィルタホイール３７６及び阻止板３７８
を回転させることによって阻止される。下部照明システ
ム３０４からの光が阻止されることを検証するために、
一対の検出器４２９が三眼ユニット３３４のカメラ開口
に設けられている。検出器４２９の出力は制御ユニット
（図示せず）によって受信される。安全なスレッショル
ド値を超える信号が検出された場合には、コーティング
を施された安全保護プリズムが光学経路中に回転させら
れる。

【０１７７】この明細書及び特許請求の範囲において使
用されている用語「検査される対象物」、「検査された
対象物」、「被検査対象物」、「検査されるべき対象
物」及び「パターン化対象物」は、限定するものではな
いが、次の素子のような実質的に任意の対象物を含むこ
とを意図している。即ち、フラットパネルディスプレ
イ、レチクル、プリント回路板、半導体ウェーハ、及び
ホトマスクである。

【０１７８】上記用語は、その表面が上記素子の任意の
もののブランクのような連続する外観を有する対象物を
排除することを意図するものではない。

【０１７９】この発明は特に図示し、かつ上に説明した
ものに限定されないということはこの分野の技術者には
理解されよう。従って、この発明の範囲は特許請求の範
囲によってのみ定められるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の好ましい一実施例に従って構成さ
れ、かつ動作する装置の一般化したブロック図である。

【図２】この発明の好ましい一実施例に従って構成さ
れ、かつ動作する装置の一般化したブロック図である。

【図３】図２の２進欠陥検出器３２に対する好ましいア
ルゴリズムの段階を概念的に例示した図である。

【図４】５×５ピクセルの近傍系及び図２の２進欠陥検
出器３２における侵食前と後の２進形状を概念的に例示
した図である。

【図５】図２の２進欠陥検出器３２との関連において有
用なノイズフィルタリング方法を概念的に例示した図で
ある。

【図６】図２の超微細レベル欠陥検出器６４のブロック
図である。

【図７】図２の超微細レベル欠陥検出器６４の好ましい
一実施例において使用された欠陥及び欠陥感知オペレー
タのタイプを概念的に例示した図である。

【図８】図６の平滑化ユニット１００及び欠陥検出器１
０４のブロック図である。

【図９】図６の欠陥検出器１０２及び欠陥比較ユニット
１０６のブロック図である。

【図１０】図８及び図９の欠陥検出ユニット１１８のブ
ロック図である。

【図１１】図８及び図９の欠陥検出ユニット１１９のブ
ロック図である。

【図１２】図８及び図９の欠陥検出ユニット１２０のブ
ロック図である。

【図１３】図８及び図９の欠陥検出ユニット１２１のブ
ロック図である。

【図１４】図８及び図９の欠陥検出ユニット１２２のブ
ロック図である。

【図１５】図８及び図９の欠陥検出ユニット１２３のブ
ロック図である。

【図１６】図８及び図９の欠陥検出ユニット１２４のブ
ロック図である。

【図１７】図８及び図９の欠陥検出ユニット１２５のブ
ロック図である。

【図１８】図８のコンボルビングユニット１１６のブロ
ック図である。

【図１９】図８のコンボルビングユニット１１６によっ
て使用される窓の座標を例示する図である。

【図２０】図９のチャネルハンドラ１４０のブロック図
である。

【図２１】図９のチャネルハンドラ１４０のブロック図
である。

【図２２】図２の実時間欠陥記録ユニット６６のブロッ
ク図である。

【図２３】図２の後処理ユニット６７のブロック図であ
る。

【図２４】図１のスキャナ１０のブロック図及び概略前
面図である。

【図２５】図１のスキャナ１０の光学的構成要素の分解
図である。

【図２６】図１のスキャナ１０の光学的構成要素の分解
図である。

【符号の説明】

６検査装置８主制御装置１０スキャナ２２タイミング制御装置３０、４４２値化ユニット３２２進欠陥検出器３４イメージ遅延補償器３６データベース前処理ステーション３８データベースラスタライザ４３基準ダイメモリ４５スイッチ５８ミスアライメント検出メモリ５９データベースアライメントメモリ６０ダイアライメントメモリ６１ミスアライメントコンピュータ６２欠陥処理ユニット６４超微細レベル欠陥検出器６５スイッチ６６実時間記録ユニット６７後処理ユニット１００平滑化ユニット１０１、１０３スイッチ１０２、１０４欠陥感知素子１０６欠陥比較ユニット１１０特徴検出器１１２擬似欠陥センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者メイルアロニイスラエル国ヘルズリヤハコメミュートストリート１ (72)発明者アミールアロンイスラエル国ヤフッドナインティーンスストリート５ (72)発明者ヤイルエランイスラエル国レホボットスピノザストリート21 (72)発明者イツァクカツイスラエル国ジバットシュミュエルペレツストリート 12エイ. (72)発明者イガルカツィールイスラエル国ホロンヒスタドラットストリート 58 (72)発明者ジデオンローゼンフェルドイスラエル国テルアビブハキスフィンストリート 14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】検査されるべき、かつ基準と比較される
べきパターン化された対象物を用意する段階と、前記パターン化された対象物を検査し、このパターン化
された対象物の可視的に感知できる特性に関係する情報
の出力を提供する段階と、前記パターン化された対象物の可視的に感知できる特性
に関係する２進レベル情報を前記基準の対応する可視的
に感知できる特性に関係する２進レベル情報と比較する
段階と、前記パターン化された対象物の可視的に感知できる特性
に関係するグレイレベル情報を前記基準の対応する可視
的に感知できる特性に関係するグレイレベル情報と比較
する段階とからなることを特徴とする検査方法。
【請求項２】検査されるべき、かつ基準と比較される
べきパターン化された対象物を用意する段階と、前記パターン化された対象物を検査し、このパターン化
された対象物の可視的に感知できる特性に関係する情報
の出力を提供する段階と、前記パターン化された対象物と前記基準との差の出力指
示を提供する段階とからなり、該出力指示を提供する段
階が、前記パターン化された対象物の可視的に感知できる特性
に関係する情報における丘プロフィール及び谷プロフィ
ールを感知する段階と、前記基準の可視的に感知できる特性に関係する情報にお
ける丘プロフィール及び谷プロフィールを感知する段階
と、少なくとも十分なレベルの丘プロフィール又は谷プロフ
ィールが前記パターン化された対象物の所定の位置に対
して感知され、かつ前記基準の対応する位置に対しては
感知されないときに、欠陥指示を提供する段階と含むこ
とを特徴とする検査方法。
【請求項３】パターン化された対象物と基準との差の
出力指示を提供するための検査方法において、検査されるべき、かつ基準と比較されるべきパターン化
された対象物を用意する段階と、前記パターン化された対象物の可視的に感知できる特性
に関係する２進レベル情報を前記基準の対応する可視的
に感知できる特性に関係する２進レベル情報と比較し、
前記対象物と前記基準との差を識別する段階と、選択された大きさの範囲内に入る前記対象物と前記基準
との差をフィルタ除去する段階とからなることを特徴と
する検査方法。
【請求項４】検査されるべき、かつ基準と比較される
べきパターン化された対象物を用意する段階と、前記パターン化された対象物を初めに検査し、このパタ
ーン化された対象物の可視的に感知できる特性に関係す
る情報の出力を提供する段階と、前記パターン化された対象物の可視的に感知できる特性
に関係する情報を前記基準の対応する可視的に感知でき
る特性に関係する情報と比較し、あり得る欠陥を表す、
前記パターン化された対象物と前記基準との差の出力指
示を提供し、同時に前記パターン化された対象物の、あ
り得る欠陥が指示される領域の可視的に感知できる特性
に関する情報を記憶する段階とからなることを特徴とす
る検査方法。
【請求項５】前記記憶された情報を使用して前記パタ
ーン化された対象物の前記領域の可視的に感知できる特
性のさらにの検査を自動的に実行する段階をさらに含む
請求項４に記載の方法。
【請求項６】前記自動的に実行する段階は、前記領域
の少なくともあるものの可視的に感知できる特性を基準
と比較する段階からなる請求項５に記載の方法。
【請求項７】前記記憶された情報をオペレータに表示
する段階をさらに含む請求項４に記載の方法。
【請求項８】検査されるべき、かつ基準と比較される
べきパターン化された対象物を用意する段階と、前記パターン化された対象物を検査し、このパターン化
された対象物の可視的に感知できる特性の表示を提供す
る段階と、前記パターン化された対象物の可視的に感知できる特性
の表示を前記基準の可視的に感知できる特性に関係する
情報と比較し、前記パターン化された対象物と前記基準
との差の出力指示を提供する段階と、前記検査する段階及び前記差の出力指示を提供する段階
の少なくとも一方は、前記表示の少なくとも１つの少な
くとも１つの変更を逐次に実行し、前記パターン化され
た対象物及び前記基準の少なくとも一方の、変更されな
い表示及び少なくとも１つの変更された表示を含む、複
数の表示を提供する段階を含み、前記パターン化された対象物を検査する段階及び前記比
較する段階の少なくとも一方を実行中に、前記複数の表
示の中から個々のものを比較することによって情報の流
れを検査する段階とからなることを特徴とする検査方
法。
【請求項９】検査されるべき、かつ基準と比較される
べきパターン化された対象物を用意する段階と、前記パターン化された対象物を検査し、このパターン化
された対象物の可視的に感知できる特性に関係する情報
の出力を提供する段階と、前記パターン化された対象物の可視的に感知できる特性
に関係する情報を前記基準と比較し、前記パターン化さ
れた対象物と前記基準との差の指示を提供する段階と、前記パターン化された対象物の少なくともある領域の可
視的に感知できる特性の第２の検査を自動的に実行し、
前記情報の出力を提供する段階を、この情報の出力を提
供する段階によって提供される前記差の出力指示を増強
することにより補足する段階とからなることを特徴とす
る検査方法。
【請求項１０】検査される対象物を基準と比較し、該
検査される対象物の可視的に感知できる特性に関係する
情報の出力を提供するための比較手段と、前記検査される対象物の可視的に感知できる特性に関係
する２進レベル情報を前記基準の可視的に感知できる特
性に関係する２進レベル情報と比較するための２進レベ
ル比較手段と、前記検査される対象物の可視的に感知できる特性に関係
するグレイレベル情報を前記基準の可視的に感知できる
特性に関係するグレイレベル情報と比較するためのグレ
イレベル比較手段とを具備することを特徴とする検査シ
ステム。
【請求項１１】前記基準の可視的に感知できる特性に
関係する情報を提供するための手段をさらに含む請求項
１０に記載の検査システム。
【請求項１２】前記グレイレベル比較手段は、前記基
準の可視的に感知できる特性に関係する２進レベル情報
をグレイレベル情報に変換するための手段を含む請求項
１０に記載の検査システム。
【請求項１３】前記２進レベル比較手段は、前記検査
される対象物の可視的に感知できる特性と少なくとも第
１の最小のサイズの基準の可視的に感知できる特性との
差を感知するように動作し、前記グレイレベル比較手段
は、前記検査される対象物の可視的に感知できる特性と
前記第１の最小のサイズよりも小さい少なくとも第２の
最小のサイズの基準の可視的に感知できる特性との差を
感知するように動作する請求項１０に記載の検査システ
ム。
【請求項１４】前記グレイレベル比較手段は、前記検査される対象物の可視的に感知できる特性に関係
する情報における丘プロフィール及び谷プロフィールを
感知するための第１の手段と、前記基準の可視的に感知できる特性に関係する情報にお
ける丘プロフィール及び谷プロフィールを感知するため
の第２の手段と、少なくとも十分なレベルの丘プロフィール又は谷プロフ
ィールが前記検査される対象物の所定の位置に対して感
知され、かつ前記基準の対応する位置に対しては感知さ
れないときに、欠陥指示を提供するための手段とを具備
する請求項１０に記載の検査システム。
【請求項１５】前記欠陥指示を提供するための手段
は、前記基準の複数の位置における選択された可視的に
感知できる特徴の存在を指示する選択された情報に応答
して、それら位置に関しては前記検査される対象物と前
記基準との差の出力指示の提供を阻止するための手段を
含む請求項１４に記載の検査システム。
【請求項１６】前記基準及び前記検査される対象物の
個々の１つにおける前記位置は前記基準及び前記検査さ
れる対象物の他方の１つにおける前記対応する位置より
も領域が大きい請求項１４に記載の検査システム。
【請求項１７】前記グレイレベル比較手段は、前記基
準の複数の位置における選択された可視的に感知できる
特徴の存在を指示する選択された情報に応答して、それ
ら位置に関しては前記検査される対象物と前記基準との
差の出力指示の提供を阻止するための手段を含む請求項
１０に記載の検査システム。
【請求項１８】前記２進レベル比較手段は、前記検査
される対象物の可視的に感知できる特性と前記基準の可
視的に感知できる特性との差の指示を提供するための差
指示手段を含み、該差指示手段は選択された大きさの範
囲内の差をフィルタ除去するための手段を含む請求項１
０に記載の検査システム。
【請求項１９】前記２進レベル比較手段は、少なくと
も１つのＳＵＢＴＲＡＣＴＩＯＮ論理オペレータ及び少
なくとも１つのＸＯＲ論理オペレータの少なくとも一方
を含む請求項１８に記載の検査システム。
【請求項２０】前記フィルタ除去するための手段はＥ
ＲＯＳＩＯＮオペレータを含む請求項１８に記載の検査
システム。
【請求項２１】前記フィルタ除去するための手段はＡ
ＣＣＥＰＴＡＮＣＥオペレータを含む請求項１８に記載
の検査システム。
【請求項２２】前記比較するための手段は、前記基準
のデータベースの先行するものから前記基準の可視的に
感知できる特性に関係した情報を受信するための手段を
含む請求項１０に記載の検査システム。
【請求項２３】前記比較するための手段は、前記基準
を検査し、この基準の可視的に感知できる特性に関係す
る情報を提供するための手段を含む請求項１０に記載の
検査システム。
【請求項２４】前記比較するための手段は、前記基準のデータベースの先行するものから前記基準の
可視的に感知できる特性に関係した情報を受信するため
の手段と、前記基準を検査し、この基準の可視的に感知できる特性
に関係する情報を提供するための手段と、前記受信する
ための手段又は前記検査するための手段を選択可能に付
勢するための手段とからなる請求項１０に記載の検査シ
ステム。
【請求項２５】前記比較するための手段は、少なくと
も前記検査される対象物が検査される倍率を変化させる
ための手段を含む請求項１０に記載の検査システム。
【請求項２６】前記比較するための手段は、少なくと
も前記検査される対象物の検査に関係する少なくとも１
つのパラメータを、前記倍率の関数として、自動的に制
御するための手段をさらに含む請求項２５に記載の検査
システム。
【請求項２７】検査される対象物を基準と比較し、該
検査される対象物の可視的に感知できる特性に関係する
情報の出力を提供するための比較手段と、前記検査される対象物と前記基準との差の出力指示を提
供するための手段とを具備し、該出力指示を提供するための手段は、前記検査される対象物の可視的に感知できる特性に関係
する情報における丘プロフィール及び谷プロフィールを
感知するための第１の手段と、前記基準の可視的に感知できる特性に関係する情報にお
ける丘プロフィール及び谷プロフィールを感知するため
の第２の手段と、少なくとも十分なレベルの丘プロフィール又は谷プロフ
ィールが前記検査される対象物の所定の位置に対して感
知され、かつ前記基準の対応する位置に対しては感知さ
れないときに、欠陥指示を提供するための手段とを含む
ことを特徴とする検査システム。
【請求項２８】前記基準及び前記検査される対象物の
個々の１つにおける前記位置は前記基準及び前記検査さ
れる対象物の他方の１つにおける前記対応する位置より
も領域が大きい請求項２７に記載の検査システム。
【請求項２９】前記第２の手段は前記第１の手段の感
度よりも高い感度で動作し、それによって前記欠陥指示
を提供するための手段の誤警報率を低減させる請求項２
７に記載の検査システム。
【請求項３０】前記欠陥指示を提供するための手段
は、前記基準の複数の位置における選択された特徴の存
在を指示する選択された情報に応答して、それら位置に
関しては前記検査される対象物と前記基準との差の出力
指示の提供を阻止するための手段を含む請求項２７に記
載の検査システム。
【請求項３１】前記比較するための手段は、少なくと
も前記検査される対象物が検査される倍率を変化させる
ための手段を含む請求項２７に記載の検査システム。
【請求項３２】前記比較するための手段は、少なくと
も前記検査される対象物の検査に関係する少なくとも１
つのパラメータを、前記倍率の関数として、自動的に制
御するための手段をさらに含む請求項３１に記載の検査
システム。
【請求項３３】検査される対象物と基準との差の出力
指示を提供するための検査システムにおいて、前記検査される対象物の可視的に感知できる特性に関係
する２進レベル情報を前記基準の対応する可視的に感知
できる特性に関係する２進レベル情報と比較するための
２進レベル比較手段と、前記検査される対象物と前記基準との差の出力指示を提
供するための手段とを具備し、前記出力指示を提供するための手段は、選択された大き
さの範囲内の前記検査される対象物と前記基準との差を
フィルタ除去するための手段を含むことを特徴とする検
査システム。
【請求項３４】前記フィルタ除去するための手段は、
少なくとも１つのＳＵＢＴＲＡＣＴＩＯＮ論理オペレー
タ及び少なくとも１つのＸＯＲ論理オペレータの少なく
とも一方を含む請求項３３に記載の検査システム。
【請求項３５】前記フィルタ除去するための手段はＥ
ＲＯＳＩＯＮオペレータを含む請求項３３に記載の検査
システム。
【請求項３６】前記フィルタ除去するための手段はＡ
ＣＣＥＰＴＡＮＣＥオペレータを含む請求項３３に記載
の検査システム。
【請求項３７】前記検査される対象物を最初に検査
し、この検査される対象物の可視的に感知できる特性に
関係する情報の出力を提供するための手段と、前記検査される対象物と基準との差の出力指示を提供
し、同時に前記検査される対象物の、あり得る欠陥が指
示される領域の可視的に感知できる特性に関する情報を
記憶するための手段とを具備することを特徴とする検査
システム。
【請求項３８】前記記憶された情報を使用して前記検
査される対象物の前記領域の可視的に感知できる特性の
さらにの検査を自動的に実行するためのさらにの検査手
段を含む請求項３７に記載の検査システム。
【請求項３９】前記自動的に実行するための手段は、
前記領域の少なくともあるものの可視的に感知できる特
性を基準と比較するための手段を含む請求項３８に記載
の検査システム。
【請求項４０】前記記憶された情報をオペレータに表
示するための手段をさらに含む請求項３７に記載の検査
システム。
【請求項４１】前記基準の可視的に感知できる特性に
関係する情報を提供するための手段をさらに含む請求項
３７に記載の検査システム。
【請求項４２】前記記憶するための手段は、前記最初
に検査するための手段によって提供された前記情報を記
憶するように動作する請求項３７に記載の検査システ
ム。
【請求項４３】前記記憶するための手段は、前記差の
出力指示を提供するための手段から受信した前記検査さ
れる対象物と前記基準との差の出力指示を記憶するよう
に動作する請求項３７に記載の検査システム。
【請求項４４】前記さらにの検査手段は、少なくとも
１つの規準に従って前記あり得る欠陥の少なくともある
ものを分類するための手段を含む請求項３８に記載の検
査システム。
【請求項４５】前記さらにの検査手段は、検査される
対象物の領域の可視的に感知できる特性の前記さらにの
検査が、前記出力指示を提供するための手段が動作して
いる間に、開始できるという点に特徴を有する請求項３
８に記載の検査システム。
【請求項４６】前記さらにの検査手段は、検査される
対象物の領域の可視的に感知できる特性の前記さらにの
検査が、前記出力指示を提供するための手段が前記検査
される対象物について動作している間に、開始できると
いう点に特徴を有する請求項４５に記載の検査システ
ム。
【請求項４７】前記最初に検査するための手段は、前
記基準のデータベースの先行するものから前記基準の可
視的に感知できる特性に関係した情報を受信するための
手段を含む請求項３７に記載の検査システム。
【請求項４８】前記検査するための手段は、前記基準
を検査し、前記基準の可視的に感知できる特性に関係す
る情報を提供するための手段を含む請求項３７に記載の
検査システム。
【請求項４９】前記最初に検査するための手段は、前
記基準のデータベースの先行するものから前記基準の可
視的に感知できる特性に関係する情報を受信するための
手段と、前記基準を検査し、この基準の可視的に感知で
きる特性に関係する情報を提供するための手段の一方を
選択可能に付勢するための手段を含む請求項３７に記載
の検査システム。
【請求項５０】前記検査するための手段は、少なくと
も前記検査される対象物が検査される倍率を変化させる
ための手段を含む請求項３７に記載の検査システム。
【請求項５１】前記検査するための手段は、少なくと
も前記検査される対象物の検査に関係する少なくとも１
つのパラメータを、前記倍率の関数として、自動的に制
御するための手段をさらに含む請求項５０に記載の検査
システム。
【請求項５２】検査される対象物の可視的に感知でき
る特性の少なくとも１つの表示を提供するための手段
と、前記検査される対象物の前記少なくとも１つの表示の個
々の１つを基準と比較し、差の出力指示を提供するため
の第１の手段と、前記少なくとも１つの表示の個々の１つを基準と比較
し、それによって前記第１の手段によって提供された前
記差の指示を増強することにより前記第１の手段を補足
するための第２の手段とを具備することを特徴とする検
査システム。
【請求項５３】検査される対象物を検査し、この検査
される対象物の可視的に感知できる特性の表示を提供す
るための検査手段と、前記検査される対象物と基準の可視的に感知できる特性
の表示との差の出力指示を提供するための差指示手段
と、前記検査するための手段及び前記差指示手段の少なくと
も一方は、それぞれが前記表示の１つを変更する少なく
とも１つの表示変更サブシステムを定め、それによって
前記検査される対象物及び前記基準の少なくとも一方
の、変更されない表示及び少なくとも１つの変更された
表示を含む、複数の表示を定め、前記検査するための手段及び前記差指示手段を通じて、
前記複数の表示の中から個々のものを比較することによ
って、情報の流れを検査するための情報の流れ検査手段
と、を具備することを特徴とする検査システム。
【請求項５４】前記情報の流れ検査手段は、前記少な
くとも１つのサブシステムの選択された１つに直接入力
を提供するための手段を含む請求項５３に記載の検査シ
ステム。
【請求項５５】前記入力は、前記選択されたサブシス
テムの上流のサブシステムによって提供された前記検査
される対象物及び基準の一方の可視的に感知できる特性
の表示からなる請求項５４に記載の検査システム。
【請求項５６】前記入力はテストパターンからなる請
求項５４に記載の検査システム。
【請求項５７】前記情報の流れ検査手段は、前記少な
くとも１つのサブシステムの選択された１つの出力を検
査するための手段を含む請求項５３に記載の検査システ
ム。
【請求項５８】選択された対象物の可視的に感知でき
る特性に関係する情報の表示を前記少なくとも１つのサ
ブシステムの選択された１つに提供し、それによって前
記選択された対象物の可視的に感知できる特性に関係し
た情報の複数の表示を提供するための手段をさらに含む
請求項５３に記載の検査システム。
【請求項５９】前記検査するための手段は、少なくと
も前記検査される対象物が検査される倍率を変化させる
ための手段を含む請求項５３に記載の検査システム。
【請求項６０】前記検査するための手段は、少なくと
も前記検査される対象物の検査に関係する少なくとも１
つのパラメータを、前記倍率の関数として、自動的に制
御するための手段をさらに含む請求項５９に記載の検査
システム。
【請求項６１】検査される対象物を基準と比較し、前
記検査される対象物の可視的に感知できる特性に関係す
る情報の出力を提供するための手段と、前記検査される対象物と前記基準との差の指示を提供す
るための第１の手段と、前記検査される対象物の少なくともある領域の可視的に
感知できる特性の第２の検査を自動的に実行し、前記第
１の手段を補足するための第２の手段であって、前記第
１の手段によって提供された前記差の指示を増強するた
めの手段を含む第２の手段とを具備することを特徴とす
る検査システム。
【請求項６２】前記増強するための手段は、前記検査
される対象物の少なくともある領域における前記差の出
力指示の提供を阻止し、それによって前記第１の手段の
誤警報率を低減させるための手段を含む請求項６１に記
載の検査システム。
【請求項６３】前記第２の手段は、前記第１の手段に
よって検出されなかった前記検査される対象物と前記基
準との差の出力指示を提供するための手段を含む請求項
６１に記載の検査システム。
【請求項６４】検査されるべきパターン化された対象
物に関係する２進レベル情報を提供し、それによって検
査される対象物のチャネルを定めるための手段と、基準に関係する２進レベル情報を提供し、それによって
基準のチャネルを定めるための手段と、前記２進レベル情報を使用して前記検査される対象物の
チャネル及び前記基準のチャネルを整列させるための手
段とを具備することを特徴とするアラインメント装置。
【請求項６５】前記整列させるための手段は、前記検査される対象物に関係する前記２進レベル情報の
一部分を前記基準に関係する前記２進レベル情報の対応
する部分と比較し、それによってミスアラインメントの
出力指示を提供するための第１の手段と、前記第１の手段からの前記ミスアラインメントの出力指
示を受信し、前記検査される対象物及び前記基準に関係
する前記２進レベル情報の前記対応する部分を整列させ
るための第２の手段とからなる請求項６４に記載のアラ
インメント装置。
【請求項６６】検査されるべきパターン化された対象
物に関係する２進レベル情報を提供し、それによって検
査される対象物のチャネルを定める段階と、基準に関係する２進レベル情報を提供し、それによって
基準のチャネルを定める段階と、前記２進レベル情報を使用して前記検査される対象物の
チャネル及び前記基準のチャネルを整列させる段階とか
らなることを特徴とするアラインメント方法。
【請求項６７】前記整列させるための段階は、前記検査される対象物に関係する前記２進レベル情報の
一部分を前記基準に関係する前記２進レベル情報の対応
する部分と比較し、それによってミスアラインメントの
出力指示を提供する段階と、前記検査される対象物及び前記基準に関係する前記２進
レベル情報の前記対応する部分を整列させる段階とから
なる請求項６６に記載のアラインメント方法。
【請求項６８】複数のサブシステムを含み、該複数の
サブシステムの中からの各個々のサブシステムが処理さ
れるべき情報の第１の表示を受信し、かつこの処理され
るべき情報の第２の表示を出力するように動作する情報
処理システムの動作を診断するための診断装置におい
て、前記複数の表示の中からの個々の表示を比較するための
情報の流れ診断手段を具備することを特徴とする診断装
置。
【請求項６９】前記情報の流れ診断手段を前記情報処
理システムと同期させるための同期手段を含む請求項６
８に記載の診断装置。
【請求項７０】前記情報の流れ診断手段を前記情報処
理システムと電子的に一体化するための電子的一体化手
段を含む請求項６８に記載の診断装置。
【請求項７１】前記情報の流れ診断手段は、前記複数
の表示の中からの個々の表示を実時間で比較するための
手段を含む請求項６８に記載の診断装置。
【請求項７２】当該装置は、入力を前記少なくとも１
つのサブシステムの選択された１つに直接提供するため
の手段をさらに含む請求項６８に記載の診断装置。
【請求項７３】当該装置は、前記少なくとも１つのサ
ブシステムの選択された１つから出力を受信するための
手段をさらに含む請求項６８に記載の診断装置。
【請求項７４】前記受信するための手段は、前記少なくとも１つのサブシステムの前記選択された１
つの前記出力を記録するための手段と、前記記録された出力のオフライン処理を行うための手段
とからなる請求項７３に記載の診断装置。
【請求項７５】前記基準を検査するための手段は、前
記検査される対象物を検査するとともに前記基準を検査
するための単一の光学ヘッドからなる請求項２３に記載
の検査システム。
【請求項７６】前記単一の光学ヘッドは、前記検査さ
れる対象物の一部分と前記基準の対応する部分とを同時
に検査する請求項７５に記載の検査システム。
【請求項７７】前記基準を検査するための手段は、前
記基準の少なくとも一部分の可視的に感知できる特性に
関係する情報を記録するための手段をさらに含む請求項
７５に記載の検査システム。