KR101506238B1

KR101506238B1 - 메모리 셀 및 페이지 중단부 검사

Info

Publication number: KR101506238B1
Application number: KR1020107007469A
Authority: KR
Inventors: 자슨 제트. 린; 싱 추
Original assignee: 케이엘에이-텐코어 코오포레이션
Priority date: 2007-09-07
Filing date: 2008-09-08
Publication date: 2015-03-30
Also published as: KR20100080789A

Abstract

본 발명은 페이지 블록들 사이에 배치된 페이지 중단부들(break)을 가진 메모리 블록들의 어레이를 검사하는 방법에 관한 것이다. 메모리 어레이는 센서로 이미지화된다. 픽셀들의 수평 단일 라인의 경계 거리 내의 이미지의 픽셀들은 단일 픽셀의 정확도까지 메모리 블록들의 수평 에지들을 결정하기 위해 검사된다. 픽셀들의 수직 단일 라인의 경계 거리 내 이미지의 픽셀들은 단일 픽셀의 정확도까지 메모리 블록들의 수직 에지들을 결정하기 위해 검사된다. 제 1 및 제 2 메모리 블록의 이미지는 차(difference)들을 결정하기 위하여 픽셀 단위로 비교되고 상기 차들은 잠재적 메모리 블록 결함들로서 플래깅(flag)된다. 페이지 중단부들의 이미지들은 비교되고 그 차들은 잠재적 페이지 중단부 결함들로서 플래깅된다.

Description

메모리 셀 및 페이지 중단부 검사{MEMORY CELL AND PAGE BREAK INSPECTION}

본 발명은 메모리 또는 로직(logic) 소자에서 메모리 셀 영역들의 검사에 관한 것이고, 특히 감도(sensitivity)를 희생하지 않고 메모리 셀들 및 상기 메모리 셀들의 페이지 중단부들(page break)의 동시 검사에 관한 것이다.

메모리 어레이들은 집적 회로 산업에서 메모리와 로직 소자들 양쪽에 존재한다. 상기 용어가 여기에 사용될 때, "집적 회로"는 실리콘 또는 게르마늄 같은 Ⅳ족 재료들, 또는 갈륨 비화물 같은 Ⅲ-Ⅴ족 화합물들, 또는 상기 재료들의 혼합물들로 형성된 바와 같은 모놀리식 반도체 기판들 상에 형성된 바와 같은 소자들을 포함한다. 상기 용어는 메모리 및 로직 같이 형성된 모든 타입들의 소자들, 및 MOS 및 바이폴라 같은 상기 소자들의 모든 설계들을 포함한다. 상기 용어는 또한 평판 디스플레이들, 태양 전지들, 및 전하 결합 소자들(charge coupled device) 같은 애플리케이션들을 내포한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 메모리 어레이(10)는 통상적으로 페이지 중단부들(page break)(16)에 의해 나뉘어진 다수의 메모리 페이지들(12)로 분할된 다수의 밀집된 메모리 셀들을 가지며, 상기 페이지 중단부들은 메모리 셀들을 어드레싱하거나 제어하는 회로들로 이루어진다. 이들 페이지 중단부들(16)은 종종 어레이 내에서 다른 간격들로 발생한다. 메모리 또는 로직 소자(10) 내에서 밀집된 메모리 셀 영역들(12)의 검사는 극히 높은 감도를 요구한다. 상기 셀 영역들(12)에서 높은 감도를 달성하기 위하여, 광학 검사 툴로 인접한 셀 대 셀 비교들을 수행하는 것이 바람직하다. 그러나, 페이지 중단부들(16)의 검사는 상기 광학 검사 툴에서의 인접한 페이지 대 페이지 비교들을 요구한다. 페이지 중단부들(16) 사이의 크고 잠재적으로 불규칙한 공간으로 인해, 페이지 대 페이지 비교들은 메모리 페이지들(12)을 가로지른 편차(variation)들로 인해, 메모리 셀 비교보다 빈약한 감도를 가지는 경향이 있다. 페이지 중단부(16) 간격들이 균일한 주기(period)들로 반복하지 않는 경우들에서, 이런 페이지 대 페이지 비교는 어레이 검사 모드(14)에서 불가능하게 된다.

이 문제를 해결하기 위한 하나의 접근은 단일 기판 내에서 다이(die) 대 다이 비교들을 사용하여 소위 랜덤(ramdon) 모드에서 페이지 중단부들(16)을 검사하고, 그리고 단일 다이 내에서 셀 대 셀 비교들을 사용하여 소위 어레이 모드에서 메모리 셀들을 검사하는 소위 혼합 모드 검사를 사용하는 것이다.

그러나, 혼합 모드 검사는 몇몇 단점들을 가진다. 예를 들어, 비-메모리 셀 영역들(16)을 이미지화하기 위하여 요구된 동적(dynamic) 범위는 종종 매우 낮은 콘트래스트를 가진 메모리 셀 영역들(12)을 남기고 따라서 감도가 빈약하다. 게다가, 사용자들은 메모리 페이지 중단부들(16)을 회피하기 위하여, 메모리 셀 영역들에 대해 보다 높은 감도의 매우 작은 관심(care) 영역들을 정확하고 고생스럽게 정의하여야 한다. 이들 작은 관심 영역들은 도 1에서 메모리 셀 페이지들(12) 안으로 연장되는 교대 해칭(alternate hatching) 부분들로서 도시된다. 따라서, 메모리 셀 페이지들(12)의 일부만이 일방향으로 해칭하는 것으로 정의된 바와 같은 어레이 모드(14)로 검사될 수 있고, 회로(10)의 나머지는 다른 방향으로 해칭하는 것으로 정의된 바와 같이 랜덤 모드(random mode)로 검사된다.

이들 작은 관심 영역들을 정의하는 것은 또한 검사 툴의 위치 정확도에 의해 제한되는 관심 보더(border) 문제를 생성한다. 결과적으로, 메모리 셀들(12)의 보더 영역들은 종종 어레이 모드에서 높은 감도로 검사될 수 없다. 또한, 다이 마다 페이지 중단부들(16)을 비교하는 것은 다이 마다 편차로 인해 감도의 품질을 떨어뜨리는 경향이 있다. 따라서, 메모리 셀들 및 상기 메모리 셀들의 페이지 중단부들 영역들 양쪽에서 동시에 높은 감도로 상기 메모리 셀들(12) 및 상기 메모리 셀들의 페이지 중단부들(16)을 검사할 수 있는 기술에서는 어떠한 효과적인 접근 방법이 없었다.

검사를 위해 어떤 선택이 이루어지든, 검사 툴의 위치 부정확성에 의해 발생되는 관심 영역 보더들의 문제가 항상 있다. 실제 검사시, 미리 정의된 관심 영역들의 에지들은 검사하고자 하는 패턴 에지의 일정한 검사-툴-지정 거리 내에만 배치될 수 있다. 따라서 이런 크기의 보더는 패턴 에지들을 가로지른 비교들로부터의 골치 아픈 결함들을 회피하기 위하여 어레이 검사들로부터 배제되어야 한다. 임의의 검사 툴의 이런 고유 제한은 패턴 에지들에 근접한 결함들을 검출하는 것을 기존 어레이 모드 검사들에서 거의 불가능하게 만든다.

그러므로, 상기 기술된 것과 같은 문제들을 적어도 부분적으로 극복하는 시스템이 필요하다.

상기 및 다른 요구들은 메모리 블록들을 가진 어레이를 검사하는 방법에 의해 충족되는데, 상기 메모리 블록들 사이에는 페이지 중단부들이 배치된다. 메모리 어레이는 센서를 사용하여 배율적으로(at a magnification) 이미지화되어, 메모리 셀 크기는 센서 내에서 완전 정수 픽셀 배수(whole integer pixel multiple)이다. 이것은 섹션들로 나뉘어지는 어레이 이미지를 생성한다. 메모리 블록들의 적어도 일부를 포함하는 섹션들은 후보 이미지로 선택된다. 픽셀들의 수평 단일 라인의 경계(boundary) 거리 내 이미지 픽셀들은 단일 픽셀의 정확도까지 메모리 블록들의 수평 에지들을 결정하기 위해 검사된다. 픽셀들의 수직 단일 라인의 경계 거리 내의 이미지의 픽셀들은 단일 픽셀의 정확도까지 메모리 블록들의 수직 에지들을 결정하기 위해 검사된다. 제 1 메모리 블록의 이미지는 제 1 및 제 2 메모리 블록들 내 픽셀 값들 사이의 차(difference)들을 결정하기 위하여 픽셀 단위로 제 2 메모리 블록의 이미지에 대해 비교되고, 상기 이미지들은 이미지화 센서를 사용하여 동일한 배율로 생성된다. 상기 차들은 잠재적 메모리 블록 결함들로서 플래깅(flag)된다. 페이지 중단부들의 이미지들은 페이지 중단부들의 이미지들의 픽셀 값들 사이의 차들을 결정하기 위하여 비교되고, 상기 차들은 잠재적 페이지 중단부 결함들로서 플래깅된다.

본 발명의 추가 장점들은 도면들과 관련하여 고려될 때 상세한 설명을 참조하여 명백하고, 상기 도면들은 그 항목들을 보다 명확하게 도시하기 위하여 축척에 맞지 않고, 유사한 참조 번호들은 몇몇 도면들을 통하여 유사한 엘리먼트들을 가리킨다.

도 1은 메모리 어레이의 메모리 블록 영역들 및 페이지 중단부 영역들을 검사하기 위한 종래 기술 방법을 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마스킹-아웃(masked-out)된 메모리 어레이를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 셀들을 포함하는 이미지의 일부를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 에지들에 대해 검사되는 이미지의 일부를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 에지들에 대해 검사되는 이미지의 일부를 도시한다.

새로운 방법은 본 발명의 실시예들에 의해 제공되고, 상기 방법은 일반적으로 스마트(smart) 어레이 검사라 지칭되고, 상기된 단점들을 극복한다. 스마트 어레이 검사는 직교 맨하탄(orthogonal Manhattan) 어레이에서 수평 및 수직 에지들 같은 메모리 셀 어레이 패턴들(12)의 에지를 자동으로 식별하기 위한 이미지 프로세싱을 사용한다. 따라서 관심 영역 보더 문제를 처리하면서, 메모리 셀 영역들(12) 및 페이지 중단부들 영역(16) 중 어느 한쪽 영역에서의 높은 감도를 희생하지 않으면서 동시에 상기 메모리 셀 영역들(12) 및 페이지 중단부들(16) 양쪽을 검사하기 위한 방법을 제공한다.

스마트 어레이 검사를 구현하기 위하여, 검사 툴은 밀집된 메모리 영역들(12)의 각각의 메모리 셀이 도 2에 도시된 바와 같이, 검사된 메모리 영역들의 이미지들을 획득하기에 극히 높은 감도를 가지고, 매우 정확한 인접한 셀 대 셀 비교를 가능하게 하는 정수개의 픽셀들을 포함하도록 구성된다. 따라서 이미지 프로세싱 기술은 사용자가 메모리 셀 영역들 및 페이지 중단부 영역들을 미리 정의하도록 요구하지 않고, 메모리 셀 영역들(12)의 실제 에지들까지 상기 메모리 셀 영역들(12)을 자동으로 식별하고, 그리고 페이지 중단부 영역들(16)을 정확하게 마스크 아웃(mask out) 하도록 적용된다.

본 발명에 따라, 이미지 어레이는 셀 대 셀 비교에 의해 검사될 수 있는 메모리 셀들만을 포함하는 메모리 셀 영역들, 및 별개로 검사될 필요가 있는 페이지 중단부들만을 포함하는 페이지 중단부 영역들로 자동으로 나뉘어 질 수 있다. 메모리 블록 영역들의 식별(identification)은 메모리 셀 영역들의 이미지들이 수평 또는 수직 방향들 중 적어도 하나에서 셀 대 셀 반복 패턴들을 가진다는 사실에 의존한다. 몇몇 이미지 프로세싱 기술들은 본 발명에서 메모리 셀 영역들을 식별하고 메모리 셀 영역들의 에지들을 결정하기 위하여 사용된다. 본래, 이미지 패턴 매칭, 상기 이미지 패턴의 주파수 스펙트럼 분석, 또는 이들의 결합들은 메모리 셀 영역들 및 페이지 중단부 영역들의 에지들을 정확하게 결정하기 위하여 적용될 수 있다.

이런 방식으로 자동으로 마스킹-아웃된 페이지 중단부 영역들(16)로 인해, 통상적인 어레이 모드 결함 검출 알고리즘들은 메모리 셀 영역들(12)의 공지된 셀 크기에 적용될 수 있다. 이 방법은 관심 영역 보더 배제 필요성을 제거하고, 바로(right up) 셀 패턴(12) 에지에 배치된 위치들에서도 어레이 모드(14)를 사용하여 결함들을 검출할 수 있다. 마스킹 아웃 반복 페이지 중단부 영역들(16)은 또한 하나의 페이지 중단부 영역(16)을 다른 페이지 중단부 영역과 비교함으로써 결함들이 검사될 수 있다.

스마트 어레이 검사는 메모리 셀 패턴 영역들(12)의 정확한 자동 식별을 달성하기 위하여, 각각의 단계에서 많은 상이한 이미지 프로세싱 기술들을 선택하는, 융통성 있는 다수의 단계적 접근 방법으로 구현된다. 첫째, 검사 툴은 메모리 셀 영역들(12)이 메모리 셀들(12)의 이미지를 생성하기 위하여 상기 툴에 의해 사용된 배율로 정수개의 픽셀들인 셀 크기로 이미지화 될 수 있도록 설정된다. 다른 말로, 검사 툴이 생성하는 이미지에서 메모리 셀(12)의 외부 에지들은 주어진 픽셀 또는 픽셀들의 라인을 가로지르거나 그 내부에 있지 않은, 이미지화 센서의 픽셀 경계들에 정확하게 해당한다. 따라서, 미리-기록된 템플릿(template) 이미지는 사용될 수 있지만 스마트 어레이 검사의 구현을 위해 필수적인 것은 아니다.

메모리 셀 패턴 식별의 구현시, 만약 미리 기록된 템플릿 이미지가 저장되었다면, 템플릿 이미지는 수평 및 수직 방향들 양쪽에서 패턴 매칭을 위해 사용될 수 있다. 템플릿 이미지는 또한 이미지의 콘텐트를 분석하고 상기 이미지의 이웃 영역에서 반복적으로 나타난 패턴을 검색함으로써 자체적으로 메모리 어레이 이미지 자체로부터 추출될 수 있다. 메모리 셀 영역들 내에서, 이미지는 셀 단위로 템플릿 이미지와 매칭될 수 있고, 그러므로 메모리 셀들의 에지들은 메모리 어레이 이미지가 템플릿 이미지에 매칭하지 않을 때 결정될 수 있다. 매우 정확한 패턴 매칭을 제공하기 위해 공지된 정규화된 상호 상관 기술 같은 기술들은 사용될 수 있다. 셀 이미지와 템플릿 이미지 사이의 차는 또한 패턴이 매칭하는지 아닌지 여부를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 메모리 어레이를 가로지른 이미지 편차에 대처하기 위하여, 매칭된 셀 이미지는 또한 일정한 템플릿 이미지 대신 필요할 때 업데이트된 템플릿 이미지로서 사용될 수 있어서, 인접한 셀 이미지는 보다 잘 매칭할 수 있다.

본 발명은 또한 메모리 셀 영역들의 에지들을 식별하기 위한 주파수 스펙트럼 분석 방법을 제공한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 메모리 셀들 사이의 페이지 중단부 영역들(16)은 공백(blank)이거나 메모리 셀들과 비교하여 다른 패턴들을 가진다. 예를 들어, 도 2는 공백인 소수 개의 수평 페이지 중단부들을 도시한다. 만약 수평 페이지 중단부 내에서 수평 라인을 따라 픽셀들의 주파수 스펙트럼이 취해지면, 픽셀 값들이 모두 일정하기 때문에 주파수 스펙트럼은 단지 영 주파수 성분들만을 포함한다. 그러나, 메모리 셀 영역들을 가로지른 수평 라인을 따라 픽셀들의 주파수 스펙트럼은 메모리 셀들의 피치(pitch) 주파수에 대응하는 매우 강한 주파수 성분들을 나타낸다. 결과적으로, 메모리 어레이의 수평 방향으로 주파수 스펙트럼을 분석함으로써, 수평 페이지 중단부들은 식별될 수 있다. 유사하게, 수직 페이지 중단부들은 또한 메모리 어레이의 수직 방향으로 주파수 스펙트럼을 분석함으로써 식별될 수 있다. 고속 푸리에 변환이 주파수 스펙트럼 분석을 위해 사용될 수 있기 때문에, 상기 기술은 메모리 셀 영역들의 에지들을 식별하는 효과적인 방식을 제공한다.

메모리 블록 및 페이지 중단부 영역들 양쪽에 대해 분해된 명확한 패턴들이 없는 경우들에서, 상기된 패턴 매칭 기술들은 비효과적일 수 있다. 그러므로, 본 발명은 또한 페이지 중단부 영역들로부터 메모리 블록 영역들을 구별하기 위하여 적당한 이미지 속성들을 사용하는 방법들을 제공한다. 사용된 이미지 속성들은 다른 것들 중에서 이미지 픽셀 그레이(gray) 레벨, 이웃하는 픽셀 그레이 레벨 편차, 및 이미지 픽셀 그레이 레벨의 기울기를 포함할 수 있지만, 이것으로 제한되지 않는다. 예를 들어, 메모리 블록 영역들이 페이지 중단부 영역들보다 시종 일관 밝거나 어두울 때, 이웃 픽셀들의 평균 그레이 레벨은 특정 픽셀이 메모리 블록 영역 내에 배치되었는지 페이지 중단부 영역 내에 배치되었는지를 결정하기 위해 사용될 수 있다.

상기된 바와 같이, 다양한 이미지 프로세싱 기술들은 메모리 어레이에서 메모리 셀 영역들 및 페이지 중단부 영역들을 자동으로 식별 및 분리하기 위하여 본 발명에 제공된다. 메모리 셀 영역들 및 페이지 중단부 영역들을 분리하는 에지들의 해상도 요구 조건, 및 메모리 셀들의 패턴 콘텐트들에 따라, 상이한 기술들은 선택되거나, 변형되거나, 성능을 최적화하기 위하여 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기된 주파수 스펙트럼 분석은 단일 라인 대신 몇몇 인접한 수평 라인들 또는 수직 라인들의 평균에 적용될 수 있어서, 주파수 성분들은 보다 우수한 신호 대 잡음 비를 가진다. 다음에는, 본 발명의 구현 실시예가 본 발명을 보다 잘 개시하기 위하여 상세히 기술된다.

검사 툴로부터의 이미지(10)는 도 3에 도시된 바와 같이, 메모리 셀들(12)의 크기보다 작은 크기를 가진 직사각형 블록들(18)로 분할되고, 각각의 블록(18)은 메모리 셀 어레이(12)의 일부를 포함하는지 여부를 결정하기 위하여 상기 블록의 콘텐트가 개별적으로 평가된다. 이들 평가 기술들은 간단한 이미지 속성들, 패턴 매칭, 및 복잡한 스펙트럼 분석을 포함할 수 있다. 각각의 개별 블록(18)으로부터의 결과들을 바탕으로, 발견적(heuristic) 접근은 추가 프로세싱을 위하여 메모리 셀 영역들(12)을 포함하는 직사각형 다중-블록(18) 후보 지역들을 식별하기 위해 취해진다. 이 단계는 종종 복잡한 패턴들을 포함하거나 임의의 가시적 패턴들이 없는 메모리 셀들(12)의 주변 영역들(16)을 필터링 아웃(filter out) 한다. 이것은 추후 단계들이 메모리 셀 패턴 에지들을 정확하게 식별하게 한다.

블록들(18)은 메모리 셀 영역들(12)을 포함하거나 메모리 셀 영역들(12)을 포함하지 않는 것으로 식별된다. 메모리 셀 영역들(12)을 포함하는 블록들(18)은 도 4에 도시된 바와 같이 직사각형 후보 지역들(20)로 형성된다. 그 다음 두 개의 독립적인 단계들은 구현되어, (1) 메모리 셀 영역들의 수직 에지들을 식별하고, (2) 메모리 셀 영역들의 수평 에지들을 식별한다. 몇몇 실시예들에서, 두 개의 단계들 중 어느 것이 먼저 수행되는지, 또는 두 단계들이 병렬로 수행되는지는 차이가 없다.

메모리 셀 영역들의 수직 에지들을 식별하기 위해, 이미지 프로세싱은 상기 단계에서 식별된 후보 지역들(20)에서 픽셀들의 각각의 컬럼(column) 상에서 수행된다. 이미지 프로세싱은 일 실시예에서 관심 픽셀들의 컬럼(24) 상 중심에 놓인 직사각형 커널(kernel)(22)로부터 이미지 섹션의 평가로서 구현될 수 있다. 상기와 같이, 이미지 속성들 또는 패턴 매칭 같은 기술들은 실제 이용 경우를 바탕으로 이런 목적을 위해 사용될 수 있다. 상기 제 1 단계가 이미지 프로세싱으로부터 주변 영역들의 대부분을 이미 배제했기 때문에, 이 단계는 픽셀 레벨 이하까지 메모리 셀 영역(12)을 정확하게 식별한다. 상기 프로세싱은 일반적으로 이전 단계에 의해 정의된 후보 지역들(20) 내로 제한된다. 이것은 에지들을 보다 정확하게 식별하게 한다.

다른 유사한 단계는 도 5에 도시된 바와 같이, 메모리 셀 영역들(12)의 수평 에지들을 식별하기 위해 취해진다. 이 단계에서, 이미지는 관심 픽셀들의 로우(row)(24) 상 중심에 놓인 직사각형 커널(22) 내 이미지 섹션을 프로세싱함으로써 후보 지역들(20) 내 픽셀들의 각각의 로우가 평가된다. 상기된 것과 유사한 기술들은 이 단계에서 다시 사용될 수 있다. 일단 다시, 메모리 셀 영역들(12)의 수평 에지들의 식별시 픽셀 레벨 정확도를 달성하는 것은 가능하다. 이전처럼, 프로세싱은 이전 단계에서 정의된 후보 지역들(20) 내로 제한되고, 이것은 수평 에지들을 보다 우수하게 식별하게 한다.

상기된 이미지 프로세싱 단계들로부터의 결과들은 반복 메모리 셀 영역들의 실제 에지들의 몇몇 픽셀들 내에서까지 상기 반복 메모리 셀 영역들(12)을 정확하게 식별할 수 있다. 상기된 방식의 추가 프로세싱은 또한 반복 페이지 중단부들(16)을 정확하게 식별할 수 있다. 상기된 바와 같이, 검사 툴은 각각의 메모리 셀(12)이 정수개의 픽셀들을 사용하여 이미지화되도록 구성된다. 그러므로 식별된 메모리 셀 영역들(12)은 하나의 셀(12)로부터 다음 셀로 유사-배치된 이미지 픽셀들을 비교함으로써 높은 감도로 검사될 수 있다.

페이지 중단부 영역들(16)을 검사하는 것은 결함들을 검출할 때 동일한 높은 감도를 달성하기 위하여 보다 지능적인 이미지 프로세싱을 요구한다. 본래, 반복 페이지 중단부들(16)은 인접한 페이지 중단부들(16)을 비교함으로써 식별되고 검사될 수 있다. 그러나, 직접적인 페이지 중단부(16) 비교는 높은 감도를 달성할 수 없는 경향이 있는데, 그 이유는 메모리 셀들(12)이 정수개의 픽셀들을 포함하도록 이미지가 획득될 때 각각의 페이지 중단부(16)가 정수개의 픽셀들을 포함하지 않을 수 있기 때문이다. 다른 말로, 메모리 셀(12) 또는 페이지 중단부(16) 사이에서 정수개의 픽셀들로 이미지화될 수 있는 것에 대한 선택이 종종 있고, 본 발명에 따라, 둘 사이에 충돌이 있을 때, 메모리 셀(12)이 항상 승리한다.

그러므로, 페이지 중단부들(16)의 검사시 높은 감도를 달성하기 위하여, 페이지 중단부들(16)은 서로 비교하기 전에 정렬된다. 일단 페이지 중단부들(16)의 반복 섹션들이 상기된 바와 같이 식별되면, 이들 반복 페이지 중단부 영역들(16)은 서브-픽셀(sub-pixel) 레벨들까지 그들 사이를 상관, 정렬, 및 정합하기 위해 사용될 수 있다. 반복 페이지 중단부 영역들(16)의 식별이 픽셀 레벨까지 수행되기 때문에, 이들 페이지 중단부 영역들(16)의 추가 정합은 작은 검색 범위만을 요구하고 계산 전력이 감소된다. 이미지 보간 기술들은 페이지 중단부들을 비교하기 전에 상기 페이지 중단부들(16)을 보간 및 정렬하기 위해 사용되어, 페이지 중단부들(16)을 서브-픽셀 레벨까지 매칭하고, 이에 따라 픽실레이션(pixilation)으로부터 발생하는 잔류 에러를 제거하고, 이에 따라 검사 프로세스에서 보다 높은 감도를 달성한다.

따라서, 본 발명의 다양한 실시예들에서, 메모리 셀 영역들(12) 및 페이지 중단부 영역들(16)은 결함 검출 알고리즘들을 적용하기 전에 자동으로 식별되고 분리 가능하게 마스킹된다. 결과적으로, 메모리 셀 영역들(12) 또는 페이지 중단부 영역들(16) 내에서 검출된 결함들은 본질적으로 상기 영역들이 검출되는 장소에 의해 비닝(binned)될 수 있다. 그러므로, 메모리 셀 영역들(12) 또는 페이지 중단부 영역들(16) 내로 자동 결함 비닝은 결함들이 검출됨과 동시에 달성될 수 있다. 게다가, 다른 영역들에서 패턴들의 잡음 성질 및 원하는 감도로 인해, 임계값들은 메모리 셀 영역들(12) 및 페이지 중단부 영역들(16)에 별개로 적용될 수 있다.

따라서, 스마트 어레이 검사는 픽셀 레벨에서 메모리 셀 영역들(12) 및 반복 페이지 중단부 영역들(16)의 패턴 에지들을 자동으로 식별하기 위한 이미지 프로세싱 기술들을 사용한다. 이런 구현은 (1) 메모리 셀 영역들(12) 및 페이지 중단부 영역들(16) 양쪽의 검사를 위한 증가된 레벨의 감도를 달성하고, (2) 어레이 노드 검사들에 대한 관심 영역 보더 문제들을 제거하고, (3) 다수의 작은 관심 영역들을 정확하게 설정할 필요성을 제거하고, (4) 메모리 셀 영역들(12) 및 페이지 중단부 영역들(16)의 결함들을 분리하기 위한 자동 비닝을 제공하고, (5) 메모리 셀 영역들(12) 및 페이지 중단부 영역들(16)에 대한 상이한 결함 임계값들 및 감도들을 사용하게 하는 것을 포함하는 많은 장점들을 제공한다.

본 발명에 대한 바람직한 실시예들의 상기 설명은 도시 및 설명을 위하여 제공되었다. 개시된 정확한 형태로 본 발명을 총 망라하거나 제한하는 것은 의도되지 않는다. 명확한 변형들 또는 변화들은 상기 지침들에서 가능하다. 실시예들은 본 발명의 원리들의 가장 우수한 도시들 및 실제적 애플리케이션을 제공하고, 당업자가 고려된 특정 용도에 적합한 다양한 실시예들 및 다양한 변형들에 본 발명을 사용하게 하기 위한 노력의 결과로 선택 및 기술된다. 모든 상기 변형들 및 변화들은 그들이 공정하고, 법적으로, 그리고 등가적으로 권리가 부여되는 넓이에 따라 해석될 때 첨부된 청구항들에 의해 결정된 바와 같이 본 발명의 범위 내에 있다.

Claims

셀 크기를 갖는 메모리 블록들 및 상기 메모리 블록들 사이의 페이지 중단부(break) 블록들을 갖는 메모리 어레이를 검사하는 방법으로서,
메모리 어레이 이미지를 생성하기 위하여 상기 셀 크기가 이미지화 센서 내에서 완전 정수 픽셀 배수(whole integer pixel multiple)가 되도록 배율적으로 상기 이미지화 센서를 사용하여 상기 메모리 어레이를 이미지화하는 단계;
상기 메모리 블록들만을 포함하는 메모리 블록 영역들, 및 상기 페이지 중단부 블록들만을 포함하는 페이지 중단부 영역들을 식별하기 위하여 상기 메모리 어레이 이미지를 프로세싱하는 단계;
상기 메모리 블록 영역들 내의 제 1 메모리 블록과 제 2 메모리 블록의 단일 픽셀 값들 사이의 차들을 결정하기 위하여 제 1 메모리 블록의 제 1 메모리 어레이 이미지와 제 2 메모리 블록의 제 2 메모리 어레이 이미지를 픽셀 단위로 비교하는 단계 ― 상기 제 1 메모리 어레이 이미지 및 상기 제 2 메모리 어레이 이미지는 상기 이미지화 센서를 사용하여 공통 배율로 생성됨 ―; 및
상기 단일 픽셀 차들을 잠재적 메모리 블록 결함들로서 플래깅(flagging) 하는 단계를 포함하는,
메모리 어레이를 검사하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 메모리 어레이 이미지들을 프로세싱하는 단계는:
수평 매칭 스코어(horizontal matching score)를 결정하기 위하여 주어진 픽셀에 인접하는 미리 결정된 수의 컬럼(column)들의 픽셀들과 수평 방향을 따라서 수평 셀 크기만큼 떨어져 위치된 상기 메모리 어레이 이미지의 픽셀들을 매칭함으로써 패턴 매칭을 수행하는 단계;
상기 수평 매칭 스코어가 미리 결정된 수평 기준들보다 더 크면 상기 주어진 픽셀을 상기 메모리 블록 영역들에서의 수평 경계(horizontally bounding)로서 식별하는 단계;
수직 매칭 스코어(vertical matching score)를 결정하기 위하여 상기 주어진 픽셀에 인접하는 미리 결정된 수의 로우(row)들의 픽셀들과 수직 방향을 따라서 수직 셀 크기만큼 떨어져 위치된 상기 메모리 어레이 이미지의 픽셀들을 매칭함으로써 패턴 매칭을 수행하는 단계; 및
상기 수직 매칭 스코어가 미리 결정된 수직 기준들보다 더 크면 상기 주어진 픽셀을 상기 메모리 블록 영역들에서의 수직 경계(vertically bonding)로서 식별하는 단계를 포함하는,
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제 2 항에 있어서,
상기 패턴 매칭은 정규화된 상호 상관(normalized cross-correlation)에 의해 달성되는,
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제 1 항에 있어서,
상기 메모리 어레이 이미지를 프로세싱하는 단계는:
주어진 컬럼의 주파수(frequency) 성분들을 식별하기 위하여 상기 메모리 어레이 이미지 내 상기 주어진 컬럼에 인접하는 미리 결정된 수의 컬럼들의 픽셀들을 사용함으로써 주파수 스펙트럼 분석을 수행하는 단계;
상기 주어진 컬럼의 주파수 성분들이 상기 셀 크기의 수직 성분에 대응하는 주파수 성분들을 가지면, 상기 주어진 컬럼을 상기 메모리 블록 영역들에서의 수직 경계로서 식별하는 단계;
주어진 로우의 주파수 성분들을 식별하기 위하여 상기 메모리 어레이 이미지 내 상기 주어진 로우에 인접하는 미리 결정된 수의 로우들의 픽셀들을 사용함으로써 주파수 스펙트럼 분석을 수행하는 단계; 및
상기 주어진 로우의 주파수 성분들이 상기 셀 크기의 수평 성분에 대응하는 주파수 성분들을 가지면, 상기 주어진 로우를 상기 메모리 블록 영역들에서의 수평 경계로서 식별하는 단계를 포함하는,
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제 1 항에 있어서,
상기 메모리 어레이 이미지를 프로세싱하는 단계는, 상기 페이지 중단부 영역들과 상기 메모리 블록 영역들을 구별하기 위하여 상기 메모리 어레이 이미지 내 픽셀들의 이미지 속성들을 사용하는,
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제 5 항에 있어서,
상기 이미지 속성들은 주어진 픽셀에 대한 이웃 픽셀들의 평균(mean) 그레이 레벨들을 포함하는,
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제 1 항에 있어서,
상기 페이지 중단부 영역들 내의 제 1 페이지 중단부 블록 및 제 2 페이지 중단부 블록에서의 단일 픽셀 값들 사이의 차들을 결정하기 위하여 상기 제 1 페이지 중단부 블록의 제 1 페이지 중단부 이미지와 상기 제 2 페이지 중단부 블록의 제 2 페이지 중단부 이미지를 픽셀 단위로 비교하는 단계; 및
상기 단일 픽셀 차들을 잠재적 페이지 중단부 블록 결함들로서 플래깅하는 단계를 더 포함하는,
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제 7 항에 있어서,
상기 메모리 어레이 이미지를 프로세싱하는 단계는:
수평 매칭 스코어를 결정하기 위하여 주어진 픽셀에 인접하는 미리 결정된 수의 컬럼들의 픽셀들과 수평 방향을 따라서 수평 셀 크기만큼 떨어져 위치된 상기 메모리 어레이 이미지의 픽셀들을 매칭함으로써 패턴 매칭을 수행하는 단계;
상기 수평 매칭 스코어가 미리 결정된 수평 기준들보다 더 크면 상기 주어진 픽셀을 상기 메모리 블록 영역들에서의 수평 경계로서 식별하는 단계;
수직 매칭 스코어를 결정하기 위하여 상기 주어진 픽셀에 인접하는 미리 결정된 수의 로우들의 픽셀들과 수직 방향을 따라서 수직 셀 크기만큼 떨어져 위치된 상기 메모리 어레이 이미지의 픽셀들을 매칭함으로써 패턴 매칭을 수행하는 단계; 및
상기 수직 매칭 스코어가 미리 결정된 수직 기준들보다 더 크면 상기 주어진 픽셀을 상기 메모리 블록 영역들에서의 수직 경계로서 식별하는 단계를 포함하는,
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제 8 항에 있어서,
상기 패턴 매칭의 단계는, 정규화된 상호 상관에 의해 달성되는,
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제 7 항에 있어서,
상기 메모리 어레이 이미지를 프로세싱하는 단계는:
주어진 컬럼의 주파수 성분들을 식별하기 위하여 상기 메모리 어레이 이미지 내 상기 주어진 컬럼에 인접하는 미리 결정된 수의 컬럼들의 픽셀들을 사용함으로써 주파수 스펙트럼 분석을 수행하는 단계;
상기 주어진 컬럼의 주파수 성분들이 상기 셀 크기의 수직 성분에 대응하는 주파수 성분들을 가지면, 상기 주어진 컬럼을 상기 메모리 블록 영역들에서의 수직 경계로서 식별하는 단계;
주어진 로우의 주파수 성분들을 식별하기 위하여 상기 메모리 어레이 이미지 내 상기 주어진 로우에 인접하는 미리 결정된 수의 로우들의 픽셀들을 사용함으로써 주파수 스펙트럼 분석을 수행하는 단계; 및
상기 주어진 로우의 주파수 성분들이 상기 셀 크기의 수평 성분에 대응하는 주파수 성분들을 가지면, 상기 주어진 로우를 상기 메모리 블록 영역들에서의 수평 경계로서 식별하는 단계를 포함하는,
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제 7 항에 있어서,
상기 제 1 페이지 중단부 블록의 상기 제 1 페이지 중단부 이미지와 상기 제 2 페이지 중단부 블록의 상기 제 2 페이지 중단부 이미지를 픽셀 단위로 비교하는 단계 이전에, 상기 메모리 어레이를 검사하는 방법은, 상기 페이지 중단부 영역들에서 상기 제 2 페이지 중단부 블록의 상기 제 2 페이지 중단부 이미지에 대해 상기 제 1 페이지 중단부 블록의 상기 제 1 페이지 중단부 이미지를 픽셀 단위로 정렬하는 단계를 더 포함하는,
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제 11 항에 있어서,
상기 제 2 페이지 중단부 이미지에 대해 상기 제 1 페이지 중단부 이미지를 정렬하는 단계는, 픽셀 값들의 서브-픽셀 보간(interpolation)을 사용하는 단계를 포함하는,
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제 1 항에 있어서,
상기 메모리 어레이 이미지를 프로세싱하는 단계는, 먼저 상기 메모리 어레이 이미지를 복수의 직교 섹션들로 분할하는 단계 및 그 다음 상기 섹션들이 메모리 블록 영역들, 페이지 중단부 영역들, 및 상기 메모리 블록 영역들과 상기 페이지 중단부 영역들의 조합 중 하나를 포함하는지 여부를 결정하기 위하여 상기 섹션들의 각각 하나의 섹션에서 분할된 상기 메모리 어레이 이미지를 프로세싱하는 단계를 포함하는,
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제 1 항에 있어서,
상기 메모리 어레이 이미지를 프로세싱하는 단계는,
상기 메모리 어레이 이미지를 직교 섹션들로 논리적으로 분할하는 단계;
상기 메모리 블록들의 적어도 일부를 포함하는 상기 직교 섹션들을 후보 이미지로 선택하는 단계;
단일 픽셀 정확도까지 상기 메모리 블록들의 수평 에지들을 결정하기 위하여 타켓(target) 픽셀들의 수평 단일 라인의 경계 거리 내에서 상기 후보 이미지의 픽셀들을 검사하는 단계; 및
단일 픽셀 정확도까지 상기 메모리 블록들의 수직 에지들을 결정하기 위하여 타켓 픽셀들의 수직 단일 라인의 경계 거리 내에서 상기 후보 이미지의 픽셀들을 검사하는 단계를 포함하는,
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제 14 항에 있어서,
상기 페이지 중단부 영역들에서 제 1 페이지 중단부 블록 및 제 2 페이지 중단부 블록의 단일 픽셀 값들 사이의 차들을 결정하기 위하여 상기 제 1 페이지 중단부 블록의 제 1 페이지 중단부 이미지와 상기 제 2 페이지 중단부 블록의 제 2 페이지 중단부 이미지를 픽셀 단위로 비교하는 단계; 및
상기 단일 픽셀 차들을 잠재적 페이지 중단부 블록 결함들로서 플래깅하는 단계를 더 포함하는,
메모리 어레이를 검사하는 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 제 1 페이지 중단부 이미지와 상기 제 2 페이지 중단부 이미지를 비교하는 단계 이전에, 상기 메모리 어레이를 검사하는 방법은, 상기 페이지 중단부 영역들에서 상기 제 2 페이지 중단부 블록의 상기 제 2 페이지 중단부 이미지에 대해 상기 제 1 페이지 중단부 블록의 상기 제 1 페이지 중단부 이미지를 픽셀 단위로 정렬하는 단계를 더 포함하는,
메모리 어레이를 검사하는 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 제 2 페이지 중단부 이미지에 대해 상기 제 1 페이지 중단부 이미지를 정렬하는 단계는, 픽셀 값들의 서브-픽셀 보간을 사용하는 단계를 포함하는,
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