KR19990088605A - 외관검사장치및방법 - Google Patents

Abstract

웨이퍼(W)의 동일 스캐닝 행 내에 배열된 복수의 칩들(C)이 소정의 칩들(C)을 구비한 그룹들로 분할된다. 각 그룹내의 칩들(C)의 이미지들은 더블디텍션으로 서로 비교된다. 한 그룹이 제 1, 제 2 및 제 3 칩들(C1, C2, C3)을 포함하면, 제1칩(C1)과 제2칩(C2)이 비교된 다음, 제1칩(C1)과 제3칩(C3)이 비교되고, 마지막으로, 제2칩(C2)과 제3칩(C3)이 이미지들이 검출되는 동안에 비교된다. 그러므로 칩들(C)의 수와 동일한 비교회수로 이미지들을 비교함으로써 주변칩들을 포함하는 모든 칩들(C)에 대하여 더블디텍션으로 결함들을 검사하는 것이 가능하다.

Description

외관검사장치 및 방법 {Visual Inspection Apparatus and Method}

본 발명은 외관검사장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 반도체 웨이퍼, 포토마스크, 또는 액정표시장치 등에서 패턴의 결함검사에 적용되는 외관검사장치 및 방법에 관한 것이다.

종래에, 반도체웨이퍼, 포토마스크, 또는 액정표시장치 등의 패턴을 검사하기 위하여서는 2개의 인접하는 칩이 비교되었다. 패턴을 검사하기 위하여서는, 광학현미경과 시간지연집적(TDI)센서 등의 촬상소자로 구성된 이미지취득부가 X축 방향으로 피검사물을 연속적으로 스캐닝(scanning)하면서 다치화(多値化)된 패턴의 이미지를 취득한다. 취득된 이미지는 메모리 등의 이미지데이터저장부에 저장된다. 인접하는 제1 및 제2칩에 상응하는 영역의 두 이미지가 취득되면, 서브-픽셀 얼라인멘트(alignment)가 일정 프레임 단위마다 이들 두 개의 이미지에 대하여 수행되고, 두 이미지는 픽셀단위로 서로 비교된다. 이 비교에 있어서, 제1이미지의 픽셀과 기준치를 넘는 그레이레벨 차를 가지는 제2이미지의 해당픽셀의 한 쌍은 결함 존재의 가능성을 가지는 것으로 인식된다. 이와 같은 싱글디텍션(single detection)에 있어서는, 제1 및 제2칩 중의 어느 칩이 결함 존재의 가능성을 가지는지 불명확하고, 따라서, 제1 및 제2이미지의 차(差)이미지가 2번째 값으로서 결함검출부에 임시 저장된다. 상술한 비교는 제2칩과 제3칩 사이에 수행되어서 제1 및 제2칩의 차이미지와 대조되는 또 다른 차이미지를 얻는다. 그러므로 제1 및 제2칩 중의 어느 칩이 결함 존재의 가능성을 가지는지 판정할 수 있다. 이 검출방법에 있어서는(더블디텍션, double detection), 동일 칩이 두 번 비교되기 때문에 칩 상의 결함부를 판정하고 결과의 신뢰성을 향상시키는 것이 가능하다.

그러나, 종래의 방법에 있어서는, 동일 스캐닝에서 동일 행 또는 열의 말단칩(주변칩)이외의 칩들이 인접하는 두 칩과 비교되어서 결함을 정확하게 검출한다. 주변칩 밖으로는 칩이 없기 때문에, 주변칩에 대해서 싱글디텍션만이 수행될 수 있다. 이와 같이, 신뢰할 수 없는 검출이 수행되거나, 주변칩들이 모두 검사되지 않는다.

싱글디텍션에서 결함 존재의 가능성을 가지는 것으로 검출된 주변칩 들만을 재스캐닝하고, 주변칩들이 결함 존재의 가능성을 가지는지 여부를 발견하기 위하여 그 주변칩들의 내 측으로 두 번째 칩들과 그 주변칩들을 비교하는, 단계들을 구비하는 종래의 이미지비교방법이 있다. 그러나, 주변칩들을 재스캐닝 할 필요가 있기 때문에 이 방법은 불충분하다. 주변칩들을 재스캐닝 할 필요성을 제거하기 위하여, 주변칩들과 주변칩들로부터 내 측으로 두 번째 칩들의 이미지들이 메모리 등의 이미지저장부에 저장되고, 이 칩들의 이미지들은 이미지들을 비교하기 위하여 스캐닝의 종료 시에 이미지저장부로부터 읽혀지게 된다. 이 것도 역시 제3칩이 제1, 제2 및 제4칩과 세 번 비교되어야하기 때문에 비효율적이다. 통상적인 비교유닛은 검출된 이미지들을 설정된 시간 이내에 처리하기 위한 최소능력만을 가지기 때문에, 추가적인 비교는 검사속도를 저하시킨다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 제1칩의 이미지만이 한 스캐닝의 종료시까지 메모리 내에 저장될 수 있고, 먼저 행해진 스캐닝에서 저장된 주변칩들의 이미지는 제1칩의 이미지가 다음 스캐닝에서 검출되는 동안에 서로 비교되므로써, 모든 칩들에 대하여 더블디텍션을 수행한다. 주변칩들 간의 거리가 웨이퍼들의 직경의 증가로 인하여 길어지면, 제조공정에서 약간의 변동이 미묘한 색상 등의 노이즈를 초래할 것이다. 이 것은 검사 감도를 저하시킨다. 그러므로 가장 가깝고 이용가능한 칩들을 비교하는 것이 바람직하다.

또는, 일본국 특허공개공보 제2-210249의 스캐닝 방법에 있어서, 각 스캐닝의 행과 열에서의 마지막 칩은 다음 스캐닝의 행 또는 열 내의 첫 번째 칩과 비교되어 주변칩들을 위하여서일지라도 더블디텍션을 수행한다. 그러나, 스캐닝 방향(X-축)에서의 직선성은 Y-축 방향의 절대위치정확성보다 더 높기 때문에, Y-축 방향의 이미지들 차이는 동일 스캐닝 행들 내의 칩들의 이미지들의 그 것보다 더 크다. 이미지들의 차이를 교정하기 위하여, 이미지들은 한 픽셀이하만큼 정상적으로 시프트되어 서로 중첩된다(서브-픽셀 얼라인멘트, sub-pixel alignment). 그러나, 이 경우에, 최대 0.5 픽셀의 차이가 있을 가능성이 항상 존재한다. 서브-픽셀 얼라인멘트에서 차이가 보정되면 될 수록, 검출된 이미지들의 열화로 인하여 결함검출감도가 낮아진다. 또한, 이 방법은 한 개의 행 또는 열만을 위한 검사에는 적용될 수 없다.

전술한 관점에서, 최소회수로 이미지들을 더블디텍션으로 비교함으로써 주변칩들을 포함하여 모든 칩들에 대하여 효율적이고 정확하게 결함들을 검출할 수 있는 외관검사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은: 피검사물에서 하나의 라인 내에 배열된 세 영역 이상의 이미지들을 검출하는 촬상수단과; 한 그룹이상으로 영역들을 분할하는 이미지비교수단과, 각 그룹은 연속하는 세 개이상의 영역들을 포함하고; 영역들의 하나를 대상영역으로서 지정하고 다른 두 영역을 대상영역에 대한 비교영역으로서 지정하고, 비교영역은 대상영역과 함께 동일그룹 내에 있고 대상영역으로부터 일정 거리 내에 있으며; 비교영역들의 이미지들과 대상영역의 이미지를 비교하는 이미지비교수단과; 그리고 이미지비교수단에 의한 영역들의 이미지들 간의 비교에 의하여 피검사물내의 결함을 검출하는 결함검출수단 등을; 포함하는 외관검사장치를 제공한다.

외관검사장치는 : 이미지비교수단이 라인방향으로 각 그룹내의 영역들에게 번호를 부여하고; 대상영역이 홀수번호이며 그룹 내에서 홀수번호영역들의 말단중의 하나가 아니면, 비교영역들은 대상영역에 가장 가까운 두 개의 홀수번호영역이고; 대상영역이 그룹내의 홀수번호영역들의 말단들 중의 하나이면, 비교영역들은 하나의 홀수번호영역이며 대상영역에 가장 가까운 하나의 짝수번호영역이고; 대상영역이 짝수번호이며 그룹내의 짝수번호영역들의 말단들 중의 하나가 아니면, 비교영역들은 대상영역에 가장 가까운 두 개의 짝수번호영역들의 말단들이며; 또한 대상영역이 그룹내의 짝수번호영역들의 말단들 중의 하나이면, 비교영역들은 하나의 짝수번호영역이며 대상영역에 가장 가까운 하나의 홀수번호영역인; 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

바람직하기로는, 촬상수단은 영역들의 이미지들을 순차적으로 검출하기 위하여 라인센서와 TDI센서중의 하나에 의하여 라인방향으로 피검사물을 상대적으로 스캐닝한다.

본 발명의 외관검사장치는 : X-축 방향으로 피검사물을 스캐닝하여 X-축 방향으로 배열된 동일 패턴을 가지는 영역들의 이미지들을 순차적으로 검출한다. 다음에, X-축 방향으로 배열된 영역들은 일정한 수의 그룹들로 분할된다. 각 그룹에서, 일정 간격내의 두 영역이 서로 각각 조합되어서 각 영역은 다른 두 영역들과 조합될 수 있다. 촬상수단에 의하여 검출된 각 영역의 이미지는 다른 두 영역들의 이미지들과 비교된다. 그러므로 최소비교회수(X-축 방향으로 배열된 영역들의 수와 동일)로 더블디텍션에 의하여 양단들(주변칩들)을 비롯한 모든 영역들의 이미지들을 비교하는 것이 가능하다. 또한, 각 영역의 이미지는 가까운 영역들의 이미지들과 비교되어서, 결함들이 정확하게 검출될 수 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 : 피검사물상의 라인 내에 배열된 세 영역이상의 이미지들을 검출하고; 영역들을 하나의 그룹이상으로 분할하고, 각 그룹은 연속하는 세 개이상의 영역들을 포함하며; 영역들 중의 하나를 대상영역으로 지정하고 다른 두 영역을 대상영역에 대한 비교영역으로 지정하며, 비교영역들은 대상영역과 함께 동일 그룹 내에 있고 대상영역으로부터 일정거리 내에 있으며; 대상영역의 이미지를 비교영역들의 이미지들과 비교하여 대상영역이 결함이 있는지를 판정하는; 여러 단계들을 포함하는, 외관검사방법을 제공한다.

외관검사방법은 : 지정단계가 라인방향으로 각 그룹내의 영역들에게 번호를 부여하는 단계를 구비하고; 대상영역이 홀수번호이며 그룹 내에서 홀수번호영역들의 말단들 중의 하나가 아니면, 비교영역들은 대상영역에 가장 가까운 두 개의 홀수번호영역들이고; 대상영역이 그룹내의 홀수번호영역들의 말단들 중의 하나이면, 비교영역들은 하나의 홀수번호영역이며 대상영역에 가장 가까운 하나의 짝수번호영역이고; 대상영역이 짝수번호이며 그룹내의 짝수번호영역들의 말단중의 하나가 아니면, 비교영역들은 대상영역에 가장 가까운 두 개의 짝수번호영역이고; 또한 대상영역이 그룹내의 짝수번호영역들의 말단들 중의 하나이면, 비교영역들은 하나의 짝수번호영역이며 대상영역에 가장 가까운 하나의 홀수번호영역인; 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

도 1 은 본 발명에 의한 외관검사장치의 일 실시예의 전체 구조를 보여주는 도면.

도 2 는 웨이퍼상의 TDI센서의 스캐닝 트랙의 일예를 도시한 도면.

도 3 은 결함검출부의 일 실시예를 도시한 블록도.

도 4 는 웨이퍼상의 칩들의 배열의 일예를 도시한 도면.

도 5 는 참조번호로 도시된 각 칩 내의 영역들을 도시한 도면.

도 6 은 이미지들의 검출와 이미지들의 비교 사이의 시간의 관계를 도시한 도면.

도 7의 A 와 B 는 비교된 칩들의 조합들의 예들을 도시한 도면.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

12 : 제어부 14 : XY스테이지

16 : 시료대 18 : 현미경

20 : TDI센서 50 : 신호처리부

52 : 이미지저장부 54 : 이미지비교부

56 : CPU

본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명한다.

도1은 웨이퍼상의 각 칩이 결함부를 가지는지 여부를 판정하는, 외관검사장치의 바람직한 실시예의 전체 구조를 도시하는 도면이다. 도1에 도시된 바와 같이, 외관검사장치는 : 다양한 처리를 수행하는 제어부(12)와; 제어부(12)의 제어 하에 X 및 Y축 방향을 따라 수평방향으로 이동하는 XY스테이지(14)와; XY스테이지(14)상에 설치된 시료대(16)와; 시료대(16)의 상방에 배치된 현미경(18)과; 현미경(18)의 초점위치에 고정된 TDI센서(20)등으로 구성된다.

시료대(16)상에는 피검사체인 웨이퍼 W가 재치되고, 그 웨이퍼 W의 표면이미지는 현미경(18)에 의하여 확대되어서 TDI센서(20)의 이미지면에 형성된다.

잘 알려진 바와 같이, TDI센서(20)는 전하결합소자(CCD)라인센서 등과 같은 일차원 라인센서들로 구성된 다단 센서이다. 각 단의 라인센서의 CCD소자들 내에 축적된 신호전하가 스캐닝 속도와 동기하여 다음 단의 라인센서의 CCD소자들에 순차적으로 전송된다. 따라서, 복수의 CCD소자들은 동일 촬상대상점의 신호전하들을 중첩한다. 그러므로, 전하들이 단기간동안만 각 CCD소자에 축적된다할지라도, 각 촬상대상점의 신호전하가 증폭되어서 광량부족을 보충한다. 이와 같이하여, TDI센서(20)는 통상의 일단 CCD라인소자보다 고속으로 대상을 스캐닝 할 수 있다.

이 실시예의 외관검사장치에서, TDI센서(20)는 X-축 방향으로 웨이퍼 W의 표면을 스캐닝한다. TDI센서(20)는 X-축 방향으로 XY스테이지(14)에 의하여 이동되는 웨이퍼 W의 표면이미지를 스캐닝한다. 이 실시예에서, TDI센서(20)는 촬상수단으로서 사용되었으나, CCD라인센서와 같은 통상의 일차원센서 또는 이차원센서를 사용할 수 있다.

제어부(12)는 XY스테이지(14)를 제어하여 X 및 Y-축 방향으로 웨이퍼 W를 이동시킨다. 제어부(12)는 TDI센서(20)를 제어하여, 웨이퍼 W를 상대적으로 스캐닝 하고, TDI센서(20)로부터 웨이퍼 W의 표면이미지를 취득한다. 도2는 제어부(12)의 제어에 따라 웨이퍼 W상의 TDI센서(20)의 스캐닝 트랙의 일례를 도시한다. 도2에 도시된 바와 같이, 다수의 칩 C가 웨이퍼 W상의 X 및 Y-축 방향으로 규칙적으로 배열되며, 칩들은 동일 패턴을 가진다. 도2의 일점쇄선으로 도시된 바와 같이, TDI센서(20)는 최상부행 칩인 Cs의 상부 좌측 모서리로부터 X-축 방향으로 웨이퍼 W를 스캐닝하기 시작하여, 최하부행 칩인 Ce에 도달할 때까지 웨이퍼 W를 왕복하며 스캐닝한다. TDI센서(20)는 조금씩 하향으로 Y-축 방향으로 스캐닝라인을 절환하여[X-축의 스캐닝 방향에 직교하는 Y-축 방향으로 이미지 독취 폭(스캐닝 폭)만큼], 웨이퍼 W상에 배열된 모든 칩들 C에 대한 스캐닝을 완료한다. 스캐닝은 필수적으로 도2의 스캐닝트랙 상에서 수행되지 않으나, 스캐닝은 또한 임의의 다른 스캐닝 트랙들에서 수행될 수도 있다.

다음에, 제어부(12)는 획득된 웨이퍼 W의 표면이미지를 제어부(12)의 구성부분인 결함검출부로 보낸다. 결함검출부는 웨이퍼 W상의 각 칩의 결함부를 검출한다.

도3은 제어부(12)의 결함검출부의 일 실시예를 도시하는 블록도이다. 도3에 도시된 바와 같이, 결함검출부는 신호처리부(50), 이미지저장부(52), 이미지비교부(54), 결함저장부(55) 및 CPU(56)로 구성된다.

신호처리부(50)는 TDI센서(20)로부터 순차적으로 이미지신호를 수신하여, 그 이미지신호들을 디지털이미지데이터로 변환한다. 신호처리부(50)는 이미지데이터를 이미지저장부(52)로 출력한다.

이미지저장부(52)는 RAM 등의 메모리로 구성된다. 신호처리부(50)로부터 출력된 이미지데이터가 이미지저장부(52)에 순차적으로 저장된다.

이미지비교부(54)는 이미지저장부(52)로부터 순차적으로 이미지데이터를 독출하고, 두 칩의 이미지데이터를 비교하여 두 칩이 결함 존재의 가능성을 갖는지의 여부를 판정한다. 이미지비교부(54)는 그 결과를 결함저장부(55)로 보낸다.

CPU(56)는 각 칩에 대하여 두 개의 결과를 독출하고 결함칩들과 그들의 좌표를 찾아내어, 그 결과를 모니터 등에 출력한다.

상기 결함검출부의 작용에 대하여 상세히 설명한다. 예를 들면, 도4에 도시된 바와 같이 다섯 개의 칩들 C1-C5가 제1행에 배열되고 일곱 개의 칩들 C1-C7이 웨이퍼 W의 제2행에 배열된다. 이 경우에, TDI센서(20)는 도4의 화살표로 도시된 것과 같이 일정 스캐닝 폭으로 칩을 왕복하며 스캐닝하고, 칩들의 이미지는 스캐닝 트랙에 따라 이미지저장부(52)에 순차적으로 저장된다. 도5에서, 도4의 제1 및 제2행의 칩들은 스캐닝 폭의 간격으로 Y-축 방향으로 분할되고, 분할된 영역들은 참조번호들로 표시된다. 참조번호"Sm-n"(m,n=1,2,....)의 "m"은 TDI센서(20)가 각 칩의 각 영역을 스캐닝하는 순서를 표시하고, "n"은 각 칩의 열 번호(칩번호)를 표시한다. "Sm"은 스캐닝번호로 불려질 것이다. 도4에 도시된 바와 같이 웨이퍼 W를 왕복식으로 스캐닝하기 위하여, TDI센서(20)는 제1행에 배열된 칩들 C1-C5의 영역들 S1-1, S1-2, S1-3, S1-4 및 S1-5를 순차적으로 스캐닝 한다. 영역 S1-5를 스캐닝 한 후에, XY스테이지는 스캐닝 폭만큼 Y-축 방향으로 쉬프트됨으로써 TDI센서(20)가 영역들 S2-5, S2-4, S2-3, S2-2 및 S2-1을 계속하여 스캐닝 할 수 있도록 한다. 스캐닝은 웨이퍼 W의 이미지를 전체적으로 이미지저장부(52)에 검출되도록 계속된다.

TDI센서(20)가 칩들의 이미지를 검출하고 있는 동안에, 이미지비교부(54)는 소정순서로 이미지저장부(52)로부터 칩들의 이미지를 독출하여 두 영역의 이미지를 비교한다. 도6을 살펴보면, TDI센서(20)가 제1행의 칩 C1의 영역 S1-1의 이미지를 검출하고 있는 동안에, 비교되는 또 다른 칩의 이미지는 없고, 따라서, 이미지비교부(54)는 어떠한 이미지도 비교하지 않는다. TDI센서(20)가 칩 C2의 영역 S1-2의 이미지 검출를 시작하면, 이미지비교부(54)는 이미지저장부(52)로부터 독출된 영역 S1-1의 이미지의 상응부분과 영역 S1-2의 이미지의 부분들을 비교한다. 이미지들의 부분들 사이의 차이가 일정한 한계를 초과하면, 부분들은 결함 존재의 가능성을 갖는 것으로 판정되고, 그 이미지들에 관련된 데이터는 잠정적으로 결함저장부(55)에 저장된다. 예를 들면, 영역들 S1-1, S1-2, ...,의 이미지들의 각각이 일정 프레임수로 분할되어, 프레임들이 이미지저장부(52)로부터 독출된다. 이미지비교부(54)는 이미지들을 프레임단위로 비교한다.

TDI센서(20)가 칩 C3의 영역 S1-3의 이미지를 검출하기 시작하면, 이미지비교부(54)는 이미지저장부(52)로부터 독출된 영역 S1-1의 이미지와 영역 S1-3의 이미지를 비교한다. 영역 S1-1의 이미지는 두 개의 칩 C2 및 C3(즉, 더블디텍션이 수행된 바 있는)의 두 개의 영역 S1-2 및 S1-3과 비교되었기 때문에, 영역 S1-1의 이미지의 이미-비교된 부분들은 이미지저장부(52)로부터 순차적으로 소거된다. 영역 S1-1의 동일 위치가 영역들 S1-2 및 S1-3과의 두 비교에서 결함 존재의 가능성을 가지는 것으로 검출되면, CPU(56)는 영역 S1-1을 결함있는 것으로 판정한다.

TDI센서(20)가 칩 C4의 영역 S1-4의 이미지를 검출하기시작하면, 이미지비교부(54)는 이미지저장부(52)로부터 독출된 영역 S1-2의 이미지와 영역 S1-4의 이미지를 비교한다. 영역 S1-2의 이미지는 더블디텍션으로 두 개의 상이한 칩과 비교되었기 때문에, 이미지의 이미-비교된 부분들은 이미지저장부(52)로부터 순차적으로 소거된다. 다음에, CPU(56)는 영역 S1-1의 경우와 같이 영역 S1-2의 결함의 존재를 판정한다.

마찬가지로, TDI센서(20)가 칩 C5의 영역 S1-5의 이미지를 검출하기 시작하면, 이미지비교부(54)는 영역 S1-3의 이미지와 영역 S1-5의 이미지를 비교한다. 영역 S1-5의 이미지의 검출가 완료되면, TDI센서(20)는 다음 스캐닝 S2를 시작한다. 이전의 스캐닝 S1에서 영역들 S1-4 및 S1-5에 대하여 더블디텍션이 수행된 바 없기 때문에, 이미지비교부(54)는 TDI센서가 스캐닝 S2내의 영역 S2-5를 스캐닝하고 있는 동안에 영역들 S1-4 및 S1-5의 이미지들을 비교한다. 결국, 모든 스캐닝 S1내의 영역들에 대하여 더블디텍션이 수행된다. 영역 S2-5의 이미지가 스캐닝 S2내에 검출 되는 동안 영역들 S1-4 및 S1-5가 비교되기 때문에, 영역 S1-1의 이미지가 검출 되고 아무 비교도 수행되지 않을 때에 상응하는 시간에, 스캐닝은 스캐닝 S1에서 마지막 비교에 의하여 지연되지 않을 것이다.

상술한 방식에 있어서, 결함들은 스캐닝 S1, S2, 및 S3에서 순차적으로 이미지들을 비교함으로써 검출된다. 스캐닝 S3이 완료된 때, 더블디텍션은 영역들 S3-4 및 S3-5에 대하여 수행되지 않았다. 영역들 S3-4 및 S3-5에 대한 더블디텍션은 TDI센서(20)가 제2행의 칩들 C1-C7에 대한 스캐닝에서 영역 S1-7을 스캐닝하는 동안에 수행된다.

즉, 각 스캐닝이 종료되었을 때, 더블디텍션은 각 스캐닝행 내의 마지막 두 개의 칩에 대하여 항상 불완전하다. 그러나, 이 것은 TDI센서(20)가 다음 스캐닝행 내의 제1이미지를 검출하고있는 동안에 각 스캐닝행 내의 두 개의 칩에 대하여 더블디텍션이 수행되기 때문에 검사시간에 영향을 주지 않는다. 전체 웨이퍼 W에 대한 스캐닝의 종료시에, 마지막 스캐닝 행 내의 두 칩에 대하여 더블디텍션이 불완전하다. 이 것은 더블디텍션이 스캐닝 하는 한 칩을 위하여 필요한 시간과 대략 같은 무시해도 좋은 마지막스캐닝 행 내의 마지막 두 칩에 대하여 종료될 수 있기 때문에 검사시간에 영향을 주지 않는다.

상기 설명에서는, 한 개의 스캐닝 행에 다섯 개의 칩이 있다. 한 개의 스캐닝 행의 칩들의 수가 다른 경우이면, 처리는 아래에 기술된 방식으로 수행된다. 이미지들이 이미지저장부(52)로부터 독출되는 순서는 한 개의 스캐닝행 내의 칩의 수에 따라 다음의 세 경우로 구별될 수 있다 : 한 개의 스캐닝 행 내의 칩의 수가 3n+3인 제1의 경우; 한 개의 스캐닝 행 내의 칩의 수가 3n+4인 제2의 경우; 그리고 한 개의 스캐닝 행 내의 칩의 수가 3n+5(n=0, 1, 2, 3, ...)인 제3의 경우.

즉, 칩은 스캐닝 행의 선두로부터 세 개의 그룹 내에 만들어지고, 각 그룹 내의 칩은 제1칩, 제2칩 및 제3칩으로 호칭된다. 각 그룹에서, 제1칩과 제2칩이 첫째로 비교된 다음, 제1칩과 제3칩이 비교되고, 마지막으로, 제2칩과 제3칩이 비교된다. 이와 같이, 더블디텍션이 각 그룹에서 수행된다. 비교는 n이 임의의 자연수일지라도 상기 등식에서 3n 칩에 대하여 수행된다.

더블디텍션이 불완전한 잔여 칩을 고려하면, 제1의 경우에서, 세 칩이 남아있고, 이 세 칩은 상술한 방식으로 독출될 수 있다.

제2의 경우는, 예를 들면, 일곱 개의 칩 C1-C7이 도4의 제2행 내에 배열된 경우이다. 나머지 네 개의 칩에 대해서 말하자면, 제1칩과 제2칩이 먼저 비교된 다음, 제1칩과 제3칩이 비교되고, 제2칩과 제4칩이 비교되며, 마지막으로, 제3칩과 제4칩이 비교된다. 도4의 제2행상의 배열의 경우에서, 잔여 네 칩들은 도6의 제2행 상의 스캐닝 S1내의 칩들 C4-C1과 동등하다.

제3의 경우는, 예를 들면, 다섯 칩들 C1-C5가 도4의 제1행 내에 배열된 경우이다. 다섯 개의 잔여 칩들에 대해서 말하자면, 제1칩과 제2칩이 먼저 비교된 다음, 제1칩과 제3칩이 비교되고, 제2칩과 체4칩이 비교되고, 제3칩과 제5칩이 비교되고, 마지막으로 제4칩과 제5칩이 비교된다.

상술한 방식으로 동일 스캐닝행 내의 칩들의 이미지를 비교하면, 칩들의 수와 동등한 최소비교회수로 모든 칩들에 대하여 결함들의 존재를 검출한다.

상술한 비교방법에서, 이미지들은 인접칩들 간의 간격 또는 그 이하만큼 두 번 서로 밀접한 두 칩들 사이에서 비교되기 때문에, 결함들이 정확하게 검출될 수 있다.

상술한 비교방법에 있어서, 동일 스캐닝행 내의 칩들은 서로 비교되고, 따라서, 이 방법은 오직 한개의 행 내의 칩들에서 결함들을 검출하는 데 적용될 수 있다.

상기 설명에서, 세 칩들이 하나의 그룹을 만든다. 셋 이상의 칩이 하나의 그룹 내에 있으면, 각 칩은 두 번 비교될 수 있다. 이와 같이, 임의의 둘보다 큰 수(셋 또는 그 이상)의 칩으로 하나의 그룹을 만들 수 있다.

다른 두 칩과 임의수의 칩의 각각을 비교하는 바람직한 방법을 이제 설명한다. 제1칩으로부터 2N번째 칩까지의 2N(N=2, 3, 4, ...)칩들이 도7(A)에 도시된 바와 같이 순차적으로 배열되면, 2N칩들은 짝수번호 칩들과 홀수번호 칩들로 분할된다. 도7(B)의 실선으로 표시된 바와 같이, 각 칩은 인접칩들에 연결되고, 칩들은 폐쇄된 루프와 같이 배열된다. 인접칩들의 이미지들은 이 배열에서 비교된다. 특히, 각 짝수번호 칩은 두 개의 가장 가까운 짝수번호 칩들과 비교되고, 각 홀수번호 칩은 두 개의 가장 가까운 홀수번호칩 들과 비교된다. 그러나, 이 경우에는 양단에서의 홀수번호칩들[제1칩과 (2N -1)번째 칩]과 양단에서의 짝수번호칩들(제2칩과 2N번째 칩)은 그들 간의 인접칩들과 비교된다. 결국, 각 칩은 다음 칩이거나 또는 하나 떨어져 다음 칩인 가까운 칩들과 비교된다. 한 칩 내의 이미지의 검출가 종료되면, 다음 비교가 될 이미지데이터는 이미지저장부(52)로 검출된다. 이와 같이, 이미지들은 칩들이 연속적으로 스캐닝되는 동안에 서로 비교될 수 있다. 도7(B)의 점선으로 표시된 바와 같이, 칩들의 홀수번호(2N+1)가 있으면, (2N-1)번째와 (2N+1)번째 칩이 서로 비교되고, (2N-1)번째 칩과 2N번째 칩을 비교하는 대신에 2N번째 칩과 (2N+1)번째 칩이 서로 비교된다.

상술한 제1, 제2 및 제3의 경우의 각 그룹(칩들의 번호는 3, 4 또는 5)에서, 비교될 칩들의 조합들은 도7(B)에 도시된 방법으로 판정된다. 마찬가지로, 한 그룹내의 칩들의 수가 임의로 판정되면, 비교될 칩들의 조합들은 도7(B)에 도시된 방법으로 판정될 수 있다. 그 것은 동일 스캐닝 행내의 칩들을 그룹화하지 않고 동일스캐닝 행내의 다른 두 칩들과 각 칩을 올바르게 조합함으로써 더블디텍션을 수행할 수 있도록 만든다.

칩들의 조합들은 도7(B)의 방법에서 필수적으로 판정되지 않는다. 일정간격의 두 칩이 각 그룹에서 조합될 수 있으며, 각 칩은 다른 두 칩들과 조합될 수 있다. 환언하면, 도7(B)에 도시된 바와 같은 칩들의 폐쇄루프는 상술한 방식으로 반드시 배열되지 않는다. 제1칩과 2N번째 칩 사이의 거리가 제1 내지 2N번째 칩들이 도7(A)에 도시된 바와 같이 배열된 경우의 이미지비교정확도의 관점에서 허용가능하면, 제1칩 내지 2N번째 칩간의 위치관계가 변화되지 않은 2N번째 칩 다음으로 제1칩을 배열함으로써 폐쇄된 루프가 형성된다. 인접칩들은 이 배열로 조합된다. 이 방법은 각 그룹이 소수의 칩들을 갖으면 사용될 수 있다.

상술한 실시예에서, 본 발명은 웨이퍼 상에 배열된 동일한 패턴을 가지는 칩 속의 결함의 존재를 검출하는 외관검출장치에 적용된다. 본 발명은, 그러나, 포토마스크 및 액정표시장치 등의 다른 피검사물을 검사하는 외관검사장치에도 역시 적용될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명을 외관검사장치는 X-축 방향으로 배열된 동일한 패턴을 가지는 영역들의 이미지들을 순차적으로 검출하도록 X-축 방향으로 피검사물을 스캐닝한다. 다음에, X-축방향으로 배열된 영역들은 소정된 수의 그룹들로 분할된다. 각 그룹에는, 일정간격으로 두 개의 영역이 서로 각각 조합됨으로써 각 영역이 다른 두 개의 영역과 조합될 수 있도록 한다. 촬상수단에 의하여 검출된 각 영역의 이미지는 다른 두 영역의 이미지들과 비교된다. 그러므로 최소량의 비교회수(X-축 방향으로 배열된 영역들의 수와 동일)로 더블디텍션으로 양단(주변칩들)을 포함하는 모든 영역들의 이미지들을 검출하는 것이 가능하다. 또한, 이미지들은 이미지들의 검출와 거의 동시에 비교될 수 있다. 이것은 외관검사에서 검사 효율과 속도를 향상시킨다. 또한, 각 영역의 이미지는 가까운 영역의 이미지들과 비교되어서, 결함들이 정확하게 검출될 수 있다.

그러나, 본 발명은 개시된 특정형태로 제한할 의도는 없으며, 반대로, 본 발명은 첨부된 특허청구범위에 표현된 것과 같은 본 발명의 정신과 범위 내에 들어가는 모든 수정들, 변경 구성들 및 동등물을 망라한다고 이해되어야할 것이다.

Claims (5)

1. 피검사물(W)상의 라인 내에 배열된 적어도 세 개의 영역(Sm-n)의 이미지들을 검출하기 위한 촬상수단과;

   영역들(Sm-n)을 적어도 하나의 그룹(Sm)으로 분할하고, 각 그룹(Sm)은 연속하는 세 개이상의 영역들(Sm-n)을 포함하며; 대상영역으로서의 영역들(Sm-n)중의 하나와 대상영역에 대한 비교영역들로서의 영역들(Sm-n)중의 다른 두 개를 지정하고, 비교영역들은 대상 영역을 가지는 동일그룹 내에 그리고 대상영역으로부터 일정 거리 내에 있으며; 그리고 대상영역의 이미지를 비교영역들이 이미지들과 비교하는 이미지비교수단(54, 56)과;

   이미지비교수단에 의한 영역들의 이미지들 간의 비교에 따라 피검사물(W)내의 결함을 검출하기 위한 결함검출수단(56)을 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 외관검사장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 이미지비교수단(54, 56)은 라인방향으로 각 그룹(Sm)내의 영역들(Sm-n)에게 번호를 부여하고;

   대상영역이 홀수번호이며 그룹내의 홀수번호영역의 말단중의 하나가 아니면, 비교영역들은 대상영역에 가장 가까운 두 개의 홀수번호영역들이고;

   대상영역이 그룹내의 홀수번호영역들의 말단중의 하나이면, 비교영역들은 하나의 홀수번호영역이며 대상영역에 가장 가까운 짝수번호영역이고;

   대상영역이 짝수번호이며 그룹내의 짝수번호영역의 말단중의 하나가 아니면, 비교영역들은 대상영역에 가장 가까운 두 개의 짝수번호영역들이고;

   대상영역이 그룹내의 짝수번호영역들의 말단중의 하나이면, 비교영역들은 하나의 짝수번호영역이며 대상영역에 가장 가까운 하나의 홀수번호영역임을 특징으로 하는 외관검사장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 촬상수단(20)은 영역들의 이미지들을 순차적으로 검출하기 위하여 라인센서와 TDI센서중의 하나에 의하여 라인방향으로 피검사물(W)을 상대적으로 스캐닝하는 것을 특징으로 하는 외관검사장치.
4. 피검사물(W)상의 라인에 배열된 적어도 세 개의 영역들(Sm-n)의 이미지들을 검출하는 단계와;

   영역들(Sm-n)을 적어도 하나의 그룹(Sm)으로 분할하고, 상기 각 그룹(Sm)은 연속하는 세 개이상의 영역들(Sm-n)을 포함하도록 하는 단계와;

   대상영역으로서의 영역들(Sm-n)중의 하나와 대상영역에 대한 비교영역들로서의 영역들(Sm-n)중의 다른 두 개를 지정하는 단계와;

   비교영역들은 대상영역을 가지는 동일그룹 내에 그리고 대상영역으로부터 소정거리 내에 있고, 대상영역에 결함이 있는지의 여부를 판정하기 위하여 비교영역들의 이미지들과 대상영역의 이미지를 비교하는 단계들을 포함하는 것을 특징으로 하는 외관검사방법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 지정하는 단계는 라인방향으로 각 그룹의 영역들(Sm-n)에게 번호를 부여하는 단계를 구비하고;

   대상영역이 홀수번호이며 그룹 내의 홀수번호영역들의 말단중의 하나가 아니면, 비교영역들은 대상영역에 가장 가까운 두 개의 홀수번호영역들이고;

   대상영역이 그룹내의 홀수번호영역들의 말단중의 하나이면, 비교영역들은 하나의 홀수번호영역이며 대상영역에 가장 가까운 하나의 짝수번호영역이고;

   대상영역이 짝수번호이며 그룹내의 짝수번호영역들의 말단들 중의 하나가 아니면, 비교영역들은 대상영역에 가장 가까운 두 개의 짝수번호영역들이고;

   대상영역이 그룹내의 짝수번호영역들의 말단들 중의 하나이면, 비교영역들은 하나의 짝수번호영역이며 대상영역에 가장 가까운 하나의 홀수번호영역인것을 특징으로 하는 외관검사방법.