(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェーハのような標本にある異常を検出するためのシステムにおいて位置ずれエラーを修正する方法であって、前記システムは隣接する走査線に沿ってレーザビームを走査することにより標本の表面を照明し、走査されているレーザビームの点拡散関数は隣接する走査線上のデータサンプルが高度に相関するもので行および列にある２次元アレイの位置を照明するものである、前記方法において、
行および列にある２次元アレイのデータサンプルを発生させるステップであって、各データサンプルは標本の２次元アレイに対応する位置で走査線のうちの１つに沿ってレーザビームにより走査されているときに標本により修正される光の強度またはそこから導き出される値を表すものである、発生させるステップと、
走査線のうちの１つに沿ってレーザビームにより走査されているときに標本により修正される光の強度を表す１次元のデータサンプルのグループを規定するステップであって、データサンプルの各グループまたはそれらの部分で１つのベクトルを規定するものである、規定するステップと、
少なくとも１つのベクトルに対して、隣接する走査線のうちの少なくともいくつかに沿ってレーザビームにより走査されているときに標本により修正される光の強度を表すデータサンプルのベクトルの平均である参照ベクトルを提供するステップと、
位置ずれを修正するために前記少なくとも１つのベクトルと前記参照ベクトルとを相関するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、
前記規定するステップは、各データサンプルのグループがデータサンプルの行になるように規定する方法。
【請求項３】
請求項２記載の方法において、
前記提供するステップは、前記選択されたベクトルの加重平均を計算することにより前記参照ベクトルを提供する方法。
【請求項４】
請求項２記載の方法において、
前記相関するステップは、前記少なくとも１つのベクトルに沿った窓内のデータサンプルで実行され、前記窓は前記少なくとも１つのベクトルと同数またはそれよりも少ない数のデータサンプルを含む方法。
【請求項５】
請求項４記載の方法において、
前記少なくとも１つのベクトルは、約５１２〜８，１９２の範囲にあるデータサンプル数をもつ方法。
【請求項６】
請求項１記載の方法において、
前記相関するステップは、前記参照ベクトルの異なるデータサンプルのセットまたはそこから導き出された信号を相関するステップを含み、そのようなセットにある少なくともいくつかのデータサンプルは前記少なくとも１つのベクトルのデータサンプルからオフセットされる方法。
【請求項７】
請求項６記載の方法において、
前記規定するステップは、各データサンプルのグループがデータサンプルの行になるように規定され、参照ベクトルの少なくとも１つのデータサンプルのセットは前記少なくとも１つのベクトルにあるデータサンプルに対して１以上の列だけオフセットされる方法。
【請求項８】
請求項６記載の方法において、
前記相関するステップは、前記参照ベクトルの各データサンプルのセットと前記少なくとも１つのベクトルとを相互相関して各セットに対応する相互相関係数を得るステップを含む方法。
【請求項９】
請求項８記載の方法において、
前記相関するステップは、前記少なくとも１つのベクトルにある各データサンプルの相関係数の最大値を導き出す方法。
【請求項１０】
請求項９記載の方法において、
前記少なくとも１つのベクトルの少なくともいくつかのデータサンプルのそれぞれを再配置するので、２次元アレイのデータサンプルにおいて、対応する相互相関係数が最大である参照ベクトルのデータサンプルのセットにある対応するデータサンプルの位置によって確認されるステップをさらに含む方法。
【請求項１１】
請求項６記載の方法において、
前記相関するステップは、前記参照ベクトルの各データサンプルのセットおよび前記少なくとも１つのベクトルとの間の残余値を計算するステップを含む方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の方法において、
前記残余値を比較して最小残余値に対応するオフセット値を得るステップをさらに含む方法。
【請求項１３】
請求項１１記載の方法において、
前記計算するステップの前に、前記参照ベクトルのデータサンプルおよび前記少なくとも１つのベクトルのデータサンプルを正常化するステップをさらに含み、前記計算するステップは前記正常化された参照ベクトルの前記セットの各々のデータサンプルと前記正常化された少なくとも１つのベクトルのデータサンプルとの間の差の合計を計算する方法。
【請求項１４】
請求項２記載の方法において、
前記提供するステップは、２次元アレイのデータサンプルの異なる行にあるが同じ列にあるデータサンプルからなる選択されたベクトルから参照ベクトルを導き出す方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の方法において、
前記提供するステップは、参照ベクトルＧi,jを
0004332221.tif 000019
により得られ、
Ｙi,jは、２次元アレイのｉ番目の行とｊ番目の列にあるデータサンプル値であり、
Ｄqは加重係数であり、
Ｈは、参照ベクトルを発生するための前記選択されたベクトル数であり、
Ｇi,jは、２次元アレイのｉ番目の行とｊ番目の列にある参照ベクトルの値であり、
ここで、ｊは、少なくとも１つのベクトル，参照ベクトルおよび選択されたベクトルのそれぞれがＮデータサンプルをもつように、（Ｎ／２−１）から−Ｎ／２の範囲にある方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の方法において、
前記相関するステップは、
0004332221.tif 000020
により前記少なくとも１つのベクトルの選択されたデータサンプルを参照ベクトルのデータサンプルの選択されたセットと相互相関するステップを含み、
Ａは、平均化を実行する窓の大きさであり、
0004332221.tif 000021
は窓幅Ａ内のＹi,j，Ｇi,jの平均値であり、
0004332221.tif 000022
Ｃi,j（ｍ）は、参照ベクトルが同じ行にあるが前記少なくとも１つのベクトルに対してデータサンプルをｍだけオフセットするときのｉ番目の行とｊ番目の列にある相互相関係数であり、
Ｗは、相互相関係数の相関窓の大きさである方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の方法において、
Ｗは、約４〜６４の範囲にあるデータサンプル数を含む方法。
【請求項１８】
請求項２記載の方法において、
前記発生させるステップは、前記データサンプルの行および前記少なくとも１つのベクトルおよび前記参照ベクトルを連続して発生させ、前記相関するステップは、前記参照ベクトルのデータサンプルのセットと前記少なくとも１つのベクトルの選択されたデータサンプルとの間に相対的な時間遅延を生じさせるステップを含む方法。
【請求項１９】
請求項２記載の方法において、
２次元アレイの複数の異なるベクトルに対して前記提供するステップと相関するステップを繰り返すステップをさらに含む方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の方法において、
前記複数のベクトルのうちの少なくとも２つのベクトルは同じ行にあり、それぞれ行よりも短いものである方法。
【請求項２１】
請求項１９記載の方法において、
前記提供するステップは、各ベクトルに複数の対応する参照ベクトルを提供し、前記相関するステップは、前記各ベクトルからの選択されたデータサンプルとその対応する参照ベクトルからの選択されたデータサンプルとを相互相関する方法。
【請求項２２】
請求項２１記載の方法において、
前記相関するステップは、窓内の前記各ベクトルからの選択されたデータサンプルと対応する窓内のその対応する参照ベクトルからの選択されたデータサンプルとを相互相関する方法。
【請求項２３】
請求項１記載の方法において、
前記相関するステップは、前記少なくとも１つのベクトルの少なくともいくつかのデータサンプルと前記参照ベクトルのデータサンプルとを参照ベクトルの選択されたデータサンプルと相互相関して、基準とそれらの間のオフセットにより前記参照ベクトルの選択されたデータサンプルと前記少なくとも１つのベクトルの前記少なくともいくつかのデータサンプルとの間の最も最適な適合を判定し、前記方法は、前記オフセットにより前記少なくとも１つのベクトルにおいて前記少なくともいくつかのデータサンプルを再配置するステップをさらに含む方法。
【請求項２４】
請求項２３記載の方法において、
２次元アレイの複数の異なるベクトルに対して前記提供するステップと、相関するステップと、再配置するステップとを繰り返すステップをさらに含む方法。
【請求項２５】
請求項２３記載の方法において、
前記システムは、位置の行に沿って光ビームを走査することにより標本の表面を照明し、前記発生させるステップは表面により散乱または反射された光を検出することによってデータサンプルを発生させる方法。
【請求項２６】
請求項２５記載の方法において、
前記方法は、表面により散乱または反射された光を検出するステップと、検出される散乱または反射された光に応じて光ビームの強度を修正するステップとをさらに含む方法。
【請求項２７】
請求項２５記載の方法において、
前記検出するステップは、標本の表面にあるあらゆるパターンからのコントラストを高めるステップを含む方法。
【請求項２８】
請求項２５記載の方法において、
前記光ビームは点拡散関数をもち、前記提供するステップは光ビームの点拡散関数に関連する重さでベクトルの加重平均を計算することにより前記参照ベクトルを提供する方法。
【請求項２９】
請求項２記載の方法において、
複数の場所で標本により修正された光に関連する強度値を収集するステップをさらに含み、前記発生させるステップは前記強度値を補間して前記２次元アレイのデータサンプルを得るステップを含む方法。
【請求項３０】
半導体ウェーハのような標本にある異常を検出するためのシステムにおいて位置ずれエラーを修正する方法であって、前記システムは隣接する走査線に沿ってレーザビームを走査することにより標本の表面を照明し、走査されているレーザビームの点拡散関数は隣接する走査線上のデータサンプルが高度に相関するもので行および列にある２次元アレイの位置を照明するものである、前記方法において、
行および列にある２次元アレイのデータサンプルの各データサンプルはサンプルの２次元アレイに対応する位置で標本により修正される光の強度またはそこから導き出される値を表すものである、２次元アレイのデータサンプルを発生させるステップと、
前記２次元アレイのデータサンプルからの標的サブアレイのデータサンプルと複数の参照サブアレイのそれぞれのデータサンプルまたはそこから導き出される信号間を相関するステップであって、前記標的サブアレイおよび前記参照サブアレイは同じ寸法をもち、前記参照サブアレイのうちの１つのサブアレイは参照位置にあり、残りの参照サブアレイはデータサンプルの少なくとも１つの行および／または列だけ前記参照位置からオフセットされて１対のオフセット値を選択する、相関するステップと、
前記１対のオフセット値により前記標的サブアレイを再配置するステップと、
を含む方法。
【請求項３１】
請求項３０記載の方法において、
前記相関するステップは、前記標的サブアレイのデータサンプルと複数の参照サブアレイのうちの各々のデータサンプルと間の残余値またはそこから導き出された信号を計算して、前記複数の参照サブアレイの１つのサブアレイにそれぞれ対応する複数の残余値を得る方法。
【請求項３２】
請求項３１記載の方法において、
前記相関するステップは最小残余値に対応する１対のオフセット値を決定するステップを含み、前記再配置するステップはそのような１対のオフセット値により前記標的サブアレイを再配置する方法。
【請求項３３】
請求項３１記載の方法において、
前記計算するステップは、正常化された標的サブアレイを前記標的サブアレイから導き出し、複数の正常化された参照サブアレイを前記複数の参照サブアレイから導き出すステップも含み、残余値は正常化された標的サブアレイと複数の正常化された参照サブアレイの各々との間の残余値を計算することにより得られる方法。
【請求項３４】
請求項３３記載の方法において、
前記導き出すステップは、前記標的サブアレイおよび／または参照サブアレイにある少なくともいくつかのデータサンプルの各々に対して、データサンプルの対応する平均値を計算するステップを含む方法。
【請求項３５】
請求項３４記載の方法において、
前記導き出すステップは、標的サブアレイまたは参照サブアレイにある少なくともいくつかのそのようなデータサンプルの各々もしくはそこから導き出される信号をその対応する平均値により分割して、前記正常化された標的サブアレイまたは参照サブアレイを得るステップを含む方法。
【請求項３６】
請求項３５記載の方法において、
前記導き出すステップは、標的サブアレイまたは参照サブアレイにある少なくともいくつかのそのようなデータサンプルの各々からその対応する平均値の端数を減算して差を得るステップと、そのような差をその対応する平均値により除算して前記正常化された標的サブアレイまたは参照サブアレイを得るステップとを含む方法。
【請求項３７】
請求項３５記載の方法において、
前記計算するステップは、データサンプルの加重平均である対応するデータサンプルの平均値を計算する方法。
【請求項３８】
請求項３７記載の方法において、
前記計算するステップは、標的サブアレイおよび／または参照サブアレイにある少なくともいくつかのデータサンプルの各々に対して、そのようなデータサンプルからの行数および列数にある対応するデータサンプルの平均値を計算する方法。
【請求項３９】
請求項３８記載の方法において、
前記システムは、位置の行に沿って光ビームを走査することにより標本の表面を照明し、前記光ビームは横方向の広がりをもつ点拡散関数により特徴付けられ、前記対応する平均値を計算した前記行数と前記列数にある前記データサンプルは光ビームの点拡散関数の横方向の広がりの範囲内にある方法。
【請求項４０】
請求項３５記載の方法において、
前記導き出すステップは、
0004332221.tif 000023
により正常化された標的サブアレイを前記標的サブアレイから導き出し、複数の正常化された参照サブアレイを前記複数の参照サブアレイから導き出し、ＲNi,j，ＴNi,jは、参照サブアレイおよび標的サブアレイのｉ番目の行とｊ番目の列にあるデータサンプルのそれぞれの正常化された値であり、Ｒi,j，Ｔi,jは、参照サブアレイおよび標的サブアレイのｉ番目の行およびｊ番目の列にあるデータサンプルのそれぞれの値であり、αT，αRは、加重因子であり、
0004332221.tif 000024
は、
0004332221.tif 000025
0004332221.tif 000026
により得られる参照サブアレイおよび標的サブアレイのそれぞれのデータサンプルの局所的平均値であり、Ｋは、平均化されている窓の大きさである方法。
【請求項４１】
請求項４０記載の方法において、
前記残余値は、
0004332221.tif 000027
により計算され、Ｍは、参照サブアレイおよび標的サブアレイの各列にあるデータサンプル数であり、
Ｎは、参照サブアレイおよび標的サブアレイの各行のデータサンプル数であり、
ｍは、０でもある、参照サブアレイが参照位置からオフセットされる列数であり、
ｎは、０でもある、参照サブアレイが参照位置からオフセットされる行数であり、
Ｈ（ｎ，ｍ）は、参照位置からｎ行およびｍ列だけシフトされる参照サブアレイに対応する残余値である方法。
【請求項４２】
請求項３０記載の方法において、
複数の場所で標本により修正された光に関連する強度値を収集するステップをさらに含み、前記発生させるステップは前記強度値を補間して前記２次元アレイのデータサンプルを得るステップを含む方法。
【請求項４３】
半導体ウェーハのような標本にある異常を検出するためのシステムにおいて位置ずれエラーを修正する方法であって、前記システムは隣接する走査線に沿ってレーザビームを走査することにより標本の表面を照明し、走査されているレーザビームの点拡散関数は隣接する走査線上のデータサンプルが高度に相関するもので行および列にある２次元アレイの位置を照明するものである、前記方法において、
行および列にある２次元アレイのデータサンプルの各データサンプルはサンプルの２次元アレイに対応する位置で標本により修正される光の強度またはそこから導き出される値を表すものである、２次元アレイのデータサンプルを発生させるステップと、
前記２次元アレイのデータサンプルからの標的サアブアレイとデータサンプルの複数の参照サブアレイのそれぞれまたはそこから導き出される信号を相互相関して複数の相互相関値のセットを得るステップであって、前記標的サブアレイおよび前記参照サブアレイは同じ寸法をもち、前記参照サブアレイのうちの１つのサブアレイは参照位置にあり、残りの参照サブアレイはデータサンプルの少なくとも１つの行および／または列だけ前記参照位置からオフセットされる、相互相関するステップと、
基準により相互相関値のセットに対応する参照サブアレイを選択するステップと、
を含む方法。
【請求項４４】
請求項４３記載の方法において、
正常化された標的サブアレイを前記標的サブアレイから導き出し、複数の正常化された参照サブアレイを前記複数の参照サブアレイから導き出すステップをさらに含み、前記相互相関するステップは正常化された標的サブアレイと複数の正常化された参照サブアレイの各々とを相互相関させる方法。
【請求項４５】
請求項４４記載の方法において、
前記導き出すステップは、前記標的サブアレイおよび／または参照サブアレイにある少なくともいくつかのデータサンプルの各々に対して、データサンプルの対応する平均値を計算するステップを含む方法。
【請求項４６】
請求項４５記載の方法において、
前記導き出すステップは、標的サブアレイまたは参照サブアレイにある少なくともいくつかのそのようなデータサンプルの各々もしくはそこから導き出される信号をその対応する平均値により分割して、前記正常化された標的サブアレイまたは参照サブアレイを得るステップを含む方法。
【請求項４７】
請求項４６記載の方法において、
前記導き出すステップは、標的サブアレイまたは参照サブアレイにある少なくともいくつかのそのようなデータサンプルの各々からその対応する平均値の端数を減算して差を得るステップと、そのような差をその対応する平均値により除算して前記正常化された標的サブアレイまたは参照サブアレイを得るステップとを含む方法。
【請求項４８】
請求項４６記載の方法において、
前記計算するステップは、データサンプルの加重平均である対応するデータサンプルの平均値を計算する方法。
【請求項４９】
請求項４６記載の方法において、
前記計算するステップは、標的サブアレイおよび／または参照サブアレイにある少なくともいくつかのデータサンプルの各々に対して、そのようなデータサンプルからの行数および列数にある対応するデータサンプルの平均値を計算する方法。
【請求項５０】
請求項４９記載の方法において、
前記システムは、ラスタパターンで位置の行全体に光ビームを走査することにより標本の表面を照明し、前記光ビームは横方向の広がりをもつ点拡散関数により特徴付けられ、前記対応する平均値を計算した前記行数と前記列数にある前記データサンプルは光ビームの点拡散関数の横方向の広がりの範囲内にある方法。
【請求項５１】
請求項４７記載の方法において、
前記導き出すステップは、
0004332221.tif 000028
により正常化された標的サブアレイを前記標的サブアレイから導き出し、複数の正常化された参照サブアレイを前記複数の参照サブアレイから導き出し、ＲNi,j，ＴNi,jは、参照サブアレイおよび標的サブアレイのｉ番目の行とｊ番目の列にあるデータサンプルのそれぞれの正常化された値であり、Ｒi,j，Ｔi,jは、参照サブアレイおよび標的サブアレイのｉ番目の行およびｊ番目の列にあるデータサンプルのそれぞれの値であり、αT，αR加重因子であり、
0004332221.tif 000029
は、
0004332221.tif 000030
により得られる参照サブアレイおよび標的サブアレイのそれぞれのデータサンプルのｉ番目の行およびｊ番目の列にある局所的平均値であり、Ｋは、平均化窓の大ききである方法。
【請求項５２】
請求項５１記載の方法において、
前記相互相関値は、
0004332221.tif 000031
により計算され、Ｗは、±Ｙ方向の相互相関窓であり、Ｖは、±Ｘ方向の相互相関窓であり、
ｍは、参照位置からオフセットされた列数であり、
ｎは、参照位置からオフセットされた行数であり、
Ｃi,j（ｎ，ｍ）は、オフセットｎ，ｍのデータサンプル位置（ｉ，ｊ）の相関係数である方法。
【請求項５３】
請求項４３記載の方法において、
前記選択するステップは、相互相関値の最大のセットに対応する参照サアブアレイを選択する方法。
【請求項５４】
請求項４３記載の方法において、
複数の場所で標本により修正された光に関連する強度値を収集するステップをさらに含み、前記発生させるステップは前記強度値を補間して前記２次元アレイのデータサンプルを得るステップを含む方法。
【請求項５５】
半導体ウェーハのような標本にある異常を検出するためのシステムにおいて位置ずれエラーを修正する装置であって、前記システムは隣接する走査線に沿ってレーザビームを走査することにより標本の表面を照明し、走査されているレーザビームの点拡散関数は隣接する走査線上のデータサンプルが高度に相関するもので行および列にある２次元アレイの位置を照明するものである、前記装置において、
行および列にある２次元アレイのデータサンプルを発生させる手段であって、各データサンプルはデータサンプルの２次元アレイの位置に対応する位置で走査線のうちの１つに沿ってレーザビームにより走査されているときに標本により修正される光の強度またはそこから導き出される値を表すものである、発生させる手段と、
走査線のうちの１つに沿ってレーザビームにより走査されているときに標本により修正される光の強度を表す１次元のデータサンプルのグループを規定する手段であって、データサンプルの各グループまたはそれらの部分で１つのベクトルを規定するものである、規定する手段と、
２次元アレイの少なくとも１つのベクトルに対して、隣接する走査線のうちの少なくともいくつかに沿ってレーザビームにより走査されているときに標本により修正される光の強度を表すデータサンプルのベクトルの平均である参照ベクトルを提供する手段と、
位置ずれを修正するために前記少なくとも１つのベクトルと前記参照ベクトルとを相関する手段と、
を備える装置。
【請求項５６】
請求項５５記載の装置において、
前記規定する手段は、各データサンプルのグループがデータサンプルの行になるように規定する手段を備える装置。
【請求項５７】
請求項５６記載の装置において、
前記発生させる手段はデータサンプルの行を連続して発生させ、前記相関する手段は、
データサンプルの行を相関するための２つの信号相関経路と、
前記参照ベクトルと前記少なくとも１つのベクトル間に時間シフトを生じさせるために、前記２つの信号相関経路間に時間遅延を導入するための時間遅延手段とを備える装置。
【請求項５８】
請求項５６記載の装置において、
前記相関する手段は前記少なくとも１つのベクトルと前記参照ベクトルの複数のデータサンプルのセットを相関して複数のオフセット値を得、前記時間遅延手段は、前記参照ベクトルの前記複数のデータサンプルのセットを発生させるために、前記２つの信号処理経路間に異なる時間遅延を導入する装置。
【請求項５９】
半導体ウェーハのような標本にある異常を検出するためのシステムにおいて位置ずれエラーを修正する装置であって、前記システムは隣接する走査線に沿ってレーザビームを走査することにより標本の表面を照明し、走査されているレーザビームの点拡散関数は隣接する走査線上のデータサンプルが高度に相関するもので行および列にある２次元アレイの位置を照明するものである、前記装置において、
行および列にある２次元アレイのデータサンプルの各データサンプルはサンプルの２次元アレイに対応する位置で標本により修正される光の強度またはそこから導き出される値を表すものである、２次元アレイのデータサンプルを発生させる手段と、
前記２次元アレイのデータサンプルからの標的サブアレイのデータサンプルと複数の参照サブアレイのそれぞれのデータサンプルまたはそこから導き出される信号間を相関する手段であって、前記標的サブアレイおよび前記参照サブアレイは同じ寸法をもち、前記参照サブアレイのうちの１つのサブアレイは参照位置にあり、残りの参照サブアレイはデータサンプルの少なくとも１つの行および／または列だけ前記参照位置からオフセットされて１対のオフセット値を選択する、相関する手段と、
前記１対のオフセット値により前記標的サブアレイを再配置する手段と、
を備える装置。
【請求項６０】
請求項５９記載の装置において、
前記比較する手段は、前記標的サブアレイのデータサンプルと複数の参照サブアレイのうちの各々のデータサンプル間の残余値を計算するかもしくはそれらから導き出された信号を計算して、前記複数の参照サブアレイの１つのサブアレイにそれぞれ対応する複数の残余値を得る計算手段を備える装置。
【請求項６１】
請求項６０記載の装置において、
前記発生させる手段はデータサンプルの行を連続して発生させ、前記計算する手段は、
データサンプルの行を相関するための２つの信号相関経路と、
前記参照サブアレイを発生するために、前記２つの信号相関経路間に時間遅延を導入するための時間遅延手段とを備える装置。
【請求項６２】
半導体ウェーハのような標本にある異常を検出するためのシステムにおいて位置ずれエラーを修正する装置であって、前記システムは隣接する走査線に沿ってレーザビームを走査することにより標本の表面を照明し、走査されているレーザビームの点拡散関数は隣接する走査線上のデータサンプルが高度に相関するもので行および列にある２次元アレイの位置を照明するものである、前記装置において、
行および列にある２次元アレイのデータサンプルの各データサンプルはサンプルの２次元アレイに対応する位置で標本により修正される光の強度またはそこから導き出される値を表すものである、２次元アレイのデータサンプルを発生させる手段と、
前記２次元アレイのデータサンプルからの標的サアブアレイとデータの複数の参照サブアレイのそれぞれまたはそこから導き出される信号を相互相関して複数の相互相関値のセットを得るステップであって、前記標的サブアレイおよび前記参照サブアレイは同じ寸法をもち、前記参照サブアレイのうちの１つのサブアレイは参照位置にあり、残りの参照サブアレイはデータサンプルの少なくとも１つの行および／または列だけ前記参照位置からオフセットされる、相互相関する手段と、
基準により相互相関値のセットに対応する参照サブアレイを選択する手段と、
を備える装置。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明は一般的に表面検査システムに関し、さらに詳しく言えば、位置ずれエラー修正および適応照明を用いた改良形表面検査システムに関する。
本発明の改良形表面検査システムは特に、半導体ウェーハ，フォトマスク，焦点板，セラミックタイル，および他の表面の異常を検査するのに有益である。シリコンウェーハ上に組み立てられた半導体装置のサイズは減少しつづている。より小さいサイズへと半導体装置のサイズが小さくなるにつれて、ウェーハ検査器具の感度への要求がかなり厳しいものとなり、半導体装置のサイズに比べて小さい汚染粒子やパターン欠陥を検出することが要求される。同時に、ウェーハ検査システムは十分なスループットを提供するものであることが望ましく、このためこれらのシステムはインライン検査用に用いられてウェーハ欠陥を検出することができる。１つの例は、カリフォルニア州，ミルピタスのTencor Instruments社販売のＳＵＲＦＳＣＡＮ▲Ｒ▼ＡＩＴシステムである。
異常検出システムは通常、試料の小さな領域により散乱光，反射光またはそれ以外では修正された光を検出する。そのような小さな領域と関連するデータを処理して異常を検出する。小さな領域のデータが間違って異なる小さな領域と関連付けられると、異常を確認する際にエラーが生じる場合があり、このエラーは位置ずれエラーとして知られている。
ＳＵＲＦＳＣＡＮ▲Ｒ▼ＡＩＴのようなレーザー走査システムにおいて、音響光学偏向器（ＡＯＤ）を用いて検査対象の表面全体をレーザービームで掃引する。このタイプのシステムでは多くの理由により位置ずれエラーが起こる。例えば、ＡＯＤの掃引信号を開始させる際のジッタやＡＯＤのチャープレート（Chirp rate）の非線形性により位置ずれエラーが発生する場合がある。ＡＯＤを用いてレーザービームを一方向に掃引しながら、機械ステージを用いてレーザービームの掃引方向と横切る方向にウェーハ表面を動かす。このように、光学／機械システムにおいて機械ステージの機械的不安定性や他の機械的変動によっても位置ずれが生じてしまう。位置ずれエラーは、レーザービームの掃引方向と共に掃引方向に横切る方向にも生じる。試料上または試料に繰り返しパターンがある場合、異常検出用に試料の対応領域を比較することが利点となる場合がある。位置ずれエラーはそのように比較することで間違って結果が生じてしまう。したがって、上述した理由や他の理由により生じる位置ずれエラーを修正する場合の改良形表面検査システムを提供することが望まれる。ここで、位置ずれの修正は位置ずれによるエラーを減少させると共にエラーをなくすことを含む。
本発明の要約
本発明は、多くの光学検査システムにおいて同じ近接した領域にあるデータサンプルを相関させ、この相関を用いて位置ずれを減少させたり修正する。例えば、レーザー走査システムにおいて、走査レーザービームの点拡散関数は、近接した走査線にあるデータサンプルが高度に相関され、位置ずれ修正の利点を受けることが可能なものである。本発明の１つの態様は、半導体ウェーハ等の標本の異常を検出するためのシステムにおいて位置ずれエラーを修正するための方法に関し、このシステムは行および列の２次元アレイの位置で標本の表面を照明する。この方法は、行および列の２次元アレイのデータサンプルを発生させ、各データサンプルは標本の２次元アレイの位置にある対応位置で標本により修正された光を表す２次元アレイのデータサンプルを発生させるステップと、データサンプルの１次元グループを規定し、各データサンプルのグループやそれらの一部は１つのベクトルを規定する１次元グループを規定するステップとからなる。この方法はさらに、少なくとも１つのベクトルに対してデータサンプルの選択したベクトルの平均である参照ベクトルを提供するステップと、位置ずれを修正するために少なくとも１つのベクトルと参照ベクトルを処理するステップとからなる。
本発明の別の態様は、半導体ウェーハ等の標本にある異常を検出すためのシステムにおいて位置ずれエラーを修正するための方法に関し、このシステムは行および列の２次元アレイの位置で標本の表面を照明する。この方法は、行および列の２次元アレイのデータサンプルを発生させ、行および列の各データサンプルは２次元アレイの行および列の位置にある対応位置で標本により修正された光を表す２次元アレイのデータサンプルを発生させるステップとからなる。この方法はさらに、標的サブアレイのデータサンプルと複数の各参照サブアレイのデータサンプルとを比較するかもしくはそれらから発生する信号間を比較するステップからなり、標的サブアレイと参照サブアレイは同じ次元をもち、参照サブアレイの１つは参照位置にあり、残りの参照サブアレイは参照位置から少なくとも１つの行および／または列のデータサンプルだけオフセットされて１対のオフセット値を選択する比較ステップと、この対のオフセット値により標的サブアレイを再配置するステップとからなる。
本発明のさらなる別の態様は、半導体ウェーハ等の標本にある異常を検出するためのシステムにおいて位置ずれエラーを修正するための方法に関し、このシステムは行および列の２次元アレイの位置で標本の表面を照明する。この方法は、行および列の２次元アレイのデータサンプルを発生させ、行および列の各データサンプルは行および列の位置にある対応位置で標本により修正された光を表す２次元アレイのデータサンプルを発生させるステップとからなる。この方法はさらに、データサンプルの標的サブアレイと複数の各参照サブアレイを比較するかまたはそれらから発生する信号を比較して複数のセットの相互相関値を出す比較ステップであり、参照サブアレイの１つは参照位置にあり、残りの参照サブアレイは参照位置から少なくとも１つの行および／または列のデータサンプルだけオフセットされる比較ステップと、ある基準により１セットの相互相関値に対応する参照サブアレイを選択するステップとからなる。
本発明のさらなる態様は、半導体ウェーハ等の標本にある異常を検出するための方法に関し、この方法は、走査線に沿って標本全体に光ビームを走査するステップと、光ビームから発生するもので標本により修正された光を検出するステップとからなる。この方法はさらに、参照データと関連して光ビームの強度を制御して異常とは別の標本の光学特性により生じる検出された光の変動を修正する強度制御ステップからなる。
本発明のさらなる別の態様は、半導体ウェーハ等の標本にある異常を検出するための装置に関し、この装置は、走査線に沿って標本の全体に光ビームを走査するための手段と、光ビームから発生するもので標本により修正された光を検出する検出装置と、参照データと関連して光ビームの強度を制御して異常とは別の標本の光学特性により生じる検出された光の変動を修正する強度制御手段とかなる。
本発明のさらなる態様は、半導体ウェーハ等の標本にある異常を検出するためのシステムにおいて位置ずれエラーを修正するための装置に関し、このシステムは行と列の２次元アレイの位置にある標本の表面を照明する。この装置は、行と列の２次元アレイのデータサンプルを発生させるための手段であり、各データサンプルは２次元アレイの位置にある対応位置の標本によって修正された光を表す２次元アレイのデータサンプルを発生する手段と、データサンプルの１次元グループを規定し、データサンプルの各グループまたはそれらの一部は１つのベクトルを規定する規定手段とからなる。この装置はさらに、少なくとも１つのベクトルに対してデータサンプルの選択したベクトルの平均である参照ベクトルを提供する手段と、位置ずれを修正するために少なくとも１つのベクトルと参照ベクトルを処理する手段とからなる。
本発明のさらなる態様は、半導体ウェーハ等の標本にある異常を検出すためのシステムにおいて位置ずれエラーを修正するための装置に関し、このシステムは行および列の２次元アレイの位置で標本の表面を照明する。この装置は、行および列の２次元アレイのデータサンプルを発生させ、行および列の各データサンプルは２次元アレイの行および列の位置にある対応位置で標本により修正された光を表す２次元アレイのデータサンプルを発生させる手段からなる。この装置はさらに、標的サブアレイのデータサンプルと複数の各参照サブアレイのデータサンプルとを比較するかもしくはそれらから発生する信号間を比較する手段からなり、標的サブアレイと参照サブアレイは同じ次元をもち、参照サブアレイの１つは参照位置にあり、残りの参照サブアレイは参照位置から少なくとも１つの行および／または列のデータサンプルだけオフセットされて１対のオフセット値を選択する比較手段と、この対のオフセット値により標的サブアレイを再配置する手段とからなる。
本発明の別の態様は、半導体ウェーハ等の標本にある異常を検出するためのシステムにおいて位置ずれエラーを修正するための装置に関し、このシステムは行および列の２次元アレイの位置で標本の表面を照明する。この装置は、行および列の２次元アレイのデータサンプルを発生させ、行および列の各データサンプルは行および列の位置にある対応位置で標本により修正された光を表す２次元アレイのデータサンプルを発生させる手段からなる。この装置はさらに、データサンプルの標的サブアレイと複数の各参照サブアレイを比較するかまたはそれらから発生する信号を比較して複数のセットの相互相関値を出す比較手段であり、参照サブアレイの１つは参照位置にあり、残りの参照サブアレイは参照位置から少なくとも１つの行および／または列のデータサンプルだけオフセットされる比較手段と、ある基準により１セットの相互相関値に対応する参照サブアレイを選択する手段を含む。
【図面の簡単な説明】
図１Ａは、本発明を説明するもので、検査対象の表面にある楕円形状の照明された領域またはスポットの略図である。
図１Ｂは、本発明を説明するもので、スポットの境界を規定し照明ビームの点拡散関数を示す図１Ａの楕円形のスポットの幅または短軸全体の照明強度のグラフである。
図１Ｃは、本発明のシステムの走査およびデータ収集処理を説明するもので、検査対象の表面にある照明された領域の３つの位置の略図である。
図２は、本発明の好適な実施形態を説明するもので、半導体ウェーハ表面の異常を検査するためのシステムの部分的斜視図および部分的ブロック図を示す。
図３は、図２のシステムの照明および収集の特徴をより詳細に示す斜視図である。
図４は、本発明のデータ獲得処理を説明するもので、掃引および「機械」走査軸の略図である。
図５は、本発明のデータ処理サブシステムを説明するもので、ストリップ単位とダイ格子との交差を説明するパターン化されたウェーハ表面の一部の略図である。
図６は、図７および図８の多数のストリップ単位と異常検出および検証処理を説明するパターン化されたウェーハ表面の一部を示す略図である。
図７は、本発明のシステムのシステム電子装置の機能ブロック図である。
図８は、本発明の好適な実施形態を説明するもので、図７のシステムのデータ処理基板部分の機能ブロック図である。
図９は、本発明を説明するもので、ＡＯＤの掃引方向である高速走査方向と機械ステージを用いる低速走査方向に関する２次元アレイの位置を有する半導体ウェーハの略図的平面図である。
図１０Ａは、本発明の好適な実施形態を説明するもので、図７の整列基板の座標系を参照した参照ベクトルおよび現在のベクトルの略図である。
図１０Ｂは、本発明を説明するもので、図１０Ａの参照ベクトルおよび平均ベクトルと残りの参照データサンプルの略図である。
図１０Ｃは、相互相関または残余の最小化処理を説明するもので、参照ベクトルと現在のベクトルの略図である。
図１１は、本発明の１つの態様を説明するもので、図７の整列基板により実行される位置ずれを修正するために、現在のベクトルと参照ベクトルの正常化された相互相関を用いる画像位置決め用の機能ブロック図である。
図１２は、本発明の別の態様を説明するもので、図７の整列基板において正常化された残余最小化を用いた位置ずれを修正するための機能ブロック図である。
図１３は、図１２の本発明の１つの特徴を説明するもので、図７の整列基板で実行される現在のベクトルと参照ベクトルの正常化処理での局所的平均の発生を説明するための略図である。
図１４Ａは、図６のストリップ単位のようなストリップ単位のうちの１つの２次元アレイから取った標的サブアレイにある２次元アレイのデータサンプルの略図である。
図１４Ｂは、図１４Ｂの標的アレイから得られる２次元アレイの平均データサンプルの略図である。
図１４Ｃは、図６のストリップ単位Ｎ−１のような参照ストリップ単位にある２次元アレイのデータサンプルから取られた２次元アレイのデータサンプルの略図である。
図１４Ｄは、図１４の参照アレイから得られた２次元アレイの平均データサンプルの略図である。
図１５は、本発明の１つの態様を説明するもので、図７の整列基板により実行される位置擦れを修正するために標的サブアレイと参照サブアレイの正常化された残余最小化を用いる画像位置決め用の機能ブロック図である。
図１６Ａおよび１６Ｂは、図１２，１３および１５での正常化効果を説明するもので、２つの正常化ベクトルを説明するグラフ線図である。
図１６Ｃは、図１２および１５の処理を説明するもので、残余対オフセットの正常化された合計のグラフ線図である。
図１６Ｄ〜１６Ｇは、本発明を説明するもので、図７の整列基板を用いて参照像、標的像、整列前の残余像および整列後の残余像のそれぞれのコンピュータ線図である。
図１７は、本発明の１つの態様を説明するもので、図７の整列基板により実行される位置ずれを修正するために標的サブアレイと参照サブアレイの正常化された相互相関を用いた画像位置決めの機能ブロック図である。
図１８は、図９のデータサンプルのアレイを獲得するためのもので、検出された強度値の補間用の機能ブロック図である。
図１９は、照明ビームが変調されて異常とは別の光学的特徴により生じた検出された光強度の変動を補償するもので、図２および３の表面検査システムの部分的斜視図および部分的ブロック図を示す。
図２０は、適応照明と残余最小化を用いて図１９のシステムにある画像位置ずれを修正するための機能ブロック図である。
記載を容易にするために、本発明において同一の部品には同じ参照番号を付けている。
好適な実施形態の詳細な説明
図１Ａは、本発明を説明するもので本発明のシステムにより検査される表面の楕円形状の照明された領域（またはスポット）の略図である。以下に説明するように、検査される表面を照明するレーザービームはグレージング角で表面に近づくため、照明ビームの断面が一般的に円形であっても、照明される領域は図１Ａにある領域１０のような形状の楕円である。当業者に知られているように、レーザービームのような光ビームでは、光の強度分布は通常平坦なものではなく、図１Ａのスポット１０の境界１０ａのように、照明されるスポットの境界のところで急に零に下がるものでもない。その代わりに、光強度はある程度の傾きをもった傾斜で照明されたスポットの外縁部で下がるため、図１に示す境界１０ａのような鮮明な境界ではなく、境界は通常ぼやけたものであり、照明領域の中心部から離れていくにしたがって強度が低くなる帯域がある。
多くのレーザーでは、生成されるレーザービームは図１Ｂに示すようなガウス強度分布をもつ。図１Ｂは、図１Ａに示すような検査対象の表面のスポット１０を示すもので、好適な実施形態において使用されるレーザービームのＹ方向の照明強度の空間分布のグラフ図であり、したがってＹ方向にスポット１０全体における照明強度分布でもある。図１Ｂに示すように、照明強度は最高強度が１になるように正常化されたもので、照明強度はＸ方向およびＹ方向のガウス分布をもつ。点１２および１４は空間位置ｙ１およびｙ５のもので、この点で照明強度は最強強度の１／ｅ2に下がり、ここでｅは自然数である。スポット１０は境界１０ａ内の領域により規定され、ここで照明はスポットの中心での最大の照明強度の１／ｅ2である。次いでスポット１０の横方向の範囲は境界１０ａになるように規定される。
均一に検出感度を維持するために、走査光ビームは、図２にある好適な実施形態に示すように、走査する表面の面積よりも小さい空間スパンを有する短い掃引を走査することが好ましく、ここでこれらの短い掃引は互いに接続されたものではなく掃引アレイを形成するように配置されるものである。
ここで本発明の表面検査システムを図２および３を参照して記載する。図２に示すように、システム２０はレーザービーム２４を提供するレーザー２２を含む。ビーム２４はビーム拡張器により拡張され、拡張されたビーム２８は音響光学偏向器（ＡＯＤ）３０により偏向されたビーム３２に偏向される。偏向ビーム３２はＡＯＤ後の偏光選択光学系３４を通過し、そこから生じたビームは、半導体ウェーハ，フォトマスクまたはセラミックタイル，パターン化されたものまたはパターン化されていないもののように検査対象になる表面４０上にあるスポットへテレセントリック走査レンズ３６により焦点合わせされる。
表面全体を走査するのに表面４０に焦点合わせされた照明領域を移動するために、ＡＯＤ３０が偏光ビーム３２の方向を変えることで、表面４０にある照明スポット１０が掃引５０に沿って走査される。図２に示すように、掃引５０は表面４０の寸法よりも短い長さの直線であることが好ましい。掃引５０が曲線の場合、そのスパンは一般的な同じ方向に沿って表面４０の寸法よりも小さいものである。照明スポットが掃引５０に沿って通過した後、ウェーハの表面４０は図２のＸ軸に平行なＸＹステージ１２４（図３）により動かされるため、表面の照明領域は矢印５２に沿って移動し、ＡＯＤ３０により照明スポットは掃引５０に平行でかつＸ軸に沿って掃引５０と離れた間隔を保つ隣接した位置にある掃引５３を走査して異なるＸ位置で隣接した掃引を走査する。以下に記載するように、この短い距離はＸ方向のスポット１０の寸法の約４分の１に等しいものが好ましい。照明スポットがストリップ５４を覆うまでこの処理を繰り返し、この点で照明領域は縁部５４ａかまたはその付近にある。そのような点では、表面４０は略掃引５０の長さだけＹ方向に沿ってＸＹステージ１２４により動かされ、縁部５６ａかまたはその近くの位置で開始して隣接したストリップ５６を走査して覆う。次いでストリップ５６にある表面は掃引５０のような短い掃引で覆われ、ストリップ５６の他の端部または縁部５６ｂは表面４０が再度ストリップ５８を走査するためにＸ方向に沿って移動する点に達するまで同様の方法で覆う。ストリップ５４，５６，５８を走査する前にこの処理を繰り返し、これらのストリップを走査した後に表面４０の全体が走査されるまで続ける。したがって、表面４０は複数の掃引アレイを走査することにより走査され、その全体が実質的に表面４０の全体を覆うことになる。
ＡＯＤ３０によるビーム３２の偏光は、チャープ信号を発生させるチャープ発生器８０により制御される。チャープ信号は増幅器８２により増幅され、音波を発生するためのＡＯＤ３０の変換器部分に加えて、当業者に公知の方法でビームの偏光３２を生じさせる。ＡＯＤの動作をより詳細に記載するために、Optical ScanningのMilton Gottliebによる「音響光学スキャナおよび変調器（Acousto-optic Scanners and Modulators）」，Gerald F．Marshall編集，Dekker，１９９１年，第６１５〜６８５頁を参照されたい。簡潔に言うと、ＡＯＤ３０の変換器部分により発生した音波は音響光学クリスタルの光学屈折率を周期的方法で変調することでビームの偏光３２を行う。チャープ発生器８０は適切な信号を発生し、レンズ３６により焦点合わせされた後にビームの偏光３２により焦点合わせされたビームが上述した方法で掃引５０のような掃引に沿って走査する。
チャープ発生器８０は、好適な実施形態においてマイクロプロセッサを含むタイミング電子装置回路８４により制御される。マイクロプロセッサは適切なチャープ信号を発生させるチャープ発生器８０に開始周波数および終了周波数ｆ１，ｆ２を供給して、周波数ｆ１，ｆ２により決定される偏光角の所定の範囲内にあるビームの偏光３２を生じる。照明センサ光学系９０および適応照明制御９２を用いてスポット１０の照明レベルを検出して制御する。光学系９０と適応照明制御９２は、図１９，２０を参照して以下に説明する。
図２および３の検出器１１０ａ，１１０ｂ，１１１ａ，１１１ｂのような検出器は、掃引５０のような掃引に沿って異常と共に表面やそれらの上にある他の構造体によって散乱された光を収集し、出力信号をプロセッサ１３０に供給して、異常を検出しそれらの特徴を分析する。
図３は、好適な実施形態を説明するもので、収集／検出チャンネルの装置をより詳細に示す図２のシステム２０の斜視図である。表面４０は滑らかな部分（１１８）またはパターン化された部分（１１９）である。焦点合わせされた入射ビーム３８と表面４０に垂直な方向１５０との間の角度は約１０〜８５°の範囲のものが好ましく、５０〜８０°の範囲内のものがさらに好ましい。図３において、この角度にΘを付す。４つの収集チャンネルは、表面４０の面から３〜３０°の散乱光を収集する仰角αにあるものが好ましい。
図１Ｃは、システム２０の走査およびデータ収集処理を説明するもので、検査対象の表面上にある照明領域の３つの位置の略図である。図１Ｃに示すように、この時点ではビーム３８は表面４０上の領域１０を照明する。スポット１０は格子線ｘ１〜ｘ５，ｙ１〜ｙ５により１６個の領域に分割され、これらの領域を以下分解要素と呼ぶ。ここでは、用語「分解要素」は、図１Ｃのように、Ｘ軸とＹ軸に沿って強度分布全体のデータサンプルの獲得を参照して規定され、そして次のデータ処理を参照して規定される。格子線ｘ２，ｘ３およびｙ２，ｙ３により囲まれた分解要素は、図１Ｃの影をつけた領域として示された分解要素Ｐである。この分解要素Ｐに異常があり、光を照明する分解要素Ｐが図１Ｂに示すように格子線ｙ２とｙ３との間に高い強度レベルをもつ強度分布であれば、異常により散乱された光もまた高い強度をもつ。しかしながら、領域１０’がその代わりに照明されるようにビームがＹ軸に沿って移動するので、分解要素Ｐは依然照明されているが格子線ｙ１とｙ２との間の強度レベルが低い場所になる。図１Ｂを参照すると、照明の強度は図１Ｂの格子線ｙ１とｙ２の間の強度である。したがって、収集または収集器チャンネル１１０ａ，１１０ｂ，１１１ａ，１１１ｂで検出された光を処理するための図３にあるデータプロセッサ１３０により用いられるサンプリングレートが、照明ビームが位置１０にあるときと照明ビームが位置１０’にあるときのデータサンプルをとるようなものであれば、２つのデータサンプルは記録される。このように、分解要素Ｐのようなあらゆる要素に対して、多数のデータポイントを取り、照明が図１Ｂのデータ点Ｄ２で示されるようなより高いレベルにあるものもあれば、照明が図１Ｂのデータ点Ｄ１に示されているようなより低いレベルにあるものもある。位置１０が図３および４に示されている掃引５０の開始位置でなければ、照明ビームが位置１０で表面４０を照明するときよりも前に前の２つのサンプルが取られることで、格子線ｙ３とｙ４の間とｙ４とｙ５の間のそれぞれの強度値の光がこれらの分解要素Ｐを照明するとき（当然、格子線ｙ１〜ｙ５はスポットの位置と共に移動する）、プロセッサは照明ビームの前の位置に対応する点Ｄ３，Ｄ４で２つよりも多くのデータサンプルを獲得する。言い換えれば、点Ｄ１〜Ｄ４での４つの別々のデータサンプルは、照明ビームがＹ方向に沿って走査するときに分解要素Ｐを照明する際、分解要素Ｐに存在する異常により散乱された光から取られたものである。
ほとんどのレーザービームにおいて、ビーム強度はＹ方向だけでなくＸ方向にもガウス強度分布をもつ。このため、照明ビームが図２に示すような掃引５０のような掃引を走査するための走査動作を終了した後、照明ビームが図２に示すような隣接した掃引５３を走査するための位置７４に戻るとき、掃引５３に沿った照明領域が掃引５０のものと重複することで、複数のサンプルやデータ点が−Ｘ方向と共にＹ方向に沿っても再度取られることが望ましい。したがって、照明ビームが図２に示すように開始位置７４からの掃引５３に沿って走査するとき、図１Ｃに示すように、この重複するスポットは１０”であり、ここでスポット１０”がスポット１０に対して−Ｘ方向に沿って楕円１０と１０”の長軸の４分の１だけ変位される。
点拡散関数
図１Ｂに示されるガウス強度分布は、図２の組合せ照明および光収集システム２０のものである。システム２０が物体を走査してそれによって散乱される光を収集するために用いられるとき、得られた点拡散関数は図１Ｂに示されたものに類似した形状をもつ。したがって、図１Ｂはまた、システム２０が物体から散乱された光を走査収集するために使用するときに得られた点拡散関数を示すものである。このため、上述した記載では、図１Ｂの曲線は表面４０を走査するときにシステム２０により得られたデータサンプルを示すために用いられる。
図１Ｂ，１Ｃを参照して上述したように、点拡散関数はｘおよびｙの分解要素位置の両方の関数である。図２では、照明システムは表面４０の小さな領域を示すもので、この照明の用度分布は本質的にシステム２０の点拡散関数を決定するものである。
その代わりに、米国特許第４，５３２，６５０号，第４，５７９，４５５号，第４，８０５，１２３号，および第４，９２６，４８９号に記載されているもののように、画像タイプのシステムでは、照明システムは表面の広い領域を照明し、そして検査対象の表面からの光はカメラのものと類似した方法で光収集システムにより焦点合わせされる。そのような画像システムでは、光収集システムのデザインは組合せ照明および光収集システムの点拡散関数を決定する。ほとんどこのような画像システムを用いて得られた点拡散関数はまた図１Ｂに示すような形のガウス分布をもち、走査およびデータ獲得に関する上述した記載は一般的にこれらの画像システムに当てはまる。したがって、両方のタイプのシステムで、検出された光の強度がサンプリングされるときと、このようなサンプリングされたデータが異常を検出および検証する前に整列されるとき、このような点拡散関数の特徴は以下に記載することが考慮される。言い換えれば、以下に記載する位置ずれを修正するための整列処理を含む以下に記載するデータ処理スキームは、両方のタイプのシステムに適用可能である。
データ処理用の用語および環境
強度レベルまたは値をウェーハ表面上にある繰り返しパターン，ストリップ単位と呼ぶ（以下詳細に記載する），の隣接した場所にある画像の対応する分解要素位置と比較することで異常を確認し、ここで繰り返しパターンは半導体ウェーハ上にあるメモリまたは論理素子のような現実のものである場合がある。パターン化されていなウェーハの場合には、想像上の繰り返しパターンを規定することが有益な場合があり、両方のタイプのパターンをここで繰り返しパターンと呼び、ストリップ単位はこのような繰り返しパターンに対して規定される。隣接するストリップ単位の対応する位置からの散乱された光のデータサンプルは緩衝比較され、ここで異常を探しているデータサンプルを標的アレイと呼び、参照データサンプルの収集（標的アレイと比較して）は、参照アレイと呼ぶ。
本発明のシステムのデータ処理部分は約数ミクロンサイズの分解要素を用い、上述した画像タイプのシステムのサブミクロン分解要素のサイズよりもかなり大きいものである。さらに、好適な実施形態において、検査対象の表面の高さのばらつきをモニタし、米国特許第５，５３０，５５０号にあるような自動位置決めシステムを用いてそのようなばらつきを修正することによって、精度が±１分解要素よりも良い局所的データ位置決めを得ることができる。これらの因子はデータ処理設計で利用されて、低コスト化，異常のより効率的な検出および検証が実現可能となる。
本発明は、ウェーハ上のパターンが周期的に繰り返すものと過程してストリップ単位とストリップ単位との比較（以下に規定）を採用している。ウェーハ上の基本的な繰り返しパターンはダイであり、ダイの２次元空間のレイアウトを図５に示すようにダイ格子と呼ぶ。いくつかの例では、基本的な繰り返しパターンは実際いくつかのダイからなるステッパ領域である。
このシステムのデータ処理部分は現在のストリップ走査に対して規定される（図４に示すように）。データ処理の座標系は図２を参照してすでに規定した走査軸Ｘと掃引軸Ｙにより規定され、走査軸Ｘの掃引単位と掃引軸Ｙに沿った分解要素の単位をもつ。ストリップ走査に沿った基本的な繰り返しパターン単位はストイップ単位を示す。図６に示すように、ストリップ単位の高さｈは掃引分解要素の高さ（長さ）として規定され、ストリップ単位の幅ｄはダイの幅として規定される。ストリップ単位は図５に示すようにいくつかのダイおよび／または区分からなり、ここでダイ区分はストリップ単位内に含まれるダイの一部である。したがって、ストリップ単位の高さが正確に１つのダイス，ダイスの区分，２つのダイの区分，いくつかの全体のダイ，または１つまたは２つのダイの区分により囲まれたいくつかの全体のダイを含む。パターン化されていないウェーハの場合に、仮想のダイと対応する仮想のダイ格子を規定することで、上述のストリップ単位の規定がパターン化されていないウェーハにも適用さあれることが有益な場合がある。いくつかのストリップ単位が図６に示されており、ここではストリップ単位のうちの４つにＮ−２，Ｎ−１，Ｎ，およびＮ＋１を付している。
照明ビームが検査される表面上にある現実のパターンまたは仮想のパターンに整列されることが好ましいため（例えば、ダイパターン間にある「道」に）、隣接したパターンからの光収集サブシステムにより得られた強度値は異常を表示するために用いることができる。そのような整列は当業者には公知のものであり、例えば、Stonestrom et al.の米国特許第４，８９８，４７１号に記載されている。
データ処理サブシステム
図７は、本発明を説明するもので、データ処理サブシステム１３０の機能ブロック図である。表面の走査中、チャープ発生器８０での掃引発生や図１Ａ〜６を参照して上述した方法でのデータ獲得は、タイミング電子装置８４により発生されたタイミング信号によりデータ処理と同期される。基板８４からのタイミング信号は、Ｘステージエンコーダ１３５に同期される。したがって、照明ビームがウェーハ表面を掃引するとき、収集された光信号はアナログ基板１３４によりディジタル化され、処理用の整列基板１３８を通ってデータ処理基板１３６に入る。４つの収集チャンネルから収集された光信号をそれぞれ処理するために、角チャンネルはそれぞれのアナログ基板とデータ処理基板を有し、ここですべてのチャンネルは共通のタイミング電子装置基板８４からタイミング情報を発生させる。タイミング電子装置基板８４は、他の機能の中で、相互掃引距離，ストリップ単位幅，および獲得されるストリップ単位の数を制御する。米国特許第５，５３０，５５０号にあるような電子装置９９を備えた自動位置決めシステム（図２，３に図示せず）も用いる。
データ処理基板１３６
図８は、図７のデータ処理基板１３６をより詳細に示すブロック図である。アナログ基板１３４は収集器１１０ａ，１１０ｂ，１１１ａ，１１１ｂの１つからの強度データをディジタルデータに変換する。アナログ基板と整列基板からの入るディジタルデータは初め、遅延要素１４４によるある程度の遅延後にメモリ管理ユニット１４０のデータバッファ１４２に格納される。遅延の時間により、基板１３６が新しく入るデータにより上書きされる前にバッファ１４２に格納されたデータを処理する。メモリ管理ユニット１４０は、緩衝され入力するデータを４つの平行経路に供給する。つまり、２つの検出ステージ１５２，１５４および２つの検証ステージ１６２，１６４である。
好適な実施形態において、検出ステージと検証ステージは、システムの平均サンプリングレートに実質的に等しいレートでデータを処理するストリームをベースにした処理ステージである。サンプリングレートは次に上述したように表面の走査レートと同期される。
図６および８を参照すると、ストリップ単位Ｎ−１の獲得されたサンプリングデータはストリップ単位Ｎ−２の多数の前の掃引中に獲得されたサンプリングデータと比較され、ストリップ単位Ｎのメモリ管理ユニット１４０から後にきて獲得される強度データとも比較される。このような比較において、ストリップ単位Ｎ−２，Ｎのサンプリングデータはストリップ単位Ｎ−１の標的像と比較するために参照像として取られる。ストリップ単位Ｎが標的像である場合、単位Ｎ−１とＮ＋1それぞれ比較用の参照像である。したがって、各対のストリップ単位Ｎ−１，Ｎに対して２つの比較を実行する。つまり、１つのＮ−１が標的像である場合でＮは参照像であるものと、Ｎが標的像でありＮ−１が参照像であるものである。異常検出論理１７２，１７４およびイベント処理ステージ１８０によりさらに処理した後、比較の結果は図７のシステムの中央演算処理装置（ＣＰＵ）に供給され、異常の検出および検証用に他の比較と組み合わされる。例えば、Ｎが標的像でＮ−１が参照像である場合、さらに処理した比較の結果はシステムＣＰＵに供給される。後の点で、ストリップ単位Ｎ＋１の強度データは基板１３６により獲得されて受け取られ、次いで参照像として使用されてストリップ単位Ｎにある標的像と比較される。さらに処理したそのような比較の結果はまた、異常を検出および検証するためにＮが標的像でありＮ−１が参照像である場合、システムＣＰＵに供給されて比較結果と組み合わされる。
検出および検証ステージ１５２，１６２の出力は、ストリップ単位Ｎにある異常の存在を決定するための異常検出論理１７２に供給される。同様に、検出および検証ステージ１５４，１６４，はストリップ単位（Ｎ−１）にある異常の存在を決定するための異常検出論理１７４にそれらの出力を供給する。次いで検出論理１７２，１７４の出力はイベントを検出し特徴付けるイベント処理ステージ１８０により処理され、ここでイベントは（検証された）異常の分解要素として規定さあれる。イベント処理ステージ１８０はイベントデータを緩衝してイベントデータの有効性をダウンロードＦＩＦＯ１８２を介してシステムＣＰＵ１３１に示す。
好適な実施形態において、分解要素はサンプリングデータの値（例えば強度値）と近接するストリップ単位にある対応する分解要素との差がシステムエラーによる予想の変動値を超える場合異常とみなす。検証ステージは異常検出表示をはずすために異常の分解要素を検証する。上述した検出および検証処理において、データサンプルを適切にウェーハ表面上の対応位置に位置決めすることが重要となる。検出検証処理で採用されるストリップ単位からストリップ単位への比較では、遅延要素１４４により導入される遅延によりストリップ単位での分解要素がストリップ単位Ｎからストリップ単位Ｎ−１のような隣接するストリップ単位のものと比較される。上述した検出および検証処理はストリップ単位Ｎ用に獲得されたデータサンプルとストリップ単位Ｎ−１用に獲得されたデータサンプルとを比較する。いずれか１つまたは両方のストリップ単位のデータサンプルがそのようなストリップ単位の分解単位に対してずれていたり位置ずれしていれば、各処理においてエラーとなる。上述したように、米国特許第５，５３０，５５０号の自動位置決めシステムた他のデザインの特徴によって±１の分解要素の精度よりも高い精度で局所的データ位置決めを達成することが可能である。半導体装置のサイズがさらに小さくなるにつれて、データ位置決め精度がより良く行われることが望まれる。この出願の発明はこの目的を達成することである。
図１〜８を参照して上述の詳細な記載の多くは親出願からのものである。
図９は、本発明を説明するもので、高速走査方向（ＡＯＤの速度方向と低速走査方向に対する２次元アレイの位置を有する半導体ウェーハの略図的平面図である。図１Ｃを参照して上述したように、収集したデータサンプルは分解要素Ｐのような分解要素に対応する。簡潔にするために、そのような分解要素はウェーハ４０上のドット２０２として表される。その代わりとして、ドット２０２は図１Ｃの分解要素Ｐの中心点Ｐcのような分解要素の中心点と考えられ、ここで中心点は対応する分解要素の矩形の反対側から同じ距離にある。簡潔にするために、各分解要素またはその中心点はここにおいて位置と呼ばれる。
したがって、ウェーハ４０上にある位置２０２は行２０４および列２０６のような２次元アレイの行および列を形成する。好適な実施形態において、位置の行は掃引の高速走査方向，すなわちＹ軸に沿った方向であるのに対して、列および低速走査方向はＸ軸に沿ったものである。
上述したように、データサンプルはウェーハ４０上の各位置で獲得されるため、それらの位置に対応する獲得されたデータサンプルは２次元アレイの行および列を形成する。好適な実施形態において、これらの各行または部分は１つのベクトルを形成し、データサンプルの１次元のグループは、列のもの（例えば列２０６）または対角線方向にあるもののように、１つのベクトルとして規定される。さらに、グループにあるデータサンプルは互いに全て連続する必要はなく、必要であればグループからのデータサンウルの行，列，または対角線のアレイからの１以上のデータサンプルを排除することができる。このように、ウェーハ上の対応する位置に対するデータサンプルの位置ずれによって、異常の検出および検証に異常が生じる。本発明の目的の１つは、位置ずれ修正によるこのような位置ずれエラーを減らすことである。ほとんどの照明および検出光学システムを用いて得られる点拡散関数は平坦で対称的なものであるので、近接した位置から獲得したデータサンプルは通常高度に相関され、このことによって位置ずれ修正が利用される。
本発明の１つの態様は、各ベクトルに対して参照ベクトルが処理中の現在のベクトルに隣接したベクトルを平均して現在のベクトルと参照ベクトルとを比較することで現在のベクトルのデータサンプルの位置を調整して形成し、位置ずれエラーを修正する。これは図１０Ａに示している。
図１０Ａは、参照ベクトルを含む本発明の上述した態様を説明するもので、ｉ番目の行の現在のベクトルと座標系を参照して現在のベクトルに隣接する８個のベクトルの略図である。行（ｉ−４）から（ｉ＋４）までの横線のそれぞれはベクトルを表す（すなわち、行に沿ったデータサンプル）。各ベクトルは図２および４に示すような掃引で獲得したデータサンプルまたはそのようなデータサンプルの一部からなる。本発明は照明用のビームが１走査でウェーハ全体の表面を走査する場合の検査システムにも同様に応用可能であるため、１つのベクトルはウェーハ表面全体の位置に対応するデータサンプルからなる。
異常検出および検証の精度を上げるために、位置ずれエラーを修正するために獲得されデータサンプルを最初に予備処理して、処理後に異常検出および検証用に図８の検出検証ステージ１５２，１５４，１６２，１６４にデータサンプルを供給する。図１０Ａのベクトルは、位置ずれ修正よりも前でディジタル化後に獲得されたデータサンプルでありその後に検出および検証ステージに送られるデータサンプルを表す。ｉ行目の現在のベクトルは図１０Ａに示すような多数の隣接したベクトルをもつ。システム２０のような照明および収集システムを用いて得られた点拡散関数２１０で示すように、（ｉ−１）番目から（ｉ−３）番目の行の隣接するベクトルと（ｉ＋１）番目から（ｉ＋３）番目の行の隣接するベクトルはｉ番目の行の現在のベクトルと高度に相関され、これが位置ずれ修正に利用される。参照ベクトルは８個の行，（ｉ−３）番目から（ｉ＋４）番目の平均を取って形成される。したがって、ｉ番目の行にある上述した現在のベクトルの参照ベクトルは、（ｉ−３）番目から（ｉ＋４）番目の８個のベクトルにあるｊ番目の列のデータサンプルの平均を取って形成される。加重係数が光学照明／収集システムを用いて得られた点拡散関数２１０と共に変化することが好ましい場合、データサンプルの加重平均が取られることが好ましい。好適な実施形態において、参照ベクトルＧは以下のように得られる。
0004332221.tif 000002
ここで、Ｙi,jは２次元アレイのデータサンプルのｉ番目の行とｊ番目の列のデータサンプル値であり、Ｄqは加重係数であり、Ｈは参照ベクトルを発生させるために選択したベクトルの数であり、Ｇi,jは２次元アレイのｉ番目の行とｊ番目の列の参照ベクトルの値であり、ここでｊはＮ／２から−Ｎ／２の範囲のものであるため、処理中の現在のベクトル，参照ベクトルおよび選択したベクトルがそれぞれＮ個のデータサンプルをもつ。Ｎは５１２から８１９２の範囲のものが好ましい。したがって、上述した例ではＨは８である。
現在のベクトルをこのように形成された参照ベクトルと比較することによって、位置ずれエラーを修正することが可能となる。しかしながら、上述したスキームでは、参照ベクトルを形成するために異なる行でベクトル全体の平均を取ることによって、低速走査方向Ｘにある位置ずれエラーを修正するが、高速走査方向Ｙにある位置ずれエラーの修正はしない。好適な実施形態において、Ｙ方向にも位置ずれエラーを修正するために、現在のベクトルにある各データサンプルが、同じ列にある参照ベクトルの対応するデータサンプルだけでなく、隣接する列にある参照ベクトルにあるデータサンプルとも比較される。この比較処理で最良の適合が得られる。この最良の適合がデータサンプルの異なる列への再配置を必要とすれば、現在のベクトルにあるこのようなデータサンプルは再配置されて位置ずれエラーを修正する。この比較処理は以下に記載する正常化された相互相関または正常化された残余最小化を行って実行される。
位置ずれ修正に含まれる別の因子は、異常とは別の表面の背景反射が処理変動等の影響により表面全体で変化し、そのような変動が位置ずれ修正の上述した処理を妨害する場合があることである。したがって、好適な実施形態では、そのような局所的変動の影響を減らすために、処理中の現在のベクトルにある各データサンプルに対して、現在のベクトルにあるデータサンプルの平均値と参照ベクトルにあるデータサンプルの平均値とを計算する。平均を計算した現在のベクトルと参照ベクトルのデータサンプルは、処理中の現在のベクトルにあるデータサンプルの中心に合わせる。次いで現在のベクトルおよび参照ベクトルにある各データサンプルとそれぞれの平均値は、それぞれ残余する現在のベクトルと残余参照ベクトルを規定する。この平均化処理は以下に記載する図１０Ｂに示す。
図１０Ｂは、生データから局所的平均ベクトルと残余参照ベクトルを発生するための処理を説明するもので、参照ベクトルにあるデータサンプルの略図である。図１０Ｂのドットは、分解要素の位置または中心点（例えば、図１ＣのＰc）を表し、Ｇ（１，５）のような値はこのような分解要素または位置で検出されたデータサンプルを表す。局所的な平均を発生するために、ユーザーは平均値を発生させるための窓を決定する必要がある。窓の大きさは、窓全体を平均することで表面にある異なる反射率により反射された強度のばらつきが減少または削減されるような大きさにする必要がある。したがって、例えば図１０Ｂにあるように、ｉ番目の行と５番目の列にあるデータサンプルの局所的平均値
0004332221.tif 000003
は、全てｉ番目の行にある第１の列にあるデータサンプルＧi,1から８番目の列にあるデータサンプルＧi,8の８個のデータサンプルの平均を取って得られ、したがって平均窓Ａは８個となる。上述した平均化処理は以下の式（２）によって表される。
0004332221.tif 000004
0004332221.tif 000005
表面の反射率のばらつき効果を減少させるために、上記の平均値はデータサンプルから減算されて上記の式（３）のｉ番目の行と５番目の列にある残余データサンプルＧR(i,5)を得る。この処理を他の位置に繰り返して、その結果生じたベクトルを残余ベクトルと呼ぶ。
上述した処理は各参照ベクトルと共に各現在のベクトルにある各データサンプルに実行されて、残余の現在のベクトルと残余の参照ベクトルを生じさせる。相互相関および残余最小化の処理をここで図１０Ｃを参照して説明する。
図１０Ｃは、本発明の相互相関および残余の最小化処理を説明するための残余の参照ベクトルと残余の現在のベクトルを示す。ｉ番目の行にある残余の参照ベクトルＧR(1)と残余の現在のベクトルＹR(1)の両方を図１０Ｃに示す。残余の現在のベクトルＹR(1)にあるデータサンプルを残余の参照ベクトルＧR(1)のものと比較する場合、ＹR(1)の位置（ｉ，ｊ）の各データサンプルをＧR(1)の同じ位置（ｉ，ｊ）の各データサンプルと比較する場合がある。しかしながら、残余の現在のベクトルのデータサンプルが±Ｙ方向に位置ずれすれば、位置（ｉ，ｊ）にある残余の現在のベクトルのデータサンプルと同じ位置にある残余参照ベクトルのデータサンプルとが一致しない場合がある。この不一致は、残余の現在のベクトルのデータサンプルを、残余参照ベクトルのデータサンプルから±Ｙ方向にオフセットされたデータサンプルと比較することで検出される。
このように、残余の現在のベクトルの分解要素の位置（ｉ，１６）のデータサンプルが処理されていれば、そのようなデータサンプルは残余参照ベクトルにある同じ位置のデータサンプルとのみ比較されるのではなく、（ｉ，１５），（ｉ，１４）および（ｉ，１７）のような近接した位置のデータサンプルとも比較される。（ｉ，１６）の残余の現在のベクトルにあるデータサンプルが再配置されるものであるかどうかを決定するために、現在のベクトルにあるこの位置のデータサンプルは、残余参照ベクトルのデータサンプルと比較するだけでなく、現在のベクトルにある（ｉ，１４），（ｉ，１５）および（ｉ，１７）のような近接した位置のデータサンプルが残余参照ベクトルにある同じ数の位置だけオフセットされたデータサンプルとも比較されることが好ましく、これにより近接したデータサンプル間の相関性を高めることができる。この比較処理から、（ｉ，１６）の残余の現在のベクトルのデータサンプルが位置ずれしており、それを再配置すべきかどうかを決定する。この比較は相互相関または残余最小化処理，もしくは他の同様または同等の処理を必要とする。
好適な実施形態は相互相関を用いる。図１０Ｃに示す１つの例において、（ｉ，１６）のデータサンプルが再配置されるべきかどうかを決定するために、残余の現在のベクトルにある位置（ｉ，１４）から（ｉ，１７）までの４つのデータサンプルは、残余参照ベクトルの複数のセットの４つのデータサンプルと相互相関されて、複数の相互相関係数を生じ、各セットは残余の現在のベクトルのデータサンプルに対して±Ｙ方向に異なるオフセットｍをもつものである。したがって、オフセット変数ｍが図１０Ｃに示すように−２である場合位置（ｉ，１４）から（ｉ，１７）の残余の現在のベクトルにある４つのデータサンプルのセットは位置（ｉ，１２）から（ｉ，１５）までの残余参照ベクトルの４つのデータサンプルと相互相関されて、相互相関係数を生じる。これは、矢印２２０で繋げられた対応するデータサンプルの対を乗算し４つの積を加算して、合計ＧR(i,12)ＹR(i,14)＋ＧR(i,13)ＹR(i,15)＋ＧR(i,14)ＹR(i,16)＋ＧR(i,15)ＹR(i,17)を得て実行される。この４つの積の合計は、ＧR(i,12)，ＧR(i,13)，ＧR(i,14)，ＧR(i,15)の平方の合計の平方根と、ＹR(i,14)，ＹR(i,15)，ＹR(i,16)，ＹR(i,17)の平方の合計の平方根との積で乗算される。これを以下の式に表す。
0004332221.tif 000006
上記の式（４）では、相互相関係数Ｃi,16（−２）はオフセットｍが−２の位置（ｉ，１６）のデータサンプルのものである。
相互相関処理は図１０Ｃの４つの矢印２２０で示されている。オフセットが−１である場合、位置（ｉ，１４）から（ｉ，１７）の残余の現在のベクトルの４つのデータサンプルは、点線での矢印２２２で示されたように残余の参照ベクトルの位置（ｉ，１３）から（ｉ，１６）のデータサンプルと相互相関される。当然、残余の現在のベクトルにあるこれらの同じ４つのデータサンプルは、２つのデータサンプルのセットの間にオフセットが全くない（ｍ＝０）の場合、残余参照ベクトルの同じ４つの位置（ｉ，１４）から（ｉ，１７）のデータサンプルと相互相関される。
上記の処理は、位置ずれエラーが予想される範囲を覆うのに必要または望ましい範囲になるまで異なるオフセットで繰り返される。言い換えれば、（ｉ，１６）のデータサンプルが−Ｙと＋Ｙの方向に２つよりも多い分解要素の位置ずれが生じていないとされれば、（ｉ，１６）からの２つよりも多い分解要素オフセットで相互相関処理を実行する必要がなくなる。次いでオフセットｍが−２より小さいかまたは＋２よりも大きい場合は必要がないため、５つの異なるオフセット値で合計５つの相互相関処理が適当である。例えば、５つの相互相関処理がオフセットｍが−２，−１，０，＋１，＋２で実行されれば、その処理全体は５つの相互相関係数になる。オフセットｍに対応する５つの相互相関係数のうち最も高い係数は、そのようなオフセットをもつ残余参照ベクトルと残余の現在のベクトルとの間の相関が最大であることを意味する。
図１０Ｃの例において、オフセットｍの値が−２である場合相互相関係数が最大値５であることが分かれば、これは位置（ｉ，１６）のデータサンプルが−Ｙの方向に２つの分解要素分位置ずれしたことを意味し、そのため位置ずれエラーを修正するためにこのデータサンプルを位置（ｉ，１４）に再配置する必要がある。
相互相関窓Ｗは位置（ｉ，１６）の隣接した位置にあるデータサンプルの相関範囲の予想に基づいて選択される。図１０Ｃに示した数，すなわち４つは、図１Ｃの照明スポット１０のＹ方向に沿った分解要素の下部に対応する。明らかに、４より大きい数または４より小さい数が相互相関窓になるように選択され、その数は偶数または奇数である。そのような変化の全ては本発明の範囲内のものである。
したがって、一般的に、オフセットｍでのｉ番目の行とｊ番目の列でのデータサンプルの相互相関係数は以下の式で得られる。
0004332221.tif 000007
ここでＡは平均化を実行する範囲内にある窓の大きさであり、
0004332221.tif 000008
は幅Ａの窓内のＹi,j，Ｇi,jの平均値である。
0004332221.tif 000009
ここでＣi,j（ｍ）は、参照ベクトルは同じ行にあるが少なくとも１つのベクトルに対してデータサンプルをｍだけオフセットする場合のｉ番目の行とｊ番目の列の相互相関関数である。
Ｗは相互相関係数の相関窓の大きさである。
各ベクトルのデータサンプル数は５１２〜８１９２の範囲内である。相互相関窓Ｗは約４から６４の範囲内のものである。
次いでこの処理を、位置ずれエラー修正が必要な場合に、現在のベクトルにある全てのデータサンプルが再配置されるまで現在のベクトルにある各データサンプルに繰り返す。
図１１は、相互相関処理の実行方法を示すブロック図である。図１１の機能は、図７の整列基板１３８上にあるハードウェアで実行されるかまたは処理ステップとしてマイクロプロセッサで実行される。図１１に示すように、図３の検出器１１０ａ，１１０ｂ，１１１ａ，１１１ｂで検出された図９の位置２０２からの散乱強度は、図７のアナログ基板１３４によりディジタル化され、整列基板１３８に供給される。次いでこのようなデータを現在のベクトルと参照ベクトルの入力として図１１の２つの平行経路入力２５２，２５４に供給する。入力ディジタルデータは２つの経路にある対応するデータバッファ２５６，２５８に格納される。
現在のベクトルのデータ入力２５２へ入力される各データサンプルＹi,j（現在のベクトルの分解要素位置（ｉ，ｊ）のサンプル）に対して、以下の計算を実行してそのようなサンプルがそのような分解要素に対して位置ずれエラーを修正するために再配置する必要があるかを決定する。ベクトルの行のデータサンプルの移動平均は、図１０Ｂを参照して上述した方法で平均化窓Ａよりも上の式（５）および（６）に従って、対応する発生器２６２，２６４により現在のベクトルおよび参照ベクトルの両方に対して計算される。これらの平均は各データサンプルＹi,j，Ｇi,jに対して計算される。次いで現在のベクトルにあるこのようなデータサンプルの移動平均は、現在のベクトルの各データサンプルからブロック２６２で計算された移動平均値を減算して残余の現在のベクトルに到達することにより残余のデータサンプルを計算するブロック２６６に供給される。ブロック２６８は残余参照ベクトルを発生させるために同様の動作を実行する。
残余の現在のベクトルと残余の参照ベクトルは遅延２７２，２７４によりそれぞれ遅延される。図１０Ｃを参照して上述したように、相互相関係数を計算する際に残余の現在のベクトルにある各残余のデータサンプルは残余の参照ベクトルにある対応する残余のデータサンプルにより乗算される。乗算されるそのような２つの残余のデータサンプル間にオフセットが全くなければ、ブロック２７２，２７４により導入れた遅延は実質的に同じものである。そのような場合、ブロック２７２，２７４の出力は、残余のデータサンプルを同じ分解要素位置用に得られた残余の現在のベクトルと残余の参照ベクトルから、２つの残余のデータサンプルの積を導き出すための乗算器２８６に供給する。次いで積を他の同様の積に加算するためにブロック２８６に格納する。しかしながら、乗算される残余の現在および参照のベクトルの２つの残余のデータサンプル（ブロック２６６，２６８から）の間にオフセットがあれば、２つのブロック２７２，２７４は異なる遅延を導入するため、２つの残余ベクトルからその間にある適切なオフセットを有する残余のデータサンプルは乗算器２８６により乗算される。
負のオフセット（ｍが負）を達成するために、ブロック２７４はブロック２７２により導入されるものよりも大きな遅延を導入し、正のオフセット（ｍが正）を達成するために、ブロック２７２はブロック２７４により導入されるものよりも大きい遅延を導入する。正および負のオフセットの両方は、ブロック２７４の固定遅延およびブロック２７２の可変遅延により実行される。次いで２つの残余ベクトルにある対応する対のデータサンプルの積は上述したように相互相関窓Ｗ上のブロック２８６に加算され、オフセットｍの特定値の相互相係数の式７にある分子の値に達する。
ブロック２７６，２７８はそれぞれ、残余の現在のベクトルの窓Ｗにある残余のデータサンプルの平方と残余の参照ベクトルの窓Ｗにある残余のデータサンプルの平方を発生する。ブロック２８２，２８４は、ブロック２７６，２７８からの平方を合計したものの平方根をそれぞれ計算する。２つの平方根は乗算器２８８で乗算されて式７の分母に達する。次いで分子と分母を除算器２９０で除算してオフセットｍで相互相関係数の値を提供する。
上述した処理をオフセットｍの異なる値に繰り返して、オフセットｍの各複数の異なる値に対応する相互相関係数を提供し、そしてブロック２９２はこの複数の相互相関係数から最大値がｍである１つの値（ｍmax）を決定する。次いでこのような相互相関係数に対応するｍの値ｍmaxをブロック２９４により決定し、これが可変遅延ブロック２９６を制御して適切な量の遅延を導入するため、必要であれば、入力２５２から現在のベクトルにあるデータサンプルを位置（ｉ，ｊ）から（ｉ，ｊ＋ｍmax）へと再配置し、次いでこのデータサンプルをレジスタに格納する。固定遅延２９８により遅延れた後に、参照ベクトルデータもレジスタに格納する。
図１２は、残余の最小化を採用する本発明の代替実施形態を説明するもので、位置ずれ修正用のシステムを示すブロック図である。図１１を参照して上述した相互相関処理以外もしくはそれに加えて、位置ずれエラーはまた図１２に示す残余最小化処理により修正することができる。図１２の残余最小化処理はハードウェアまたはマイクロプロセッサの処理ステップにより実行される。図１１の実施形態において、表面全体の異なる反射率の影響は、参照ベクトルと現在のベクトルの平均を出してその平均を各データサンプルから減算して残余参照ベクトルまたは残余の現在のベクトルを得ることによって減少される。対照的に、図１２の実施形態において、このような影響は、参照ベクトルまたは現在のベクトルにあるデータサンプルを囲むデータサンプルの局所的平均値を発生させ、そしてそのような平均で現在のベクトルまたは参照ベクトルにある各データサンプルまたはそれから生じる信号を除算して正常化された参照ベクトルまたは現在のベクトルを出すことにより減少される。
したがって図１２に示すように、アナログ基板１３４からのディジタル化されデータサンプルの流れは入力３０２，３０４およびバッファ３０６，３０８に供給される。次いでブロック３１２はそのようなデータサンプルに近接した場所にあるデータサンプルから現在のベクトルにある各データサンプルの局所的平均を発生させる。平均を出したデータサンプルがそのようなデータサンプルを囲み、近接したデータサンプルが平均化処理に十分に含まれて、表面全体の反射率の変動により生じるエラーを減少させることが好ましい。次いで現在のベクトルにあるデータサンプルまたはそれから生じる信号は、そのような平均により除算されて、正常化されたデータサンプルを発生する。この処理は現在のベクトルにある全てのデータサンプルに対して実行されるため、正常化された現在のベクトルはブロック３１６により遅延３２２に供給される。
ブロック３１４，３１８はブロック３１２，３１６のものと同様の機能を実行するため、ブロック３１８は正常化された参照ベクトルを遅延３２４に供給する。遅延３２２，３２４は図１１のブロック２７２，２７４と同じ方法で実質的に機能して、そこに相対的遅延を全く導入しないかもしくは所望の相対的遅延を導入し、したがって正常化された現在のベクトルと正常化された参照ベクトルとの間にオフセットが全く導入されないかもしくは所望のデータサンプルオフセットが導入されることになる。正常化された参照ベクトルにおいて窓（図１１の実施形態および上記の式７にある窓Ｗに類似したもの）内にある各正常化されたデータサンプルは、減算器３２６により正常化された現在のベクトルの窓にある対応する正常化されたデータサンプルから減算される。そのような差の絶対値はブロック３２８により現在のベクトルの残余値として共に加算され、この残余値はブロック３３０に供給される。
上述の処理を正常化された参照ベクトルと正常化された現在のベクトルとの間のオフセットの異なる対に対して繰り返して、多数の異なる残余値を発生させ、これはそれぞれ図１１を参照して上述れたものに類似した方法で異なるオフセットに対応するものである。ブロック３３０はこれらの残余値のうち最小のものとそれに対応するオフセット値を決定する。次いでこのオフセット値は現在のベクトルの正常化されたデータサンプルを遅延するための可変遅延３３２に供給され正常化されたデータサンプルを再配置して、位置ずれエラーを修正する。次いでこの処理を現在のベクトルにあるいくつかまたは全てのデータに対して繰り返す。
図１３は、図１２を参照して上述したような正常化処理を示す略図である。図１３に示すように、ｉ番目の行とｊ番目の列にある分解要素の位置のデータサンプルを正常化するために、Ｙ方向に（ｊ−２）から（ｊ＋１）とＸ方向に（ｉ−２）から（ｉ＋１）の範囲にある位置（図１３にＸで印を付した位置）で１６個のデータサンプルの平均をとる。このため、ブロック３１２，３１４は、１６個のデータサンプルを加算してその合計を１６で除算することにより平均値を出し、そしてその平均値をブロック３１６また３１８に供給することが好ましい。除算器ブロック３１６，３１８は合計から平均データサンプル値の分数から減算しその差を平均で除算して、正常化されたデータサンプル値を得る。上述したものと形が類似した２つの式は以下に示す式（９）および（１０）である。
ストリップ単位からストリップ単位の比較
参照ベクトルを用いて位置ずれ修正をするための上述した実施形態の代わりもしくはそれに加えて、位置ずれ修正の別のスキームでは、検査対照の表面上に繰り返しパターンがあるためこれらの繰り返しパターンをデータサンプルを表面上の位置に整列させるために利用して、位置ずれエラーを修正し、図６および８を参照して上述したストリップ単位比較に類似したスキームのものである。したがって、ストリップ単位Ｎがストリップ単位Ｎ−１と同じパターンを含むと考えられるならば、ストリップ単位Ｎのデータサンプルは参照として使用され、位置ずれエラーを検出するためのストリップ単位Ｎ−１のデータサンプルと比較される。したがって、図１１および１２のスキームにあるように本質的に検査対照の表面上の同じ場所からのアナログ基板１３４からのディジタル化されたデータを供給する代わりに、同じパターンを含むと考えられる異なる場所から収集されたディジタル化されたデータサンプルを比較用に用い、これらのデータサンプルは参照アレイと呼ばれる１つの場所からのデータサンプルと標的アレイと呼ばれる別の場所からのデータサンプルである。
図１４Ａ〜１４Ｄおよび１５は、標的アレイと参照アレイを比較することにより位置ずれを修正するための正常化および残余最小化処理を示す。図１４Ａは、２次元アレイのデータサンプルと、図６のストリップ単位Ｎのようなストリップ単位の１つにある２次元アレイから取った標的アレイ３４０の略図である。図１４Ｃは、図６にあるストリップ単位Ｎ−１のような参照ストリップ単位にある２次元アレイのデータサンプルから取ったデータサンプルの２次元サブアレイ３４２の略図である。図１４Ａおよび１４Ｃの２つのサブアレイのそれぞれから、局所的平均データサンプル値はアレイの縁部以外の２つのサブアレイ３４０，３４２および他のサブアレイの各位置で生じる。例えば、図１３を参照して上述したものに類似した処理において、位置（３，３）の局所的平均値は第１行から第４行および第１列から第４列，つまり合計で１６個のデータサンプルであるデータサンプルを加算して、標的サブアレイ用の以下の式においてその合計を１６で除算する。
0004332221.tif 000010
位置（３，３）の局所的平均値には
0004332221.tif 000011
を付し、同様の局所的平均は標的サブアレイや参照サブアレイ両方のサブアレイにある他の位置で得られる。この処理で得られた局所的平均値のアレイは図１４Ｂおよび１４Ｄに示される。図１４Ａおよび１４Ｃのサブアレイは、縁部が位置ずれ修正処理の精度にほとんど影響しないような十分な大きさであることが好ましい。このため、サブアレイは図１４Ａ，１４Ｃに示すようにかなり大きいものが好ましい。
図１５に示すように、標的サブアレイと参照サブアレイのデータサンプルはそれぞれ入力３５２，３５４に供給され、それぞれメモリバッファ３５６，３５８に格納される。局所的平均は図１３および１４Ａ〜１４Ｄを参照して上述したような方法でブロック３６２，３６４により発生する。次いで、サブアレイにある各位置のデータサンプルはブロック３６６，３６８によりそのような位置で得られた局所的平均値により除算され、ブロック３６６の出力で標的サブアレイデータサンプルの正常化されたサブアレイと、ブロック３６８の出力で正常化された参照データサンプルのサブアレイを得る。図１４Ａ，１４Ｃに示す好適な実施形態において、参照アレイのサブアレイ３４２は標的サブアレイ３４０と同じ分解要素の位置に対応し、参照サブアレイの参照位置を規定する。他のサブアレイも参照位置になるように用いられることを理解されたい。次いで標的サブアレイと比較される予定の残余参照サブアレイは参照位置に対して少なくとも１つの行および／または列だけオフセットされる。
図１１および１２を参照して上述したものと同じ方法で、好適な実施形態では、参照サブアレイのデータサンプルと参照位置との間にオフセットがなければ、ブロック３７２，３７４は同量の遅延を導入する。したがって、標的サブアレイ３４０に対して、標的アレイに対応する標的アレイの位置のデータサンプルからなる参照サブアレイ３４２が参照位置を規定することが好ましい。サブアレイ３４２以外のサブアレイが比較用に用いられる場合（すなわち、参照位置からオフセットされた参照サブアレイ）、ブロック３７２，３７４は標的サブアレイ３４０とそのように選択された異なる参照サブアレイとの間に異なる相対遅延を導入する。減算ブロック３７６は、正常化された標的サブアレイにある各データサンプルから選択された正常化された参照サブアレイからの対応する位置のデータサンプルを減算し、ブロック３７８に供給される異なる値を得る。ブロック３７８は標的サブアレイの各位置の異なる値を格納し、ブロック３７６の出力からの差の絶対値を計算する。次いでこの合計をブロック３８０に供給する。
次いで、Ｙ方向の１以上の列だけ参照サブアレイと参照位置との間に異なるオフセットがある場合上記の処理を繰り返し、ここでオフセットｍは列数のオフセットである。参照ベクトル比較の場合のように、この意味でのｍの値の範囲はまた位置ずれエラーの最大の予想範囲になるように選択される。したがって、Ｙ方向の位置ずれエラーが−Ｙまたは＋Ｙ方向の２つの分解要素を超えるものと予想されなければ、値ｍは−２から＋２の範囲にあるように選択される。そのような場合、ブロック３７４，３７２で導入される遅延は、ブロック３７８が参照位置から±Ｙ方向の５つの相対オフセット値の１つだけオフセットされる参照サブアレイを参照して合計を計算するように選択される。
現在のベクトルと最小ベクトルの場合とは異なり、参照サブアレイはまたＸ方向の参照位置に対して位置ずれされるため、別のオフセット変数ｎはＸ方向のオフセットを追跡するために用いられる。そのような場合、それぞれ参照位置から少なくとも１つの列（ｎ）および／または列（ｍ）だけオフセットされた多数の参照サブアレイは、位置ずれエラーを修正するために標的サブアレイと比較される。したがって、ｍとｎの両方が−１であれば、サブアレイ３４０は図１４Ｃのサブアレイ３４４と比較される。同じように、Ｘ方向の位置ずれエラーが−Ｘおよび＋Ｘ方向に分解要素を超えるものと予想されなければ、ｎは３つの値，−１，０，＋１の１つになる。再度言うが、ブロック３７２，３７４により導入された遅延を調整してそのような相対オフセットを達成する。したがって、ｍとｎの両方が−１から＋１までの範囲であると予想されれば、差の絶対値の合計を得るための上述した処理は、ｍとｎの異なる値（それぞれ３）の９個の組合せに対応して９回繰り返す。次いでこのような９個の合計は、９個の値のうち最小のものを検出するブロック３８０に供給される。そのような最小の残余値とそのような最小の残余値を生じる参照サブアレイのｍおよびｎのオフセット値は、参照サブアレイと標的サブアレイ間の最良の適合を意味する。位置ずれエラーを修正するために、ｍとｎのそのようなオフセット値は、適切な量だけ正常化された標的サブアレイを遅延する可変遅延ブロック３８２に供給され、位置ずれエラーを修正する。
好適な実施形態において、ブロック３６２，３６６，および３６４，３６８の正常化処理では、標的サブアレイと参照サブアレイの各データサンプルから局所的平均値のあるパーセンテージを最初に減算して差を得て、その差を平均値で除算して正常化されたデータサンプル値を得る。上記の正常化処理は以下の式で実行される。
0004332221.tif 000012
0004332221.tif 000013
ここで、ＲNi,j，ＴNi,jは参照サブアレイと標的サブアレイのｉ番目の行とｊ番目の列のデータサンプルのそれぞれ正常化された値であり、Ｒi,j，Ｔi,jは参照サブアレイと標的サブアレイのｉ番目の行とｊ番目の列のデータサンプルのそれぞれの値であり、αT，αRは加重因子であり、そして
0004332221.tif 000014
は以下に与えられ参照サブアレイと標的サブアレイのそれぞれのｉ番目の行とｊ番目の例のデータサンプルの局所的平均値である。
0004332221.tif 000015
ここで、Ｋは平均化窓の大きさである。
ブロック３７６，３７８により実行される動作は以下で与えられる。
0004332221.tif 000016
ここで、Ｍは参照サブアレイと標的サブアレイの各列のデータサンプル数である。
Ｎは参照サブアレイと標的サブアレイの各行のデータサンプル数である。
ｍは参照サブアレイが参照位置からオフセットされる列数であり、ここでｍは零である。
ｎは参照サブアレイが参照位置からオフセットされる行数であり、ここでｎは零である。
Ｈ（ｎ，ｍ）は標的サアブアレイからｎ行およびｍ列だけシフトされた参照サブアレイに対応する残余値である。
図１３および１４Ａから１４Ｄに示された正常化効果は、図１６Ａおよび１６Ｂに示されている。図１６Ａは、相対的に均一な背景の反射率をもつ検査される図２の物体４０の表面から得られる正常化されていないデータベクトルと正常化されたデータベクトルＡのグラフ線図である。図１６Ｂは、背景の反射率が表面全体で変化する場合、検査される物体４０の表面の正常化されたデータサンプルベクトルと正常化されていないデータサンプルベクトルＢのグラフ線図である。図１６Ａおよび１６Ｂにおいて、正常化されていないベクトルＡ，Ｂは実線３８８，３９０で示され、正常化されたベクトルは点線３９２，３９４で示される。図１６Ａおよび１６Ｂに示すように、表面の反射率が表面全体で変化する場合、正常化処理はそのような変動で生じるエラーを減少させる。
図１６Ｃは、残余の正常化した合計対オフセットｎ，ｍの１つのグラフ線図である。線図から最小の残余値を生じるオフセットｎ，ｍを決定することによって、位置ずれエラーを減少または削減できる。図６１Ｃは、残余値がｍまたはｎが零の最小値である場合の状況を示す。
図１６Ｄおよび１６Ｅはそれぞれ、参照アレイのデータサンプルと標的アレイのデータサンプルのコンピュータ線図である。２つの線図から分かるように、両方のアレイは表面上にあるパターンにより散乱される。図１６Ｆは標的アレイの残余データサンプルのコンピュータ線図であり、図１６Ｇは図１６Ｆからのデータサンプルのコンピュータ線図であるが、そのようなデータサンプルが位置ずれ修正用に再配置された後のものである。
図１７は、本発明の別の態様を説明するもので、標的サブアレイと参照サブアレイの正常化された相互相関を実行するためのブロック図である。図１７の動作は現在のベクトルと参照ベクトルとの正常化された相互相関用の図１１のものに類似したものであるが、異なる点は図１７ではシステム４００は現在のベクトルではなく標的サブアレイ上および参照ベクトルではなく参照サブアレイ上で動作する点である。したがって、バッファ４０６，４０８はそれぞれ、標的アレイとサブアレイのデータサンプルおよび参照アレイとサブアレイのデータサンプルをそれぞれ格納する。発生器４１２，４１４は、上記の式１３と１４により平均値
0004332221.tif 000017
を発生させ、ブロック４１６と４１８は上記の式９〜１２に応じて正常化された標的サブアレイの値と参照サブアレイの値を計算する。次いで図１７の残りのブロックは本質的に図１１のブロック２７２〜２９０のものと同じ機能を実行して、ブロック４４２に供給される複数の相互相関係数を出し、ここで各係数は異なる対の値ｎ，ｍに対応する。次いでブロック４４２は最大の相互相関係数を選択し、そのような最大の相互相関係数を生じる対の値ｎ，ｍを確認する。そのような対の値に応答して、ブロック４４４はブロック４４６により適用されるべき遅延量を制御するための制御信号を発生して、位置ずれエラーの修正が必要な場合に標的サブアレイのデータサンプルを再配置する。
ブロック４２６から４４０により実行される動作は、上記の式７に類似した以下の式１６で表される。
0004332221.tif 000018
ここで、ｍは参照サブアレイが参照位置からオフセットされる列数であり、ここでｍは零である。
ｎは参照サブアレイが参照位置からオフセットされる行数であり、ここでｎは零である。
Ｗは±Ｙ方向の相互相関窓であり、Ｖは±Ｘ方向の相互相関窓である。
再度言うが、アレイの各行または列にあるデータサンプル数は５１２〜８１９２の範囲内にあり、相互相関窓Ｗ，Ｖは約４〜６４の範囲内にある。
いくつかの応用において、実際に獲得されるものよりも多いデータサンプルを処理することが望ましい場合がある。データは補間処理により追加される。これは図１８に示されている。このように、図７のアナログ基板１３４の一部または同じ図の整列基板１３８の一部として、２次元補間関数を用いて入力アレイよりも大きな出力データサンプルアレイを発生する。入力アレイがＭ行およびＮ列のデータサンプルをもてば、ブロック４５０の出力はデータサンプルのＫＭ行とＬＮ列を含み、ここでＫ，Ｌは正の整数である。次いでブロック４５０の出力アレイにあるデータサンプルは図１１，１２，１５および１７に示すシステムに入力される。
適応照明
インライン高速ウェーハ検査器具において、器具の検出感度を制限する重要な要因は、ウェーハ表面上に存在するパターンから散乱する背景である。この背景は４桁位置を超えて変化し、対照の異常から比較的小さな信号が検出されてしまうのはこの背景が存在するからである。背景を減少させるために照明／収集偏光や空間フィルタリングを慎重に選択しても、そのような背景は非常に広範囲に渡ってなお変化するもので、対照の異常を抽出するには複雑かつ高価な電子装置やデータ処理が必要になる。したがって、本発明の別の態様は、空間反射を検出する検出器の出力に応じて照明ビームの強度を適切に変容するかもしくは表面から散乱することによって、広範囲の背景をかなり減少させることができる。
図１９は、照明ビームの強度を適切に変調することに関する本発明の態様を説明するもので、図２のシステム２０の一部を説明するシステム図である。図２および１９に示すように、検出器９０は表面４０からのビーム３８の空間反射を検出する。積分器５０２は表面全体の掃引線５０の強度信号を積分し、ピーク検出器５０４はこの掃引中に検出されるピーク強度を検出する。積分された強度とピーク強度は変換器５０６によりディジタル信号に変換され、ディジタル信号プロセッサ５１０に供給される。積分器５０２から積分された強度と５０４からのピーク強度に応答して、ディジタル信号プロセッサは減衰器５１２により付加される減衰を制御するための制御信号を供給する。プロセッサ５１０のこの出力は信号が減衰器５１２に付加される前にディジタル・アナログ変換器５１４により変換される。減衰器５１２は発生器出力がＡＯＤ３０に動力を供給する増幅器８２に付加される前にチャープ発生器５２０の出力を減衰する。検出器９０により検出される空間反射強度が高いときＡＯＤ３０に印加される電圧を減少し、検出された強度が低いときこの電圧を増加することによって、電子装置２９は検出器９０により感知される広範囲の背景信号を減少させ、上述した異常を検出するための技術の感度を高める。
ディジタル信号プロセッサ５１０は、次の走査線を走査するためのビーム３８の強度を変調するための前の走査線から、積分器５０２からの積分された強度値および／または検出器５０４からのピーク強度値を格納する。ディジタル信号プロセッサ５１０はまた、制御信号を減衰器５１２に発生させるために積分器５０２からの積分値および／または検出器５０４からのピーク値との比較用に、他の参照データ（例えば、多数の前の走査の平均強度値）を格納する。好適な実施形態において、ＡＯＤは走査ビームを発生するために用いられるが、上述した見解は走査光学ビームを発生させる他の手段を用いる検査システムに適応するものである。好適な実施形態において、積分強度とピーク強度の両方を用いてビーム３８の強度を修正するための制御信号を発生させるが、２つ（ピーク強度および積分された強度）のうちの１つのみを用いても適用可能な応用がいくつかある。ピーク強度または積分強度を用いる代わりに、他の２つのパラメータの代わりかもしくはそれらに加えて平均強度を用いる場合もある。
図２０は、残余最小化および適応照明により位置ずれエラーを修正するためのシステムのブロック図である。検査対照の表面の反射率のばらつきが重要でないか、またはそのようなばらつきが図１９をを参照して上述された方法で適応照明により補償された場合、データサンプルを図１５を参照して上述した方法で最初に正常化する必要がなくなる。この場合、図１５のシステムは正常化に関する機能ブロック３６２〜３６８を取り除いて単純化される場合がある。同様に、図１１の機能ブロック２６２，２６４，２６６，２６８，図１２のブロック３１２〜３１８および図１７のブロック４１２〜４１８も同じ理由で同様の方法で省略される場合がある。
本発明を異なる実施形態を参照して上述してきたが、異なる修正および変更は本発明の範囲から逸脱することなくなされ、本発明の範囲は添付の請求の範囲および同等のものによりのみ規定されるものであることを理解されたい。
【図１Ａ】
0004332221.tif 000032
【図１Ｂ】
0004332221.tif 000033
【図１Ｃ】
0004332221.tif 000034
【図４】
0004332221.tif 000035
【図２】
0004332221.tif 000036
【図３】
0004332221.tif 000037
【図５】
0004332221.tif 000038
【図６】
0004332221.tif 000039
【図７】
0004332221.tif 000040
【図８】
0004332221.tif 000041
【図９】
0004332221.tif 000042
【図１０Ａ】
0004332221.tif 000043
【図１０Ｂ】
0004332221.tif 000044
【図１０Ｃ】
0004332221.tif 000045
【図１１】
0004332221.tif 000046
【図１２】
0004332221.tif 000047
【図１３】
0004332221.tif 000048
【図１８】
0004332221.tif 000049
【図１４Ａ】
0004332221.tif 000050
【図１４Ｂ】
0004332221.tif 000051
【図１４Ｃ】
0004332221.tif 000052
【図１４Ｄ】
0004332221.tif 000053
【図１５】
0004332221.tif 000054
【図１６Ａ】
0004332221.tif 000055
【図１６Ｂ】
0004332221.tif 000056
【図１６Ｃ】
0004332221.tif 000057
【図１６Ｄ】
0004332221.tif 000058
【図１６Ｅ】
0004332221.tif 000059
【図１６Ｆ】
0004332221.tif 000060
【図１６Ｇ】
0004332221.tif 000061
【図１７】
0004332221.tif 000062
【図１９】
0004332221.tif 000063
【図２０】
0004332221.tif 000064