(57)【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比較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し、選択された大きさの範囲内の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と前記基準の可視的に感知できる特性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、選択された大きさの範囲内の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と前記基準の可視的に感知できる特性との差をフィルタ除去して、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超微細検査を自動的に実行する段階と
からなることを特徴とする検査方法。
【請求項３】
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
を具備し、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ことを特徴とする検査システム。
【請求項４】
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３に記載の検査システム。
【請求項５】
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３に記載の検査システム。
【請求項６】
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３に記載の検査システム。
【請求項７】
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３に記載の検査システム。
【請求項８】
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７に記載の検査システム。
【請求項９】
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７に記載の検査システム。
【請求項１０】
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３に記載の検査システム。
【請求項１１】
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３に記載の検査システム。
【請求項１２】
前記フィルタ除去するための手段はＥＲＯＳＩＯＮオペレータを含む請求項３に記載の検査システム。
【請求項１３】
前記フィルタ除去するための手段はＡＣＣＥＰＴＡＮＣＥオペレータを含む請求項３に記載の検査システム。
【請求項１４】
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３に記載の検査システム。
【請求項１５】
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３に記載の検査システム。
【請求項１６】
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３に記載の検査システム。
【請求項１７】
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３に記載の検査システム。
【請求項１８】
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１７に記載の検査システム。
【請求項１９】
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に関係する情報の出力を提供するための手段と、
選択された大きさの範囲内の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をフィルタ除去して、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
を具備し、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し、また、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ことを特徴とする検査システム。
【請求項２０】
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なる検査を自動的に実行するためのさらなる検査手段を含む請求項１９に記載の検査システム。
【請求項２１】
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２０に記載の検査システム。
【請求項２２】
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１９に記載の検査システム。
【請求項２３】
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１９に記載の検査システム。
【請求項２４】
前記さらなる検査手段は、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２０に記載の検査システム。
【請求項２５】
前記さらなる検査手段は、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なる検査が、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２０に記載の検査システム。
【請求項２６】
前記さらなる検査手段は、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なる検査が、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２５に記載の検査システム。
【請求項２７】
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１９に記載の検査システム。
【請求項２８】
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１９に記載の検査システム。
【請求項２９】
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１９に記載の検査システム。
【請求項３０】
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１９に記載の検査システム。
【請求項３１】
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３０に記載の検査システム。
【請求項３２】
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、選択された大きさの範囲内の前記検査される対象物の前記少なくとも１つの表示と前記基準との差をフィルタ除去して、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つを基準と比較する超微細検査手段と
を具備することを特徴とする検査システム。
【請求項３３】
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、選択された大きさの範囲内の前記検査される対象物の前記複数の表示と前記基準との差をフィルタ除去し、
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ための比較手段と、
を具備することを特徴とする検査システム。
【請求項３４】
前記比較手段は、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３３に記載の検査システム。
【請求項３５】
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３４に記載の検査システム。
【請求項３６】
前記入力はテストパターンからなる請求項３４に記載の検査システム。
【請求項３７】
前記比較手段は、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３３に記載の検査システム。
【請求項３８】
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３３に記載の検査システム。
【請求項３９】
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３３に記載の検査システム。
【請求項４０】
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３９に記載の検査システム。
【請求項４１】
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、
選択された大きさの範囲内の前記検査される対象物の前記基準との差をフィルタ除去して、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超微細検査を自動的に実行する手段と
を具備することを特徴とする検査システム。
【請求項４２】
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４１に記載の検査システム。
【請求項４３】
前記超微細検査を実行する手段は、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４１に記載の検査システム。
【請求項４４】
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１５に記載の検査システム。
【請求項４５】
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４４に記載の検査システム。
【請求項４６】
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４４に記載の検査システム。
【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(Levy)達の米国特許第４，２４７，２０３号及び第４，３４７，００１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４，５７９，４５５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４，５３２，６５０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４，８０５，１２３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６８４，５８３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５〜１０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】
0003844792.tif 000002
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）：０１１０００００１１１１０
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）：００００１１１１０００００
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。ＬＵＴ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６４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６０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６６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７６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ＤＩＦＦ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ＥＲＯＳＩＯＮ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×Ｐ７
Ｂ．Ｅ４Ａ＝Ｐ０×Ｐ１×Ｐ３
Ｃ．Ｅ８Ｓ＝Ｐ０×Ｐ１×Ｐ２×Ｐ３×Ｐ４×Ｐ５×Ｐ６×Ｐ７×Ｐ８
Ｄ．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〜Ｐ２４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ＥＲＯＳＩＯＮ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＋Ｐ７
２．Ｄ８Ｓ＝Ｐ０＋Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３＋Ｐ４＋Ｐ５＋Ｐ６＋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６０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１０３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１０２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１０２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１０２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〜 viii 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、Ｃ２
８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】
0003844792.tif 000003
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＝Ｄ２。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＋２Ｄ０＋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２２５
Ｃ＝９００
２×Ｐ１＝２（Ａ１＋Ｂ１）＝２（２５５＋２５５）＝１０２０
２×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。ＴＤＥ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１００、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】
0003844792.tif 000004
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、１２１、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１３２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１２５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１１８、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、１２１、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，Ｃ１，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１１６（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１８０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、１７６、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１９２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、２１６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２２２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２１０、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２２８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７２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２５６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６８４，５８３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３０４及び３０５、並びにイメージ捕捉サブシステム３０６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３０９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３１４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３０４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３３０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３３４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３４２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」３４６及び３４８によって反射される。これらミラー３４６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３５６、３５８、３６０及び３６２からなる全体として３５５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３５２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３５２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３５６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３８２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３８６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３１８（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１０２４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。ＣＣＤ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３３４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４０２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３０４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３０５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４２８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１０４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、４４  ２値化ユニット
３２        ２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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
0003844792.tif 000021
【図１８】
0003844792.tif 000022
【図１９】
0003844792.tif 000023
【図２０】
0003844792.tif 000024
【図２１】
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【図２２】
0003844792.tif 000026
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
0003844792.tif 000029
【図２６】
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