專利名稱：檢測缺陷的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般地說所公開的技術(shù)涉及檢測缺陷的方法和系統(tǒng)，具體地說涉及在半導(dǎo)體制造過程中檢測缺陷的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
照相掩模或光掩模用于制造大規(guī)模集成(LSI)半導(dǎo)體電路、非常大規(guī)模集成(VLSI)半導(dǎo)體電路或超大規(guī)模集成(ULSI)半導(dǎo)體電路的制造過程中。晶片的制造通常要求使用多個(gè)不同的照相掩模，每個(gè)掩模將不同地壓印在晶片上。所有的這些照相掩模都可以反復(fù)使用以制造許多晶片。一般地，根據(jù)預(yù)定的圖形以圖形壓印照相掩模。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解的是壓印在照相掩模上的圖形應(yīng)該與預(yù)定圖形基本相同。照相掩模圖形與預(yù)定的圖形的任何偏差都將構(gòu)成缺陷，并且使該照相掩模有缺陷。注意，使用有缺陷的照相掩模將產(chǎn)生有缺陷的晶片。
因此，重要的是檢測這種缺陷。在發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí)，要么丟棄照相掩模要么分析該缺陷以確定是否能夠修補(bǔ)。因此，檢查系統(tǒng)不應(yīng)該報(bào)告“錯(cuò)誤的缺陷”(即報(bào)告一個(gè)沒有缺陷的照相掩模有缺陷)也是重要的。
半導(dǎo)體芯片正變得越來越復(fù)雜，結(jié)構(gòu)越來越緊湊，尺寸越來越小，因此更容易產(chǎn)生缺陷。檢測缺陷的常規(guī)的方法通常包括幾種不同的測試步驟。
在光掩模中的缺陷形式有“孔”(針孔)、“裂紋”、斑點(diǎn)等。在制造、處理或運(yùn)輸?shù)倪^程中都可能將缺陷帶入掩模中。因此，在制造后必須檢查掩模的缺陷并在此后例行地檢查。
集成電路照相掩模檢查方法通?？梢詣澐譃槟＞咧聊＞叻ê湍＞咧翑?shù)據(jù)庫法。在模具至模具的檢查中，比較照相掩模中被認(rèn)為是相同的兩部分(模具圖形)，在它們的之間的顯著差別表示在一個(gè)模具圖形中可能存在缺陷。這種檢查基于假設(shè)在兩個(gè)模具中出現(xiàn)相同的缺陷的可能性非常低。在發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí)，與第三模具圖形的比較可以指示原來的兩個(gè)模具中的哪個(gè)模具是有缺陷的。
在模具至數(shù)據(jù)庫法中，表示正確(無缺陷)的照相掩模的圖像存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中。比較照相掩模模具圖形的數(shù)據(jù)庫圖像和實(shí)際的圖像，在其間存在顯著的差別指示可能存在缺陷。
美國專利US3,972,616(授予給Minami等人，題為“Apparatus forDetecting the Defects of the Mask Pattern Using Spatial Filtering”)涉及一種用于模具至數(shù)據(jù)庫缺陷檢查的設(shè)備。在所公開的設(shè)備中，被檢查的照相掩模的部分通過每個(gè)都具有不同的顏色的相干光源和非相干光源同時(shí)照亮。圖像通過空間濾光器并投影在顯示屏上?？臻g濾光器對應(yīng)于正確的照相掩模圖形的傅立葉頻譜。該濾光器具有波長選擇性，因此它僅濾去了相干光的波長的光。因此，該濾光器以相干光源的顏色使缺陷顯示在顯示屏上。由于它的波長的選擇性，濾光器通過了大部分來自非相干光源的光。因此，照相掩模的部分的整個(gè)圖像被以非相干光的顏色顯示。這種以一種顏色顯示缺陷和以另一種顏色同時(shí)顯示掩模的整個(gè)部分使得能夠定位在照相掩模中的缺陷的位置。
美國專利US4,559,603(授予給Yoshiwaka，題為“Apparatus forInspecting a Circuit Pattern Drawn on a Photomask Used inManufacturing Large Scale Integrated Circuits”)涉及一種用于模具至數(shù)據(jù)庫照相掩模檢查的設(shè)備。在光掩模上繪制的電路放在X-Y臺(tái)面上，并被照亮。線性圖像傳感器測量通過照相掩模透射的光并產(chǎn)生模擬的測量信號(hào)。這些信號(hào)被轉(zhuǎn)換為表示多等級(jí)的灰度圖像的數(shù)字信號(hào)。同時(shí)，激光干涉儀測量系統(tǒng)精確地監(jiān)測臺(tái)面相對于照相掩模的位置。使用參考時(shí)鐘圖像傳感器與臺(tái)面位置測量同步。使用臺(tái)面位置坐標(biāo)產(chǎn)生參考圖像。由于這些坐標(biāo)通常不是整數(shù)個(gè)像素，因此通過與預(yù)定函數(shù)卷積平移參考圖像。將參考數(shù)據(jù)和來自圖像傳感器的實(shí)際圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行比較并報(bào)告缺陷。
美國專利US4,579,455(授予給Levy等人，題為“PhotomaskInspection Apparatus and Method with Improved Defect Detection”)涉及一種執(zhí)行光掩模的模具至模具檢查的設(shè)備和方法。檢查兩個(gè)模具圖形以揭示在它們之間的差別。兩個(gè)數(shù)字化的圖像傳感器和兩個(gè)存儲(chǔ)器用于產(chǎn)生照相掩模的兩個(gè)模具圖形的像素表示。在任何給定時(shí)刻，每個(gè)存儲(chǔ)器包含被檢查的模具的7×7像素部分的像素表示。缺陷檢測器確定兩個(gè)表示是否匹配。缺陷檢測器通過檢驗(yàn)被檢查的部分的不同的可能的對準(zhǔn)考慮高達(dá)兩個(gè)像素的模具的失配。如果被檢查的可能的對準(zhǔn)沒有一個(gè)匹配，則該系統(tǒng)報(bào)告在一個(gè)模具圖形的對應(yīng)位置上有缺陷。
Chen等人的題為“Anomaly Detection through Registration”的文章涉及一種執(zhí)行活的生物的被檢查器官的醫(yī)療圖像的對準(zhǔn)的方法。Chen描述了在大腦中的畸形的檢測的方法。這個(gè)方法使用這樣的事實(shí)正常的大腦相對于它的中心線基本對稱。該檢查過程包含在大腦的圖像和相對于中心線翻轉(zhuǎn)的相同圖像之間對準(zhǔn)。對準(zhǔn)過程包含一個(gè)圖像的像素(圖形元)的變形，這使該圖像匹配。因此，如果在大腦圖像和翻轉(zhuǎn)的大腦圖像之間的對準(zhǔn)產(chǎn)生了顯著的像素變形，則得出在被檢查的大腦中存在畸形的結(jié)論。

發(fā)明內(nèi)容
所公開的技術(shù)的目的是提供一種用于檢測在圖像中的不規(guī)則性的新穎的方法和系統(tǒng)，它克服了已有技術(shù)的缺陷。根據(jù)所公開的技術(shù)，由此提供了一種檢測在圖像中的不規(guī)則性的方法。該方法包括如下的步驟識(shí)別在圖像內(nèi)的理論上對稱的單元，根據(jù)它們的理論對稱性分析理論上對稱的單元，以及根據(jù)與理論對稱性的偏差確定缺陷的存在。


通過下文結(jié)合附圖的詳細(xì)描述將會(huì)更加完整地理解所公開的技術(shù)，在附圖中
附圖1所示為數(shù)據(jù)庫圖像的示意性說明；附圖2所示為被檢查的目標(biāo)圖像的示意性說明；附圖3A所示為附圖2的窗的左窗部分的示意性說明，包括左單元部分；附圖3B所示為根據(jù)所公開的技術(shù)的一種實(shí)施例構(gòu)造的翻轉(zhuǎn)的圖像的示意性說明，它是附圖2的窗的右窗部分的翻轉(zhuǎn)形式；附圖3C所示為根據(jù)所公開的技術(shù)的另一實(shí)施例構(gòu)造的不同的圖像的示意性說明，附圖4所示為數(shù)據(jù)庫圖像的示意性說明；附圖5所示為被檢查的目標(biāo)圖像的圖像的示意性說明；附圖6A所示為附圖5的窗的示意性說明，包括目標(biāo)圖像單元；附圖6B所示為根據(jù)所公開的技術(shù)的進(jìn)一步的實(shí)施例構(gòu)造的旋轉(zhuǎn)的圖像的示意性說明，它是附圖6A的窗的旋轉(zhuǎn)形式；附圖6C所示為根據(jù)所公開的技術(shù)的另一實(shí)施例構(gòu)造的絕對差值圖像的示意性說明；附圖7A所示為附圖5的另一窗的示意性說明，包括另一目標(biāo)圖像單元；附圖7B所示為根據(jù)所公開的技術(shù)的進(jìn)一步的實(shí)施例構(gòu)造的經(jīng)處理的圖像的示意性說明，它是附圖5的另一窗的經(jīng)處理的形式；附圖7C所示為根據(jù)所公開的技術(shù)的另一實(shí)施例構(gòu)造的絕對差值圖像的示意性說明；附圖8A所示為底層數(shù)據(jù)庫圖像的示意性說明；附圖8B所示為頂層數(shù)據(jù)庫圖像的示意性說明；附圖8C所示為綜合的數(shù)據(jù)庫圖像的示意性說明；附圖9所示為表示兩層物理目標(biāo)的目標(biāo)圖像的示意說明；附圖10A所示為附圖9的底部目標(biāo)圖像窗的示意說明，包括附圖9的目標(biāo)圖像單元；附圖10B所示為根據(jù)所公開的技術(shù)的進(jìn)一步的實(shí)施例構(gòu)造的翻轉(zhuǎn)的圖像的示意性說明，它是附圖9的上部目標(biāo)圖像窗的翻轉(zhuǎn)形式；
附圖10C所示為根據(jù)所公開的技術(shù)的另一實(shí)施例構(gòu)造的絕對差值圖像的示意性說明；附圖11所示為根據(jù)所公開的技術(shù)的進(jìn)一步實(shí)施例構(gòu)造并操作的缺陷檢測系統(tǒng)的示意性說明；附圖12所示為根據(jù)所公開的技術(shù)的另一實(shí)施例操作附圖11的系統(tǒng)的方法的示意性說明；附圖13所示為根據(jù)所公開的技術(shù)的進(jìn)一步實(shí)施例附圖12的方法的數(shù)據(jù)庫圖像分析步驟的詳細(xì)說明；附圖14所示為根據(jù)所公開的技術(shù)的進(jìn)一步實(shí)施例分析附圖12的方法的理論上對稱窗的步驟的詳細(xì)說明；附圖15A所示為從附圖2的目標(biāo)圖像中獲取的區(qū)域的示意性說明，包括對稱性測試窗；附圖15B所示為根據(jù)附圖15A的對稱性測試窗形成的絕對差值圖像的示意性說明；附圖15C所示為附圖15A的區(qū)域的示意性說明，包括另一對稱性測試窗；附圖15D所示為根據(jù)附圖15C的對稱性測試窗形成的絕對差值圖像的示意性說明；附圖15E所示為附圖15A的區(qū)域的示意性說明，包括另一對稱性測試窗；附圖15F所示為根據(jù)附圖15E的對稱性測試窗形成的絕對差值圖像的示意性說明；附圖15G所示為附圖15A的區(qū)域的示意性說明，包括另一對稱性測試窗；附圖15H所示為根據(jù)附圖15G的對稱性測試窗形成的絕對差值圖像的示意性說明；附圖15I所示為附圖15A的區(qū)域的示意性說明，包括對稱性測試窗430，它具有最佳實(shí)現(xiàn)的對稱性；附圖15J所示為根據(jù)附圖15J的對稱性測試窗形成的絕對差值圖像的示意性說明；附圖16所示為根據(jù)所公開的技術(shù)的進(jìn)一步實(shí)施例識(shí)別附圖12的方法的理論上對稱的窗的步驟的詳細(xì)說明；附圖17所示為根據(jù)所公開的技術(shù)的另一實(shí)施例的附圖16的方法的對準(zhǔn)步驟的詳細(xì)說明；附圖18所示為根據(jù)所公開的技術(shù)的進(jìn)一步實(shí)施例附圖16的方法的基于對稱的最佳步驟的示意性說明；附圖19所示為根據(jù)所公開的技術(shù)的另一實(shí)施例在附圖16的方法的插值步驟中使用的表示與對稱性的偏離相對于水平移位的方案的示意性說明；附圖20A所示為代表目標(biāo)圖像區(qū)的像素陣列的示意性說明；附圖20B所示為根據(jù)所公開的技術(shù)的進(jìn)一步實(shí)施例構(gòu)造的平移的像素陣列的示意性說明。
具體實(shí)施例方式
所公開的技術(shù)通過使用對稱性分析提供一種在半導(dǎo)體制造過程中檢測缺陷的新穎的方法和系統(tǒng)克服了已有技術(shù)的缺點(diǎn)。
在下文的描述中使用下面的術(shù)語·目標(biāo)圖像—表示物理目標(biāo)的圖像。這種目標(biāo)可以是掩模、模具、織物等。
·數(shù)據(jù)庫圖像—已經(jīng)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中的圖像。數(shù)據(jù)庫圖像可以通過計(jì)算機(jī)化設(shè)計(jì)工具可視地產(chǎn)生或者從任何來源比如照相機(jī)、掃描器等獲取。
·圖像單元—可與圖像的其它區(qū)域區(qū)別開的一個(gè)圖像部分。
·缺陷—圖像單元的缺失部分、或者冗余的圖像單元或者它的一部分。
·區(qū)域—圖像的任何部分。
·窗—特別選擇的用于檢測其中的特性的區(qū)域。在與下文的描述相關(guān)的附圖中，窗通過帶孔的線指示。
·像素—圖形單元，它是圖像的基本可視單位。
·處理—對圖像或區(qū)域執(zhí)行的數(shù)學(xué)或物理操作，比如旋轉(zhuǎn)、翻轉(zhuǎn)、放大等或它們的任何組合。
·圖像(或區(qū)域)的處理形式—通過已有的圖像的處理而形成的圖像。
·對稱性測試窗—特別選擇用于檢測其對稱特性或與對稱特性的偏差的窗。
·對稱相似性—兩個(gè)圖像的特性，其中一個(gè)圖像通過面向(即針對)對稱的處理和至少一個(gè)可選擇的處理可以從另一圖像中形成，該后一個(gè)處理是從預(yù)定的一組處理或其組合中選擇的。
·理論上對稱的窗—假設(shè)在其中沒有存在缺陷時(shí)，期望與它們相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫圖像窗具有相同的對稱特性的窗。
·理論上對稱類似的窗—假設(shè)在其中沒有存在缺陷時(shí)，期望具有對稱類似性的窗。
·理論上相同的窗—假設(shè)在其中沒有存在缺陷，期望是相同的窗。
·對準(zhǔn)—一種處理，其中將第一圖像(或區(qū)域)的每個(gè)部分與第二圖像的相應(yīng)部分關(guān)聯(lián)，由此確定相關(guān)的函數(shù)。這個(gè)對準(zhǔn)處理也可以稱為“將第一圖像與第二圖像對準(zhǔn)”。
·軸向?qū)ΨQ—圖像(或區(qū)域)的特性，可以通過對稱線將該圖像劃分為兩側(cè)，其中該圖像一側(cè)是另一側(cè)的鏡像圖像。
·旋轉(zhuǎn)對稱—圖像(或區(qū)域)的特性，其中圖像的至少一部分可以繞軸線旋轉(zhuǎn)，由此變得與圖像的至少另一部分相同。這個(gè)軸線稱為旋轉(zhuǎn)軸，并且圖像旋轉(zhuǎn)的角度稱為旋轉(zhuǎn)角。
·軸線旋轉(zhuǎn)對稱—圖像(或區(qū)域)的特性，其中圖像的至少一部分可以旋轉(zhuǎn)并翻轉(zhuǎn)，由此變得與圖像的至少另一部分相同。
在下文的描述和相關(guān)的附圖中，窗、部分、區(qū)域和對稱線都在附圖中示出，其僅用于解釋的目的，不在實(shí)際的圖像中出現(xiàn)。
現(xiàn)在參考附圖1，附圖1所示為數(shù)據(jù)庫圖像的示意性說明，以參考標(biāo)號(hào)100總體地表示。數(shù)據(jù)庫圖像100代表預(yù)定的電路圖形，它要壓印在照相掩?；蚰＞呱?。在附圖1和后面的某些附圖中，陰影區(qū)表示非零強(qiáng)度的區(qū)域，而空白區(qū)表示零或接近零的強(qiáng)度的區(qū)域。數(shù)據(jù)庫圖像100包括在其中的不同的位置上設(shè)置的數(shù)據(jù)庫圖像單元102、104和106。
數(shù)據(jù)庫圖像單元102由矩形窗110包圍并由垂直的對稱線112分割。數(shù)據(jù)庫圖像單元102和窗110都相對于對稱線112對稱。對稱線112將窗110劃分為左窗部分120和右窗部分122。左窗部分120和右窗部分122具有均等的面積。
進(jìn)一步參考附圖2，附圖2所示為被檢查的目標(biāo)圖像的示意性說明，以參考標(biāo)記130總體地表示。目標(biāo)圖像130可以表示照相掩模、標(biāo)線模具(reticle die)、織物、經(jīng)印制的材料等，它也可以表示在數(shù)據(jù)庫圖像100中?？商鎿Q的是，目標(biāo)圖像130可以是數(shù)據(jù)庫圖像100的再現(xiàn)。目標(biāo)圖像130包括目標(biāo)圖像單元132、134和136。附圖1的數(shù)據(jù)庫圖像單元102、104和106在數(shù)據(jù)庫圖像100(附圖1)中分別表示目標(biāo)圖像單元132、134和136。目標(biāo)圖像130進(jìn)一步包括接近目標(biāo)圖像單元132的缺陷138。
在目標(biāo)圖像中比如在用于制造半導(dǎo)體芯片的照相掩模中的缺陷可能具有“孔”(針孔)、“裂紋”、斑點(diǎn)等形式。在制造、處理或運(yùn)輸?shù)牟襟E中都可能將缺陷帶入掩模中。因此，在制造后必須檢查掩模的缺陷并在此后例行地檢查。根據(jù)所公開的技術(shù)的一方面，通過檢查它的目標(biāo)圖像來檢查掩模。
目標(biāo)圖像單元132和缺陷138由矩形窗140包圍。垂直對稱線142將窗140劃分為左窗部分144和右窗部分146。左窗部分144和右窗部分146具有相等的面積。目標(biāo)圖像單元132相對于對稱線142對稱。對稱線142將目標(biāo)圖像單元132劃分為左單元部分148和右單元部分150。缺陷138位于右窗部分146中。
數(shù)據(jù)庫圖像100的窗110(附圖1)相應(yīng)于在目標(biāo)圖像130中的窗140。因此，窗140的大小和位置可以從在數(shù)據(jù)庫圖像100中的窗110(附圖1)中導(dǎo)出。由于窗110相對于對稱線112對稱，因此窗140也是對稱的，但是卻相對于對稱線142對稱，以上假設(shè)在其中不存在缺陷。
進(jìn)一步參考附圖3A、3B和3C。附圖3A所示為左窗部分144(附圖2)的示意性說明，包括左單元部分148。附圖3B所示為根據(jù)所公開的技術(shù)的實(shí)施例構(gòu)造的翻轉(zhuǎn)圖像的示意性說明，以參考標(biāo)記146F總體地表示，它是右窗部分146(附圖2)的翻轉(zhuǎn)形式。附圖3C所示為根據(jù)所公開的技術(shù)構(gòu)造的差值圖像的示意性說明，以參考標(biāo)號(hào)160總體地表示。
參考附圖3B，通過水平翻轉(zhuǎn)右窗部分146(即繞它的軸線142旋轉(zhuǎn))形成翻轉(zhuǎn)圖像146F。翻轉(zhuǎn)圖像146F包括翻轉(zhuǎn)的右單元部分150F和翻轉(zhuǎn)的缺陷138F。翻轉(zhuǎn)的右單元部分150F和翻轉(zhuǎn)的缺陷138F分別是右單元部分150和缺陷138(附圖2)的水平翻轉(zhuǎn)形式。
注意，根據(jù)所公開的技術(shù)的缺陷檢測步驟以計(jì)算機(jī)化的方式以數(shù)學(xué)方法執(zhí)行處理(即，翻轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)、放大等)。因此，檢測步驟產(chǎn)生了計(jì)算機(jī)化的處理圖像，而不產(chǎn)生實(shí)際的處理圖像?？商鎿Q的是，檢測步驟可以存取通過處理函數(shù)要處理的圖像(例如，其中水平翻轉(zhuǎn)表示為f(x，y)＝(-x，y)，這里(x，y)定義在要翻轉(zhuǎn)的圖像中的每個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，以Y軸定義對稱線)。例如，該步驟可以使用右窗部分146(附圖2)的數(shù)據(jù)存取翻轉(zhuǎn)的圖像146F。然而，處理的圖像可以在顯示器上提供給用戶。
參考附圖3C，差值圖像160包括檢測區(qū)162和空白區(qū)164?？瞻讌^(qū)164在差值圖像160中具有分別與在左窗部分144(附圖3A)和在翻轉(zhuǎn)的圖像146F中的左單元部分148(附圖3A)和翻轉(zhuǎn)的右單元部分150F(附圖3B)相同的幾何軌跡?？瞻讌^(qū)164具有零強(qiáng)度。缺陷區(qū)162與在翻轉(zhuǎn)圖像146F中的翻轉(zhuǎn)缺陷138F具有差值圖像160相同的幾何軌跡。缺陷區(qū)162具有非零的強(qiáng)度。
差值圖像160通過在翻轉(zhuǎn)的圖像146F(附圖3B)和左窗部分144(附圖3A)之間執(zhí)行減法操作形成。在兩個(gè)圖像之間的減法操作包括從第二圖像的相應(yīng)的像素中減去第一圖像的每個(gè)像素的強(qiáng)度值。從數(shù)學(xué)方面講，減法操作的簡單形式是Is(x，y)＝I2(x，y)-I1(x，y)，其中x和y指示所選擇的像素的坐標(biāo)，I1(x，y)、I2(x，y)、Is(x，y)分別指示第一圖像、第二圖像和差值圖像的強(qiáng)度值。注意，如上文關(guān)于處理的描述，數(shù)學(xué)地執(zhí)行減法操作，而不形成實(shí)際的差值圖像。在差值圖像160中，從在翻轉(zhuǎn)的圖像146F(附圖3B)中具有非零強(qiáng)度的翻轉(zhuǎn)缺陷138F中減去在左窗部分144(附圖3A)的零強(qiáng)度區(qū)(未示)，由此產(chǎn)生了在缺陷區(qū)162中的非零強(qiáng)度。從也具有非零強(qiáng)度的翻轉(zhuǎn)的右單元部分150F中減去具有非零強(qiáng)度的左單元部分148產(chǎn)生了在空白區(qū)164中的接近零的強(qiáng)度。
注意，在差值圖像中的像素的強(qiáng)度Is(x，y)一般為正、負(fù)或零。在本實(shí)例中，差值圖像160的強(qiáng)度值都是正或零。然而，如果翻轉(zhuǎn)的圖像146F(附圖3B)從左窗部分144(附圖3A)中減去，則差值圖像將包括負(fù)值。
為檢測缺陷，根據(jù)預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)檢查差值圖像160。在差值圖像160中存在具有非零強(qiáng)度的區(qū)域，則表示在翻轉(zhuǎn)的圖像146F(附圖3B)和左窗部分144(附圖3A)中的相應(yīng)的區(qū)域在它們的強(qiáng)度上不同。這個(gè)差值的存在可能是由于在右窗部分146中或在左窗部分144中的缺陷的緣故。因此，缺陷檢測的預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)例如可以是差值圖像160的重要部分具有非零強(qiáng)度，可替換地是差值圖像160的部分強(qiáng)度高于預(yù)定的正閾值水平或者低于負(fù)閾值水平，等。如果差值圖像符合預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)，則在左窗部分144和翻轉(zhuǎn)的圖像146F之間存在顯著的差別，這指示可能存在缺陷。因此，所公開的技術(shù)的方法得出的結(jié)論是在這些區(qū)域中的一個(gè)區(qū)域中存在缺陷。另外也可應(yīng)用其它的缺陷檢測步驟。
可替換的是，可以使用絕對減法操作，產(chǎn)生絕對差值圖像而不是差值圖像160。在兩個(gè)圖像之間的絕對減法操作包括獲取在每個(gè)像素的圖像強(qiáng)度值I之間的絕對差值。數(shù)學(xué)表達(dá)式|I1(x，y)-I2(x，y)|確定了這種絕對減法的簡單形式，其中x和y表示所選擇的像素的坐標(biāo)，I1(x，y)和I2(x，y)分別表示第一和第二圖像的強(qiáng)度值。例如，如果圖像為像素強(qiáng)度值為0和1的二進(jìn)制圖像，則絕對減法操作與XOR操作(即，XOR操作由1XOR0＝0 XOR1＝1；1XOR1＝0XOR0＝0)相同。注意，與普通的減法相反，絕對減法操作相對于操作數(shù)的順序?qū)ΨQ(即，在第一圖像和第二圖像之間的絕對減法的結(jié)果與在第二圖像和第一圖像之間的絕對減法的結(jié)果相同)。還應(yīng)該注意，絕對差值圖像包括零強(qiáng)度區(qū)和正強(qiáng)度區(qū)。因此，在絕對差值圖像中的缺陷檢測的標(biāo)準(zhǔn)例如可以是圖像的重要部分為正，可替換的是，圖像的某些部分的強(qiáng)度超過預(yù)定的正閾值水平等。例如，絕對差值的加權(quán)總和可用作缺陷檢測的標(biāo)準(zhǔn)。因此，給圖像的每個(gè)部分指定預(yù)定的權(quán)重。在每個(gè)部分的絕對差值乘以它的相應(yīng)的權(quán)重并將所得的乘積相加。將該總和與預(yù)定的閾值水平進(jìn)行比較以確定是否存在缺陷。
在本實(shí)例中，由于差值圖像160僅具有正和零強(qiáng)度，因此差值圖像和絕對差值圖像基本相同。然而，如果翻轉(zhuǎn)的圖像146F(附圖3B)從左窗部分144(附圖3A)中減去，則差值圖像包括負(fù)和零強(qiáng)度，同時(shí)絕對差值仍然包括正和零強(qiáng)度。
注意，在差值圖像160中以及在其它的差值圖像中和在下文示出的絕對差值圖像中，假設(shè)在目標(biāo)圖像中的非零強(qiáng)度的區(qū)域具有均勻或近似均勻的強(qiáng)度，因此減去非零強(qiáng)度將產(chǎn)生零或近似零強(qiáng)度。進(jìn)一步應(yīng)該注意的是，術(shù)語“近似零強(qiáng)度區(qū)域”、“零強(qiáng)度區(qū)域”和“空白區(qū)域”在此可互換地使用，意思都是“零或近似零強(qiáng)度區(qū)域”。
例如，均勻的非零強(qiáng)度的假設(shè)在二進(jìn)制圖像中是有效的，其中具有非零的強(qiáng)度的所有區(qū)域都具有完全相同的強(qiáng)度。這個(gè)假設(shè)在非二進(jìn)制圖像中也可能是有效的，其中所比較的非零區(qū)域是相同的目標(biāo)圖像單元的不同部分，或者不同的目標(biāo)圖像單元的區(qū)域。但該假設(shè)在邊緣附近可能是無效的，在邊緣中強(qiáng)度可能以連續(xù)的方式極大的變化。所公開的技術(shù)解決了這種通過應(yīng)用插值帶來的無效，這將結(jié)合附圖19、20和20B進(jìn)行描述。
根據(jù)所公開的技術(shù)的缺陷檢測解決了對稱性的不同類型，比如相對于水平、垂直或?qū)禽S線的軸向?qū)ΨQ、旋轉(zhuǎn)對稱及其組合等?，F(xiàn)在參考附圖4，附圖4所示為數(shù)據(jù)庫圖像的示意性說明，以參考標(biāo)號(hào)170總體地表示。數(shù)據(jù)庫圖像170表示壓印在物理目標(biāo)上的預(yù)定的電路圖形，其中該圖形包含具有旋轉(zhuǎn)對稱的單元和具有軸向旋轉(zhuǎn)對稱的單元。數(shù)據(jù)庫圖像170包括分布在其中的不同位置上的數(shù)據(jù)庫圖像單元172、176、178和180。數(shù)據(jù)庫圖像單元172、176、178和180分別由窗184、186、188和181包圍。
數(shù)據(jù)庫圖像單元178與數(shù)據(jù)庫圖像單元176相同，如果水平翻轉(zhuǎn)和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度β1，其中在本實(shí)例中，β1＝45度。數(shù)據(jù)庫圖像單元180相對于以183表示的與圖像紙面垂直的軸線旋轉(zhuǎn)對稱，即在圖像紙面中的數(shù)據(jù)庫圖像單元180繞軸線183旋轉(zhuǎn)γ1＝180度(順時(shí)針或逆時(shí)針)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫圖像單元180的原始和旋轉(zhuǎn)形式相同。注意，數(shù)據(jù)庫圖像單元180也具有軸向?qū)ΨQ，即與在圖像紙面中的軸線183交叉的任何分界線例如185將單元180分為兩半，由此每半與另一圖像相對于兩個(gè)豎直軸的兩次翻轉(zhuǎn)形式相同。數(shù)據(jù)庫圖像單元172包括矩形部分174、頂右角增強(qiáng)部分176、頂左角增強(qiáng)部分178、底左角增強(qiáng)部分180和底右角增強(qiáng)部分182。角增強(qiáng)部分176、178、180和182已經(jīng)增加到數(shù)據(jù)庫圖像單元172中以便校正可能發(fā)生在晶片的制造過程中的角落圓化現(xiàn)象。數(shù)據(jù)庫圖像單元172具有繞垂直于圖形紙面的以173指示的軸線旋轉(zhuǎn)對稱性，旋轉(zhuǎn)角度α1＝90度(順時(shí)針或逆時(shí)針)。注意，數(shù)據(jù)庫圖像單元172相對于垂直、水平和對角對稱線也具有軸向?qū)ΨQ性。
進(jìn)一步參考附圖5，附圖5為以190總體地表示的被檢查的目標(biāo)圖像的示意性說明。目標(biāo)圖像190包括目標(biāo)圖像單元192、196、198和199。目標(biāo)圖像單元192、196、198和199分別通過數(shù)據(jù)庫圖像單元172、176、178和180表示在數(shù)據(jù)庫圖像170(附圖4)中。目標(biāo)圖像190進(jìn)一步包括缺陷200。在本實(shí)例中，通過缺陷200界定的區(qū)域應(yīng)該已具有與目標(biāo)圖像單元198相同的特性。
目標(biāo)圖像單元192、196、198和199分別由窗204、206、208和211包圍。如果逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度α2，其中角度α2與附圖4的角度α1是相同的角度，目標(biāo)圖像單元194與目標(biāo)圖像單元192相同。根據(jù)數(shù)據(jù)庫圖像170(附圖4)的分析，如果水平翻轉(zhuǎn)和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度β2＝β1，目標(biāo)圖像單元198應(yīng)該與目標(biāo)圖像單元196相同。然而，在目標(biāo)圖像單元198和196之間的基于對稱的比較不應(yīng)該產(chǎn)生這種同一性，因?yàn)槟繕?biāo)圖像單元198包括缺陷200。目標(biāo)圖像199繞豎直軸193旋轉(zhuǎn)對稱，在旋轉(zhuǎn)角度γ2＝γ1時(shí)，與關(guān)于對數(shù)據(jù)庫圖像單元180繞軸線185的旋轉(zhuǎn)的解釋類似。
窗204、206、208和211分別通過窗184、186、188和181表示在數(shù)據(jù)庫圖像170(附圖4)中。因此，窗204、206、208和211的大小和位置可以分別從窗184、186、188和181的大小和位置中導(dǎo)出。
由于窗184以旋轉(zhuǎn)角度α1旋轉(zhuǎn)對稱，窗202和204以旋轉(zhuǎn)角度α2＝α1旋轉(zhuǎn)對稱，其中假設(shè)不存在缺陷的話。因此，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)窗184角度α2應(yīng)該導(dǎo)致在窗184的原始和旋轉(zhuǎn)形式之間的完全同一性。
由于窗186和188以旋轉(zhuǎn)角度β1軸向旋轉(zhuǎn)對稱，窗206和208以旋轉(zhuǎn)角度β2＝β1軸向旋轉(zhuǎn)對稱，其中假設(shè)不存在缺陷的話。因此順時(shí)針旋轉(zhuǎn)窗208角度β2，然后水平翻轉(zhuǎn)它，應(yīng)該形成與窗206相同的窗。由于窗181以旋轉(zhuǎn)角度γ1旋轉(zhuǎn)對稱，窗211以旋轉(zhuǎn)角度γ2＝γ1軸向旋轉(zhuǎn)對稱，假設(shè)不存在缺陷的話。因此，旋轉(zhuǎn)窗211角度γ2應(yīng)該導(dǎo)致在窗211的原始和旋轉(zhuǎn)形式之間的完全同一性。
進(jìn)一步參考附圖6A、6B和6C。附圖6A所示為包括目標(biāo)圖像單元192的窗204(附圖5)的示意性說明。附圖6B所示為根據(jù)所公開的技術(shù)的進(jìn)一步實(shí)施例構(gòu)造的以參考標(biāo)號(hào)204R總體表示的作為窗204(附圖5)的旋轉(zhuǎn)形式的旋轉(zhuǎn)圖像的示意性說明。附圖6C所示為根據(jù)所公開的技術(shù)的另一實(shí)施例構(gòu)造的以參考標(biāo)號(hào)210總體地表示的絕對差值圖像的示意性說明。
參考附圖6B，通過順時(shí)針旋轉(zhuǎn)窗204(附圖6)角度α2形成旋轉(zhuǎn)的圖像204R。旋轉(zhuǎn)的圖像204R包括旋轉(zhuǎn)的目標(biāo)圖像單元192R。旋轉(zhuǎn)的目標(biāo)圖像單元192R是目標(biāo)圖像單元192(附圖6A)的旋轉(zhuǎn)形式。
參考附圖6C，通過在窗204(附圖6A)和旋轉(zhuǎn)的圖像204R(附圖6B)之間的絕對減法形成絕對差值圖像210。絕對差值圖像210包括空白區(qū)212。
空白區(qū)212、目標(biāo)圖像單元192和旋轉(zhuǎn)的目標(biāo)圖像單元192R在絕對差值圖像210中、在窗204中和在旋轉(zhuǎn)的圖像204R中分別具有相同幾何軌跡。目標(biāo)圖像單元192和旋轉(zhuǎn)的目標(biāo)圖像單元192R具有非零強(qiáng)度。因此，空白區(qū)212在絕對差值圖像210中具有零強(qiáng)度。為確定是否存在缺陷，以與附圖3的差值圖像160類似的步驟檢查絕對差值圖像210。
進(jìn)一步參考附圖7A、7B和7C。附圖7A所示為窗206(附圖5)的示意性說明，它包括目標(biāo)圖像單元196。附圖7B所示為根據(jù)所公開的技術(shù)的進(jìn)一步實(shí)施例構(gòu)造的以參考標(biāo)號(hào)208RF總體地表示的處理的圖像的示意性說明，它是窗208(附圖5)的被處理形式。附圖7C所示為根據(jù)所公開的技術(shù)的另一實(shí)施例構(gòu)造的以參考標(biāo)號(hào)220總體地表示的絕對差值圖像的示意性說明。
參考附圖7B，通過順時(shí)針旋轉(zhuǎn)窗208(附圖5)角度β2然后水平地翻轉(zhuǎn)它形成經(jīng)處理的圖像208RF。經(jīng)處理的圖像208RF包括經(jīng)處理的目標(biāo)圖像單元198RF。經(jīng)處理的目標(biāo)圖像單元198RF是目標(biāo)圖像單元198(附圖5)的旋轉(zhuǎn)和翻轉(zhuǎn)形式。經(jīng)處理的圖像208RF進(jìn)一步包括經(jīng)處理的缺陷200RF。經(jīng)處理的缺陷200RF是缺陷200(附圖5)的旋轉(zhuǎn)和翻轉(zhuǎn)表示。
參考附圖7C，通過在窗206(附圖7A)和經(jīng)處理的圖像208RF(附圖7B)之間的絕對減法形成絕對差值圖像220。絕對差值圖像220包括空白區(qū)224和缺陷區(qū)222。
空白區(qū)224在窗220中具有與在經(jīng)處理的窗208RF中的經(jīng)處理的目標(biāo)圖像單元198RF相同幾何軌跡。在窗220中的空白區(qū)224的幾何軌跡包括在窗206中的目標(biāo)圖像單元196的幾何軌跡中。目標(biāo)圖像單元196和經(jīng)處理的目標(biāo)圖像單元198RF具有非零強(qiáng)度。因此，空白區(qū)224具有零強(qiáng)度。
缺陷區(qū)222在窗220中具有與在經(jīng)處理的圖像208RF中的經(jīng)處理的缺陷200RF相同幾何軌跡。在絕對差值圖像220中的缺陷區(qū)224的幾何軌跡包含在窗206中的目標(biāo)圖像單元196的幾何軌跡中。目標(biāo)圖像單元196具有非零強(qiáng)度。經(jīng)處理的缺陷200RF具有零強(qiáng)度。因此，缺陷區(qū)224具有非零強(qiáng)度。
因此以與附圖3對差值圖像160應(yīng)用的類似步驟檢查絕對差值圖像220以確定是否存在缺陷。
根據(jù)所公開的技術(shù)的另一方面，基于對稱性的缺陷檢測步驟應(yīng)用于組合層，這種組合層一起具有對稱性，但不必分別具有對稱性?，F(xiàn)在參考附圖8A、8B和8C。附圖8A所示為以參考標(biāo)號(hào)230總體地表示的底層數(shù)據(jù)庫圖像窗的示意性說明。附圖8B所示為以參考標(biāo)號(hào)240總體地表示的頂層數(shù)據(jù)庫圖像的示意性說明。附圖8C所示為以參考標(biāo)號(hào)250總體地表示的綜合的數(shù)據(jù)庫圖像的示意性說明。
參考附圖8A，底層數(shù)據(jù)庫圖像230表示要壓印到兩層的目標(biāo)的底層上的預(yù)定的電路圖形。底層數(shù)據(jù)庫圖像230包括分布在其中的不同位置上的數(shù)據(jù)庫圖像單元232和234。
參考附圖8B，頂層數(shù)據(jù)庫圖像240表示在已經(jīng)壓印的底層的頂上作為兩層的目標(biāo)中的頂層壓印的預(yù)定的電路圖形。頂層數(shù)據(jù)庫圖像240包括數(shù)據(jù)庫圖像單元242。
參考附圖8C，綜合的數(shù)據(jù)庫圖像250表示由底層數(shù)據(jù)庫圖像230(附圖8A)和頂層數(shù)據(jù)庫圖像240(附圖8B)形成的圖像。綜合的數(shù)據(jù)庫圖像250包括數(shù)據(jù)庫圖像單元232和242。在目標(biāo)圖像單元242內(nèi)的區(qū)域262與在底層數(shù)據(jù)庫圖像230(附圖8A)中的圖像單元234具有相同的幾何軌跡。注意，區(qū)域262不出現(xiàn)在實(shí)際的數(shù)據(jù)庫圖像中，因?yàn)閿?shù)據(jù)庫圖像單元242隱藏了數(shù)據(jù)庫圖像單元234。
水平對稱線256將綜合的數(shù)據(jù)庫圖像250劃分為具有相等的面積的上數(shù)據(jù)庫圖像部分252和下數(shù)據(jù)庫圖像部分254。綜合的數(shù)據(jù)庫圖像250相對于對稱線256對稱。
進(jìn)一步參考附圖9，附圖9所示為以參考標(biāo)號(hào)270總體地表示的代表兩層物理目標(biāo)的目標(biāo)圖像的示意性說明。目標(biāo)圖像270包括分布在其中的不同位置上的目標(biāo)圖像單元272和274。目標(biāo)圖像單元272和274分別通過目標(biāo)圖像單元232和242表示在綜合的數(shù)據(jù)庫圖像250(附圖8C)中。目標(biāo)圖像270進(jìn)一步包括缺陷276，它是目標(biāo)圖像單元272的裂紋。在本實(shí)例中，通過缺陷276界定的面積應(yīng)該與目標(biāo)圖像單元198具有相同的特性。缺陷276將目標(biāo)圖像單元272劃分為第一目標(biāo)圖像單元部分278和第二目標(biāo)圖像單元部分280。
區(qū)域288指示在目標(biāo)圖像單元部分280中。區(qū)域288是通過在附圖8A的底層數(shù)據(jù)庫圖像230中的圖像單元234表示的目標(biāo)圖像單元的幾何軌跡。注意，區(qū)域288沒有出現(xiàn)在實(shí)際的目標(biāo)圖像中，因?yàn)槟繕?biāo)圖像單元272的目標(biāo)圖像單元部分280隱藏了在區(qū)域288中的目標(biāo)圖像單元。
水平對稱線286將目標(biāo)圖像270劃分為具有相等的面積的上目標(biāo)圖像部分282和下目標(biāo)圖像窗284。上目標(biāo)圖像部分282和下目標(biāo)圖像窗284分別通過在綜合的數(shù)據(jù)庫圖像250(附圖8C)中的上數(shù)據(jù)庫圖像部分252和下數(shù)據(jù)庫圖像部分254表示。因此，上目標(biāo)圖像部分282和下目標(biāo)圖像窗284的大小和位置分別從上數(shù)據(jù)庫圖像部分252和下數(shù)據(jù)庫圖像部分254的大小和位置中導(dǎo)出。因?yàn)榫C合的數(shù)據(jù)庫圖像250相對于對稱線256對稱，因此目標(biāo)圖像270相對于對稱線286應(yīng)該對稱，其中假設(shè)不存在缺陷的話。
進(jìn)一步參考附圖10A、10B和10C。附圖10A所示為包括目標(biāo)圖像單元274(附圖9)的下目標(biāo)圖像窗284的示意性說明。附圖10B所示為根據(jù)所公開的技術(shù)的進(jìn)一步實(shí)施例構(gòu)造的以參考標(biāo)號(hào)282F總體地表示的翻轉(zhuǎn)的圖像的示意性說明，它是上目標(biāo)圖像窗282(附圖9)的翻轉(zhuǎn)形式。附圖10C所示為根據(jù)所公開的技術(shù)的另一實(shí)施例構(gòu)造的以參考標(biāo)號(hào)290總體地表示的絕對差值圖像的示意性說明。
參考附圖10B，通過垂直地翻轉(zhuǎn)目標(biāo)圖像部分282(附圖8C)形成翻轉(zhuǎn)的圖像282F。翻轉(zhuǎn)的圖像282F包括翻轉(zhuǎn)的目標(biāo)圖像單元272F。翻轉(zhuǎn)的目標(biāo)圖像單元272F是目標(biāo)圖像單元272(附圖8C)的翻轉(zhuǎn)形式。翻轉(zhuǎn)的圖像282F進(jìn)一步包括翻轉(zhuǎn)的缺陷276F。翻轉(zhuǎn)的缺陷是缺陷276(附圖8C)的翻轉(zhuǎn)形式。翻轉(zhuǎn)的缺陷276F將翻轉(zhuǎn)的目標(biāo)圖像單元272F劃分為翻轉(zhuǎn)的目標(biāo)圖像單元278F和280F，它們分別是目標(biāo)圖像單元部分278和280(附圖8C)的翻轉(zhuǎn)形式。
參考附圖10C，通過在目標(biāo)圖像窗284(圖10A)和翻轉(zhuǎn)的圖像282F(附圖10B)之間執(zhí)行絕對減法形成絕對差值圖像290。絕對差值圖像290包括空白區(qū)292和294和缺陷區(qū)296?？瞻讌^(qū)292和294在絕對差值圖像290中分別具有與在翻轉(zhuǎn)圖像282F中的翻轉(zhuǎn)部分278F和280F相同的幾何軌跡。空白區(qū)292和294的幾何軌跡包含在目標(biāo)圖像窗284(附圖10A)中的目標(biāo)圖像單元274的幾何軌跡中。翻轉(zhuǎn)的目標(biāo)圖像單元部分278F和274F和目標(biāo)圖像單元274具有非零強(qiáng)度。因此，空白區(qū)292和294具有零強(qiáng)度。缺陷區(qū)296與在翻轉(zhuǎn)圖像282F(附圖10B)中的翻轉(zhuǎn)缺陷276F具有相同的幾何軌跡。缺陷區(qū)296包含在目標(biāo)圖像窗284中的目標(biāo)圖像單元274的幾何軌跡中。翻轉(zhuǎn)的缺陷276F具有零強(qiáng)度。目標(biāo)圖像單元274具有非零強(qiáng)度。因此，缺陷區(qū)296在絕對差值圖像290中具有非零強(qiáng)度。以與在附圖3的差值圖像160中應(yīng)用的步驟類似的步驟檢查絕對差值圖像290以確定是否存在缺陷。
現(xiàn)在參考附圖11，它是根據(jù)所公開的技術(shù)的進(jìn)一步實(shí)施例中的操作構(gòu)造的以參考標(biāo)號(hào)300總體地表示的缺陷檢測系統(tǒng)的示意性說明。系統(tǒng)300包括數(shù)據(jù)庫302、圖像掃描器304、存儲(chǔ)單元306、處理器308和人機(jī)界面310。
處理器308與人機(jī)界面310連接，并具有存儲(chǔ)單元306和數(shù)據(jù)庫302。圖像掃描器304與存儲(chǔ)單元306和物理目標(biāo)312耦合。被檢查的物理目標(biāo)312可以是光掩模、標(biāo)線模具、織物等。
數(shù)據(jù)庫302包含已經(jīng)壓印在被檢查的物理目標(biāo)312上的數(shù)據(jù)庫圖像的圖像數(shù)據(jù)。處理器308從數(shù)據(jù)庫302中下載數(shù)據(jù)庫圖像并分析它以確定它的對稱特性。注意，分析結(jié)果可以存儲(chǔ)在與原始數(shù)據(jù)庫圖像關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫302中。
圖像掃描器304光學(xué)掃描物理目標(biāo)312，形成相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫圖像并將目標(biāo)圖像存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元306中。處理器308根據(jù)數(shù)據(jù)庫圖像的對稱性分析將缺陷分析步驟應(yīng)用到存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元306中的目標(biāo)圖像中。缺陷分析步驟包括幾個(gè)階段，比如使目標(biāo)圖像和數(shù)據(jù)庫圖像對準(zhǔn)、定位具有對稱性的區(qū)域并確定這些區(qū)域是否具有該對稱性，由此指示可能的缺陷。
進(jìn)一步參考附圖12，附圖12所示為根據(jù)所公開的技術(shù)的另一實(shí)施例操作的附圖11的操作系統(tǒng)300的方法的示意性說明。在步驟320中，分析數(shù)據(jù)庫圖像，由此識(shí)別其中的對稱窗。對稱的數(shù)據(jù)庫圖像窗是具有各種類型的對稱性的窗或其組合，可以是單獨(dú)的窗或被認(rèn)為是一組窗。例如，參考附圖1和4，數(shù)據(jù)庫圖像窗140(附圖1)單獨(dú)具有軸向?qū)ΨQ性，而窗186和188(附圖4)在被看作一對窗時(shí)具有軸向旋轉(zhuǎn)對稱性。在附圖5中所示窗181的實(shí)例包含繞軸線183的180度的旋轉(zhuǎn)對稱性。應(yīng)該理解的是旋轉(zhuǎn)對稱性一般不局限于90或180度，在其它的情況下可能涉及要求非矩形對稱的區(qū)或窗的對稱性。也要注意，對稱性僅涉及目標(biāo)圖像的部分，因此目標(biāo)圖像的其余部分不因?qū)ΨQ性請求而被處理。例如，在單元的形狀是圓形的情況下，存在無窮多個(gè)旋轉(zhuǎn)對稱。類似地，大約N個(gè)正多邊形界定了N-1個(gè)不同的旋轉(zhuǎn)對稱，每個(gè)間隔360/N度。
在附圖11所示的實(shí)例中，處理器308從數(shù)據(jù)庫302中接收數(shù)據(jù)庫圖像并識(shí)別其中的對稱窗，使用在本領(lǐng)域中公知的方法識(shí)別圖像的對稱性。處理器308將所檢測的對稱窗的坐標(biāo)和與其對稱特性相關(guān)的其它的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元306中?？商鎿Q地，數(shù)據(jù)庫302可以已經(jīng)包含在對稱數(shù)據(jù)(即對稱單元或區(qū)域的坐標(biāo)和對稱特性)。在這種情況下，處理器308從數(shù)據(jù)庫302中下載對稱性數(shù)據(jù)。
在步驟322中，掃描物理目標(biāo)，由此形成目標(biāo)圖像。在附圖11所示的實(shí)例中，圖像掃描器304光學(xué)地掃描物理目標(biāo)312。系統(tǒng)300將所采集的目標(biāo)圖像存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元306中。目標(biāo)圖像可以是根據(jù)各種圖像壓縮格式中的任何格式壓縮的彩色位圖、灰度位圖、二進(jìn)制位圖等。
在步驟324中，根據(jù)對稱數(shù)據(jù)庫圖像窗在目標(biāo)圖像中識(shí)別理論上對稱的窗。理論上對稱的窗的坐標(biāo)從它們的相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫圖像對稱窗的坐標(biāo)中確定。在附圖1和2中所示的實(shí)例中，目標(biāo)圖像窗140識(shí)別為理論上對稱的窗，它的坐標(biāo)從數(shù)據(jù)庫圖像窗110的坐標(biāo)中導(dǎo)出。
在步驟326中，根據(jù)它們的預(yù)期對稱性分析被檢測的理論上對稱的窗。在附圖2、3A、3B和3C所示的實(shí)例中，通過形成差值圖像160(附圖3C)并檢測其中的非零區(qū)分析窗140(附圖2)。
在步驟328中，根據(jù)與預(yù)期的對稱性的偏差確定缺陷的存在。將分析形式步驟326的結(jié)果與預(yù)定的閾值或閾值進(jìn)行比較。如果與預(yù)期的對稱性的偏差超過預(yù)定的閾值，則缺陷檢測系統(tǒng)報(bào)告被懷疑的缺陷。另外，該系統(tǒng)可能進(jìn)行到其它的缺陷檢測方法或其它的對稱窗。
注意，在附圖12所示的方法可以重復(fù)不止一次，它的步驟可以重復(fù)或以不同的順序執(zhí)行或并行地執(zhí)行。例如，參考附圖11，圖像掃描器300可以動(dòng)態(tài)地檢查物理目標(biāo)312(即在存儲(chǔ)單元306和處理器308沒有存儲(chǔ)并分析整個(gè)數(shù)據(jù)庫圖像和目標(biāo)圖像所要求的存儲(chǔ)器空間或處理能力的情況下)。因此，在該步驟的每個(gè)階段中，圖像掃描器304掃描物理目標(biāo)312的一部分并將所掃描的圖像部分作為目標(biāo)圖像存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元306中。處理器308從數(shù)據(jù)庫302中下載相應(yīng)的圖像部分作為數(shù)據(jù)庫圖像。處理器308對存儲(chǔ)的目標(biāo)圖像執(zhí)行檢查。圖像掃描器304然后進(jìn)行到掃描物理目標(biāo)312的另一部分。
根據(jù)所公開的技術(shù)的另一方面，使用對稱的數(shù)據(jù)庫圖像單元識(shí)別對稱的數(shù)據(jù)庫圖像窗。因此，首先識(shí)別對稱的數(shù)據(jù)庫圖像單元，然后根據(jù)這些對稱的數(shù)據(jù)庫圖像單元識(shí)別對稱窗。
現(xiàn)在參考附圖13，它是根據(jù)所公開的技術(shù)的進(jìn)一步實(shí)施例的附圖12的方法的步驟320的詳細(xì)說明。注意，下文在檢測單個(gè)數(shù)據(jù)庫圖像單元的對稱性的情況下討論附圖13的方法，但參考檢測數(shù)據(jù)庫圖像單元組的對稱性可以應(yīng)用類似的方法。因此，在作為一組時(shí)具有對稱性的數(shù)據(jù)庫圖像單元組首先被識(shí)別，然后從其中導(dǎo)出相應(yīng)的對稱窗組。此外，單個(gè)的單元和單元組的對稱性檢測方法的組合也可以應(yīng)用。
下文在像素映射的數(shù)據(jù)庫圖像的情況下討論附圖13的方法。像素映射圖像是通過二維像素陣列和它們相應(yīng)的視覺特性(例如強(qiáng)度值、色度值等)表示的圖像，比如灰度圖、二進(jìn)制位圖、彩色圖等。為了說明的目的，在所公開的技術(shù)的情況中所討論的圖像是單色的(即灰度或二進(jìn)制像素圖)。然而，注意，數(shù)據(jù)庫圖像可以以各種格式存儲(chǔ)。例如，數(shù)據(jù)庫圖像可以作為單元圖存儲(chǔ)，包括單元列表、它們的坐標(biāo)和它們的特性。進(jìn)一步還要注意，附圖13的方法和它們的步驟進(jìn)一步可以包括附加的步驟比如平滑數(shù)據(jù)庫圖像以減小噪聲、將數(shù)據(jù)庫圖像轉(zhuǎn)換為不同的格式(例如轉(zhuǎn)換為像素、掃描線符或矢量表示，改變分辨率、強(qiáng)度頻譜、像素大小或色彩表示)等。附圖13所示的方法及其步驟可以重復(fù)不止一次，并且它的步驟可以以不同的順序執(zhí)行或并行執(zhí)行。
在步驟330中，識(shí)別數(shù)據(jù)庫圖像單元。使用在本領(lǐng)域中公知的用于識(shí)別在像素圖形中的圖像單元的方法識(shí)別該單元。例如，可以將在數(shù)據(jù)庫圖像中的接近的形狀或連續(xù)強(qiáng)度的區(qū)域識(shí)別為數(shù)據(jù)庫圖像單元。
在步驟332中，確定數(shù)據(jù)庫圖像單元的對稱特性和尺寸。使用該對稱性檢測的方法測試單元以確定所顯示的對稱性類型(例如水平、垂直、旋轉(zhuǎn)對稱或其組合)和與其關(guān)聯(lián)的參數(shù)(例如對稱線的坐標(biāo)或旋轉(zhuǎn)角度)。注意，已知數(shù)據(jù)庫圖像單元的尺寸，由此僅確定了它的對稱特性?？商鎿Q的是，已知單元的對稱特性，在這種情況下僅確定了它的尺寸。進(jìn)一步注意，步驟332可以進(jìn)一步包括確定數(shù)據(jù)庫圖像單元的其它的特性，比如色彩表示和強(qiáng)度頻譜。
在步驟334中，識(shí)別數(shù)據(jù)庫圖像單元的相應(yīng)的對稱的數(shù)據(jù)庫圖像窗。對稱的數(shù)據(jù)庫圖像窗包括至少一部分?jǐn)?shù)據(jù)庫圖像單元和與其相鄰的區(qū)域，并具有與相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫圖像單元相同的對稱特性。注意，僅對具有某些類型的對稱性的那些單元要求步驟334。
根據(jù)數(shù)據(jù)庫圖像單元的坐標(biāo)和特性以及根據(jù)預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)確定對稱的數(shù)據(jù)庫圖像窗的坐標(biāo)。例如，可以將對稱的數(shù)據(jù)庫圖像窗確定為包圍該數(shù)據(jù)庫圖像單元并具有所檢測的對稱特性的最大可能的窗。
現(xiàn)在參考附圖14，它是根據(jù)所公開的技術(shù)的另一實(shí)施例的附圖12的方法的步驟326的詳細(xì)說明。注意，附圖14的步驟重復(fù)多次，對每個(gè)理論上對稱的窗或窗組重復(fù)一次。進(jìn)一步注意，在分別具有對稱性的數(shù)據(jù)庫圖像窗和它們相應(yīng)的理論上對稱的窗的情況下討論附圖14的步驟。注意，可以應(yīng)用類似的步驟測試在窗組中的對稱性。
在步驟350中，理論對稱地類似的窗和與其相關(guān)的處理可以從理論上對稱的窗中識(shí)別。在附圖2所闡述的實(shí)例中，左窗部分144和右窗部分146識(shí)別為理論對稱地類似的區(qū)域，與其關(guān)聯(lián)的處理識(shí)別為水平翻轉(zhuǎn)。在附圖5所闡述的實(shí)例中，根據(jù)將其識(shí)別為旋轉(zhuǎn)180度的處理，將目標(biāo)圖像窗211識(shí)別為相對它自己具有對稱類似性。
在步驟352中，處理至少一個(gè)理論上對稱地類似的窗，由此形成了理論上相同的窗。根據(jù)與它的預(yù)期的相似性關(guān)聯(lián)的處理來處理理論上對稱地類似的窗。在附圖2、3A和3B中闡述的實(shí)例中，在理論上相同的圖像的左窗部分144的圖像和翻轉(zhuǎn)的圖像146F都從在理論上對稱地類似的區(qū)域的窗部分144和146中形成。
在步驟354中，將理論上相同的窗進(jìn)行比較，由此形成比較結(jié)果。比較結(jié)果指示理論上對稱地相同的窗與其實(shí)際相同的程度。因此，比較結(jié)果指示理論上對稱的窗與其在多大程度上實(shí)際對稱。參考附圖3A、3B和3C，差值圖像160從理論上相同的圖像144和146中形成，并檢測在其中的非零區(qū)域的存在。
注意步驟352和354可以并入在單個(gè)的步驟中，其中數(shù)學(xué)地執(zhí)行處理，并在理論上對稱地類似的窗的相應(yīng)的像素之間直接進(jìn)行比較而不形成理論上相同的窗。
根據(jù)所公開的技術(shù)的另一方面，在優(yōu)化的過程中在目標(biāo)圖像中識(shí)別理論上對稱的窗和相應(yīng)的理論上對稱地類似的窗。該過程包含查找近似理論上對稱的窗的目標(biāo)圖像窗，并細(xì)化這種近似。優(yōu)化過程產(chǎn)生最佳的對稱性測試窗，然后將其識(shí)別為理論上對稱的窗。在后面的實(shí)例中，優(yōu)化過程僅確定理論上對稱的窗的坐標(biāo)。然而，注意可以確定理論上對稱的窗的其它特性。例如，與理論上對稱的窗相應(yīng)的理論上對稱地類似的窗的坐標(biāo)可以以類似的優(yōu)化過程確定。
現(xiàn)在參考附圖15A、15B、15C、15D、15E、15F、15G和15H。附圖15A是從附圖2的目標(biāo)圖像130中獲取的以參考標(biāo)號(hào)360總體地表示的區(qū)域的示意性說明，它包括對稱性測試窗362。附圖15B是根據(jù)對稱性測試窗362(附圖15A)形成的以參考標(biāo)號(hào)370總體地表示的絕對差值圖像的示意性說明。附圖15C是包括對稱性測試窗380的區(qū)域360(附圖15A)的示意性說明。附圖15D是根據(jù)對稱性測試窗380(附圖15C)形成的以參考標(biāo)號(hào)390總體地表示的絕對差值圖像的示意性說明。附圖15E是包括對稱性測試窗400的區(qū)域360(附圖15A)的示意性說明。附圖15F是根據(jù)對稱性測試窗400(附圖15E)形成的以參考標(biāo)號(hào)410總體地表示的絕對差值圖像的示意性說明。附圖15G是包括對稱性測試窗420的區(qū)域360(附圖15A)的示意性說明。附圖15H是根據(jù)對稱性測試窗420(附圖15G)形成的以參考標(biāo)號(hào)425總體地表示的絕對差值圖像的示意性說明。附圖15I是包括對稱性測試窗430的并具有最佳實(shí)現(xiàn)的對稱性的區(qū)域360(附圖15A)的示意性說明。附圖15J是根據(jù)對稱性測試窗430(附圖15I)形成的以參考標(biāo)號(hào)435總體地表示的絕對差值圖像的示意性說明。
參考附圖15A，區(qū)域360包括目標(biāo)圖像單元132、缺陷138(附圖2)和對稱性測試窗362。對稱性測試窗362用于水平對稱性測試。目標(biāo)圖像單元132相對于對稱線142(附圖2)對稱。對稱線368將對稱性測試窗362劃分為左窗部分364和右對稱窗366。左右窗部分364和366具有相等的面積。對稱線368從對稱線142顯著地偏移到左邊，因此，對稱性測試窗362相對于對稱線368不對稱。
參考附圖15B，以如在附圖3A、3B和3C中所示的步驟類似的步驟，通過在右窗部分366(附圖15A)和左窗部分364的水平翻轉(zhuǎn)形式(未示)之間執(zhí)行絕對減法操作形成絕對差值圖像370。絕對差值圖像370包括非零區(qū)372。參考附圖15A，非零區(qū)372在絕對差值圖像370中的幾何軌跡包括在右窗部分366中的目標(biāo)圖像單元132的幾何軌跡中。因?yàn)樵谧蟠安糠?64的翻轉(zhuǎn)形式中的相應(yīng)的區(qū)域具有零強(qiáng)度，因此非零區(qū)域372具有非零強(qiáng)度，表示在對稱性測試窗362中的非對稱性。
參考附圖15C，區(qū)域360包括目標(biāo)圖像單元132、缺陷138(附圖2)和對稱性測試窗380。對稱性測試窗380相對于在區(qū)域360中的對稱性測試窗362(附圖15A)向右偏移一個(gè)長度單元。例如，長度單元可以是單個(gè)像素的長度。
對稱性測試窗380用于水平對稱性測試。對稱線386將對稱性測試窗380劃分為具有相等的面積的左窗部分382和右對稱窗384。對稱線368從對稱線142稍稍地偏移到左邊。
參考附圖15D，通過在右窗部分384(附圖15A)和左窗部分382(圖15A)的水平翻轉(zhuǎn)形式(未示)之間執(zhí)行絕對減法操作形成絕對差值圖像390。絕對差值圖像390包括非零區(qū)392、394和缺陷區(qū)396。非零區(qū)392和394和缺陷區(qū)396具有非零強(qiáng)度。參考附圖15C，非零區(qū)392和394在絕對差值圖像390中具有與在右窗部分384中的圖像單元132一部分相同的幾何軌跡。因?yàn)樵谧蟠安糠?82的水平翻轉(zhuǎn)形式中的相應(yīng)的區(qū)域具有零強(qiáng)度，因此區(qū)域392和394具有非零強(qiáng)度。缺陷396在絕對差值圖像390中與在右窗部分384中的缺陷138具有相同的幾何軌跡。因?yàn)樵谧蟠安糠?82的水平翻轉(zhuǎn)形式中的相應(yīng)的區(qū)域具有零強(qiáng)度，因此區(qū)域396具有非零強(qiáng)度。
在絕對差值圖像390中的非零區(qū)392和394和缺陷區(qū)396的存在指示在對稱性測試窗380中的非對稱性。然而，在絕對差值圖像390中的非零區(qū)392和394和缺陷區(qū)396的組合的面積顯著地小于在絕對差值圖像370(附圖15B)中的非零區(qū)372的面積。這表明對稱性測試窗380比對稱性測試窗362(附圖15A)顯著地接近水平對稱。
參考附圖15E，區(qū)域360包括目標(biāo)圖像單元132、缺陷138(附圖2)和對稱性測試窗400。對稱性測試窗400在區(qū)域360相對于對稱性測試窗380(附圖15C)朝右偏移一個(gè)長度單元。對稱性測試窗400用于水平對稱性測試。對稱線406將對稱性測試窗400劃分為具有相等的面積的左窗部分402和右對稱窗404。對稱線406從對稱線142稍稍地偏移到右邊。
參考附圖15F，通過在右窗部分404(附圖15A)和左窗部分402(圖15A)的水平翻轉(zhuǎn)形式(未示)之間執(zhí)行絕對減法操作形成絕對差值圖像410。絕對差值圖像410包括非零區(qū)412、414、非零缺陷區(qū)416和空白缺陷區(qū)418。參考附圖15E，非零區(qū)412和414的幾何軌跡包括在左窗部分402中的目標(biāo)圖像單元132的幾何軌跡中。在右窗部分404中的相應(yīng)區(qū)域具有零強(qiáng)度，因此區(qū)域412和414具有非零強(qiáng)度。非零缺陷區(qū)416的幾何軌跡包括在右窗部分404中的缺陷138的幾何軌跡中。在左窗部分402中的相應(yīng)區(qū)域具有零強(qiáng)度，因此非零缺陷區(qū)具有非零強(qiáng)度?？瞻兹毕輩^(qū)的幾何軌跡包括在目標(biāo)圖像單元132的幾何軌跡中，但也包括在右窗部分404的缺陷138的幾何軌跡中，因此空白缺陷區(qū)418具有零強(qiáng)度。
在絕對差值圖像410中的非零區(qū)412、414和416的存在表示對稱性測試窗400中的非對稱性。非零區(qū)412的組合的面積大于在絕對差值圖像390(附圖15D)中的非零區(qū)392、394和396的組合的面積。這表明對稱性測試窗380比對稱性測試窗400(附圖15C)更接近水平對稱。
參考附圖15G，區(qū)域360包括目標(biāo)圖像單元132、缺陷138(附圖2)和對稱性測試窗420。對稱性測試窗420在區(qū)域360相對于對稱性測試窗400(附圖15E)朝右偏移一個(gè)長度單元。對稱性測試窗420用于水平對稱性測試。對稱線423將對稱性測試窗420劃分為左窗部分421和右對稱窗422。左右窗部分421和422具有相等的面積。對稱線423從對稱線顯著地偏移到右邊。
參考附圖15H，通過在右窗部分422(附圖15G)和左窗部分421(圖15G)的水平翻轉(zhuǎn)形式(未示)之間執(zhí)行絕對減法操作形成絕對差值圖像425。絕對差值圖像425包括非零區(qū)426、非零缺陷區(qū)427和空白缺陷區(qū)428。參考附圖15G，非零區(qū)428的幾何軌跡包括在窗部分421的翻轉(zhuǎn)形式中的目標(biāo)圖像單元132的幾何軌跡中。在右窗部分422中的相應(yīng)區(qū)域具有零強(qiáng)度，因此非零區(qū)域426具有非零強(qiáng)度。非零缺陷區(qū)的幾何軌跡包括在右窗部分422中的缺陷138的幾何軌跡中。在左窗部分中的相應(yīng)區(qū)域具有零強(qiáng)度，因此非零缺陷區(qū)427具有非零強(qiáng)度。空白缺陷區(qū)的幾何軌跡包括在左窗部分421中的目標(biāo)圖像單元132的幾何軌跡中，并且也包括在右窗部分422的缺陷138的幾何軌跡中，因此空白缺陷區(qū)具有零強(qiáng)度。
在絕對差值圖像425中的非零區(qū)427和428的組合的面積近似等于在絕對差值圖像370(附圖15A)中的非零區(qū)的組合的面積。這表明對稱性測試窗420與對稱性測試窗362(附圖15A)一樣地接近水平對稱。
參考附圖15I，區(qū)域360包括目標(biāo)圖像單元132、缺陷138(附圖2)和對稱性測試窗430。對稱性測試窗430在缺陷區(qū)360中相對于對稱性測試窗380(附圖15C)朝右偏移接近0.25個(gè)長度單元。垂直對稱線433將對稱性測試窗430劃分為左窗部分431和右窗部分432。左窗部分431和右窗部分432具有相等的面積。對稱線433與對稱線142基本一致。對稱性測試窗430在給定的缺陷檢測系統(tǒng)的限制內(nèi)具有最佳實(shí)現(xiàn)的對稱性，因此可用于表示理論上對稱的窗。
參考附圖15J，絕對差值圖像435包括缺陷區(qū)436。缺陷區(qū)436與在右窗部分432中的缺陷138具有相同的幾何軌跡。缺陷區(qū)436的面積小于在絕對差值圖像370(附圖15B)、390(附圖15D)、410(附圖15F)和425(附圖15H)中的每個(gè)綜合非零強(qiáng)度的面積。
現(xiàn)在參考附圖16，所示為根據(jù)所公開的技術(shù)的進(jìn)一步實(shí)施例附圖12的方法的步驟324的詳細(xì)說明。根據(jù)附圖16的方法，在優(yōu)化過程中在目標(biāo)圖像中識(shí)別理論上對稱的窗。
在步驟440中，將對稱的數(shù)據(jù)庫圖像窗與目標(biāo)圖像對準(zhǔn)，由此識(shí)別對稱性測試窗。初始對稱性測試窗是相應(yīng)的理論上對稱的窗的近似。注意，通過對第一圖像的每個(gè)部分和第二圖像的相應(yīng)部分進(jìn)行操作，二進(jìn)制操作比如減法一般可以在對準(zhǔn)的圖像中執(zhí)行。對準(zhǔn)過程將參考附圖17討論。
在步驟442中，對稱性測試窗通過基于對稱的優(yōu)化細(xì)化?；趯ΨQ性的優(yōu)化涉及識(shí)別是最接近對稱的對稱性測試窗。因此，通過選擇最小偏離它的預(yù)期對稱性的對稱性測試窗來識(shí)別經(jīng)細(xì)化的對稱性測試窗。根據(jù)附圖14的方法以與應(yīng)用于理論上對稱的窗的過程類似的過程確定與對稱性的偏差。注意，細(xì)化對稱性測試窗不限于細(xì)化窗坐標(biāo)，而是一般可以包含細(xì)化窗坐標(biāo)、細(xì)化于它的對稱特性相關(guān)的參數(shù)等。
在步驟444中，通過對在基于對稱性的優(yōu)化中計(jì)算的結(jié)果插值細(xì)化對稱性測試窗。插值產(chǎn)生了不是用于與對稱性的偏差的測試的對稱性測試窗，而是根據(jù)在步驟442中形成的結(jié)果預(yù)測給出最佳的結(jié)果的對稱性測試窗。參考附圖15I，通過對來自對稱性測試窗362(附圖15B)、380(附圖15D)、400(附圖15F)和420(附圖15H)的結(jié)果進(jìn)行插值將對稱性測試窗430識(shí)別為細(xì)化的對稱性測試窗。
在步驟446中，所檢測的對稱性測試窗被識(shí)別為理論上對稱的窗。理論上對稱的窗然后用于步驟326和328(附圖12)中以確定缺陷的存在。
注意，根據(jù)附圖16的方法可以根據(jù)檢查步驟的準(zhǔn)確性和精度考慮一般地應(yīng)用步驟440、442和444中的任何步驟或其組合，該步驟通?？梢砸圆煌捻樞驁?zhí)行。進(jìn)一步注意，附圖16的方法或它的步驟可以進(jìn)一步包括預(yù)處理步驟，比如圖像平滑和格式轉(zhuǎn)換。
現(xiàn)在參考附圖17，它是根據(jù)所公開的技術(shù)的另一實(shí)施例的附圖16的方法的步驟440的詳細(xì)說明。在下文討論的實(shí)例中，假設(shè)對稱的數(shù)據(jù)庫圖像窗和相應(yīng)的目標(biāo)圖像窗以類似的方式表示，與其間的可能的移位無關(guān)。在這種情況下，通過確定在其間的水平和垂直移位執(zhí)行數(shù)據(jù)庫圖像窗與目標(biāo)圖像對準(zhǔn)。
在步驟450中，定義對準(zhǔn)評(píng)價(jià)函數(shù)。對準(zhǔn)評(píng)價(jià)函數(shù)接收在對稱的數(shù)據(jù)庫圖像窗和相應(yīng)的目標(biāo)圖像窗之間的移位作為輸入，并輸出在下文中稱為對稱評(píng)價(jià)值的值，這個(gè)值指示它們對準(zhǔn)程度如何。例如，對準(zhǔn)評(píng)價(jià)函數(shù)可以是在數(shù)據(jù)庫圖像窗的像素和目標(biāo)圖像窗的相應(yīng)的像素之間的強(qiáng)度絕對差值之和。
在步驟452中，識(shí)別目標(biāo)圖像窗。初始的目標(biāo)圖像窗可以界定在目標(biāo)圖像中與相應(yīng)的對稱的數(shù)據(jù)庫圖像窗的相同的坐標(biāo)上。隨后的目標(biāo)圖像窗通常界定在初始的目標(biāo)圖像窗附近的坐標(biāo)上。目標(biāo)圖像窗都可以被事先確定，或者基于先前的結(jié)果動(dòng)態(tài)地確定它們。
在步驟454中，對準(zhǔn)評(píng)價(jià)值是用于目標(biāo)圖像窗，并且根據(jù)對準(zhǔn)評(píng)價(jià)函數(shù)產(chǎn)生。注意，可以記錄對準(zhǔn)評(píng)價(jià)值以供將來參考。進(jìn)一步注意，步驟452和454可以連續(xù)地重復(fù)以多次迭代，每次迭代涉及不同的目標(biāo)圖像窗。此外，對于每個(gè)識(shí)別的窗，步驟452可以用于多個(gè)窗執(zhí)行，然后執(zhí)行步驟454。
在步驟456中，識(shí)別最佳的目標(biāo)圖像窗。最佳的目標(biāo)圖像窗是產(chǎn)生最佳的對準(zhǔn)評(píng)價(jià)值的窗。例如，如果對準(zhǔn)評(píng)價(jià)函數(shù)是強(qiáng)度絕對差值之和，則最佳的目標(biāo)圖像窗是產(chǎn)生最小的絕對差值之和的窗。最佳的目標(biāo)圖像窗然后可以被識(shí)別為在附圖16的方法的隨后的步驟中的初始對稱性測試窗。注意，最佳的目標(biāo)圖像窗可以通過差值細(xì)化，類似于在下文參考附圖19、20A和20B所討論的差值。
現(xiàn)在參考附圖18，附圖18是根據(jù)所公開的技術(shù)的進(jìn)一步實(shí)施例的附圖16的方法的步驟442的詳細(xì)說明。在步驟460中，定義對稱評(píng)價(jià)函數(shù)。對稱評(píng)價(jià)函數(shù)接收對稱性測試窗作為輸入，并輸出在下文中稱為對稱評(píng)價(jià)值的值，這個(gè)值指示它們與對稱性的偏差。在附圖15A、15B、15C、15D、15E、15F、15G、15H、15I和15J所闡述的實(shí)例中，對稱評(píng)價(jià)函數(shù)可以由A(X)表示，這里X是相對于任何參考點(diǎn)的水平移位。對稱評(píng)價(jià)函數(shù)A(X)基于從對稱性測試窗的左窗部分和翻轉(zhuǎn)的右窗部分形成的絕對差值圖像中的非零區(qū)域的存在。例如，A(X)=ΣiΣj|Lij(X)-Rij(X)|,]]>其中i和j是絕對差值圖像的水平和垂直坐標(biāo)，Lij(X)和Rij(X)分別是在左窗部分和右窗部分中具有坐標(biāo)i和j的像素的強(qiáng)度。
在步驟462中，根據(jù)對稱評(píng)價(jià)函數(shù)產(chǎn)生對稱評(píng)價(jià)值用于對稱性測試窗。在步驟440中識(shí)別初始的對稱性測試窗。隨后的對稱性測試窗可以在隨后的步驟464中識(shí)別。
在步驟464中，在需要時(shí)(例如，在對稱評(píng)價(jià)值不滿足對稱評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，在迭代的最小次數(shù)仍然沒有達(dá)到時(shí)，等)，在目標(biāo)圖像中識(shí)別另一對稱性測試窗。在步驟464中識(shí)別的對稱性測試窗通常界定在步驟440中識(shí)別的初始對稱性測試窗的坐標(biāo)附近。對稱性測試窗可以都事先確定，或者基于先前的結(jié)果動(dòng)態(tài)地確定它們。在執(zhí)行步驟464之后，該方法進(jìn)行步驟462。
注意，可以記錄對稱評(píng)價(jià)值以供將來參考。進(jìn)一步注意，對于每個(gè)所識(shí)別的窗，可以執(zhí)行步驟464多次，然后執(zhí)行步驟462。
在附圖15A所闡述的實(shí)例中，對稱性測試窗362(附圖15A)被識(shí)別為相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫圖像窗110(附圖1)的初始對稱性測試窗，以及對稱性測試窗380(附圖15C)、400(附圖15E)和420(附圖15G)被界定在與其緊鄰的水平偏移的位置上。
在步驟466中，識(shí)別最佳的對稱性測試窗。最佳的對稱性測試窗是產(chǎn)生最佳的對稱評(píng)價(jià)值的對稱性測試窗。然后在附圖16的方法的隨后的步驟中可以將最佳的對稱性測試窗識(shí)別為細(xì)化的對稱性測試窗。在附圖15A、15B、15C、15D、15E、15F、15G和15H所闡述的實(shí)例中，對稱性測試窗400(附圖15E)被識(shí)別為最佳的對稱性測試窗。
現(xiàn)在參考附圖19，它是根據(jù)所公開的技術(shù)的另一實(shí)施例并以參考標(biāo)號(hào)500總體地表示的在步驟444(附圖16)中使用的方案的示意性說明，它表示相對于水平位移的與對稱性的偏差。
方案500表示相對于水平位移X的與對稱性的偏差D。根據(jù)在步驟442的基于對稱性的優(yōu)化中使用的對稱評(píng)價(jià)函數(shù)A(X)界定與對稱性的偏差。在方案500中使用從0至100的范圍中的偏差單元來說明與對稱性的偏差D。用于表示水平移位X的單元是在附圖15A、15C、15E和15G中的連續(xù)窗之間的水平移位(例如，在附圖15A的窗362和附圖15C的窗380之間的水平移位)。
方案500包括測試點(diǎn)502、504、506和508、線512和514和插值點(diǎn)510。每個(gè)測試點(diǎn)的X-坐標(biāo)代表在相應(yīng)的對稱性測試窗和對稱性測試窗362(它是任意參考)之間的水平移位。每個(gè)測試點(diǎn)的D-坐標(biāo)代表使用對稱評(píng)價(jià)函數(shù)計(jì)算的與對稱性的偏差。測試點(diǎn)502、504、506和508的坐標(biāo)(X，D)分別是(0，90)、(1，30)、(2，40)和(3，80)。
線512通過測試點(diǎn)502和504。線514通過測試點(diǎn)506和508。在附圖19闡述的實(shí)例中，所提出的插值基于簡單化的假設(shè)，即偏差D相對于水平移位在偏差的最小點(diǎn)附近大致分段線性。注意，其它的假設(shè)也可以應(yīng)用。線512和514根據(jù)分段線性近似進(jìn)行插值并在插值點(diǎn)510上的交叉。插值點(diǎn)510的坐標(biāo)近似(1.25，15)。
插值點(diǎn)510表示產(chǎn)生A(X)的最小值的對稱性測試窗的近似。因此，插值點(diǎn)510的X和D坐標(biāo)分別表示細(xì)化的移位和相應(yīng)的與對稱性的偏差的近似。插值點(diǎn)510的D-坐標(biāo)可以識(shí)別為與對稱性的偏差并因此在步驟326和328中使用?？商鎿Q的是，X-坐標(biāo)可用于細(xì)化對稱性測試窗。在方案500中，測試點(diǎn)502、504、506和508分別表示對稱性測試窗362(附圖15A)、380(附圖15C)、400(附圖15E)和420(附圖15G)。插值點(diǎn)510用于界定對稱性測試窗430(附圖15I)。
現(xiàn)在參考附圖20A和20B。附圖20A所示為代表目標(biāo)圖像窗(未示)的以參考標(biāo)號(hào)540總體地表示的像素陣列的示意性說明。附圖20B所示為根據(jù)所公開的技術(shù)的進(jìn)一步實(shí)施例構(gòu)造的以參考標(biāo)號(hào)580總體地表示的移位的像素陣列的示意性說明。
參考附圖20A，像素陣列600包括以參考標(biāo)號(hào)602i總體地表示的多個(gè)正方形像素，比如在二維陣列中設(shè)置的像素6021、6022和602N。像素6021、6022和602N分別具有(X，Y)坐標(biāo)(2，3)、(3，3)和(6，3)，其中X和Y表示相對于任意參考點(diǎn)的水平和垂直位置。
參考附圖20B，移位的像素陣列620表示從由像素陣列600(附圖20A)表示的目標(biāo)圖像窗朝右平移0.25個(gè)像素的目標(biāo)圖像區(qū)(未示)。例如，與在附圖19中應(yīng)用的插值過程類似的插值過程可以將由平移的像素陣列620表示的目標(biāo)圖像窗識(shí)別為最佳的對稱性測試窗，由此形成平移的像素陣列620用于測試這個(gè)目標(biāo)圖像窗的目的。
通過對像素陣列602的強(qiáng)度值進(jìn)行插值形成平移的像素陣列620，由此近似在從其平移0.25個(gè)像素的點(diǎn)上的強(qiáng)度值。在附圖20A、20B中闡述的實(shí)例在如下的假設(shè)下操作I(X+0.25，Y)≈I(X，Y)+0.25×(I(X+1，Y)-I(X，Y))因此，利用簡單的線性近似，即I(X+0.25，Y)＝I(X，Y)+0.25×(I(X+I，Y)-I(X，Y))＝0.75×I(X，Y)+0.25×I(X+1，Y)。
例如，像素6221(附圖20B)具有(X，Y)坐標(biāo)(2.25，3)，因此，像素6221的強(qiáng)度近似為I(2.25，3)＝0.75×I(2，3)+0.25×I(3，3)。
由于分別具有坐標(biāo)(2，3)和(3，3)的像素6021和6022分別具有強(qiáng)度值32和96，因此插值產(chǎn)生了近似的強(qiáng)度值0.75×32+0.25×96＝48。
然而，注意可以使用各種其它的近似。因此，近似強(qiáng)度值取決于原始的像素陣列的幾個(gè)像素的強(qiáng)度值。在數(shù)學(xué)上，I(X′,Y′,)=ΣXΣYK(X′-X,Y′-Y)I(X,Y),]]>其中(X′，Y′)是近似的強(qiáng)度的坐標(biāo)，K(s，t)是預(yù)定的加權(quán)函數(shù)(也稱為核函數(shù))。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)理解的是所公開的技術(shù)并不限于上文具體示出并描述的實(shí)施例。所公開的技術(shù)的范圍以后面附加的權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種檢測缺陷的方法，該方法包括如下的步驟識(shí)別在目標(biāo)圖像中的理論上對稱的窗；根據(jù)所說的理論上對稱的窗的預(yù)期的對稱性來分析所說的理論上對稱的窗；和根據(jù)與所說的預(yù)期的對稱性的偏差來確定缺陷的存在。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中進(jìn)一步包括掃描物理目標(biāo)，由此形成所說的目標(biāo)圖像的預(yù)備步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中進(jìn)一步包括分析數(shù)據(jù)庫圖像，由此識(shí)別其中的對稱的數(shù)據(jù)庫圖像窗的預(yù)備步驟，其中根據(jù)所說的對稱的數(shù)據(jù)庫圖像窗來識(shí)別所說的理論上對稱的窗。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中進(jìn)一步包括分析數(shù)據(jù)庫圖像，由此識(shí)別其中的對稱的數(shù)據(jù)庫圖像窗的預(yù)備步驟，其中根據(jù)所說的對稱的數(shù)據(jù)庫圖像窗來識(shí)別所說的理論上對稱的窗。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所說的分析所述數(shù)據(jù)庫圖像的步驟包括如下的步驟識(shí)別至少一個(gè)數(shù)據(jù)庫圖像單元；和為每個(gè)所說的至少一個(gè)數(shù)據(jù)庫圖像單元確定對稱的數(shù)據(jù)庫圖像窗。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所說的分析數(shù)據(jù)庫圖像的步驟進(jìn)一步包括確定所說的數(shù)據(jù)庫圖像單元的對稱特性的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所說的分析數(shù)據(jù)庫圖像的步驟進(jìn)一步包括確定所說的數(shù)據(jù)庫圖像單元的尺寸的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所說的分析所述數(shù)據(jù)庫圖像的步驟進(jìn)一步包括確定所說的數(shù)據(jù)庫圖像單元的尺寸的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所說的分析理論上對稱的窗的步驟包括如下的步驟從所說的理論上對稱的窗中識(shí)別理論上對稱地類似的窗和與其關(guān)聯(lián)的處理；處理至少一個(gè)所說的理論上對稱地類似的窗，由此形成多個(gè)理論上相同的窗；和比較其間的所說的理論上相同的窗，由此產(chǎn)生比較結(jié)果。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所說的識(shí)別在目標(biāo)圖像中理論上對稱的窗的步驟包括如下的步驟在所說的目標(biāo)圖像中對準(zhǔn)對稱的數(shù)據(jù)庫圖像窗，由此識(shí)別初始對稱性測試窗；和將所說的對稱性測試窗識(shí)別為理論上對稱的窗。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中進(jìn)一步包括細(xì)化所說的對稱性測試窗的步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所說的細(xì)化所述對稱性測試窗的步驟是根據(jù)基于對稱性的優(yōu)化而進(jìn)行。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中進(jìn)一步包括通過對在所述基于對稱性的優(yōu)化中計(jì)算出的結(jié)果進(jìn)行插值，來細(xì)化所說的對稱性測試窗的步驟。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所說的在所述目標(biāo)圖像中對準(zhǔn)對稱的數(shù)據(jù)庫圖像窗的步驟包括如下的步驟識(shí)別目標(biāo)圖像窗；根據(jù)對準(zhǔn)評(píng)價(jià)函數(shù)產(chǎn)生用于所說的目標(biāo)圖像窗的對準(zhǔn)評(píng)價(jià)值；和識(shí)別最佳的目標(biāo)圖像窗；其中連續(xù)地重復(fù)識(shí)別目標(biāo)圖像窗的所述步驟和形成對準(zhǔn)評(píng)價(jià)值的所述步驟的序列，以便多次迭代，每次所說的多次迭代都涉及不同的目標(biāo)圖像窗。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所說的在所說的目標(biāo)圖像中對準(zhǔn)對稱的數(shù)據(jù)庫圖像窗的步驟進(jìn)一步包括定義所說的對準(zhǔn)評(píng)價(jià)函數(shù)的預(yù)備步驟。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所說的細(xì)化所述對稱性測試窗的步驟包括如下的步驟根據(jù)對稱評(píng)價(jià)函數(shù)產(chǎn)生用于所說的對稱性測試窗的對稱評(píng)價(jià)值；和識(shí)別最佳的對稱性測試窗。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中進(jìn)一步包括在所說的產(chǎn)生對稱評(píng)價(jià)值的步驟之后識(shí)別在所說的目標(biāo)圖像中的另一對稱性測試窗的步驟，其中連續(xù)地重復(fù)識(shí)別另一對稱性測試窗的所述步驟和形成對稱評(píng)價(jià)值的所述步驟，以便至少一次迭代，所說的至少一次迭代中的每次都涉及不同的對稱性測試窗。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所說的細(xì)化所述對稱性測試窗的步驟進(jìn)一步包括定義所說的對稱評(píng)價(jià)函數(shù)的預(yù)備步驟。
19.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所說的物理目標(biāo)是照相掩模。
20.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所說的物理目標(biāo)是標(biāo)線。
21.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所說的物理目標(biāo)是經(jīng)印制的材料。
22.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所說的物理目標(biāo)是經(jīng)制造的材料。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所說的步驟實(shí)時(shí)地執(zhí)行。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所說的預(yù)期的對稱性是軸向的。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所說的預(yù)期對稱性是旋轉(zhuǎn)的。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所說的預(yù)期對稱性是軸向旋轉(zhuǎn)的。
27.一種檢測在目標(biāo)圖像中的缺陷的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括；存儲(chǔ)單元，至少存儲(chǔ)所說的目標(biāo)圖像的至少一部分；和與所述存儲(chǔ)單元、一數(shù)據(jù)庫和人機(jī)界面連接的處理器，其中所述處理器根據(jù)針對從所述數(shù)據(jù)庫獲取的數(shù)據(jù)庫圖像的至少一部分的分析，在所述數(shù)據(jù)庫圖像的至少一部分中識(shí)別理論上對稱的窗；其中所述處理器根據(jù)與所說的理論上對稱的窗的預(yù)期的對稱特性的偏差，來檢測在所說的理論上對稱的窗中的缺陷。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中進(jìn)一步包括形成所說的目標(biāo)圖像的掃描器。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中所說的處理器進(jìn)一步在所說的數(shù)據(jù)庫圖像中識(shí)別至少一個(gè)數(shù)據(jù)庫圖像單元；和其中在所說的數(shù)據(jù)庫圖像是對稱的時(shí)，所說的處理器進(jìn)一步確定所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)庫圖像單元相應(yīng)的對稱數(shù)據(jù)庫圖像窗。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其中所說的處理器進(jìn)一步確定所說的數(shù)據(jù)庫圖像單元的對稱特性和尺寸。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的系統(tǒng)，其中所說的處理器對準(zhǔn)在所說的目標(biāo)圖像中的對稱數(shù)據(jù)庫圖像窗，由此識(shí)別對稱性測試窗；和其中所說的處理器識(shí)別所說的對稱性測試窗作為理論上對稱的窗。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的系統(tǒng)，其中所說的處理器進(jìn)一步細(xì)化所說的對稱性測試窗。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其中所說的處理器根據(jù)基于對稱性的優(yōu)化執(zhí)行針對所述對稱性測試窗的所述細(xì)化。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其中所說的處理器通過對在所述基于對稱性的優(yōu)化中所計(jì)算出的結(jié)果進(jìn)行插值進(jìn)一步細(xì)化所說的對稱性測試窗。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其中所說的處理器通過對在所述基于對稱性的優(yōu)化中所計(jì)算出的結(jié)果進(jìn)行插值進(jìn)一步細(xì)化所說的對稱性測試窗。
36.根據(jù)權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中所說的存儲(chǔ)單元進(jìn)一步存儲(chǔ)所說的數(shù)據(jù)庫。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種檢測缺陷的方法和系統(tǒng)，該方法包括如下的步驟識(shí)別在目標(biāo)圖像內(nèi)的理論上對稱的窗；根據(jù)理論上對稱的窗的預(yù)期的對稱性分析理論上對稱的窗；和根據(jù)與預(yù)期的對稱性的偏差確定缺陷的存在。
文檔編號(hào)G06T7/60GK1628324SQ03803197
公開日2005年6月15日 申請日期2003年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月7日
發(fā)明者尼姆羅德·賽瑞格 申請人:應(yīng)用材料有限公司