JP2504951B2 - パタ−ン検査方法 - Google Patents

パタ−ン検査方法

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JP2504951B2 JP61109544A JP10954486A JP2504951B2 JP 2504951 B2 JP2504951 B2 JP 2504951B2 JP 61109544 A JP61109544 A JP 61109544A JP 10954486 A JP10954486 A JP 10954486A JP 2504951 B2 JP2504951 B2 JP 2504951B2
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【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、例えばプリント基板あるいは集積回路など
の回路パターンのような2次元パターンの欠陥を比較検
査するに適用されるパターン検査方法に関するものであ
る。
(従来の技術) 一般に、2次元パターンの欠陥を検査する方式の一つ
に被検査パターンと基準パターンとを互いに比較し、そ
の違いを見つけて欠陥として判別し検査する方法があ
る。
上記したパターン検査方法では、パターンの濃淡レベ
ルを2値化する場合と、多値化する場合とが考えられ、
2値化する方法にあっては、撮像装置によって得られる
被検査パターンの像を微小な画素に分割し、これらの各
画素を1または0に変換して2値化することによって、
1または0の値をもつ画素の集合からなる2値化パター
ンを得る一方、基準パターンの像についても同様に、あ
るいは設計データから創成して2値化パターンを得てい
る。
ところが、このような2値化に際しては、パターンの
境界部に、±1画素程度の凹凸が発生するために、原理
的には数画素程度以下の欠陥を検出することができない
という問題がある。
そこで、この種の問題点を解決する方法として、例え
ば特開昭59−63725号公報等に開示されているように、
パターンの濃淡レベルを多値化することが行なわれてい
る。
すなわち、このような多値化する方法では、被検査パ
ターンの像の各画素の濃淡を1または0の2値で表わす
のではなく、例えば0〜26(=64)のような多値で表わ
し、同様にして基準パターンの像についても各画素の濃
淡を多値で表わしてなるもので、このようにして表わさ
れた多値化被検査パターンと多値化基準パターンとを比
較することによって欠陥の検査が行なわれるようになっ
ている。
しかしながら、上記したような従来の多値化による比
較検査方法にあっては、被検査パターンと基準パターン
との間に位置合せ誤差があると、この位置ずれ分を欠陥
として判定しないようにするためには、多値化被検査パ
ターンのある画素と、多値化基準パターンの該当画素及
びその周辺の画素との比較をし、濃度差が許容値以下の
画素があれば、その画素は“欠陥なし”と判定しなけれ
ばならない。
(発明が解決しようとする問題点) このため、上記した従来の被検査パターンと基準パタ
ーンとの間に位置合せ誤差がある場合の欠陥の判定を行
なうに際しては、被検査パターンのある画素と比較すべ
き基準パターンの画素の比較範囲を、実際の位置合せ誤
差をカバーできるような範囲に設定しなければならない
が、この比較設定範囲と実際の位置合せ誤差とを考慮す
ると、位置合せ誤差の2倍の大きさまでの欠陥を見落と
してしまう可能性があるといった問題があった。
そこで、本発明は、上記の事情のもとになされたもの
で、その目的とするところは、被検査パターンと基準パ
ターンとの間に位置合せ誤差がある場合でも1画素程度
の大きさまでの欠陥をすべてのパターン形状においても
検出することができるようにしたパターン検査方法を提
供することにある。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 上記した問題点を解決するために、本発明は、被検査
パターンの像の濃度分布と基準パターンの像の濃度分布
とから周囲の画素に対する各々の画素の勾配ベクトルを
求めて互いに比較検査するパターン検査方法であって、
前記被検査パターンの像のうちの特定の画素およびこれ
を中心とする周囲の多数画素の勾配ベクトルと、前記基
準パターンの像中の前記特定の画素に対応する画素およ
びこれを中心とする周囲の多数画素の勾配ベクトルとの
比較を行なうことにより前記特定の画素に対する欠陥の
有無を検査することを特徴としたものである。
(作用) すなわち、本発明は、被検査パターンの像のうちの特
定の画素およびこれを中心とする周囲の多数画素の勾配
ベクトルと、基準パターンの像中の前記特定の画素に対
応する画素およびこれを中心とする周囲の多数画の勾配
ベクトルとの比較を行うようにしてなることから、検査
対象となる特定の画素を点としてではなく、被検査パタ
ーン及び基準パターンの2つの濃度分布の部分的な面形
状が比較でき、これによって、被検査パターンと基準パ
ターンの間に位置合せ誤差がある場合でも1画素程度の
大きさまでの孤立欠陥、エッジ欠陥あるいはコーナー欠
陥等を含むすべてのパターン形状の欠陥に対して検出す
ることが可能になる。
(実施例) 以下、本発明を第1図から第5図に示す一実施例を参
照しながら説明する。
第1図は被検査パターンの透過光による像11の一部を
多値化方式で表わしたものであり、図中x,yは空間的位
置座標、f(xi,yj)は画素(xi,yj)の濃度分布(透過
光量)をそれぞれ表わしたものである。この場合、多値
化された被検査パターンの像11より求められるgrad fに
相当する勾配ベクトルAは、次式で計算され; 第2図にそのマップを示す。
また、第3図は上記被検査パターンに対応する基準パ
ターンの透過光による像12の一部を被検査パターンの設
計データから多値化方式で創成したものであり、図中x,
yは空間的位置座標、g(xi,yj)は画素(xi,gj)の濃
度分布をそれぞれ表わしたものである。この場合、多値
化された基準パターンの像により求められるgrad gに相
当する勾配ベクトルBは、次式で計算され; 第4図にそのマップを示す。
そして、上記した多値化被検査パターンの像11の濃度
分布f(xi,yj)と多値化基準パターンの像12の濃度分
布g(xi,yj)との各々の勾配ベクトルAと勾配ベクト
ルBを比較する。
この比較に際しては、上記の計算式で得られた各々の
勾配ベクトルAと勾配ベクトルBとを1対1で比較する
のではなく、ある画素(xi,yj)に対応するベクトル
と、その周囲8画素に相当するベクトルとの合計9個全
体を比較してなるもので、例えば9個のベクトルをA1
A2、A3・・・A9、B1、B2、B3・・・B9とした場合に、A1
とB1、A2とB2、A3とB3・・・A9とB9というように、各々
のベクトルを1対1で比較し、その差ベクトルの絶対値
の平均; を、その画素に対応する個所のベクトル差としてなるも
のであり、換言すれば、“ある点を中心とした3×3の
9画素分のエリアの面形状を考慮した比較を行なう”と
いうようにしてなるものである。
そして、上記差ベクトルの絶対値の平均式を被検査エ
リアの一般的な空間位置座標を考慮した表現に直すと、
次式のように表わすことができる; ここで、 である。
これで、画素(xi,yj)における面形状の比較は完了
するが、さらに被検査パターンと基準パターンの間に位
置合せ誤差を考慮して、その隣接する±1画素分ずれた
面の比較を行なう必要がある。
すなわち、上記の式で表わしたC(xi,yj)を次式の
ように変形させ; そして、このm=−1,0,+1及びn=−1,0,+1の範
囲での9通りのCを求め、その最小値を、このときの中
心画素におけるC(xi,yj)と決定してなるもので、こ
れが面比較によるパターンの位置合せ込み方法であり、
このようにして第1図乃至第4図から求めたC(xi,
yj)を第5図に示す。
これによれば、上記した勾配ベクトル差の最小値C
(x,y)に対し、あるしきい値Vを設定し、このしきい
値Vに対して C(xi,yj)≧V となる画素がある場合、被検査パターンに“欠陥有り”
と判定してなるもので、例えばV=16とすれば、第5図
に示す斜線部分が欠陥と判定されるようになっている。
したがって、第1図に示すように、被検査パターンに
2画素分に相当する面積の欠陥が有る場合では、±1画
素の位置合せ誤差を考慮した濃度のみを直接比較する従
来法ではこのような欠陥を検出することはできないが、
本発明では、完全に検出することが可能になっている。
また、第6図から第9図に示すものは、本発明に係る
他の実施例を示し、第6図に示すように、被検査パター
ンの像11のコーナー部分に欠陥があるような場合、特
に、2画素程度の微小欠陥の時には、周囲±1画素以内
に類似した濃度勾配ベクトルが存在しているので、従来
法のようにベクトル1対1で比較すると、位置合せ込み
後のベクトル差が小さくなってしまい、欠陥を検出する
ことができない可能性が生じるが、本発明のように、近
傍の8画素を含めた3×3の9画素エリアの面形状の比
較をすれば完全に欠陥を検出することが可能となってい
る。
なお、上記実施例において、例えば第1図に示す多値
化された被検査パターンの像の濃度分布f(xi,yj)か
ら求められる勾配ベクトルAを計算する他の式として、
例えばソーベル(sobel)方法により、次式; A(xi,yj)=〔{f(xi+1,yj-1)+2f(xi+1,yj) +f(xi+1,yj+1)−f(xi-1,yi-1) −2f(xi-1,yi) −f(xi-1,yi+1)}, {f(xi-1,yj+1) +2f(xi,yj+1)+f(xi+1,yj+1)−f(xi-1,yj-1) −2f(xi,yj-1)−f(xi+1,yj-1)}〕 から求めても良く、勾配ベクトルBについても同様であ
る。
さらに、本発明の実施例として、ベクトルの面形状比
較を行なう場合に、3×3の9画素分のベクトルを全て
使用したが、検査装置のハードウエア、もしくはソフト
ウエアを簡略化するために、中心画素のベクトルと、そ
れに直交する2方向に各±1画素分の合計5種類のベク
トルを使用して、近似的な面比較を行なっても同様な作
用・効果を期待することができる。
さらにまた、本発明の実施例では、例えば9個のベク
トルを使用して面形状の比較を行なって、その差ベクト
ルの絶対値の平均式; を用いてその画素に対応する個所のベクトル差とした
が、このような式の代わりに、例えば の式を用いても良く、本発明の要旨である“面形状比
較”という技術思想を免脱しない範囲で種々変形実施可
能なことは勿論である。
[発明の効果] 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、被
検査パターンの像の濃度分布と基準パターンの像の濃度
分布とから求められる各々の勾配ベクトルを中心とする
多数画素エリアを互いに面形状比較してなることから、
被検査パターン及び基準パターンの2つの濃度分布の部
分的な面形状が比較でき、被検査パターンと基準パター
ンの間に位置合せ誤差がある場合でも1画素程度の大き
さまでのコーナー欠陥等を含むすべてのパターン形状の
欠陥に対して容易に検出することができるというすぐれ
た効果を有するパターン検査方法を提供することができ
るものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るパターン検査方法における多値化
被検査パターンの一実施例を示す説明図、第2図は同じ
く多値化被検査パターンから求めた勾配ベクトルのマッ
プを表わす説明図、第3図は多値化被検査パターンに対
応する多値化基準パターンを表わす説明図、第4図は同
じく多値化基準パターンから求めた勾配ベクトルのマッ
プを表わす説明図、第5図は勾配ベクトル差の最小値の
マップを表わす説明図、第6図は本発明に係る他の多値
化被検査パターンの説明図、第7図は同じく勾配ベクト
ル差の最小値のマップを表わす説明図、第8図は第6図
及び第7図に示す多値化被検査パターンに対応する多値
化基準パターンを表わす説明図、第9図は同じく多値化
基準パターンから求めた勾配ベクトルのマップを表わす
説明図である。 (xi,yj)……画素、11……多値化被検査パターンの
像、f(xi,yj)……濃度分布、12……多値化基準パタ
ーンの像、g(xi,yj)……濃度分布、A(xi,yj),B
(xi,yj)……勾配ベクトル。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被検査パターンの像の濃度分布と基準パタ
    ーンの像の濃度分布とから周囲の画素に対する各々の画
    素の勾配ベクトルを求めて互いに比較検査するパターン
    検査方法であって、 前記被検査パターンの像のうちの特定の画素およびこれ
    を中心とする周囲の多数画素の勾配ベクトルと、前記基
    準パターンの像中の前記特定の画素に対応する画素およ
    びこれを中心とする周囲の多数画素の勾配ベクトルとの
    比較を行なうことにより前記特定の画素に対する欠陥の
    有無を検査することを特徴とするパターン検査方法。
  2. 【請求項2】基準パターンの像は、被検査パターンの設
    計データから創成してなることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項に記載のパターン検査方法。
  3. 【請求項3】被検査パターンの像及び基準パターンの像
    を、反射光、透過光、反射電子、または二次電子のいず
    れかによって撮像してなることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項又は第2項に記載のパターン検査方法。
  4. 【請求項4】多数画素が、特定の画素を中心とする3×
    3の9画素からなることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項乃至3項のいずれ1に記載のパターン検査方法。
  5. 【請求項5】多数画素が、特定の画素を中心として直交
    する2方向の±1画素を含む5画素からなることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項乃至3項のいずれ1に記載
    のパターン検査方法。
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