JP2602201B2 - 被検査パターンの欠陥検査方法 - Google Patents
被検査パターンの欠陥検査方法Info
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- H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
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- G06T2207/30108—Industrial image inspection
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、被検査パターンを撮像して得られる画像信
号を被検査２値化画像信号に変換し、該変換された被検
査２値化画像信号と前記被検査パターンの基準となる基
準パターンの基準２値化画像信号とを比較して被検査パ
ターンの欠陥を検査する被検査パターンの欠陥検査方法
に関するものである。
号を被検査２値化画像信号に変換し、該変換された被検
査２値化画像信号と前記被検査パターンの基準となる基
準パターンの基準２値化画像信号とを比較して被検査パ
ターンの欠陥を検査する被検査パターンの欠陥検査方法
に関するものである。
従来より比較検査の方法として、２つのパターンより
予め定めた特徴（微小部，境界部など）を抽出し、それ
らの特徴の有無を２つのパターンの同一位置において調
べ、一方にのみ特徴が存在するとき、欠陥が有ると判定
する方法、いわゆる特徴比較法が知られている（例えば
特公昭59−24361）。しかし、この方法によると検査を
高精度に行なうために、抽出する特徴の種類を増さなけ
ればならない。例えば境界部抽出のため、水平，垂直の
境界の他に、45゜の境界，コーナ部の抽出などを付加
し、精度向上を図る必要がある。逆の観点から言えば、
検査装置のハードウエア規模の増大を招き、またパター
ンが複雑になれば、見逃し，虚報の危険も増加すること
となる。
予め定めた特徴（微小部，境界部など）を抽出し、それ
らの特徴の有無を２つのパターンの同一位置において調
べ、一方にのみ特徴が存在するとき、欠陥が有ると判定
する方法、いわゆる特徴比較法が知られている（例えば
特公昭59−24361）。しかし、この方法によると検査を
高精度に行なうために、抽出する特徴の種類を増さなけ
ればならない。例えば境界部抽出のため、水平，垂直の
境界の他に、45゜の境界，コーナ部の抽出などを付加
し、精度向上を図る必要がある。逆の観点から言えば、
検査装置のハードウエア規模の増大を招き、またパター
ンが複雑になれば、見逃し，虚報の危険も増加すること
となる。
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決すべく、
被検査パターンの境界部に発生する量子化誤差の影響を
受けることなく、しかも被検査パターンと基準パターン
との間に許容できる位置ずれが生じても複雑な形状を有
する被検査パターンに対して同じハードウエア構成で、
被検査パターンに存在する欠陥を高精度で検査すること
ができるようにした被検査パターンの欠陥検査方法を提
供することにある。
被検査パターンの境界部に発生する量子化誤差の影響を
受けることなく、しかも被検査パターンと基準パターン
との間に許容できる位置ずれが生じても複雑な形状を有
する被検査パターンに対して同じハードウエア構成で、
被検査パターンに存在する欠陥を高精度で検査すること
ができるようにした被検査パターンの欠陥検査方法を提
供することにある。
本発明は、上記目的を達成するために、被検査パター
ンを撮像手段に撮像して得られる画像信号を２値化手段
により被検査２値化画像信号に変換し、該変換された被
検査２値化画像信号を逐次第１のＮ×Ｎ（Ｎは５以上の
自然数）の画素群で被検査局部領域画像信号ａi,jとし
て切り出すと共に前記被検査２値化画像信号から量子化
誤差に基づいて前記被検査パターンの輪郭の内側および
外側に１または２画素不感帯にした内側および外側不感
帯画像信号の各々を逐次第２および第３のＮ×Ｎの画像
群の各々で不感帯局領域画像信号ｂi,j,ci,jとして切り
出し、前記被検査パターンの基準となる基準パターンの
基準２値化画像信号を、前記被検査２値化画像信号と同
期させて基準のＭ×Ｍ（Ｍ＝Ｎ＋ｋ、ｋは被検査パター
ンと基準パターンの許容する位置ずれによって定めた２
以上の自然数）の画素群で許容位置ずれ±k/2を考慮し
た基準局部領域画像信号ｄｉ＋ｋ，ｊ＋ｋとして切り出
し、論理回路手段により前記第２および第３のＮ×Ｎの
画素群の各々で逐次切り出された不感帯局部領域画像信
号ｂi,j,ci,jの各不感帯画素信号を除き、前記第１のＮ
×Ｎの画素群で逐次切り出された被検査局部領域画像信
号ａi,jと前記基準のＭ×Ｍの画素群で同期して逐次切
り出された基準局部領域画像信号ｄｉ＋ｋ，ｊ＋ｋの内
Ｎ×Ｎの画素群の基準局部領域画像信号ｄｉ＋ｋ，
ｊ＋ｋとをＮ×Ｎの画素群に亘って比較して不一致を検
出し、更に前記比較において検出された不一致が縦横に
０から許容位置ずれｋまでシフトさせていって全てに亘
って検出されたとき前記被検査パターンに欠陥が存在す
る判定することを特徴とする被検査パターンの欠陥検査
方法である。
ンを撮像手段に撮像して得られる画像信号を２値化手段
により被検査２値化画像信号に変換し、該変換された被
検査２値化画像信号を逐次第１のＮ×Ｎ（Ｎは５以上の
自然数）の画素群で被検査局部領域画像信号ａi,jとし
て切り出すと共に前記被検査２値化画像信号から量子化
誤差に基づいて前記被検査パターンの輪郭の内側および
外側に１または２画素不感帯にした内側および外側不感
帯画像信号の各々を逐次第２および第３のＮ×Ｎの画像
群の各々で不感帯局領域画像信号ｂi,j,ci,jとして切り
出し、前記被検査パターンの基準となる基準パターンの
基準２値化画像信号を、前記被検査２値化画像信号と同
期させて基準のＭ×Ｍ（Ｍ＝Ｎ＋ｋ、ｋは被検査パター
ンと基準パターンの許容する位置ずれによって定めた２
以上の自然数）の画素群で許容位置ずれ±k/2を考慮し
た基準局部領域画像信号ｄｉ＋ｋ，ｊ＋ｋとして切り出
し、論理回路手段により前記第２および第３のＮ×Ｎの
画素群の各々で逐次切り出された不感帯局部領域画像信
号ｂi,j,ci,jの各不感帯画素信号を除き、前記第１のＮ
×Ｎの画素群で逐次切り出された被検査局部領域画像信
号ａi,jと前記基準のＭ×Ｍの画素群で同期して逐次切
り出された基準局部領域画像信号ｄｉ＋ｋ，ｊ＋ｋの内
Ｎ×Ｎの画素群の基準局部領域画像信号ｄｉ＋ｋ，
ｊ＋ｋとをＮ×Ｎの画素群に亘って比較して不一致を検
出し、更に前記比較において検出された不一致が縦横に
０から許容位置ずれｋまでシフトさせていって全てに亘
って検出されたとき前記被検査パターンに欠陥が存在す
る判定することを特徴とする被検査パターンの欠陥検査
方法である。
本発明の一実施例の全体構成を第１図に示す。
第１図において、１は撮像装置であり、２は１からの
映像信号を２値化する２値化回路であり、3,4は各々パ
ターン境界部分のうちパターン内，外を不感帯として抽
出する不感帯設定回路であり、5,6,7はそれぞれ２の出
力である検査パターン,3,4の出力である不感帯パターン
より局部パターンを切出す局部パターン抽出回路であ
る。８は設計パターンメモリであり、２値パターンとし
て設計パターンを記憶しており１の撮像装置の走査に同
期して撮像している対象の設計パターンを出力する。９
は８の出力より局部パターンを切出す局部パターン抽出
回路である。10は5,6,7,9で抽出した局部パターンより
欠陥を抽出する欠陥抽出回路であり、11は欠陥信号であ
る。第２図に3,4,5,6,7のパターン境界部抽出のため拡
大，縮小を用い、検査判定のため、５×５画素の局部領
域を用いる場合の具体的構成を示す。
映像信号を２値化する２値化回路であり、3,4は各々パ
ターン境界部分のうちパターン内，外を不感帯として抽
出する不感帯設定回路であり、5,6,7はそれぞれ２の出
力である検査パターン,3,4の出力である不感帯パターン
より局部パターンを切出す局部パターン抽出回路であ
る。８は設計パターンメモリであり、２値パターンとし
て設計パターンを記憶しており１の撮像装置の走査に同
期して撮像している対象の設計パターンを出力する。９
は８の出力より局部パターンを切出す局部パターン抽出
回路である。10は5,6,7,9で抽出した局部パターンより
欠陥を抽出する欠陥抽出回路であり、11は欠陥信号であ
る。第２図に3,4,5,6,7のパターン境界部抽出のため拡
大，縮小を用い、検査判定のため、５×５画素の局部領
域を用いる場合の具体的構成を示す。
第２図において、12は２（第１図）の出力である２値
信号であり、12は走査線の長さに相当するシフトレジス
タ３本より構成されるシフトレジスタ群13を介して、シ
リアルインパラレルアウトのシフトレジスタで構成され
る３×３の局部メモリ14へ入力される。14の３×３の出
力は15の論理積回路、16の論理和回路に入力される。こ
のような構成をとると、15は２値信号12に対し、１画素
だけ縮小したパターン信号を出力し、16は１画素だけ拡
大したパターン信号を出力する。よって、14の中央の画
素と15,16の出力を17,18の排他的論理和回路へ入力する
ことにより、17,18は、量子化誤差（１画素の凹凸）を
欠陥と判定させないため、パターンの境界部分のうち各
々、パターン内，パターン外の１画素において、“1"と
なる不感帯信号を出力する。次に検査パターンおよび不
感帯パターンより、５×５画素の局部領域を切出す構成
について説明する。14の３×３画素の局部メモリの中央
の画素および17,18の出力は、各々、長さが走査線の長
さに相当するシフトレジスタ５本より構成されるシフト
レジスタ群19,20,21を介し、シリアルインパラレルアウ
トのシフトレジスタで構成される５×５の局部メモリ2
2,23,24へ入力される。
信号であり、12は走査線の長さに相当するシフトレジス
タ３本より構成されるシフトレジスタ群13を介して、シ
リアルインパラレルアウトのシフトレジスタで構成され
る３×３の局部メモリ14へ入力される。14の３×３の出
力は15の論理積回路、16の論理和回路に入力される。こ
のような構成をとると、15は２値信号12に対し、１画素
だけ縮小したパターン信号を出力し、16は１画素だけ拡
大したパターン信号を出力する。よって、14の中央の画
素と15,16の出力を17,18の排他的論理和回路へ入力する
ことにより、17,18は、量子化誤差（１画素の凹凸）を
欠陥と判定させないため、パターンの境界部分のうち各
々、パターン内，パターン外の１画素において、“1"と
なる不感帯信号を出力する。次に検査パターンおよび不
感帯パターンより、５×５画素の局部領域を切出す構成
について説明する。14の３×３画素の局部メモリの中央
の画素および17,18の出力は、各々、長さが走査線の長
さに相当するシフトレジスタ５本より構成されるシフト
レジスタ群19,20,21を介し、シリアルインパラレルアウ
トのシフトレジスタで構成される５×５の局部メモリ2
2,23,24へ入力される。
このような構成をとると、22,23,24には遂次検査パタ
ーンの５×５画素、パターン内の不感帯パターンの５×
５画素、パターン外の不感帯パターンの５×５画素が入
力されていくことになる。なお、ここで、第３図にシフ
トレジスタ群の具体的構成を示す。25が入力であり、2
6.1,26.2……26.nがｎ本のシフトレジスタで構成される
シフトレジスタ群の出力である。
ーンの５×５画素、パターン内の不感帯パターンの５×
５画素、パターン外の不感帯パターンの５×５画素が入
力されていくことになる。なお、ここで、第３図にシフ
トレジスタ群の具体的構成を示す。25が入力であり、2
6.1,26.2……26.nがｎ本のシフトレジスタで構成される
シフトレジスタ群の出力である。
第４図に参照パターンである設計パターンより局部領
域を切り出す具体的構成を示す。一般に検査パターンと
参照パターンの間には位置ずれがあるので、22に切出さ
れた検査パターンに相当する局部パターンを設計パター
ンより抽出するには、位置ずれ分だけ広く局部パターン
を切出し、その中に検査パターンに相当する部分が存在
するようにする。第４図では位置ずれの発生が、水平，
垂直方向に±１画素の可能性があるとし、具体的構成を
示している。
域を切り出す具体的構成を示す。一般に検査パターンと
参照パターンの間には位置ずれがあるので、22に切出さ
れた検査パターンに相当する局部パターンを設計パター
ンより抽出するには、位置ずれ分だけ広く局部パターン
を切出し、その中に検査パターンに相当する部分が存在
するようにする。第４図では位置ずれの発生が、水平，
垂直方向に±１画素の可能性があるとし、具体的構成を
示している。
22,23,24（第２図）に切出される局部パターンは５×
５であり、この５×５が水平，垂直方向に±１画素ずれ
るとすれば、設計パターンから７×７画素の局部パター
ンを切出せばよい。第４図において、27は設計パターン
信号であり28の走査線の長さに相当するシフトレジスタ
７本より構成されるシフトレジスタ群28を介し、７×７
の局部メモリ29へ入力される。また、ここで29の中心画
素d44と22（第２図）の中心画素a33は位置ずれがないと
き、検査パターンと参照パターンにおいて同一の位置を
示すように８の設計パターンメモリは１の撮像装置に同
期して読出されているものとする。
５であり、この５×５が水平，垂直方向に±１画素ずれ
るとすれば、設計パターンから７×７画素の局部パター
ンを切出せばよい。第４図において、27は設計パターン
信号であり28の走査線の長さに相当するシフトレジスタ
７本より構成されるシフトレジスタ群28を介し、７×７
の局部メモリ29へ入力される。また、ここで29の中心画
素d44と22（第２図）の中心画素a33は位置ずれがないと
き、検査パターンと参照パターンにおいて同一の位置を
示すように８の設計パターンメモリは１の撮像装置に同
期して読出されているものとする。
局部メモリ22,23,24,29に切出された局部パターンか
ら欠陥判定する欠陥抽出回路10の具体的構成を第５図に
示す。第５図においてaij,bij,cij（ｉ＝１〜5,j＝１〜
５）は22,23,24の各画素の出力を表わし、di＋lj＋ｋ
（ｉ＝１〜5,j＝１〜5,l＝０…2,k＝０…２）は、局部
メモリ29により７×７の画素群で切出された各画素の出
力を表わす。第５図に示す排他的論理和回路30、否定回
路31、32および論理積33、34からなる回路はｉ×ｊ×ｌ
×ｋ＝25×９＝25個設けられている。そして局部メモリ
22、23、24に対応する７×７の局部メモリ29の５×５の
画素群に対し、l,kを０…２へ変化させ、第５図に示す
ように各画素の２値化画素信号ai,jとdi＋l,j＋ｋとが
各排他的論理和回路30へ入力される。当然l,kを０…２
へ変化させた画素群ごとの排他的論理和回路30は局部メ
モリ22に切出された５×５からなる局部パターンを局部
メモリ29で切出された７×７からなる局部パターン上で
動かし、各画素i,jとｉ＋l,j＋ｋごとに排他的論理和を
とったときの、225個からなる各画素i,jとｉ＋l,j＋ｋ
ごとの出力（不一致の場合“1"、一致の場合“0"）を出
力することになる。よって、パターン境界の内、外の１
画素において“1"、それ以外は“0"となる各不感帯パタ
ーンについて局部メモリ23,24の各々に切出された不感
帯局部パターンの各画素i,jの２値化画素信号bi,j、ci,
jの各々を否定回路31,32を介して反転し（不感帯を
“0"、それ以外を“1"）、該反転された２値化画素信号
bi,j、ci,jの各々を各論理積回路33,34へ入力し、排他
的論理和回路30から出力される不一致画素信号“1"を不
感帯画素信号“0"でゲートすることにより、各論理積回
路33,34からは“0"なる不感帯パターンの信号で除去さ
れた“1"なる不一致画素信号が225個のei＋l,j＋ｋ、fi
＋l,j＋ｋとして出力される。
ら欠陥判定する欠陥抽出回路10の具体的構成を第５図に
示す。第５図においてaij,bij,cij（ｉ＝１〜5,j＝１〜
５）は22,23,24の各画素の出力を表わし、di＋lj＋ｋ
（ｉ＝１〜5,j＝１〜5,l＝０…2,k＝０…２）は、局部
メモリ29により７×７の画素群で切出された各画素の出
力を表わす。第５図に示す排他的論理和回路30、否定回
路31、32および論理積33、34からなる回路はｉ×ｊ×ｌ
×ｋ＝25×９＝25個設けられている。そして局部メモリ
22、23、24に対応する７×７の局部メモリ29の５×５の
画素群に対し、l,kを０…２へ変化させ、第５図に示す
ように各画素の２値化画素信号ai,jとdi＋l,j＋ｋとが
各排他的論理和回路30へ入力される。当然l,kを０…２
へ変化させた画素群ごとの排他的論理和回路30は局部メ
モリ22に切出された５×５からなる局部パターンを局部
メモリ29で切出された７×７からなる局部パターン上で
動かし、各画素i,jとｉ＋l,j＋ｋごとに排他的論理和を
とったときの、225個からなる各画素i,jとｉ＋l,j＋ｋ
ごとの出力（不一致の場合“1"、一致の場合“0"）を出
力することになる。よって、パターン境界の内、外の１
画素において“1"、それ以外は“0"となる各不感帯パタ
ーンについて局部メモリ23,24の各々に切出された不感
帯局部パターンの各画素i,jの２値化画素信号bi,j、ci,
jの各々を否定回路31,32を介して反転し（不感帯を
“0"、それ以外を“1"）、該反転された２値化画素信号
bi,j、ci,jの各々を各論理積回路33,34へ入力し、排他
的論理和回路30から出力される不一致画素信号“1"を不
感帯画素信号“0"でゲートすることにより、各論理積回
路33,34からは“0"なる不感帯パターンの信号で除去さ
れた“1"なる不一致画素信号が225個のei＋l,j＋ｋ、fi
＋l,j＋ｋとして出力される。
E00の出力信号を出す論理和回路35には、ｌ＝0,k＝０
にしたときの25個の論理積回路33から出力される“1"な
る不一致画素信号e11〜e55が入力される。同様にe01…E
22の出力信号を出す論理和回路35には、ｌ＝０…2,k＝
１…２にしたときの各画素群（25個）の論理積回路33か
ら出力される“1"なる不一致画素信号e12〜e56…e22e77
が入力される。そして各論理和回路35は、一つでも不一
致画素信号が入力されると“1"なる不一致信号E00…E22
を出力する。論理積回路37は、全ての論理和回路35から
E00…E22として不一致信号が検出される“1"なる欠陥信
号を出力することになる。
にしたときの25個の論理積回路33から出力される“1"な
る不一致画素信号e11〜e55が入力される。同様にe01…E
22の出力信号を出す論理和回路35には、ｌ＝０…2,k＝
１…２にしたときの各画素群（25個）の論理積回路33か
ら出力される“1"なる不一致画素信号e12〜e56…e22e77
が入力される。そして各論理和回路35は、一つでも不一
致画素信号が入力されると“1"なる不一致信号E00…E22
を出力する。論理積回路37は、全ての論理和回路35から
E00…E22として不一致信号が検出される“1"なる欠陥信
号を出力することになる。
また、F00の出力信号を出す論理和回路36には、ｌ＝
0,k＝０にしたときの25個の論理積回路34から出力され
る“1"なる不一致画素信号f11〜f55が入力される。同様
にF01…F22の出力信号を出す論理和回路36には、ｌ＝０
…2,k＝１…２にしたときの各画素群（25個）の論理積
回路34から出力される“1"なる不一致画素信号f12〜f56
…f22〜f77が入力される。そして各論理和回路36は、一
つでも不一致画素信号が入力されると“1"なる不一致信
号F00…F22を出力する。論理積回路38は、全ての論理和
回路36からF00…F22として不一致信号が検出される“1"
なる欠陥信号を出力することになる。
0,k＝０にしたときの25個の論理積回路34から出力され
る“1"なる不一致画素信号f11〜f55が入力される。同様
にF01…F22の出力信号を出す論理和回路36には、ｌ＝０
…2,k＝１…２にしたときの各画素群（25個）の論理積
回路34から出力される“1"なる不一致画素信号f12〜f56
…f22〜f77が入力される。そして各論理和回路36は、一
つでも不一致画素信号が入力されると“1"なる不一致信
号F00…F22を出力する。論理積回路38は、全ての論理和
回路36からF00…F22として不一致信号が検出される“1"
なる欠陥信号を出力することになる。
即ち、各論理積回路33,34の出力は、l,kの値ごとに各
論理和回路35,36によりi,jを１〜５を変化させたときの
論理和がとられる。論理和回路35の出力Elkは論理積回
路37において全ての論理和回路35の出力Elkの論理積が
とられる。同様に論理和回路36の出力Flkは論理積回路3
8において全ての論理和回路36の出力Flkの論理積がとら
れる。そしていずれかの論理積回路37,38から“1"なる
欠陥信号が出力されると論理和回路39からは、“1"なる
欠陥信号11が出力される。このような構成をとると、35
および36の各論理和回路の出力Elk,Flkは検査パターン
と設計パターンの位置ずれが水平方向ｌ−1,垂直方向ｋ
−１のときの検査パターンと設計パターンの５×５画素
の局部領域での不一致の有無を、パターンの内および外
１画素を不感帯として抽出したものに他ならず、37,38
の出力は不一致が無いものが１つでもあれば、出力を
“0"とし、全て不一致であれば出力を“1"とする。よっ
て39はパターンの内および外の１画素を不感帯とし、両
者の場合ともに不一致がなければ、出力を“0"、すなわ
ち欠陥なしどちらかに１つでも不一致があれば、出力を
“1"、すなわち欠陥有とするものである。
論理和回路35,36によりi,jを１〜５を変化させたときの
論理和がとられる。論理和回路35の出力Elkは論理積回
路37において全ての論理和回路35の出力Elkの論理積が
とられる。同様に論理和回路36の出力Flkは論理積回路3
8において全ての論理和回路36の出力Flkの論理積がとら
れる。そしていずれかの論理積回路37,38から“1"なる
欠陥信号が出力されると論理和回路39からは、“1"なる
欠陥信号11が出力される。このような構成をとると、35
および36の各論理和回路の出力Elk,Flkは検査パターン
と設計パターンの位置ずれが水平方向ｌ−1,垂直方向ｋ
−１のときの検査パターンと設計パターンの５×５画素
の局部領域での不一致の有無を、パターンの内および外
１画素を不感帯として抽出したものに他ならず、37,38
の出力は不一致が無いものが１つでもあれば、出力を
“0"とし、全て不一致であれば出力を“1"とする。よっ
て39はパターンの内および外の１画素を不感帯とし、両
者の場合ともに不一致がなければ、出力を“0"、すなわ
ち欠陥なしどちらかに１つでも不一致があれば、出力を
“1"、すなわち欠陥有とするものである。
本発明の動作例として、第６図に示すような検査パタ
ーンと設計パターンに対し適用した場合について説明す
る。第６図で、a,b,c,d,e,f,gで示す局部領域で、23、2
4の不感帯パターンとなる局部パターンを検査パターン
と重ね合わせたものを、第７図に示す。第７図におい
て、23−a,23−b,23−c,23−c,23−d,23−e,23−f,23−
ｇはそれぞれa,b,c,d,e,f,gにおける23の局部パターン
を示し24−a,24−b,24−c,24−d,24−e,24−f,24−ｇは
それぞれa,b,c,d,e,f,gにおける24の局部パターンを示
す。第６図、第７図からも明らかのように、第５図にお
けるl,kをo,1,2と変化（±１画素分ずらす）させても、
第７図の（ｂ）では23−ｂ、（ｄ）では24−ｄ、（ｅ）
では23−e,24−ｅ、（ｆ）では24−ｆ、（ｇ）では23−
ｇのそれぞれの局部パターンで第６図に示した設計パタ
ーンとの不一致が検出され、欠陥が抽出される。一方、
量子化誤差と考えられる第７図の（ａ），（ｃ）では、
23−ａに対し第５図の動作で説明したように、ｌ＝２の
とき、すなわち論理和回路35の出力E20、E21、E22が不
感帯パターンを除き設計パターンと検査パターンとが一
致するので“0"となり、24−ａに対しｌ＝０のとき、す
なわち論理和回路36の出力F00,F01,F02が“0"となり、2
3−ｃに対しｌ＝2,k＝２のとき、すなわちE22が“0"と
なり、24−ｃに対しｌ＝1,k＝１のとき、すなわちF11が
“0"となり、一致が検出され（すべてで一致が検出さ
れ）、すべて欠陥とならない。
ーンと設計パターンに対し適用した場合について説明す
る。第６図で、a,b,c,d,e,f,gで示す局部領域で、23、2
4の不感帯パターンとなる局部パターンを検査パターン
と重ね合わせたものを、第７図に示す。第７図におい
て、23−a,23−b,23−c,23−c,23−d,23−e,23−f,23−
ｇはそれぞれa,b,c,d,e,f,gにおける23の局部パターン
を示し24−a,24−b,24−c,24−d,24−e,24−f,24−ｇは
それぞれa,b,c,d,e,f,gにおける24の局部パターンを示
す。第６図、第７図からも明らかのように、第５図にお
けるl,kをo,1,2と変化（±１画素分ずらす）させても、
第７図の（ｂ）では23−ｂ、（ｄ）では24−ｄ、（ｅ）
では23−e,24−ｅ、（ｆ）では24−ｆ、（ｇ）では23−
ｇのそれぞれの局部パターンで第６図に示した設計パタ
ーンとの不一致が検出され、欠陥が抽出される。一方、
量子化誤差と考えられる第７図の（ａ），（ｃ）では、
23−ａに対し第５図の動作で説明したように、ｌ＝２の
とき、すなわち論理和回路35の出力E20、E21、E22が不
感帯パターンを除き設計パターンと検査パターンとが一
致するので“0"となり、24−ａに対しｌ＝０のとき、す
なわち論理和回路36の出力F00,F01,F02が“0"となり、2
3−ｃに対しｌ＝2,k＝２のとき、すなわちE22が“0"と
なり、24−ｃに対しｌ＝1,k＝１のとき、すなわちF11が
“0"となり、一致が検出され（すべてで一致が検出さ
れ）、すべて欠陥とならない。
また、以上の説明では参照パターンとして設計パター
ンを用いているが、検査パターンと同一形状を有する対
象を撮像して、参照パターンとしても、本発明を適用で
きるのは明らかである。
ンを用いているが、検査パターンと同一形状を有する対
象を撮像して、参照パターンとしても、本発明を適用で
きるのは明らかである。
前記実施例による作用効果について、従来技術である
特徴比較法と比べて以下説明する。まず直交するパター
ン形状のみを有するパターン検査を考える。第８図に特
徴比較法でパターン検査を行うとき、必要となる特徴抽
出器の例を示す。この場合、２画素以上のパターンの凹
凸は量子化誤差（１画素の凹凸）とみなせないため、欠
陥としなければならない。このため、第８図（ａ）に示
すような境界検出のオペレータが必要となる。このオペ
レータを遂次検査パターンと参照パターン上を動かし、
a1＝a2かつb1＝b2かつa1≠b1が成立するとき、境界（水
平方向）が存在するとするのが、このオペレータの機能
であり、第８図（ａ）に示すような２画素上の凹凸は、
検査パターン（実線）と参照パターン（破線）の両者で
このオペレータを動作させることにより、一方でのみ境
界が抽出されるので欠陥として判定できる。ここでは水
平方向の境界抽出のオペレータを示したが、90゜回転し
た垂直方向の境界抽出のオペレータも同様に必要であ
る。
特徴比較法と比べて以下説明する。まず直交するパター
ン形状のみを有するパターン検査を考える。第８図に特
徴比較法でパターン検査を行うとき、必要となる特徴抽
出器の例を示す。この場合、２画素以上のパターンの凹
凸は量子化誤差（１画素の凹凸）とみなせないため、欠
陥としなければならない。このため、第８図（ａ）に示
すような境界検出のオペレータが必要となる。このオペ
レータを遂次検査パターンと参照パターン上を動かし、
a1＝a2かつb1＝b2かつa1≠b1が成立するとき、境界（水
平方向）が存在するとするのが、このオペレータの機能
であり、第８図（ａ）に示すような２画素上の凹凸は、
検査パターン（実線）と参照パターン（破線）の両者で
このオペレータを動作させることにより、一方でのみ境
界が抽出されるので欠陥として判定できる。ここでは水
平方向の境界抽出のオペレータを示したが、90゜回転し
た垂直方向の境界抽出のオペレータも同様に必要であ
る。
しかし、第８図（ｂ）に示すような１画素の孤立欠陥
はこのオペレータでは見逃してしまう。そこで、第８図
（ｂ）に示すような微小検出のオペレータが必要とな
る。このオペレータはa1＝a2＝a3＝b1＝b2＝b3であると
き、a1≠c1あるいはa1≠c2あるいはa1≠c3が成立すると
き微小部分が存在するとするものである。このオペレー
タにより第８図（ｂ）のような１画素の孤立欠陥は検査
パターン，参照パターンのうち一方にしか微小部が検出
されないので欠陥と判定される。しかし、第８図（ｃ）
のような境界近傍の１画素幅の欠陥を考えると、検査パ
ターンと参照パターンの位置合せ誤差を考えれば、垂直
方向の境界抽出では、両パターンとも垂直方向の境界が
存在し、欠陥を抽出できない。そこで、第８図（ｂ）を
90゜回転した、第８図（ｃ）に示すような微小検出のオ
ペレータが必要となる。同様に位置合せ誤差を考えれ
ば、第８図（ｄ）に示すようにコーナ近傍の凹凸も検出
できない。第８図（ｄ）の場合、欠陥は水平方向の境界
が有ると検出されるが、近傍にコーナ部があるため、両
パターンとも同じ境界が抽出され、欠陥とみなせない。
そこで、第８図（ｄ）に示すようなコーナ検出のオペレ
ータが必要となる。このオペレータはa1＝a2＝a3＝a4＝
a5＝a6＝a7かつb1＝b2＝b3＝b4かつa1≠b1のとき、コー
ナが有るとするものである。このオペレータによれば、
第８図（ｄ）の場合、一方のパターンにのみコーナが検
出されるため、欠陥として判定できる。コーナの種類と
しては４種類あるので、４つのオペレータが必要とな
る。以上のように従来技術の特徴比較法によれば、２＋
２＋４＝８通りの特徴オペレータが必要であり、検査パ
ターンと参照パターンの両者に特徴抽出回路を設けるた
め、16回路が必要となる。第８図ではパターン形状が直
交する場合に限定しているが、パターン形状が複雑にな
れば、必要となるハード規模は莫大となる。一方、本発
明の方式によれば、パターン形状が複雑化しても、同じ
回路構成で欠陥判定できる効果がある。
はこのオペレータでは見逃してしまう。そこで、第８図
（ｂ）に示すような微小検出のオペレータが必要とな
る。このオペレータはa1＝a2＝a3＝b1＝b2＝b3であると
き、a1≠c1あるいはa1≠c2あるいはa1≠c3が成立すると
き微小部分が存在するとするものである。このオペレー
タにより第８図（ｂ）のような１画素の孤立欠陥は検査
パターン，参照パターンのうち一方にしか微小部が検出
されないので欠陥と判定される。しかし、第８図（ｃ）
のような境界近傍の１画素幅の欠陥を考えると、検査パ
ターンと参照パターンの位置合せ誤差を考えれば、垂直
方向の境界抽出では、両パターンとも垂直方向の境界が
存在し、欠陥を抽出できない。そこで、第８図（ｂ）を
90゜回転した、第８図（ｃ）に示すような微小検出のオ
ペレータが必要となる。同様に位置合せ誤差を考えれ
ば、第８図（ｄ）に示すようにコーナ近傍の凹凸も検出
できない。第８図（ｄ）の場合、欠陥は水平方向の境界
が有ると検出されるが、近傍にコーナ部があるため、両
パターンとも同じ境界が抽出され、欠陥とみなせない。
そこで、第８図（ｄ）に示すようなコーナ検出のオペレ
ータが必要となる。このオペレータはa1＝a2＝a3＝a4＝
a5＝a6＝a7かつb1＝b2＝b3＝b4かつa1≠b1のとき、コー
ナが有るとするものである。このオペレータによれば、
第８図（ｄ）の場合、一方のパターンにのみコーナが検
出されるため、欠陥として判定できる。コーナの種類と
しては４種類あるので、４つのオペレータが必要とな
る。以上のように従来技術の特徴比較法によれば、２＋
２＋４＝８通りの特徴オペレータが必要であり、検査パ
ターンと参照パターンの両者に特徴抽出回路を設けるた
め、16回路が必要となる。第８図ではパターン形状が直
交する場合に限定しているが、パターン形状が複雑にな
れば、必要となるハード規模は莫大となる。一方、本発
明の方式によれば、パターン形状が複雑化しても、同じ
回路構成で欠陥判定できる効果がある。
本発明によれば、被検査パターンの境界部に発生する
量子化誤差の影響を受けることなく、しかも被検査パタ
ーンと基準パターンとの間に許容できる位置ずれが生じ
ても複雑な形状を有する被検査パターンに対して同じハ
ードウエア構成で、被検査パターンに存在する欠陥を高
精度で検査することができる効果を奏する。
量子化誤差の影響を受けることなく、しかも被検査パタ
ーンと基準パターンとの間に許容できる位置ずれが生じ
ても複雑な形状を有する被検査パターンに対して同じハ
ードウエア構成で、被検査パターンに存在する欠陥を高
精度で検査することができる効果を奏する。
第１図は全体構成図、第２図は検査パターン不感帯パタ
ーンの局部領域切出しを説明する図第３図はシフトレジ
スタ群の構成を説明する図第４図は設計パターンの局部
領域切出しを説明する図、第５図は欠陥抽出回路の具体
的構成、第６図，第７図は本発明の動作例を説明する図
第８図は本発明の効果を説明する図である。 １……撮像装置 ２……２値化回路 3,4……不感帯設定回路 5,6,7,9……局部パターン抽出回路 ８……設計パターンメモリ 13,19,20,21,28……シフトレジスタ群 22,23,24,29……局部メモリ 10……欠陥抽出回路
ーンの局部領域切出しを説明する図第３図はシフトレジ
スタ群の構成を説明する図第４図は設計パターンの局部
領域切出しを説明する図、第５図は欠陥抽出回路の具体
的構成、第６図，第７図は本発明の動作例を説明する図
第８図は本発明の効果を説明する図である。 １……撮像装置 ２……２値化回路 3,4……不感帯設定回路 5,6,7,9……局部パターン抽出回路 ８……設計パターンメモリ 13,19,20,21,28……シフトレジスタ群 22,23,24,29……局部メモリ 10……欠陥抽出回路
Claims (1)
- 【請求項１】被検査パターンを撮像手段により撮像して
得られる画像信号を２値化手段により被検査２値化画像
信号に変換し、該変換された被検査２値化画像信号を遂
次第１のＮ×Ｎ（Ｎは５以上の自然数）の画素群で被検
査局部領域画像信号ａi,jとして切り出すと共に前記被
検査２値化画像信号から量子化誤差に基づいて被検査パ
ターンの輪郭の内側および外側に１または２画素不感帯
にした内側および外側不感帯画像信号の各々を逐次第２
および第３のＮ×Ｎの画素群の各々で不感帯局部領域画
像信号ｂi,j,Ci,jとして切り出し、前記被検査パターン
の基準となる基準パターンの基準２値化画像信号を、前
記被検査２値化画像信号と同期させて基準のＭ×Ｍ（Ｍ
＝Ｎ＋ｋ、ｋは被検査パターンと基準パターンの許容す
る位置ずれによって定めた２以上の自然数）の画素群で
許容位置ずれ±k/2を考慮した基準局部領域画像信号ｄ
ｉ＋ｋ，ｊ＋ｋとして切り出し、論理回路手段により前
記第２および第３のＮ×Ｎの画素群の各々で逐次切り出
された不感帯局部領域画像信号ｂi,j,ci,jの各不感帯画
素信号を除き、前記第１のＮ×Ｎの画素群で逐次切り出
された被検査局部領域画像信号ａi,jと前記基準のＭ×
Ｍの画素群で同期して逐次切り出された基準局部領域画
像信号ｄｉ＋ｋ，ｊ＋ｋの内Ｎ×Ｎの画素群の基準局部
領域画像信号ｄｉ＋ｋ，ｊ＋ｋとをＮ×Ｎの画素群に亘
って比較して不一致を検出し、更に前記比較において検
出された不一致が縦横に０から許容位置ずれｋまでシフ
トさせていって全てに亘って検出されたとき前記被検査
パターンに欠陥が存在する判定することを特徴とする被
検査パターンの欠陥検査方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60076389A JP2602201B2 (ja) | 1985-04-12 | 1985-04-12 | 被検査パターンの欠陥検査方法 |
| KR1019860002753A KR900007434B1 (ko) | 1985-04-12 | 1986-04-11 | 패턴 검사 장치 |
| DE19863612233 DE3612233A1 (de) | 1985-04-12 | 1986-04-11 | Musterpruefverfahren |
| US06/850,681 US4776023A (en) | 1985-04-12 | 1986-04-11 | Pattern inspection method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60076389A JP2602201B2 (ja) | 1985-04-12 | 1985-04-12 | 被検査パターンの欠陥検査方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61236285A JPS61236285A (ja) | 1986-10-21 |
| JP2602201B2 true JP2602201B2 (ja) | 1997-04-23 |
Family
ID=13603968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60076389A Expired - Fee Related JP2602201B2 (ja) | 1985-04-12 | 1985-04-12 | 被検査パターンの欠陥検査方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4776023A (ja) |
| JP (1) | JP2602201B2 (ja) |
| KR (1) | KR900007434B1 (ja) |
| DE (1) | DE3612233A1 (ja) |
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-
1985
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