JP3198105B2 - Automatic visual inspection device - Google Patents
Automatic visual inspection deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体ウェハなどの物体の表面の外観を検査
する技術、特に、検査対象のパターンの位置合わせを確
実に行うために用いて効果のある技術に関するものであ
る。The present invention relates to a technique for inspecting the appearance of the surface of an object such as a semiconductor wafer, and more particularly, to an effect that can be used to surely align a pattern to be inspected. It's about a technology.
〔従来の技術〕 例えば、LSI（大規模集積回路）の量産をするに際し
て最も問題となるのは、半導体素子を形成するウェハ処
理工程の歩留り向上である。この歩留り低下の殆どの原
因が外観不良であり、この低減は重要な課題になってい
る。このため、ウェハ外観検査の自動化が必要になる。2. Description of the Related Art For example, the most important problem in mass-producing LSIs (large-scale integrated circuits) is improving the yield of a wafer processing step for forming semiconductor elements. Most of the cause of the decrease in yield is poor appearance, and this reduction is an important issue. Therefore, automation of wafer appearance inspection is required.
ところで、本発明者は、半導体ウェハ、基板、マス
ク、レチクル、液晶などの被検査物外観検査を画像処理
を用いて行う場合の濃度変換の問題について検討した。By the way, the present inventor has studied the problem of density conversion in the case where the visual inspection of an object to be inspected such as a semiconductor wafer, a substrate, a mask, a reticle, and a liquid crystal is performed using image processing.
以下は、本発明者によって検討された技術であり、そ
の概要は次の通りである。The following is a technique studied by the present inventors, and the outline is as follows.
すなわち、外観検査のための画像処理においては、検
査対象をテレビカメラなどで撮像し、その画像情報を多
階調化し、これを異なる２箇所の同一パターンにおいて
比較し、一定以上の差（明るさ、大きさなど）が生じた
ことをもって欠陥を判定している。そして、パターン比
較に際しては、各々の画像信号を微分して線やエッジの
検出を行い、特徴抽出を行っている。That is, in image processing for visual inspection, an inspection target is imaged with a television camera or the like, the image information is multi-grayed, and this is compared in the same pattern at two different places, and a difference (brightness) of a certain value or more is obtained. , Size, etc.) are determined as defects. At the time of pattern comparison, each image signal is differentiated to detect a line or an edge, and feature extraction is performed.
なお、パターンの微分方法に関しては、例えば、長尾
真著「画像認識論」（昭和58年２月コロナ社発行）45頁
〜53頁に記載がある。The pattern differentiation method is described in, for example, Makoto Nagao, "Image Recognition Theory" (published by Corona Co., Ltd. in February 1983), pp. 45-53.
また、プリント配線板などのパターンの欠陥検査を行
う例として実開平１−195350号があり、パターン部から
の反射光を電気信号に変換し、これを基準電圧と比較し
て映像の２値化を行い、判定する構成が示されている。Japanese Utility Model Laid-Open No. 1-195350 discloses an example of performing a defect inspection of a pattern of a printed wiring board or the like. The reflected light from the pattern portion is converted into an electric signal, which is compared with a reference voltage to binarize an image. Is performed, and a determination is made.
ところが、前記「画像認識論」では微分式あるいは微
分しきい値を対象に応じて最適かつ自動的に設定するた
めの具体的手段が開示されておらず、検査対象とする画
像信号をもとに経験的、実験的に条件出しを行わざるを
得ないという問題のあることが本発明者によって見い出
された。However, the above-mentioned “image recognition theory” does not disclose specific means for optimally and automatically setting a differential expression or a differential threshold value according to an object. The present inventor has found that there is a problem that conditions must be set experimentally and experimentally.
そこで、本発明の目的は、製品や工程の変更に応じて
最適な微分式及び微分しきい値を自動的に求めることの
できる技術を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a technique capable of automatically finding an optimal differential equation and a differential threshold value according to a change in a product or a process.
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろ
う。The above and other objects and novel features of the present invention are as follows.
It will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの
概要を簡単に説明すれば、以下の通りである。The outline of a typical invention disclosed in the present application will be briefly described as follows.
すなわち、被検査物の異なる２箇所の同一のパターン
部分を位置合わせし、前記２箇所のパターンに一定以上
の差異があることをもって欠陥を判定する自動外観検査
装置であって、前記パターンの画像信号の濃淡に応じて
最適な微分式を設定し、この微分式に基づいて画像信号
を微分し、その微分値により前記位置合わせを行う処理
手段を設けるようにしたものである。That is, an automatic visual inspection apparatus that positions two identical pattern portions of a test object different from each other and determines a defect based on a difference between the two patterns that is equal to or more than a predetermined value. And a processing means for differentiating an image signal based on the differential equation, and performing the above-described alignment based on the differential value.
上記した手段によれば、設定した最適微分式によりパ
ターンの画像信号を微分した微分信号は、画像の濃度変
化が激しい位置、すなわちエッジの存在する位置を示
し、同一パターンの２点の微分信号を比較することによ
りパターン間の相対位置ずれ量を知ることができる。こ
れにより、欠陥部のみを欠陥判定に供することが可能に
なり、検出精度を向上させることができる。また、微分
信号を２値化するに際して設定される微分しきいい値
は、個々の被検査物に応じて最適な値が設定される。し
たがって、被検査物（試料）が異なっても常に最適な条
件を設定することが可能になる。According to the above-described means, the differentiated signal obtained by differentiating the image signal of the pattern by the set optimal differential equation indicates a position where the density of the image changes greatly, that is, a position where an edge exists. By comparing, the relative positional deviation amount between the patterns can be known. As a result, only the defective portion can be used for the defect determination, and the detection accuracy can be improved. Further, the optimal threshold value set when binarizing the differential signal is set to an optimum value according to each inspection object. Therefore, it is possible to always set the optimum condition even if the inspection object (sample) is different.
第１図は本発明による自動外観検査装置の一実施例を
示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of an automatic visual inspection apparatus according to the present invention.
第１図に示すように、Ｘ方向及びＹ方向へ自在に移動
可能なＸ−Ｙステージ１の上面には試料台２が取り付け
られ、この試料台上に試料（本実施例では半導体ウェ
ハ）３がセットされる。一方、被検査物である試料３の
表面を照明するために光源４が設けられ、その光路上に
集光レンズ５が配設されている。As shown in FIG. 1, a sample stage 2 is mounted on an upper surface of an XY stage 1 which can be freely moved in the X and Y directions, and a sample (a semiconductor wafer in this embodiment) 3 is mounted on the sample stage. Is set. On the other hand, a light source 4 is provided for illuminating the surface of the sample 3 which is an inspection object, and a condenser lens 5 is provided on the optical path.
試料３の上部には対物レンズ６が配設され、この上部
でかつ集光レンズ５の出射光路上にハーフミラー７が配
設されている。さらに、対物レンズ６の合焦位置には撮
像手段８が配設されている。この撮像手段８は、試料３
からの反射光を光電変換するもので、一次元ラインセン
サあるいは二次元的なITV（工業用テレビ）カメラを用
いて構成される。撮像手段８には、その画像信号を増
幅、歪み補正、A/D変換などを行うための信号処理回路
９が接続され、この信号処理回路９にはアナログ信号を
デジタル信号に変換するためのアナログ／デジタル（A/
D）変換器10が接続され、このA/D変換器10には遅延メモ
リ11、微分回路12a、及び欠陥検出部13が接続されてい
る。An objective lens 6 is provided above the sample 3, and a half mirror 7 is provided above the sample lens 3 and on the exit optical path of the condenser lens 5. Further, an image pickup means 8 is provided at a focus position of the objective lens 6. This imaging means 8
This is a device that photoelectrically converts the reflected light from the camera, and is configured using a one-dimensional line sensor or a two-dimensional ITV (industrial television) camera. The imaging means 8 is connected to a signal processing circuit 9 for performing amplification, distortion correction, A / D conversion, and the like on the image signal. The signal processing circuit 9 has an analog signal for converting an analog signal into a digital signal. / Digital (A /
D) The converter 10 is connected, and the A / D converter 10 is connected to the delay memory 11, the differentiating circuit 12a, and the defect detector 13.
遅延メモリ11と欠陥検出部13の間には、ずれ補正部14
が挿入され、遅延メモリ11には更に微分回路12bが接続
されている。微分回路12a,12bには、ずれ量検出回路15
が接続され、その出力はずれ補正部14に印加される。A shift correction unit 14 is provided between the delay memory 11 and the defect detection unit 13.
Is inserted, and a differentiating circuit 12b is further connected to the delay memory 11. The differentiating circuits 12a and 12b include a shift amount detecting circuit 15
Are connected, and the output is applied to the shift correction unit 14.
遅延メモリ11及び微分回路12aには、その一方の出力
画像を記憶する画像メモリ16が接続され、微分回路12a,
12b及び画像メモリ16にはマイクロコンピュータを用い
た主制御部17が接続されている。An image memory 16 for storing one output image is connected to the delay memory 11 and the differentiation circuit 12a, and the differentiation circuit 12a,
A main controller 17 using a microcomputer is connected to the memory 12b and the image memory 16.
以上の構成において、外観検査を行うには、まず、試
料台２上に試料３を載置し、光源４を点灯する。その光
源４からの出力光は集光レンズ５を経てハーフミラー７
に到達し、さらに対物レンズ６を経て試料３上の１つの
チップの特定パターン部分に到達する。試料３の照明部
分の反射光は、ハーフミラー７を通過して撮像手段８に
パターンを結像する。撮像手段８によって光電変換され
た画像信号は、信号処理回路９によって信号処理のの
ち、A/D変換器10によって多階調（１バイトであれば256
階調）に変換され、その信号は、遅延メモリ11に一時的
に記憶される。In the above configuration, to perform the appearance inspection, first, the sample 3 is placed on the sample table 2 and the light source 4 is turned on. The output light from the light source 4 passes through a condenser lens 5 and a half mirror 7
And further reaches a specific pattern portion of one chip on the sample 3 via the objective lens 6. The reflected light from the illuminated portion of the sample 3 passes through the half mirror 7 to form a pattern on the imaging means 8. The image signal photoelectrically converted by the imaging means 8 is subjected to signal processing by a signal processing circuit 9 and then to multi-gradation (256 bytes for one byte) by an A / D converter 10.
), And the signal is temporarily stored in the delay memory 11.
ついで、同一の試料３（半導体ウェハ）の他のチップ
の同一パターンに光源４を照射し、これを撮像手段８で
受光ののち信号処理回路９及びA/D変換器10で処理し、
これを微分回路12aに入力して微分を行うと共に一定し
きい値以上のときに出力信号を発生する。また、遅延メ
モリ11から画像データを読み出し、これを微分回路12b
に入力して微分を行うと共に一定しきい値以上のときに
出力信号を発生する。Next, the same pattern of another chip of the same sample 3 (semiconductor wafer) is irradiated with the light source 4, and the light is received by the imaging means 8 and then processed by the signal processing circuit 9 and the A / D converter 10.
This is input to a differentiating circuit 12a to perform differentiation, and an output signal is generated when the difference is equal to or more than a predetermined threshold value. Further, the image data is read from the delay memory 11 and is
To perform differentiation and generate an output signal when the value exceeds a certain threshold.
微分回路12a,12bの各出力は、ずれ量検出回路15によ
ってＸ方向及びＹ方向にどれだけずらせば最も一致度を
を高くできるか否か（或いは不一致度が小さいか）を検
出する。Each output of the differentiating circuits 12a and 12b is used by the shift amount detecting circuit 15 to detect whether the degree of coincidence can be maximized (or the degree of non-coincidence is small) by shifting in the X and Y directions.
一方、現在検出中のチップのA/D変換器10の画像情報
と遅延メモリ11に記憶されている他のチップの画像情報
とが欠陥検出部13に入力されて欠陥検出のための比較処
理が行われる。このとき、遅延メモリ11の出力は、ずれ
量検出回路15から与えられるずれ量にしたがってずれ補
正部14により２つの画像間の相対位置ずれを補正する。
これにより、パターンの正常部での位置ずれがなくな
る。欠陥検出部13は、ずれ補正部14の出力とA/D変換器1
0の出力とを比較し、一定以上の明るさの差及び大きさ
をもつものを欠陥として判定する。On the other hand, the image information of the A / D converter 10 of the currently detected chip and the image information of the other chips stored in the delay memory 11 are input to the defect detection unit 13 and the comparison process for defect detection is performed. Done. At this time, the output of the delay memory 11 corrects the relative position shift between the two images by the shift correcting unit 14 in accordance with the shift amount given from the shift amount detection circuit 15.
As a result, there is no displacement in the normal part of the pattern. The defect detection unit 13 outputs the output of the shift correction unit 14 and the A / D converter 1
The output is compared with the output of 0, and the one having a brightness difference and a magnitude equal to or more than a certain value is determined as a defect.
各回路へのデータ設定、制御、判定などの処理は主制
御部17によって行われ、画像メモリ16はA/D変換器10の
出力又は微分回路12aの出力をスイッチ16aの選択に応じ
て一時的に記憶するために用いられる。Processing such as data setting, control, and determination for each circuit is performed by the main control unit 17, and the image memory 16 temporarily changes the output of the A / D converter 10 or the output of the differentiation circuit 12a in accordance with the selection of the switch 16a. Used to store in
次に、パターンの微分について説明する。 Next, pattern differentiation will be described.
前記した文献「画像認識論」の46頁〜54頁に記載のよ
うに、欠陥検出の１手段であるパターンのエッジを検出
するために、一次微分あるいは二次微分が一般に用いら
れている。その微分の方法は文献中に記載のように、多
種類がある。例えば、画像信号をｆ（x,y）で表すと、
次のようになる。As described on page 46 to page 54 of the above-mentioned document "Image Recognition", a primary differentiation or a secondary differentiation is generally used to detect an edge of a pattern which is one means of defect detection. There are many differentiating methods as described in the literature. For example, if an image signal is represented by f (x, y),
It looks like this:
−4f（x,y）＋ｆ（x,y＋１）＋ｆ（ｘ＋1,y）＋ｆ（ｘ−1,y）＋ｆ（x,y−１） この演算により、X,Y方向が同時に微分される。−4f (x, y) + f (x, y + 1) + f (x + 1, y) + f (x−1, y) + f (x, y−1) By this operation, the X and Y directions are simultaneously differentiated.
また、次の演算によりＸ方向のみの微分を行うことが
できる。Further, only the X direction can be differentiated by the following calculation.
−2f（x,y）＋ｆ（ｘ−1,y）＋ｆ（ｘ＋1,y） 第２図は微分回路12a,12bの詳細を示すブロック図で
ある。-2f (x, y) + f (x-1, y) + f (x + 1, y) FIG. 2 is a block diagram showing details of the differentiating circuits 12a and 12b.
入力段には撮像手段８のラインセンサの操作方向の１
ライン分の信号をシフトさせるためのラインシフタ18a
〜18dが直列接続され、入力点及びラインシフタ18a〜18
dの各々の出力及び入力には複数の１ビットのシフトレ
ジスタ19が接続されている。シフトレジスタ19の各出力
端子は、微分演算回路20に接続され、この微分演算回路
20には微分モードレジスタ21を介して主制御部17が接続
されている。主制御部17には微分しきい値レジスタ22が
接続され、この出力端子及び微分演算回路20の出力端子
には微分２値化部23が接続されている。In the input stage, one of the operation directions of the line sensor of the imaging unit 8 is set.
Line shifter 18a for shifting the signal for the line
To 18d are connected in series, and the input points and line shifters 18a to 18d
A plurality of 1-bit shift registers 19 are connected to each output and input of d. Each output terminal of the shift register 19 is connected to a differential operation circuit 20.
The main controller 17 is connected to 20 via a differential mode register 21. A differential threshold register 22 is connected to the main control unit 17, and a differential binarizing unit 23 is connected to this output terminal and the output terminal of the differential operation circuit 20.
第２図の構成においては、ラインシフタ18a〜18d及び
シフトレジスタ19によって５×５の25点の信号が切り出
される。これに対し、微分演算回路20は25点の信号の
内、複数の入力信号を選択して微分演算を実行する。こ
のとき、微分モードレジスタ21によって演算式の種類が
設定され、この設定値に応じて微分演算回路20の演算式
が変更される。微分演算回路20の演算式に対し、微分し
きい値レジスタ22で設定英された微分しきい値を用い、
微分２値化部23により２値化処理が行われ、欠陥検出部
13へ送出される。In the configuration of FIG. 2, 25 signals of 5.times.5 are cut out by the line shifters 18a to 18d and the shift register 19. On the other hand, the differential operation circuit 20 performs a differential operation by selecting a plurality of input signals from the signals at 25 points. At this time, the type of arithmetic expression is set by the differential mode register 21, and the arithmetic expression of the differential arithmetic circuit 20 is changed according to the set value. Using the differential threshold set in the differential threshold register 22 for the arithmetic expression of the differential arithmetic circuit 20,
The binarization processing is performed by the differential binarization unit 23, and the defect detection unit
Sent to 13.
次に、微分式の決定方法について第３図（ａ），
（ｂ），（ｃ）を参照して説明する。Next, the method of determining the differential equation is shown in FIG.
This will be described with reference to (b) and (c).
第３図（ａ）は撮像手段８で撮像されるパターンを模
式的に示したものであり、同図のＸ−Ｘ′断面のパター
ンの濃淡を明るさで示したのが第３図（ｂ）である。こ
の第３図（ｂ）の濃淡信号を微分した信号波形が第３図
（ｃ）である。FIG. 3 (a) schematically shows a pattern imaged by the imaging means 8, and FIG. 3 (b) shows the density of the pattern on the XX 'cross section of FIG. ). FIG. 3C shows a signal waveform obtained by differentiating the grayscale signal shown in FIG. 3B.
微分信号は、パターンの濃淡差、パターンのサイズな
どによってその信号値が異なる。また、微分式によって
も信号値が異なる。そこで、A/D変換器10によるA/D変換
後の画像信号を画像メモリ16に取り込み、候補とする複
数の微分式を用いて主制御部17で演算を行い、微分値の
ピーク値を調べる。第３図（ｃ）の例では、図中のV3が
ピーク値である。The signal value of the differentiated signal differs depending on the difference in shading of the pattern and the size of the pattern. Also, the signal value differs depending on the differential equation. Therefore, the image signal after the A / D conversion by the A / D converter 10 is taken into the image memory 16, and the main control unit 17 performs an operation using a plurality of differential expressions as candidates, and examines the peak value of the differential value. . In the example of FIG. 3 (c), the V 3 in FIG. Is the peak value.
パターンのエッジをコントラスト良く検出できるか否
かは、微分値のピーク値が高いか否かによって決まるの
で、微分値のピークが最も高くなる微分式を最適微分式
であると判断する。なお、微分値の絶対値の平均値を計
算し、この平均値が最も高い値となる演算式を最適微分
式としてもよい。このようにして決められた最適微分式
をモードレジスタ21に設定する。Whether the edge of the pattern can be detected with good contrast depends on whether the peak value of the differential value is high. Therefore, the differential expression having the highest differential value peak is determined to be the optimal differential expression. Note that the average value of the absolute values of the differential values may be calculated, and the arithmetic expression having the highest average value may be used as the optimal differential expression. The optimal differential equation determined in this way is set in the mode register 21.
次に、微分しきい値の設定方法について説明する。 Next, a method of setting the differential threshold will be described.
第３図（ｃ）において、しきい値を高くしていくと、
図中のV1,V2,V3で２値化できるエッジの数が変化する。
このエッジ検出数としきい値の関係を示したのが第４図
である。In FIG. 3 (c), as the threshold value is increased,
The number of edges that can be binarized changes with V 1 , V 2 , and V 3 in the figure.
FIG. 4 shows the relationship between the number of detected edges and the threshold value.
第４図に示すように、しきい値が高くなればエッジ検
出数が減少する。しきい値V1,V2,V3の間はエッジ検出の
変動が大きいため、この領域に微分しきい値を設定する
とエッジ検出数のばらつきが大きくなり、安定な検出を
行うことは出来ない。したがって、微分しきい値は、第
３図（ｃ）の例では０〜V1の間に設定すればよいが、し
きい値が低すぎるとパターンの微小な濃度変化或いはノ
イズなども検出する恐れがあるので、第３図のV1より少
し低い値にしきい値VThを決める。なお、エッジ検出数
の変化傾向が検査対象によってさほど異ならない場合、
微分値のピーク値V3に一定比率を掛けたものをVThとし
て設定するようにしてもよい。As shown in FIG. 4, as the threshold value increases, the number of detected edges decreases. Since the fluctuation of the edge detection is large between the threshold values V 1 , V 2 , and V 3 , if the differential threshold is set in this area, the variation in the number of detected edges becomes large, and stable detection cannot be performed. . Thus, the differential threshold value, a possibility in the example of FIG. 3 (c) may be set between 0 to V 1, to detect such small concentration change or noise pattern when the threshold is too low since there is, it determines the threshold V Th to a value slightly lower than V 1 of the Figure 3. If the change tendency of the number of detected edges is not so different depending on the inspection target,
The multiplied by a constant ratio to the peak value V 3 of the differential value may be set as V Th.
第５図は最適微分式の決定方法を示すフローチャート
である。FIG. 5 is a flowchart showing a method for determining the optimal differential equation.
まず、撮像手段８によって撮像した画像信号を入力し
（ステップ51）、微分式（Ｎ）による微分計算〔Ｂ（N,
i）〕を行う（ステップ52）。ここで、ｉはｉ番目のし
きい値を意味する。ステップ52の処理をＮ回実行する
（ステップ53）。ついで、評価関数Ｈ（Ｎ）を求め（ス
テップ54）、このＨ（Ｎ）のうち最大値を与えるＮを求
め、これを最適微分式とする（ステップ55）。First, an image signal picked up by the image pickup means 8 is input (step 51), and a differential calculation [B (N,
i)] is performed (step 52). Here, i means the i-th threshold. The process of step 52 is executed N times (step 53). Next, an evaluation function H (N) is obtained (step 54), and N which gives the maximum value among the H (N) is obtained, and this is set as an optimal differential equation (step 55).
第６図は最適微分しきい値の決定方法を示すフローチ
ャートである。FIG. 6 is a flowchart showing a method for determining the optimum differential threshold.
まず、初期微分しきい値Th0を求める（ステップ6
1）。ついで、しきい値Th（ｉ）以上のエッジ数を計算
〔→Ｅ（ｉ）〕し（ステップ62）、これをＭ回実行する
（ステップ63）。すなわち、Th0に対し一定比率を加算
していきTh（ｉ）を求める（ステップ64）。ステップ6
2,63によって第７図のようなしきい値とエッジ数の関係
を図表化することができる。次に、Ｍ回のエッジ数計算
の終了が判定されると（ステップ63）、最適しきい値V
Th（変動の少ない点）を求める（ステップ65）。First, an initial differential threshold value Th 0 is obtained (step 6
1). Next, the number of edges equal to or larger than the threshold value Th (i) is calculated [→ E (i)] (step 62), and this is executed M times (step 63). That, Th 0 to determine the Th (i) continue adding a fixed ratio (step 64). Step 6
The relationship between the threshold value and the number of edges as shown in FIG. Next, when it is determined that the calculation of the number of edges M has been completed (step 63), the optimum threshold V
Th (a point with little change) is obtained (step 65).
以上、本発明によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることは言うまでもない。As described above, the invention made by the present invention has been specifically described based on the embodiments. However, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified without departing from the gist thereof. .
例えば、上記実施例においては、微分式の計算をA/D
変換後の画像信号をもとに主制御部17で行っているが、
候補となる微分式を順次モードレジスタ21に設定し、各
微分式における微分演算回路20の出力を画像メモリ16に
記憶し、この微分値のピーク或いは絶対値の平均値をも
とに主制御部17によって判定しても同様に本発明を達成
することができる。For example, in the above embodiment, the calculation of the differential equation is A / D
The main controller 17 performs the conversion based on the converted image signal.
Differential expressions as candidates are sequentially set in the mode register 21, the output of the differential operation circuit 20 in each differential expression is stored in the image memory 16, and the main control unit is operated based on the peak value of the differential value or the average value of the absolute value. The present invention can be achieved in the same manner even if the determination is made by 17.
また、第２図においては、微分しきい値レジスタ22及
び微分２値化部23を各１個設けるものとしたが、X,Y方
向へ個別に微分を行う場合、各々２個を設けるようにす
れば良い。In FIG. 2, one differential threshold register 22 and one differential binarizing unit 23 are provided. However, when differentiating in the X and Y directions individually, two differential threshold registers 22 and two differential binarizing units are provided. Just do it.
以上の説明では、主として本発明者によってなされた
発明をその利用分野である半導体ウェハの外観検査に適
用する場合について説明したが、これに限らずマスク、
レチクル、プリント基板などのパターン検査に適用する
ことが可能である。In the above description, the case where the invention made by the present inventor is mainly applied to the visual inspection of a semiconductor wafer, which is its application field, has been described.
The present invention can be applied to pattern inspection of a reticle, a printed circuit board, and the like.
本願において開示される発明のうち、代表的なものに
よって得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りであ
る。The effects obtained by typical aspects of the invention disclosed in the present application will be briefly described as follows.
すなわち、被検査物の異なる２箇所の同一のパターン
部分を位置合わせし、前記２箇所のパターンに一定以上
の差異があることをもって欠陥を判定する自動外観検査
装置であって、前記パターンの画像信号の濃淡に応じて
最適な微分式を設定し、この微分式に基づいて画像信号
を微分し、その微分値により前記位置合わせを行う処理
手段を設けるようにしたので、正確な位置合わせが可能
になり、検出率を向上させ、誤検出率を低減することが
できる。特に、半導体ウェハの外観検査に用いた場合、
半導体装置の歩留り向上が可能になる。That is, an automatic visual inspection apparatus that positions two identical pattern portions of a test object different from each other and determines a defect based on a difference between the two patterns that is equal to or more than a predetermined value. The optimal differential equation is set in accordance with the density of the image signal, and the image signal is differentiated based on the differential equation, and the processing means for performing the above-described alignment based on the differential value is provided. That is, the detection rate can be improved and the erroneous detection rate can be reduced. In particular, when used for visual inspection of semiconductor wafers,
The yield of the semiconductor device can be improved.
第１図は本発明による自動外観検査装置の一実施例を示
すブロック図、 第２図は微分回路の詳細を示すブロック図、 第３図（ａ），（ｂ），（ｃ）は微分式の決定方法を説
明する説明図、 第４図はエッジ検出数としきい値の関係を示す特性図、 第５図は最適微分式の決定方法を示すフローチャート、 第６図は最適微分しきい値の決定方法を示すフローチャ
ート、 第７図は第６図で求めたしきい値とエッジ数の関係を示
す相関図である。 １……Ｘ−Ｙステージ、２……試料台、３……試料、４
……光源、５……集光レンズ、６……対物レンズ、７…
…ハーフミラー、８……撮像手段、９……信号処理回
路、10……A/D変換器、11……遅延メモリ、12a,12b……
微分回路、13……欠陥検出部、14……ずれ補正部、15…
…ずれ量検出回路、16……画像メモリ、16a……スイッ
チ、17……主制御部、18a〜18d……ラインシフタ、19…
…シフトレジスタ、20……微分演算回路、21……微分モ
ードレジスタ、22……微分しきい値レジスタ、23……微
分２値化部。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an automatic visual inspection apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing details of a differentiating circuit, and FIGS. 3 (a), (b) and (c) are differential equations. FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between the number of edge detections and a threshold, FIG. 5 is a flowchart showing a method for determining an optimal differential equation, and FIG. 7 is a correlation diagram showing a relationship between the threshold value and the number of edges obtained in FIG. 1 XY stage 2 Specimen stage 3 Specimen 4
... Light source, 5 ... Condenser lens, 6 ... Objective lens, 7 ...
... half mirror, 8 ... imaging means, 9 ... signal processing circuit, 10 ... A / D converter, 11 ... delay memory, 12a, 12b ...
Differentiator circuit, 13 ... Defect detection unit, 14 ... Shift correction unit, 15 ...
... Shift amount detection circuit, 16 ... Image memory, 16a ... Switch, 17 ... Main control unit, 18a-18d ... Line shifter, 19 ...
... shift register, 20 ... differential operation circuit, 21 ... differential mode register, 22 ... differential threshold register, 23 ... differential binarization unit.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/66 G01N 21/88 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/66 G01N 21/88
Claims (5)
部分を位置合わせし、前記２箇所のパターンに一定以上
の差異があることをもって欠陥を判定する自動外観検査
装置であって、複数の微分式を用いて前記パターンの画
像信号の濃淡に応じて最適な微分式を設定し、この微分
式に基づいて画像信号を微分し、その微分値により前記
位置合わせを行う処理手段を設けたことを特徴とする自
動外観検査装置。An automatic visual inspection apparatus for aligning two identical pattern portions of an object to be inspected and judging a defect based on a difference between the two patterns being equal to or more than a predetermined value. A processing unit is provided for setting an optimal differential equation according to the density of the image signal of the pattern using a differential equation, differentiating the image signal based on the differential equation, and performing the alignment using the differential value. An automatic appearance inspection device characterized by the following.
が最大になるときの微分式を最適微分式として設定する
ことを特徴とする請求項１記載の自動外観検査装置。2. The automatic visual inspection apparatus according to claim 1, wherein the differential equation is set as an optimal differential equation when a peak value of a signal due to the differentiation is maximized.
化する手段を設け、この微分しきい値をエッジ検出数に
基づいて設定することを特徴とする請求項１記載の自動
外観検査装置。3. An automatic visual inspection apparatus according to claim 1, further comprising means for binarizing the differential result with a differential threshold value, wherein the differential threshold value is set based on the number of detected edges. .
に対し、一定比率の値に設定することを特徴とする請求
項３記載の自動外観検査装置。4. An automatic visual inspection apparatus according to claim 3, wherein said differential threshold value is set to a value of a fixed ratio with respect to a maximum value of said differential value.
記エッジの検出数の変化を求め、その変化の少ない部分
のしきい値によって前記微分結果を２値化することを特
徴とする請求項３記載の自動外観検査装置。5. The method according to claim 1, wherein the differential threshold value is made variable, a change in the number of detected edges at that time is obtained, and the differential result is binarized by a threshold value of a portion where the change is small. The automatic visual inspection device according to claim 3.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP22717290A JP3198105B2 (en) | 1990-08-29 | 1990-08-29 | Automatic visual inspection device |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP22717290A JP3198105B2 (en) | 1990-08-29 | 1990-08-29 | Automatic visual inspection device |
Publications (2)
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| JPH04109647A JPH04109647A (en) | 1992-04-10 |
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|---|---|---|---|---|
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- 1990-08-29 JP JP22717290A patent/JP3198105B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH04109647A (en) | 1992-04-10 |
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