JPH04109647A - Automatic external appearance inspecting device - Google Patents

Automatic external appearance inspecting device

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JPH04109647A
JPH04109647A JP22717290A JP22717290A JPH04109647A JP H04109647 A JPH04109647 A JP H04109647A JP 22717290 A JP22717290 A JP 22717290A JP 22717290 A JP22717290 A JP 22717290A JP H04109647 A JPH04109647 A JP H04109647A
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differential
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pattern
differentiating
image signal
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Yuzo Taniguchi
雄三 谷口
Giichi Hori
義一 堀
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Renesas Eastern Japan Semiconductor Inc
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Hitachi Tokyo Electronics Co Ltd
Hitachi Ltd
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Abstract

PURPOSE:To improve a detecting ratio and to reduce an erroneously detecting ratio by providing processing means for setting an optimum differentiating formula in response to the dense or pale of an image signal of a pattern, differentiating the image signal and aligning with its differentiated value. CONSTITUTION:Processing means 14, 15 for setting an optimum differentiating formula in response to the dense or pale of an image signal of a pattern, differentiating the image signal based on the formula and aligning with its differentiated value, are provided. That is, since a differentiated signal for differentiating the signal of the pattern by the set optimum formula indicates a position where the density change of the image is vigorous and a position having an edge, relative positional deviation between the patterns can be known by comparing the differentiated signals of the two points of the same pattern. Thus, only a defective part can be subjected to defect check to improve a detecting accuracy.

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
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a technique for inspecting the appearance of the surface of an object such as a semiconductor wafer, and in particular, to an effective technique used to ensure alignment of patterns to be inspected. It is about a certain technology.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

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。
For example, when mass producing LSIs (Large Scale Integrated Circuits), the most important issue is improving the yield of the wafer processing process for forming semiconductor elements. Most of the causes of this decrease in yield are poor appearance, and reducing this has become an important issue. For this reason, automation of wafer visual 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 discovered that semiconductor wafers, substrates, masks,
We investigated the problem of density conversion when using image processing to inspect the appearance of objects to be inspected, such as reticles and liquid crystals.

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 are the techniques studied by the present inventor, and the outline thereof 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、−窓以上の差(明るさ、大きさなど)が生じたこ
とをもって欠陥を比較している。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ツジの検
出を行い、特徴抽出を行っている。
In other words, in image processing for visual inspection, the inspection target is imaged with a television camera, etc., the image information is converted to multiple gradations, and this is compared in two different locations with the same pattern. Defects are compared based on the occurrence of defects (e.g., size, size, etc.). When comparing patterns, each image signal is differentiated to detect lines and edges and extract features.

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)4
5頁〜53頁に記載がある。
Regarding the pattern differentiation method, for example, see "Image Recognition Theory" by Makoto Nagao (published by Corona Publishing, February 1982) 4
It is described on pages 5 to 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
較して映膏の2値化を行い、判定する構成が示されてい
る。
In addition, as an example of defect inspection of patterns of printed wiring boards, etc., there is Utility Model Application Publication No. 1-195350, which converts the reflected light from the pattern part into an electrical signal and compares it with a reference voltage to obtain the binary value of the film. A configuration for performing the conversion and making the determination is shown.

5発明が解決しようとする課題〕 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ふらず、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。
5 Problems to be Solved by the Invention] However, the above-mentioned "Image Recognition Theory" does not disclose a specific means for optimally and automatically setting a differential formula or differential threshold depending on the object; The inventors have discovered that there is a problem in that conditions must be determined empirically and experimentally based on the image signal.

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。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a technique that can automatically determine an optimal differential equation and differential threshold in response to changes in products or processes.

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 will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

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。
A brief overview of typical inventions disclosed in this application is 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, it is an automatic visual inspection device that aligns the same pattern parts at two different locations on an object to be inspected and determines a defect based on the fact that there is a difference of more than a certain level between the patterns at the two locations, and which detects an image signal of the pattern. A processing means is provided for setting an optimal differential equation depending on the shading of the image, differentiating the image signal based on this differential equation, and performing the positioning based on the differential value.

〔作用〕[Effect]

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、直置の濃度変化
が激しい位置、すなわちエツ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WIIfN)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値
は、個々の被検査物に応じて最適な値が設定される。
According to the above-mentioned means, the differential signal obtained by differentiating the image signal of the pattern using the set optimal differential equation indicates a position where the direct density change is large, that is, a position where an edge exists;
By comparing differential signals at two points of the same pattern, the amount of relative positional deviation between the patterns can be determined. Thereby, it becomes possible to use only the missing WIIfN) for defect determination, and the detection accuracy can be improved. Also,
The differential threshold value that is set when the differential signal is binarized is set to an optimal value depending on each object to be inspected.

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。
Therefore, it is possible to always set optimal conditions even if the inspected object (sample) is different.

〔実施例〕〔Example〕

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 an 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l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
を照明するたとに光fi4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 attached to the upper surface of an X-Y stage l that can freely move in the X and Y directions, and a sample (in this example, a semiconductor wafer) is placed on the sample stage 2.
3 is set. On the other hand, a light fi4 is provided to illuminate the surface of the sample 3, which is the object to be inspected, and a condenser lens 5 is disposed on the optical path of the light fi4.

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−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。
An objective lens 6 is disposed above the sample 3, and a half mirror 7 is disposed above this and on the output optical path of the condenser lens 5. Furthermore, an imaging means 8 is arranged at the focal position of the objective lens 6.

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、−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12a1及び欠陥検出部13が接続されている。
This imaging means 8 photoelectrically converts the reflected light from the sample 3, and is a -dimensional line sensor or a two-dimensional ITV.
(Industrial TV) Constructed using a camera. A signal processing circuit 9 for amplifying the image signal, correcting distortion, A/D conversion, etc. is connected to the imaging means 8, and this signal processing circuit 9 has an analog signal for converting the analog signal into a digital signal. /digital (A/D) converter 10 is connected, and to this A/D converter 10, a delay memory 11, a differentiation circuit 12a1, and a defect detection section 13 are connected.

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12
b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1
4に印加される。
A deviation correction section 14 is inserted between the delay memory 11 and the defect detection section 13, and the delay memory 11 further includes a differentiation circuit 12.
b is connected. A deviation amount detection circuit 15 is connected to the differentiating circuits 12a and 12b, and its output is connected to the deviation correction unit 1.
4.

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817が接続されている。
An image memory 16 for storing an output image of one of them is connected to the delay memory 11 and the differentiation circuit 12a, and a main control 817 using a microcomputer is connected to the differentiation circuits 12a, 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。その出力
光は集光レンズ5を経てハーフミラ−7に到達し、さら
に対物レンズ6によって試料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−7を通過して撮像手段8にパターンを結
像する。
In the above configuration, in order to conduct an external appearance inspection, first, the sample 3 is placed on the sample stage 2, and the light source 4 is turned on. The output light reaches a half mirror 7 through a condenser lens 5, and further reaches a specific pattern portion of one chip on a sample 3 through an objective lens 6. The reflected light from the illuminated portion of the sample 3 passes through the half mirror 7 and forms a pattern image on the imaging means 8 .

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
The image signal photoelectrically converted by the imaging means 8 is processed by the signal processing circuit 9, and then converted into multiple gradations (256 gradations for 1 byte) by the A/D converter 10, and the signal is It is temporarily stored in the delay memory 11.

ついで、同一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1
2a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。
Next, the same pattern of another chip on the same wafer is irradiated with the light source 4, and after being received by the imaging means 8, it is processed by the signal processing circuit 9 and the A/D converter 10.
2a and performs differentiation, and generates an output signal when the value exceeds a certain threshold value. Further, image data is read out from the delay memory 11, inputted to the differentiating circuit 12a to be differentiated, and an output signal is generated when the value exceeds a certain threshold value.

微分回路12a、12bの各出力は、ずれ量検出回路1
5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 transmitted to the deviation amount detection circuit 1.
5, how far can the degree of coincidence be maximized by shifting in the X and Y directions (or is the degree of mismatch small?)
Detect.

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づれ
を補正する。これにより、パターンの正常部での位置づ
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10の出力とを比較し、−窓以上の明
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 chip currently being detected and the image information of other chips stored in the delay memory 11 are input to the defect detection section 13 and a comparison process for defect detection is performed. It will be done. At this time, the output of the delay memory 11 is used to correct the relative positional shift between the two images by the shift correction section 14 according to the shift amount given from the shift amount detection circuit 15. This eliminates misalignment in the normal part of the pattern. The defect detection section 13 compares the output of the deviation correction section 14 and the output of the A/D converter 10, and determines a defect having a brightness difference and size larger than -window.

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16
a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 judgment for each circuit is performed by the main control unit 17.
It is used for temporary storage according to the selection of a.

次に、パターンの微分について説明する。Next, pattern differentiation will be explained.

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ツジを検
出するために、−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 pages 46 to 54 of the above-mentioned document "Image Recognition Theory", -th order differential or second order differential is generally used to detect edges of a pattern, which is one means of defect detection. The method of differentiation is as described in the literature,
There are many types. For example, if the image signal is expressed as f (x, y), it will be as follows.

−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) Through this calculation, 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, differentiation only in the X direction can be performed by the following calculation.

一2f  (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18
a〜18dの各々の出力及ヒ入力には複数の1ビツトの
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a17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。
At the input stage, there is a line shifter 18a for shifting a signal for one line in the operating direction of the line sensor of the imaging means 8.
~18d are connected in series, input point and line shifter 18
A plurality of 1-bit shift registers 19 are connected to the output and input of each of a to 18d. Each output terminal of the shift register 19 is connected to a differential calculation circuit 20 , and the main control section 17 is connected to the differential calculation circuit 20 via a differential mode register 21 . A differential threshold register 22 is connected to the main control a17, and a differential binarization section 23 is connected to this output terminal and the output terminal of the differential calculation 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, line shifters 18a to 18d
Then, the shift register 19 cuts out signals at 25 points (5×5). On the other hand, the differential calculation circuit 20 has 25
Select multiple input signals from among the point signals and perform differential operation. 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 this set value. The differential threshold value set in the differential threshold register 22 is used for the calculation formula of the differential calculation circuit 20, and the differential binarization unit 23 performs binarization processing, and the result is sent to the defect detection unit 13. .

次に、微分式の決定方法について第3図(a)、 (b
)。
Next, we will explain how to determine the differential equation in Figures 3 (a) and (b).
).

(C)を参照して説明する。This will be explained with reference to (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′!J3図ら〕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 the shading of the pattern on the xx' cross section in the same figure is indicated by brightness '!'! J3 et al.]. The signal waveform obtained by differentiating the grayscale signal of FIG. 3(b) is shown in FIG. 3(C).

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s17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 differential signal differs depending on the difference in shading of the pattern, the size of the pattern, and the like. Furthermore, the signal value differs depending on the differential equation. Therefore, the A/D converter 10
The image signal after the D conversion is taken into the image memory 16, and a calculation is performed in the main control s17 using a plurality of candidate differential expressions to check the peak value of the differential value. In the example of Figure 3(C),
v3 in the figure is the peak value.

パターンのエツ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。
Whether or not edges of a pattern can be detected with good contrast depends on whether the peak value of the differential value is high or not, so the differential expression with the highest peak value of the differential value 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 for which this average value is the highest value may be set as the optimal differential expression.

このようにして求められた最適微分式をモードレジスタ
21に設定する。
The optimum differential expression thus obtained 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 for setting the differential threshold value will be explained.

第3!I!J(C)において、しきい値を高くしていく
と、図中のVI、 Vz、 Vsで2値化できるエツジ
の数が変化する。このエツジ検出数としきい値の関係を
示したのが第4図である。
Third! I! In J(C), as the threshold value is increased, the number of edges that can be binarized at VI, Vz, and Vs in the figure changes. FIG. 4 shows the relationship between the number of edges detected and the threshold value.

第4図に示すように、しきい値が貰くなればエツジ検出
数が減少する。しきい値V、、 V、、 V、の間はエ
ツジ検出の変動が大きいため、この領域に微分しきい値
を設定するとエツ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〜V+ 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Vより少し低い値にしきい値vthを決める。な
$、エツ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V、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 there is a large variation in edge detection between the thresholds V,, V,, V, setting a differential threshold in this region will increase the variation in the number of edges detected, making it impossible to perform stable detection. . Therefore, the differential threshold value may be set between 0 and V+ in the example shown in FIG. Therefore, the threshold value vth is set to a value slightly lower than V in FIG. If the tendency of change in the number of detected edges does not differ much depending on the object to be inspected, vth may be set as the peak value V of the differential value multiplied by a certain ratio.

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人力しく
ステップ51)、微分式(N)による微分計算CB(N
、i))を行う(ステップ52)。
First, in step 51), an image signal captured by the imaging means 8 is manually calculated by differential calculation CB(N) using the differential equation (N).
, i)) is performed (step 52).

ここで、1は1番目のしきい値を意味する。ステップ5
2の処理をN回実行する(ステップ53)。
Here, 1 means the first threshold. Step 5
2 is executed N times (step 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)。
Next, an evaluation function H(N) is found (step 54), and N that gives the maximum value is found out of this H(N), and this is set as the optimal differential equation (step 55).

16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. 16 is a flowchart showing a method for determining the optimal differential threshold.

まず、初期微分しきい値Th、を求める(ステップ61
)。ついで、しきい値Th (i)以上のエツジ数を計
算〔→E(i>)L(ステップ62)、これをM回実行
する(ステップ63)。すなわち、Th、に対し一定比
率を加算していきTh(1)を求める(ステップ64)
。ステップ62゜63によって第7図のようなしきい値
とエツジ数の関係を図表化することができる。次に、M
回のエツ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Vrh (変動の少ない点)を求める
(ステップ65)。
First, find the initial differential threshold Th (step 61
). Next, the number of edges equal to or greater than the threshold value Th (i) is calculated [→E(i>)L (step 62), and this is executed M times (step 63). That is, by adding a certain ratio to Th, Th(1) is obtained (step 64).
. Through steps 62 and 63, it is possible to graph the relationship between the threshold value and the number of edges as shown in FIG. Next, M
When it is determined that the calculation of the number of edges is completed (step 63
), the optimum threshold value Vrh (a point with little variation) is determined (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。
Although the invention made by the present invention has been specifically explained based on Examples above, it goes without saying that the present invention is not limited to the above-mentioned Examples and can be modified in various ways 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B17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 differential equation is calculated using an A/D
This is performed by the main control unit 17 based on the converted image signal, and candidate differential expressions are sequentially set in the mode register 21, and the output of the differential calculation circuit 20 for each differential expression is stored in the image memory 16. The present invention can be similarly achieved by making a determination using the main control B17 based on the peak value of the differential value or the average value of the absolute value.

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 addition, in FIG. 2, one differential threshold register 22 and one differential binarization section 23 are provided, but
When performing differentiation individually in the Y direction, two may be provided for each.

以上の!!胡では、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エノ1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。
More than! ! Hu mainly explained the case in which the invention made by the present inventor is applied to the visual inspection of semiconductor wafers 1, which is the field of use thereof, but the invention is not limited to this and can be applied to pattern inspection of masks, reticles, printed circuit boards, etc. is possible.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

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呂己の通りであ
る。
Among the inventions disclosed in this application, the effects obtained by typical inventions can be briefly explained as described by Geromi.

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i
t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, automatic visual inspection i aligns the same pattern parts at two different locations on the object to be inspected, and determines a defect if there is a difference of more than a certain level between the patterns at the two locations.
t, a processing means is provided for setting an optimal differential equation according to the density of the image signal of the pattern, differentiating the image signal based on this differential equation, and performing the positioning based on the differential value. This makes it possible to perform accurate positioning, improve the detection rate, and reduce the false detection rate. In particular, when used for visual inspection of semiconductor wafers, it is possible to improve the yield of semiconductor devices.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

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図はエツ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ツジ数の関係を示
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−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。 代理人  弁理士  筒 井 大 和 第 図 −〉距離 第 図 第4 図 第 図 yh しきい値−〉 第 図
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 differential circuit, and FIG.
), (b), and (C) are explanatory diagrams explaining the method for determining the differential formula, Figure 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the number of detected edges and the threshold value, and Figure 5 is a diagram showing the method for determining the optimal differential formula. Flowchart FIG. 6 is a flowchart showing a method for determining the optimal differential threshold, and FIG. 7 is a correlation diagram showing the relationship between the threshold determined in FIG. 6 and the number of edges. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... X-Y stage, 2... Sample stand, 3... Sample, 4... Light source, 5... Condensing lens, 6... Objective lens, 7... Half mirror 8 ...imaging means, 9.
...Signal processing circuit, 10...A/D converter, 11...
・Delay memory, 12a, 12b... Differential circuit, 13.
. . . Defect detection section, 14 . Line shifter, 19... Shift register, 20... Differential operation circuit, 21... Differential mode register, 22...
- Differential threshold register, 23...differential binarization section. Agent Patent Attorney Daiwa Tsutsui Diagram-〉Distance diagram Diagram 4 Diagram yh Threshold value-〉 Diagram

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、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
けたことを特徴とする自動外観検査装置。 2、前記微分式は、微分による信号のピーク値が最大に
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。 3、前記微分結果を微分しきい値によって2値化する手
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。 4、前記微分しきい値は、前記微分値の最大値に対し、
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。 5、前記微分しきい値を可変にし、その際のエッジ検出
数の変化を求め、その変化の少ない部分の微分しきい値
を最適しきい値に定めることを特徴とする請求項3記載
の自動外観検査装置。
[Scope of Claims] 1. An automatic visual inspection device that aligns the same pattern parts at two different locations on an object to be inspected and determines a defect based on the fact that the patterns at the two locations have a difference of more than a certain level. , characterized in that processing means is provided for setting an optimal differential equation according to the density of the image signal of the pattern, differentiating the image signal based on this differential equation, and performing the positioning based on the differential value. Automatic appearance inspection equipment. 2. The automatic visual inspection apparatus according to claim 1, wherein the differential equation is set as the optimal differential equation when the peak value of the signal resulting from the differentiation is maximized. 3. The automatic visual inspection apparatus according to claim 1, further comprising means for binarizing the differential result using a differential threshold, and the differential threshold is set based on the number of detected edges. 4. The differential threshold value is set relative to the maximum value of the differential value,
4. The automatic appearance inspection apparatus according to claim 3, wherein the value is set to a constant ratio. 5. The automatic method according to claim 3, characterized in that the differential threshold value is made variable, a change in the number of edge detections at that time is determined, and a differential threshold value for a portion where the change is small is determined as an optimum threshold value. Appearance inspection equipment.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001195583A (en) * 2000-01-14 2001-07-19 Canon Inc Position detector and exposure device using the same
US6356300B1 (en) 1998-01-16 2002-03-12 Nec Corporation Automatic visual inspection apparatus automatic visual inspection method and recording medium having recorded an automatic visual inspection program

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