JPH04172239A - 欠陥検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は半導体チップ及びそのマスクのパターン欠陥等
を検出する欠陥検出装置に関する。

（従来の技術） ＩＣチップ及びそのマスク、ＰＣ基板及びそのマスク、
液晶パネル及びそのマスクにあってはそれぞれパターン
欠陥検査が行われている。このパターン欠陥検査では基
準パターンとして設計データから求めたパターン又は他
のサンプルから求めたパターンを使用し、この基準パタ
ーンと被検査パターンとを比較している。具体的な例と
して次の３通りの方法による欠陥検査がある。■基準パ
ターン画像と被検査パターン画像とを位置決めし、これ
らパターンの各画像の濃淡レベル差を求める。次に濃淡
レベル差においてその絶対値の大きいものを欠陥として
検出する。■基準パターン画像と被検査パターン画像と
を位置決めし、各画像の相関演算を実行する。そして、
相関値の小さいところを欠陥として検出する。■基準パ
ターン画像と被検査パターン画像とを位置決めし、各画
像に対して微分処理を実行してこれら微分データの差を
求める。そして、微分データの差の絶対値の大きいとこ
ろを欠陥として検出する。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記各方法では基準パターン画像と被検
査パターン画像との位置決めの精度が低い場合、又基準
パターン画像と被検査パターン画像との間の濃淡レベル
差が大きい場合、さらには各パターン画像のノイズが乗
っていると、欠陥ではないのに欠陥として検出すること
がある。

そこで本発明は、基準パターン画像と被検査パターン画
像との位置決め精度が低くても、又濃淡レベル差が大き
くかつノイズが乗っていても欠陥の存在を検圧できる欠
陥検出装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、被検査パターンと基準パターンとを用いて欠
陥検査を行う欠陥検出装置において、被検査パターン及
び基準パターンにおける各輪郭線を求める輪郭手段と、
この輪郭手段により求められた各輪郭線の変曲点に基づ
いてこれら輪郭線を分割する分割手段と、この分割手段
により求められた被検査パターンの各分割された線と基
準パターンの各分割された線とを比較して欠陥を認識す
る認識手段とを備えて上記目的を達成しようとする欠陥
検出装置である。

ここに、輪郭手段は予め設定されたスレショルドレベル
と被検査パターン及び基準パターンの各映像信号とを比
較し、スレショルドレベル以下又は以上の映像信号レベ
ルを結んで各輪郭線を求める。

又、分割手段は各輪郭線における所定値以下の曲率半径
を有する変曲点を求め、この変曲点で各輪郭線を複数の
線分に分割し、かつ閉じた曲線を線分とする。

又、認識手段は基準パターンか□ら得られた１線分とこ
の１線分に相当する長さの被検査パターンから得られた
線分とを比較し、被検査パターンの線分数が多ければ欠
陥が存在すると認識する。

（作用） このような手段を備えたことにより、被検査パターン及
び基準パターンにおける各輪郭線が輪郭手段により求め
られ、これら輪郭線の変曲点に基づいて分割手段により
輪郭線が分割される。そして、被検査パターンの各分割
された線と基準パターンの各分割された線とが認識手段
により比較されて欠陥が認識される。

（実施外） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は欠陥検出装置の構成図である。被検査体１は被
検査パターンが形成されたもので、例えばＩＣチップ及
びそのマスク、ＰＣ基板及びそのマスク、液晶パネル及
びそのマスクである。この被検査体１の上方には撮像装
置２が配置されている。この撮像装置２の映像出力端子
は欠陥演算装置１０に接続されている。

この欠陥演算装置１０は設計データから求めた基準パタ
ーンと撮像装置２により撮像された被検査パターンとを
比較して欠陥の存在を検出する機能を有するものである
。具体的な構成は次の通りである。主制御部１１が設け
られ、この主制御部１１から発せられる指令により輪郭
部１２、分割部１３及び認識部１４が動作するようにな
っている。

輪郭部１２は被検査パターン及び基準パターンにおける
各輪郭線を求める機能を有するもので、比較部１５及び
画像メモリ１６から構成されている。比較部１５は予め
設定されたスレショルドレベルを有し、かつ設計データ
から求めた基準パターンの映像信号及び撮像装置２から
の映像信号を入力し、これら被検査パターン及び基準パ
ターンの各映像信号とスレショルドレベルとを比較し、
スレショルドレベル以下又は以上の映像信号レベルを結
んで各輪郭線を求める機能を有している。

分割部１３は輪郭部１２により求められた各輪郭線の変
曲点に基づいてこれら輪郭線を分割する機能を有するも
ので、曲率算出部１７、線分分割部１８及び閉曲線検出
部１９から構成されている。

曲率算出部１７は各輪郭線における曲線部の曲率半径を
求め、この曲率半径から所定値以下の曲率半径を有する
変曲点を求める機能を有している。

線分分割部１８は各変曲点で輪郭線を複数の線分に分割
する機能を有している。閉曲線検出部１９は閉じた曲線
を線分として判定する機能を有している。

認識部１４は基準パターンから得られた１線分とこの１
線分に相当する座標位置の被検査パターンから得られた
線分とを比較して被検査パターンの線分数が多ければ欠
陥か存在すると認識する機能を有している。

次に上記の如く構成された装置の作用について説明する
。

比較部１５には設計データから求めた基準（ターンの映
像信号が入力される。第２図は映像信号から得られる基
準パターン画像であって、この画像において暗部Ａを斜
線で示し、明部Ｂを白地で示している。この比較部１５
は基準パターンの映像信号とスレショルドレベルとを比
較し、スレショルドレベル以上の映像信号レベルを結ん
で第３図に示す輪郭線の画像データＤａを求める。この
画像データＤａは画像メモリ１６に記憶される。

又、比較部１５には撮像装置２から出力された映像信号
が入力される。第４図は撮像装置２からの映像信号から
得られる被検査パターン画像であって、この画像におい
て暗部Ａを斜線で示し、明部Ｂを白地で示し、さらに暗
部Ａと明部Ｂとの境のはけた部分Ｃを一方向の斜線によ
り示している。

この比較部１５は被検査パターンの映像信号とスレショ
ルドレベルとを比較し、スレショルドレベル以上の映像
信号レベルを結んで第５図に示す輪郭線の画像データＤ
ｂを求める。この画像データＤｂは画像メモリ１６に記
憶される。

次に主制御部１は分割部１３に対して動作指令を発する
。この分割部１３の曲率算出部１７は画像データＤａＳ
Ｄｂの輪郭線上の曲線部分の曲率半径を求めるとともに
変曲点を求める。この場合、曲率算出部１７は次の条件
に従って変曲点を判定する。すなわち、■直角部分は曲
率半径無限小の曲線と判定する。■曲率半径がその曲率
設定値よりも大きい曲線部分は直線として判定する。こ
れはうねりを無視するためである。■変曲点と変曲点と
の距離が距離設定値よりも短ければ、これら変曲点と変
曲点との間は直線として判定する。これはノイズによる
凹凸Ｇを除去するためである。

かくして、画像データＤａにおいて変曲点に等、画像デ
ータＤｂにおいて変曲点り、、ｈ２、ｈ。

等が求められ４゜ 次に線分分割部１８は上記変曲点に１各変曲点ｈ１、ｈ
２、ｈ３に基づいて各輪郭線をそれぞれ複数の線分に分
割する。この場合、線分が画像データの最外周と接して
いれば、この接した位置から線分の開始点又は終点とす
る。例えば、基準パターンの輪郭線Ｍについて説明する
と、線分分割部１８はこの輪郭線Ｍを第６図に示すよう
に各線分ｅｌ、ｅ２に分割する。又、線分分割部１８は
輪郭線Ｍに対応する座標位置の被検査パターンの輪郭線
Ｎを第７図に示すように各線分子＋、ｆ２、ｆ３、ｆａ
に分割する。又、閉曲線検出部１９は閉曲線Ｋを輪郭線
として検出する。

次に認識部１４は基準パターンから得られた１線分例え
ばｅｌと、この１線分ｅ、の座標位置に相当する被検査
パターンから得られた各線分子３、ｆ２、ｆ３との線分
数を比較する。この比較の結果、認識部１４は被検査パ
ターンの線分数が多いので、各線分子、　、ｆ、、ｆ、
上に欠陥が存在すると認識する。同様に認１部１４は線
分に、Ｒ及びＱ等の座標位置に欠陥が存在すると認識す
る。

このように上記一実施例においては、被検査パターン及
び基準パターンにおける各輪郭線を求め、これら輪郭線
の変曲点に基づいて輪郭線を分割し、これら分割された
各線分線数を比較して欠陥を認識するようにしたので、
被検査パターン画像と基準パターン画像とを位置決めし
なくても欠陥を検出でき、かつ画像に例えばシェーディ
ングによりゆらぎが生じても欠陥検出に対して影響は全
くない。又、パターン形成時の条件の変化によって輪郭
線の幅が大きくなっても輪郭線数を比較するのでその影
響は受けない。さらに被検査パターン画像と基準パター
ン画像との濃淡レベル差が大きくても、この濃淡レベル
差の影響を受けずに欠陥を検出できるとともに、ノイズ
の影響を除去できる。

なお、本発明は上記一実施例に限定されるものでなくそ
の主旨を逸脱しない範囲で変形しても良い。例えば、各
パターンの輪郭線は画像データを微分処理して求めても
良い。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７図は本発明に係わる欠陥検出装置の一実
施例を説明するための図であって、第１図は構成図、第
２図は基準パターン画像の模式図、第３図は同画像の輪
郭線を示す模式図、第４図は被検査パターン画像の模式
図、第５図は同画像の輪郭線を示す模式図、第６図は基
準パターンから得られた線分の模式図、第７図は被検査
パターンから得られた線分の模式図である。 １・・・被検査体、２・・・撮像装置、１０・・・欠陥
演算装置、１１・・・主制御部、１２・・・輪郭部、１
３・・・分割部、１４・・・認識部、１５・・・比較部
、１６・・・画像メモリ、１７・・・曲率算出部、１８
・・線分分割部、１９・・・閉曲線検出部。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第２図 第３図 Ａ 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検査パターンと基準パターンとを用いて欠陥検
   査を行う欠陥検出装置において、前記被検査パターン及
   び前記基準パターンにおける各輪郭線を求める輪郭手段
   と、この輪郭手段により求められた各輪郭線の変曲点に
   基づいてこれら輪郭線を分割する分割手段と、この分割
   手段により求められた前記被検査パターンの各分割され
   た線と前記基準パターンの各分割された線とを比較して
   欠陥を認識する認識手段とを具備したことを特徴とする
   欠陥検出装置。
2. （２）輪郭手段は予め設定されたスレショルドレベルと
   被検査パターン及び基準パターンの各映像信号とを比較
   し、前記スレショルドレベル以下又は以上の映像信号レ
   ベルを結んで各輪郭線を求める請求項（１）記載の欠陥
   検出装置。
3. （３）分割手段は各輪郭線における所定値以下の曲率半
   径を有する変曲点を求め、この変曲点で前記各輪郭線を
   複数の線分に分割し、かつ閉じた曲線を線分とする請求
   項（１）記載の欠陥検出装置。
4. （４）認識手段は基準パターンから得られた１線分とこ
   の１線分に相当する長さの被検査パターンから得られた
   線分とを比較し、前記被検査パターンの線分数が多けれ
   ば欠陥が存在すると認識する請求項（１）記載の欠陥検
   出装置。