JPH0564857B2 - - Google Patents

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JPH0564857B2
JPH0564857B2 JP23720985A JP23720985A JPH0564857B2 JP H0564857 B2 JPH0564857 B2 JP H0564857B2 JP 23720985 A JP23720985 A JP 23720985A JP 23720985 A JP23720985 A JP 23720985A JP H0564857 B2 JPH0564857 B2 JP H0564857B2
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contour
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image
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JP23720985A
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Satoshi Fushimi
Yasuhiko Hara
Yoshimasa Ooshima
Mitsuyoshi Koizumi
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は半導体ウエハ、ホトマスク、プリント
基板等に形成した回路パターンの欠陥を自動検査
する方法および装置に関する。
〔発明の背景〕
従来の回路パターンの検査方法は、公開特許番
号昭52−119844にあるように、検査対象パターン
を光電変換器によつて検出し、検出信号を2値化
した後、基準となるパターンと比較し、不一致部
分を欠陥と判定している。基準となるパターンは
設計データあるいは同一回路パターンを有するも
う1つの検査物である。
この方法は、2つの対応するパターンを比較す
るため装置が大きくなるという欠点を有してい
る。例えば、基準となるパターンを同一回路パタ
ーンを有するもう一つの検査物とした場合には、
パターンを検出するための光学系および光電変換
器が2組必要であり、また検出信号を処理する電
気回路も2組必要となり、装置が大きくなる。基
準となるパターンを設計データとした場合には、
光学系、光電変換器、電気回路は1組で良いが、
設計データを基準パターンに変換するためには磁
気テープ装置やデータ変換回路が必要なため、装
置が大きくなる。
さらに、この方法は、2つの比較対象が欠陥以
外の部分で十分に一致している必要があるため、
パターン間のずれを検出して補正しなければなら
ず、装置が複雑になる。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決す
べく、集積回路用ウエハ、プリント板等に形成さ
れた回路パターンの輪郭段差部に存在する局部凹
凸欠陥を、基準の2次元パターン信号または基準
図形と比較することなく、輪郭段差部から得られ
る反射光像を撮像することによつて得られる2次
元の画像信号に対して簡単な画像処理を施すこと
に検査できるようにしたパターン検査方法および
装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、上記目的を達成するために、集積回
路用ウエハ、プリント板等に形成された回路パタ
ーンの凹凸欠陥を自動検査するパターン検査方法
および装置において、撮像手段で前記回路パター
ンの輪郭段差部から得られる反射光像を撮像して
画像信号を検出し、該検出された画像信号を所定
の閾値で2値化して輪郭部を示す2値化画像信号
に変換し、該変換された輪郭部を示す2値化画像
信号について細線化画像処理して輪郭線信号を抽
出し、該抽出された輪郭線信号を2次元的に切り
出して2次元的な輪郭線の方向性をもつた主な直
線成分からの所定以上の局部凹凸を検出して回路
パターンの輪郭段差部に凹凸欠陥が存在するか否
かを判定することを特徴とするパターン検査方法
および装置である。即ち本発明は、回路パターン
の輪郭線が、第1図に示す如く、欠陥のない状態
においてはパターン幅に比べて十分に長い距離に
亘つて直線成分から形成され、また方向について
も、第1図に示すごとく、0°、90°、±45°のように
ある限られた数であり、一方欠陥は、第1図中符
号1および符号2で示したように、極めて短い距
離で直線成分に対して局部においてずれた形(凹
凸)を有することになることに着目して創生され
たものである。従つて、本発明においては、回路
パターンの輪郭線を抽出し、輪郭線が短い距離に
おいて直線成分からの変化(ずれ)を検出するこ
とによつて回路パターンの欠陥を検出するように
したものである。
〔発明の実施例〕
以下本発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。
第2図は暗視野照明系を持つ顕微鏡を用いて回
路パターンの輪郭線を検出する方法を説明する図
で、回路パターン3や基材部4の平坦部分での照
明光5の反射光5′は対物レンズ6に入射しない
が、段差部分7での反射光5″は上方に曲げられ
て対物レンズ6に入射する。従つて、対物レンズ
6による像は、段差部分7が明るくなり、回路パ
ターン3の輪郭線が検出できる。
第3図は本発明に係るパターン検査装置の全体
構成ブロツク図で、基材4上に形成された検査対
象のパターン3の段差部分で反射した照明光5の
反射光は結像レンズ6を通してパターン検出器8
に入射する。パターン検出器8は例えばTVカメ
ラ、固体センサ等で成り、パターン検出器8によ
つて検出した検査対象パターン3はその輪郭部分
が明るいアナログパターンである。このアナログ
パターンは次に2値化回路9で2値化し、明るい
部分即ち輪郭線部分を“1”に、その他の部分を
“0”に符号化する。もちろん、符号の付け方は
逆でもよい。次に、2値化したパターンを細線化
回路10で細線化し、輪郭線を幅1画素の線に直
す。最後に、欠陥判定回路11で輪郭線の特異形
状を検出し、詳細は後述する様に欠陥の有無を判
定する。
次に各回路についてさらに記述する。
2値化回路9で2値化された輪郭線は第4図a
に示すように数画素の幅を持つている。この輪郭
線に対し、第4図bに示すように幅が1画素にな
るように細線化処理を施す。細線化処理は文字認
識で良く使われる方法であり、細線化回路10の
一例を第5図に示す。
2値化回路9の出力は、パターン検出器8の一
走査分遅延させるシフトレジスタ12a〜12
c、ラツチ13a〜13cを用いて3×3画素の
局所パターンを切り出し、マスク14により連続
性を調べる。マスク14では3×3画素の局所パ
ターンの中心画素が“0”のときにはデータを変
えず、中心画素が“1”の場合、他の8画素の状
態が第6図のようになつたときのみ中心画素Pの
値を“1”から“0”に変化させる。第6図中で
Xと示した画素は“0”でも“1”でもかまわな
い。
第5図に示した細線化処理は、輪郭線の幅がす
べて1画素になるまで、複数回行う。第2図に示
したような暗視野照明で輪郭線を検出すると、2
値化回路9の2値化レベルを適当に設定すれば、
1〜2回の細線化処理を施せば良い。
判定回路11の一例を第7図に示す。細線化回
路10で幅1画素になつた輪郭線信号からシフト
レジスタ16a〜16gおよびラツチ17a〜1
7gを用いて7×7画素の局小画像を切り出す。
検査対象パターンは互いに直交する方向と±45°
で交わる方向の計4方向を向いているので、各々
の方向のパターン上の凹凸を検出するために互い
独立な4つの凹凸検出回路すなわち0°方向用凹凸
検出回路18、90°方向用凹凸検出回路19、45°
方向用凹凸検出回路20、−45°方向検出回路21
を用い、それぞれの検出回路18〜21の出力の
論理和をORゲート22で求め、その出力を欠陥
信号とする。
次に0°方向凹凸検出回路18の一例を第8図に
示す。ラツチ17cの左端の画素X1が“1”で
かつ、X2が“0”で、さらに、X3、X4、X5のい
ずれかが“1”の場合、X1からX5方向に至る線
がX2でとぎれているか、あるいは、線分の向き
が変わつていると予想される。ところで、判定回
路の入力信号はパターンの輪郭線であるから必ず
閉曲線となつている。従つてパターンが途中でと
ぎれることはないから、X1で線分はいつたん向
きを変え、再びX5方向に向きを変えていること
になる。すなわち凹凸が存在すると判定される。
しかし、パターン輪郭線は、2値化および細線化
における量子化誤差、パターン自身が有する欠陥
までには至らない微小な凹凸があるため、良品部
分でも第9図aに示すように±1画素程度の凹凸
が存在する。これら良品部分を欠陥と誤判定しな
いために、まず、X1からX5に至る線分が再開す
る点、すなわちX3、X4、X5の順に“1”かどう
かを調べ、最も始めに“1”になる3点をXiとす
る。(3≦i≦5)±2画素以上の凹凸は必ずP1
〜Piまたはq1〜qiを通るから、P1〜Piおよびq1
qiのいずれかが“1”であれば欠陥と判定でき
る。第9図bに欠陥検出例を示す。第9図bにお
いてパターンはX2で向きを変え、再びX4から正
常部分にもどるからP1〜P4、q1〜q4のいずれかが
“1”であるかどうか調べる。第9図bではP3
“1”であるのでここに欠陥があると判定される。
以上の欠陥判定アルゴリズムの実現は例えば以
下の回路により為される。第8図において、
ANDゲート18aによりX1が“1”でかつX2
“0”の条件を満足するかどうか調べる。ORゲ
ート18cによりP1、q1〜P5、q5について番号ご
とに論理和をとる。デコーダ18bは第10図に
示す入出力特性を持つものである。デコーダ18
bの出力によりANDゲート18dでORゲート1
8cの出力を選択したあとのORゲート18eに
よつて各ANDゲート18dの出力の論理和を求
め、0°方向の欠陥信号を第7図のORゲート22
に出力する。
90°方向凹凸検出回路19は第11図に示すよ
うに第8図に示した回路と同じで、ANDゲート
19a,19d、デコーダ19b、ORゲート1
9c,19eで成り、ラツチ17a〜17gによ
り微小画素領域を切り出し、第8図の説明と同様
の処理を行う。
45°方向検出回路20は第14図に示すように
第8図の回路と同様に構成され、ラツチ17a〜
17gにより第12図のように切り出された微小
画像領域は、ANDゲート20a,20d、デコ
ーダ20b、ORゲート20c,20eで第8図
の説明と同様に処理される。この場合、ORゲー
ト20cは第14図に明示するようにP、qの番
号毎に論理和をとる。
−45°方向検出回路21は第14図と同じに構
成され、第13図のように切り出された微小画像
領域を処理する。
以上説明した例では±2画素以上の凹凸を欠陥
として検出したが、より大きな凹凸のみを欠陥と
したい場合には、シフトレジスタ16とラツチ1
7(第7図)の段数を増やしてより大きな局所画
像を切出し、X1〜XoとP1〜Po、q1〜qo間の距離
を希望する凹凸サイズに合わせて広くとればよ
い。
〔発明の効果〕
本発明によれば、設計パターン或いは他の欠陥
のない実パターンの基準の2次元パターン信号ま
たは基準図形と比較することなく、輪郭段差部か
ら得られる反射光像を撮像することによつて得ら
れる2次元の画像信号に対して簡単な画像処理を
施すことに検査できるようにしたため、基準の2
次元パターン信号または基準図形の入力およびそ
れとの位置ずれ補正が不要となり、寸法変動があ
る回路パターンの輪郭に存在する微小凹凸欠陥を
高信頼度で検査することができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は欠陥パターンの一例を示す図、第2図
は暗視野照明による回路パターンの輪郭線を検出
する方法の説明図、第3図は本発明に係るパター
ン検査装置の全体構成ブロツク図、第4図a,b
は細線化の説明図、第5図は細線化回路の実施例
図、第6図a〜lは細線化処理内容の説明図、第
7図は欠陥判定回路の実施例図、第8図a,bは
0°方向凹凸検出回路の実施例図、第9図a,bは
0°方向の凹凸欠陥の一例を示す図、第10図はデ
コーダの入出力論理値を示す図表、第11図a,
bは90°方向凹凸検出回路の実施例図、第12図
及び第13図は夫々+45°及び−45°方向の凹凸検
出回路マスクの実施例図、第14図は±45°方向
凹凸検出回路の実施例図である。 3……回路パターン、5……照明光、8……パ
ターン検出器、9……2値化回路、10……細線
化回路、11……欠陥判定回路、12a〜12
c,16a〜16g……シフトレジスタ、13a
〜13c,17a〜17g……ラツチ、18,1
9,20,21……凹凸検出回路、18b,19
b,20b……デコーダ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 集積回路用ウエハ、プリント板等に形成され
    た回路パターンの凹凸欠陥を自動検査するパター
    ン検査方法において、撮像手段で前記回路パター
    ンの輪郭段差部から得られる反射光像を撮像して
    画像信号を検出し、該検出された画像信号を所定
    の閾値で2値化して輪郭部を示す2値化画像信号
    に変換し、該変換された輪郭部を示す2値化画像
    信号について細線化画像処理して輪郭線信号を抽
    出し、該抽出された輪郭線信号を2次元的に切り
    出して2次元的な輪郭線の方向性をもつた主な直
    線成分からの所定以上の局部凹凸を検出して回路
    パターンの輪郭段差部に凹凸欠陥が存在するか否
    かを判定することを特徴とするパターン検査方
    法。 2 集積回路用ウエハ、プリント板等に形成され
    た回路パターンの凹凸欠陥を自動検査するパター
    ン検査装置において、前記回路パターンの輪郭段
    差部から得られる反射光像を撮像して画像信号を
    検出する撮像手段と、該撮像手段で検出された画
    像信号を所定の閾値で2値化して輪郭部を示す2
    値化画像信号に変換する2値化手段と、該2値化
    手段で変換された輪郭部を示す2値化画像信号に
    ついて細線化画像処理して輪郭線信号を抽出する
    細線化画像処理手段と、該細線化画像処理手段で
    抽出された輪郭線信号を2次元的に切り出して2
    次元的な輪郭線の方向性をもつた主な直線成分か
    らの所定以上の局部凹凸を検出して回路パターン
    の輪郭段差部に凹凸欠陥が存在するか否かを判定
    する欠陥判定手段とを備えたことを特徴とするパ
    ターン検査装置。
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JP2003065971A (ja) * 2001-08-21 2003-03-05 Ibiden Co Ltd パターン検査方法および検査装置

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