JPH0763691A - パターン欠陥検査方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 検査パターンの検査画像データの座標と参照
パターンの参照画像データの座標との間に、たとえ多少
の座標ずれが存在したとしても、パターン欠陥のみを確
実に検出する。 【構成】 被検査体のパターン欠陥検出のための参照画
像データにおけるエッジ方向を検出し、このエッジ方向
に従って参照画像データと被検査体を撮像して得られる
検査画像データとに対してそれぞれ微分処理を行い、こ
れら微分処理された参照画像データと検査画像データと
を比較し、これら画像データ間の差異からパターン欠陥
を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パターンの欠陥を検査
するパターン欠陥検査装置に係わり、特に光学的に読取
った検査パターンと設計データより生成した参照パター
ンとを比較して、検査パターンの欠陥を検出するパター
ン欠陥検査方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、半導体製造工場内の半導体マス
クやプリント基板の検査工程では、製造された半導体マ
スクやプリント基板の形状が設計パターンと一致してい
るか否かを検査する必要がある。

【０００３】この検査工程を自動的に行うには、先ず、
測定対象となる半導体マスクやプリント基板の検査パタ
ーンを撮像センサで読取って二次元の検査画像データを
得る。次にこの検査画像データが、設計データから得ら
れる参照パターンの参照画像データと一致するか否かを
判断し、一致しなければ、欠陥信号を出力すると共に、
検査パターン上の欠陥位置を特定している。

【０００４】図１３はかかるパターン欠陥検査装置の構
成図である。撮像センサ１は被検査体を撮像してその画
像信号を出力する。この画像信号は、Ａ／Ｄ変換器２に
より例えば「０」〜「１０」の１１段階の濃淡に対応す
るディジタルの多値化データに変換され、この変換によ
り被検査体の検査パターンに対する二次元の検査画像デ
ータが作成されて第１の微分回路３に送られる。

【０００５】この第１の微分回路３は、図１４(a) 〜
(d) に示すｘ（横）方向、ｙ（縦）方向、＋４５°方向
及び−４５°方向の各微分パラメータ１６ａ、１６ｂ、
１６ｃ、１６ｄを有しており、これら４つの方向の微分
パラメータにより二次元の検査画像データを空間微分し
てセレクタ４に送っている。

【０００６】一方、設計データメモリ５には、設計値か
ら生成された参照パターンが記憶されている。この参照
パターンは、濃淡変換回路６により例えば「０」〜「１
０」の１１段階の濃淡に対応するデジタルの多値化デー
タの参照画像データに変換され、次の第２の微分回路７
に送られる。

【０００７】この第２の微分回路７は、第１の微分回路
３と同一の各微分パラメータ（ｘ方向、ｙ方向、＋４５
°方向及び−４５°方向）を有しており、これら４つの
方向の微分パラメータにより参照画像データを空間微分
して最大値方向検出回路８に送っている。

【０００８】ここで、測定された検査画像データが図１
５に示す通りの場合について説明すると、この検査画像
データ１２は、複数の画素データ１３で形成されてい
る。そして、これら画素データ１３のレベル値でもって
パターン１４が形成されている。

【０００９】又、３×３の合計９個の画素データ１３で
もって各局小域１５が形成されている。このうち位置Ａ
の局小域１５はパターン１４のエッジ部に位置し、又、
位置Ｂの局小域１５はパターン１４のコーナ部に位置
し、位置Ｃの局小域１５はパターン１４以外の均一部に
位置している。ここで、例えば、位置Ａの局小域１５の
各画素データは、図１６に示すように濃淡のグラディエ
ーションが滑らかである。

【００１０】ここで、ｙ方向の微分パラメータ１６ｂを
用いて、図１６に示す画素データ１３のうち中央の濃淡
レベル「５」に対するｙ方向に微分値は、ｙ方向の両側
に離接する「７」と「３」の各画素データの各差「４」
となる。すなわち、かかる微分値は、微分する方向に離
接する各画素データにより定まる傾斜を示す。

【００１１】従って、第１及び第２の微分回路３、７
は、各画素データ毎に、上述した４方向の各微分値を算
出する。そして、例えば、画像データを構成する全部の
画素データに対して４方向の微分値を算出すると、画像
データのパターン（原画）と各微分値との関係は次の通
りとなる。

【００１２】すなわち、原画が図１７に示すようにｙ方
向にエッジを有する場合、これを各方向で微分すると、
図１８に示すようにｘ方向の微分値が最大となり、ｙ方
向の微分値が最小「０」となる。なお、＋４５°方向及
び−４５°方向の微分値もｘ方向の微分値に比較して値
は小さいが発生する。

【００１３】ここで、原画に図１９に示すようにエッジ
近傍にｘ方向に突出する欠陥Ｇが存在すると、ｘ方向の
微分値は図２０に示すように欠陥Ｇ位置でｘ方向に不連
続部分が発生する。又、ｙ方向の微分値に欠陥Ｇに対応
する「０」以外の値が発生し、＋４５°方向及び−４５
°方向の微分値にも欠陥Ｇ起因する微分値が生じる。

【００１４】従って、図１８と図２０とを比較すると、
欠陥Ｇが存在することによって、大きく微分値が変化す
る微分方向は、ｙ方向となることが分かる。よって、図
１７の原画を参照パターンの参照画像データとし、図１
９の原画を検査パターンの検査画像データとすると、参
照画像データの各画素データの各方向の微分値のうちの
最小値となるｙ方向が最小値方向検出回路８で検出され
る。

【００１５】そして、セレクタ４でもって、検査画像デ
ータの各画素データの各方向の微分値のうちｙ方向の微
分値が選択されて判定回路９へ送出される。これによ
り、判定回路９には、欠陥Ｇが存在することによって最
も大きく変化したｙ方向の微分値が入力される。よっ
て、判定回路９によってその欠陥Ｇが効率よく検出され
る。

【００１６】次に最小値方向検出回路８は、第２の微分
回路７から入力された各方向の微分値（絶対値）のうち
最も小さい微分値を示す微分方向、ここではｙ方向を検
出してセレクタ４へ送出する。

【００１７】このセレクタ４は、第１の微分回路３から
出力された４方向の各微分値のうち、最小値方向検出回
路８により指定されたｙ方向の微分方向を選択して次の
判定回路９へ送出する。

【００１８】これにより、判定回路９は、入力された微
分値が予め設定されたしきい値を越えると、この微分値
に対応する画素データにパターン欠陥Ｇがかあると判定
する。

【００１９】なお、直接比較回路１０は、各画素データ
を微分せずに直接比較対照する回路であり、検査画像デ
ータの各画素データと参照画像データの各画素データと
の差データを算出する。この算出された差データは、次
の判定回路１１でもってしきい値と比較され、しきい値
を越えると、この画素データはパターン欠陥であると判
定する。

【００２０】一方、図２１(a) は図１４の位置Ｃの均一
部に欠陥１７ａが存在する場合における判定回路９へ入
力される微分値を示す。なお、均一部の参照パターンに
対応する参照画像データの各方向の微分値は全部「０」
で等しいので、ｘ方向とｙ方向との両方の微分値を加算
する。これにより、均一部に存在する欠陥１７ａが明確
に把握される。

【００２１】ところで、一般に検査パターンと参照パタ
ーンとを比較対照してパターン欠陥を検出する場合、検
査画像データと参照画像データとの各座標とを完全に一
致させる必要があり、もし、これら座標がずれていれ
ば、座標位置の異なる各画素データ同士を比較対照する
ことになり、正確にパターン欠陥が検出されないのは当
然である。

【００２２】しかるに、かかる座標の不一致を解消する
ために、上記各微分回路３、７を用いて各方向の微分値
を比較参照している。すなわち、図２１(b) に示すよう
に検査画像データと参照画像データとがΔｔだけｘ方向
にずれていた場合、欠陥１７が全く存在しなくても上記
直接比較回路１０で欠陥検出を行うと、Δｔ幅の縦方向
の全領域がパターン欠陥として検出される。

【００２３】ところが、これらΔｔだけずれた参照画像
データと検査画像データとを各方向で微分した場合、ｘ
方向の微分値は、パターンのエッジ部で変化するが、ｙ
方向の微分値は「０」のままとなる。これにより、参照
画像データと検査画像データとがΔｔの幅だけずれてい
ても、パターンエッジ部が欠陥として検出されない。

【００２４】一方、図２１(b) に示すように欠陥１７が
存在すると、検査画像データのｙ方向の微分値は、欠陥
１７に対応した値となるので、判定回路９でそのパター
ン欠陥が検出される。このように検査画像データの座標
と参照画像データの座標とがたとえ完全に一致していな
かったとしても、パターン欠陥を検出できる。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、たとえ
検査画像データと参照画像データとの各座標とが完全に
一致しなくても、ｘ方向又はｙ方向に伸びる直線状のエ
ッジ部における幅Δｔのずれ部分は、パターン欠陥とし
て検出されないが、図１４の位置Ｂにおけるコーナ部で
は、図２２に示すように幅Δｔのずれ部分が擬似欠陥１
８として検出される。

【００２６】すなわち、このコーナ部分では、ｘ方向、
ｙ方向及び−４５°方向の各微分値は「０」であり、そ
の他の方向は一定値を有する。そして、座標のずれが存
在すると、検査画像データの画素データの最小微分値方
向と対応する参照画像データの画素データの最小微分値
方向とが一致しなくなる。

【００２７】その結果、第１の微分回路５から出力され
た各方向の微分値のうちの最小値方向検出回路８で指定
された方向の微分値が「０」でなく、ずれ幅Δｔに対応
する値を有する。

【００２８】従って、この値がしきい値を越えると判定
回路９は、パターン欠陥として検出する。又、図２２に
示すようにコーナ部に欠陥１７ｂが存在すれば、この欠
陥１７ｂに対応する微分値が選択されて判定回路９でパ
ターン欠陥として検出される。

【００２９】このため、この欠陥１７ｂに起因するパタ
ーン欠陥が、ずれ幅Δｔに起因する擬似欠陥１８に重畳
したパターン欠陥１９として検出される。従って、操作
者としては欠陥１７ｂが発生しているのか、ずれに起因
するパターン欠陥なのかを区別できない問題がある。

【００３０】そこで、本発明は、たとえ検査画像データ
と参照画像データとの間で微小の座標ずれが生じたとし
ても、パターン欠陥のみを単独で正確に検出でき、欠陥
検出精度の向上と欠陥検出の信頼性を向上できるパター
ン欠陥検査方法及びその装置を提供することを目的とす
る。

【００３１】

【課題を解決するための手段】請求項１によれば、被検
査体のパターン欠陥検出のための参照画像データにおけ
るエッジ方向を検出し、このエッジ方向に基づいて参照
画像データと被検査体を撮像して得られる検査画像デー
タとに対してそれぞれ微分処理を行い、これら微分処理
された参照画像データと検査画像データとを比較し、こ
れら画像データ間の差異からパターン欠陥を検出するよ
うにして上記目的を達成しようとするパターン欠陥検査
方法である。

【００３２】請求項２によれば、被検査体を撮像してそ
の検査画像データを作成する撮像手段と、被検査体に対
する参照画像データを作成する参照画像作成手段と、参
照画像データにおけるパターンエッジ方向を検出するエ
ッジ方向検出手段と、この検出されたパターンエッジ方
向に従って検査画像データを微分処理する第１エッジ方
向微分手段と、その検出されたパターンエッジ方向に従
って参照画像データを微分処理する第２エッジ方向微分
手段と、その検出されたパターンエッジ方向に従った各
微分方式により参照画像データを微分処理する微分処理
手段と、第１エッジ方向微分手段により得られる微分画
像データと、第２エッジ方向微分手段又は微分処理手段
により得られる各微分画像データのうち少なくともいず
れか１つの微分画像データとの差異に基づいて被検査体
のパターン欠陥を判定する判定手段と、を備えて上記目
的を達成しようとするパターン欠陥検査装置である。

【００３３】請求項３によれば、微分処理手段は、エッ
ジ方向検出手段により検出されたエッジ方向に基づい
て、参照画像データを各画素及びこの画素の周辺画素に
対して微分処理してその最大値を検出し、かつ参照画像
データをエッジ方向及びこのエッジ方向に離接する方向
で微分処理してその最大値を検出する機能を有してい
る。

【００３４】

【作用】請求項１によれば、参照画像データにおけるパ
ターンのエッジ方向を検出し、このエッジ方向に基づい
て参照画像データと検査画像データとに対してそれぞれ
微分処理を行い、これら微分処理された参照画像データ
と検査画像データとを比較し、その差異からパターン欠
陥を検出する。この場合、参照画像データと検査画像デ
ータとの微分値が一致すればパターン欠陥はなく、一致
しない微分値がパターン欠陥として得られる。

【００３５】請求項２によれば、撮像手段により被検査
体を撮像して検査画像データを作成し、かつその参照画
像データを参照画像作成手段により作成し、このうち参
照画像データにおけるパターンエッジ方向をエッジ方向
検出手段により検出する。

【００３６】このパターンエッジ方向で検査画像データ
を第１エッジ方向微分手段により微分処理し、同エッジ
方向で第２エッジ方向微分手段により参照画像データを
微分処理し、かつ同エッジ方向に従った各微分方式によ
り微分処理手段により参照画像データを微分処理する。

【００３７】そして、第１エッジ方向微分手段により得
られる微分画像データと、第２エッジ方向微分手段又は
微分処理手段により得られる各微分画像データのうち少
なくともいずれか１つの微分画像データとの差異に基づ
いて被検査体のパターン欠陥を判定する。

【００３８】請求項３によれば、微分処理手段におい
て、参照画像データのエッジ方向に基づいて、参照画像
データを各画素及びこの画素の周辺画素に対して微分処
理してその最大値を検出し、かつ参照画像データをエッ
ジ方向及びこのエッジ方向に離接する方向で微分処理し
てその最大値を検出する。

【００３９】

【実施例】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。図１はパターン欠陥検査装置の構成図で
ある。ラインセンサ等の撮像センサ１には、Ａ／Ｄ変換
器２を介して複数方向微分回路２０が接続されている。

【００４０】この複数方向微分回路２０は、ｘ方向、ｙ
方向、＋４５°方向及び−４５°方向の各微分オペレー
タを有し、検査画像データに対してこれら微分オペレー
タで微分処理する機能を有している。なお、この複数方
向微分回路２０は、上記各微分オペレータに、図２に示
すように＋２２．５°方向、＋６７．５°方向、−２
２．５°方向、−６７．５°方向の各微分オペレータを
加え、検査画像データに対してこれら微分オペレータの
８方向で微分処理するようにしてもよい。

【００４１】最大値方向検出回路２１は、複数方向微分
回路２０における各微分方向の処理結果を受け、これら
微分方向の微分値（絶対値）のうち最大値を示す微分値
の微分方向を検出してセレクタ２２に送る機能を有して
いる。

【００４２】又、参照データ発生回路２３は、パターン
データの設計データに基づいて、撮像センサー１の撮像
により得られる検査画像データに対する参照画像データ
を、位置データに同期して発生する機能を有している。

【００４３】エッジ方向検出回路２４は、参照画像デー
タにおけるパターンのエッジ方向を画素単位で検出し、
その検出結果をセレクタ２２に送る機能を有している。
但し、パターンエッジ方向が不定の場合、エッジ方向検
出回路２４は、方向不定の旨をセレクタ２２に送る機能
を有している。

【００４４】このセレクタ２２は、通常、エッジ方向検
出回路２４により検出された微分方向をパターンエッジ
方向として選択し、かつ方向不定の旨を受けると最大値
方向検出回路２１により検出された微分方向をパターン
エッジ方向として選択する機能を有している。

【００４５】第１エッジ方向微分回路２５は、セレクタ
２２により選択されたパターンエッジ方向である微分方
向を受け、この微分方向でＡ／Ｄ変換器２からの検査画
像データを微分処理してその絶対値を求める機能を有し
ている。

【００４６】一方、第２エッジ方向微分回路２６は、セ
レクタ２２により選択されたパターンエッジ方向である
微分方向を受け、この微分方向で参照画像データを微分
処理してその絶対値を求める機能を有している。

【００４７】微分処理手段２７は、エッジ方向検出回路
２４により検出されセレクタ２２で選択されたパターン
エッジ方向に従った各微分方式により参照画像データを
微分処理する機能を有している。

【００４８】具体的には、参照画像データを各画素及び
この画素の周辺画素に対して微分処理する周辺画素エッ
ジ方向微分回路２８、この周辺画素エッジ方向微分回路
２８の微分値のうちその絶対値の最大値を検出する最大
値検出回路２９、参照画像データをエッジ方向及びこの
エッジ方向に離接する方向で微分処理する離接方向微分
回路３０、この離接方向微分回路３０の微分値のうちそ
の絶対値の最大値を検出する最大値検出回路３１を有し
ている。

【００４９】そして、エッジ方向微分回路２６及び各最
大値検出回路２９、３１の各出力端子がセレクトスイッ
チ３２を通して減算回路３３に接続されている。この減
算回路３３は、エッジ方向微分回路２５により微分され
た検査画像データと、セレクトスイッチ３２を通過した
エッジ方向微分回路２６、又は各最大値検出回路２９、
３１の各微分データとの各画素毎の差を求める機能を有
している。

【００５０】判定回路３４は、減算回路３３からの各画
素毎の差の値と所定のしきい値とを比較し、減算回路３
３からの各画素毎の差の値がしきい値を越えた画素を欠
陥と判定する機能を有している。

【００５１】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。参照データ発生回路２３は、パターンデ
ータの設計データに基づいて、撮像センサー１の撮像に
より得られる検査画像データに対する参照画像データを
作成する。

【００５２】図３はこの参照画像データの模式図であ
り、エッジ部ａ、コーナ部ｂ及び均一部ｃの各極小域が
設定されている。これらエッジ部ａ、コーナ部ｂ及び均
一部ｃは、図４に示すようにそれぞれ７×７画素により
形成され、暗いところが「０」、明るいところが「１
０」の濃淡レベルにより示されている。このように参照
画像データは、設計データにより発生したデータでエッ
ジでの濃淡のグラディエーションが滑らかとなってい
る。

【００５３】一方、ラインセンサ等の撮像センサー１
は、被検査体を連続的に撮像してその画像信号を出力す
る。この画像信号は、Ａ／Ｄ変換器２によりディジタル
の１１段階の濃淡に対応する検査画像データに形成され
る。

【００５４】図５は検査画像データのうち無欠陥の模式
図である。この検査画像データに対するエッジ部ａ、コ
ーナ部ｂ及び均一部ｃは、図６に示すようにそれぞれ５
×５画素により形成されている。

【００５５】又、図７は欠陥在りの検査画像データの模
式図である。この検査画像データに対するエッジ部ａ、
コーナ部ｂ及び均一部ｃは、図８に示すようにそれぞれ
５×５画素により形成されている。

【００５６】なお、これら検査画像データには、撮像セ
ンサー１で画像を入力する際のサンプリング誤差等によ
り濃淡レベル「１」程度のノイズがのっている。又、こ
れら検査画像データにおける各コーナ部ｂの画像データ
は、図４に示すコーナ部の画像データに対して１画素だ
け−ｙ方向にずれている。

【００５７】このような参照画像データ及び検査画像デ
ータが得られると、このうち参照画像データは、エッジ
方向検出回路２４に送られる。このエッジ方向検出回路
２４は、参照画像データに対してｘ方向、ｙ方向、＋４
５°方向及び−４５°方向の各方向で微分処理を行い、
このうち微分値が最小となる微分方向を求める。(a) 以
下、参照画像データ及び検査画像データにおける各エッ
ジ部ａに対する処理について説明すると、参照画像デー
タのエッジ部ａにおけるパターンエッジ方向は、図９
(a) に示すようにｘ方向の微分方向となる。

【００５８】従って、セレクタ２２は、微分方向ｘを選
択し、これを第１及び第２エッジ方向微分回路２５、２
６、周辺画素エッジ方向微分回路２８、離接方向微分回
路３０に送出する。

【００５９】これにより第１エッジ方向微分回路２５
は、ｘ方向の微分パラメータを用いて検査画像データを
微分処理する。ここで、図６に示す無欠陥のエッジ部ａ
についてｘ方向で微分すると、図９(b) に示す無欠陥の
微分処理値の絶対値を示すものとなり、又、図８に示す
欠陥在りのエッジ部ａについてｘ方向で微分すると、図
９(b) に示す欠陥在りの微分処理値の絶対値を示すもの
となる。

【００６０】そして、この第１エッジ方向微分回路２５
の微分処理された検査画像データは、減算回路３３に送
られる。これと共に第２エッジ方向微分回路２６は、ｘ
方向の微分パラメータを用いて参照画像データのエッジ
部ａに対して微分処理し、その絶対値を求める。この微
分結果は図９(c) に示す通りとなる。

【００６１】又、周辺画素エッジ方向微分回路２８は、
参照画像データを各画素及びこの画素の周辺画素に対し
て微分処理し、次の最大値検出回路２９によりその絶対
値の最大値を検出する｛図９(c) ｝。

【００６２】さらに、離接方向微分回路３０は、参照画
像データをエッジ方向及びこのエッジ方向に離接する方
向、例えば±２２．５°方向で微分処理し、次の最大値
検出回路３１によりその絶対値の最大値を検出する｛図
９(c) ｝。

【００６３】そして、これら第２エッジ方向微分回路２
６、周辺画素エッジ方向微分回路２８、離接方向微分回
路３０の微分処理された各画像データは、それぞれセレ
クトスイッチ３２を通して減算回路３３に送られる。

【００６４】この減算回路３３は、第１エッジ方向微分
回路２５の微分処理された検査画像データ｛図９(b) ｝
から、第２エッジ方向微分回路２６、周辺画素エッジ方
向微分回路２８、離接方向微分回路３０で微分処理され
た各参照画像データ｛図９(c) ｝をそれぞれ減算し、そ
の結果を判定回路３４に送出する。なお、この減算によ
り負値となった場合には、「０」にしている。

【００６５】例えば、図９に示す無欠陥の検査画像デー
タの微分値に対し、同図に示す参照画像データに対する
エッジ方向の微分値、周辺画素エッジ方向の微分値、離
接方向の微分値をそれぞれ減算すると、その結果は図９
(d) に示す通りとなる。

【００６６】又、同図(e) は欠陥在りの検査画像データ
の微分値に対し、参照画像データに対するエッジ方向の
微分値、周辺画素エッジ方向の微分値、離接方向の微分
値をそれぞれ減算した結果を示す。

【００６７】しかるに、図９(d)(e)に示す減算結果、つ
まり比較結果は、検査画像データと参照画像データとの
差異を表している。従って、これら画像データ間におけ
る一致しない画素部分が欠陥部として検出されることに
なり、減算回路３３の結果を判定回路３４でしきい値と
比較することによりパターン欠陥が判定される。 (b) 次に参照画像データ及び検査画像データにおける各
コーナ部ｂに対する処理について説明する。

【００６８】エッジ方向検出回路２４により参照画像デ
ータのコーナ部ｂにおけるパターンエッジ方向は、図１
０(a) に示すように微分方向となる。従って、セレクタ
２２は、各画素ごとの微分方向を選択し、これを第１及
び第２エッジ方向微分回路２５、２６、周辺画素エッジ
方向微分回路２８、離接方向微分回路３０に送出する。
この場合、エッジ方向検出回路２４により検出されるエ
ッジ方向が、複数の方向で微分値最小となるとき、エッ
ジ方向はｙ方向、ｘ方向、−４５°方向、＋４５°方向
の優先順位に従って決定している。

【００６９】これにより第１エッジ方向微分回路２５
は、検出された微分方向の微分パラメータを用いて検査
画像データを微分処理する。つまり、図６に示す無欠陥
のコーナ部ｂについて各画素ごとに微分すると、図１０
(b) に示す無欠陥の各微分処理値の絶対値を示すものと
なり、又、図８に示す欠陥在りのコーナ部ｂについて各
画素ごとに微分すると、図１０(b) に示す欠陥在りの各
微分処理値の絶対値を示すものとなる。

【００７０】そして、この第１エッジ方向微分回路２５
の微分処理された検査画像データは、減算回路３３に送
られる。これと共に第２エッジ方向微分回路２６は、上
記微分パラメータを用いて参照画像データのコーナ部ｂ
に対して微分処理し、その絶対値を求める。この微分結
果は図１０(c) に示す通りとなる。

【００７１】又、周辺画素エッジ方向微分回路２８は、
参照画像データを各画素及びこの画素の周辺画素に対し
て各画素ごとに微分処理し、次の最大値検出回路２９に
よりその絶対値の最大値を検出する｛図１０(c) ｝。

【００７２】さらに、離接方向微分回路３０は、参照画
像データをエッジ方向及びこのエッジ方向に離接する方
向で微分処理し、次の最大値検出回路３１によりその絶
対値の最大値を検出する｛図１０(c) ｝。

【００７３】そして、これら第２エッジ方向微分回路２
６、周辺画素エッジ方向微分回路２８、離接方向微分回
路３０の微分処理された各画像データは、それぞれセレ
クトスイッチ３２を通して減算回路３３に送られる。

【００７４】この減算回路３３は、第１エッジ方向微分
回路２５の微分処理された検査画像データ｛図１０(b)
｝から、第２エッジ方向微分回路２６、周辺画素エッ
ジ方向微分回路２８、離接方向微分回路３０で微分処理
された各参照画像データ｛図１０(c) ｝をそれぞれ減算
し、その結果を判定回路３４に送出する。

【００７５】この判定回路３４は、減算回路３３の結果
としきい値とを比較することによりパターン欠陥を判定
する。 (c) 次に参照画像データ及び検査画像データにおける各
均一部ｃに対する処理について説明する。

【００７６】エッジ方向検出回路２４により参照画像デ
ータの均一部ｃにおけるパターンエッジ方向は、濃淡レ
ベルが均一なので不定となる。従って、セレクタ２２
は、最大値方向検出回路２１により検出された微分値の
うち最大値を示す微分方向となる。

【００７７】ここで、複数方向微分回路２０は、検査画
像データに対してｘ方向、ｙ方向、＋４５°方向及び−
４５°方向の各微分オペレータにより微分処理を行う。
この微分処理の結果、無欠陥の検査画像データにおける
各画素のエッジ方向は図１１(a) に示す通りとなり、欠
陥在りの検査画像データにおける各画素のエッジ方向は
同図(a) に示す通りとなる。

【００７８】従って、セレクタ２２は、最大値方向検出
回路２１により検出された各エッジ方向の微分値のうち
最大値を示す微分方向を選択する。これにより第１エッ
ジ方向微分回路２５は、検出された微分方向の微分パラ
メータを用いて検査画像データを微分処理する。つま
り、図６に示す無欠陥の均一部ｃについて各画素ごとに
微分すると、図１１(b) に示す無欠陥の各微分処理値の
絶対値を示すものとなり、又、図８に示す欠陥在りの均
一部ｃについて各画素ごとに微分すると、図１１(b) に
示す欠陥在りの各微分処理値の絶対値を示すものとな
る。

【００７９】これと共に第２エッジ方向微分回路２６、
周辺画素エッジ方向微分回路２８及び離接方向微分回路
３０は、それぞれ選択されたエッジ方向に従って参照画
像データを微分処理するが、その結果は図１１(c) に示
すように各画素とも全て「０」となる。

【００８０】従って、減算回路３３の減算結果は、図１
１(d)(e)に示すように検査画像データの微分値と同一と
なる。かくして、判定回路３４は、減算回路３３の結果
としきい値とを比較することによりパターン欠陥を判定
する。

【００８１】このように上記一実施例においては、被検
査体のパターン欠陥検出のための参照画像データにおけ
るエッジ方向を検出し、このエッジ方向に基づいて参照
画像データと検査画像データとに対してそれぞれ微分処
理を行い、これら微分処理された参照画像データと検査
画像データとを比較し、これら画像データ間の差異から
パターン欠陥を検出するようにしたので、参照画像デー
タに対して検査画像データの座標位置がずれていても、
上記一実施例ではｙ方向に１画素だけずれていてもパタ
ーン欠陥を確実に検出できる。

【００８２】特に参照画像データを各画素及びこの画素
の周辺画素に対して微分処理してその最大値を検出し、
かつ参照画像データをエッジ方向及びこのエッジ方向に
離接する方向で微分処理してその最大値を検出する機能
を備えたので、パターンに対するエッジ部ａ、コーナ部
ｂ及び均一部ｃにおいて座標位置ずれが生じても、これ
ら各部においてパターン欠陥を高精度に検出できる。

【００８３】なお、本発明は上記一実施例に限定される
ものでなくその要旨を変更しない範囲で変形してもよ
い。例えば、減算回路３３は、第１エッジ方向微分回路
２５により微分処理された検査画像データに対し、第２
エッジ方向微分回路２６、周辺画素エッジ方向微分処理
回路２８、又は離接方向微分回路３０により得られる各
微分画像データのうち少なくともいずれか１つの微分画
像データとの差異を得るようにしてもよい。

【００８４】又、微分オペレータは、例えば図１２(a)
〜(d) に示すようにソーベルのオペレータを用いてｘ方
向、ｙ方向、±４５°方向の各微分値を得るようにして
もよい。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、た
とえ検査画像データと参照画像データとの間で微小の座
標ずれが生じたとしても、パターン欠陥のみを単独で正
確に検出でき、欠陥検出精度の向上と欠陥検出の信頼性
を向上できるパターン欠陥検査方法及びその装置を提供
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるパターン欠陥検査装置の一実施
例を示す構成図。

【図２】同装置の微分回路に設定されている各微分オペ
レータを示す模式図、

【図３】同装置で発生する参照画像データの模式図。

【図４】参照画像データにおけるエッジ部、コーナ部及
び均一部の濃淡レベルを示す模式図。

【図５】無欠陥の検査画像データにおけるエッジ部、コ
ーナ部及び均一部の濃淡レベルを示す模式図。

【図６】同検査画像データにおけるエッジ部、コーナ部
及び均一部の濃淡レベルを示す模式図。

【図７】欠陥在りの検査画像データにおけるエッジ部、
コーナ部及び均一部の濃淡レベルを示す模式図。

【図８】同検査画像データにおけるエッジ部、コーナ部
及び均一部の濃淡レベルを示す模式図。

【図９】エッジ部におけるパターン欠陥検査の作用を説
明するための図。

【図１０】コーナ部におけるパターン欠陥検査の作用を
説明するための図。

【図１１】均一部におけるパターン欠陥検査の作用を説
明するための図。

【図１２】微分オペレータの変形例を示す模式図。

【図１３】従来装置の構成図。

【図１４】同装置の各微分オペレータを示す模式図、

【図１５】検査画像データを示す模式図。

【図１６】同検査画像データの局小域を示す模式図。

【図１７】欠陥無しの原画を示す模式図。

【図１８】同原画の各微分値を示す図。

【図１９】欠陥在りの原画を示す模式図。

【図２０】同原画の各微分値を示す図。

【図２１】座標ずれが存在する場合の均一部及びエッジ
部の欠陥検出結果を示す図。

【図２２】座標ずれが存在する場合のコーナ部の欠陥検
出結果を示す図。

【符号の説明】

１…撮像センサ、２０…複数方向微分回路、２１…最大
値方向検出回路、２２…セレクタ、２３…参照データ発
生回路、２４…エッジ方向検出回路、２５…第１エッジ
方向微分回路、２６…第２エッジ方向微分回路、２７…
微分処理手段、２８…周辺画素エッジ方向微分回路、２
９，３１…最大値検出回路、３０…離接方向微分回路、
３２…セレクトスイッチ、３３…減算回路、３４…判定
回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査体のパターン欠陥検出のための参
   照画像データにおけるエッジ方向を検出し、このエッジ
   方向に従って前記参照画像データと前記被検査体を撮像
   して得られる検査画像データとに対してそれぞれ微分処
   理を行い、これら微分処理された前記参照画像データと
   前記検査画像データとを比較し、これら画像データ間の
   差異から前記パターン欠陥を検出することを特徴とする
   パターン欠陥検査方法。
2. 【請求項２】 被検査体を撮像してその検査画像データ
   を作成する撮像手段と、 前記被検査体に対する参照画像データを作成する参照画
   像作成手段と、 前記参照画像データにおけるパターンエッジ方向を検出
   するエッジ方向検出手段と、 この検出されたパターンエッジ方向に従って前記検査画
   像データを微分処理する第１エッジ方向微分手段と、 前記検出されたパターンエッジ方向に従って前記参照画
   像データを微分処理する第２エッジ方向微分手段と、 前記検出されたパターンエッジ方向に従った各微分方式
   により前記参照画像データを微分処理する微分処理手段
   と、 前記第１エッジ方向微分手段により得られる微分画像デ
   ータと、前記第２エッジ方向微分手段又は前記微分処理
   手段により得られる各微分画像データのうち少なくとも
   いずれか１つの微分画像データとの差異に基づいて前記
   被検査体のパターン欠陥を判定する判定手段と、を具備
   したことを特徴とするパターン欠陥検査装置。
3. 【請求項３】 微分処理手段は、エッジ方向検出手段に
   より検出されたエッジ方向に基づいて、前記参照画像デ
   ータを各画素及びこの画素の周辺画素に対して微分処理
   してその最大値を検出し、かつ前記参照画像データを前
   記エッジ方向及びこのエッジ方向に離接する方向で微分
   処理してその最大値を検出する機能を有することを特徴
   とする請求項２記載のパターン欠陥検査装置。