JPH0795042B2 - Repeat pattern defect inspection system - Google Patents

Repeat pattern defect inspection system

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JPH0795042B2
JPH0795042B2 JP4325194A JP32519492A JPH0795042B2 JP H0795042 B2 JPH0795042 B2 JP H0795042B2 JP 4325194 A JP4325194 A JP 4325194A JP 32519492 A JP32519492 A JP 32519492A JP H0795042 B2 JPH0795042 B2 JP H0795042B2
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JP
Japan
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circuit
signal
defect
digital signal
pattern
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JP4325194A
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晴夫 依田
洋三 大内
裕 酒匂
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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  • Image Analysis (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、微細な同一のパターン
の繰返しで構成される繰返しパターン中の欠陥を抽出す
る装置に係り、特に半導体メモリなどの外観検査に好適
な欠陥検査装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for extracting a defect in a repetitive pattern formed by repetitive fine and identical patterns, and more particularly to a defect inspection device suitable for visual inspection of a semiconductor memory or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】繰返しパターンの検査対象とする被検査
物に半導体のウエハなどがある。
2. Description of the Related Art A semiconductor wafer or the like is an object to be inspected for a repeated pattern.

【0003】従来、この種の検査装置は図1に示すよう
に2台の撮像装置1a,1bを持ち、一方は繰返しパタ
ーン5aを、他方は同一のパターンを持つ別の繰返しパ
ターン5bを撮像し、その映像信号2a,2bを比較回
路3で比較して不一致部分から欠陥部を推定するように
構成していた。
Conventionally, this type of inspection apparatus has two image pickup devices 1a and 1b as shown in FIG. 1, one of which picks up a repetitive pattern 5a and the other of which picks up another repetitive pattern 5b having the same pattern. The comparison circuit 3 compares the video signals 2a and 2b to estimate the defective portion from the mismatched portion.

【0004】しかし、このような装置で微細なパターン
の検査を行なうと、撮像系が精密高倍率になるにつれ、
2つの撮像系間のわずかな位置ずれ、ピントのずれやわ
ずかな照明状態の違いやレンズ系の歪状況の違いなどが
映像信号の大きな違いとして現われ、そのため誤り検出
(虚報)が避けられず、検査装置として使えない、とい
う問題点があった。
However, when a fine pattern is inspected by such an apparatus, as the image pickup system becomes precise and high magnification,
A slight difference in position between the two image pickup systems, a difference in focus, a slight difference in the illumination state, and a difference in the distortion state of the lens system appear as a large difference in the video signal, so that error detection (false alarm) cannot be avoided. There was a problem that it could not be used as an inspection device.

【0005】この問題点を解決するために特開昭58−
37923号公報がある。この従来例は2つの撮像系間
のわずかな位置ずれの問題点を解決するために、フォト
マスクのパターン形成域の外部にマーカーを設けてい
る。そして、このマーカーをもとに位置ずれの補正を行
っている。しかし、この方法は、被検査物1つ1つにマ
ーカーを設ける必要があるために、余分な工程が増える
という問題点が残る。
To solve this problem, Japanese Patent Laid-Open No. 58-58
There is a 37923 publication. In this conventional example, a marker is provided outside the pattern formation area of the photomask in order to solve the problem of slight positional deviation between the two image pickup systems. Then, the positional deviation is corrected based on this marker. However, this method has a problem that an extra step is added because it is necessary to provide a marker for each inspected object.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記実情にか
んがみてなされたものであり、その目的とするところ
は、わずかな位置ずれも補正できるパターン欠陥検査装
置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a pattern defect inspection apparatus capable of correcting even a slight positional deviation.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】このため、本発明では、
対象を半導体メモリなどのように微小な繰返しパターン
が周期的に配列しているものに限定し、次のような構成
をとることで上記目的を達成した。
Therefore, in the present invention,
The above object was achieved by limiting the object to a semiconductor memory or the like in which minute repetitive patterns are periodically arranged and adopting the following configuration.

【0008】被検査物を走査して映像信号を得る撮像手
段を備えて、繰返しパターンが所定ピッチにて配列され
た被検査物の外観を検査する繰返しパターンの欠陥検査
装置において、検査物を固定し移動させる移動台と、
像手段により得た映像信号を多値のディジタル信号に変
換する変換手段と、変換手段により変換された多値のデ
ィジタル信号を繰返しパターンのピッチ分遅らせる遅延
手段と、遅延手段にて遅らされた第1の多値のディジタ
ル信号とその時点で変換された第2の多値のディジタル
信号とを比較する比較手段と、比較手段にて比較すべき
第1および第2の多値のディジタル信号を時間的に遅ら
せることにより、2つの第1および第2の多値のディジ
タル信号の空間的な対応位置を微小なずらし量にて所定
画素毎にずらし、各ずらし量に対する2つの第1および
第2の多値のディジタル信号の一致度を計測し、最も一
致度のよいずらし量を検出し、遅延手段で遅らせる量を
調節する位置ずれ検出手段とを備え、繰返しパターンの
欠陥を検査することを特徴とするものである。
In a defect inspection apparatus of a repetitive pattern for inspecting the appearance of the inspected object in which the repetitive pattern is arranged at a predetermined pitch, the inspection object is fixed by including an image pickup means for scanning the inspected object to obtain a video signal. A moving base for moving the image signal, a converting means for converting the video signal obtained by the image pickup means into a multi-valued digital signal, a delay means for delaying the multi-valued digital signal converted by the converting means by the pitch of the repeating pattern, and a delaying means. Comparison means for comparing the first multi-valued digital signal delayed by the means with the second multi-valued digital signal converted at that time, and the comparison means should compare.
Delay the first and second multilevel digital signals in time.
The two first and second multi-valued digits
Predetermine the spatially corresponding position of the digital signal with a minute shift amount
Pixels are shifted pixel by pixel, two first and one for each shift amount.
The degree of coincidence of the second multilevel digital signal is measured and
Detect the shift amount with a good degree and set the delay amount with the delay means.
It is characterized in that it is provided with a positional deviation detecting means for adjusting, and inspects for defects in a repetitive pattern.

【0009】[0009]

【作用】上記の構成により、被検査物にマーカー等がな
くとも、比較すべき2つの映像信号の位置ずれをなくす
ことができる。
With the above construction, even if the object to be inspected does not have a marker or the like, it is possible to eliminate the positional deviation between the two video signals to be compared.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図2〜図8によっ
て説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0011】図2は、本実施例の全体構成図である。4
〜10は被検査パターンを撮像して映像信号に変えるた
めの撮像系であり、4は被検査物、5a,5bは被検査
物上の繰返しパターン、6は被検査物を固定し移動させ
る移動台、7は位置検出器、8は移動台制御回路、9は
照明器、10は被検査物の像を1次元的に走査して映像
信号に変換するラインセンサを示す。すなわち、被検査
物4は移動台6上に固定され、移動台は移動台制御回路
8によってX方向に等速に移動される。繰返しパターン
5aは照明器9によって照明され、その像はラインセン
サ10上に結像する。したがって、ラインセンサを繰返
し駆動することにより、繰返しパターン5aの像が映像
信号S10として出力されることになる。この時、5a
と同一の繰返しパターン5bがX方向に配置されている
とすれば、全く同じ映像信号が5aと5bの位置の差分
だけ遅れて映像信号S10として出力されることにな
る。繰返しパターンの検査対象とする被検査物は、繰返
しパターンが規則的に並んでいるので、繰返しパターン
ピッチ分の時間遅れを置いた映像信号を比較すれば、不
一致部分としてパターン欠陥が検出できることになる。
図2に示された回路ブロックはこのような機能を実現す
るためのものである。
FIG. 2 is an overall configuration diagram of this embodiment. Four
Reference numeral 10 denotes an image pickup system for picking up an image of a pattern to be inspected and converting it into a video signal, 4 is an object to be inspected, 5a and 5b are repetitive patterns on the object to be inspected, and 6 is a movement for fixing and moving the object to be inspected. A platform, 7 is a position detector, 8 is a moving platform control circuit, 9 is an illuminator, and 10 is a line sensor for one-dimensionally scanning an image of an object to be inspected and converting it into a video signal. That is, the inspection object 4 is fixed on the movable table 6, and the movable table is moved at a constant speed in the X direction by the movable table control circuit 8. The repeating pattern 5 a is illuminated by the illuminator 9, and its image is formed on the line sensor 10. Therefore, by repeatedly driving the line sensor, the image of the repeated pattern 5a is output as the video signal S10. At this time, 5a
If the same repetitive pattern 5b is arranged in the X direction, the completely same video signal will be output as the video signal S10 with a delay of the difference between the positions of 5a and 5b. Since the repetitive patterns are regularly arranged in the object to be inspected for the repetitive pattern, a pattern defect can be detected as a mismatched portion by comparing the video signals with a time delay corresponding to the repetitive pattern pitch. .
The circuit block shown in FIG. 2 is for realizing such a function.

【0012】ラインセンサ10の出力信号S10はAD
変換器11によってディジタル信号S11に変換され
る。これは、アナログ信号よりもディジタル信号の方が
以下の処理が容易になるためである。ディジタル映像信
号11は遅れ回路12によって繰返しパターンピッチ分
だけ電気的に遅らされ、もとの信号S11と比較回路1
3によって比較される。比較回路13は信号S11とS
12の差をとりその差がある閾値よりも大きい時に
“1”、小さい時に“0”となる2値映像信号S13を
出力する回路である。すなわち、映像信号S13は欠陥
候補領域だけが“1”となる欠陥映像信号である。
The output signal S10 of the line sensor 10 is AD
It is converted into a digital signal S11 by the converter 11. This is because the following processing is easier for digital signals than for analog signals. The digital video signal 11 is electrically delayed by the repetitive pattern pitch by the delay circuit 12, and is compared with the original signal S11 and the comparison circuit 1.
Compared by 3. The comparison circuit 13 outputs signals S11 and S
It is a circuit which takes a difference of 12 and outputs a binary video signal S13 which is "1" when the difference is larger than a threshold value and "0" when the difference is smaller than the threshold value. That is, the video signal S13 is a defect video signal in which only the defect candidate area is "1".

【0013】欠陥映像信号S13には、実際には繰返し
パターンの微小な形状バラツキや、位置合わせ誤差など
により、ノイズの含まれることが多い。欠陥判定回路1
4はこのようなノイズを含む欠陥映像S13の中から信
頼すべき欠陥部のみを抽出する回路である。この機能は
例えば後に詳述するように欠陥の面積がある閾値以上あ
ることを判定することによって実現できる。
In many cases, the defective video signal S13 actually contains noise due to minute shape variations of the repeated pattern, alignment error, and the like. Defect determination circuit 1
Reference numeral 4 is a circuit for extracting only a defective portion to be trusted from the defective image S13 including such noise. This function can be realized, for example, by determining that the area of the defect is equal to or larger than a certain threshold value as described later in detail.

【0014】15は欠陥データ記憶回路であり、欠陥判
定回路からの欠陥検知信号S14を受け、その時点の移
動台位置及びラインセンサ内での走査座標yを各々位置
検出器7、タイミング回路16から入力して記憶回路に
記憶する回路である。この記憶データは、繰返しパター
ンの映像入力が終了した後に、計算機19に読み込ま
れ、欠陥位置データとしてオペレータに表示するなどの
利用がなされる。
Denoted at 15 is a defect data storage circuit, which receives the defect detection signal S14 from the defect determination circuit, and detects the position of the moving table and the scanning coordinate y in the line sensor at that time from the position detector 7 and the timing circuit 16, respectively. It is a circuit for inputting and storing it in a memory circuit. The stored data is read into the computer 19 after the input of the image of the repetitive pattern is completed, and is used for displaying it as defect position data to the operator.

【0015】16はタイミング発生回路であって、ライ
ンセンサ10の同期信号など、装置各回路に必要な種種
のタイミングパルス、及びラインセンサ上の信号走査座
標yを作り出し、各回路に供給する回路である。
Reference numeral 16 denotes a timing generation circuit, which is a circuit for generating various kinds of timing pulses necessary for each circuit of the device such as a synchronizing signal of the line sensor 10 and signal scanning coordinates y on the line sensor and supplying the same to each circuit. is there.

【0016】17は起動制御回路であり、あらかじめ計
算機19からセットされた検査開始座標と検査終了座標
を記憶し、位置検出器7からの移動台位置Xが開始座標
に一致したとき“1”、終了座標に一致した時“0”に
なる検査起動信号をタイミング発生回路に与え、検査時
刻を知らせる機能をもっている。
Reference numeral 17 denotes a start control circuit which stores the inspection start coordinates and the inspection end coordinates set by the computer 19 in advance, and outputs "1" when the position X of the movable table from the position detector 7 coincides with the start coordinates. It has a function of giving an inspection start signal which becomes “0” when it coincides with the end coordinate to the timing generation circuit to notify the inspection time.

【0017】以上の構成によれば、被検査物上の繰返し
パターン5a,5bは次のように検査を実行することが
可能である。まず、計算機19は繰返しパターンの位置
から移動台の移動位置と検査の開始、終了座標を計算
し、移動台制御回路8によって移動台を動行させるとと
もに、起動制御回路17に検査開始座標、終了座標をセ
ットする。タイミング発生回路16は常時各回路に必要
なタイミング信号を送り回路を駆動させているが、起動
制御回路17から検査起動信号S17を受けると欠陥デ
ータ記憶回路に対して欠陥データの記憶を開始させる。
起動制御回路17は検査終了を検知すると、計算機9に
対して割り込みをかけ、検査が終了したことを通知す
る。計算機19は、検査終了を検知すると、欠陥データ
記憶回路15から欠陥座標を読出し、記録またはオペレ
ータに対する表示を行ない、1単位の検査動作を終了す
る。この一連の動作を必要回数くり返せば、被検査物全
面の検査を行なうことが可能である。
With the above arrangement, the repetitive patterns 5a and 5b on the object to be inspected can be inspected as follows. First, the computer 19 calculates the moving position of the moving table and the start and end coordinates of the inspection from the position of the repeated pattern, and moves the moving table by the moving table control circuit 8 and causes the start control circuit 17 to start and finish the inspection. Set the coordinates. The timing generation circuit 16 constantly sends a timing signal required for each circuit to drive the circuit, but when the inspection start signal S17 is received from the start control circuit 17, the defective data storage circuit starts storing defective data.
When the activation control circuit 17 detects the end of the inspection, it interrupts the computer 9 and notifies that the inspection is completed. When the inspection end is detected, the computer 19 reads out the defect coordinates from the defect data storage circuit 15 and records or displays them to the operator to end the inspection operation for one unit. By repeating this series of operations a required number of times, it is possible to inspect the entire surface of the inspection object.

【0018】以上の説明においては、ディジタル映像信
号S11と、遅れ回路12を通過した信号S12とが、
位置的に完全に一致していると理想的に仮定したが、現
実には移動台の速度変動や、移動方向の傾きなどによっ
て一致しない場合が多い。位置ずれ検出回路18は、そ
のような場合に有効な付加回路である。すなわち、位置
にわずかの差があるときは、遅れ回路の遅れ時間を調節
することで補正が可能なので、後にさらに詳述する位置
ずれ検出回路によって2つの映像の位置ずれ量を検出
し、遅れ回路12の遅れ量を補正すればよい。
In the above description, the digital video signal S11 and the signal S12 passing through the delay circuit 12 are
Although it is ideally assumed that the positions perfectly match, in reality, there are many cases where they do not match due to the speed fluctuation of the moving table and the inclination of the moving direction. The position shift detection circuit 18 is an effective additional circuit in such a case. That is, when there is a slight difference in position, correction can be made by adjusting the delay time of the delay circuit. Therefore, the position shift detection circuit, which will be described in more detail later, detects the amount of position shift between the two images, and the delay circuit The delay amount of 12 should be corrected.

【0019】以下、遅れ回路12、位置ずれ検出回路1
8、起動制御回路17、欠陥判定回路14、欠陥データ
記憶回路15の詳しい実施例を説明し、本発明が実施可
能であることを明らかにする。
Hereinafter, the delay circuit 12 and the position shift detection circuit 1
8. Detailed examples of the start control circuit 17, the defect determination circuit 14, and the defect data storage circuit 15 will be described to clarify that the present invention can be implemented.

【0020】まず、図3と図4を用いて遅れ回路12の
詳しい実施例を説明する。
First, a detailed embodiment of the delay circuit 12 will be described with reference to FIGS.

【0021】ディジタル映像信号S11はシフトレジス
タ21a〜21bに図示していないクロック信号CLK
によって1データずつ入力される。この各シフトレジス
タの出力信号はタイミングパルS124によって、4ク
ロック毎にレジスタ22a〜22dにセットされ、さら
にそれに引きつづくタイミング信号S122によって、
記憶回路23に書き込まれる。この時の書込み番地は信
号S123で与えられるが、S123はタイミング信号
S120と選択回路27の動作によりカウンタ29の内
容と一致する。カウンタ29はタイミング信号S121
によって、4クロックに1回の割で+1される。すなわ
ち、これらの動作により、入力信号S11のデータは連
続する4個ずつにまとめられ、並列的に記憶回路23に
順次書込まれることになる。
The digital video signal S11 is a clock signal CLK not shown in the shift registers 21a-21b.
The data is input one by one. The output signal of each shift register is set in the registers 22a to 22d every four clocks by the timing pulse S124, and further, by the timing signal S122 which follows.
It is written in the memory circuit 23. The write address at this time is given by the signal S123, which is the same as the content of the counter 29 due to the operation of the timing signal S120 and the selection circuit 27. The counter 29 outputs the timing signal S121.
Therefore, every 4 clocks, the value is incremented by 1 every time. That is, by these operations, the data of the input signal S11 is collected into four continuous data and sequentially written in parallel in the memory circuit 23.

【0022】データの読出しは、記憶回路からの読出し
データがタイミング信号S124の立上り時にシフトレ
ジスタ24a〜24dに並列にセットされ、図示してい
ないクロック信号CLKによってシフトされながら、信
号S125として出力され、別のシフトレジスタ25a
〜25dへと入力される。記憶回路23からシフトレジ
スタへの読出しはタイミングパルスS124により4ク
ロックに1回なので、ちょうどシフトレジスタが密にな
ると同時に4データが入力されることになる。シフトレ
ジスタ25a〜25dからの並列出力は、選択回路26
により選択され遅れ回路出力信号S12として出力され
る。読出し時の記憶回路のアドレスS123は、外部か
らの遅れ量指定データS18の下位2bitを除く上位ビ
ットのデータをカウンタ29の内容から減算して得られ
る。下位2bitを除く上位ビットのデータとは、遅れ量
を4で割って、その余りを切り捨てた数であり、カウン
タ内容から減算することによりちょうど記憶回路内で遅
れ時間分だけ行先して書かれたデータのアドレスを示す
ことになる。下位2bitは選択回路26の選択信号とし
て入力することにより、3クロック以下のデータ遅れ量
の補正に用いる。このようにすれば、入力信号S11は
遅れ量指定データS18に8クロック分加えた量だけ正
確に遅れて出力信号S12として出力される。8クロッ
ク分の余分な遅れは、使用時に8クロック少ない量を指
定することにすれば全く問題にならない。この実施例に
おいては、データを4クロック分ずつまとめて並列に読
出し書込みするようにしたが、このようにすると記憶回
路の速度がデータのクロックよりも遅くて済む利点があ
り、より実際的である。もちろん,データクロックがよ
り速い場合には、並列データ数を増加すれば対処できる
ことは明らかである。
In reading data, the read data from the memory circuit is set in parallel in the shift registers 24a to 24d at the rise of the timing signal S124 and is output as the signal S125 while being shifted by the clock signal CLK (not shown). Another shift register 25a
Is input to ~ 25d. Since the reading from the memory circuit 23 to the shift register is performed once every 4 clocks by the timing pulse S124, the shift register becomes just dense and 4 data are input at the same time. The parallel output from the shift registers 25a to 25d is the selection circuit 26.
Output by the delay circuit output signal S12. The address S123 of the memory circuit at the time of reading is obtained by subtracting the data of the upper bits except the lower 2 bits of the delay amount designation data S18 from the outside from the contents of the counter 29. The upper bit data excluding the lower 2 bits is a number obtained by dividing the delay amount by 4 and discarding the remainder, and is written just ahead by the delay time in the memory circuit by subtracting from the contents of the counter. It will indicate the address of the data. By inputting the lower 2 bits as a selection signal of the selection circuit 26, the lower 2 bits are used to correct the data delay amount of 3 clocks or less. By doing so, the input signal S11 is output as the output signal S12 after being accurately delayed by an amount obtained by adding eight clocks to the delay amount designation data S18. The extra delay of 8 clocks does not cause any problem if a small amount of 8 clocks is designated at the time of use. In this embodiment, the data is read out and written in parallel every 4 clocks, but this has the advantage that the speed of the memory circuit is slower than the data clock, which is more practical. . Of course, when the data clock is faster, it is obvious that it can be dealt with by increasing the number of parallel data.

【0023】次に、図5と図6によって、位置ずれ検出
回路18のより詳細な実施例を説明する。図5において
左側に2系統の空間微分回路があり、右側に位置ずれ検
出回路がある。まず空間微分回路から説明する。ブロッ
ク31a〜31cはラインセンサの1走査分の画素数を
持つ1ラインシフトレジスタを、32a〜32c,33
a〜33cは各々1画素分のシフトレジスタを示す。1
画素分のシフトレジスタは、入力信号が多値のディジタ
ル信号であるので入力信号のビット数分のフリップフロ
ップから構成される。この回路に入力映像信号S11を
入力し、各シフトレジスタを図示していないラインセン
サのサンプリングクロックで駆動すると、各シフトレジ
スタの出力である9個の信号は映像面内の3×3画素か
らなる2次元局所映像の各画素の信号に相当する。しか
も、この3×3画素の局所領域は入力映像信号と同期し
て全映像面を走査する。したがって、この3×3画素の
周辺8画素のデータを加算回路34で全加算し、中心画
素のデータを8倍回路35を通して得た信号S35と減
算回路36で差をとることにより、空間微分すなわち明
暗変化点の強調を行うことができる。この空間微分信号
S36を閾値θと比較回路37で比較し、信号S36が
閾値θよりも大のとき“1”となるように2値化すれ
ば、信号S37は映像中の明暗境界部分だけが“1”と
なる微分2値化信号になる。一方、もうひとつの入力映
像信号S12も全く同様な回路によって微分2値化映像
信号S57に変換される。位置ずれ検出はこの一方の微
分2値化信号の画面上の位置を少しずらせたものと一致
度を調べ、最も良く一致している映像のずらし量を検出
することで行なわれる。
Next, a more detailed embodiment of the displacement detection circuit 18 will be described with reference to FIGS. 5 and 6. In FIG. 5, there are two systems of space differentiating circuits on the left side, and there is a position shift detecting circuit on the right side. First, the space differentiating circuit will be described. Blocks 31a to 31c are one line shift registers having the number of pixels for one scan of the line sensor, and 32a to 32c and 33.
Reference characters a to 33c each represent a shift register for one pixel. 1
The shift register for pixels is composed of flip-flops for the number of bits of the input signal because the input signal is a multivalued digital signal. When the input video signal S11 is input to this circuit and each shift register is driven by the sampling clock of a line sensor (not shown), the nine signals output from each shift register consist of 3 × 3 pixels in the video plane. It corresponds to the signal of each pixel of the two-dimensional local image. Moreover, the local area of 3 × 3 pixels scans the entire image plane in synchronization with the input image signal. Therefore, the data of the peripheral 8 pixels of this 3 × 3 pixel is fully added by the adder circuit 34, and the data of the central pixel is subtracted by the signal S35 obtained through the 8 × circuit 35 and the subtractor circuit 36 to obtain the spatial differentiation, that is, The bright and dark change points can be emphasized. This spatial differential signal S36 is compared with the threshold value θ by the comparison circuit 37, and if the signal S36 is binarized so as to be “1” when the signal S36 is larger than the threshold value θ, the signal S37 will have only the light-dark boundary portion in the image. The differential binarized signal becomes "1". On the other hand, the other input video signal S12 is also converted into the differential binarized video signal S57 by a completely similar circuit. The misregistration is detected by checking the degree of coincidence with the one of the differential binarized signals obtained by slightly shifting the position on the screen, and detecting the shift amount of the image that is most in agreement.

【0024】次に右側の位置ずれ検出回路について説明
する。図において38a〜38c,58a,58bは1
ラインシフトレジスタ、39a〜369c,40a,5
9aは1画素シフトレジスタである。また41a〜41
fはEOR(排他的論理和)ゲート、42a〜42fは
ANDゲート、43a〜43fはカウンタである。この
ようにすると、空間微分回路の説明で述べたと同じ理由
により信号S39a,S39c,S38b,S40aは
S39bを中心として映像上で4方向に隣接する画像信
号を表わす。ここで、S39bとS59aとは、シフト
レジスタによって時間的に全く同じだけ遅らされている
ので、入力信号S11とS12が全く同じものであれば
全く同じ信号となり、またS39a,S39c,S39
a,S40aはそれぞれS39bを空間的に1画素ずら
した映像の出力信号になる。したがって、EORゲート
41a〜41fによって各々S59aと一致をとり不一
致の画素すなわち“1”の数をある一定時間カウンタ4
3a〜43fで計数すれば計数値の最も小さいパターン
が最もよく一致したパターンであるので、計数値最小の
カウンタの位置を調べることにより、信号S11とS1
2の最ももっともらしいずれ量を知ることができる。制
御信号S181,S182はカウンタを一定周期で動か
すための制御信号であり、たとえば図6にあるような信
号である。すなわち、S182によってカウンタをリセ
ットし、次にS181によってある一定時間ゲート42
a〜42fをあけてEORゲート41a〜41fの出力
の“1”の数を計数する。S183は次にのべるレジス
タ48への結果のセット信号であり、位置ずれ検出の最
終結果をセットする。
Next, the position shift detection circuit on the right side will be described. In the figure, 38a to 38c, 58a and 58b are 1
Line shift registers, 39a to 369c, 40a, 5
9a is a 1-pixel shift register. 41a to 41
f is an EOR (exclusive OR) gate, 42a to 42f are AND gates, and 43a to 43f are counters. By doing so, the signals S39a, S39c, S38b, and S40a represent image signals that are adjacent to each other in four directions on the video centering on S39b for the same reason as described in the explanation of the spatial differentiation circuit. Here, since S39b and S59a are delayed by the shift register by exactly the same time, if the input signals S11 and S12 are exactly the same, they are exactly the same signals, and S39a, S39c, and S39.
a and S40a are output signals of images obtained by spatially shifting S39b by one pixel. Therefore, the EOR gates 41a to 41f respectively determine the number of pixels that are coincident with S59a and do not coincide, that is, "1", for a certain period of time.
3a to 43f, the pattern with the smallest count value is the best matched pattern. Therefore, by checking the position of the counter with the smallest count value, the signals S11 and S1
You can know the most plausible amount of 2. The control signals S181 and S182 are control signals for moving the counter in a constant cycle, and are signals as shown in FIG. 6, for example. That is, the counter is reset in S182, and then the gate 42 is reset for a certain time in S181.
A-42f are opened and the number of "1" of the output of the EOR gates 41a-41f is counted. S183 is a result set signal to the next register 48, which sets the final result of the positional deviation detection.

【0025】ブロック44a,44bは最小位置検出回
路でありカウンタの中で最小の値を示すカウンタの位置
を検出して出力する回路である。たとえば最小位置検出
回路44aはカウンタ43aの値が最も小さければ“−
1”を、43bならば“0”を、43cならば“+1”
をそれぞれ信号S44aとして出力するもので、その結
果はたて方向への位置ずれ量を示している。同様に44
bはよこ方向の位置ずれ量を信号S44bとして“−
1”,“0”,“+1”で出力する。ブロック45と4
6は、たてよこ2次元位置ずれ量を1次元位置ずれ量に
換算する回路であり、たて方向位置ずれ量に1ラスタ分
の画素数を定数倍回路45によって乗算し、さらによこ
方向位置ずれ量をカウタン回路46によって加算する。
ブロック47と48は各々加算回路とレジスタであり、
レジスタ48に記憶されている現時点での位置ずれ量に
新たに検出された位置ずれ量を加算して新しい位置ずれ
量をレジスタ48にセットする回路である。レジスタ4
8は制御信号S183によってセットされ、その内容は
S18として前述のごとく遅れ回路12へ入力される。
以上の回路により、一定時間毎に2つの映像S11とS
12の間の位置ずれ量が検出され、S11とS12が一
致するように遅れ量を調整することが可能になる。
The blocks 44a and 44b are minimum position detecting circuits, which are circuits for detecting and outputting the position of the counter showing the minimum value among the counters. For example, if the value of the counter 43a is the smallest, the minimum position detection circuit 44a indicates "-".
1 ", 43b" 0 ", 43c" +1 "
Is output as a signal S44a, and the result indicates the amount of positional deviation in the vertical direction. Similarly 44
b indicates the amount of positional deviation in the horizontal direction as a signal S44b, "-
Outputs 1 "," 0 "," +1 ". Blocks 45 and 4
Reference numeral 6 denotes a circuit for converting the vertical two-dimensional positional deviation amount into a one-dimensional positional deviation amount. The vertical direction positional deviation amount is multiplied by the number of pixels of one raster by a constant multiplication circuit 45, and the horizontal direction positional deviation amount is further calculated. The shift amount is added by the cowton circuit 46.
Blocks 47 and 48 are an adder circuit and a register, respectively.
This is a circuit for adding a newly detected position shift amount to the current position shift amount stored in the register 48 and setting the new position shift amount in the register 48. Register 4
8 is set by the control signal S183, and its content is input to the delay circuit 12 as S18 as described above.
With the above circuit, two images S11 and S
The positional deviation amount between 12 is detected, and the delay amount can be adjusted so that S11 and S12 match.

【0026】図7は起動制御回路17のより詳細な実施
例である。ブロック63,64はレジスタであり、検査
に先立って計算機19から信号S191として、検査ス
タート座標XS、検査ストップ座標XEが書込まれる。S
7は位置検出器の出力信号であり、移動台の現在位置X
が常時S7として一致回路61,62に入力されてい
る。ブロック65は一致回路の出力信号S61,S62
によってセット,リセットされるフリップフロップであ
る。検査開始とともに移動台がX方向に移動を開始し、
S7の位置Xがレジスタ63の検査スタート座標XS
一致すると、フリップフロップ65がセットされ出力信
号S17が“1”となりタイミング発生回路16に検査
中であることを知らせる。移動台がさらに移動しレジス
タ64の検査ストップ座標XEに一致するとフリップフ
ロップ65がリセットされS17が“0”となりタイミ
ング発生回路に検査停止中であることを通知する。この
ようにして全体検査回路の起動が制御される。
FIG. 7 is a more detailed embodiment of the activation control circuit 17. The blocks 63 and 64 are registers, and the inspection start coordinate X S and the inspection stop coordinate X E are written from the computer 19 as a signal S191 prior to the inspection. S
7 is an output signal of the position detector, which is the current position X of the mobile base.
Is always input to the coincidence circuits 61 and 62 as S7. The block 65 is the output signals S61 and S62 of the coincidence circuit.
It is a flip-flop that is set and reset by. With the start of the inspection, the movable table starts moving in the X direction,
When the position X of S7 coincides with the inspection start coordinate X S of the register 63, the flip-flop 65 is set and the output signal S17 becomes "1" to notify the timing generation circuit 16 that the inspection is being performed. When the movable table further moves and coincides with the inspection stop coordinate X E of the register 64, the flip-flop 65 is reset and S17 becomes “0” to notify the timing generation circuit that the inspection is stopped. In this way, the activation of the whole inspection circuit is controlled.

【0027】図8は欠陥判定回路14と欠陥データ記憶
回路15のより詳細な実施例である。図において、71
a〜71eは1ラインシフトレジスタを、72a〜72
e、73a〜73e,74a〜74e,75a〜75e
は1画素シフトレジスタである。この回路をラインセン
ササンプリングクロックで起動すれば、“欠陥”映像信
号S13を入力して5×5局所領域映像信号を並列に出
力することができる。ブロック76a〜76e及び77
は加算器であり、並列出力された5×5画素の局所映像
の中から“1”の数を総和する。入力信号S13は欠陥
部分が“1”となる“欠陥”映像であるので“1”の数
は5×5局所映像内の欠陥面積を示す。そこで、欠陥面
積信号S77を閾値S781と比較器78で比較すれ
ば、検知信号S78はある程度以上欠陥が大きい場合の
み“1”、他は“0”になりわずかなノイズによって生
じる“欠陥信号”を欠陥と誤まることもなく、安定した
欠陥判定ができることになる。欠陥判定回路によって
“1”が出力されるとその時点での移動台座標信号S7
(X,Y)とラインセンサの走査位置信号yがレジスタ
79にセットされ、さらにワンショット回路80によっ
てタイミングがとられて記憶回路81に記憶される。ワ
ンショット回路80によってS78の立上がり時のみ記
憶回路81に記憶されるため、大きな欠陥の各画素座標
が連続して記憶回路81に書込まれることは止される。
記憶回路の内容は信号S191として計算機19によっ
て読みとられる。
FIG. 8 shows a more detailed embodiment of the defect judgment circuit 14 and the defect data storage circuit 15. In the figure, 71
a to 71e are 1-line shift registers, and 72a to 72e.
e, 73a to 73e, 74a to 74e, 75a to 75e
Is a 1-pixel shift register. If this circuit is activated by the line sensor sampling clock, the "defective" video signal S13 can be input and the 5 × 5 local area video signal can be output in parallel. Blocks 76a-76e and 77
Is an adder, which sums up the number of "1" s from the parallel output 5 × 5 pixel local image. Since the input signal S13 is a "defect" image in which the defective portion is "1", the number of "1" indicates the defect area in the 5 × 5 local image. Therefore, if the defect area signal S77 is compared with the threshold value S781 by the comparator 78, the detection signal S78 becomes "1" only when the defect is large to some extent, and becomes "0" in other cases, and the "defect signal" caused by a slight noise is generated. It is possible to perform a stable defect determination without being mistaken as a defect. When "1" is output by the defect determination circuit, the moving platform coordinate signal S7 at that time is output.
(X, Y) and the scanning position signal y of the line sensor are set in the register 79, and are further stored in the storage circuit 81 at a timed timing by the one-shot circuit 80. Since the one-shot circuit 80 stores the pixel coordinates of a large defect in the memory circuit 81 only at the rising edge of S78, continuous writing of the pixel coordinates of large defects to the memory circuit 81 is stopped.
The contents of the memory circuit are read by the computer 19 as a signal S191.

【0028】以上の説明により、本発明が具体的に実施
可能であることは明示された。
From the above description, it is made clear that the present invention can be concretely implemented.

【0029】なお、本発明には前記実施例の他に種々変
形例が考えられる。たとえば、図2における遅れ回路を
単なる記憶回路とし、事前に繰返しパターンを記憶して
検査時にそれを繰返し読出す方式でも実現できる。ま
た、繰返しパターンの間に別のパターンがはさまれてい
る場合には、設計データから計算される移動台座標によ
ってシフトレジスタのクロックを一時停止する機能を付
加し、別パターンの入力を無視して検査できるようにす
ることもできる。また、撮像装置としてラインセンサを
用いる代わりに、細く絞った光または電子線を被検査パ
ターン上に1次元的に走査し、その反射光量あるいは反
射電子量を検知するようにしても同じ効果が得られる。
The present invention can be modified in various ways other than the above embodiment. For example, the delay circuit in FIG. 2 may be used as a simple storage circuit, and a repeating pattern may be stored in advance and repeatedly read during inspection. Also, when another pattern is sandwiched between repeated patterns, a function to temporarily stop the shift register clock by the moving platform coordinates calculated from the design data is added, and the input of another pattern is ignored. You can also make it possible to inspect. Further, instead of using a line sensor as the image pickup device, the same effect can be obtained by scanning the pattern to be inspected one-dimensionally with light or an electron beam that is narrowed and detecting the reflected light amount or the reflected electron amount. To be

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明によれば、マーカー等がなくとも
位置ずれを補正でき、全く同一の撮像条件下での2つの
映像を比較することが可能になることにより、従来技術
よりもはるかに精密に2つの被検査パターンを比較する
ことが可能になり、超LSIなどの微細パターンの欠陥
を抽出することが可能になる。
According to the present invention, it is possible to correct the positional deviation even without a marker or the like, and it becomes possible to compare two images under exactly the same imaging conditions, which is far superior to the prior art. It becomes possible to accurately compare two patterns to be inspected, and it becomes possible to extract defects in a fine pattern such as a VLSI.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】従来技術の説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram of a conventional technique.

【図2】本発明の実施例を示す全体構成図。FIG. 2 is an overall configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図3】遅れ回路12の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of a delay circuit 12.

【図4】制御信号のタイミングを示す図。FIG. 4 is a diagram showing timing of control signals.

【図5】位置ずれ検出回路18の詳細説明図。FIG. 5 is a detailed explanatory diagram of the positional deviation detection circuit 18.

【図6】制御信号のタイミングを示す図。FIG. 6 is a diagram showing timing of control signals.

【図7】起動制御回路17の詳細説明図。FIG. 7 is a detailed explanatory diagram of a startup control circuit 17.

【図8】欠陥判定回路14と欠陥データ記憶回路15の
詳細説明図。
FIG. 8 is a detailed explanatory diagram of a defect determination circuit 14 and a defect data storage circuit 15.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a,1b…撮像装置、3…比較回路、4…被検査物、
5a,5b…被検査パターン、6…移動台、7…位置検
出器、9…照明器、10…ラインセンサ、S10…映像
信号、11…AD変換器、12…遅れ回路、13…比較
回路、14…欠陥判定回路、15…欠陥データ記憶回
路、16…タイミング発生回路、17…起動制御回路、
18…位置ずれ検出回路、19…計算機。
1a, 1b ... Imaging device, 3 ... Comparison circuit, 4 ... Inspected object,
5a, 5b ... Pattern to be inspected, 6 ... Moving base, 7 ... Position detector, 9 ... Illuminator, 10 ... Line sensor, S10 ... Video signal, 11 ... AD converter, 12 ... Delay circuit, 13 ... Comparison circuit, 14 ... Defect determination circuit, 15 ... Defect data storage circuit, 16 ... Timing generation circuit, 17 ... Startup control circuit,
18 ... Position shift detection circuit, 19 ... Calculator.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−37923(JP,A) 特表 昭55−74409(JP,A) 特許庁文献82−1679(テレビジョン学会 誌、Vol.136,No.1982,PP.38 −44) ─────────────────────────────────────────────────── ───Continued from the front page (56) References JP-A-58-37923 (JP, A) JP-A-55-74409 (JP, A) Patent Office Reference 82-1679 (Journal of the Television Society, Vol. 136, No. 1982, PP. 38-44)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】被検査物を走査して映像信号を得る撮像手
段を備えて、繰返しパターンが所定ピッチにて配列され
た被検査物の外観を検査する繰返しパターンの欠陥検査
装置において、上記検査物を固定し移動させる移動台と、 上記撮像手段により得た映像信号を多値のディジタル信
号に変換する変換手段と、 上記変換手段により変換された多値のディジタル信号を
上記繰返しパターンのピッチ分遅らせる遅延手段と、 上記遅延手段にて遅らされた第1の多値のディジタル信
号とその時点で変換された第2の多値のディジタル信号
とを比較する比較手段と、上記比較手段にて比較すべき第1および第2の多値のデ
ィジタル信号を時間的に遅らせることにより、2つの第
1および第2の多値のディジタル信号の空間的な対応位
置を微小なずらし量にて所定画素毎にずらし、各ずらし
量に対する2つの上記第1および第2の多値のディジタ
ル信号の一致度を計測し、最も一致度のよいずらし量を
検出し、上記遅延手段で遅らせる量を調節する位置ずれ
検出手段 とを備え、 上記繰返しパターンの欠陥を検査することを特徴とする
繰返しパターンの欠陥検査装置。
1. A includes an imaging means for obtaining a video signal by scanning the object to be inspected, in the defect inspecting apparatus of a repeating pattern of repeated patterns to check the appearance of the object to be inspected that are arranged at a predetermined pitch, the test A movable table for fixing and moving an object, a converting means for converting a video signal obtained by the image pickup means into a multivalued digital signal, and a multivalued digital signal converted by the converting means for the pitch of the repeating pattern. The delay means for delaying, the comparing means for comparing the first multi-valued digital signal delayed by the delaying means with the second multi-valued digital signal converted at that time, and the comparing means. The first and second multivalued data to be compared.
By delaying the digital signal in time, the two
Spatial correspondence between the first and second multilevel digital signals
The position is shifted for each predetermined pixel by a minute shift amount, and each shift is performed.
Two above first and second multi-valued digit for quantity
Measure the degree of coincidence of the
Position shift that detects and adjusts the amount delayed by the delay means
A defect inspection apparatus for a repetitive pattern, comprising: a detection unit , for inspecting a defect in the repetitive pattern.
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