JPH095255A - 欠陥検査方法およびその装置並びに薄膜磁気ヘッド用の素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】複雑な形状で、密度も場所に応じて大きく変化
する被検査パターン上の多数の領域において、幾何学的
特徴量の判定基準を変えて欠陥を見逃さず高信頼度で検
査可能にし、また高歩留まりで製造可能の薄膜磁気ヘッ
ド用の素子を提供する。 【構成】被検査対象物１上において繰り返される各被検
査パターンＥｘＰの画像を撮像して画像信号に変換する
撮像手段５、６と、そこで変換された各ＥｘＰの画像信
号同志を比較して不一致で示される欠陥候補画像信号
（ＦＩＳ）を抽出する比較手段１３と、抽出されたＦＩ
Ｓ信号に基づいて不一致が連続する領域ごとに不一致で
示されるＦＩＳの幾何学的特徴量（ＧＳＱ）を計算して
領域ごとに計算のＧＳＱに応じた階調とする濃淡画像信
号に変換する計算・信号変換手段２２、４３、４４と、
該計算・信号変換手段で変換された領域ごとのＧＳＱに
応じた階調とする濃淡画像信号に対して設定の領域を欠
陥として判定する判定手段４５〜４８とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ウエハ等の基板上に成
膜された薄膜パターン、特に薄膜磁気ヘッドを形成する
薄膜パターン上の欠陥を検査する欠陥検査方法及びその
装置並びに薄膜磁気ヘッド用の素子の欠陥検査方法及び
その装置並びに薄膜磁気ヘッド用の素子の製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハ上に繰返し形成されたチッ
プ内の回路パターン（被検査パターン）の画像を撮像し
て画像信号に変換し、隣接したチップ毎の画像信号を比
較して不一致部分を欠陥として検出するパターン比較法
に関する技術は、工業用画像処理（昭晃堂、ｐｐ１１
５）および特開昭６３−３２６６６号等において良く知
られている。またプリント基板等における配線パターン
の画像を撮像して画像信号に変換し、この画像信号から
配線パターンの幅を算出し、この算出された配線パター
ンの幅が最大規定値以上の場合突起欠陥または太り欠陥
が存在すると判定し、前記算出された配線パターンの幅
が最小規定値以下の場合欠け欠陥または細り欠陥が存在
すると判定する技術が、特開平２−２８８８７号公報で
知られている。また斜め上方より当てたスリット状の照
明光の正反射光を検出して素子の透明保護膜上の欠陥を
検出する薄膜磁気ヘッドの外観検査に関する技術は、特
開平２−５０３１３号公報及び特開平４−１７４３４８
号公報において知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、形状が複雑で、且つ密度においても場所に応じて大
きく変化する被検査パターン上における多数の領域（場
所）の各々において、大きさ等の判定基準を変えて欠陥
を、見逃しすることなく、高信頼度で検査する課題につ
いて十分考慮されていなかった。

【０００４】本発明の目的は、上記課題に鑑みて、形状
が複雑で、且つ密度においても場所に応じて大きく変化
する被検査パターン上における多数の領域（場所）の各
々において、大きさ等の判定基準を変えて欠陥を、見逃
しすることなく、高信頼度で検査をすることができるよ
うにした欠陥検査方法及びその装置を提供することにあ
る。また本発明の他の目的は、薄膜磁気ヘッド素子を形
成する薄膜パターンのように形状が複雑で、且つ密度に
おいても場所に応じて大きく変化する被検査パターン上
における多数の領域（場所）の各々において、大きさ等
の判定基準を変えて欠陥を、見逃しすることなく、高信
頼度で検査をすることができるようにした薄膜磁気ヘッ
ド用の素子の欠陥検査方法及びその装置を提供すること
にある。また本発明の他の目的は、薄膜磁気ヘッド用の
素子を高歩留まりで製造することができるようにした薄
膜磁気ヘッド用の素子の製造方法を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、繰り返される本来同一であるべき各被検
査パターンの画像を撮像して画像信号に変換し、この変
換された各被検査パターンの画像信号同志を比較して不
一致の濃淡差で示される欠陥候補画像信号を所望の閾値
で２値化して欠陥候補２値化画像信号を抽出し、この抽
出された欠陥候補２値化画像信号に基づいて不一致が連
続する領域ごとに不一致で示される欠陥候補２値化画像
の幾何学的特徴量（例えば、縦及び横方向の投影長、特
定された方向における最大長さと最大幅、曲率半径、最
大直径、面積、重心座標、断面２次モーメント等）を計
算して前記領域ごとに計算された幾何学的特徴量に応じ
た階調とする濃淡画像信号に変換し、この変換された領
域ごとの幾何学的特徴量に応じた階調とする濃淡画像信
号に対して設定された所望の閾値を越えるかまたは越え
ない領域を欠陥として判定することを特徴とする欠陥検
査方法である。また本発明は、繰り返される本来同一で
あるべき各被検査パターンの画像を撮像して画像信号に
変換し、この変換された各被検査パターンの画像信号同
志を比較して不一致の濃淡差で示される欠陥候補画像信
号を所望の閾値で２値化して欠陥候補２値化画像信号を
抽出し、この抽出された欠陥候補２値化画像信号に基づ
いて不一致が連続する領域ごとに不一致で示される欠陥
候補２値化画像の幾何学的特徴量（例えば、縦及び横方
向の投影長、特定された方向における最大長さと最大
幅、曲率半径、最大直径、面積、重心座標、断面２次モ
ーメント等）を計算して前記領域ごとに計算された幾何
学的特徴量に応じた階調とする濃淡画像信号に変換し、
この変換された領域ごとの幾何学的特徴量に応じた階調
とする濃淡画像信号を、前記被検査パターン上の位置に
応じて幾何学的特徴量が設定された基準の２次元閾値信
号（基準の濃淡画像データ：基準の濃淡画像信号）と比
較することによって、前記変換された濃淡画像信号にお
いて前記基準の２次元閾値信号を越えるかまたは越えな
い領域を欠陥として判定することを特徴とする欠陥検査
方法である。

【０００６】また本発明は、繰り返される本来同一であ
るべき各被検査パターンの画像を撮像して画像信号に変
換し、この変換された各被検査パターンの画像信号同志
を比較して不一致の濃淡差で示される不一致欠陥候補画
像信号を所望の閾値で２値化して得られる不一致欠陥候
補２値化画像信号に、更に前記変換された所望の被検査
パターンから得られる画像信号から被検査パターンのエ
ッジを示すエッジ２値化画像信号を抽出してこの抽出さ
れたエッジ２値化画像信号から本来被検査パターン上に
存在しないエッジのみを示すエッジ欠陥候補２値化画像
信号を加えて欠陥候補２値化画像信号を抽出し、この抽
出された欠陥候補２値化画像信号に基づいて不一致が連
続する領域ごとに不一致で示される欠陥候補２値化画像
の幾何学的特徴量を計算して前記領域ごとに計算された
幾何学的特徴量に応じた階調とする濃淡画像信号に変換
し、この変換された領域ごとの幾何学的特徴量に応じた
階調とする濃淡画像信号を、前記被検査パターン上の位
置に応じて幾何学的特徴量が設定された基準の２次元閾
値信号と比較することによって、前記変換された濃淡画
像信号において前記基準の２次元閾値信号を越えるかま
たは越えない領域を欠陥として判定することを特徴とす
る欠陥検査方法である。また本発明は、繰り返される本
来同一であるべき各被検査パターンの画像を撮像して画
像信号に変換し、各被検査パターンの画像信号を比較し
て不一致の濃淡差で示される欠陥候補画像信号を所望の
閾値で２値化して欠陥候補２値化画像信号を抽出し、こ
の抽出された欠陥候補２値化画像信号に基づいて不一致
で示される面積を算出し、この算出された面積が予め設
定された基準値を上回る場合には、この被検査パターン
を欠陥パターンと判定し、前記算出された面積が予め設
定された基準値を上回らない場合には、前記抽出された
欠陥候補２値化画像信号に基づいて不一致が連続する領
域ごとに不一致で示される欠陥候補２値化画像の幾何学
的特徴量を計算して前記領域ごとに計算された幾何学的
特徴量に応じた階調とする濃淡画像信号に変換し、この
変換された領域ごとの幾何学的特徴量に応じた階調とす
る濃淡画像信号を、前記被検査パターン上の位置に応じ
て幾何学的特徴量が設定された基準の２次元閾値信号と
比較することによって、前記変換された濃淡画像信号に
おいて前記基準の２次元閾値信号を越えるかまたは越え
ない領域を欠陥として判定することを特徴とする欠陥検
査方法である。

【０００７】また本発明は、前記欠陥検査方法におい
て、前記繰り返される被検査パターンは、薄膜磁気ヘッ
ド用の素子を形成する基板上に所定の間隔で成膜された
薄膜パターンであることを特徴とする薄膜磁気ヘッド用
の素子の欠陥検査方法である。また本発明は、欠陥候補
が存在する被検査パターンから検出された画像信号を所
望の閾値で２値化した欠陥候補２値化画像信号を抽出
し、この抽出された欠陥候補２値化画像信号に基づいて
欠陥候補領域ごとに欠陥候補の幾何学的特徴量を計算し
て前記領域ごとに計算された幾何学的特徴量に応じた階
調とする濃淡画像信号に変換し、この変換された領域ご
との幾何学的特徴量に応じた階調とする濃淡画像信号
を、前記被検査パターン上の位置に応じて幾何学的特徴
量が設定された基準の２次元の閾値信号と比較すること
によって、前記変換された濃淡画像信号において前記基
準の２次元の閾値信号を越えるかまたは越えない領域を
欠陥として判定することを特徴とする欠陥検査方法であ
る。また本発明は、繰り返される本来同一であるべき各
被検査パターンの画像を撮像して画像信号に変換する撮
像手段と、該撮像手段で変換された各被検査パターンの
画像信号同志を比較して不一致の濃淡差で示される欠陥
候補画像信号を所望の閾値で２値化して欠陥候補２値化
画像信号を抽出する比較・２値化手段と、該比較・２値
化手段で抽出された欠陥候補２値化画像信号に基づいて
不一致が連続する領域ごとに不一致で示される欠陥候補
２値化画像の幾何学的特徴量（例えば、縦及び横方向の
投影長、特定された方向における最大長さと最大幅、最
大直径、面積等）を計算して前記領域ごとにこの計算さ
れた幾何学的特徴量に応じた階調とする濃淡画像信号に
変換する計算・信号変換手段と、該計算・信号変換手段
で変換された領域ごとの幾何学的特徴量に応じた階調と
する濃淡画像信号に対して設定された所望の閾値を越え
るかまたは越えない領域を欠陥として判定する判定手段
とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置である。

【０００８】また本発明は、繰り返される本来同一であ
るべき各被検査パターンの画像を撮像して画像信号に変
換する撮像手段と、該撮像手段で変換された各被検査パ
ターンの画像信号同志を比較して不一致の濃淡差で示さ
れる欠陥候補画像信号を所望の閾値で２値化して欠陥候
補２値化画像信号を抽出する比較・２値化手段と、該比
較・２値化手段で抽出された欠陥候補２値化画像信号に
基づいて不一致が連続する領域ごとに不一致で示される
欠陥候補２値化画像の幾何学的特徴量（例えば、縦及び
横方向の投影長、特定された方向における最大長さと最
大幅、最大直径、面積等）を計算して前記領域ごとにこ
の計算された幾何学的特徴量に応じた階調とする濃淡画
像信号に変換する計算・信号変換手段と、該計算・信号
変換手段で変換された領域ごとの幾何学的特徴量に応じ
た階調とする濃淡画像信号を、前記被検査パターン上の
位置に応じて幾何学的特徴量が設定された基準の２次元
閾値信号（基準の濃淡画像データ：基準の濃淡画像信
号）と比較することによって、前記変換された濃淡画像
信号において前記基準の２次元閾値信号を越えるかまた
は越えない領域を欠陥として判定する判定手段とを備え
たことを特徴とする欠陥検査装置である。

【０００９】また本発明は、繰り返される本来同一であ
るべき各被検査パターンの画像を撮像して画像信号に変
換する撮像手段と、該撮像手段で変換された各被検査パ
ターンの画像信号同志を比較して不一致の濃淡差で示さ
れる不一致欠陥候補画像信号を所望の閾値で２値化して
得られる不一致欠陥候補２値化画像信号に、更に前記変
換された所望の被検査パターンから得られる画像信号か
ら被検査パターンのエッジを示すエッジ２値化画像信号
を抽出してこの抽出されたエッジ２値化画像信号から本
来被検査パターン上に存在しないエッジのみを示すエッ
ジ欠陥候補２値化画像信号を加えて欠陥候補２値化画像
信号を抽出する欠陥候補２値化画像信号抽出手段と、該
欠陥候補２値化画像信号抽出手段で抽出された欠陥候補
２値化画像信号に基づいて不一致が連続する領域ごとに
不一致で示される欠陥候補２値化画像の幾何学的特徴量
を計算して前記領域ごとに計算された幾何学的特徴量に
応じた階調とする濃淡画像信号に変換する計算・信号変
換手段と、該計算・信号変換手段で変換された領域ごと
の幾何学的特徴量に応じた階調とする濃淡画像信号を、
前記被検査パターン上の位置に応じて幾何学的特徴量が
設定された基準の２次元閾値信号と比較することによっ
て、前記変換された濃淡画像信号において前記基準の２
次元閾値信号を越えるかまたは越えない領域を欠陥とし
て判定する判定手段とを備えたことを特徴とする欠陥検
査装置である。

【００１０】また本発明は、繰り返される本来同一であ
るべき各被検査パターンの画像を撮像して画像信号に変
換する撮像手段と、該撮像手段で変換された各被検査パ
ターンの画像信号を比較して不一致の濃淡差で示される
欠陥候補画像信号を所望の閾値で２値化して欠陥候補２
値化画像信号を抽出する比較・２値化手段と、該比較・
２値化手段で抽出された欠陥候補２値化画像信号に基づ
いて不一致で示される面積を算出し、この算出された面
積が予め設定された基準値を上回る場合には、この被検
査パターンを欠陥パターンと判定する欠陥パターン判定
手段と、該欠陥パターン判定手段において前記算出され
た面積が予め設定された基準値を上回らない場合には、
前記抽出された欠陥候補２値化画像信号に基づいて不一
致が連続する領域ごとに不一致で示される欠陥候補２値
化画像の幾何学的特徴量を計算して前記領域ごとに計算
された幾何学的特徴量に応じた階調とする濃淡画像信号
に変換し、この変換された領域ごとの幾何学的特徴量に
応じた階調とする濃淡画像信号を、前記被検査パターン
上の位置に応じて幾何学的特徴量が設定された基準の２
次元閾値信号と比較することによって、前記変換された
濃淡画像信号において前記基準の２次元閾値信号を越え
るかまたは越えない領域を欠陥として判定する欠陥判定
手段とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置である。

【００１１】本発明は、欠陥候補が存在する被検査パタ
ーンの画像を撮像して画像信号に変換する撮像手段と、
該撮像手段で変換された被検査パターンの画像信号を所
望の閾値で２値化して欠陥候補２値化画像信号を抽出す
る抽出手段と、該抽出手段で抽出された欠陥候補２値化
画像信号に基づいて欠陥候補領域ごとに欠陥候補の幾何
学的特徴量を計算して前記領域ごとに計算された幾何学
的特徴量に応じた階調とする濃淡画像信号に変換する計
算・信号変換手段と、該計算・信号変換手段で変換され
た領域ごとの幾何学的特徴量に応じた階調とする濃淡画
像信号を、前記被検査パターン上の位置に応じて幾何学
的特徴量が設定された基準の２次元の閾値信号と比較す
ることによって、前記変換された濃淡画像信号において
前記基準の２次元の閾値信号を越えるかまたは越えない
領域を欠陥として判定する判定手段とを備えたことを特
徴とする欠陥検査装置である。また本発明は、基板上
に、配線である電極膜、この電極膜に接続される導線を
接続するためのパッドおよび磁気センサである磁気抵抗
膜から成る素子を複数の成膜プロセスにより所望の間隔
で多数形成する薄膜磁気ヘッド用の素子の製造方法にお
いて、前記基板上において繰り返される本来同一である
べき前記各素子パターンの画像を撮像して画像信号に変
換し、この変換された各素子パターンの画像信号同志を
比較して不一致の濃淡差で示される欠陥候補画像信号を
所望の閾値で２値化して欠陥候補２値化画像信号を抽出
し、この抽出された欠陥候補２値化画像信号に基づいて
不一致が連続する領域ごとに不一致で示される欠陥候補
２値化画像の幾何学的特徴量（例えば、縦及び横方向の
投影長）を計算して前記領域ごとに計算された幾何学的
特徴量に応じた階調とする濃淡画像信号に変換し、この
変換された領域ごとの幾何学的特徴量に応じた階調とす
る濃淡画像信号に対して設定された所望の閾値を越える
かまたは越えない領域を欠陥として判定する欠陥検査工
程と、この欠陥検査工程で判定された幾何学的特徴量に
応じた欠陥情報に基づいて前記複数の成膜プロセスの内
欠陥を発生させている成膜プロセスを予測し、この予測
された成膜プロセスにおける成膜プロセス条件を制御す
る制御工程とを有することを特徴とする薄膜磁気ヘッド
用の素子の製造方法である。

【００１２】また本発明は、基板上に、配線である電極
膜、この電極膜に接続される導線を接続するためのパッ
ドおよび磁気センサである磁気抵抗膜から成る素子を複
数の成膜プロセスにより所望の間隔で多数形成する薄膜
磁気ヘッド用の素子の製造方法において、前記基板上に
おいて繰り返される本来同一であるべき前記各素子パタ
ーンの画像を撮像して画像信号に変換し、この変換され
た各素子パターンの画像信号同志を比較して不一致の濃
淡差で示される欠陥候補画像信号を所望の閾値で２値化
して欠陥候補２値化画像信号を抽出し、この抽出された
欠陥候補２値化画像信号に基づいて不一致が連続する領
域ごとに不一致で示される欠陥候補２値化画像の幾何学
的特徴量（例えば、縦及び横方向の投影長）を計算して
前記領域ごとに計算された幾何学的特徴量に応じた階調
とする濃淡画像信号に変換し、この変換された領域ごと
の幾何学的特徴量に応じた階調とする濃淡画像信号を、
前記素子パターン上の位置に応じて幾何学的特徴量が設
定された基準の２次元閾値信号（基準の濃淡画像デー
タ：基準の濃淡画像信号）と比較することによって、前
記変換された濃淡画像信号において前記基準の２次元閾
値信号を越えるかまたは越えない領域を欠陥として判定
する欠陥検査工程と、この欠陥検査工程で判定された前
記素子パターンに対する幾何学的特徴量に応じた欠陥情
報に基づいて前記複数の成膜プロセスの内欠陥を発生さ
せている成膜プロセスを予測し、この予測された成膜プ
ロセスにおける成膜プロセス条件を制御する制御工程と
を有することを特徴とする薄膜磁気ヘッド用の素子の製
造方法である。また本発明は、基板上に、配線である電
極膜、この電極膜に接続される導線を接続するためのパ
ッドおよび磁気センサである磁気抵抗膜から成る素子を
複数の成膜プロセスにより所望の間隔で多数形成する薄
膜磁気ヘッド用の素子の製造方法において、前記基板上
において繰り返される本来同一であるべき各素子パター
ンの画像を撮像して画像信号に変換し、この変換された
各被検査パターンの画像信号同志を比較して不一致欠陥
候補画像信号を所望の閾値で２値化して得られる不一致
欠陥候補２値化画像信号に、更に前記変換された所望の
素子パターンから得られる画像信号から素子パターンの
エッジを示すエッジ画像信号を抽出してこの抽出された
エッジ画像信号から本来素子パターン上に存在しないエ
ッジのみを示すエッジ欠陥候補画像信号を加えて欠陥候
補画像信号を抽出し、この抽出された欠陥候補画像信号
に基づいて不一致が連続する領域ごとに不一致で示され
る欠陥候補画像の幾何学的特徴量（例えば、縦及び横方
向の投影長）を計算して前記領域ごとに計算された幾何
学的特徴量に応じた階調とする濃淡画像信号に変換し、
この変換された領域ごとの幾何学的特徴量に応じた階調
とする濃淡画像信号を、前記素子パターン上の位置に応
じて幾何学的特徴量が設定された基準の２次元閾値信号
（基準の濃淡画像データ：基準の濃淡画像信号）と比較
することによって、前記変換された濃淡画像信号におい
て前記基準の２次元閾値信号を越えるかまたは越えない
領域を欠陥として判定する欠陥検査工程と、この欠陥検
査工程で判定された前記素子パターンに対する幾何学的
特徴量に応じた欠陥情報に基づいて前記複数の成膜プロ
セスの内欠陥を発生させている成膜プロセスを予測し、
この予測された成膜プロセスにおける成膜プロセス条件
を制御する制御工程とを有することを特徴とする薄膜磁
気ヘッド用の素子の製造方法である。

【００１３】

【作用】前記構成によれば、図７（ｃ）に４５、４６で
示すような被検査パターンに対して設定された基準の幾
何学的特徴量に応じた階調とする濃淡画像データ（濃淡
画像信号）を準備するだけの簡単な処理または構成によ
り、被検査パターンの形状または位置に応じて、任意に
欠陥判定基準を変えて、特に精度が要求される個所にお
いては、濃淡画像データを低くすることによって、致命
度の高い欠陥を見逃しすることなく、高信頼度で欠陥を
検査することができる。また前記構成によれば、薄膜磁
気ヘッド用の磁気抵抗素子において、素子の場所に応じ
て幾何学的特徴量を異ならしめて欠陥を検査できる他、
同じ場所にある欠陥であっても、素子の機能上重要な幾
何学的特徴量を参照して幾何学的特徴量の判定が行われ
るため、見逃しや不必要な不良を生じることなく実用性
の高い検査が可能となり、しかも、例えば磁気センサ及
び配線間における致命度の高い欠陥を見逃しすることな
く、高信頼度で欠陥を検査することができる。また前記
構成によれば、磁気センサ及び配線間における致命度の
高い欠陥を発生させることなく薄膜磁気ヘッド用の磁気
抵抗素子を基板上に高歩留まりで製造することができ
る。

【００１４】

【実施例】本発明の実施例を薄膜磁気ヘッド用の磁気抵
抗素子を例にして図面を用いて説明する。近年、薄膜磁
気ヘッドにおいては、記録データの読み取りに磁気抵抗
（磁界の変化に応じて電気抵抗が変化する効果。Magnet
ic Resistive。）を利用している。磁気抵抗効果を利用
した磁気抵抗素子を図１２に示す。磁気抵抗素子は、磁
気センサである磁気抵抗膜１０３、配線である電極膜１
０４、導線を接続するパッド１０５からなり、ウエハ
（基板）上に所望の間隔で多数、スパッタリング、ＣＶ
Ｄ等の成膜プロセス、レジスト塗布・露光・現像等の露
光プロセス、エッチングプロセス等により製造される。
そして、ウエハ（基板）上に多数形成された磁気抵抗素
子単位ごとに外観検査が行われ、素子の中に１つでも致
命欠陥が存在すれば、不良素子となる。そしてこの外観
検査で得られた致命欠陥のデータに基づいて、致命欠陥
を発生させている上記プロセスの要因を推測し、推測さ
れたプロセスにおいて洗浄も含めたプロセス条件を制御
することによって、不良素子の発生を低減して、高歩留
まりでウエハ（基板）上に磁気抵抗素子を製造すること
ができる。このように磁気抵抗素子が形成された後（完
成後）、データ書き込み用の電磁誘導式素子が各磁気抵
抗素子の上に重ねて成膜される。そして、ウエハ（基
板）上の磁気抵抗素子上に形成された電磁誘導式素子単
位ごとに外観検査が行われ、１つでも致命欠陥が存在す
れば、これまた不良素子となる。そしてこの外観検査で
得られた致命欠陥のデータに基づいて、致命欠陥を発生
させている上記スパッタリング、ＣＶＤ等の成膜プロセ
ス、レジスト塗布・露光・現像等の露光プロセス、エッ
チングプロセス等のプロセスの要因を推測し、推測され
たプロセスにおいて洗浄も含めたプロセス条件を制御す
ることによって、不良素子の発生を低減して、高歩留ま
りでウエハ（基板）上の磁気抵抗素子上に電磁誘導式素
子を製造することができる。

【００１５】その後、各素子単位にチップ状に切断加工
され、浮上用のレールが形成されて、磁気ディスク装置
に組み込まれる。ところで、薄膜磁気ヘッドの外観検査
では、各素子単位に良否が判定され、素子の中に１つで
も致命欠陥が存在すれば、不良素子となる。このため、
素子の不良率を低減するためには、１つの素子の中で検
出される欠陥が致命的なものかどうかをできるだけ精度
良く判定し、誤検出を減らす必要がある。一方、薄膜磁
気ヘッドにおいては、素子内の場所により、パターンの
寸法や密度に大きな差があり、素子内の場所ごとに検出
すべき欠陥の寸法が異なっている。以下、磁気抵抗素子
について詳細に説明する。磁気抵抗膜１０３は敏感な膜
であるため、異物の混入やパターン形状の異常により磁
区の乱れを生じやすく、微小な欠陥１０８を検出する必
要がある。一方、電極膜１０４は磁気抵抗膜１０３の両
端に電位差を付与する働きであり、ショートまたは断線
が生じなければ機能上問題はない。また、電極膜１０４
は形状が複雑であり、部分的に電極の太さが異なってい
る。以上のことから、検出すべき欠陥の寸法は、電極内
の場所により異なる。例えば、図１２に示す欠陥１０６
と欠陥１０７は同じ寸法の穴であるが、欠陥１０６は電
極の断線に至る可能性が低く致命度は低いが、欠陥１０
７は断線に至る可能性が高いため致命的な欠陥となる。
その他、パット部１０５では導線の接続の妨げにならな
い比較的大きな欠陥を検出すれば良く、破線より上の成
膜後に切断除去する部分では、欠陥を検出する必要がな
い。これとは別に、同じ欠陥の寸法であっても形状によ
り致命度が異なる場合がある。例えば、素子の中心にあ
る電極間の隙間では、隙間と直交する方向の欠陥１１０
はショートの恐れがあるため致命度が高いが、隙間と同
一方向の欠陥１０９はショートとの関連が低く致命度が
低い。つまり、欠陥１０９は検出せずに、欠陥１１０の
みを検出する必要がある。

【００１６】このように磁気抵抗素子上において欠陥が
発生する場所に応じて、様々な判定をする必要がある。
また図１２に示す欠陥１０９と欠陥１１０との判別が必
要となる。また複数の磁気抵抗素子を同じマスクパター
ンを使用して成膜するため、素子の類似した場所に類似
した形状の欠陥が多発する可能性がある。このような場
合、欠陥同士が重なってしまうため、欠陥を見逃す恐れ
がある。これとは別に、薄膜プロセスでは条件が変動し
やすく、突発的な不良が発生する危険が高い。特に新し
い素子の製造開始時点では、成膜状況が不安定であり、
パタ−ンが全く無いような異常な素子が存在する場合が
ある。しかし、このような製造開始時点での外観検査に
よる成膜状況の監視に対する要求は、年々高まってい
る。図１３で説明した、欠陥の見逃しや誤検出は欠陥の
寸法が大きな場合に発生し易い。パターンの無い素子は
素子全体が欠陥と考えられるため、検査に支障を来すこ
とが考えられる。

【００１７】このような欠陥検査ができる外観検査装置
の実施例について、図１〜図１１を用いて説明する。図
１は、本発明に係る外観検査装置の一実施例を示す概略
構成図である。即ち、１は、所望の間隔で多数の図１２
に示す磁気抵抗素子パターン（被検査パターン）が形成
されたウエハ（被検査対象物）である。そして、外観検
査装置は、素子パターン（被検査パターン）の画像を検
出する光学系と、検出画像を処理し欠陥を検出する信号
処理系とにより構成される。光学系は、光源３、ハーフ
ミラー４、対物レンズ５、画像検出器６、及び移動ステ
ージ２からなる。なお、撮像手段は、対物レンズ５及び
画像検出器６で構成される。移動ステージ２は、上記ウ
エハ（被検査対象物）１を載置して、Ｘ，Ｙ軸方向に走
行可能に形成されている。更にこの移動ステージ２は、
上記ウエハ（被検査対象物）１をθ（回転）方向に微回
転させて位置合わせできるようにθ（回転）ステージが
備えられている。信号処理系は、第１の信号経路制御部
７、第１のパターン記憶部８ａ、第２のパターン記憶部
８ｂ、第３のパターン記憶部８ｃ、第４のパターン記憶
部８ｄ、第２の信号経路制御部１２、パターン比較部１
３、２値化部１４、不一致面積計算部１５、第３の信号
経路制御部１６、第１の不一致記憶部１７ａ、第２の不
一致記憶部１７ｂ、論理積演算部１９、エッジ検出部２
０、エッジ追加部２１、ラベル付け部２２、大きさ判定
部２３で構成される。

【００１８】本発明に係る特徴部分は、主に、大きさ判
定部２３、エッジ追加部２１、及び不一致面積計算部１
５の３カ所で実行する。以下、全体の構成をまず説明
し、次に、上記３カ所の部分について詳細に説明する。
まず、光学系について説明する。即ち、素子パターン
（被検査パターン）（具体的には、磁気抵抗素子パター
ン）を所望の間隔で多数形成したウエハ（被検査対象
物）１は、移動ステージ２により回転（θ）方向および
焦点（Ｚ）方向に調整される。光源３から出た光は、ハ
ーフミラー４と対物レンズ５を介してウェハ１上の素子
パターン（具体的には、磁気抵抗素子パターン）を照明
する。そして、ウエハ（被検査対象物）１上の素子パタ
ーン（被検査パターン）から得られる反射画像を対物レ
ンズ５で集光して拡大結像させて、素子パターン（被検
査パターン）の拡大光学画像を画像検出器６により撮像
する。図２は、被検査パターンとして素子パターン２４
を画像検出器６が撮像する状態を示す。ウエハ（基板）
１上には同じ形状の素子パターン２４が格子状に多数存
在し、格子状に配置されている。そして、移動ステージ
２を駆動して順次素子パターンを撮像範囲に移動し、素
子パターン２４の画像を画像検出器６が受光して画像信
号２５に変換して検出する。つまり、画像検出器６は第
１の素子パターン２４n-1 の画像信号２５n-1 を検出し
た後、移動ステージ２を移動して第２の素子パターン２
４n を撮像範囲に入る状態にして移動ステージ２を停止
し、画像検出器６は第２の素子パターン２４n の画像信
号２５n を検出する。以後同様に、第３の素子パターン
２４n+1 を撮像範囲に入る状態にした後、画像検出器６
は第３の素子パターン２４n+1 の画像信号２５n+1 を検
出する。

【００１９】次に、信号処理系について説明する。即
ち、画像検出器６で検出された画像信号２５は、Ａ／Ｄ
変換部９においてディジタル画像信号２６に変換され
る。第１の信号経路制御部７は、画像検出器６で検出さ
れた順番に従って、Ａ／Ｄ変換部９において変換された
ディジタル画像信号２６を順次第１から第４のパターン
記憶部８ａ〜８ｄに入力する。例えば、第１の素子パタ
ーン２４n-1 のディジタル画像信号２６n-1 は第１のパ
ターン記憶部８ａに記憶される。次に、第２の素子パタ
ーン２４n のディジタル画像信号２６n は第２のパター
ン記憶部８ｂに記憶される。次に、第３の素子パターン
２４n+1 のディジタル画像信号２６n+1 は第３のパター
ン記憶部８ｃに記憶される。以後、新しい素子パターン
のディジタル画像信号２６が画像検出器６より検出され
る度に記憶する場所を切り換え、４枚を越える場合は上
書きすることにより、常に４枚のディジタル画像信号を
同時に記憶する。

【００２０】次に第２の信号経路制御部１２は、４つの
パターン記憶部８ａ〜８ｄから、以降の処理に使用する
２枚のディジタル画像信号２６ａ，２６ｂを選択する。
選択する順序は、通常は最後にパターン記憶部に記憶さ
れた２枚のディジタル画像信号２６ａ，２６ｂである。
第２の信号経路制御部１２により選択された各素子パタ
ーン２４（図３には、２４n-1 ，２４n ，２４n+1 で示
す。）に対応した第１のディジタル画像信号２６ａ（図
３には、２６n で示す。）と第２のディジタル画像信号
２６ｂ（図３には、２６n-1 ，２６n+1 で示す。）と
は、パターン比較部（比較手段）１３において差画像信
号（差画像データ）２７が演算される。このパターン比
較部（比較手段）１３において演算された差画像信号
（差画像データ）２７は、２枚の画像の明るさが一致し
ない場所で大きな値を有する。２値化部１４は、パター
ン比較部（比較手段）１３において演算された差画像信
号（差画像データ）２７に対して、所望の閾値（ある基
準値）を越える領域（斜線領域部分）を「１」、それ以
外の領域を「０」とする２値化画像信号（２値化画像デ
ータ）２８（図３には２８n-1 ，２８n ，２８n+1 で示
す。）に変換する。上記パターン比較部１３において比
較される各素子パターンは本来同一であるべきもので、
両者に欠陥が存在しなければ、上記２値化部１４で変換
された２値化画像信号（２値化画像データ）は、素子パ
ターンに対応する画像領域において「０」となる。つま
り、「１」なる領域（斜線領域部分）は、両者の不一致
部であり、比較する第１または第２の素子パターンの何
方かに存在する欠陥候補となる。なお、図３及び図４に
おいて斜線領域部分は、それぞれ欠陥を示す。

【００２１】不一致面積計算部１５では、上記２値化部
１４において順次変換された２値化画像信号（２値化画
像データ）２８から得られる「１」なる領域（斜線領域
部分：欠陥候補領域）の全ての面積を計算し、この計算
された面積が予め決められた基準値を上回るか否かの判
定を行う。もし図４に示すように、不一致面積計算部１
５において２値化画像信号（２値化画像データ）２８’
n から計算された面積が、予め決められた基準値を上回
る場合には、新たに比較された第２の素子パターンの画
像信号２６’n には本来あるべきパターンが存在しない
（画像検出器６で本来あるべきパターンが撮像されなか
った）ことを意味することになり、新たに比較された素
子パターン２４’n は不良品であると判定する。そし
て、不一致面積計算部１５において計算された面積が、
予め決められた基準値を上回る場合には、この信号を第
２の信号経路制御部１２へフィードバックして、パター
ン記憶部から選択して読出してパターン比較部１３にお
いて比較する素子パターンのディジタル画像信号２６n-
1 を変更させることが必要となる。即ち、図４に示すよ
うに、不一致面積計算部１５において素子パターンが不
良品であると判定されたとき、パターン比較部１３にお
いて比較した第２のディジタル画像信号２６’n は不良
であることからして、パターン比較部１３において比較
する第１のディジタル画像信号として、次に画像検出器
６で検出される良品（本来あるべきパターンが存在す
る）の素子パターンからのディジタル画像信号２６n-1
に変更することが必要となる。これにより、パターン比
較部１３において不良品を除いて各素子パターンに対応
した第１のディジタル画像信号２６n-1 と第２のディジ
タル画像信号２６n+1 との差画像信号（差画像データ）
が演算され、２値化部１４において欠陥候補領域（不一
致領域）を示す２値化画像信号（２値化画像データ）２
８’n+1 が得られる。

【００２２】第３の信号経路制御部１６は、２値化部１
４において得られる欠陥候補領域（不一致領域）を示す
２値化画像信号２８を、第１の不一致記憶部１７と第２
の不一致記憶部１８に交互に記憶するために、信号経路
を切り換える。その結果、第１の欠陥候補領域（不一致
領域）を示す２値化画像信号２８ａ（図３に示す場合
は、２８n ）は第１の不一致記憶部１７に記憶され、第
２の欠陥候補領域（不一致領域）を示す２値化画像信号
２８ｂ（図３に示す場合は、２８n-1 ，２８n+1）は第
２の不一致記憶部１８に記憶される。次に論理積計算部
１９において、第１の不一致記憶部１７に記憶された第
１の欠陥候補領域（不一致領域）を示す２値化画像信号
２８ａと、第２の不一致記憶部１８に記憶された第２の
欠陥候補領域（不一致領域）を示す２値化画像信号２８
ｂとの論理積が計算され、論理積が取られた欠陥候補２
値化画像信号２９（図３に示す場合は、２９n-1 ，２９
n ，２９n+1 ）が得られる。この論理積が取られた欠陥
候補２値化画像信号２９により、欠陥候補が存在する素
子パターン（被検査パターン）を特定することができ
る。これとは別に、エッジ検出部２０において、第２の
信号経路制御部１２により選択された第１及び第２のデ
ィジタル画像信号２６ａ，２６ｂを空間的に微分した
後、適切な閾値で２値化して、画像の明るさの変化が激
しいエッジを「１」、それ以外の領域を「０」として検
出する。即ち、エッジ検出部２０は、図９に示すよう
に、素子パターン２４上に繰り返して現われる欠陥候補
７５を検出するためのものである。従って、エッジ検出
部２０からは、素子パターン２４上に繰り返して現われ
る欠陥候補７５を含むエッジ情報で示される欠陥候補２
値化画像信号３０が出力される。

【００２３】そして、エッジ追加部２１においては、上
記論理積計算部１９において論理積が取られた欠陥候補
２値化画像信号２９に、本来エッジが存在しないパター
ン内部の予め決められた領域におけるエッジ情報で示さ
れる欠陥候補２値化画像信号３０を追加する。この結
果、エッジ追加部２１において、各素子パターンに対応
したディジタル画像信号２６同志を比較して不一致領域
として検出された欠陥候補２値化画像信号２９に、本来
存在しないエッジ情報が検出された領域を示す欠陥候補
２値化画像信号３０が追加され、全ての欠陥候補領域を
示す２値化画像信号３１が得られることになる。これら
エッジ検出部２０及びエッジ追加部２１の具体的説明に
ついては、後述する。以上説明したように、第ｎの素子
パターン（被検査パターン）における欠陥候補を示す２
値化画像信号は、通常第ｎ−１の素子パターン（被検査
パターン）の画像と第ｎの素子パターン（被検査パター
ン）の画像との不一致部と、第ｎの素子パターン（被検
査パターン）の画像と第ｎ＋１の素子パターン（被検査
パターン）の画像との不一致部との論理積を演算し、第
ｎの素子パターン（被検査パターン）上に本来存在しな
いエッジ情報を２値化信号として付加することにより得
ることができる。

【００２４】ラベル付け部２２では、欠陥候補領域を示
す２値化画像信号３１において「１」が連続して検出さ
れた領域を１つのかたまりとしてラベルをつける。大き
さ判定部２３では、ラベルが付けられた各領域（各欠陥
候補領域）ごとの幾何学的特徴量（大きさ、例えば縦及
び横方向の投影長、または特定された方向における最大
長さと最大幅、または領域に外接させた円の直径（最大
直径）、または面積等）を計算し、計算された各領域
（各欠陥候補領域）ごとの幾何学的特徴量が、素子パタ
ーン上の位置に応じて設定された基準の幾何学的特徴量
を上回る欠陥候補領域だけを、最終的に致命欠陥として
検出する。次に、検査の始点と終点とにおける特別な処
理について、図５を用いて説明する。即ち、検査の始点
（ｓ点）と終点（ｅ点）とにおいては、比較する前後の
何れかの素子パターン（被検査パターン）が存在しない
ため、特別な処理が必要となる。

【００２５】最初（第１番目）の素子パターン２４ｓを
撮像したディジタル画像信号２６ｓでは、最初の素子パ
ターン２４ｓ上に存在する欠陥候補４０ｓが暗く検出さ
れる。第２番目の素子パターン２４ｓ＋１を撮像したデ
ィジタル画像信号２６ｓ＋１では、第２番目の素子パタ
ーン２４ｓ＋１上に存在する欠陥候補４０ｓ＋１が暗く
検出され、第３番目の素子パターン２４ｓ＋２を撮像し
たディジタル画像信号２６ｓ＋２では、第３番目の素子
パターン２４ｓ＋２上に存在する欠陥候補４０ｓ＋２が
暗く検出される。最初のディジタル画像信号２６ｓと第
２番目のディジタル画像信号２６ｓ＋１との比較結果２
８ｓ＋１には欠陥候補４０ｓと欠陥候補４０ｓ＋１とが
不一致として検出される。第２番目のディジタル画像信
号２６ｓ＋１と第３番目のディジタル画像信号２６ｓ＋
２との比較結果２８ｓ＋２には欠陥候補４０ｓ＋１と欠
陥候補４０ｓ＋２とが検出される。このため、比較結果
２８ｓ＋１と比較結果２８ｓ＋２との論理積を演算する
ことにより、２値化画像信号２９ｓ＋１として第２番目
の素子パターン２４ｓ＋１上に存在する欠陥候補４０ｓ
＋１だけが検出できる。以後、同様に、比較して不一致
と検出された比較結果を論理積演算を施すことにより、
第３番目の素子パターン２４ｓ＋２上に存在する欠陥候
補４０ｓ＋２だけが検出できる。ここで、最初の素子パ
ターン２４ｓは、比較すべき前の素子パターンが存在し
ないため、最初のディジタル画像信号２６ｓを、特別に
第３番目の素子パターン２４ｓ＋２によって得られる第
３番目のディジタル画像信号２６ｓ＋２と比較して比較
結果２８ｓを得、この比較結果２８ｓと上記比較結果２
８ｓ＋１との論理積を演算することにより、２値化画像
信号２９ｓ上に欠陥候補４０ｓが検出できる。

【００２６】次に、検査の終点処理について説明する。
ディジタル画像信号２６ｅは、最終（第ｅ番目）の素子
パターン２４ｅを撮像して得られるものである。そし
て、第ｅ−２番目の素子パターン２４ｅ−２から得られ
るディジタル画像信号２６ｅ−２と第ｅ−１番目の素子
パターン２４ｅ−１から得られるディジタル画像信号２
６ｅ−１との比較結果２８ｅ−２と、第ｅ−１番目の素
子パターン２４ｅ−１から得られるディジタル画像信号
２６ｅ−１と最終の素子パターン２４ｅから得られるデ
ィジタル画像信号２６ｅとの比較結果２８ｅ−１との論
理積を演算することにより、第ｅ−１番目の素子パター
ン２４ｅ−１上の欠陥候補４０ｅ−１を検出できる。こ
こで、最終の素子パターン２４ｅから得られるディジタ
ル画像信号２６ｅは、比較すべき後の素子パターンが存
在しないため、特別に第ｅ−２番目の素子パターン２４
ｅ−２から得られるディジタル画像信号２６ｅ−２と比
較しして比較結果２８ｅを得、この比較結果２８ｅと上
記比較結果２８ｅ−１との論理積を演算することによ
り、欠陥候補４０ｅを検出することができる。

【００２７】以上説明したように、検査の始点（ｓ点）
と終点（ｅ点）とにおいて、検査の始点及び終点を示す
信号３２を第２の信号経路制御部１２に入力することに
よって、第２の信号経路制御部１２は、上記信号３２に
基づいて、第１〜第４のパターン記憶部８ａ〜８ｄに記
憶されたディジタル画像信号２６を図５に示すように選
択して読出してパターン比較部１３に提供するという特
別な処理を施すことによって最初の素子パターン２４ｓ
及び最終の素子パターン２４ｅに存在する欠陥候補４０
ｓ及び４０ｅについても見逃しすることなく、検出する
ことができる。

【００２８】次に、大きさ判定部（幾何学的特徴量判定
部）２３について、図６及び図７を用いて具体的に説明
する。図６は、大きさ判定部２３の詳細な構成を示した
ものである。大きさ判定部２３は、Ｘ方向投影長計算部
４３、Ｙ方向投影長計算部４４、Ｘ方向投影長基準画像
４５、Ｙ方向投影長基準画像４６、Ｘ方向投影長比較部
４７、Ｙ方向投影長比較部４８、論理和計算部４９から
構成される。図７において（ａ）は、良品である素子パ
ターン（被検査パターン）の一部を模式的に示したもの
である。同図で白い領域は導電性の配線パターン（電極
膜パターン）であり、配線パターン５６と配線パターン
５７は絶縁されているものとする。なお、説明の都合に
より、配線パターン５６、５７の幅は５画素、配線パタ
ーン５６と配線パターン５７との間のスペースは５画素
と仮定する。同図（ｂ）には、同図（ａ）に欠陥が存在
する場合を示している。５８、６４は配線パターン５７
における突起欠陥であり、６０、６２は配線パターン５
６におけるへこみ欠陥である。６１、６３は配線パター
ン５６に空いた穴であり、５９、６５は配線パターン５
６、５７の間のスペース上に生じた孤立欠陥である。こ
れらの欠陥が配線パターン５６と配線パターン５７をシ
ョートさせたり、断線させたりすると、素子として機能
しなくなるため致命的な欠陥となる。なお、上記配線パ
ターンが、磁気抵抗膜の場合においても、上記のような
微小なへこみ欠陥や穴欠陥等が生じたとしても磁気抵抗
性能に大きく影響を及ぼし、致命的な欠陥となる。

【００２９】図７（ｂ）に示す欠陥は、図７（ｂ）に示
す素子パターンから得られるディジタル画像信号と図７
（ａ）に示す正常な素子パターンから得られるディジタ
ル画像信号とをパターン比較部１３で比較されて差画像
が算出され、この算出された差画像に対して２値化部１
４において所望の閾値で２値化することによって明るさ
（濃淡）の差が所望の閾値以上あるのを不一致領域（欠
陥候補領域）として「１」で示される２値化画像信号２
８に変換することによって検出することができる。この
検出された２値化画像信号２８に基づいて「１」で示さ
れる欠陥候補について、ラベル付け部２２は、連続した
領域５８〜６５ごとにそれぞれ異なるラベルを付与して
ラベル付与画像データ５０を作成する。例えば各領域５
８〜６５には、順に仮にＮｏ．５８からＮｏ．６５のラ
ベルを付与するものとする。

【００３０】そして大きさ判定部（幾何学的特徴量判定
部）２３は、上記ラベル付け部２２で作成されたラベル
付与画像データ５０を用いて、異なるラベルが付与され
た各領域（欠陥候補領域）ごとに大きさ判定（幾何学的
特徴量判定）を行う処理について、図６と図７（ｃ）と
を用いて説明する。

【００３１】まず、Ｘ方向投影長計算部４３において、
ラベル付与画像データ５０に基づいて、ラベル５８から
６５が付与された各欠陥候補領域についてＸ方向投影長
を計算する。例えば、欠陥候補領域５８に着目すれば、
ラベル付与画像データ５０においてラベル５８である画
素の内、Ｘ座標の最大値と最小値の差分を求めることに
より、欠陥候補領域５８のＸ方向投影長が“１”（画素
長）として求まる。欠陥候補領域５９〜６５についても
同様である。即ち、欠陥候補領域５９のＸ方向投影長は
“５”、欠陥候補領域６０のＸ方向投影長は“１”（画
素長）、欠陥候補領域６１のＸ方向投影長は“５”、欠
陥候補領域６２のＸ方向投影長は“４”、欠陥候補領域
６３のＸ方向投影長は“１”、欠陥候補領域６４のＸ方
向投影長は“４”、欠陥候補領域６５のＸ方向投影長は
“１”となる。この説明においては、Ｘ方向投影長を、
説明を簡単にするために整数の値で示したが、検出精度
に応じて更に精度を向上した値にしても良いことは明ら
かである。このように各欠陥候補領域毎に求められたＸ
方向投影長を、各欠陥候補領域において画素全てに亘っ
て代入する。この結果、Ｘ方向投影長の生成画像信号ま
たは生成画像データ５１として、各欠陥候補領域に、Ｘ
方向投影長を階調とする濃淡画像が生成される。

【００３２】またＹ方向投影長計算部４４において、ラ
ベル付与画像データ５０に基づいて、ラベル５８から６
５が付与された各欠陥候補領域についてＹ方向投影長を
計算する。例えば、欠陥候補領域５８に着目すれば、ラ
ベル付与画像データ５０においてラベル５８である画素
の内、Ｙ座標の最大値と最小値の差分を求めることによ
り、欠陥候補領域５８のＹ方向投影長が“５”（画素
長）として求まる。欠陥候補領域５９〜６５についても
同様である。即ち、欠陥候補領域５９のＹ方向投影長は
“１”、欠陥候補領域６０のＹ方向投影長は“４”（画
素長）、欠陥候補領域６１のＹ方向投影長は“１”、欠
陥候補領域６２のＹ方向投影長は“１”、欠陥候補領域
６３のＹ方向投影長は“４”、欠陥候補領域６４のＹ方
向投影長は“１”、欠陥候補領域６５のＹ方向投影長は
“４”となる。この説明においては、Ｙ方向投影長を、
説明を簡単にするために整数の値で示したが、検出精度
に応じて更に精度を向上した値にしても良いことは明ら
かである。このように各欠陥候補領域毎に求められたＹ
方向投影長を、各欠陥候補領域において画素全てに亘っ
て代入する。この結果、Ｙ方向投影長の生成画像信号ま
たは生成画像データ５２として、各欠陥候補領域に、Ｙ
方向投影長を階調とする濃淡画像が生成される。

【００３３】以上説明した処理は本発明の特徴である。
即ち、Ｘ方向投影長計算部４３で生成されたＸ方向投影
長の生成画像信号または生成画像データ５１およびＹ方
向投影長計算部４４で生成されたＸ方向投影長の生成画
像信号または生成画像データ５２の各々を適切な閾値で
２値化するだけで、各欠陥候補をＸ方向投影長およびＹ
方向投影長で判別することが可能となる。しかし、Ｘ方
向投影長の生成画像５１の全体およびＸ方向投影長の生
成画像５２の全体の各々を均一な閾値で２値化するだけ
では、Ｘ方向およびＹ方向に１通りの大きさでしか判別
することができない。

【００３４】そこで、図７（ｃ）に示すように、素子パ
ターン上の位置に応じて大きさ（Ｘ方向投影長）の判定
基準（閾値）を変えたＸ方向投影長に応じた基準の濃淡
画像信号または濃淡画像データ（基準の２次元閾値信号
または２次元閾値データ）４５および素子パターン上の
位置に応じて大きさ（Ｙ方向投影長）の判定基準（閾
値）を変えたＹ方向投影長に応じた基準の濃淡画像信号
または濃淡画像データ（基準の２次元閾値信号または２
次元閾値データ）４６を予め準備することにある。この
ように予め準備されたＸ方向投影長に応じた階調とする
基準の濃淡画像信号または濃淡画像データ４５と上記Ｘ
方向投影長計算部４３において生成されたＸ方向投影長
の生成画像信号または生成画像データ５１とをＸ方向投
影長比較部４７において比較する。また予め準備された
Ｙ方向投影長に応じた階調とする基準の濃淡画像信号ま
たは濃淡画像データ４６と上記Ｙ方向投影長計算部４４
において生成されたＹ方向投影長の生成画像信号または
生成画像データ５２とをＹ方向投影長比較部４８におい
て比較する。Ｘ方向投影長の基準画像信号または基準画
像データ（基準の濃淡画像信号または濃淡画像データ）
４５とは、配線パターン各部の致命欠陥となるＸ方向投
影長を各画素の値とする画像信号または画像データ（２
次元の閾値信号または閾値データ）である。またＹ方向
投影長の基準画像信号または基準画像データ（基準の濃
淡画像信号または濃淡画像データ）４６とは、配線パタ
ーン各部の致命欠陥となるＹ方向投影長を各画素の値と
する画像信号または画像データ（２次元の閾値信号また
は閾値データ）である。

【００３５】図７（ｂ）に示すように、横方向配線パタ
ーンに存在する欠陥５８〜６１では縦長の欠陥５８、６
０は断線かショートの可能性があり致命欠陥となるが、
横長の欠陥５９、６１は致命度が低い。つまり、横方向
に配線パターンが存在する範囲では、欠陥のＸ方向投影
長はパターン幅の“５”（画素長）より大きくてもよ
い。一方、縦方向配線パターンに存在する欠陥６２〜６
５では横長の欠陥６２、６４は断線かショートの可能性
があり致命欠陥となるが、縦長の欠陥６３、６５は致命
度が低い。つまり、縦方向に配線パターンが存在する範
囲では、欠陥のＸ方向投影長はパターン幅の“５”より
小さい必要がある。そこで、例えばＸ方向投影長の基準
画像信号または基準画像データ４５では、横方向配線パ
ターンが存在する領域では欠陥のＸ方向投影長が“１
０”を越えるものを欠陥とすればよいが、縦方向パター
ンが存在する領域では基準値を“３”とする必要があ
る。また、ショートや断線に関係ない領域では基準値は
“１５”と大きくしてもよい。つまり、Ｘ方向投影長の
生成画像信号または生成画像データ５１と該Ｘ方向投影
長の基準画像信号または基準画像データ４５とを各画素
毎に大小を比較して、Ｘ方向投影長の生成画像信号また
は生成画像データ５１の階調が大なる領域を「１」、そ
れ以外の領域を「０」とすることにより、Ｘ方向の致命
欠陥画像信号または致命欠陥画像データ５３では、縦方
向パターンの領域において、非致命欠陥である６３、６
５を検出することなく、致命欠陥である６２、６４のみ
を検出することができる。一方、Ｙ方向についても同様
な処理を経て、Ｙ方向の致命欠陥画像信号または致命欠
陥画像データ５４では、横方向パターンの領域におい
て、非致命欠陥である５９、６１を検出することなく、
致命欠陥である５８、６０のみを検出することができ
る。更に、論理和演算部４９において、Ｘ方向の致命欠
陥画像信号または致命欠陥画像データ５３とＹ方向の致
命欠陥画像信号または致命欠陥画像データ５４の論理和
を演算することにより、判定結果５５を得る。判定結果
５５においては、素子パターン上の位置に応じて幾何学
的特徴量（大きさ）を示す投影長の判定基準（閾値）を
変えた基準の濃淡画像信号または濃淡画像データを予め
準備することにより、致命欠陥５８、６０、６２、６４
のみを検出することができる。このようして、少なくと
も、ウエハ（被検査対象物）１単位またはウエハ（被検
査対象物）１のロット単位において、格子状に配列され
た（繰り返された）各素子パターンの何の位置（座標）
に致命的欠陥が生じたかのデータを得ることができ、こ
のデータをメモリまたは外部記憶装置１０に格納する。

【００３６】以上で述べた様に、本実施例においては、
ウエハ等の被検査対象物上において繰り返される本来同
一であるべき素子パターン等の被検査パターンの画像を
撮像して画像信号に変換し、この変換された各被検査パ
ターンの画像信号を比較して不一致で示される欠陥候補
画像信号を抽出し、この抽出された欠陥候補画像信号に
基づいて不一致が連続する領域ごとに不一致で示される
欠陥候補画像の幾何学的特徴量（例えば、縦及び横方向
の投影長、特定された方向における最大長さと最大幅、
曲率半径、最大直径、面積、重心座標、断面２次モーメ
ント等）に応じた階調とする濃淡画像信号に変換し、こ
の変換された領域ごとの幾何学的特徴量に応じた階調と
する濃淡画像信号を、前記被検査パターンの位置に応じ
て幾何学的特徴量が設定された基準の２次元的閾値信号
と比較することで、幾何学的特徴量に基づく欠陥の判定
を行うことができる。このため、本実施例によれば、従
来は汎用計算機により場合分けや条件設定、数値計算が
必要であった幾何学的特徴量による比較が、画像データ
として処理可能となった。そして、本実施例によれば、
画像処理専用装置において幾何学的特徴量の比較が、画
像データの比較と同様に一括して処理できるため、高速
な判定処理が可能となった。

【００３７】一方、従来法（特開平０４−１７４３４８
号公報）により画像内で判定基準を変更する場合は、複
数の領域分けを行い、２値化処理を繰り返す必要があっ
た。しかし、本実施例によれば、しきい値を画像として
予め用意しておくことで、画像内でパターンの場所ごと
に一括して判定基準を変更できるようになった。このこ
とにより、判定基準を変更する場合、従来は判定ルール
の構造自体を変更する必要があったが、本実施例によれ
ば画像データの修正のみで対応できるため、迅速なる対
応が可能となる。次に、前記したエッジ追加部２１等の
実施例について図８及び図９を用いて具体的に説明す
る。図８は、エッジ追加部２１の詳細な構成を示したも
のである。エッジ追加部２１は、エッジ追加領域画像６
６、論理積演算部６７および論理和演算部６８から構成
される。図９は、エッジ追加部２１等における処理の例
を示したものである。３つの素子パターンからなる第ｎ
−１番目の素子パターン２４n-1 、第ｎ番目の素子パタ
ーン２４n 、第ｎ＋１番目の素子パターン２４n+1 を比
較して第ｎ番目の素子パターン２４n における欠陥７
５、７６を検出する場合について説明する。一般に、薄
膜磁気ヘッドのおける素子パターンは、マスクパターン
を基に同一形状のパターンを繰り返して製作する。この
ため、複数の素子パターンの同じ場所に同じ形状の欠陥
が発生する可能性がある。いま、３つの素子パターンの
同じ場所に同じ形状の欠陥７５がある場合を考える。ま
た、参考のために、第ｎ番目の素子パターン２４n に
は、別の場所にも欠陥７６があるものとする。パターン
比較部１３において第ｎ−１番目の素子パターン２４n-
1 と第ｎ番目の素子パターン２４n とを比較して得られ
る比較結果２８n では、欠陥７６においては繰り返され
ていないため欠陥全体が不一致として検出できるが、欠
陥７５においては繰り返されているため僅かの明るさの
相違部分だけが検出される。またパターン比較部１３に
おいて第ｎ番目の素子パターン２４n と第ｎ＋１番目の
素子パターン２４n+1 とを比較して得られる比較結果２
８n+1 でも、同様に、欠陥７５においては僅かの明るさ
の相違部分だけが検出される。このため、論理積演算部
１９において比較結果２８n と比較結果２８n+1 との論
理積を演算して得られる演算結果２９n においては欠陥
７５が検出できない。このように、２つの素子パターン
を比較する検査方式では、被検査対象物（ウエハ）以外
の素子パターンの影響を受け、同じ位置に繰り返して発
生する欠陥については見逃すことになる。そこで、本実
施例では、エッジ検出部２０において第ｎ番目の素子パ
ターン２４n の画像信号２６n に対してエッジを検出
し、エッジ追加部２１において上記検出されたエッジの
中から異常のものを欠陥として判定するように構成し
た。即ち、正常な素子パターンで検出されるエッジは、
パターン輪郭部に限定され、パターンの内部には存在し
ない。このため、パターン内部で検出されたエッジは欠
陥であると見なすことができる。エッジの検出はエッジ
検出部２０で行われる。エッジ検出部２０では、第ｎ番
目の素子パターン２４n の画像信号２６n を空間的に微
分し、適切な閾値で２値化する。エッジの検出処理は、
明るさの変化に着目した処理であり、明るさ自体には影
響を受けないため、被検査対象の明るさが変化しやすい
薄膜パターンの検査に適している。検出されたエッジ画
像信号６９には、正常なパターンの輪郭８２の他、パタ
ーン内部の欠陥７５、７６のエッジ８３が「１」なる領
域として含まれる。欠陥のエッジ８３のみを検出するた
め、論理積演算部６７において、素子パターンの形状を
参照して予め作成したエッジ追加領域画像信号（正常な
パターンの輪郭マスキング画像信号）６６と上記エッジ
検出部２０で検出されたエッジ画像信号６９との論理積
を演算する。エッジ追加領域画像信号６６は、パターン
内部に相当する領域が「１」、それ以外の領域が「０」
なる画像信号である。論理積演算部６７で演算された論
理積の演算結果（欠陥エッジを示す２値化画像信号：欠
陥エッジ画像信号）７０には、欠陥７５、７６のエッジ
８３のみとなり、同じ位置に繰り返して発生する欠陥に
ついても検出できたことになる。そこで、エッジ追加部
２１の論理和演算部６８において、論理積演算部１９か
ら得られる第ｎ番目の素子パターンの比較結果２９n と
上記論理積演算部６７で得られた欠陥エッジ画像信号７
０との論理和を演算する。この結果、エッジ追加部２１
の論理和演算部６８から得られる論理和演算結果７１に
おいては、比較結果８１では検出できない繰り返される
欠陥７５の輪郭を示す２値化画像信号８３が見逃される
ことなく、追加されたことになる。その後、この追加さ
れた欠陥７５の輪郭を示す２値化画像信号８３に対して
も、前記した如く、ラベル付け部２２において欠陥の連
続した領域ごとにラベル付けされ、大きさ判定部２３に
おいてラベル付けされた各欠陥領域毎に大きさの判定処
理が行われ、素子として致命的な欠陥のみが検出され
る。

【００３８】以上説明したように２つの素子パターンを
比較する検査方式だけでは検出できない、複数の素子の
同じ場所に存在する欠陥をも見逃しすることなく検査す
ることができ、信頼性の高い検査が可能となった。本実
施例においては、画像の明るさの変化に着目するため、
素子パターンの明るさの変化に影響されない点にも特徴
がある。次に、前記した不一致面積計算部１５における
実施例について、図１０〜図１１を用いて具体的に説明
する。図１０は、１つの素子パターンに存在する大きな
欠陥が引き起こす弊害について説明したものである。い
ま、第ｎ−１番目の素子パターン２４’n から第ｎ＋２
番目の素子パターン２４’n+2 までの４つの素子パター
ンを比較することにする。第ｎ−１番目の素子パターン
２４n-1 と第ｎ＋２番目の素子パターン２４’n+2 に
は、欠陥８８、欠陥８９がそれぞれ存在することとす
る。また、第ｎ番目の素子パターン２４’n は、素子パ
ターンのほとんどが欠けており、これは大きな欠陥が存
在するとみなすことができる。また、第ｎ＋１番目の素
子パターン２４’n+1には欠陥は存在しないものとす
る。まず、第ｎ−１番目の素子パターン２４n-1 の欠陥
８８に着目する。パターン比較部１３における第ｎ−１
番目の素子パターン２４n-1 と第ｎ番目の素子パターン
２４’n との比較結果２８’n では、欠陥８８と第ｎ番
目の素子パターン２４’n の欠けている場所が重なって
いるため、欠陥８８の場所だけがで不一致とならない。
このため、パターン比較部１３における第ｎ−１番目の
素子パターン２４n-1と前素子パターンとの比較結果２
８n-1 で不一致として検出されていても、論理積演算部
１９における比較結果２８n-1 と２８’n との論理積２
９’n-1 では検出されない。次に、第ｎ＋１番目の素子
パターン２４’n+1 に着目する。第ｎ＋１番目の素子パ
ターン２４’n+1 自体に欠陥は存在しないが、パターン
比較部１３における第ｎ番目の素子パターン２４’n と
第ｎ＋１番目の素子パターン２４’n+1 との比較結果２
８’n+1 と、第ｎ＋１番目の素子パターン２４’n+1 と
第ｎ＋２番目の素子パターン２４’n+2 との比較結果２
８’n+2 の不一致部が重なるため、論理積演算部１９に
おける両者の論理積２９’n+1 では、第ｎ＋２番目の素
子パターン２４’n+2 の欠陥８９が誤検出されてしま
う。本来、２個の素子パターンの画像信号を比較する検
査方式は、比較する素子パターン同志では同じ場所に欠
陥が存在しないことが前提である。このため、第ｎ番目
の素子パターンのような素子が存在すると、同じ場所に
欠陥が存在する確率が高くなり、見逃しや誤検出を生じ
易くなる。そこで、本実施例では、パターン比較部１３
において２つの素子パターンの画像信号２４を比較して
２値化部１４で不一致部を示す２値化画像信号に変換す
る。そして、不一致面積計算部１５において、この変換
された不一致部を示す２値化画像信号２８に基づいて不
一致部の面積を計算し、予め設定した基準値を上回る大
きな欠陥の場合、パターン比較部１３において大きな欠
陥が存在する第ｎ番目の素子パターンの画像信号を抜か
して比較する。即ち、パターン比較部１３で求めた２つ
の素子の差画像を２値化部１４で２値化して不一致部を
検出後、不一致面積計算部１５においてこの不一致部の
面積を計算し、この計算された不一致部の面積が基準値
を上回る場合、以後の処理を中止するように、次の素子
パターンの画像をパターン記憶部８に記憶させて、パタ
ーン比較部１３において大きな欠陥が存在する素子パタ
ーンの画像信号を抜かして比較できるようにする。処理
画像中止された場合は、第１の信号経路制御部７が識別
し、次に入力した画像を記憶する場所は、最後に記憶し
た場所に上書きする。なお、パターン比較部１３におい
て、比較できればよいので、第１の信号経路制御部７を
制御することは必ずしも必要としない。

【００３９】不一致面積計算部１５において、大きな欠
陥が存在する素子パターンを識別して、パターン比較部
１３において比較処理を行わないことについては、図４
において説明した通りである。これにより、図１０にお
ける第ｎ−１番目の素子パターン２４n-1 の欠陥８８の
見逃しや、第ｎ＋１番目の素子パターン２４’n+2 の欠
陥８９の誤検出の発生を防ぐことができる。図１１は、
検査の終点において、素子パターンに大きな欠陥がある
特別な場合について説明したものである。いま、検査の
終点における素子パターンを第ｅ番目の素子パターン２
４’e とする。第ｅ番目の素子パターン２４’e の画像
信号２６’e が検出され、第ｅ−１番目の素子パターン
２４’e-1 と第ｅ番目の素子パターン２４’e との比較
処理が終了した時点を考える。それまでに、第ｅ−２素
子パターン２４’e-2 の検査が終了し、第ｅ−１番目の
素子パターン２４’e-1 については、第ｅ−２番目の素
子パターン２４’e-2 との比較結果２８’e-1が第１の
不一致記憶部１７または第２の不一致記憶部１８に記憶
されている。さて、不一致面積計算部１５において第ｅ
−１番目の素子パターン２４’e-1 と第ｅ番目の素子パ
ターン２４’e の比較結果２８’e の不一致部が基準面
積を上回る場合、第ｅ番目の素子パターン２４’e が欠
陥素子パターン（不良品）として判定されてメモリまた
は外部記憶装置１０等に記憶される。

【００４０】しかし、まだ第ｅ−１番目の素子パターン
２４’e-1 の検査が終了していないため、パターン比較
部１３において第ｅ−１番目の素子パターン２４’e-1
と他の素子パターンとの比較処理を行う必要がある。パ
ターン比較部１３において第ｅ−２番目の素子パターン
２４’e-2 とは既に比較処理が終了しているため、第ｅ
−３番目の素子パターン２４’e-3 との比較処理を行
う。そして、論理積演算部１９において、比較結果２
８’e-1 と比較結果２８”e の論理積１０２を演算する
ことにより、第ｅ番目の−１素子パターン２４’e-1 の
検査が終了する。図１に示す実施例において、パターン
記憶部８が４個あるのは、上記説明した理由による。通
常の比較検査ではパターン記憶部８は３個でよいが、終
点における素子パターンに大きな欠陥が存在し、比較対
象から除去する場合には、終点における素子パターンか
ら３つ前の画像が必要になるため、本実施例では常に４
枚の画像をパターン記憶部８に記憶するように構成し
た。以上説明した本実施例では、大きな欠陥が存在する
素子パターンを、比較結果の不一致部の面積から判定
し、該素子パターンの画像を抜かして比較検査を行うこ
とにより、見逃しや誤検出を防止することで、信頼性の
高い検査が可能となった。尚、不一致部の面積基準値
は、素子パターンの寸法や設計基準により決めて不一致
面積計算部１５に入力して指定すれば良い。以上本発明
に係る実施例を薄膜磁気ヘッドの素子パターンにおける
外観検査に適用した場合について説明したが、予め作成
すべき画像データ（Ｘ方向投影長基準画像４５、Ｙ方向
投影長基準画像４６、エッジ追加領域画像６６等）を被
検査対象物の形状に合わせることにより、各種薄膜パタ
ーンの検査においても適用できることは明らかである。
また、本実施例では、たまたま幾何学的特徴量として投
影長を採用したが、他の幾何学的特徴量（例えば、面
積、重心座標、断面２次モーメント、曲率等）を採用し
ても、画像データの比較処理により判定可能であること
は明らかである。

【００４１】次に上記実施例において検査されてメモリ
または記憶装置１０に格納された少なくともウエハ（被
検査対象物）１単位またはウエハ（被検査対象物）１の
ロット単位における格子状に配列された（繰り返され
た）各素子パターンの何の位置（座標）に致命的欠陥が
生じたかの致命性欠陥のデータ及び欠陥素子パターン
（不良品）のデータに基づいて、素子パターンの製造プ
ロセスにフィードバックしてウエハ（被検査対象物）１
に格子状に配列して形成する素子パターンを高歩留まり
で製造する方法について、図１３を用いて説明する。即
ち、１３１はウエハ１を搬送する搬送経路を示す。１３
２はウエハ１上に配線である電極膜層を形成するスパッ
タリング等の成膜装置を示す。１３３はレジスト塗布・
露光・現像等を行って配線のレジストパターンを形成す
る露光装置を示す。１３４は配線パターンを形成するエ
ッチング装置を示す。１３５は磁気センサである磁気抵
抗素子を形成する成膜装置を示す。１３６は絶縁膜層を
形成するＣＶＤ装置を示す。そしてこれらのプロセス処
理装置１３２〜１３６及び搬送経路１３１からなる製造
ラインによりウエハ１上には、図１２に示すような磁気
抵抗素子パターンが格子状に配列して製造される。即
ち、このように製造されたウエハ１上に格子状に配列し
た磁気抵抗素子パターンに致命性欠陥等が存在するか否
かについて、上記説明した検査装置において検査され、
検査装置のメモリまたは記憶装置１０に、少なくともウ
エハ（被検査対象物）１単位またはウエハ（被検査対象
物）１のロット単位に対応させて、格子状に配列された
（繰り返された）各素子パターンの何の位置（座標）に
致命的欠陥が生じたかの致命性欠陥のデータ（致命性欠
陥の情報）及び欠陥素子パターン（不良品）のデータ
（欠陥素子パターンの情報）が格納される。

【００４２】そして、１３７は、致命性欠陥のデータ及
び欠陥素子パターン（不良品）のデータとプロセス処理
装置における致命性欠陥及び欠陥素子パターンの発生原
因または発生要因との因果関係を推定できる過去のプロ
セス処理装置におけるプロセス処理条件の履歴情報に基
づいて、プロセス処理装置における欠陥の発生原因また
は発生要因を解析するコンピュータ装置である。１３８
は、コンピュータ１３７に接続された外部記憶装置で、
致命性欠陥のデータ及び欠陥素子パターン（不良品）の
データとプロセス処理装置における致命性欠陥及び欠陥
素子パターンの発生原因または発生要因との因果関係を
推定できる過去のプロセス処理装置におけるプロセス処
理制御条件の履歴情報が格納されている。１３９は、コ
ンピュータ１３７に接続されたキーボード、ディスク等
の入力手段で、各プロセス処理装置１３２〜１３６にお
ける稼働状態、洗浄も含めたプロセス処理制御条件がウ
エハ単位、ウエハのロット単位で入力するものである。
そして入力手段１３９で入力されたウエハ単位、ウエハ
のロット単位における各プロセス処理装置１３２〜１３
６における稼働状態、洗浄も含めたプロセス処理制御条
件が外部記憶装置１３８に格納される。特に、検査装置
において致命性欠陥が検査された時、ウエハ単位、ウエ
ハのロット単位において各プロセス処理装置１３２〜１
３６における稼働状態、洗浄も含めたプロセス処理制御
条件を上記入力手段１３９で入力して外部記憶装置１３
８に格納しておくことが必要となる。この入力手段を、
点線で示すように、直接プロセス処理装置の制御装置か
ら受信できるように接続してもよい。但し、プロセス処
理装置で処理したウエハの番号等の情報を各プロセス処
理装置において検出できるようにしておくことが必要と
なる。１４０は、コンピュータ１３７に接続された印刷
装置等で構成された出力手段で、コンピュータ１３７に
おいて解析された結果、即ち、欠陥を発生させていると
推定されるプロセス処理装置名、更に詳しくこのプロセ
ス処理装置における洗浄を含めたプロセス処理制御条件
が出力される。この出力が直接プロセス処理装置の制御
装置へ送信できるように接続しても良い。この場合、各
プロセス処理装置において、致命性欠陥を発生させて異
常である旨の表示ができるように構成してもよい。１４
１は、コンピュータ１３７に接続されたディスプレイ等
の表示手段で、検査装置のメモリまたは記憶装置１０か
ら得られる欠陥情報、外部記憶装置１３８に格納された
致命性欠陥のデータ及び欠陥素子パターン（不良品）の
データとプロセス処理装置における致命性欠陥及び欠陥
素子パターンの発生原因または発生要因との因果関係を
推定できる過去のプロセス処理装置におけるプロセス処
理制御条件の履歴情報、入力手段１３９で入力されるプ
ロセス処理装置におけるプロセス処理制御条件、出力手
段１４０で出力される欠陥を発生させていると推定され
るプロセス処理装置名、更に詳しくこのプロセス処理装
置における洗浄を含めたプロセス処理制御条件等につい
て表示できるように構成されている。このように、コン
ピュータ１３７は、外部記憶装置１３８に格納されたデ
ータベースに基づいて、検査装置のメモリまたは記憶装
置１０から得られる欠陥情報から解析して、製造ライン
において致命性欠陥を発生させている原因または要因を
推定し、プロセス処理装置名、更に詳しくこのプロセス
処理装置における洗浄を含めたプロセス処理制御条件を
出力する。この出力に基づいて、所望のプロセス処理装
置を交換したり、または所望のプロセス処理装置に対し
て洗浄も含めて、プロセス処理条件を制御することによ
り、高歩留まりで例えば、ウエハ上に磁気抵抗素子を作
り込む、即ち製造することができる。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、素子の場所に応じて異
なる寸法の欠陥を検出できる他、同じ場所にある欠陥で
あっても素子の機能上重要な寸法を参照して大きさ判定
が行われるためるため、見逃しや不必要な不良を生じる
こと無く、実用性の高い検査ができる効果を奏する。ま
た、本発明によれば、従来の比較検査では見逃しや誤検
出の恐れがあった同じ場所に繰返し発生する欠陥やパタ
ーンが無い素子に隣接する素子であっても、欠陥のみを
確実に検出することができるため、致命度の高い欠陥の
見逃しが減少し、信頼性の高い検査ができる効果を奏す
る。また、本発明によれば、薄膜磁気ヘッドにおける素
子パターンを高歩留まりで製造することができる効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る検査装置の一実施例を示す概略構
成図である。

【図２】繰り返して配列された素子パターンを撮像する
状態を示す図である。

【図３】通常の素子パターンのディジタル画像信号をパ
ターン比較部で比較し、その比較結果を論理積演算部で
論理積演算をして欠陥を検出する実施例を説明するため
の図である。

【図４】素子パターンに大きな欠陥が存在する場合にお
ける素子パターンのディジタル画像信号をパターン比較
部で比較し、その比較結果を論理積演算部で論理積演算
をして欠陥を検出する実施例を説明するための図であ
る。

【図５】始点（最初）及び終点（最後）において素子パ
ターンのディジタル画像信号をパターン比較部で比較
し、その比較結果を論理積演算部で論理積演算をして欠
陥を検出する実施例を説明するための図である。

【図６】本発明に係るラベル付け部も含め大きさ判定部
の具体的構成を示す図である。

【図７】図６に示すラベル付け部も含め大きさ判定部に
おいて画像処理して致命性欠陥を検出する実施例を説明
するための図である。

【図８】本発明に係るエッジ検出部も含めエッジ追加部
の具体的構成を示す図である。

【図９】図８に示すエッジ検出部も含めエッジ追加部に
おいて画像処理して欠陥を見逃しすることなく検出でき
るようにした実施例を説明するための図である。

【図１０】素子パターンに大きな欠陥が存在する場合の
課題を説明するための図である。

【図１１】終点の素子パターンに大きな欠陥が存在する
場合において図８に示すエッジ検出部も含めエッジ追加
部において画像処理して欠陥を見逃しすることなく検出
できるようにした実施例を説明するための図である。

【図１２】本発明に係る被検査対象である磁気抵抗素子
パターンの外観を示す図である。

【図１３】本発明に係る薄膜磁気ヘンドの素子パターン
を高歩留まりで製造する製造ラインを示す図である。

【符号の説明】

１…ウエハ（被検査対象物）、２…移動ステージ、３…
光源 ４…ハーフミラー５…対物レンズ、６…画像検出器 ７…第１の信号経路制御部、８ａ…第１のパターン記憶
部 ８ｂ…第２のパターン記憶部、８ｃ…第３のパターン記
憶部 ８ｄ…第４のパターン記憶部、９…Ａ／Ｄ変換部 １２…第２の信号経路制御部、１３…パターン比較部、
１４…２値化部 １５…不一致部面積計算部、１６…第３の信号経路制御
部 １７ａ…第１の不一致記憶部、１７ｂ…第２の不一致記
憶部 １９…論理積演算部、２０…エッジ検出部、２１…エッ
ジ追加部 ２２…ラベル付け部、２３…大きさ判定部、２４…素子
パターン ２６…ディジタル画像信号、２８…比較結果、２９…論
理積演算結果 ４３…Ｘ方向投影長計算部、４４…Ｙ方向投影長計算部 ４５…Ｘ方向投影長の基準画像信号、４６…Ｙ方向投影
長の基準画像信号 ４７…Ｘ方向投影長判定部、４８…Ｙ方向投影長判定
部、４９…論理和演算部 ６６…エッジ追加領域画像信号、６７…論理積演算部、
６８…論理和演算部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松山 幸雄 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所生産技術研究所内

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】繰り返される本来同一であるべき各被検査
   パターンの画像を撮像して画像信号に変換し、 この変換された各被検査パターンの画像信号同志を比較
   して不一致の濃淡差で示される欠陥候補画像信号を所望
   の閾値で２値化して欠陥候補２値化画像信号を抽出し、 この抽出された欠陥候補２値化画像信号に基づいて不一
   致が連続する領域ごとに不一致で示される欠陥候補２値
   化画像の幾何学的特徴量を計算して前記領域ごとに計算
   された幾何学的特徴量に応じた階調とする濃淡画像信号
   に変換し、 この変換された領域ごとの幾何学的特徴量に応じた階調
   とする濃淡画像信号に対して設定された所望の閾値を越
   えるかまたは越えない領域を欠陥として判定することを
   特徴とする欠陥検査方法。
2. 【請求項２】繰り返される本来同一であるべき各被検査
   パターンの画像を撮像して画像信号に変換し、 この変換された各被検査パターンの画像信号同志を比較
   して不一致の濃淡差で示される欠陥候補画像信号を所望
   の閾値で２値化して欠陥候補２値化画像信号を抽出し、 この抽出された欠陥候補２値化画像信号に基づいて不一
   致が連続する領域ごとに不一致で示される欠陥候補２値
   化画像の幾何学的特徴量を計算して前記領域ごとに計算
   された幾何学的特徴量に応じた階調とする濃淡画像信号
   に変換し、 この変換された領域ごとの幾何学的特徴量に応じた階調
   とする濃淡画像信号を、前記被検査パターン上の位置に
   応じて幾何学的特徴量が設定された基準の２次元の閾値
   信号と比較することによって、前記変換された濃淡画像
   信号において前記基準の２次元の閾値信号を越えるかま
   たは越えない領域を欠陥として判定することを特徴とす
   る欠陥検査方法。
3. 【請求項３】繰り返される本来同一であるべき各被検査
   パターンの画像を撮像して画像信号に変換し、 この変換された各被検査パターンの画像信号同志を比較
   して不一致の濃淡差で示される不一致欠陥候補画像信号
   を所望の閾値で２値化して得られる不一致欠陥候補２値
   化画像信号に、更に前記変換された所望の被検査パター
   ンから得られる画像信号から被検査パターンのエッジを
   示すエッジ２値化画像信号を抽出してこの抽出されたエ
   ッジ２値化画像信号から本来被検査パターン上に存在し
   ないエッジのみを示すエッジ欠陥候補２値化画像信号を
   加えて欠陥候補２値化画像信号を抽出し、 この抽出された欠陥候補２値化画像信号に基づいて不一
   致が連続する領域ごとに不一致で示される欠陥候補２値
   化画像の幾何学的特徴量を計算して前記領域ごとに計算
   された幾何学的特徴量に応じた階調とする濃淡画像信号
   に変換し、 この変換された領域ごとの幾何学的特徴量に応じた階調
   とする濃淡画像信号を、前記被検査パターン上の位置に
   応じて幾何学的特徴量が設定された基準の２次元の閾値
   信号と比較することによって、前記変換された濃淡画像
   信号において前記基準の２次元の閾値信号を越えるかま
   たは越えない領域を欠陥として判定することを特徴とす
   る欠陥検査方法。
4. 【請求項４】繰り返される本来同一であるべき各被検査
   パターンの画像を撮像して画像信号に変換し、 各被検査パターンの画像信号を比較して不一致の濃淡差
   で示される欠陥候補画像信号を所望の閾値で２値化して
   欠陥候補２値化画像信号を抽出し、 この抽出された欠陥候補２値化画像信号に基づいて不一
   致で示される面積を算出し、この算出された面積が予め
   設定された基準値を上回る場合には、この被検査パター
   ンを欠陥パターンと判定し、 前記算出された面積が予め設定された基準値を上回らな
   い場合には、前記抽出された欠陥候補２値化画像信号に
   基づいて不一致が連続する領域ごとに不一致で示される
   欠陥候補２値化画像の幾何学的特徴量を計算して前記領
   域ごとに計算された幾何学的特徴量に応じた階調とする
   濃淡画像信号に変換し、この変換された領域ごとの幾何
   学的特徴量に応じた階調とする濃淡画像信号を、前記被
   検査パターン上の位置に応じて幾何学的特徴量が設定さ
   れた基準の２次元の閾値信号と比較することによって、
   前記変換された濃淡画像信号において前記基準の２次元
   の閾値信号を越えるかまたは越えない領域を欠陥として
   判定することを特徴とする欠陥検査方法。
5. 【請求項５】前記繰り返される被検査パターンは、薄膜
   磁気ヘッド用の素子を形成する基板上に所定の間隔で成
   膜された薄膜パターンであることを特徴とする請求項１
   または２または３または４記載の薄膜磁気ヘッド用の素
   子の欠陥検査方法。
6. 【請求項６】欠陥候補が存在する被検査パターンから検
   出された画像信号を所望の閾値で２値化欠陥候補２値化
   画像信号を抽出し、 この抽出された欠陥候補２値化画像信号に基づいて欠陥
   候補領域ごとに欠陥候補の幾何学的特徴量を計算して前
   記領域ごとに計算された幾何学的特徴量に応じた階調と
   する濃淡画像信号に変換し、 この変換された領域ごとの幾何学的特徴量に応じた階調
   とする濃淡画像信号を、前記被検査パターン上の位置に
   応じて幾何学的特徴量が設定された基準の２次元の閾値
   信号と比較することによって、前記変換された濃淡画像
   信号において前記基準の２次元の閾値信号を越えるかま
   たは越えない領域を欠陥として判定することを特徴とす
   る欠陥検査方法。
7. 【請求項７】繰り返される本来同一であるべき各被検査
   パターンの画像を撮像して画像信号に変換する撮像手段
   と、 該撮像手段で変換された各被検査パターンの画像信号同
   志を比較して不一致の濃淡差で示される欠陥候補画像信
   号を所望の閾値で２値化して欠陥候補２値化画像信号を
   抽出する比較・２値化手段と、 該比較・２値化手段で抽出された欠陥候補２値化画像信
   号に基づいて不一致が連続する領域ごとに不一致で示さ
   れる欠陥候補２値化画像の幾何学的特徴量を計算して前
   記領域ごとにこの計算された幾何学的特徴量に応じた階
   調とする濃淡画像信号に変換する計算・信号変換手段
   と、 該計算・信号変換手段で変換された領域ごとの幾何学的
   特徴量に応じた階調とする濃淡画像信号に対して設定さ
   れた所望の閾値を越えるかまたは越えない領域を欠陥と
   して判定する判定手段とを備えたことを特徴とする欠陥
   検査装置。
8. 【請求項８】繰り返される本来同一であるべき各被検査
   パターンの画像を撮像して画像信号に変換する撮像手段
   と、 該撮像手段で変換された各被検査パターンの画像信号同
   志を比較して不一致の濃淡差で示される欠陥候補画像信
   号を所望の閾値で２値化して欠陥候補２値化画像信号を
   抽出する比較・２値化手段と、 該比較・２値化手段で抽出された欠陥候補２値化画像信
   号に基づいて不一致が連続する領域ごとに不一致で示さ
   れる欠陥候補２値化画像の幾何学的特徴量を計算して前
   記領域ごとにこの計算された幾何学的特徴量に応じた階
   調とする濃淡画像信号に変換する計算・信号変換手段
   と、 該計算・信号変換手段で変換された領域ごとの幾何学的
   特徴量に応じた階調とする濃淡画像信号を、前記被検査
   パターン上の位置に応じて幾何学的特徴量が設定された
   基準の２次元の閾値信号と比較することによって、前記
   変換された濃淡画像信号において前記基準の２次元の閾
   値信号を越えるかまたは越えない領域を欠陥として判定
   する判定手段とを備えたことを特徴とする欠陥検査装
   置。
9. 【請求項９】繰り返される本来同一であるべき各被検査
   パターンの画像を撮像して画像信号に変換する撮像手段
   と、 該撮像手段で変換された各被検査パターンの画像信号同
   志を比較して不一致の濃淡差で示される不一致欠陥候補
   画像信号を所望の閾値で２値化して得られる不一致欠陥
   候補２値化画像信号に、更に前記変換された所望の被検
   査パターンから得られる画像信号から被検査パターンの
   エッジを示すエッジ２値化画像信号を抽出してこの抽出
   されたエッジ２値化画像信号から本来被検査パターン上
   に存在しないエッジのみを示すエッジ欠陥候補２値化画
   像信号を加えて欠陥候補２値化画像信号を抽出する欠陥
   候補２値化画像信号抽出手段と、 該欠陥候補２値化画像信号抽出手段で抽出された欠陥候
   補２値化画像信号に基づいて不一致が連続する領域ごと
   に不一致で示される欠陥候補２値化画像の幾何学的特徴
   量を計算して前記領域ごとに計算された幾何学的特徴量
   に応じた階調とする濃淡画像信号に変換する計算・信号
   変換手段と、 該計算・信号変換手段で変換された領域ごとの幾何学的
   特徴量に応じた階調とする濃淡画像信号を、前記被検査
   パターン上の位置に応じて幾何学的特徴量が設定された
   基準の２次元の閾値信号と比較することによって、前記
   変換された濃淡画像信号において前記基準の２次元の閾
   値信号を越えるかまたは越えない領域を欠陥として判定
   する判定手段とを備えたことを特徴とする欠陥検査装
   置。
10. 【請求項１０】繰り返される本来同一であるべき各被検
    査パターンの画像を撮像して画像信号に変換する撮像手
    段と、 該撮像手段で変換された各被検査パターンの画像信号を
    比較して不一致の濃淡差で示される欠陥候補画像信号を
    所望の閾値で２値化して欠陥候補２値化画像信号を抽出
    する比較・２値化手段と、 該比較・２値化手段で抽出された欠陥候補２値化画像信
    号に基づいて不一致で示される面積を算出し、この算出
    された面積が予め設定された基準値を上回る場合には、
    この被検査パターンを欠陥パターンと判定する欠陥パタ
    ーン判定手段と、 該欠陥パターン判定手段において前記算出された面積が
    予め設定された基準値を上回らない場合には、前記抽出
    された欠陥候補２値化画像信号に基づいて不一致が連続
    する領域ごとに不一致で示される欠陥候補２値化画像の
    幾何学的特徴量を計算して前記領域ごとに計算された幾
    何学的特徴量に応じた階調とする濃淡画像信号に変換
    し、この変換された領域ごとの幾何学的特徴量に応じた
    階調とする濃淡画像信号を、前記被検査パターン上の位
    置に応じて幾何学的特徴量が設定された基準の２次元の
    閾値信号と比較することによって、前記変換された濃淡
    画像信号において前記基準の２次元の閾値信号を越える
    かまたは越えない領域を欠陥として判定する欠陥判定手
    段とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置。
11. 【請求項１１】欠陥候補が存在する被検査パターンの画
    像を撮像して画像信号に変換する撮像手段と、 該撮像手段で変換された被検査パターンの画像信号を所
    望の閾値で２値化して欠陥候補２値化画像信号を抽出す
    る抽出手段と、 該抽出手段で抽出された欠陥候補２値化画像信号に基づ
    いて欠陥候補領域ごとに欠陥候補の幾何学的特徴量を計
    算して前記領域ごとに計算された幾何学的特徴量に応じ
    た階調とする濃淡画像信号に変換する計算・信号変換手
    段と、 該計算・信号変換手段で変換された領域ごとの幾何学的
    特徴量に応じた階調とする濃淡画像信号を、前記被検査
    パターン上の位置に応じて幾何学的特徴量が設定された
    基準の２次元の閾値信号と比較することによって、前記
    変換された濃淡画像信号において前記基準の２次元の閾
    値信号を越えるかまたは越えない領域を欠陥として判定
    する判定手段とを備えたことを特徴とする欠陥検査装
    置。
12. 【請求項１２】基板上に、配線である電極膜、この電極
    膜に接続される導線を接続するためのパッドおよび磁気
    センサである磁気抵抗膜から成る素子を複数の成膜プロ
    セスにより所望の間隔で多数形成する薄膜磁気ヘッド用
    の素子の製造方法において、 前記基板上において繰り返される本来同一であるべき前
    記各素子パターンの画像を撮像して画像信号に変換し、
    この変換された各素子パターンの画像信号同志を比較し
    て不一致の濃淡差で示される欠陥候補画像信号を所望の
    閾値で２値化して欠陥候補２値化画像信号を抽出し、こ
    の抽出された欠陥候補２値化画像信号に基づいて不一致
    が連続する領域ごとに不一致で示される欠陥候補２値化
    画像の幾何学的特徴量を計算して前記領域ごとに計算さ
    れた幾何学的特徴量に応じた階調とする濃淡画像信号に
    変換し、この変換された領域ごとの幾何学的特徴量に応
    じた階調とする濃淡画像信号に対して設定された所望の
    閾値を越えるかまたは越えない領域を欠陥として判定す
    る欠陥検査工程と、 この欠陥検査工程で判定された幾何学的特徴量に応じた
    欠陥情報に基づいて前記複数の成膜プロセスの内欠陥を
    発生させている成膜プロセスを予測し、この予測された
    成膜プロセスにおける成膜プロセス条件を制御する制御
    工程とを有することを特徴とする薄膜磁気ヘッド用の素
    子の製造方法。
13. 【請求項１３】基板上に、配線である電極膜、この電極
    膜に接続される導線を接続するためのパッドおよび磁気
    センサである磁気抵抗膜から成る素子を複数の成膜プロ
    セスにより所望の間隔で多数形成する薄膜磁気ヘッド用
    の素子の製造方法において、 前記基板上において繰り返される本来同一であるべき前
    記各素子パターンの画像を撮像して画像信号に変換し、
    この変換された各素子パターンの画像信号同志を比較し
    て不一致の濃淡差で示される欠陥候補画像信号を所望の
    閾値で２値化して欠陥候補２値化画像信号を抽出し、こ
    の抽出された欠陥候補２値化画像信号に基づいて不一致
    が連続する領域ごとに不一致で示される欠陥候補２値化
    画像の幾何学的特徴量を計算して前記領域ごとに計算さ
    れた幾何学的特徴量に応じた階調とする濃淡画像信号に
    変換し、この変換された領域ごとの幾何学的特徴量に応
    じた階調とする濃淡画像信号を、前記素子パターン上の
    位置に応じて幾何学的特徴量が設定された基準の２次元
    の閾値信号と比較することによって、前記変換された濃
    淡画像信号において前記基準の２次元の閾値信号を越え
    るかまたは越えない領域を欠陥として判定する欠陥検査
    工程と、 この欠陥検査工程で判定された前記素子パターンに対す
    る幾何学的特徴量に応じた欠陥情報に基づいて前記複数
    の成膜プロセスの内欠陥を発生させている成膜プロセス
    を予測し、この予測された成膜プロセスにおける成膜プ
    ロセス条件を制御する制御工程とを有することを特徴と
    する薄膜磁気ヘッド用の素子の製造方法。
14. 【請求項１４】基板上に、配線である電極膜、この電極
    膜に接続される導線を接続するためのパッドおよび磁気
    センサである磁気抵抗膜から成る素子を複数の成膜プロ
    セスにより所望の間隔で多数形成する薄膜磁気ヘッド用
    の素子の製造方法において、 前記基板上において繰り返される本来同一であるべき各
    素子パターンの画像を撮像して画像信号に変換し、この
    変換された各被検査パターンの画像信号同志を比較して
    不一致欠陥候補画像信号を所望の閾値で２値化して得ら
    れる不一致欠陥候補２値化画像信号に、更に前記変換さ
    れた所望の素子パターンから得られる画像信号から素子
    パターンのエッジを示すエッジ画像信号を抽出してこの
    抽出されたエッジ画像信号から本来素子パターン上に存
    在しないエッジのみを示すエッジ欠陥候補画像信号を加
    えて欠陥候補画像信号を抽出し、この抽出された欠陥候
    補画像信号に基づいて不一致が連続する領域ごとに不一
    致で示される欠陥候補画像の幾何学的特徴量を計算して
    前記領域ごとに計算された幾何学的特徴量に応じた階調
    とする濃淡画像信号に変換し、この変換された領域ごと
    の幾何学的特徴量に応じた階調とする濃淡画像信号を、
    前記素子パターン上の位置に応じて幾何学的特徴量が設
    定された基準の２次元の閾値信号と比較することによっ
    て、前記変換された濃淡画像信号において前記基準の２
    次元の閾値信号を越えるかまたは越えない領域を欠陥と
    して判定する欠陥検査工程と、 この欠陥検査工程で判定された前記素子パターンに対す
    る幾何学的特徴量に応じた欠陥情報に基づいて前記複数
    の成膜プロセスの内欠陥を発生させている成膜プロセス
    を予測し、この予測された成膜プロセスにおける成膜プ
    ロセス条件を制御する制御工程とを有することを特徴と
    する薄膜磁気ヘッド用の素子の製造方法。