JPH11339040A - Macro-inspection method - Google Patents

Macro-inspection method

Info

Publication number
JPH11339040A
JPH11339040A JP10143607A JP14360798A JPH11339040A JP H11339040 A JPH11339040 A JP H11339040A JP 10143607 A JP10143607 A JP 10143607A JP 14360798 A JP14360798 A JP 14360798A JP H11339040 A JPH11339040 A JP H11339040A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
macro
image
shading
power spectrum
inspection method
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10143607A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshitake Shigeyama
吉偉 重山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP10143607A priority Critical patent/JPH11339040A/en
Publication of JPH11339040A publication Critical patent/JPH11339040A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a macro-inspection method for accurately detecting macro- abnormality by a simple processing. SOLUTION: At first, a semiconductor wafer image is picked up, and a picked up image is inputted (a step 11). The picked up image is second-dimensional Fourier transformed, and frequency components corresponding to a pattern cell and a noise are removed from the power spectrum, and a pre-processed image is generated by the second-dimensional inverse Fourier transformation (a step 12). A multi-stage resolution image is generated from the pre-processed image, and a range filter processing and a binarization processing is performed to each image so that density non-uniformity can be extracted (a step 13).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェハ等の
被検査物の膜厚異常や露光現像不良といった、いわゆる
マクロ異常を自動で検出する検査方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inspection method for automatically detecting a so-called macro abnormality such as an abnormal film thickness of an object to be inspected such as a semiconductor wafer or a defective exposure and development.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年における半導体ウェハや液晶パネル
等の処理工程においては、基板のカセットからのローデ
ィングや基板のハンドリング等は、省力化やクリーン度
維持を目的として自動化が進められている(特開平5−
137799号公報,特開平6−237206号公
報)。また、半導体ウェハ等の検査工程においても、微
細な欠陥を検査するミクロ検査については自動化が検討
されている。
2. Description of the Related Art In recent years, in the processing steps of semiconductor wafers, liquid crystal panels, and the like, the loading of substrates from cassettes and the handling of substrates have been automated for the purpose of saving labor and maintaining cleanliness. 5-
137799, JP-A-6-237206). In the inspection process of semiconductor wafers and the like, automation of micro inspection for inspecting minute defects is being studied.

【0003】しかしながら、従来、半導体ウェハ等の基
板全面にわたる膜厚異常や露光現像不良といった、いわ
ゆるマクロ異常については自動化がほとんど進められて
いなかった。
Conventionally, however, automation of so-called macro abnormalities such as abnormal film thickness over the entire surface of a substrate such as a semiconductor wafer and poor exposure and development has been hardly advanced.

【0004】マクロ検査を自動化する手法としては、マ
クロ検査をミクロ欠陥検査における欠陥サイズの延長と
して扱うものが知られている(特開平8−55218号
公報)。
As a method of automating the macro inspection, there is known a method of treating the macro inspection as an extension of the defect size in the micro defect inspection (Japanese Patent Laid-Open No. 8-55218).

【0005】図8は、このマクロ検査の手法を説明する
図である。ここでは、被検査物を顕微鏡等を備えた検知
光学系101で撮像した結果に基づき検査パターン10
2が生成される。この検査パターン102は、CADデ
ータ103であるCADパターン104(基準パター
ン)と位置合わせされて(位置合わせ手段105)、差
分パターン抽出手段106にてCADパターン104と
の差分される。差分により得られたパターンは、差分パ
ターン測長手段107により長さを測定され、その測定
の結果、所定値以上である場合には欠陥抽出手段108
によりマクロな欠陥であるとして抽出され、欠陥情報出
力手段109から出力される。
FIG. 8 is a diagram for explaining the macro inspection method. Here, the inspection pattern 10 is based on the result of imaging the inspection object with the detection optical system 101 having a microscope or the like.
2 is generated. The inspection pattern 102 is aligned with a CAD pattern 104 (reference pattern), which is CAD data 103 (positioning unit 105), and a difference from the CAD pattern 104 is obtained by a difference pattern extracting unit 106. The length of the pattern obtained by the difference is measured by the difference pattern length measuring means 107, and as a result of the measurement, if the length is equal to or larger than a predetermined value, the defect extracting means 108
Is extracted as a macro defect, and is output from the defect information output means 109.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明で自動化する検
査対象は、ウェハの生成段階で発生する膜厚異常や露光
現像不良といった、いわゆるミクロ検査と呼ばれる顕微
鏡検査では発見できない、パターンセルと同等以上のサ
イズの異常であり、一般にマクロ異常と呼ばれているも
のである。
The inspection object to be automated by the present invention is equal to or more than a pattern cell which cannot be found by a microscopic inspection called a micro inspection, such as a film thickness abnormality or an exposure / development defect occurring at a wafer generation stage. Is a size abnormality, and is generally called a macro abnormality.

【0007】このようなマクロ異常は、上記した特開平
8−55218号公報に記載の手法のように、ミクロ欠
陥検査における欠陥サイズの延長として扱っても、検出
することはできない。なぜなら、ミクロ検査用と同じ検
知光学系でセンシングしたのでは、検出可能な欠陥サイ
ズが最大でも顕微鏡視野サイズ程度となるため、大きい
サイズの欠陥(マクロ異常)は、検出できないからであ
る。
[0007] Such a macro abnormality cannot be detected even if it is treated as an extension of the defect size in the micro defect inspection as in the method described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-55218. This is because if the same detection optical system as that for micro inspection is used for sensing, the maximum detectable defect size is about the size of the microscope field of view, so large-sized defects (macro abnormalities) cannot be detected.

【0008】本発明は、上記課題を解決するものであっ
て、簡単な処理で正確にマクロ異常を検出できるマクロ
検査方法を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problem, and an object of the present invention is to provide a macro inspection method capable of accurately detecting a macro abnormality by a simple process.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載のマクロ
検査方法は、被検査物の撮像データを用いて、該被検査
物のマクロ異常を検出するマクロ検査方法において、前
記撮像データからフーリエ変換によって原画像のパワー
スペクトラムを求める第1ステップと、該パワースペク
トラムから前記被検査物における周期パターン成分を除
去する第2ステップと、該周期パターン成分除去後のパ
ワースペクトラムに逆フーリエ変換を施すことで前処理
画像を求める第3ステップと、該前処理画像の濃淡の分
布に基づき、マクロ異常を検出する第4ステップと、を
含むものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a macro inspection method for detecting a macro abnormality of an inspection object by using the imaging data of the inspection object. A first step of obtaining a power spectrum of an original image by conversion, a second step of removing a periodic pattern component in the inspection object from the power spectrum, and performing an inverse Fourier transform on the power spectrum after removing the periodic pattern component And a fourth step of detecting a macro abnormality based on the distribution of shading of the preprocessed image.

【0010】請求項2に記載のマクロ検査方法は、請求
項1に記載のマクロ検査方法において、第1ステップに
おいてパワースペクトラムから高周波のノイズ成分をも
除去するものである。
A macro inspection method according to a second aspect of the present invention is the macro inspection method according to the first aspect, wherein a high frequency noise component is also removed from the power spectrum in the first step.

【0011】請求項3に記載のマクロ検査方法は、請求
項1または請求項2に記載のマクロ検査方法において、
第4ステップが、前処理画像から、レンジフィルタを用
いて濃淡ムラを抽出した抽出データを作成する第5ステ
ップと、前記抽出データをあらかじめ設定しておいた濃
淡閾値を用いて2値化し、該2値化結果に基づき濃淡ム
ラを検出する第6ステップと、を含むものである。
According to a third aspect of the present invention, in the macro inspection method according to the first or second aspect,
A fourth step of generating extracted data from the pre-processed image by extracting a shading unevenness using a range filter, and binarizing the extracted data using a preset shading threshold; A sixth step of detecting shading unevenness based on the binarization result.

【0012】請求項4に記載のマクロ検査方法は、請求
項1または請求項2に記載のマクロ検査方法において、
第4ステップが、前処理画像に対して、解像度の異なる
複数の画像を作成する第7ステップと、前記解像度の異
なる画像のそれぞれから、レンジフィルタを用いて濃淡
ムラを抽出した抽出データを作成する第5ステップと、
前記抽出データをあらかじめ設定しておいた濃淡閾値を
用いてそれぞれ2値化し、各2値化結果を統合して、濃
淡ムラを検出する第6ステップと、を含むものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the macro inspection method according to the first or second aspect,
The fourth step is a seventh step of creating a plurality of images having different resolutions from the pre-processed image, and creating extraction data in which shading unevenness is extracted from each of the images having different resolutions using a range filter. The fifth step,
A sixth step of binarizing the extracted data using a preset gray level threshold, integrating the respective binarized results, and detecting gray level unevenness.

【0013】以下に、本発明の作用を説明する。The operation of the present invention will be described below.

【0014】本発明に従えば、エリアセンサやラインセ
ンサ等を使って被検査物の全域、もしくは一部の撮像画
像を取得し、フーリエ変換によって原画像のパワースペ
クトラムを求める。そして、あらかじめレチクルデザイ
ン等から得られるパターンセルの周期を使って、パワー
スペクトラムからパターンセルの周期成分を除去した
後、2次元逆フーリエ変換を行なって前記撮像原画像か
らパターンセル部分を除去した前処理画像を求める。こ
れによって、被検査物の広い範囲にまたがったマクロ異
常を1つの画像内に収めることができ、また背景のパタ
ーンセルを除去することによって、濃淡ムラとして現れ
るマクロ異常のみを抽出することが可能となる。
According to the present invention, the whole or a part of the image to be inspected is acquired using an area sensor or a line sensor, and the power spectrum of the original image is obtained by Fourier transform. Then, using the cycle of the pattern cell obtained in advance from the reticle design or the like, the cycle component of the pattern cell is removed from the power spectrum, and then the two-dimensional inverse Fourier transform is performed to remove the pattern cell portion from the captured original image. Find the processed image. As a result, macro abnormalities over a wide range of the inspection object can be contained in one image, and only macro abnormalities that appear as shading unevenness can be extracted by removing the background pattern cells. Become.

【0015】また、前処理画像に対してレンジフィルタ
処理と2値化処理を施すことによって、濃淡ムラを検出
すことができる。
Further, by performing range filter processing and binarization processing on the pre-processed image, it is possible to detect shading unevenness.

【0016】さらに、この処理を、前処理画像の解像度
を変え、つまり多段階の解像度画像に対して行なうこと
によって、面積が小さい濃淡ムラから大きい濃淡ムラま
でもれなく検出することが可能となる。
Further, by changing the resolution of the pre-processed image, that is, by performing the process on a multi-level resolution image, it is possible to detect all the shade unevenness having a small area to the uneven shade having a large area.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0018】図1は、本実施の形態のマクロ検査方法で
の処理の流れを説明する図である。また、図2〜図7は
マクロ検査方法の具体的一例を説明する図である。以
下、これらの図に基づき、本実施の形態のマクロ検査方
法について説明するが、ここでは、M×Nのパターンセ
ルからなり、膜厚等の分布に起因するムラが存在する半
導体ウェハ1のマクロ検査を例にとって説明する。
FIG. 1 is a diagram for explaining the flow of processing in the macro inspection method according to the present embodiment. 2 to 7 are diagrams for explaining a specific example of the macro inspection method. Hereinafter, the macro inspection method according to the present embodiment will be described with reference to these drawings. Here, the macro inspection method of the semiconductor wafer 1 including M × N pattern cells and having unevenness due to distribution of film thickness or the like is present. An inspection will be described as an example.

【0019】(ステップ11)まず、被検査対象物であ
る半導体ウェハを画像入力手段により撮像して、画像デ
ータを得る。画像入力手段はエリアセンサであってもラ
インセンサであっても構わない。なお、ここでの撮像
は、半導体ウェハ1全域、または、少なくともその中の
複数のチップを含む領域について行う。これは、本マク
ロ検査装置が、微細な欠陥を検出するミクロ検査装置と
は異なり、半導体ウェハ1内のチップサイズと同等以上
程度のマクロな異常の検出を対象としているためであ
る。
(Step 11) First, an image of a semiconductor wafer to be inspected is taken by an image input means to obtain image data. The image input means may be an area sensor or a line sensor. Note that the imaging here is performed on the entire area of the semiconductor wafer 1 or at least an area including a plurality of chips therein. This is because the present macro inspection apparatus is different from a micro inspection apparatus that detects minute defects and is intended to detect a macro abnormality equal to or larger than the chip size in the semiconductor wafer 1.

【0020】ところで、マクロ異常とは、ウェハ製造プ
ロセスにおける膜厚異常や、露光現像不良などによって
できる不良であり、顕微鏡を用いたいわゆるミクロ検査
では発見できない種類の不良のことである。なお、マク
ロ異常の検出のために上記の如く半導体ウェハ1の少な
くとも広い範囲を撮像した場合には、微細な傷等のミク
ロ異常は画像データとして現れてこなくなる。
Incidentally, the macro-abnormality is a defect caused by an abnormal film thickness in the wafer manufacturing process or a defective exposure / development, and is a type of defect that cannot be detected by a so-called micro inspection using a microscope. Note that, when at least a wide range of the semiconductor wafer 1 is imaged as described above for detecting a macro abnormality, micro abnormalities such as fine scratches do not appear as image data.

【0021】(ステップ12)次に、上記撮像データの
2次元フーリエ変換処理を行う(請求項における第1〜
第3ステップ)。一般に、半導体ウェハ等を撮像した場
合、図2のように水平垂直方向に規則的に並んだパター
ンセル2と共に、濃淡ムラ3,4としてマクロ異常が観
察されるが、ここでの2次元フーリエ変換処理では、マ
クロ異常3,4のみを取り出すために、背景のパターン
セル2を除去する。すなわち、該パターンセル2に対応
する特定周波成分のフィルターリング除去を行ない、図
4に示すような、パターンセル2を除去した前処理画像
を生成する。なお、ここでの具体的な処理については後
述する。
(Step 12) Next, two-dimensional Fourier transform processing of the image data is performed (first to first claims).
Third step). In general, when an image of a semiconductor wafer or the like is taken, macro abnormalities are observed as shading unevenness 3 and 4 together with the pattern cells 2 regularly arranged in the horizontal and vertical directions as shown in FIG. In the processing, the background pattern cell 2 is removed to extract only the macro abnormalities 3 and 4. That is, filtering of the specific frequency component corresponding to the pattern cell 2 is performed to generate a pre-processed image from which the pattern cell 2 is removed as shown in FIG. The specific processing here will be described later.

【0022】(ステップ13)次に、図4の前処理画像
を用いて、マクロ異常の検出を行う。この検出は、前処
理画像における濃淡ムラの検出によって行う(請求項に
おける第4ステップ)。濃淡ムラの検出は、例えば、
レンジフィルタ処理により検出する方法、濃度の最大
値,最小値を用いて検出する方法、分散を演算するこ
とで検出する方法等がある。レンジフィルタ処理につい
ては後に詳述する。
(Step 13) Next, macro abnormalities are detected using the preprocessed image shown in FIG. This detection is performed by detecting density unevenness in the preprocessed image (a fourth step in the claims). The detection of the shading unevenness is, for example,
There are a method of detection by range filter processing, a method of detection using the maximum and minimum values of density, a method of detection by calculating variance, and the like. The range filter processing will be described later in detail.

【0023】(ステップ14)ステップ13において濃
淡ムラ有りとなった場合にはマクロ異常有りと判定し、
濃淡ムラ無しとなった場合にはマクロ異常無しと判定し
て、処理を終了する。
(Step 14) If there is shading in step 13, it is determined that there is a macro error,
If there is no shading, it is determined that there is no macro error, and the process is terminated.

【0024】以上のように、本実施の形態では、フーリ
エ変換を用いてパターンセル2を除去することで、マク
ロ異常とは関係のない濃淡の変化を排除するため、単な
る濃淡の変化のみでマクロ異常を検出することができ
る。よって、従来のように基準パターンと比較する必要
がなくなり、処理の簡素化が図れる。また、従来の方法
では画像データのバックグラウンドの濃度が変化した場
合には対応できなかったが、本方法によれば、その場合
にも正確にマクロ異常を検出できる。
As described above, in the present embodiment, the pattern cells 2 are removed by using the Fourier transform, so that a change in shading that is not related to the macro abnormality is eliminated. Abnormality can be detected. Therefore, it is not necessary to compare with the reference pattern as in the related art, and the processing can be simplified. Further, the conventional method cannot cope with a change in the background density of the image data. However, according to the present method, a macro abnormality can be accurately detected in such a case.

【0025】次に、上記した(ステップ12)における
2次元フーリエ変換処理について説明する。
Next, the two-dimensional Fourier transform processing in the above (Step 12) will be described.

【0026】本処理では、まず、2次元フーリエ変換
(請求項における第1ステップ)によって、図1の画像
データから図2の画像のパワースペクトラムを求める。
2次元フーリエ変換は、原画像のデータ系列をfxy(x
=0,…,M−1、y=0,…,N−1)、変換後のデ
ータ系列をFuv(u=0,…,M−1、v=0,…,N
−1)とした場合、(式1)に示す演算により行う。
In this processing, first, a power spectrum of the image of FIG. 2 is obtained from the image data of FIG. 1 by a two-dimensional Fourier transform (first step in claims).
In the two-dimensional Fourier transform, a data sequence of an original image is converted to f xy (x
= 0,..., M−1, y = 0,..., N−1), and the converted data sequence is represented by F uv (u = 0,..., M−1, v = 0,.
When -1), the calculation is performed by the calculation shown in (Equation 1).

【0027】[0027]

【数1】 (Equation 1)

【0028】またパワースペクトラムは(式2)に示す
ように、上記Fuvの各成分の絶対値の自乗である。
The power spectrum is the square of the absolute value of each component of Fuv , as shown in (Equation 2).

【0029】[0029]

【数2】 (Equation 2)

【0030】この|Fuv|はM×Nの2次元配列となる
が、便宜上、U方向にM/2、V方向にN/2平行移動
して、UV2次元空間において原点対称となるようにす
る。すなわち、Fu+M/2v+N/2を求める。この結果、図
2の画像のパワースペクトラムは、図3に示すUV2次
元空間において原点対称に現れることになる。
This | F uv | is a two-dimensional array of M × N. For convenience, it is moved by M / 2 in the U direction and by N / 2 in the V direction so that the origin is symmetric in the UV two-dimensional space. I do. That is, F u + M / 2 and v + N / 2 are obtained. As a result, the power spectrum of the image of FIG. 2 appears symmetrically at the origin in the UV two-dimensional space shown in FIG.

【0031】そして、図3のUV2次元空間において、
パターンセル2に対応する特定周波成分のフィルターリ
ング除去を行う(請求項における第2ステップ)。ま
た、ここではノイズ成分の除去も行う。
Then, in the UV two-dimensional space of FIG.
Filtering removal of a specific frequency component corresponding to the pattern cell 2 is performed (second step in claims). Here, noise components are also removed.

【0032】パターンセル2の周期成分はステッパーで
用いるレチクルデザインに依存しているため、予めウェ
ハ情報として登録しておくことにより決定できる。ま
た、ノイズは高周波成分であるためパワースペクトラム
の最外部の矩形領域に現れる。そこで、図3のUV2次
元空間において上記パターンセル2の周期成分に対応し
た特定の周波数領域(図3における矩形領域7)、及
び、最外周の周波数領域(図3における矩形領域8)を
マスキングして除去する。これにより、パターンセル2
の周期成分及びノイズ成分を除去することができる。こ
のようにノイズ成分をも除去すれば、後の処理における
誤ったマクロ異常検出を抑制することができる。
The periodic component of the pattern cell 2 depends on the reticle design used in the stepper, and can be determined by registering it as wafer information in advance. Also, since noise is a high-frequency component, it appears in the outermost rectangular area of the power spectrum. Therefore, in the UV two-dimensional space of FIG. 3, a specific frequency region (the rectangular region 7 in FIG. 3) corresponding to the periodic component of the pattern cell 2 and the outermost frequency region (the rectangular region 8 in FIG. 3) are masked. To remove. Thereby, the pattern cell 2
Can be removed. If the noise component is also removed in this way, erroneous macro abnormality detection in subsequent processing can be suppressed.

【0033】ここで、パワースペクトラム生成のもとに
なっている2次元空間Fuvにおいて、上記マスキング
領域に対応する領域をマスキングした2次元データ系列
をFuv’とすると、このFuv’に対して、図1の2
次元逆フーリエ変換を施す(請求項における第3ステッ
プ)ことによって、図4に示すような、図2と比較し
て、パターンセルの成分が無い、しかもノイズが除去さ
れた画像(以下、前処理画像と記す)が得られることに
なる。ここで、図1の2次元逆フーリエ変換は、(式
1)の逆変換として(式3)で与えられる。
Here, in the two-dimensional space Fuv on which the power spectrum is generated, a two-dimensional data sequence obtained by masking a region corresponding to the masking region is Fuv ′. 1 of 2
By performing the dimensional inverse Fourier transform (third step in the claims), as shown in FIG. 4, compared with FIG. (Referred to as an image). Here, the two-dimensional inverse Fourier transform of FIG. 1 is given by (formula 3) as the inverse transform of (formula 1).

【0034】[0034]

【数3】 (Equation 3)

【0035】以上のように、本ステップ12では、フー
リエ変換を用いて画像データの変換を行うことで、セル
パターン2の周期成分及びノイズ成分を除去する。本ス
テップ12における画像データ変換の流れを(式4)に
まとめる。
As described above, in the present step 12, the periodic component and the noise component of the cell pattern 2 are removed by converting the image data using the Fourier transform. The flow of image data conversion in step 12 is summarized in (Equation 4).

【0036】[0036]

【数4】 (Equation 4)

【0037】次に、上記した(ステップ13)における
濃淡ムラの検出の方法について説明する。ここでは、
(式5)に示すような3×3近傍レンジフィルタを用い
たレンジフィルタ処理により濃淡ムラを検出する場合を
説明する。
Next, a method of detecting the shading unevenness in the above (Step 13) will be described. here,
A case in which shading is detected by range filter processing using a 3 × 3 neighborhood range filter as shown in (Equation 5) will be described.

【0038】[0038]

【数5】 (Equation 5)

【0039】(式5)で示されるレンジフィルタは、各
画素fxyとその隣接する8個の近傍画素fx+1y-1、f
xy-1、fx-1y-1、fx+1y、fx-1y
x+1y+1、fxy+1、fx-1y+1の中で、濃淡値の最
大値と最小値との差をgxyとして置きかえる。このレン
ジフィルタの動作原理を、図5の前処理画像の一例を用
いて説明する。また、ここでは、本来2次元データ系列
のところを、簡易化のため1次元データ系列の場合で説
明することにする。
The range filter represented by (Equation 5) is composed of each pixel f xy and its eight neighboring pixels f x + 1 , y−1 , f
x , y-1 , fx -1 , y-1 , fx + 1 , y , fx -1 , y ,
f x + 1, y + 1 , f x, in y + 1, f x-1 , y + 1, replacing the difference between the maximum and minimum gray value as g xy. The operating principle of this range filter will be described using an example of the preprocessed image in FIG. In addition, here, the two-dimensional data series will be described as a one-dimensional data series for simplification.

【0040】図5(a)は前処理画像における1次元の
濃淡値系列データであり、2ヶ所O,Pに大小異なる濃
淡勾配を持つ。これを解像度Mで量子化した状態を図5
(b)に示す。さらに、このM個のデータ系列に対して
上記レンジフィルタの演算(請求項における第5ステッ
プ)を施した結果を図5(c)に示す。
FIG. 5A shows one-dimensional gray value series data in the preprocessed image, which has two different gray scales O and P. FIG. 5 shows a state in which this is quantized with a resolution M.
(B). FIG. 5C shows the result of performing the range filter operation (the fifth step in the claims) on the M data sequences.

【0041】この図5(c)に示すように、この方法で
は、勾配レンジが小さくても、濃淡勾配が大きいところ
(図5のO点)はレンジフィルタ演算後の値も大きく、
所定の閾値により2値化する(請求項における第6ステ
ップ)ことでその位置を検出することが容易であるが、
勾配レンジが広いにもかかわらず、濃淡勾配が小さいと
ころ(図5のP点)は、レンジフィルタ演算後の値が小
さく、2値化による検出が困難となる。つまり、この方
法(解像度M)では濃淡勾配が緩やかな場合には濃淡ム
ラを検出できない。
As shown in FIG. 5C, in this method, even when the gradient range is small, the value after the range filter operation is large at the point where the gradation gradient is large (point O in FIG. 5).
It is easy to detect the position by binarizing with a predetermined threshold (the sixth step in the claims),
Although the gradient range is wide, the value after the range filter calculation is small at a point where the gradation gradient is small (point P in FIG. 5), and it is difficult to detect by binarization. That is, in this method (resolution M), if the density gradient is gentle, the density unevenness cannot be detected.

【0042】ところが、図5(d)のように、解像度を
上記の半分のM/2にして量子化し、同様のレンジフィ
ルタ演算を施すと、図5(e)のようになり、勾配レン
ジが広い部分も2値化による検出が可能となる。つま
り、解像度を下げることによって、勾配レンジがより広
い濃淡ムラの検出が可能となる。一方、この時、勾配レ
ンジの小さい濃淡ムラは検出困難となる(図5のO点よ
りも勾配レンジが小さい場合)。
However, as shown in FIG. 5D, when the resolution is quantized to M / 2, which is half of the resolution described above, and a similar range filter operation is performed, the result becomes as shown in FIG. A wide portion can be detected by binarization. That is, by lowering the resolution, it is possible to detect light and shade unevenness having a wider gradient range. On the other hand, at this time, it is difficult to detect light and shade unevenness with a small gradient range (when the gradient range is smaller than point O in FIG. 5).

【0043】以上のように、濃淡ムラの検出をレンジフ
ィルタで行なえば、濃淡ムラの場所(濃淡ムラの勾配が
生じる場所)を検知でき、マクロ異常を検出できる。ま
た、この場合、勾配レンジの大きさを考慮した、多段階
解像度の量子化(請求項における第7ステップ)を行な
うことで、異なる勾配レンジ,勾配の緩やかさに対して
も、濃淡ムラを検出することが可能となる。
As described above, if the density unevenness is detected by the range filter, the location of the density unevenness (the location where the gradient of the density unevenness occurs) can be detected, and the macro abnormality can be detected. Further, in this case, by performing quantization at a multi-step resolution (seventh step in the claims) in consideration of the size of the gradient range, uneven shading can be detected even for different gradient ranges and gentle gradients. It is possible to do.

【0044】この原理を利用して、図4の前処理画像に
対して、図1のK段階解像度の画像を作成し、各解像度
の画像に対して、レンジフィルタ処理、及び、あらかじ
め設定しておいた濃淡閾値による2値化の処理を行な
い、そして、各解像度の画像で検出された濃淡ムラの部
分を統合すれば、いずれかの濃淡ムラがあれば(または
所定数以上の濃淡ムラがあれば)マクロ異常があると判
定する。これにより、より正確なマクロ異常の検出が可
能となる。図4の前処理画像に対する解像度(M、N)
画像でのレンジフィルタ処理画像の一例を図6に、さら
にその2値化画像を図7に示す。
Using this principle, an image having the K-stage resolution shown in FIG. 1 is created with respect to the pre-processed image shown in FIG. By performing the binarization process based on the set shading threshold, and integrating the shading unevenness detected in the image of each resolution, if there is any shading unevenness (or if a predetermined number or more shading unevenness is detected). B) It is determined that there is a macro error. As a result, more accurate macro abnormality detection becomes possible. Resolution (M, N) for preprocessed image in FIG.
FIG. 6 shows an example of the range filter processed image in the image, and FIG. 7 shows the binarized image.

【0045】K段階の解像度の取り方は、例えば(式
6)とするが、別の方法であっても構わない。
The method of obtaining the resolution at the K stage is, for example, (Equation 6), but another method may be used.

【0046】[0046]

【数6】 (Equation 6)

【0047】(式6)では、元の画像fxy1(解像度M
×N)に対して、縦横のそれぞれの解像度を半分に減じ
た画像をfxy2(解像度M/2×N/2)、さらに解像
度を半分に減じた画像をfxy3(解像度M/4×N/
4)、…としたとき、上記操作をk回繰り返した時の画
像がfxyk(解像度M/2k−1×N/2k−1)で表
わされることを示している。また、(式6)では解像度
を半分に落とす方法として、元の画像の各2×2画素の
領域の平均値を代表値として1画素に置き換えるという
方法を用いている。
In (Equation 6), the original image f xy1 (resolution M
× N), the image in which the vertical and horizontal resolutions are reduced by half is f xy2 (resolution M / 2 × N / 2), and the image whose resolution is further reduced in half is f xy3 (resolution M / 4 × N /
4),... Indicate that an image obtained by repeating the above operation k times is represented by f xyk (resolution M / 2k−1 × N / 2k−1). In (Equation 6), as a method for reducing the resolution by half, a method is used in which the average value of each 2 × 2 pixel area of the original image is replaced with one pixel as a representative value.

【0048】なお、ここでは解像度を変化させる方法と
してソフトウエア処理により行ったが、撮像手段等のハ
ードウエアの解像度を変化させる方法であってもよい。
Here, the method of changing the resolution is performed by software processing, but a method of changing the resolution of hardware such as imaging means may be used.

【0049】また、以上の説明では、半導体ウェハにお
けるマクロ検査方法について説明したが、これに限るも
のではなく、例えば、TFT液晶等の液晶表示装置にお
けるマクロ検査等にも使用できる。この場合、図1にお
けるステップ1において入力する画像(つまり画像入力
装置により撮像する画像)は液晶表示装置のドライバ部
分を除いた全体または少なくとも複数のマトリックスを
含む広い領域を撮像する必要がある。
In the above description, a macro inspection method for a semiconductor wafer has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be used for a macro inspection in a liquid crystal display device such as a TFT liquid crystal. In this case, the image input in step 1 in FIG. 1 (that is, the image captured by the image input device) needs to capture the entire area excluding the driver portion of the liquid crystal display device or a wide area including at least a plurality of matrices.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、フーリエ
変換を用いてパターンセルを除去した画像の濃淡の検出
だけでマクロ異常を検出でき、基準パターンとの比較が
必要でなく、処理の簡素化が図れる。また、バックグラ
ウンドの変化によらず、正確にマクロ異常を検出でき
る。
As described above, according to the present invention, a macro abnormality can be detected only by detecting the shading of an image from which pattern cells have been removed by using a Fourier transform, and it is not necessary to compare with a reference pattern. Simplification can be achieved. In addition, a macro error can be accurately detected regardless of a change in the background.

【0051】また、前処理画像に対してレンジフィルタ
処理と2値化処理を施すことによって、濃淡ムラを検出
すことができる。
Further, by performing range filter processing and binarization processing on the pre-processed image, it is possible to detect shading unevenness.

【0052】また、この前処理画像から多段階解像度画
像を作成し、レンジフィルタ処理と2値化処理を施した
後に統合すれば、面積が小さい濃淡ムラから大きい濃淡
ムラまでもれなく検出することが可能となる。
If a multi-level resolution image is created from the pre-processed image, and then integrated after performing a range filter process and a binarization process, it is possible to detect all the shade unevenness from small to uneven shade. Becomes

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

【図1】本発明の実施の形態のマクロ異常検出方法の処
理の流れを説明する図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a flow of processing of a macro abnormality detection method according to an embodiment of the present invention.

【図2】マクロ検査する半導体ウェハの撮像画像の一例
を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a captured image of a semiconductor wafer to be subjected to macro inspection.

【図3】撮像画像のパワースペクトラム座標とマスキン
グ領域を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a power spectrum coordinate and a masking area of a captured image.

【図4】パターンセルの周期成分とノイズ成分を除去し
て得られる前処理画像を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a preprocessed image obtained by removing a periodic component and a noise component of a pattern cell.

【図5】レンジフィルタ処理の動作原理を説明する図で
ある。
FIG. 5 is a diagram illustrating the operation principle of the range filter processing.

【図6】レンジフィルタ処理後の画像の一例を示す図で
ある。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an image after range filter processing.

【図7】図6に示す画像に対する2値化処理後の画像の
一例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an image after binarization processing on the image illustrated in FIG. 6;

【図8】従来のマクロ検査方法を説明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a conventional macro inspection method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 撮像画像 2 パターンセル 3,4 濃淡ムラ(マクロ異常) 1 captured image 2 pattern cell 3, 4 shading unevenness (macro abnormal)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被検査物の撮像データを用いて、該被検
査物のマクロ異常を検出するマクロ検査方法において、 前記撮像データからフーリエ変換によって原画像のパワ
ースペクトラムを求める第1ステップと、 該パワースペクトラムから前記被検査物における周期パ
ターン成分を除去する第2ステップと、 該周期パターン成分除去後のパワースペクトラムに逆フ
ーリエ変換を施すことで前処理画像を求める第3ステッ
プと、 該前処理画像の濃淡の分布に基づき、マクロ異常を検出
する第4ステップと、を含むことを特徴とするマクロ検
査方法。
1. A macro inspection method for detecting a macro abnormality of an inspection object by using imaging data of the inspection object, comprising: a first step of obtaining a power spectrum of an original image from the imaging data by Fourier transform; A second step of removing a periodic pattern component of the inspection object from the power spectrum; a third step of performing a reverse Fourier transform on the power spectrum after removing the periodic pattern component to obtain a pre-processed image; A fourth step of detecting a macro abnormality based on the distribution of shading of the macro.
【請求項2】 請求項1に記載のマクロ検査方法におい
て、 第1ステップにおいてパワースペクトラムから高周波の
ノイズ成分をも除去することを特徴とするマクロ検査方
法。
2. The macro inspection method according to claim 1, wherein a high frequency noise component is also removed from the power spectrum in the first step.
【請求項3】 請求項1または請求項2に記載のマクロ
検査方法において、 第4ステップは、 前処理画像から、レンジフィルタを用いて濃淡ムラを抽
出した抽出データを作成する第5ステップと、 前記抽出データをあらかじめ設定しておいた濃淡閾値を
用いて2値化し、該2値化結果に基づき濃淡ムラを検出
する第6ステップと、を含むことを特徴とするマクロ検
査方法。
3. The macro inspection method according to claim 1, wherein the fourth step is a step of creating, from the pre-processed image, extracted data obtained by extracting shading unevenness using a range filter; A sixth step of binarizing the extracted data using a preset gray level threshold and detecting gray level unevenness based on the binarization result.
【請求項4】 請求項1または請求項2に記載のマクロ
検査方法において、 第4ステップは、 前処理画像に対して、解像度の異なる複数の画像を作成
する第7ステップと、 前記解像度の異なる画像のそれぞれから、レンジフィル
タを用いて濃淡ムラを抽出した抽出データを作成する第
5ステップと、 前記抽出データをあらかじめ設定しておいた濃淡閾値を
用いてそれぞれ2値化し、各2値化結果を統合して、濃
淡ムラを検出する第6ステップと、を含むことを特徴と
するマクロ検査方法。
4. The macro inspection method according to claim 1, wherein the fourth step is a step of creating a plurality of images having different resolutions with respect to the pre-processed image; A fifth step of creating extracted data from each of the images by extracting the shading unevenness using a range filter; and binarizing the extracted data using a preset shading threshold, each of the binarized results. And a sixth step of detecting shading unevenness.
JP10143607A 1998-05-26 1998-05-26 Macro-inspection method Pending JPH11339040A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10143607A JPH11339040A (en) 1998-05-26 1998-05-26 Macro-inspection method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10143607A JPH11339040A (en) 1998-05-26 1998-05-26 Macro-inspection method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11339040A true JPH11339040A (en) 1999-12-10

Family

ID=15342672

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10143607A Pending JPH11339040A (en) 1998-05-26 1998-05-26 Macro-inspection method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11339040A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1314096C (en) * 2001-08-21 2007-05-02 卡伯特微电子公司 CMP process involving frequency analysis-based monitoring
JP2007304743A (en) * 2006-05-10 2007-11-22 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Parallax interpolation processing method and processor
CN106989672A (en) * 2017-04-17 2017-07-28 天津大学 A kind of workpiece measuring based on machine vision
WO2024015364A1 (en) * 2022-07-12 2024-01-18 Onto Innovation Inc. Periodic-pattern background removal

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1314096C (en) * 2001-08-21 2007-05-02 卡伯特微电子公司 CMP process involving frequency analysis-based monitoring
JP2007304743A (en) * 2006-05-10 2007-11-22 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Parallax interpolation processing method and processor
CN106989672A (en) * 2017-04-17 2017-07-28 天津大学 A kind of workpiece measuring based on machine vision
WO2024015364A1 (en) * 2022-07-12 2024-01-18 Onto Innovation Inc. Periodic-pattern background removal

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8233698B2 (en) Pattern inspection apparatus, corrected image generation method, and computer-readable recording medium storing program
US8254663B2 (en) Ultrafine lithography pattern inspection using multi-stage TDI image sensors with false image removability
JP4652391B2 (en) Pattern inspection apparatus and pattern inspection method
JP4185516B2 (en) Sample inspection apparatus, sample inspection method, and program
US7577288B2 (en) Sample inspection apparatus, image alignment method, and program-recorded readable recording medium
US7359546B2 (en) Defect inspection apparatus and defect inspection method
JP2007086617A (en) Sample inspection device, sample inspection method, and program
JP2005024329A (en) Image defect inspection method, image defect inspection device, and visual inspection device
JP2010164487A (en) Defect inspecting apparatus and defect inspecting method
JP3645547B2 (en) Sample inspection equipment
JP2006276454A (en) Image correcting method and pattern defect inspecting method using same
US20100021046A1 (en) Pattern inspection apparatus, pattern inspection method and computer readable recording medium
WO2004083901A2 (en) Detection of macro-defects using micro-inspection inputs
JP2013064632A (en) Apparatus for creating positional deviation map, pattern inspection system and method for creating positional deviation map
JP3907874B2 (en) Defect inspection method
JPH11339040A (en) Macro-inspection method
JP4405407B2 (en) Defect inspection equipment
JP5765713B2 (en) Defect inspection apparatus, defect inspection method, and defect inspection program
JP2017058190A (en) Reference data creation method for creating reference image and pattern test equipment
JP2012002680A (en) Apparatus and method for correcting sensor output data
US8059886B2 (en) Adaptive signature detection
JP2009294123A (en) Pattern discriminator, pattern discriminating method and inspection device of sample
JP2014211417A (en) Pattern inspection device and pattern inspection method
CN107533994B (en) Automated image-based process monitoring and control
JP5071782B2 (en) Substrate defect inspection method and defect inspection program