JPS58137223A - パタ−ン欠陥の検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は半導体チップ、プリント基板などのパターン
形成体のパターンの欠陥を検査する装置に関するもので
ある。

以下、半導体集積回路装置（ＩＣ）の半導体チップのパ
ターン欠陥を検査する装置を例にとり説明する。

第１図は従来のパターン欠陥の検査装置の一例の構成を
示すブロック図である。

図において、（１）は顕微鏡、（２１および（３）はそ
れぞれ顕微鏡＋１１の対物レンズおよび接−レンズ、ｃ
４）は顕微鏡（１）を上下動可能なように保持する保持
架台、（５）は保持架台（４）に取り付けられ被検査Ｉ
Ｃチップ（ＸＯＯ）を載置する載置部（５ａ）が前彼左
右に移動可能なように設けられた試料台、（６）は保持
架台（４）に設けられ試料台（６）の載置部（５ａ）を
移動させる載置部移動機構、（７）は保持架台（４）に
設けられ顕微鏡＋１１を上下動させて対物レンズ（りの
被検査ＩＣチップ（１００）への焦点を調節する焦点調
節機構、（８’）ｅ（８ｂ）および（８Ｃ）は対物レン
ズ（！）によって得られた被検査ＸＣチップ（１００）
のパターンの画像ヲ顕微鏡ｍ内から外部へ取り出すため
の反射鏡である。

（９）は載置部移動機構（６）を制御する載置部移動制
御回路、＋１０）は焦点調節機構＋７＋　’に制御する
焦点調節制御回路、（Ｉｌ）は＋Ｖ左カメラ有し顕微鏡
（１）内から反射鏡（８ａ）、　（８ｂ）および（８Ｃ
）を介して取り出された被検査ＩＣチップ（１００）の
パターンの画像を画像信号に変換して出力する光電変換
回路、０２１Ｆｉ光電変換回路（１１）が出力する画像
信号を増、幅して出力する画像信号増幅回路、（Ｉｊは
画像信号増幅回路＋１２１から出力される画像信号をデ
ジタル画像信号に変換するＡ／Ｉ変換回路、輯は画像信
号増幅回路０乞から出力される画像信号を複数個の分画
像信号に分割しこれらの分画像信号を量子化して出力す
る量子化処理回路、０句は画像信号増幅回路（Ｉ匈から
出力される画像信号の処理画面に対応する部分を決定し
て出力する処理画面決定回路、（ｌ＠は光電変換器（＋
＋ｌ　１画像信号増幅回路＋１２）、量子化処理回路（
Ｉ４）および処理画面決定回路０５＋へ同期信号を出力
する同期信号発生回路、（ｌηはＡ／Ｄ変換回路＋１３
１が出方するデジタル画像信号から被検査ＩＣテップ（
１００）のパターンの長さ０面積、形状などのＩ￥ｆＩ
Ｉパラメータのデータ信号を抽出処理する画像分析回路
、０８）は画像分析回路Ｏηが抽出処理した特徴パラメ
ータのデータ信号を一時たくわえる記憶装置である。な
お、この記憶装置（Ｉ→には、欠陥のない標準ＩＣチッ
プ（１００）のパターンの特徴パラメータのデータ信号
もあらかじめたくわ見られている。Ｑ＠は量子化処理回
路Ｉから出力される分画像量子化信号と、処理画面決定
回路Ｑ６＋から出力される処理画面対応画像信号と、画
像分析回路Ｏηから出力される特徴パラメータのデータ
信号とを基にして所定の演算処理を行って被検査工０チ
ップ（１００）のパターン認識に必要な長さ１面積、形
状などの数値を算出する演算処理回路である。この演算
処理回路翰は、所定の演算処理によって得られた数値と
、あらかじめ記憶装置（１＠にたくわ見られている棒準
工０チップ（１００）のパターンの特徴パラメータのデ
ータ信号から算出された数値とを比較し、その比較結果
をメツセージとして表示装置−に表示するとともに画像
としてモニタ用ＴＶブラウン管９１１　Ｋ表示し、同時
に演算終了に伴う制御信号を載置部移動制御回路（９）
および焦点調節制御回路（ｉｏ）へ出力する０ 次に、この従来例の動作について説明する。

まず、試料台（６）の載置１（５ａ）上に被検査ＩＣチ
ップ（１００）を載置し、載置部移動制御回路（９）お
よび焦点調節制御回路（１０１へ制御信号を出すと、載
置部移動制御回路（９）が載置部移動機構（６）を介し
て載置部（５ａ）を前稜左右に移動させて被検査ＩＣチ
ップ（１００）　を対物レンズ（２）に対して所定位置
に位置させ、焦点調節制御回路−が焦点調節機構（７）
を介して対物レンズ（２）の被検査ＩＣチップ（１００
）への焦点を調節する。次に、被検査ＩＣチップ（１０
０）のパターンの画像が顕微鏡（１１内から反射鏡（８
ａ）、　（８℃）および（８ｃ）を介して取り出されて
光電変換回路（＋１１で画像信号に変換される。次に、
この画像□信号が画像信号増幅回路０わで増幅され、こ
の増幅された画像信号が、人力変換回路（１′４でデジ
タル画像信号に変換されるとともに量子化処理回路（Ｉ
→で豪数個の分画健信号に分割され分画儂信号毎に量子
化されると同時に、この増幅された画像信号の処理画面
対応部分が処理画面決定回路−で決定される。この間の
、充電変換回路（■）０画像信号増幅回路（１２１，Ａ
／’Ｄ変換回路崗、量子化処理回路（１４）および処理
画面決定回路００の作動は同期信号発生回路釦が出力す
る同期信号でそれぞれ同期がとられる。

次いで、Ａ／Ｄ変換回路α□□□で変換されたデジタル
画像信号から被検査ＩＣチップ（１００）のパターンの
特徴パラメータのデータ信号が画像分析回路好て抽出処
理されて記憶装置（１８）Ｋ一時たくわ見られる。

しかるのち、演算処理回路Ｑ９）において、量子化処理
回路（Ｉ（転）からの分画像量子化信号と、処理画面決
定回路（Ｉ５）からの処理画面対応画像信号と、画像分
析回路（ｌηからの特徴パラメータのデータ信号とを基
にした所定の演算処理が行われ′ズ被検査ＩＣチップ（
１００）のパターンの認識に必要な数値が算出される。

そして、この演算処理によって得られた数値と、あらか
じめ記憶装置０８１にたくわえられている標準ＩＣチッ
プ（１００）のパターンの４部ｇ１．パラメータのデー
タ信号から算出された数値とが比較される。例えば、記
憶装置端にたくわ見られ第２図（ト）Ｋ平面図を示す標
準工０チップ（ｌｏｏａ）の欠陥のないアルミニウム（
ムｌ）配線膜（ｌｏｌａ）の特徴ノくラメータのデータ
信号から算出され友数値と、第２図（Ｂ）に平面図を示
す被検査ＩＣチップ（ｘｏｏｂ）の図示８部およびＤｉ
ｌｌＫ欠陥のあるムｌ配線膜（１０１ｂ）の特徴パラメ
ータのデータ信号から算出された数値とが比較されると
、被検査ＩＣチップ（１００ｂ）のＡｌ配線展（１ｏ１
ｂ）の８ｓおよびＤ部における数値が標準工０チップ（
ｌｏｏａ）のＡ／配＠＠　（ｌｏｌａ）の上記８％およ
びＤ部に対応する部分における数値と異るので、ＩＣチ
ップ（ｌｏｏｔ））のムｌ配線展（１０１ｂ）の８部お
よびＤ部における欠陥が検出される０そして、これらの
欠陥は表示装置−に欠陥わりというメツセージで表糸さ
れ、モニタ用ＴＶブラウン管シｌ）に画像で表示される
。

ところで、この従来例の装置では、ツクターンの欠陥を
検査する検査規準が画像処理を行うノ＼−ドウエアで固
定されるので、この検査規準を変更することが容易では
ないという欠点があった。しかも、この画像処理を行う
ノ・−ドウエアの構成が複雑で、価格が高いという欠点
もらった０この発明は、上述の欠点に鑑みてなされたも
ので、コンピュータを用いて画像処理をソフトウェアで
行うようにすることによって、ノくターンの欠陥を検査
する検査規準を容易に変更するが可能で、しかも安価な
パターンの欠陥検査装置を提供することを目的とする。

第３図、はこの発明の一実施例のパターン欠陥の検車装
置の構成を示すブロック図である。

図において、第１図に示した従来例と同一符号は同等部
分を示し、その説明は省略するＯ＠はい変換回路Ｈから
出力されるデジタル画像信号の全体を複数個の分画像量
子化信号に分割しこれらの分画像量子化信号にラベル信
号を付けて画像処理を行う中央処理装置（以下ｒ’０Ｆ
ＵＪと呼ぶ）、翰はｃＰｕｈへ＊Ｉｓ　＠コマンドをキ
ー人力する入力装置、＠４はＣＰＵ弊が画像処理を行う
ための一連の制御プ四グラムをたくわえたリードオンリ
ーメモリ（ＲｅａｄＯｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ　＋　ＲＯ
Ｍ　）、□□□は標準ＩＣチップ（１００）のパターン
のラベル信号が付けられた分画像量子化信号をたくわえ
る標準記憶装置、（２６１は被検査ＩＣチップ（１００
）のパターンのラベル信号が付けられた分画像量子化信
号を一時たくわえる一時記憶装置、罰は標準記憶装置側
および一時記憶装ｆ＃鶴がオーバ７０−する場合や別途
データ信号を保管する場合に使用する磁気テープ、磁気
ディスクなどの補助記憶装置である。

次に、この実施例の動作について説明する０まず、標準
ＩＣチップ（１００）　ｌ試料台（ｔｌｌの載置部（５
ａ）上に載置し、入力装置（社））からＣＰＵ　ｐへ作
動コマンドをキー人力すると、０ＰｔＴｐから載置部移
動制御回路（９）および焦点調節制御回路（１υへ制御
信号が出力され、この制御信号によって、載置部移動制
御回路（９）が載置部移動機構（６）ｔ−介して載量部
（５ａ）　ｋ前後左右に移動させて標準ＩＣチップ（１
００）を対物レンズ（２）に対して所定位置に位置させ
、焦点調節制御回路＋１０＋が焦点調節機構（７）を介
して対物レンズ（２）の標準ＩＣチップ（１００）への
焦点を調節する。次に、標準ＩＣチップ（１００）のパ
ターンの画像が顕微鏡ｆｉｌ内から反射鏡（ａａ）、　
（８ｂ）および（８Ｃ）を介して取シ出されて光電変換
回路（１１１で画像信号に変換される。この画像信号が
画像信号増幅回路θ力で増幅され、この増幅さルた画像
信号がＡ／Ｄ変換回路αｌでデジタル画像信号に変換さ
れてＣＰＵ（ロ）へ入力ポートを通して出力される。

この間の、光電変換回路（Ｉｌｉ　、画像信号増幅回路
ｒＪｔおよびｈ／Ｄ＄換回路０□□□の作動は同期信号
発生回路＋１６１が出力する同期信号でそれぞれ同期が
とられる。

次いで、Ａ／’Ｄ変換回路陸からｃＰＵＨに出力され九
標準ＩＣチップ（１００）のパターンのデジタル画像信
号は、ＣＰＵｔＡにおいて、ＲＯＭ（２４１にたくわえ
られた制御プログラムに従って、分画像量子化信号にさ
れラベル信号付けされて１！４記憶装置□□□にたくわ
えられる。

このように、標準ＩＣチップ（１００）のパターンのラ
ベル信号付けされた分画像量子化信号が標準記憶装置−
にたくわ見られた状態で、被検査工０チップ（１００）
を試料台（６）の載置部（５ａ）上に載置し、入力装置
−からＯＰＵ＠へ作動コマンドをキー人力すると、上述
の標準工０チップ（１００）の場合と同様の機能動作が
行われて、人力変換回路Ｑ３１から被検査ＩＣチップ（
１００）のパターンのデジタル画像信号がＯＦ　Ｕ　＠
　”：入力ポートを通して出力される。そして、ＣｔＰ
Ｕ翰において、このデジタル画像信号がＲＯＭ（財）に
たくわ見られた制御プログラムに従って分画像量子化信
号にされラベル信号付けされて一時記憶装置ｍ＜たくわ
見られる。更に、これに引続いて、この一時記憶装置翰
にたくわ見られたラベル信号付き分画像量子化信号と標
準記憶装置翰にたくわ見られているラベル信号付き分画
像量子化信号とが比較される。例えば、＃！２図体）に
平面図を示した標準ＩＣチップ（１００！Ｌ）の欠陥の
ないムｌ配線膜（ｌｏｌａ）の、、第４図（Ａ）に示す
ように、ラベル信号Ｌ１〜Ｌ６が付けられて標準記憶装
置（ハ）にたくわ見られた分画像量子化信号と、第２図
中）に平面図を示した被検査ＩＣチップ（ｘｏｏｂ）の
図示８部およびＤ部に欠陥のあるＡ／配線膜（１０１１
：＋）の、第４図（Ｂ）　Ｋ示すように、ラベル信号Ｌ
１〜Ｌ６が付けられて一時記憶装置一にたくわ見られた
分画像量子信号とが比較される。この比較によって、ム
ｌ配線ｊ［（ｌｏｌｂ）の図示Ｓ部およびＤ部にそれぞ
れ対応するラベル信号Ｌ３およびラベル信号Ｌ４の一点
鎖線で囲む分画像量子信号がＡ／配線膜（ｘｏｘａ）の
ラベル信号Ｌ３およびラベル信号Ｌ４の分画像量子化信
号と異なるので、ムｌ配線膜（１０１１＋）の８部およ
びＤ部ＶＣおける欠陥が検出される。このように検出さ
れた欠陥は、表示装置−に欠陥ありというメツセージで
表示されるとともにモニタ用Ｔ’Ｖブラウン管蓼ηに画
像で表示される。また、このような欠陥ありというメツ
セージが表示されると、入力装置（ハ）からＣＰＵ（５
）へ停止コマンドをキー人力して、ＣＰＵ（イ）Ｋよる
ｍｓ処理を停止させ、接眼レンズ（４）を通して被検査
ＩＣチップ（ｌｏｏ′ｂ）のＡ／配線膜（１ｏｌｂ）を
目視することによって、Ａ／配線膜（ｘｏｘｂ）のｓ部
およびＤ部における欠陥状Ｓｔ＊認することかで趣る。

このように、この実施例の装置では、ＯＰＵ［による画
像処理はすべてＲＯＭ　（２４１にたくわ見られている
制御プログラムに従って行われるので、ｆＪ７４１図に
示した従来例のように画像処理を行うハードウェアを変
更することなく、ＲＯＭ（２４）にたくわえられた制御
プログラムのみを変更することによって分画像の大きさ
を変更してパターン欠陥を検査する検査規準を容易に変
更することができ、しかもＣＰＵ□□□による画像処理
の構成が簡単で、価格が安くなる。

なお、この実施例で社、被検査ＩＣチップ（１００）の
パターンの画像全体を分画像量子化信号に分割して画像
処理する場合について述べたが、第１図に示した従来例
のように被検査ＩＣチップ（１００）の！微パターンを
抽出して画像処理する場合でもこの実−例と同様の効果
のあることは述べるまでもない。また、これまで、ＩＣ
チップ（１００）のパターンの欠陥を検査する装置管例
にとり述べたが、この発明はこれに限らず、プリント基
板などのその他のパターン形成体のパターンの欠陥を検
査する装置にも適用することができる。

以上、説明したように、この発明のパターン欠陥の検査
装置では、ＣＰＵにおいて、欠陥のない標準となるパタ
ーン形成体のパターンに対応するデジタル画像信号にＲ
ＯＭにだくわえられた制御プログラムに従って画像処理
を施して得られた標準画像データ信号と、検査すべ睡上
記パターン形成体のパターンに対応するデジタル画像信
号に上記制御プログラムに従って画像処理を施して得ら
れた被検査画像データ信号とを比較して、検査すべき上
記パターン形成体のパターンの欠陥を検出するようにし
たので、従来例のように、画像処理を行うハードウェア
を変更することなく、上記ＲＯＭＫたくわ見られた上記
制御プログラムのみを変更することによって上記パター
ン形成体のパターン欠陥を検査する検査規準を容易に変
更することができ、しかも上記ＣＰＵによる画像処理の
構成が簡単で、価格が安くなる０

【図面の簡単な説明】

９３１図は従来のパターン欠陥の検査装置の一例の構成
を示すブロック図、１８２図（（転）および（Ｂ）　Ｆ
ｉそれぞれ標準ＩＯチップおよび被検査ＩＣチップの一
例を示す平面図、第３図はこの発明の一実施例のパター
ン欠陥の検査装置の構成を示すブロック図、第４図（４
）は上記実施例の標準記憶装置にたくわ見られ９２図（
（転）の標準ＩＯチップ五ｌ配線膜に対応しラベル信号
が付けられた分画健量子化信号を示す図、第４図（（９
）は上記実施例の一時記憶装置にたくわ見られ第２図（
Ｂ）の被検査工０チップの五ｌ配線膜に対応しラベル信
号が付けられた分画偉量子化信号を示す図である。 図において、（川は光電変換回路、（ｌ：４はＡ／’Ｄ
変換回路、１２２Ｉ／１ｃｐｔｔＳＨはＲＯＭ、−は標
準記憶装置、（イ）は一時記憶装置、（１００）はＺＣ
チップ（パターン形成体）である。 なお、図中同一符号はそれぞれ同一もしくは相当部分を
示す。 代理人　　葛　野　信　−（ほか−名）第２図 第３図 第４図 （Ａ）　　　　　　　　　　　（ａ） 手続補正書（自発） 昭和５宜６月１１日 特許庁長官殿 １、事件の表示　　　　特願昭８？−２０２０８号２、
発明の名称　　　ノリーン欠陥の検査装置３、補正をす
る者 」 ６、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 ０）＃４細書の第１３頁ａｇｏ行に「することができる
」とあるのを「することもできる」と訂正する。 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　パターン形成体のノ（ターンの画像を画像信
   号に変換して出力する光電変換回路と、この光電変換回
   路が出力する画像信号をデジタル画像信号に変換して出
   力するム／Ｄ変換回路と、とのム力変換回路が出力する
   デジタル画像信号を制御プログラムに従って画像処理す
   る中央処理装置と、上記制御プログラムをたくわえるリ
   ードオンリーメモリと、欠陥のない標準とカる上記）く
   ターン形成体のパターンの画像を上記光電変換回路およ
   び上記ム／Ｄ変換回路を介してデジタル画像信号に変換
   しこのデジタル画像信号に上記中央処理装置において上
   記画儂処理ｔ’施して得られた標準画像データ信号をた
   くわえる標準記憶装置と、検査すべ色上記パターン形成
   体のパターンの画像を上記光電変換回路および上記ムＡ
   変換回路を介してデジタル画像信号に変換しこのデジタ
   ル画像信号に上記中央処理装置において上記画像処理を
   施して得られた被検査画像データ信号を一時たくわえる
   一時記憶装置とを備え、上記中央処理装置において上配
   り−ドオンリーメモリにたくわ見られた上記制御プログ
   ラムに従って上記標準記憶装置にたくわ見られた上記標
   準画像データ信号と上記一時記憶装置にたくわ見られた
   上記被検査画儂データ信号とを比較して検査すべき上記
   パターン形成体のパターンの欠陥管検出しこの検出され
   たパターンの欠陥をメツセージとして表示するようにし
   たことを特徴とするパターン欠陥の検査装置。 （りパターン形成体が牛導体チップであることを４１１
   ［とする特許請求の範囲第１項記載のパターン欠陥の検
   査装置。 （３）　　中央処理装置において、リードオンリーメモ
   リにたくわ見られた制御プログラムに従ってム／Ｄ変換
   回路から出力されるデジタル画像信号の全体を複数佃の
   分画像量子化信号に分割し仁れらの分画像量子化信号に
   ラベル信号を付ける画像処理が行なわれるようにしたこ
   とｔ特徴とする特許