JPS61236285A - 被検査パターンの欠陥検査方法 - Google Patents
被検査パターンの欠陥検査方法Info
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- JPS61236285A JPS61236285A JP60076389A JP7638985A JPS61236285A JP S61236285 A JPS61236285 A JP S61236285A JP 60076389 A JP60076389 A JP 60076389A JP 7638985 A JP7638985 A JP 7638985A JP S61236285 A JPS61236285 A JP S61236285A
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- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
- H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
- H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
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- G—PHYSICS
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- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
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- G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
- G06T7/0004—Industrial image inspection
- G06T7/001—Industrial image inspection using an image reference approach
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
- H01L22/30—Structural arrangements specially adapted for testing or measuring during manufacture or treatment, or specially adapted for reliability measurements
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
- G01N21/95607—Inspecting patterns on the surface of objects using a comparative method
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
- G06T2207/30108—Industrial image inspection
- G06T2207/30148—Semiconductor; IC; Wafer
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は2つの同一形状を有するパターンを比較し、異
なる部分を欠陥とするいわゆる比較検査の方法に関する
ものである。
なる部分を欠陥とするいわゆる比較検査の方法に関する
ものである。
従来より比較検査の方法として、2つのパターンより予
め定めた特徴(微小部、境界部など)を抽出し、それら
の特徴の有無を2つのパターンの同一位置において調べ
、一方にのみ特徴が存在するとき、欠陥が有ると判定す
る方法、いわゆる特徴比較法が知られている(例えば特
公昭59−24361 )。しかし、この方法によると
検査を高精度に行なうために、抽出する特徴の糧類を増
さなければならない。例えば境界部抽出のため、水平、
垂直の境界の他K、45″の境界。
め定めた特徴(微小部、境界部など)を抽出し、それら
の特徴の有無を2つのパターンの同一位置において調べ
、一方にのみ特徴が存在するとき、欠陥が有ると判定す
る方法、いわゆる特徴比較法が知られている(例えば特
公昭59−24361 )。しかし、この方法によると
検査を高精度に行なうために、抽出する特徴の糧類を増
さなければならない。例えば境界部抽出のため、水平、
垂直の境界の他K、45″の境界。
コーナ部の抽出などを付加し、精度向上を図る必要があ
る。逆の観点から言えば、検査装置のハードウェア規模
の増大を招き、またバター/が複雑になれば、見逃し、
虚報の危険も増化することとなる。
る。逆の観点から言えば、検査装置のハードウェア規模
の増大を招き、またバター/が複雑になれば、見逃し、
虚報の危険も増化することとなる。
本発明の目的は上記した従来技術の課題を解決した比較
検査の方法を提供することにある。
検査の方法を提供することにある。
C発明の概要〕
検査対象となるパターンの1部を摘出して、その外周に
不感帯を設け、その不感帯で覆われた検査対象のパター
ンと、既に準備された参照パターンとを比較する。
不感帯を設け、その不感帯で覆われた検査対象のパター
ンと、既に準備された参照パターンとを比較する。
その結果、参照パターンに存在しないとされた検査パタ
ーンには欠陥があると判定することを特徴とする。
ーンには欠陥があると判定することを特徴とする。
本発明の一実施例の全体構成を第1図に示す。
第1図において、1は撮像装置であり、2は1からの映
像信号を2値化する2値化回路であり、3,4は各々パ
ターン境界部分のうちパターン内、外を不感帯として抽
出する不感帯設定回路であり、5,6.7はそれぞれ2
の出力である検査パターン3,4の出力である不感帯パ
ターンより局部パターンを切出す局部パターン抽出回路
である。8は設計パターンメモリであり、2値パターン
として設計パターンを記憶しており1の撮像装置の走査
に同期して撮像している対象の設計パターンを出力する
。9は8の出力より局部パターンを切出す局部パターン
抽出回路である。10は5,6,7.9で抽出した局部
パターンより欠陥を抽出する欠陥抽出回路であり、11
は欠陥信号である。第2図IC3,4,5,6,7のパ
ターン境界部抽出のため拡大、縮小を用い、検査判定の
ため、5゛×5画素の局部領域を用いる場合の具体的構
成を示す。
像信号を2値化する2値化回路であり、3,4は各々パ
ターン境界部分のうちパターン内、外を不感帯として抽
出する不感帯設定回路であり、5,6.7はそれぞれ2
の出力である検査パターン3,4の出力である不感帯パ
ターンより局部パターンを切出す局部パターン抽出回路
である。8は設計パターンメモリであり、2値パターン
として設計パターンを記憶しており1の撮像装置の走査
に同期して撮像している対象の設計パターンを出力する
。9は8の出力より局部パターンを切出す局部パターン
抽出回路である。10は5,6,7.9で抽出した局部
パターンより欠陥を抽出する欠陥抽出回路であり、11
は欠陥信号である。第2図IC3,4,5,6,7のパ
ターン境界部抽出のため拡大、縮小を用い、検査判定の
ため、5゛×5画素の局部領域を用いる場合の具体的構
成を示す。
第2図において、12は2(第1図)の出力である2値
信号であり、12は走査線の長さに相当するシフトレジ
スタ3本より構成されるシフトレジスタ群13ヲ介し、
シリアルインパラレルアウトのシフトレジスタで構成さ
れる6×3の局部メモリ14へ入力される。14の3×
3の出カバ15の論理積回路、16の論理和回路に入力
される。このような構成をとると、15は2値信号12
に対し、1画素だけ縮小したパターン信号を出力し、1
6は1画素だけ拡大したパターン信号を出力する。よっ
て、14の中央の画素と15.16の出力を17.18
の排他的論理和回路へ入力することにより、 17.
18はパターンの境界部分のうち各々、パターン内、パ
ターン外の1画素において、°1°となる不感帯信号を
出力する。次に検査パターンおよび不感帯パターンよす
、5×5画素の局部領域を切出す構成について説明する
。
信号であり、12は走査線の長さに相当するシフトレジ
スタ3本より構成されるシフトレジスタ群13ヲ介し、
シリアルインパラレルアウトのシフトレジスタで構成さ
れる6×3の局部メモリ14へ入力される。14の3×
3の出カバ15の論理積回路、16の論理和回路に入力
される。このような構成をとると、15は2値信号12
に対し、1画素だけ縮小したパターン信号を出力し、1
6は1画素だけ拡大したパターン信号を出力する。よっ
て、14の中央の画素と15.16の出力を17.18
の排他的論理和回路へ入力することにより、 17.
18はパターンの境界部分のうち各々、パターン内、パ
ターン外の1画素において、°1°となる不感帯信号を
出力する。次に検査パターンおよび不感帯パターンよす
、5×5画素の局部領域を切出す構成について説明する
。
14の3×3画素の局部メモリの中央の画素および17
.18の出力は、各々、長さが走査線の長さに相当する
シフトレジスタ5本より構成されるシフトレジスタ群1
?、2o、21を介し、シリアルインパラレルアウトの
シフトレジスタで構成される5×5の局部メモリ22.
23.24へ入力される。
.18の出力は、各々、長さが走査線の長さに相当する
シフトレジスタ5本より構成されるシフトレジスタ群1
?、2o、21を介し、シリアルインパラレルアウトの
シフトレジスタで構成される5×5の局部メモリ22.
23.24へ入力される。
このような構成をとると、22.25.24 Kは逐次
検査パターンの5×5画素、パターン内の不感帯パター
ンの5×5画素、パターン外の不感帯パターンの5×5
画素が入力されていくことになる。なお、ここで、第3
図忙シフトレジスタ群の具体的構成を示す。25が入力
であり、26,1゜26.2・・・・・・・・・26.
ルが4本のシフトレジスタで構成されるシフトレジスタ
群の出力である。
検査パターンの5×5画素、パターン内の不感帯パター
ンの5×5画素、パターン外の不感帯パターンの5×5
画素が入力されていくことになる。なお、ここで、第3
図忙シフトレジスタ群の具体的構成を示す。25が入力
であり、26,1゜26.2・・・・・・・・・26.
ルが4本のシフトレジスタで構成されるシフトレジスタ
群の出力である。
第4図に参照パターンである設計パターンより局部領域
を切り出す具体的構成を示す。一般に検査パターンと参
照パターンの間には位置ずれがあるので、22に切出さ
れた検査パターンに相当する局部パターンを設計パター
ンより抽出するKは、位置ずれ分だけ広く局部パターン
を切出し、その中に検査パターンに相当する部分が存在
するようにする。第4図では位置ずれの発生が、水平、
垂直方向に±1画素の可能性があるとし、具体的構成を
示している。
を切り出す具体的構成を示す。一般に検査パターンと参
照パターンの間には位置ずれがあるので、22に切出さ
れた検査パターンに相当する局部パターンを設計パター
ンより抽出するKは、位置ずれ分だけ広く局部パターン
を切出し、その中に検査パターンに相当する部分が存在
するようにする。第4図では位置ずれの発生が、水平、
垂直方向に±1画素の可能性があるとし、具体的構成を
示している。
22.23.24 (第2図)K切出される局部パター
ンは5×5であり、この5×5が水平、垂直方向忙±1
画素ずれるとすれば、設計パターンから7×7画素の局
部パターンを切出せばよい。
ンは5×5であり、この5×5が水平、垂直方向忙±1
画素ずれるとすれば、設計パターンから7×7画素の局
部パターンを切出せばよい。
第4図において、27は設計パターン信号であり28の
走査線の長さに相当するシフトレジスタ7本より構成さ
れるシフトレジスタ群28を介し、7×7の局部メモリ
29へ入力される。また、ここで29の中心画素d44
と22(第2図)の中心画素α、3は位置ずれかないと
き、検査パターンと参照パターンにおいて同一の位置を
示すように。
走査線の長さに相当するシフトレジスタ7本より構成さ
れるシフトレジスタ群28を介し、7×7の局部メモリ
29へ入力される。また、ここで29の中心画素d44
と22(第2図)の中心画素α、3は位置ずれかないと
き、検査パターンと参照パターンにおいて同一の位置を
示すように。
8の設計パターンメモリは1の撮像装置に同期して読出
されているものとする。
されているものとする。
局部メモリ22,25,24.29に切出された局部パ
ターンから欠陥判定する欠陥抽出回路10の具体的構成
を第5図に示す。第5図においてa@) 。
ターンから欠陥判定する欠陥抽出回路10の具体的構成
を第5図に示す。第5図においてa@) 。
b 2. 、 01 j (L ”” 1
〜5 、 )° ■ 1〜5 ) は 22゜2
3.24の各画素の出力を表わし、’i+lj+k(i
= 1 〜5 、 j = 1 〜5
、 l = 0 〜2 、 k −0〜
2は29の各画素の出力を表わす。各i、jに対し、
t、hを0〜2へ変化させ、第5図に示すように6 L
Jと’i+lj+kを排他的論理和回路30へ入力す
ると、30は220局部パターンを29の局部パターン
上で動かし、各画素ととに排他的論理をとったときの、
各画素ごとの出力を出力することになる。よって、不感
帯パターンの局部パターン25.24の各画素を否定回
路31.32を介した後、論理積回路33.34へ入力
し、30の出力をゲートすることにより、53.34の
出力には不感帯パターンを無視した不一致信号が出力さ
れる。
〜5 、 )° ■ 1〜5 ) は 22゜2
3.24の各画素の出力を表わし、’i+lj+k(i
= 1 〜5 、 j = 1 〜5
、 l = 0 〜2 、 k −0〜
2は29の各画素の出力を表わす。各i、jに対し、
t、hを0〜2へ変化させ、第5図に示すように6 L
Jと’i+lj+kを排他的論理和回路30へ入力す
ると、30は220局部パターンを29の局部パターン
上で動かし、各画素ととに排他的論理をとったときの、
各画素ごとの出力を出力することになる。よって、不感
帯パターンの局部パターン25.24の各画素を否定回
路31.32を介した後、論理積回路33.34へ入力
し、30の出力をゲートすることにより、53.34の
出力には不感帯パターンを無視した不一致信号が出力さ
れる。
33、34の出力はt、hの値ごと忙論理和口路35゜
36によりi、jを1〜5変化させたときの論理和がと
られ、55.56の出力は論理積回路37.38を介し
、論理和回路39を入力され、欠陥信号11を出力する
。このような構成をとると、35および56の各論理和
回路の出力Elk 、 Fibは検査バター/と設計パ
ター7の位置ずれが水平方向ノー1.垂直方向A−1の
ときの検査パターン)ト設計パターンの5×5画素の局
部領域での不一致の有無を、パターンの内および外1画
素を不感帯として抽出したものに他ならず、37.38
の出力は不一致が無いものが1つでもあれば。
36によりi、jを1〜5変化させたときの論理和がと
られ、55.56の出力は論理積回路37.38を介し
、論理和回路39を入力され、欠陥信号11を出力する
。このような構成をとると、35および56の各論理和
回路の出力Elk 、 Fibは検査バター/と設計パ
ター7の位置ずれが水平方向ノー1.垂直方向A−1の
ときの検査パターン)ト設計パターンの5×5画素の局
部領域での不一致の有無を、パターンの内および外1画
素を不感帯として抽出したものに他ならず、37.38
の出力は不一致が無いものが1つでもあれば。
出力を”0°とし、全て不一致であれば出力を@1°と
する。よって39はパターンの内および外の1画素を不
感帯とし、両者の場合ともに不一致がなければ、出方を
°Q e、すなわち欠陥なしどちらかに1つでも不一致
があれば、出方を”1°、すなわち欠陥有とするもので
ある。
する。よって39はパターンの内および外の1画素を不
感帯とし、両者の場合ともに不一致がなければ、出方を
°Q e、すなわち欠陥なしどちらかに1つでも不一致
があれば、出方を”1°、すなわち欠陥有とするもので
ある。
本発明の動作例として、第6図に示すような検査パター
ンと設計パターンに対し適用した場合を考え、(α)
、 (A) e (c) 、(d) 、 (#) 、C
f) 、 (y)で示す局部領域で、22.23.24
の局部パターン形状ノようになるかを第7図に示す、第
6図、第7図からも明らかなように、本発明によれば、
(j) 、 (d)(1) 、 (f)、 (y)を
欠陥と抽出し、量子化誤差と考えラレる(−) 、 (
1)は欠陥としない。
ンと設計パターンに対し適用した場合を考え、(α)
、 (A) e (c) 、(d) 、 (#) 、C
f) 、 (y)で示す局部領域で、22.23.24
の局部パターン形状ノようになるかを第7図に示す、第
6図、第7図からも明らかなように、本発明によれば、
(j) 、 (d)(1) 、 (f)、 (y)を
欠陥と抽出し、量子化誤差と考えラレる(−) 、 (
1)は欠陥としない。
また、以上の説明では参照パターンとして設計パターン
を用いているが、検査パターンと同一形状を有する対象
を撮像して、参照パターンとしても、本発明を適用でき
るのは明らかである。
を用いているが、検査パターンと同一形状を有する対象
を撮像して、参照パターンとしても、本発明を適用でき
るのは明らかである。
〔発明の効果〕 ゝ
本発明によれば、検査対象のパターン形状が複雑化して
も、同一の判定法忙より欠陥を抽出することが可能であ
る。
も、同一の判定法忙より欠陥を抽出することが可能であ
る。
この効果を従来技術である特徴比較法と比べてみる。直
交するパターン形状のみを有するパターン検査を考える
。第8図に%徴比較法でパターン検査を行うとき、必要
となる特徴抽出器の例を示す。この場合、2画素以上の
パターンの凹凸は量子化誤差(1画素の凹凸)とみなせ
逢いため、欠陥としなければならない。このため、第8
図(、)に示すような境界検出のオペレータが必要とな
る。このオペレータを逐次検査パターンと参照パターン
上を動かし、a1=α、かつ4.−4. かつαx”i
jt が成立するとき、境界(水平方向)が存在する
とするのが、このオペレー漬の機能であり、第8図(、
)に示すような2画素以上の凹凸は、検査パターン(実
線)と参照パターン(破線)の両者でこのオペレータを
動作させることにより、一方でのみ境界が抽出されるの
で欠陥として判定できる。ここでは水平方向の境界抽出
のオペレータを示したが、90″回転した垂直方向の境
界抽出のオペレータも同機に必要である。
交するパターン形状のみを有するパターン検査を考える
。第8図に%徴比較法でパターン検査を行うとき、必要
となる特徴抽出器の例を示す。この場合、2画素以上の
パターンの凹凸は量子化誤差(1画素の凹凸)とみなせ
逢いため、欠陥としなければならない。このため、第8
図(、)に示すような境界検出のオペレータが必要とな
る。このオペレータを逐次検査パターンと参照パターン
上を動かし、a1=α、かつ4.−4. かつαx”i
jt が成立するとき、境界(水平方向)が存在する
とするのが、このオペレー漬の機能であり、第8図(、
)に示すような2画素以上の凹凸は、検査パターン(実
線)と参照パターン(破線)の両者でこのオペレータを
動作させることにより、一方でのみ境界が抽出されるの
で欠陥として判定できる。ここでは水平方向の境界抽出
のオペレータを示したが、90″回転した垂直方向の境
界抽出のオペレータも同機に必要である。
しかし、第8図(A)に示すような1画素の孤立欠陥は
このオペレータでは見逃してしまう。そこで、第8図(
b) K示すような微小検出のオペレータが必要となる
。このオペレータはα、−G。
このオペレータでは見逃してしまう。そこで、第8図(
b) K示すような微小検出のオペレータが必要となる
。このオペレータはα、−G。
−4m 4.−b2 ”” bBであるとき、eLls
cI あるいはα1−c、あるいはα、 −〇、
が成立するとき微小部分が存在するとするものである。
cI あるいはα1−c、あるいはα、 −〇、
が成立するとき微小部分が存在するとするものである。
このオペレータにより第8図<b>のような1画素の孤
立欠陥は検査パタニン、参照パターンのうち一方にしか
微小部が検出されないので欠陥と判定される。しかし、
第8図(1)のような境界近傍の1画素幅の欠陥を考え
ると、検査パターンと参照パターンの位置合せ誤差を考
えれば、垂直方向の境界抽出では、両パターンとも垂直
方向の境界が存在し、欠陥を抽出できない。そこで、第
8図(b)を90°回転した、第8図(1)に示すよう
危機小検出のオペレータが必要となる。同様に位置合せ
誤差を考えれば、第8図(d)に示すようにコーナ近傍
の凹凸も検出できない。第8図(d)の場合、欠陥は水
平方向の境界が有ると検出されるが、近傍にコーナ部が
あるため、両パターンとも同じ境界が抽出され、欠陥と
みなせない。
立欠陥は検査パタニン、参照パターンのうち一方にしか
微小部が検出されないので欠陥と判定される。しかし、
第8図(1)のような境界近傍の1画素幅の欠陥を考え
ると、検査パターンと参照パターンの位置合せ誤差を考
えれば、垂直方向の境界抽出では、両パターンとも垂直
方向の境界が存在し、欠陥を抽出できない。そこで、第
8図(b)を90°回転した、第8図(1)に示すよう
危機小検出のオペレータが必要となる。同様に位置合せ
誤差を考えれば、第8図(d)に示すようにコーナ近傍
の凹凸も検出できない。第8図(d)の場合、欠陥は水
平方向の境界が有ると検出されるが、近傍にコーナ部が
あるため、両パターンとも同じ境界が抽出され、欠陥と
みなせない。
そこで、第8図(d)に示すようなコーナ検出のオペレ
ータが必要となる。このオペレータはα。
ータが必要となる。このオペレータはα。
−a2sllα3m1g4寓a5− eL@ −eLl
かつA、−b、”−A。
かつA、−b、”−A。
−b4かつαl’ih+のとき、コーナが有るとするも
のである。このオペレータによれば、第8図(d)の場
合、一方のパターンにのみコーナが検出されるため、欠
陥として判定できる。コーナの種類としては4種類ある
ので、4つのオペレータが必要となる。以上のように従
来技術の特徴比較法によれば、2+2+4w8通りの特
徴オペレータが必要であり、検査パターンと参照パター
ンの両者に特徴抽出回路を設けるため、16回路が必要
となる。第8図ではパターン形状が直交する場合に限定
しているが、パターン形状が複雑に々れば、必要となる
ハード規模は美大となる。一方、本発明の方式によれば
、パターン形状が複雑化しても、同じ回路構成で欠陥判
定できる効果がある。
のである。このオペレータによれば、第8図(d)の場
合、一方のパターンにのみコーナが検出されるため、欠
陥として判定できる。コーナの種類としては4種類ある
ので、4つのオペレータが必要となる。以上のように従
来技術の特徴比較法によれば、2+2+4w8通りの特
徴オペレータが必要であり、検査パターンと参照パター
ンの両者に特徴抽出回路を設けるため、16回路が必要
となる。第8図ではパターン形状が直交する場合に限定
しているが、パターン形状が複雑に々れば、必要となる
ハード規模は美大となる。一方、本発明の方式によれば
、パターン形状が複雑化しても、同じ回路構成で欠陥判
定できる効果がある。
第1図は全体構成図、第2図は検査パターン不感帯パタ
ーンの局部領域切出しを説明する図第3図はシフトレジ
スタ群の構成を説明する図第4図は設計パターンの局部
領域切出しを説明する図、第5図は欠陥抽出回路の具体
的構成。
ーンの局部領域切出しを説明する図第3図はシフトレジ
スタ群の構成を説明する図第4図は設計パターンの局部
領域切出しを説明する図、第5図は欠陥抽出回路の具体
的構成。
Claims (1)
- 1、撮像装置からの映像信号を2値化して得られる検査
パターンより、逐次局部領域を切出し、該局部領域の局
部パターンの境界部分を不感帯とする手段を設け、欠陥
がないときの検査パターンと同一形状を有する参照パタ
ーンを撮像装置の走査に同期して読み出し、位置ずれ許
容範囲内で、該局部領域と同じ大きさの局部パターンを
抽出する手段を設け、検査パターンの局部パターンと参
照パターンより得られる複数の局部パターンとの間に、
上記の不感帯を除き、不一致が存在しないパターンの組
合せが存在するとき、欠陥なしとしそれ以外のとき、欠
陥ありとするパターン検査方式。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60076389A JP2602201B2 (ja) | 1985-04-12 | 1985-04-12 | 被検査パターンの欠陥検査方法 |
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DE19863612233 DE3612233A1 (de) | 1985-04-12 | 1986-04-11 | Musterpruefverfahren |
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