JPS63168788A - パタ−ン比較検査装置 - Google Patents

パタ−ン比較検査装置

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JPS63168788A
JPS63168788A JP62001298A JP129887A JPS63168788A JP S63168788 A JPS63168788 A JP S63168788A JP 62001298 A JP62001298 A JP 62001298A JP 129887 A JP129887 A JP 129887A JP S63168788 A JPS63168788 A JP S63168788A
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JP
Japan
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pattern
density distribution
circuit
image
horizontal
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JP62001298A
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Inventor
Hiroyuki Terai
弘幸 寺井
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はパターン比較検査装置、竹に、同一パターンの
くり返しからなる例えば、半導体ウェハのパターンやパ
ターン形成用のマスク、例えばプリント基板を撮像し、
その画像を取り込み比較検査を行うパターン比較検査装
置に関する。
〔従来の技術〕 便米の技術としては特開昭58−145139号公報に
示されているように半導体回路等のパターンの比較検査
方法がある。従来のパターンの比較検査方法では2つの
画像検出器を同一パターンをもつチップの幅のli数倍
の間隔に固定する部分と、2つの検出器から得られる画
像を比較する部分と、比較した画像より欠陥を検出する
ステップを含んで構成される。
次に従来の半導体回wlr等のパターンの比較検査方法
について図面を参照して詳細に説明する。
第3図は従来の半導体回路等のパターンの比較検査方法
を説明するブロック図である。
検食力法はまずウェハ101をウェハ回転装置110に
固定し、次に画像検出器102aおよび102bの間隔
をアップの画像検出器並び方向の幅の整数倍にする。以
下、画像検出器並び方向をX方向、X75向と直角方向
をY方向とする。次にウェハ回転装置110でウェハ1
01を微小回転させ、画像検出器]02aおよび】02
bでそれぞれ異なるチップの同一か所のパターン像を拡
大して検出できるように画像表示装置109aおよび】
09b用いて調整する。次にウェハ】0】をXおよびY
方向に微動ステージ106で送りながらY方向に短資し
て画像検出器102aおよび102bの出力を比較回路
103で比較し、欠陥検出回路104で画像の不一致部
分から欠陥を検出し、制岬装置107から出力される微
動ステージ106の位置情報にもとづいて欠陥位置を欠
陥記憶装置105aに記t#させる。次に前ステップで
比較できなかったチップを補うためにウェハ回転装置1
10によシクエハ101を90 回転させ同様に欠陥を
105bに記憶させる。各欠陥はマイコン111によっ
て欠陥判定処理を行いメモリ112に記憶され、また画
像出力装置1】3によって表示される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述した従来の半導体回路等のパターンの比較慎資力法
では比較する2つの同一部分の画像を得るために、2台
の画像検出器の間隔が9エノ・のチ、グーの整数倍にな
るよう検出器微動装置を用いて移動させていた。このた
め画像間の位置決めは検出器微動装置の微調整が必要で
ありまた、位置決め精度は機械的精度に依存しており位
置決め精度以下の欠陥を比較検査する場合、画像間位置
ずれが生じ、目的とする比較検査が出来ないという欠点
があった。
〔問題点を解決するための手段〕
本考案のパターン比較検査装置は、 光電変換スキャナで走査して読み出したパターンの画像
信号を多値レベルのディジタル画像に変換するためのA
/D変換回路と、 前記ディジタル画像を標準パターンまたは被恢査パター
ンに分類する画像分岐回路と、 前記画像分岐回路において標準パターンとして出力され
た該ディジタル画像を記憶するための標準画像メモリ回
路と、前記標準パターンの垂直方向の平均濃度分布を求
める標準パターン垂直#、匿分布)朱出回路と、 前記算出された濃度分布を記憶しておくための標準パタ
ーン垂直製置分布記憶回路と、該標準パタ−ンの水平方
向の平均濃度分布を求める標準パターン水平!1度分布
算出回路と、前記算出された濃度分布を記憶しておくた
めの標準パターン水平濃度分布記憶回路と、 該入力画像切換回路において被検前パターンとして出力
された該ディジタル画像を記憶するための被検査画像メ
モリ回路と、該被検査パターンの垂直方向の平均s贋分
布を求める被検査バターy垂直濃度分布算出回路と、前
記算出された濃度分布を記憶しておくための被検査パタ
ーン垂直濃度分布記憶回路と、該被恢査パターンの水平
方向の平均rii分布を求める被検前パターン水平濃度
分布算出回路と、 前記算出された濃度分布を記憶しておく被検査パターン
水平濃度分布算出回路と。
該標準パターン垂直濃度分布記憶回路内の濃度分布を基
準とした該被検査パターン垂直濃度分布記憶回路内の濃
度分布の位相ずれを相関関数を用いて求める垂直ずれ量
算出回路と、 該標準パターン水平濃度分布記憶回路内の濃度分布を基
準とした該扱検査パターン水平#度分布記ti回路内の
張度分布の位相ずれを相関関数を用いて求める水平ずれ
量算出回路と、 該被検青画像メモリ回路に記憶された被検査パターンを
前記水平ずれ量算出回路によって求めたずれ量だけ水平
にン7トさせる画像水平77ト回路と、前記水平にシフ
トされた画像を該垂直ずれ量算出回路で求めたずれ量だ
け垂直に77トする画像垂直77ト回路と、前記垂直及
び水平にシフトされた画像と該標準画像メモリ回路に記
憶された標準パターンとの差画像を求める画1家比較回
路と、前記差画像から欠陥を検出する欠陥検出回路とを
含んで構成される。
〔実施例〕
次に、本発明の実施例について、図面を参照して詳細に
説明する。
本発明のパターン比較検査装置は、比較する2つの画像
を入力する部分と入力した画像の位置合せを行う部分と
位置合せ後、比較検査を行う部分とを含んで構成される
第1図は、本発明の一実施例を示すブロック図である。
光iffff中ャナ1で走査して読み出したパターンの
画像信号aはA/D変換回j12!r2によシ、多値レ
ベルのディジタル画像すに変換される。以下ディジタル
画像において主走f線方向を水平方向水平方向と直角方
向を垂直方向とする。
前記ディジタル画像すは画像分岐回路3に入力され、標
準パターンCまたは被検査パターンdに分類され出力さ
れる。
標準パターンCは、比較検査を行う場合に基準となるパ
ターンを撮像した場合に出力される画像信号であり、被
検前パターンdは、実際に検査を行うパターンを撮像し
た場合に出力される画像信号である。
前記標準パターンCは標準画像メモリ回路4aに記憶さ
れる。また標準パターンCは、標準パターン用の垂直濃
度分布算出回路5aに入力され、水平方向について濃度
の平均値を算出し、垂直方向の濃度分布信号eとして垂
直濃度分布記憶回路6aに記憶される。同様に標準パタ
ーンCは水平a度分布算出回路7aに入力され垂直力同
圧ついて濃度の平均値を算出し、水平方向の濃度分布信
号fとして水平濃度分布記憶回路8aに記憶される。−
万、前記画像分岐回路3で出力された被検査パターンd
は、被検青画像メモリ回路9に記憶される。また前記被
検前パターンdは被検査パターン用の垂直濃度分布算出
回路5bに入力され、水平方向について濃度の平均値を
算出し、垂直方向の濃度分布信号e′として垂直濃度分
布記憶回路6blC記憶される。同様に被検前パターン
用の水平鎖酸分布算出回路7bにも入力され、垂直方向
についてa度の平均値を算出し、水平方向の濃度分布信
号f′として、水平8%反分布記憶回路8bに記憶され
る。
垂直ずれ墓算出lol路9では前記標準パターンによる
垂直濃度分布記憶回路gを基準とし、前記被検査パター
ンによる垂直濃度分布記憶信号g′の位置を順次ずらし
て相互相関係数を算出し、最大となった時の位置のずれ
量を垂直ずれ量iとして算出する。相互相関係数に関し
ては後に詳細に述べる。また水平ずれ電昇出回路】0で
は前述と同様に、前記標準パターンによる水平α度分布
記1;ば信号りを基準とし、被検査パターンの水平濃度
分布記憶信号h′の位置のずれ量を相互相関関数を用い
て求め、水平ずれjtjとして出力する。
画像水平シフト回路11では、該被検査画像メモリ回g
4bに記tl!された記憶被検前パターンkを前記水平
ずれffjO値だけ水平力向に77トさせ、水平77ト
画像lとして出力する。前記水平ン7ト画像lは、画像
垂直77ト回路12において、前記垂直ずれ′Itiの
値だけ垂直方向に77トされ、位置袖正済検査パターン
mとして出力される。前記出力された位置補正所検食パ
ターンmと該標準画像メモリ回路4aに記憶された記憶
標準バター/nは、比較回路13において比較され差画
像0が算出される。sij記差両差画像0陥検出回路1
4によって画像の不一致部分として欠陥信号pが検出さ
れる。
第2図(a)〜(C)は該水平濃度分布よ#)該水平ず
れ量を求める方法について詳細に説明するための動作説
明図である。
第2図(a)は該A/D変換回路2よシ該画像分岐回路
3を通して得られた標準パターン15及び被検肴パター
ン16と、これらのパターンから前述した濃度分布算出
回路8a、8bによりて垂直方向について濃度の平均値
を求め水平方向の濃度分布17a、17bを示した図で
ある。
第2図(b)は同図(a)の酸度分布17a、17bを
重ねて表わしたものである。両刀とも同一パターンから
得られた前記平均値による濃度分布であるから波形とし
てはほぼ同一の形をしている。位置すれとして、ずれ重
τa18が2つの分布波形の間にあり、これが、比較す
るパターンを重ね合わせた場合の位置ずれの量として現
われる。
第2図(C)は標準パターン15による濃度分布17a
を基準として、濃度分布17bとの相互相関関数を示し
たものである。
但し  fS:標準パターン温度分布の平均値fi:被
検査パターン濃度分布の平均値fs:標準パターン濃度
分布信号 fi:被検前パターン濃度分布信号 この相互相関関数Cs1(τ)において、τの値を変化
させて最大となる位置τm19は、2つのパターンのず
れ量τaと等しいものとして算出される。垂直方向に対
しても同様に行い、垂直方向及び水平方向の画像のずれ
量を求めることができる。
〔発明の効果J 本発明のパターン比較検査装置では、比較する2つのパ
ターンの位置ずれの補正を取シ込んだ2つの画像間で行
っているため、比較するパターンを読み込む装置のパタ
ーンに対する位置がずれた場合や、前記装置の位置決め
機構の機械的梢就以下の細かなパターンの場合でも、比
較パターンの重み合せの位置ずれを補正して、定位置で
の比較検査が可能であるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一笑雄側を示すブロック図、第2図(
尋〜(C)は@1図に示すパターン比較検査装置のずれ
量算出回路でのずれ量を求める方法の動作説明図、第3
図は従来の一例を示すブロック図である。 1・・・・・・光電変換スキャナー、2・・・・・A/
D変換回路、3・・・・・画像分岐回路、4a・・・・
・・標準画像メモリ回路、4b・・・・・・被検査画像
メモリ回路、5a。 5b・・・・・・垂直濃度分布算出回路、6a、6b・
・・・・・垂直濃度分布記憶回路、7a、7b・・・・
・・水平濃度分布算出回路、ga、gb・・・・・・水
平!1度分布記憶回路、9・・・・・・垂直ずれ電算出
回路、10・・・・・・水平ずれ量算出回路、11・・
・・・・画像水平シフト回路、12・・・・・・画像垂
直77ト回路、13・・・・・・比較回路、14・・・
・・・欠陥検出回路、 a・・・・・・パターンの画像信号、b・・・・・・多
値のディジタル画像、C・・・・・・標準パターン、d
・・・・・・被検査パターン、e、e’・・・・・・垂
直方向の濃度分布信号、f、f’・・・・・・水平方向
の濃度分布信号、g、g’・・・・・・垂直濃度分布記
憶信号、h、h’・・・・・・水平濃要分布記憶信号、
i・・・・・・垂直ずれ量、j・・・・・・水平ずれ量
、k・・・・・・記憶被検査パターン、l・・・・・・
水平ンフト画像、In・・・・・・位置補正済検食パタ
ーン、n・・・・・・記憶標準パターン、0・・・・・
・差画像、p・・・・・・欠陥信号、15・・・・・・
標準パターン、16・・・・・・被検査パグーノ、17
a、17b・・・・・・水平a度分布、18・・・・・
ずれ量τa119・・・・・・最大位置τm101 ・
・・・・クエーハ、]02a、102b・・・・・・画
像検出器、103・・・・・・比較回路、104・・・
・・・欠陥検出回路、105a、105b・・・・・・
欠陥記憶装置、106・・・・・・微動ステージ、】0
7・・・・・・制御装置、108・・・・・・微動ステ
ージ駆動装置、109a。 】09b・・・・・・画像表示装置、110・・・・・
・クエーノ・回転装置、】】1・・・・・・マイコン、
】12・・・・・・メモ15#ΔIYグーン     
      μ籾ダ〔)Vブ′ン粟 2 阿

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 光電変換スキャナで走査して読み出したパターンの画像
    信号を多値レベルのディジタル画像に変換するためのA
    /D変換回路と、 前記ディジタル画像を標準パターンまたは被検査パター
    ンに分類する画像分岐回路と、 前記画像分岐回路において標準パターンとして出力され
    た該ディジタル画像を記憶するための標準画像メモリ回
    路と、前記標準パターンの垂直方向の平均濃度分布を求
    める標準パターン垂直濃度分布算出回路と、 前記算出された濃度分布を記憶しておくための標準パタ
    ーン垂直濃度分布記憶回路と、該標準パターンの水平方
    向の平均濃度分布を求める標準パターン水平濃度分布算
    出回路と、前記算出された濃度分布を記憶しておくため
    の標準パターン水平濃度分布記憶回路と、 該入力画像切換回路において被検査パターンとして出力
    された該ディジタル画像を記憶するための被検査画像メ
    モリ回路と、該被検査パターンの垂直方向の平均濃度分
    布を求める被検査パターン垂直濃度分布算出回路と、前
    記算出された濃度分布を記憶しておくための被検査パタ
    ーン垂直濃度分布記憶回路と、該被検査パターンの水平
    方向の平均濃度分布を求める被検査パターン水平濃度分
    布算出回路と、 前記算出された濃度分布を記憶しておく被検査パターン
    水平濃度分布算出回路と、 該標準パターン垂直濃度分布記憶回路内の濃度分布を基
    準とした該被検査パターン垂直濃度分布記憶回路内の濃
    度分布の位相ずれを相関関数を用いて求める垂直ずれ量
    算出回路と、 該標準パターン水平濃度分布記憶回路内の濃度分布を基
    準とした該被検査パターン水平濃度分布記憶回路内の濃
    度分布の位相ずれを相関関数を用いて求める水平ずれ量
    算出回路と、 該被検査画像メモリ回路に記憶された被検査パターンを
    前記水平ずれ量算出回路によって求めたずれ量だけ水平
    にシフトさせる画像水平シフト回路と、前記水平にシフ
    トされた画像を該垂直ずれ量算出回路で求めたずれ量だ
    け垂直にシフトする画像垂直シフト回路と、前記垂直及
    び水平にシフトされた画像と該標準画像メモリ回路に記
    憶された標準パターンとの差画像を求める画像比較回路
    と、前記差画像から欠陥を検出する欠陥検出回路とを含
    むことを特徴とするパターン比較検査装置。
JP62001298A 1987-01-06 1987-01-06 パタ−ン比較検査装置 Pending JPS63168788A (ja)

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