KR100268147B1 - 패턴 검사방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

적절하고 정확하게 결함검출이 가능한 페턴검사방법을 제공한다. 피검사패턴을 가지는 피검사화상(I1)과 표준화상(Io1)을 겹치게 하고, 화소마다 배타적논리합을 구하고, 이 배타적논리합을 화소치로서 가지는 상위화상(Ie1)을 얻는다. 상위화상(Ie1)상에 윈도우(W1)를 설정하고, 윈도우(W1)를 화소를 단위로 하여 상위화상 (Ie1)위를 주사시킨다. 윈도우(W1)의 각 위치에서 윈도우(W1)내의 화소의 화소치의 합(윈도우특징량)을 구하고, 이 값과 미리 설정된 판정기준치와 비교한다. 윈도우(W1)의 어느 하나의 위치에서 윈도우특징량이 판정기준치를 초과한 경우, 피검사화상(1)에는 결함이 존재하는 것으로 판정한다.

Description

패턴 검사방법 및 장치

제1도는 본 발명의 패턴 검사방법의 설명도.

제2도는 결함의 과잉검출 방지방법의 설명도.

제3도는 결함의 묵과(默過) 방지방법의 설명도.

제4도는 본 발명의 패턴 검사장치의 전체도.

제5도는 분할 요동(搖動)비교법의 설명도.

제6도는 비교검사부의 구성도.

제7도는 지연처리부의 구성도.

제8도는 지연처리부에서의 출력의 설명도.

제9도는 결함검출부의 구성도.

제10도는 결함검출 블록의 구성도.

제11도는 결함검출 블록에서의 처리내용의 설명도.

제12도는 결함검출 블록에서의 처리내용의 설명도.

제13도는 지연처리부의 구성도.

제14도는 결함검출 블록의 일부의 구성도.

제15도는 보정회로의 입출력 관계를 나타내는 도면.

제16도는 분할요동 비교법의 설명도.

제17도는 종래의 패턴 검사방법의 설명도.

제18도는 종래의 패턴 검사방법의 설명도.

제19도는 여러 가지 결함의 형상을 나타내는 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 패턴 검사 장치 2 : 촬상부

3 : 결함검출부 20 : 촬상 대상물

32 : 화상 메모리 100 : 비교검사부

113 : 에지정보생성회로 121 : 열가산기 (列加算器)

122 : 행가산기(行加算器) 123 : 비교기

125 : 보정회로 B : 결함검출블록

EOR : 배타논리합회로 I : 피검사 화상

Ip, lop : 화소치 I 'op : 에지정보

Io 표준화상 Ic : 상위 (相違)화상

W : 윈도우 sum : 윈도우 특징량

th : 판정기준치

본 발명은 프린트 기판. Ic의 리드프레임, 반도체 기판이나 액정 판넬용 유리기판 등의 제조공정에 사용되는 포토마스크 패턴 등의 패턴 검사에 관한 것으로서, 특히, 검사대상의 화상과 기준으로 되는 표준 화상을 화소 단위로 하여 비교해서 검사를 하는 패턴검사에 관한 것이다.

프린트 기판 등에 형성된 패턴의 결함을 검사하는 방법으로서, 검사대상인 패턴을 피검사화상으로서 모으고, 미리 준비되어 있는 표준 패턴을 가지는 표준화상과 비교하여 패턴의 결함을 검사하는 비교검사법(패턴매칭법)이 알려져 있다.

비교검사법에서는 피검사화상과 표준화상을 겹치게 함으로써 각각의 패턴의 차이를 찾아내는 것이 전제로 되어 있기 때문에, 검사대상물을 촬상(撮像)할 때 검사 대상물의 정확한 위치결정이 요구된다. 그러나, 검사 대상물에 비뚤어짐 등이 존재하면 양화상을 화상전체에 걸쳐 정확하게 겹치게 하는 것은 불가능하게 되고, 결함이라고 판정되지 않는 것까지 결함으로 검출해 버리게 된다. 특히, 검사대상물의 대형화나 패턴의 복잡화에 따라 정확한 결함의 검사가 곤란해진다.

이와 같은 문제를 해결하기 위해 분할요동비교법이 개발되어 있다. 일본 특허공고 평 6-21769호 공보에서는 이 분할요동비교법과 오퍼레이터를 사용한 패턴 검사방법을 병용하는 패턴검사방법이 개시되어 있다.

제16도는 분할요동비교법의 원리를 설명하는 단면도이다. 제16(a)도는 피검사화상(I)을 나타내고 있고, (pxq)개의 피검사구획화상(Is)으로 분할 되어 있다. 제16(b)도는 표준화상(Io)이고. 피검사구획화상(Isij)이 대응 하는 위치에 겹쳐진 상태를 나타내고 있다. 이 피검사구획화상(Isij)을 표준화상(Io)위에서 상하좌우로 화소를 단위로 하여 어떤 범위내에서 이동시 키면(제16(b) 동에서는 이동후의 위치의 예를 2개 파선으로 나타내고 있다), 어느 하나의 위치에서 피검사구획화상 (Isij)의 패턴과 표준화상(Io)의 패턴이 정확하게 겹쳐져 있는 것으로 판정할 수 있다. 따라서 어느 하나의 위치에서 결함이 검출되지 않으면, 이 피검사구획화상 (Isij)에는 결함이 존재하지 않는 것으로 판정할 수 있다.

이상이 분할요동비교법의 원리이다. 또한, 일본특허공고평 6-21769호 공보에서는 피검사구획화상(Isij)의 각 위치에서 오퍼레이터를 사용한 페턴검사 방법을 이용하여 결함의 검출을 행하고 있다.

제17도는 이 오레이터를 사용한 패턴 검사방법을 설명하는 도면이다. 제17 (a)도는 피검사화상(I)이고, 사선으로 나타난 영역이 결손(R1)을 가지는 피검사패턴을 나타낸다. 또한, 제17(b)도는 비교기준으로 되는 표준화상(Io)이고, 사선으로 나타나는 영역이 표준패턴을 나타낸다. 또, 이들의 패턴에 포함되는 화차의 화소치를 1로 하고, 그 외의 화소의 화소치는 0인 것으로 한다. 아들의 화상을 겹치게 하고, 화상의 겹쳐진 각각 화소의 배타적논리합을 화소치로서 갖는 화상(상위(相違)화상)(Ie)을 구하면 제17(c)도처럼 된다. 상위화상(Ie)중. 망사모양으로 된 영역(상위 패턴)(C)에 존재하는 화소의 화소치는 1이고, 그 외의 영역의 화소의 화소치는 0이다. 결국, 피검사화상(I)과 표준화상(Io)과의 패턴의 차이가 상위화상(le)상에 화소치가 1인 화소(이하, 「상위화소」 라 함)로서 나타난다.

여기서, 상위패턴(C)에 나타난 패턴의 차이가 3×3 화소분의 정사각형의 영역이상인 경우에 결함으로 판정하는(최소 검출결함 사이즈를 3×3 화소로 한다)것으로 하면, 제17(c)도에 나타난 3×3 화소분의 정사각형의 영역으로 이루어지는 오퍼레이터(OP)를 상위화상(Ie)상에 설정한다.

다음에, 오퍼레이터(OP)를, 화소를 단위로하여 상하좌우로 이동하여, 오퍼레이터(OP)의 각각의 위치에서 오퍼레이터(OP)내에 존재하는 화소의 화소치의 합을 구한다. 어느 하나의 위치에서 오퍼레이터(OP)내의 화소의 화소치의 합이 9(상위패턴(C)에 오퍼레이터(OP)가 완전하게 포함되는 상태)로 되는 경우, 피검사패턴에 결함이 존재하는 것으로 판정한다. 제17(c)도의 경우는 오퍼레이터(OP)가 상위패턴 (C)과 동일한 형상이기 때문에, 오퍼레이터(OP)가 상위패턴(C)과 일치할 때 결함이 존재하는 것으로 판정된다.

이상 설명한 분할요동 비교법과 오퍼레이터를 사용한 패턴 검사방법을 병용함으로써, 정밀한 위치맞춤을 하지 않고 검출하고자 하는 소망 크기의 결함을 검출할 수 있다.

그러나, 분할 요동비교법은 어느 하나의 양 화상의 겹침에 있어서 결함이 검출되지 않은 경우, 결함이 존재하지 않는 것으로 판정하기 때문에, 위치 어긋남에 의해 결함이 존재하지 않는 것으로 판정하는 경우, 즉 결함의 묵과가 있다.

이 결함의 묵과에 대해서 제18도를 참조하여 구체적으로 설명한다.

제18(a)도는 결손(R1')을 가지는 피검사화상( I )이고, 사선이 그어진 영역이 피검사패턴을 나타내고 있다. 제18(b)도는 표준화상(Io)이고, 제17(b)도와 같은 것이다. 제18(c)도는 양화상의 상위화상(Ie)이고, 망사모양으로 줄쳐진 영역(상위패턴) (C')이 상위화소를 나타내고 있다. 또, 도시된 바와 같이 제18(c)도는 제17(c)도와 비교하여 1화소분 피검사화상( I )이 표준화상(Ic)에 대해 왼쪽으로 어긋나 겹쳐져 있다.

이때, 제17(c)도과 같이 3×3 화소분의 정사각형의 오퍼레이터(OP)를 제18(c)도에 나타난 상위화상(Ie)위를 주사시키면, 상위패턴(C')에는 3×3 화소분의 정사각형의 영역이 존재하지 않기 때문에, 실제로는 피검사화상( I )의 패턴에는 결함이라고 판정되어야 할 결손(R1')이 존재하는데도 불구하고, 결함이 존재하지 않는다고 판정되어 진다.

이상으로부터, 이 예에 사용된 피검사화상(I)과 표준화상(le)에 분할요동 비교법과 오퍼레이터를 사용한 패턴검사방법을 병용하면, 제17(c)도의 상태에서는 결손(R1)이 결함으로서 검출되어 있는데도 불구하고, 제18(c)도의 상태에서는 결손(Rl')이 결함으로서 검출되지 않기 때문에, 제18(c)도의 상태가 정확하게 위치맞춤된 상태로 판정되고, 그 결과, 피검사화상(I)에는 결함이 존재하지 않는 것으로 판정되어 버린다.

또한, 상기 문제에 더하여, 오퍼레이터를 사용한 패턴검사방법에서는 오퍼레이터의 형상을 갖는 결함밖에 검출할 수 없다는 결점이 있다. 예컨대, 제19(a)도 및 제19(b)도에 나타난 상위화상(패턴외의 화소치 0의 화소의 표시는 생략)에서는 2×2 화소분의 정사각형의 오퍼레이터(OP')을 준비해도 상위 화소가 존재하는 영역(사선이 그어진 영역)에 오퍼레이터가 완전하게 포함되지는 않고, 오퍼레이터와 같은 면적(4 화소분)의 결함이 검출되지 않는다. 이와 같이, 실제로 검출하려는 결함에는 여러 가지 형상의 것이 있고, 이들의 결함을 검출하려는 경우는 각각의 결함의 형상에 대응된 여러 가지 형상의 오퍼레이터를 그때마다 사용할 필요가 있다. 따라서, 오퍼레이터를 사용한 패턴검사방법을 실용적으로 이용하기 위해서는 장치구성이 복잡화해 버린다는 문제가 있다.

이상과 같이, 분할 요동비교법에서는 결함을 묵과해 버린다는 문제가 있고, 결함묵과를 회피하기 위해 여러 가지 형상의 오퍼레이터를 사용한 패턴검사방법으로는 장치 구성이 복잡화해진다는 문제가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 장치구성의 복잡화를 동반하지 않고 결함을 적절하고 정확하게 검출할 수 있는 패턴검사방법 및 장치를 제공하는 것이다.

청구항 1의 발명은 피검사패턴을 가지는 피검사 화상과, 비교기준으로 되는 표준패턴을 가지는 표준화상을 화소단위로 비교함으로써, 상기 피검사패턴의 결함을 검출하는 패턴검사방법에 있어서, (a) 상기 피검사화상과 상기 표준화상을 화소단위로 상호 비교하여 상기 피검사화상과 상기 표준화상의 상위 부분을 화소단위의 상위 패턴으로서 표현한 상위화상을 생성하는 상위화상생성공정과, (b) 상기 상위화상을 소정 사이즈의 윈도우로 주사하는 윈도우주사공정과, (c) 상기 주사의 각각의 위치에 있어서, 상기 상위 패턴중 상기 윈도우내에 존재하는 부분의 화소수에 따른 윈도우 특징량을 구하는 연산공정과, (d) 상기 윈도우 특징량과 소정의 판정기준치를 비교하여 상기 피검사패턴에서의 결함의 유무를 판정하는 판정공정을 구비하며, 상기 연산공정이, (c1)상기 표준 패턴의 에지를 검출하는 공정과, (c2) 상기 에지에 대응하는 상기 상위화상의 화소에 대해 다른 화소보다 큰 가중보정을 행하면서 상기 화소수의 카운트를 행하여 상기 윈도우 특징량을 구하는 공정을 구비하고, 상기 판정기준치가 상기 윈도우의 사이즈에 대응하는 화소수의 ½에 상응한 값보다 작은 값으로 되어 있다.

청구항 3의 발명은, 청구항 1 기재의 패턴검사 방법에 있어서, 상기 연산공정이, (c1) 상기 표준패턴의 에지를 검출하는 공정과, (c2) 상기 에지에 대응하는 상기 상위화상의 화소에 대해 다른 화소보다 작은 가중보정을 해하면서 상기 화소수의 카운트를 행하여 상기 윈도우 특징량을 구하는 공정을 구비하고, 상기 판정기준치가 상기 윈도우의 사이즈에 대응하는 화소수의 ½에 상응한 값보다 큰 값으로 되어 있다.

청구항 4의 발명은 피검사패턴을 가지는 피검사화상과, 비교 기준으로 되는 표준 패턴을 가지는 표준 화상을 화소단위로 비교함으로써, 상기 피검사패턴의 결함을 검출하는 패턴검사장치에 있어서, (A) 상기 피검사화상을 입력하는 피검사화상 입력수단과, (B) 상기 표준화상을 입력하는 표준화상 입력수단과, (C) 상기 피검사 화상과 상기 표준화상의 배타적 논리합을 화소마다 구함으로써, 상기 피검사화상과 상기 표준화상의 상위 부분을 화소단위의 상위 패턴으로서 표현한 상위 화상을 생성하는 상위화상 생성수단과, (D) 상기 상위화상을 소정 사이즈의 윈도우로 주사하는 윈도우 주사수단과, (E) 상기 주사의 각각의 위치에서, 상기 상위패턴중 상기 윈도우내에 존재하는 부분의 화소수에 상응한 윈도우 특징량을 구하는 연산수단과, (F) 상기 윈도우 특징량과 소정의 판정기준치를 비교하여, 상기 피검사패턴에서의 결함의 유무를 판정하는 판정수단을 가지며, 상기 연산수단이, (E1) 상기 배타적 논리합을 구하는 각 화소가 상기 표준패턴의 에지에 대응하는 화소인지 아닌지의 에지정보를 생성하는 에지정보 생성수단과, (E2) 상기 에지정보에 의거하여 상기 배타적 논리합의 값을 보정하는 보정수단을 구비하고 있다.

[1. 패턴검사방법의 원리]

본 발명에 관한 패턴 검사장치의 구체적 구성을 설명하기 전에 우선, 본 발명에 관한 윈도우를 사용한 패턴검사방법의 기본원리에 대해 제1도를 참조하면서 설명한다.

제1(a)도는 검사대상의 패턴에서 얻어지는 피검사화상(I1)이고, 사선부가 결손(R11)과 결손(R12)을 가지는 검사대상인 피검사 패턴을 나타내고 있다. (b)는 기준으로 되는 표준화상(Io1)이고, 사선부가 표준패턴을 나타내고 있다. 이들의 화상을 미리 소정의 방법을 사용하여 겸치게 하고 상위화상(Ie1)을 구한 것이 (e)이고, 망사보양부가 상위화소로 이루어지는 상위 패턴을 나타내고 있다.

우선, 상위화상(Ie1)위에 3×3 화소각(畵素角)의 윈도우(W1)를 설정하고, 윈도우(W1)를 상위화상(Ie1) 전체에 걸쳐 상하좌우로 화소를 단위로하여 주사시킨다. 다음에 윈도우(W1)의 각 위치에서 윈도우(W1)내에 존재하는 화소의 화소치의 합(sum1)(이하, 「윈도우 특징량」 이라 함)을 구한다. 다음, 미리 설정해 둔 문턱치(th1)(이하, 「판정 기준치」라 함)와 윈도우 특징량(sum1)을 비교하고 윈도우 (W1)의 모든 위치에 있어서,

sum1＜th1,

이 만족된다면 피검사 패턴에 결함이 존재하지 않는다고 판정한다. 제1도에서 판정기준치(th1)를 4로 설정한 경우, 윈도우(W1)가 위치(L12)에 존재할 때, 윈도우특징량(sum1)은 6으로 되므로,

sum1＜th1,

가 만족되지 않게 된다. 따라서, 피검사 패턴위 결손(R12)에서 결함이 존재한다고 판정된다.

또한, 윈도우(W1)가 L11에 위치하는 경우는 윈도우의 특징량(sum1)은 3으로 되고,

sum1＜th1,

가 만족되므로 작은 결손(R11)은 결함으로서 검출되지 않는다.

이상, 본 발명에 관한 패턴검사방법의 기본원리에 대해 구체예를 이용하여 설명했지만, 정리하면, 상위화상위에 윈도우를 설치하고, 이 윈도우를 상위 화상전체에 걸쳐 주사시킬 때, 윈도우특징량이 판정기준치이상의 값으로 되는 일이 없으면 결함이 존재하지 않는다고 판정하는 패턴 검사방법이다. 또한, 이 윈도우를 사용한 패턴검사 방법에서는, 윈도우특징량이 판정기준치이상으로 된다면 결함으로서 검출할 수 있으므로, 결함의 형상에 좌우되지 않고 결함을 검출할 수 있다는 효과가 얻어진다.

게다가, 상기 기본원리를 응용하면, 결함의 과잉 검출이나 결함의 묵과라는 단점을 감소시킬 수도 있다. 이하, 이들을 구체예를 이용하면서 결함의 과잉검출을 방지하는 방법과 결함의 묵과를 방지하는 방법에 대해 차례로 설명한다.

제2도는 검사대상의 패턴이 결함이 과잉으로 검출되는 경우의 구체예를 설명하면 도면이다. 결함이 과잉으로 검출되는 현상은 넓은 영역내에 결함이 존재하는지 어떤지를 검출하려고 하여 큰 윈도우를 설정하고, 윈도우 사이즈에 대해 작은 판정기준치(윈도우 특징량을 윈도우 내의 상위화소수로 하는 경우는 윈도우사이즈의 ½ 이하의 값)를 설정하면 발생하기 쉽게 된다. 이것은, 피검사화상과 표준화상이 적절하게 겹쳐져 상위화상이 구해져 있는데도 불구하고, 결함이라고 판정되지 않는 작은 결손등이 패턴의 에지부근의 양자화(量子化) 오차의 영향을 받아 강조되고, 윈도우 특징량이 판정기준치를 초과해 버리는 것에 기인한다.

제2(a)도는 피검사화상(I2)이고, 사선부가 작은 결손(R21)과 큰 결손(R22) 및 결손(R23)을 가지는 피검사패턴을 나타내고 있다. (b)는 표준화상(Io2)이고, 사선부가 표준패턴을 나타내고 있다. 또한, (c)는 이들의 화상을 적절하게 겹치게 하여 얻어지는 상위화상(Ic2)이고, 망사모양부가 상위화소로 이루어지는 상위 패턴을 나타내고 있다.

상위화상(Ie2)에서 3×3 화소분의 윈도우(W2)를 설정하고, 판정기준치(th2)를 4로 한 경우, 윈도우(W2)가 위치(L22)에 존재할 때는 윈도우특징량(sum2)은 7로 되고,

sum2＜th2,

를 만족시키지 않으므로, 큰 결손(R22)은 결함으로 판정된다. 그러나, 윈도우(W2)가 위치(L21)에 존재할 때도 윈도우 특징량(sum2)은 4로 되므로,

sum2＜th2,

를 만족시키지 않고, 작은 결손(R21)도 결함으로서 과잉으로 검출되게 된다.

이와같이, 패턴의 에지부근의 결함은 과잉으로 검출되는 경우가 생기지만, 이 문제는 윈도우특징량(sum2)을 구할 때 표준패턴의 에지부근의 상위화소의 화소치를 0으로 함으로써, 방지할 수 있다. 제2(c)도를 예로 설명하면, 도면중 망사모양이 줄쳐진 상위화소중, 표준패턴의 에지에 접하는 화소(가는 선으로 망사모양이 줄쳐진 화소)의 화소치를 0으로 보정한다. 그러면, 3×3 화소각의 윈도우(W2)가 위치(L21,L22)에 존재할 때는, 윈도우특징량(sum2)은 각각 1,4로 되고, 결손(R21)은 결함으로 판정되지 않고 결손(R22)을 결함으로서 검출할 수 있다.

또한, 이 보정은 표준패턴의 에지부근의 상위화소의 화소치가 그 외의 영역의 상위화소의 화소치보다 상대적으로 작은 것으로 된는 것이면 좋고, 예컨대, 에지부근의 상위화소의 화소치를 1로 하고, 그 외의 영역의 상위화소의 화소치를 2로 해도 된다. 이때, 윈도우(W2)가 위치(L21,L22,L23)에 위치할 때, 윈도우특징량 (sum2)은 각각 5, 11, 8로 되고, 판정기준치(th2)를 7로 설정하면, 결손(R21)을 결함으로 판정하지 않고 결손(R22)을 결함으로서 검출할 수 있고, 또, 결손(R23)과 같은 형상의 것도 결함으로 검출할 수 있다.

제3도는 검사대상의 패턴의 결함이 묵과되어버리는 경우의 구체예를 설명하는 도면이다. 결함이 묵과되어버리는 현상은 비교적 작은 결함을 확실하게 검출하기 위해 작은 윈도우를 설정하고, 윈도우 사이즈에 대해 큰 판정기준치(윈도우특징량을 윈도우내의 상위화소수로 할 경우는 윈도우 사이즈의 ½이상의 값)를 설정하면 발생하기 쉽게 된다. 이것은 피검사화상과 표준화상이 어긋나서 위치맞춤되면, 결손의 일부가 결손으로서 판정되지 않게 되고, 그 결과, 결함으로서 검출되지 않게 되기 때문이다.

제3(a)도는 피검사화상(I3)이고, 사선부는 결손(R31)을 가지는 피검사패턴을 나타내고 있다. (b)는 표준화상(Io3)이고, 사선부는 표준패턴을 나타내고 있다. (c)는 이상적으로 위치맞춤된 상위화상(Ie3)이고, (c')는 표준화상이 좌로 1화소만큼 어긋나 위치맞춤된 경우의 상위화상(Ie3')이고, 망사모양으로 줄쳐져 있는 부분이 상위화소로 이루어지는 상위패턴을 나타내고 있다. 상위화상(Ie3)에 있어서, 3×3 화소각의 결함을 검출하기 위해 3×3 화소각의 윈도우(W3)를 설정하고, 판정기준치(th3)를 윈도우를 구성하는 화소수와 같은 9로 한 경우, 윈도우(W3)가 위치(L31)에 존재할 때 윈도우특징량(윈도우내의 상위화소수로 함)으로 되어 결손 (R31)이 결함으로서 검출된다. 그러나, (c')와 같이 표준화상(Io3)이 피검사화상 (I3)의 결손(R31)과 반대의 방향으로 1화소만큼 어긋나 겹쳐져서 상위화상(Ie3')이 생성될 때는 윈도우(W3)에서 얻어지는 윈도우특징량(sum3)의 값이 9로 되는 것은 없다.

이 문제는 종래의 오퍼레이터를 사용한 패턴검사방법과 같은 문제이지만, 표준패턴의 외측의 상위화소의 결락(결落)을 보정하도록 표준패턴의 내측의 에지부근의 상위화소((c')에서 굵은선에 위한 망사모양으로 줄쳐진 화소)를 취급함으로써 이 문제를 방지할 수 있다. 구체적으로 제3(c')도를 사용하여 설명하면, 상위화상 (Ie3')에서 윈도우특징량(sum3)을 구할 때, 표준패턴의 에지에 접하는 화소(굵은선이고 망사모양으로 줄쳐진 화소)의 화소치를 2로 보정한 후, 윈도우내의 화소의 화소치의 합을 윈도우특징량(sum3)으로 한다. 이렇게 함으로써, 윈도우(W3')가 위치(L31')에 존재할 때 윈도우특징량(sum3)은 9로 되고, 결손(R31)은 결함으로서 검출되게 된다.

상기 결함의 묵과를 방지하는 검사방법은 패턴내부의 에지부의 상위화소의 화소치를 2로 보정하는 것에 의해 실현하고 있지만, 에지부의 상위화소의 화소치가 다른 영역의 상위화소의 화소치보다 상대적으로 크게 하는 보정이라면 다른 보정이라도 된다. 예컨대, 에지에서 멀어지는 만큼 가중량을 작게 하는 등으로 해도 된다. 게다가, 상기 예에서는 판정기준치를, 윈도우를 구성하는 화소수와 같은 값으로 하고 있지만, 가중량에 따라 적당하게 변경해도 물론 된다.

[2. 제1의 실시형태]

이상, 본 발명에 관한 윈도우를 사용한 패턴검사방법에 대해 설명해 왔지만, 다음에, 본 검사방법을 이용한 패턴검사장치의 구성에 대해 설명한다.

제4도는 본 발명에 관한 제1의 실시형태인 패턴검사장치(1)의 전체구성을 나타내는 도면이다. 본 검사장치는 피검사화상(I)과 표준화상(Io)을 겹치게 하고, 전술한 윈도우를 사용한 패턴검사방법을 사용하여 피검사화상(I)에 존재하는 결함을 검출하는 것이다. 양화상을 겹치게 하는 방법은 어떤방법을 사용해도 되지만, 통상, 검사대상물의 비뚤어짐이나 경사에 의해 화상전체에 걸쳐 정확하게 겹쳐지게 하는 것은 불가능하므로, 이 장치에서는 분할요동 비교법을 사용하여 정밀한 위치맞춤을 하지않고, 판정결과를 얻고 있다.

제5도는 이 검사장치에서 사용되고 있는 분할요동비교법을 개념적으로 나타내는 도면이다. 우선, 제5(a)도에 나타내는 바와 같이 피검사화상(I)을 X축방향으로 p개, Y축방향으로 Q개로 되도록 피검사구획화상(Isij)으로 분할하고, 표준화상 (Io)위의 대응하는 위치에 피검사구획화상(Isij)을 겹치게 한다. 그리고, 겹쳐진 영역에서 전술한 윈도우를 사용한 패턴검사방법을 사용하여 검사하고, 그 결과를 Rij(0,0)(0:결함없음, 1:결함있음)로 하여 얻는다. 결국, 겹쳐진 영역의 상위화상을 구하고, 이 상위화상위에 윈도우를 설정하고, 윈도우를 주사시킴으로써 구획내에 결함이 존재하는지 어떤지를 검출한다.

다음으로, 피검사구획화상(Isij)을 상하좌우로 1화소단위로 N화소 이동시켜 겹치게 하고, 각각의 위치에서 동일한 수법으로 결함의 존재의 유무를 검사하고, 합계((2N+1)×2N+1))개의 결과를 얻는다. 예컨대, 피검사구획화상(Isij)을 표준화상(Io)위의 대응하는 위치에서 X축방향으로 m화소, Y축방향으로 n화소 이동시키고, 그 위치에서 상위화상을 구해 그 결과를 Rij(m,n)으로 하여 얻는다. 한편, 제5(b)도에서는 파선으로 피검사구획화상(Isij)을 이동시키고 표준화상(Io)에 겹쳐진 상태를 2열로 나타내고 있고, 피검사구획화상(Isij)이 이동하는 범위를 EAij를 나타내고 있다.

다음에, 이들의 결과중, 어느 것은 피검사구획화상(Isij)과 표준화상(Io)이 패턴을 기준으로 하여 정확하게 위치맞춤되어 있는 것으로 판정될 수 있기 때문에, 얻어진 결과중 어느 하나가 0(결함 없음)이라면 피검사구획화상(Isij)에는 결함이 존재하지 않는다고 결론내릴 수 있다. 즉

[수 1]

에서 제공된는 Rij 가 0이라면, 피검사구획화상(Isij)에는 결함이 존재하지 않고, Rij가 1이라면 피검사구획화상(Isij)에 결함이 존재한다고 판정할 수 있다. 또한, 이처리를 모든 피검사구획화상(Is11,IS12, …,Ispq)에 대해 행함으로써, 피검사화상(I)에 결함이 존재하는지 어떤지를 판정할 수 있다. 즉,

[수 2]

에서 제공되는 R이 0이라면, 피검사화상(I)에는 결함이 존재하지 않고, R이 1이상이라면, 피검사화상(I)에 결함이 존재하는 것으로 판정할 수 있다.

이상이 패턴검사장치(I)에서 사용되는 분할요동비교법의 원리이다. 또, 실제의 하드웨어상에서는 각 처리의 순서가 뒤바뀌어 있지만, 전체로서는 동일한 처리로 되어 있다.

다음에 제4도에 나타난 패턴검사장치(1)의 각 구성요소에 대해 설명한다.

이 검사장치(1)는 크게 나누어 촬상부(2)와 결함검출부(3)로 이루어진다. 촬상부(2)는 스테이지(21)에 놓인 촬상대상물(20)에 조명부(22)를 사용하여 조명하고, 피검사화상(표준화상) 입력수단인 CCD카메라(23)에서 촬상대상물(20)의 화상을 결함검출부(3)로 전송한다.

결함검출부(3)는 2치화(2値化)처리부(31), 표준화상을 기억하는 화상메모리 (32), 결함을 검출하는 비교검사부(100), 화상메모리(32)와 비교검사부(100)를 제어하는 제어부(33), 출력부(34) 및 스위치(s1)로 구성된다.

우선, 이미 결함이 존재하지 않는다고 확인되어 있는 패턴을 가지는 물체를 촬상대상물(20)로서 스테이지(21)위에 올리고, CCD카메라를(23)를 사용하여 촬상한다. CCD카메라(23)에서의 화상신호는 2치화처리부(31)에서 2치화처리가 실시된 후, 스위치(s1)를 통해 화상메모리(32)에 표준화상(Io)으로서 기억된다. 다음에, 피검사패턴을 가지는 물체를 촬상하고, 2치화처리후 스위치(s1)를 통해 비교검사부 (100)에 피검사화상(I)으로서 전송한다. 비교검사부(100)에 전송되는 피검사화상 (I)은 비교검사부(100)에서 화상메모리(32)로부터 전송되는 표준화상(Io)과 비교검사되고, 그 결과가 출력부(34)로 출력된다.

비교검사부(100)는 제6도에 나타난 바와 같이, 각 화상중의 복수의 화소의 화소치를 동시에 얻는 지연처리부(101)와, 얻어진 화소치에서 결함검출처리를 병렬로 실행하는 결함검출부(102)로 구성된다. 한편, 제6도 이하의 비교검사부(100)의 내부구성의 설명에서도 설명을 간결하게 하기 위해 피검사구획화상(Isij)을 표준화상(Io)위에서 상하좌우방향으로 1화소씩 2화소만큼 이동시키는 분할요동비교법과, 5×5 화소각의 윈도우(W)를 겹쳐진 영역을 주사시키는 전술한 윈도우를 사용한 패턴검사방법을 병용하는 경우에 대해 설명한다.

지연처리부(101)는 결함검출부(102)에 복수의 화소치를 동시에 제공하고, 후술하는 결함처리부(102)내에서 특정되는 윈도우를 입력신호에 따라서 이동시키는 윈도우 주사수단으로 되어 있다. 이 지연처리부(101)는 제7도에 나타난 바와같이, 피검사화상(I)의 신호(Ip)가 입력되는 피검사화상 지연처리부(111)와 표준화상(Io)의 신호(Iop)가 입력되는 표준화상 지연처리부(112)로 이루어지고, 이들의 화상의 신호는 동기(同期)하여 지연처리부(101)에 입력되어 있다. 결국, 피검사화상(I)의 좌표(x,y)에 위치하는 화소치(Iop(x,y))가 입력될 때, 표준화상(Io)의 좌표(x,y)에 위치하는 화소치(Iop(x,y))가 입력된다. 또, 이하의 설명에서는 설명의 편의상 좌표(x-2, y-2)에 위치하는 화소의 회소치가 입력되어 있는 순간에 대해 설명한다.

피검사화상 지연처리부(111)는 2개의 래치회로(NR(1),NR(2))와 6개의 라인딜레이(LD(1) …LD(6))로 구성되어 있고, 표준화상 지연처리부(112)는 8개의 라인딜레이(LDo(1)…LDo(8))로 구성되어 있다. 1개의 래치회로(NR)에서 출력되는 신호는 1화소만큼 입력신호보다 지연되어 있고, 1개의 라인딜레이(LD)에서 출력되는 신호는 1주사선만큼 입력신호보다 지연된다. 결국, 화상의 주사선이 X선방향으로 주사되고, 이 주사가 Y축 방향으로 반복하여 진행될 경우(즉, X축 방향이 주 주사방향이고, Y축 방향이 부 주사방향인 경우), 1개의 래치회로에서 출력되는 신호의 화소의 위치는 입력되는 신호의 화소의 위치보다 X축방향으로 1화소만큼 앞서 있고, 1개의 라인딜레이에서 출력되는 신호의 화소의 위치는 입력되는 입력되는 신호의 화소의 위치보다 Y축 방향으로 1화소만큼 앞서 있는 것으로 된다. 따라서, 제7도에서, 화소치(Ip(x-2,y-2), Iop(x-2,y-2))가 지연처리부(101)에 입력되어 있을 때, 라인딜레이(LD(2), LD(3), … LD(6)에서는 화소치(Ip(x,y), Ip(x,y+1), … Ip(x,y+4))가 출력되고, 라인딜레이(LDo(2), … LDo(8))에서는 화소치(Iop(x-2,y-1), Iop(x-2,y), …Iop(x-2,y+6))가 출력된다. 이들의 출력되는 화소치를 가지는 화소의 위치관계를 동일의 좌표축상에 나타낸 것이 제8도이다. 또한, 이하의 설명의 편의상, 화소치 Ip(x,y)에서 Ip(x,y+4)까지의 5개를 합쳐서 화소치(Ipw(0,0))라 하고 마찬가지로, 화소치 Iop(x-2,y-2)에서 Iop(x-2,y+2)까지를 화소치 Iopw(-2,-1), 화소치 (Iop(x-2,y-2))에서 Iop(x-2,y+3)까지를 화소치 Iopw(-2,-1)로 이하에 차례로 칭하는 것으로 한다.

제9도는 지연처리부(101)에서 복수의 화소의 화소치가 입력되어 결함의 검출을 행하는 결함검출부(3)의 구성을 나타내는 도면이다. 결함검출부(3)는 25개의 결함검출블록(B(-2,-2), B(-1,-2), …, B(2,2))으로 구성되어 있고, 각 결함검출블록 (B)에는 5개의 피검사화상(I)의 화소치와 5개의 표준화상(Io)의 화소치가 입력된다. 도면중 병렬래치회로(NRP)는 5개의 래치회로가 병렬로 배치되어 있어, 입력되는 5개의 화소치가 각각 1화소만큼 지연되도록 되어 있다. 따라서, 예컨대, 병렬래치회로(NRP)에 화소치 Iopw(0,0)가 입력될 때, 화소치 Iopw(1,0)가 출력된다. 또한, 결함검출블록 (B(-2,-2))에 화소치 Iopw(0,0)와 화소치 Iopw(-2,-2)가 입력될 때, 동시에 결함검출블록(B(-1,-2))에는 화소치 Iopw(0,0)와 화소치 Ipw(-1,-2)가 입력되게 된다.

결함검출블록(B)의 구성을 결함검출블록(B(-2,-2))을 예로 제10도에 나타낸다. 결함검출블록(B)은 상위화상 생성수단인 5개의 배타논리합회로(EOR), 열가산기(121), 4개의 시프트레지스터(SH), 행가산기(122), 판정수단인 비교기 (123) 및, 검출결함유지기(124)로 구성된다. 또한, 열가산기 및 행가산기는 이하에 상술하지만 실질적으로 윈도우의 크기를 결정함과 동시에 윈도우특징량을 구하는 연산수단이기도 하다.

결함검출블록(B(-2,-2))에 입력되는 5개의 화소치(Ipw(0,0))와 5개의 화소치(Ipw(-2,-2))는 배타논리합회로(EOR)에서 순서대로 배타논리합이 구해진 후, 열가산기(121)에서 그 합이 구해진다. 따라서, 구해진 합의 값은 제11도에 나타난 피검사화상(I)중의 Y축방향으로 늘어서는 5화소만큼의 국소적인 영역(IE(0,0))과 표준화상(Io)중의 Y축방향으로 늘어서는 5화소만큼의 국소적인 영역(IOE(-2,-2))을 겹치고, 상위화상을 구할 때의 열상위(列相違)화소수(c(0))로 된다. 열상위화소수 (c(0))는 시프트레지스터(SH)에 입력되지만, 시프트레지스터(SH)는 피검사화상(I)(혹은, 표준화상(Io))이 입력되는 타이밍에 대하여 1화소만큼 지연시키는 작용을 실시한다. 따라서, 이 때 출력되는 1화소만큼 먼저 입력된 화소치(Ipw(1,0))와 화소치(Iopw(-1,-2))에서 구해지는 값, 즉, 제11도중의 영역(IE(1,0))과 영역(IoE(-1,-2))을 겹치게 하여 구해지는 열상위화소수(c(1))로 되어 있다. 마찬가지로, 다른 3개의 시프트레지스터(SH)에서는 열상위화소수(c(2),c(3),c(4))가 출력되어 있고, 이들의 상위화소수(c(0)), ... , c(4))는 행가산기(122)에 입력된다.

행가산기 (122)에서는 5개의 열상위화소수(c(0), ..., c(4))의 합이 구해지고, 그 결과를 비교기(123)로 보낸다. 5개의 열상위화소수의 합은 좌표(x,y)에서 좌표(x+4,y+4)에 위치하는 화소를 대각선으로서 가지는 피검사화상(I)위의 5×5 화소각의 윈도우(W)를 X축방향으로 (-2)화소, Y축방향으로 (-2)화소 어긋나게 해서 표준화상(Io)에 겹치게 했을 때의 윈도우(W)내의 상위화소수(sum)와 동일하고, 결국, 이 윈도우(W)내의 상위화소수(sum)(이하,『윈도우특징량』이라 함)를 비교기 (123)로 전송하게 된다.

비교기(123)에서는 윈도우특징량(sum)과 미리 설정되어 있는 판정기준치(th)가 비교되고, (sum＜th)라면, 윈도우(W)내에 결함이 존재하지 않고, 그 외의 경우는 결함이 존재하는 것으로 판정한다. 이 판정결과는 검출결함유지기(124)에 전송된다.

이상의 처리가 비교검사부(100)로의 입력신호인 피검사화상(I)(혹은, 표준화상(Io)) 전체에 대해 행해지면, 결과적으로 제12도에 나타난 바와 같이, 표준화상 (Io)에 대하여 피검사화상(I)을 X축 및 Y축 방향으로 각각(-2)화소만큼 이동시켜 겹치게 하고, 상위화상을 구한 후, 이 상위화상 위를 윈도우(W)를 주사시키는 것과 동일하게 된다.

검출결함유지기(124)에는 피검사화상(I)의 분할수(p×q)(피검사구획화상 (Is)의 개수)만큼의 유지기(NRM)가 존재하고, 각각의 유지기(NRMij)는 각 피검사구획화상(Isij)에 대응하고 있다. 윈도우(W)는 피검사화상(I)의 각 화소치가 순차 입력되는데 따라서 상위화상 위를 이동하지만, 피검사구획화상(Isij)에 대응하는 상위화상 위의 영역에 윈도우(W)가 포함되는 사이, 비교기(123)에서의 출력을 유지기 (MRMij)에 입력하도록 제어신호에 의해 제어되어 있다. 이 때, 각 유지기(NRMij)는 한번이라도 1(결함있음)이 입력되면 1이 유지되고, 한번도 1이 입력되지 않는 경우는 0이 유지되도록 되어 있다. 따라서, 최종적으로 유지기(NRMij)에 유지되는 결과(Rij(-2,-2))는 제12도에 나타난 바와같이, 피검사구획화상(Isij)을 표준화상 (Io)위의 대응하는 위치에서 X축, Y축 방향으로 각각 구획(-2)화소만큼 이동시켜 겹치게 하여 상위화상을 구한 후, 윈도우(W)를 이 상위화상 위를 주사시켜 얻어지는 피검사구획화상(Isij)위의 결함의 검출결과(0:결함없음, 1:결함있음)와 동일하게 된다.

동일한 처리가 다른 결함검출블록(B)에서도 행해져, 피검사구획화상(Isij)에 대해서는 각 겹치게하는 위치에 대한 25개의 검출결과(Rij(-2,-2), Rij(-1,-2), ... , Rij(2,2))가 얻어진다. 이들의 검출결과는 제어신호에 의해 동시에 출력되고, 제9도에 나타난 바와 같이 논리곱회로(M)에 의해 논리곱이 구해지고, 이들의 결과중 1개라도 0(결과없음)이 있다면, 피검사구획화상(Isij)에는 결함이 존재하지 않는다고 판정되고, 모두 1(결함있음)이라면 결함이 존재한다고 판정되어 출력된다. 이 처리를 각 피검사구획화상에 대하여 행함으로써, 최종적으로 각 피검사구획화상마다 결함의 유무(Rij)를 검출할 수 있다.

이상, 분할요동비교법가 전술의 윈도우를 사용한 패턴검사방법을 병용하는 패턴검사장치에 대해 설명해 왔지만, 물론 실제의 검사장치에서는 윈도우가 각 구획화상의 경계에 존재할 경우 등의 경계처리를 적당하게 행하고 있다.

[3. 제2의 실시형태]

본 발명에 관한 제2의 실시형태에서 패턴검사장치는 표준화상(Io)에서 에지에 관한 정보(이하, 『에지정보』 라 함)를 생성하고, 이 에지정보를 기본으로 하여 결함의 과잉검출 혹은 묵과를 방지할 수 있는 전술한 패턴검사방법을 실시하는 것이다.

제13도는 이 검사장치의 지연처리부(101')를 나타내는 도면으로, 제1의 실시형태와 비교하면, 에지정보생성수단인 에지정보생성회로(113)와 에지정보 지연처리부(112')가 추가되어 있는 점이 다르다.

에지정보생성회로(113)에는 표준화상(Io)의 신호가 입력되고, 입력되어 있는화소에 대하여 그 화소가 표준패턴에 포함되는 경우, 표준패턴의 에지에 접해 있는지 어떤지를 나타내는 에지정보를 화소치로서 출력한다. 예컨대, 입력신호가 화소치(Iop(x,y)(=1))일 때, 출력신호인 화소치(I'op(x,y))는 이 화소가 에지에 접하는 경우는 1, 접하지 않는 경우는 0으로 된다.

이 에지정보의 신호는 도시하는 바와 같이 표준화상(Io)과 동일하게 지연되고, 표준화상 지연처리부(112)에서 출력되는 화소에서 에지정보(I'op(x-2,y-2, ..., I'op(x-2,y+6)로서 꺼내어지고, 꺼내진 에지정보는 결함검출부(3)의 결함검출블록(B')으로 입력된다. 제14도는 결함검출블록 (B'(-2,-2))의 입력에서 열가산기까지를 나타낸 것이고, 다른 부분은 제1의 실시형태와 같은 구성으로 되어 있다. 입력되는 에지정보(I'op)는 피검사화상(I)의 화소치(Ip)와 표준화상(Io)의 화소치 (Iop)의 배타논리합과 동시에 보정수단인 보정회로(125)에 입력되고, 여기서, 배타논리합이 1이고, 또 에지정보(I'op)가 1인 경우, 출력이 보정된다. 이 입력과 출력의 관계는 제15도에 나타나도록 되어 있고, (a)는 결함의 과잉검출을 방지하기 위한 보정이고, (b)는 결함의 묵과를 방지하는 보정이다.

(a)의 경우를 제2(c)도를 이용하여 설명하면, 배타논리합이 1이고, 에지정보가 1일 때는 상위화상(Ie2)에서 표준패턴의 에지에 접하는 상위화소(가는선으로 망사모양으로 줄쳐진 화소)가 입력된 경우이고, 이 때 출력이 0이기 때문에, 이들의 상위화소의 화소치를 0으로 판정하게 된다. 따라서, 전술과 같은 결손(R21)은 결함으로 판정되지 않고, 에지부근의 결함의 과잉검출을 방지할 수 있다.

또한, (b)의 경우를 제3(c')도를 이용하여 설명하면, 상위화상(Ie3')의 표준패턴의 에지에 접하는 상위화소(굵은선으로 망사모양으로 줄쳐진 화소)가 입력된 경우에 화소치가 2로 되도록 보정되기 때문에, 전술과 같은 결손(R31)이 결함으로서 검출될 수 있고, 에지부근의 결함의 묵과를 방지할 수 있다.

이상과 같이, 이 패턴검사장치에서는 에지정보를 사용하여 상위화소의 화소치를 보정함으로써, 피검사패턴의 결함의 과잉검출이나 묵과를 방지할 수 있다.

한편, 상기의 결함의 과잉검출 및 묵과의 방지방법에서는 표준패턴상의 화소중 패턴의 에지에 접하는 상위화소가 다른 상위화소와 화소치가 달라지도록 보정하고 있지만, 패턴의 에지에 접하는 모든 상위화소에 대해 보정을 해도 된다.

[4. 변형예]

이상, 본 발명에 관한 패턴검사방법 및 장치의 실시형태에 대해 설명해왔지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되지 않고, 이하와 같은 변형도 가능하다.

상기 실시형태에서는 하드웨어를 이용하여 윈도우를 사용한 패턴검사방법을 실현하고 있지만, 물론 소프트웨어상에서 실현해도 되고, 일부를 소프트웨어상에서 실현해도 된다.

상기 실시형태에서는 윈도우의 형상은 정사각형이지만, 정사각형이 아니라도 된다.

제1의 실시형태에서도 윈도우를 사용한 패턴검사방법에서는 윈도우내의 상위화소의 화소수의 합을 윈도우특징량(sum)으로 하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 윈도우내의 상위화소의 화소수의 따른 양이라면 된다. 예컨대, 상위화소 이외의 화소수를 윈도우특징량으로 하고, 윈도우특징량이 미리 설정된 판정기준치 이상이라면 결함이 존재하지 않는다고 판정해도 된다.

제2의 실시형태에서는 에지정보가 1인 화소의 화소치만을 보정하고 있지만, 에지정보가 0인 화소의 화소의 화소치를 동일한 효과를 초래하도록 상대적으로 보정하도록 해도 되고, 쌍방을 보정하도록 해도 된다. 또한, 보정량을 다단계로 하여 에지에 가까운 화소일수록 보정량을 많게 하도록 해도 된다. 게다가, 윈도우내에서 에지에 접하는 화소의 개수를 구하고, 이 개수가 많을수록 보정량을 크게 하여 결함의 과잉검출을 효과적으로 방지하기도 하고, 혹은, 개수가 많을수록 보정량을 작게 하여 결함의 묵과를 효과적으로 방지해도 된다.

제2의 실시형태에서는 결함의 과잉검출 또는 묵과의 방지를 실현하는 패턴검사장치에 대해 설명했지만, 물론 양쪽의 처리를 병렬로 해도 된다.

청구항1의 발명에 따르면, 상위화상 위의 윈도우내에서 구해지는 윈도우특징량과 판정기준치를 비교함으로써 결함의 유무를 판정하고 있으므로, 결함의 형상에 영향을 받지않는 패턴검사가 가능하다.

게다가, 검출하려는 결함에 대해 큰 윈도우를 설정한 경우에, 에지부근의 상위화소의 화소치를 다른 영역의 상위화소의 화소치보다 작게 함으로써, 결함의 과잉검출을 방지할 수 있다는 효과를 나타낸다.

청구항3의 발명에 따르면, 검출하려는 결함에 거의 같은 크기의 윈도우를 설정한 경우에, 에지부근의 상위화소의 화소치를 다른 영역의 상위화소의 화소치보다 크게함으로써, 결함의 묵과를 방지할 수 있다는 효과를 나타낸다.

청구항4의 발명에 따르면, 상위화상 위에 윈도우를 설정하고, 윈도우내에서 구해지는 윈도우특징량과 판정기준치를 비교함으로써 결함의 유무를 판정하기 때문에, 장치가 복잡화하지 않고, 또, 결함의 형상의 영향도 받지않으므로 실제형상에 걸맞는 패턴검사가 가능하다.

게다가, 생성된 에지정보를 기본으로 상위화소의 화소치를 보정하므로 결함의 과잉검출이나 묵과를 방지할 수 있다는 효과를 나타낸다.

Claims (3)

1. 피검사패턴을 가지는 피검사화상과, 비교기준으로 되는 표준패턴을 가지는 표준화상을 화소단위로 비교함으로써, 상기 피검사패턴의 결함을 검출하는 패턴검사방법에 있어서, (a) 상기 피검사화상과 상기 표준화상을 화소단위로 상호 비교하고, 상기 피검사화상과 상기 표준화상의 상위부분을 화소단위의 상위패턴으로서 표현한 상위화상을 생성하는 상위화상 생성공정과, (b) 상기 상위화상을 소정 사이즈의 윈도우로 주사하는 윈도우 주사공정과, (c) 상기 주사의 각각의 위치에 있어서, 상기 상위패턴중 상기 윈도우내에 존재하는 부분의 화소수에 따른 윈도우특징량을 구하는 연산공정과, (d) 상기 윈도우특징량과 소정의 판정기준치를 비교하여 상기 피검사패턴에서의 결함의 유무를 판정하는 판정공정을 가지며, 상기 연산공정이, (c1) 상기 표준패턴의 에지를 검출하는 공정과, (c2) 상기 에지에 대응하는 상기 상위화상의 화소에 대하여 다른 화소보다도 큰 가중보정을 하면서 상기 화소수의 카운트를 행하여 상기 윈도우특징량을 구하는 공정을 가지고, 상기 판정기준치가 상기 윈도우의 사이즈에 대응하는 화소수의 1/2에 상응하는 값보다도 작은 값으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 패턴검사방법.
2. 피검사패턴을 가지는 피검사화상과, 비교기준으로 되는 표준패턴을 가지는 표준화상을 화소단위로 비교함으로써, 상기 피검사패턴의 결함을 검출하는 패턴검사방법에 있어서, (a) 상기 피검사화상과 상기 표준화상을 화소단위로 상호 비교하고, 상기 피검사화상과 상기 표준화상의 상위부분을 화소단위의 상위패턴으로서 표현한 상위화상을 생성하는 상위화상 생성공정과, (b) 상기 상위화상을 소정 사이즈의 윈도우로 주사하는 윈도우 주사공정과, (c) 상기 주사의 각각의 위치에 있어서, 상기 상위패턴중 상기 윈도우내에 존재하는 부분의 화소수에 따른 윈도우특징량을 구하는 연산공정과, (d) 상기 윈도우특징량과 소정의 판정기준치를 비교하여 상기 피검사패턴에서의 결함의 유무를 판정하는 판정공정을 가지며, 상기 연산공정이, (c1) 상기 표준패턴의 에지를 검출하는 공정과, (c2) 상기 에지에 대응하는 상기 상위화상의 화소에 대해 다른 화소보다도 작은 가중보정을 하면서 상기 화소수의 카운트를 행하여 상기 윈도우특징량을 구하는 공정을 가지고, 상기 판정기준치가 상기 윈도우의 사이즈에 대응하는 화소수의 1/2에 상응하는 값보다도 큰 값으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 패턴검사방법.
3. 피검사패턴을 가지는 피검사화상과, 비교기준으로 되는 표준패턴을 가지는 표준화상을 화소단위로 비교함으로써, 상기 피검사패턴의 결함을 검출하는 패턴검사장치에 있어서, (A) 상기 피검사화상을 입력하는 피검사화상입력수단과, (B) 상기 표준화상을 입력하는 표준화상입력수단과, (C) 상기 피검사화상과 상기 표준화상의 배타적논리합을 화소마다 구함으로써, 상기 피검사화상과 상기 표준화상의 상위부분을 화소단위의 상위패턴으로서 표현한 상위화상을 생성하는 상위화상 생성수단과, (D) 상기 상위화상을 소정 사이즈의 윈도우로 주사하는 윈도우 주사수단과, (E) 상기 주사의 각각의 위치에 있어서, 상기 상위패턴중 상기 윈도우내에 존재하는 부분의 화소수에 상응하는 윈도우특징량을 구하는 연산수단과, (F) 상기 윈도우특징량과 소정의 판정기준치를 비교하여 상기 피검사패턴에서의 결함의 유무를 판정하는 판정수단을 가지며, 상기 연산수단이, (E1) 상기 배타적 논리합을 구하는 각 화소가 상기 표준패턴의 에지에 대응하는 화소인지 아닌지의 에지정보를 생성하는 에지정보 생성수단과, (E2) 상기 에지정보에 의거하여 상기 배타적논리합의 값을 보정하는 보정수단을 가지는 것을 특징으로 하는 패턴검사장치.

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