JPS6314496B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体チツプ、プリント基板等のパ
ターン形成体のパターンの欠陥を検査し、異常部
を表示する装置に関するもので、特にパターン形
成体の欠陥、異常部等が、一目りようぜんとして
わかるように、パターンの入力処理結果を判断し
て、正常部とはつきり識別する色で表示すること
を特徴とするものである。

以下、半導体集積回路の半導体チツプのパター
ン欠陥を検査する装置を例として説明する。

第１図は従来のパターン欠陥の検査装置の一例
の構成を示すブロツク図である。同図において、
１は顕微鏡、２及び３はそれぞれ顕微鏡１の対物
レンズ及び接眼レンズ、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ICチツプ１００を載置する
載置部５ａが前後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、試験台
５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に設けられた顕微鏡１を上下動させ
て、対物レンズ２の被検査ICチツプ１００への
焦点を調節する調節機構、８ａ，８ｂ及び８ｃは
対物レンズ２によつて得られた被検査ICチツプ
１００のパターンの画像を顕微鏡１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を制御する焦点調節制御回路、１１
はTVカメラを有し、顕微鏡１内から、反射鏡８
ａ，８ｂ及び８ｃを介して取り出された被検査
ICチツプ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、１２は光電変換
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、１３は画像信号増幅回路１２
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／Ｄ変換回路、１４は画像信号増幅回路
１２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、１５は画像信号増幅回路
１２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、
１６は光電変換器１１、画像信号増幅回路１２、
量子化処理回１４及び処理画面決定回路１５へ同
期信号を出力する同期信号発生回路、１７はＡ／
Ｄ変換回路１３が出力するデジタル画像信号から
被検査ICチツプ１００のパターンの長さ、面積、
形状などの特徴パラメータのデータ信号を抽出処
理する画像分析回路、１８は画像分析回路１７が
抽出処理した特徴パラメータのデータ信号を蓄え
る一時記憶装置である。なお、この一時記憶装置
１８は、欠陥のない標準ICチツプ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
蓄えられている。１９は量子化処理回路１４から
出力される分画像量子化信号と、処理画面決定回
路１５から出力される処理画面対応画像信号と画
像分析回路１７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決定の演算処理を行つて
被検査ICチツプ１００のパターン認識に必要な
長さ、面積、形状等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１９は、所定の演算
処理によつて得られた数値と、あらかじめ一時記
憶装置１８に蓄えられている標準ICチツプ１０
０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
セージとしてプリンタ、プロツター等の表示装置
２０に表示すると共に画像としてモニタ用TVブ
ラウン管２１に表示し、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及び焦点調節制御
回路１０へ出力する。

次に、この従来例の動作について説明する。ま
ず試料台の載置部５ａ上に被検査ICチツプ１０
０を載置し、載置部移動制御回路９及び焦点調節
制御回路１０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
を前後左右に移動させて被検査ICチツプ１００
を対物レンズ２に対して所定位置に配置させ、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の被検査ICチツプ１００への焦点を
調節する。

次に、被検査ICチツプ１００のパターン画像
が顕微鏡１内から、反射鏡８ａ，８ｂ及び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、画像製号増幅回路１２
で増幅され、この増幅された画像信号がＡ／Ｄ変
換回路１３でデジタル画像信号に変換されると共
に量子化処理回路１４で複数個の分画像信号に分
割され、分画像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１５で決定される。この間の光電
変換回路１１、画像信号増幅回路１２、Ａ／Ｄ変
換回路１３、量子化処理回路１４及び処理画面決
定回路１５の動作は同期信号発生回路１６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１３で変換されたデジタル画
像信号から被検査ICチツプ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１７
で抽出処理されて一時記憶装置１８に蓄えられ
る。しかる後、演算処理回路１９において、量子
化処理回路１４からの分画像量子化信号と処理画
面決定回路１５からの処理画面対応画像信号と画
像分析回路１７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て被検査
ICチツプ１００のパターンの認識に必要な数値
が算出される。そして、この演算処理によつて得
られた数値と、あらかじめ一時記憶装置１８に蓄
えられている標準ICチツプ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
とが比較される。例えば、一時記憶装置１８に蓄
えられ第２図Ａに平面図を示す標準ICチツプ１
００ａの欠陥のないアルミニウム（Al）配線膜
１０１ａの特徴パラメータのデータ信号から算出
された数値と、第２図Ｂに平面図を示す被検査
ICチツプ１００ｂの図示Ｓ部及びＤ部に欠陥の
あるAl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比較されると、被検
査ICチツプ１００ｂのAl配線膜１０１ｂのＳ部
及びＤ部における数値が標準ICチツプ１００ａ
のAl配線膜１０１ａの上記Ｓ部及びＤ部に対応
する部分における数値と異なるのでICチツプ１
００ｂのAl配線膜１０１ｂのＳ部及びＤ部にお
ける欠陥が検出される。そしてこれらの欠陥は、
表示装置２０に欠陥ありというメツセージで表示
され、モニタ用TVブラウン管に画像が出る。

ところで、従来例の装置では欠陥ありのとき、
メツセージとして文字で表示するか、処理した結
果をパターン図で表示した。このように文字で表
示する場合、欠陥のあることは、すぐに、わかる
がその位置がすぐに見られない。又、パターン図
で表示した場合、欠陥の場所が見つけにくい。ま
た、従来例のパターンの欠陥を検査する検査規準
が画像処理を行うハードウエアで固定されるの
で、検査規準を変更したりすることが容易でない
という欠点があり、ハードウエアの構成が複雑で
価格が高い等欠点があつた。

この発明は上記の点に鑑みてなされたもので、
コンピユータを用いて画像処理をソフトウエアで
行うようにすることによつて、パターンの欠陥を
検査する検査規準が容易に変更可能であり、又、
欠陥部を色コードで制御することにより識別を容
易にし、安価なパターン欠陥の表示装置を提係す
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
表示装置の構成を示すブロツク図である。同図に
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。２２はＡ／Ｄ
変換回路１３から出力されるデジタル画像信号の
画像処理を行う中央処理装置（以下「CPU」と
呼ぶ）。２３はCPU２２へ制御コマンドをキー入
力する入力装置、２４はCPU２２が画像処理を
行うための一連の制御プログラムを蓄えた
ROM、２５は標準ICチツプ１００の画像量子化
信号を蓄える標準記憶装置、２６は被検査ICチ
ツプ１００のパターンの量子化信号を蓄える一時
記憶装置、２７は色コードメモリで指定した色に
対応するコードが蓄えられている色コードメモリ
である。２８は標準記憶装置２５及び、一時記憶
装置２６が、オーバフロー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
デイスク等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。ま
ず、標準ICチツプ１００を試料台５の載置部５
ａ上に載置し、入力装置２３からCPU２２へ作
動コマンドをキー入力すると、CPU２２から載
置部移動制御回路９及び焦点調節制御回路１０へ
制御信号が出力され、この制御信号によつて、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を前後左右に移動させて標準ICチツ
プ１００を対物レンズ２に対して所定位置に配置
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チツプ１００への
焦点を調節する。次に、標準ICチツプ１００の
パターンの画像が顕微鏡１内から反射鏡８ａ，８
ｂ及び８ｃを介して取り出されて光電変換回路１
１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１２で増幅され、この増幅された画
像信号がＡ／Ｄ変換回路１３でデジタル画像信号
に変換されてCPU２２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１１、画像信号
増幅回路１２及びＡ／Ｄ変換回路１３の動作は同
期信号発生回路１６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１３
からCPU２２に出力された標準ICチツプ１００
のパターンのデジタル画像信号は、CPU２２に
おいて、ROM２４に蓄えられた制御プログラム
に従つて、画像量子化信号が、標準記憶装置２５
に蓄えられる。

このように、標準ICチツプ１００の画像量子
化信号が、標準記憶装置２５に蓄えられた状態
で、被検査ICチツプ１００を試料台５の載置部
５ａ上に載置し、入力装置２３からCPU２２へ
動作コマンドをキー入力すると、上述の標準IC
チツプ１００の場合と同様の機能動作が行われ
て、Ａ／Ｄ変換回路１３から被検査ICチツプ１
００のパターンのデジタル画像信号がCPU２２
へ入力ポートを通して出力される。そして、
CPU２２において、このデジタル画像信号が
ROM２４に蓄えられた制御プログラムに従つ
て、量子化画像信号として一時記憶装置２に蓄え
られる。これに引続いてこの一時記憶装置２６に
蓄えられた画像量子化信号と標準記憶装置２５に
蓄えられている画像量子化信号とが比較される。
このとき、もし、標準記憶装置２５と異つた欠陥
が検出されたとすると、異常のフラグがCPU２
２のレジスタにたてられ、それをもとにして発生
する信号によつて、色コードメモリ２７をアクセ
スし、そのデータを出力ポートを介してモニタ用
TVブラウン管２１のカラー制御部をコントロー
ルし、指定の色で出力する。例えば、第２図Ａに
平面図を示した標準ICチツプ１００ａの欠陥の
ないAl配線膜１０１ａの第４図Ａに示すように、
標準記憶装置２５に蓄えられた画像量子化信号と
第２図Ｂに平面図を示した被検査ICチツプ１０
０ｂの図示Ｓ部およびＤ部に欠陥のあるAl配線
膜１０１ｂの第４図Ｂに示すように一時記憶装置
２６に蓄えられた画像量子化信号とが比較され
る。このとき第４図Ｂの斜線で示した部分のコー
ドが、第２図ＢのＳ及びＤの欠陥部に対応するの
で、欠陥の検出時において前述のように、色コー
ドメモリ２７がアクセスされ、モニタTVブラウ
ン管２１のカラ制御部をコントロールして、予め
指定した色でその欠陥部を表示する。従つて、欠
陥部が一目りよう然に表示できる。

このように、この実施例の装置では、CPU２
２による画像処理は、汎てROM２４に蓄えられ
ている制御プログラムに従つて行われるので、第
１図に示した従来例のように画像処理を行うハー
ドウエアを変更することなく、ROM２４に蓄え
られた制御プログラムのみを変更することによつ
て、画像の大きさ等を変更したり、データ指定に
より、欠陥部表示の色コードの変更が可能であ
り、パターン欠陥の検査規準を容易に変更でき
る。又、CPU２２による画像処理の構成が簡単
で、価格が安くなる。なおこの実施例では、被検
査ICチツプ１００のパターンの画像処理する場
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チツプ１００の特徴パラメータを
抽出して画像処理する場合でも、この実施例と同
様の効果のあることは述べるまでもない。また、
色コードの指定により、欠陥の色別分類等行うこ
ともできる。さらに表示については、TVブラウ
ン管だけでなく、プリンタ、プロツタ等へ必要に
応じて表示できる。これまで、ICチツプ１００
のパターン欠陥の表示装置を例として述べたが、
この発明はこれに限らず、プリント基板、その他
のパターン形成体の欠陥を検査、表示するのに適
用できる。

以上、説明したように、本発明のパターン欠陥
の表示装置では、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
ROMに蓄えられた制御プログラムに従つて画像
処理を施して得られた標準画像データ信号と、検
査すべき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の上記制御プログラムに従つ
て、画像処理を施して得られた被検査画像データ
信号と比較して、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し、色コードの指定によ
り、欠陥部を明確に表示するように、ソフトウエ
アの処理で行うので、従来例のように、画像処理
を行うハードウエアを変更することなく、上記
ROMに蓄えられた制御プログラム又は、指定コ
ードのデータを変更するのみで上記パターン形成
体のパターン欠陥の検査基準を容易に変更した
り、欠陥部分をはつきり識別できるように表示す
ることができる。しかも上記の画像処理の構成
が、簡単で、価格も安くできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の装置の一例を示すブロツク図、
第２図ＡおよびＢはそれぞれ標準ICチツプおよ
び被検査ICチツ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表示装置
の構成を示すブロツク図、第４図Ａは上記実施例
の標準記憶装置に蓄えられ、第２図Ａの標準IC
チツプAl配線膜に対応した画像量子化信号の一
例を示す図、第４図Ｂは上記実施例の一時記憶装
置に蓄えられ、第２図Ｂの被検査ICチツプのAl
配線膜に対応した画像量子化信号の一例を示す図
である。 １……顕微鏡、２……対物レンズ、３……接眼
レンズ、４……保持架台、５……試料台、５ａ…
…載置部、６……載置部移動機構、７……焦点調
節機構、１００……ICチツプ、８ａ，８ｂ，８
ｃ……反射鏡、９……載置部移動制御回路、１０
……焦点調節制御回路、１１……光電変換回路、
１２……画像信号増幅回路、１３……Ａ／Ｄ変換
回路、１４……量子化処理回路、１５……処理画
面決定回路、１６……同期信号発生回路、１７…
…画像分析回路、１８……記憶装置、１９……演
算処理回路、２０……表示装置、２１……TVブ
ラウン管、２２……CPU、２３……キー入力装
置、２４……ROM、２５……標準記憶装置、２
６……一時記憶装置、２７……色コードメモリ、
２８……補助記憶装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ パターン形成体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Ａ／Ｄ変換回路と、このＡ／Ｄ
   変換回路が出力するデジタル画像信号を制御プロ
   グラムに従つて画像処理する中央処理装置と、上
   記制御プログラムを蓄えるリードオンリーメモリ
   と、欠陥のない標準となる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
   Ａ／Ｄ変換回路を介してデジタル画像信号に変換
   して、画像処理を施して得られた標準画像データ
   を蓄える標準記憶装置と、検査すべきパターンの
   画像を上記光電変換回路および、上記Ａ／Ｄ変換
   回路を介してデジタル画像信号に変換して、画像
   処理を施して得られた被検査画像を一時蓄える一
   時記憶装置とを備え、上記中央処理装置において
   上記ROMに蓄えられた上記制御プログラムに従
   つて上記標準記憶装置に蓄えられた上記標準画像
   データと、上記一時記憶装置に蓄えられた上記被
   検査画像データとを比較して、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した場合に
   は、規定の色コードを蓄えるメモリをアクセスす
   ることにより、その欠陥部を指定の色で置きかえ
   て表示することを特徴とするパターン欠陥の表示
   装置。