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JPH045940B2 - - Google Patents
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JPH045940B2 - - Google Patents

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JPH045940B2
JPH045940B2 JP57062435A JP6243582A JPH045940B2 JP H045940 B2 JPH045940 B2 JP H045940B2 JP 57062435 A JP57062435 A JP 57062435A JP 6243582 A JP6243582 A JP 6243582A JP H045940 B2 JPH045940 B2 JP H045940B2
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defect
signal
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    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
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    • G01N21/956Inspecting patterns on the surface of objects
    • G01N21/95607Inspecting patterns on the surface of objects using a comparative method

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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Image Input (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、映像入力装置から入力される被検査
パターンを基準パターンと比較して欠陥部を自動
的に識別するパターン欠陥検査装置方式に関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a pattern defect inspection system that automatically identifies defective portions by comparing a pattern to be inspected input from a video input device with a reference pattern.

従来の半導体パターンやプリント基板のパター
ン検査は熟練した作業者が目視で行なつていた
が、パターンの高集積化に伴なう微細化と生産者
の増大により人間によつて処理することはきわめ
て困難になつてきており、そのため自動パターン
欠陥検査装置の開発が試みられるようになつてき
た。
Traditionally, pattern inspection of semiconductor patterns and printed circuit boards was carried out visually by skilled workers, but due to the miniaturization of patterns and the increase in the number of producers due to higher integration, it has become extremely difficult for humans to inspect the patterns. This has become increasingly difficult, and attempts have therefore been made to develop automatic pattern defect inspection equipment.

第1図は、従来の自動パターン欠陥検査装置の
例である。被検査パターン1の映像は映像入力装
置2によつて入力され、2値化回路3によつて2
値信号に変換される。一方辞書発生回路4からは
設計データに基づく基準パターンが映像入力装置
2と同期して発生され、比較回路5によつて各画
素毎に比較される。比較回路5において、もし入
力映像に基準パターンと不一致の画素があれば、
それは欠陥領域ということになる。次に、判定回
路6によつてその欠陥領域のサイズを判定し、あ
る程度以上大きければ致命的欠陥であると判断し
て出力することができる。このようにすれば、被
検査パターンの欠陥検査の高速に実現することが
できる。
FIG. 1 is an example of a conventional automatic pattern defect inspection apparatus. The image of the pattern to be inspected 1 is inputted by the image input device 2, and is converted into 2 images by the binarization circuit 3.
converted into a value signal. On the other hand, a reference pattern based on the design data is generated from the dictionary generation circuit 4 in synchronization with the video input device 2, and is compared for each pixel by the comparison circuit 5. In the comparator circuit 5, if there is a pixel in the input video that does not match the reference pattern,
That would be a defective area. Next, the determination circuit 6 determines the size of the defective area, and if it is larger than a certain level, it can be determined to be a fatal defect and output. In this way, defect inspection of the pattern to be inspected can be performed at high speed.

しかしながら、このような欠陥検査装置は、入
力が良質の白または黒に近い映像ならば良い結果
が得られるが、完全IC、LSIウエーハのアルミパ
ターンのようにパターン上に種々のランダムな模
様のあるパターンの検査に適用しようとすると、
たとえば2値化された映像データが安定せず、こ
のような装置方式では対処が難かしいという問題
点があつた。
However, such defect inspection equipment can give good results if the input is a high-quality white or nearly black image, but if the pattern has various random patterns, such as the aluminum pattern of a complete IC or LSI wafer, When I try to apply it to pattern inspection,
For example, there is a problem in that binarized video data is unstable, which is difficult to deal with with such a device system.

第2図は上述の問題点の説明図である。まず、
イは複雑な模様を持つパターンの検査における閾
値処理の問題点を示す。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the above-mentioned problem. first,
Figure A shows the problem of threshold processing when inspecting patterns with complex patterns.

は基準パターンであり、1本の走査線上にお
けるパターンの境界部分を表わしている。すなわ
ち“1”の値は特定のパターンの内部領域Aを表
わし“0”はそのパターンの外側領域Bを示す。
は辞書に対応する被検査パターンの映像信号で
あり、縦軸は明るさを意味している。ここで、領
域A,Bのパターンとも凹凸等による陰影を持つ
ており、欠陥が無いにもかかわらずその明るさの
レベルは正規分布状に分布しており、その分布の
一部が部分的に重なつているものとする。このよ
うな場合には閾値処理のみでは、もはやAとBの
領域が明確に分離できずのようになり、基準パ
ターンと排他的論理和による比較を行なえばの
ように欠陥部として抽出されることになる。この
結果は誤りであるが、単一の閾値を用いた分離処
理ではやむを得ないことである。
is a reference pattern and represents a boundary portion of a pattern on one scanning line. That is, a value of "1" indicates an inner area A of a particular pattern, and a value of "0" indicates an outer area B of that pattern.
is a video signal of a pattern to be inspected corresponding to the dictionary, and the vertical axis represents brightness. Here, both the patterns in areas A and B have shadows due to unevenness, etc., and even though there are no defects, the brightness levels are distributed in a normal distribution, and some of the distributions are partially Assume that they overlap. In such a case, it will no longer be possible to clearly separate areas A and B with threshold processing alone, and if a comparison is made with the standard pattern using exclusive OR, they will be extracted as defective areas. become. Although this result is erroneous, it is unavoidable in separation processing using a single threshold value.

第2図のロは従来手法の別の問題点の説明図で
ある。領域Aは、例えば完全ICウエーハのアル
ミパターンの領域のように表面の凹凸によつて黒
い斑点Dのようなものが見える領域である。領域
Bは酸化シリコンの領域であり、比較的一様な明
暗値を持つている。このとき、もし領域Bに黒い
斑点Cが観測されれば、それは欠陥部であるが、
領域Aでは同じ大きさの斑点であつても上記のよ
うにもともと存在する斑点と同様なものであれば
欠陥ではない。もともと存在する斑点以上の大き
さの斑点Eがあれば欠陥である。しかし、従来の
装置では入力映像と基準パターンとの比較のみで
行なつているので欠陥として判定されるものは領
域によらず一定しており、酸化シリコン領域上の
微小欠陥をも判定しようとすればアルミ領域のパ
ターンは欠陥だらけになり、アルミ領域の欠陥を
正しく判定しようとすれば酸化シリコン領域内で
の欠陥を見落すという問題点があつた。
FIG. 2B is an explanatory diagram of another problem with the conventional method. Area A is an area where something like a black spot D is visible due to surface irregularities, such as an aluminum pattern area of a complete IC wafer, for example. Region B is a region of silicon oxide and has relatively uniform brightness values. At this time, if a black spot C is observed in area B, it is a defective part, but
In area A, even if the spots are of the same size, they are not defects if they are similar to the originally existing spots as described above. If there is a spot E that is larger than the originally existing spot, it is a defect. However, since conventional devices only compare the input image with a reference pattern, the number of defects that are determined as defects remains the same regardless of the area. For example, the pattern in the aluminum region is full of defects, and if an attempt is made to correctly determine the defects in the aluminum region, there is a problem in that defects in the silicon oxide region will be overlooked.

本発明の目的は、このような従来装置の問題点
を克服し、より複雑で画像的に質の悪いパターン
の欠陥検査をも可能にするパターン欠陥検査装置
を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a pattern defect inspection apparatus that overcomes the problems of the conventional apparatus and enables defect inspection of patterns that are more complex and have poor image quality.

上記目的を達成するために、本発明において
は、対象とする被検査パターンを走査して、被検
査パターンを構成する画素データを時系列的に入
力する第1の手段と、各上記画素データが、複数
の領域からなる被検査パターンのどの領域に含ま
れるかを示すパターンデータを、被検査物の設計
データから得て、上記画素データと同期して発生
する第2の手段と、閾値、抽出範囲、及び判定手
段のうち少なくとも1つを領域毎に複数組有し、
上記第2の手段に応じて、領域毎に上記複数組の
1つを選択し、上記被検査パターンと基準となる
パターンとを比較判定する処理の内容を変化させ
る第3の手段とを備えたところに特徴がある。す
なわち、被検査物を製作したときの設計データか
ら基準となる理想パターンデータを作製し、被検
査物の映像信号と全く同期して発生させる。通常
はこの理想パターンを入力映像データと一致をと
るための基準パターンとして使用するが、本発明
では入力映像データがたとえばアルミ領域内なの
か酸化シリコン領域なのかを各画素単位に装置に
知らせる辞書データとして使用し、それによつて
アルミパターン向きの処理と酸化シリコン向きの
処理とを使い分けようとするのである。
In order to achieve the above object, the present invention includes a first means for scanning a target pattern to be inspected and inputting pixel data constituting the pattern to be inspected in time series; , a second means for generating pattern data in synchronization with the pixel data by obtaining pattern data indicating which region of the pattern to be inspected consisting of a plurality of regions is included from the design data of the object to be inspected; each region has a plurality of sets of at least one of a range and a determination means;
and third means for selecting one of the plurality of sets for each area and changing the content of the process for comparing and determining the pattern to be inspected and the reference pattern, in accordance with the second means. The place has its characteristics. That is, ideal pattern data that serves as a reference is created from the design data used when the object to be inspected was manufactured, and generated in complete synchronization with the video signal of the object to be inspected. Normally, this ideal pattern is used as a reference pattern for matching input video data, but in the present invention, dictionary data is used to inform the device for each pixel whether the input video data is, for example, within an aluminum region or a silicon oxide region. The aim is to differentiate between processing for aluminum patterns and processing for silicon oxide.

このようにすれば、前記の問題点が解決できる
ことは明らかである。例えば、第2図イで述べた
問題は第3図のように領域AとBに対してそれぞ
れ閾値θA,θBを定め、辞書パターンの値によつて
閾値を使い分ければ、明るさレベルに共通部分が
あつたとしても欠陥領域として判定されることは
なくなる。ただし、この場合、たとえば領域Aが
領域Bに置きかわる欠陥があつたとしても、その
欠陥部分の明るさが共通レベルにあれば欠陥とし
て検出することができない。しかしながら、領域
A,Bとも明るさのレベルは正規分布的に変化し
ており、ある程度欠陥サイズが大きければその全
てが共通レベルの明るさを持つことは稀なので、
現実的には大きな問題にはならない。むしろ、現
実の欠陥検査装置の場合には正常部分がほとんど
のため、正常を異常と判定する虚報の発生を防止
することが、小さい欠陥を発見することよりも大
きな問題であり、その意味において本発明は実際
上きわめて大きな効果を持つことができる。
It is clear that the above-mentioned problems can be solved by doing so. For example, the problem described in Figure 2A can be solved by setting thresholds θ A and θ B for areas A and B, respectively, as shown in Figure 3, and using different thresholds depending on the dictionary pattern value. Even if there is a common part, it will not be determined as a defective area. However, in this case, even if there is a defect in which area A replaces area B, for example, it cannot be detected as a defect if the brightness of the defective portion is at a common level. However, the brightness level in both areas A and B changes in a normal distribution manner, and if the defect size is large to some extent, it is rare that all of them have a common level of brightness.
In reality, it's not a big problem. In fact, in the case of actual defect inspection equipment, most of the parts are normal, so preventing the occurrence of false alarms that judge normality as abnormal is a bigger problem than discovering small defects, and in that sense, it is a real problem. Inventions can have enormous practical effects.

また、第2図ロの問題においても、たとえば欠
陥サイズについての判定パラメータを領域毎に変
えることによつて解決できることは明らかであ
る。
It is clear that the problem in FIG. 2B can also be solved by, for example, changing the determination parameter regarding the defect size for each region.

以下、本発明の実施例によつて説明する。第4
図は本発明を用いたパターン欠陥検査装置の全体
構成図である。18は全体を制御するコンピユー
タ、1は被検査物、11は被検査物1を乗せたス
テージであり、コンピユータによつて平面上の任
意の位置に被検査物を移動させることができる。
2はテレビカメラのようなラスタ走査式の映像入
力装置であり、同期信号発生器17から発せられ
る水平同期信号HD、垂直同期信号VDに同期し
て被検査物上の一定領域の映像を走査し、その明
暗信号を電気信号20に変換して出力することが
できる。電気信号20は、同期信号発生器17か
ら発せられるクロツク信号25に同期して、AD
変換器12によつて離散的デイジタル信号21に
変換される。すなわち、AD変換器12によつて
被検査物の映像信号は格子状のデータ配列に分割
され、その各点の明暗値が、たとえば8ditの濃淡
データとしてクロツク信号25に同期して発生す
ることになる。
The present invention will be explained below using examples. Fourth
The figure is an overall configuration diagram of a pattern defect inspection apparatus using the present invention. Reference numeral 18 denotes a computer that controls the whole, 1 is an object to be inspected, and 11 is a stage on which the object to be inspected 1 is placed.The computer can move the object to be inspected to any position on a plane.
Reference numeral 2 denotes a raster scanning type video input device such as a television camera, which scans an image of a certain area on the object to be inspected in synchronization with the horizontal synchronization signal HD and vertical synchronization signal VD generated from the synchronization signal generator 17. , the bright/dark signal can be converted into an electrical signal 20 and output. The electrical signal 20 is synchronized with the clock signal 25 generated from the synchronization signal generator 17.
It is converted into a discrete digital signal 21 by a converter 12. That is, the video signal of the object to be inspected is divided into a grid-like data array by the AD converter 12, and the brightness and darkness values of each point are generated as, for example, 8-dit grayscale data in synchronization with the clock signal 25. Become.

一方、被検査物1の理想的なパターンデータは
被検査物1の設計データからあらかじめ配列デー
タとして計算され、コンピユータ18から信号線
28を介して記憶回路16に転送記憶させられて
いる。15は記憶回路16の読出し制御回路であ
り、同期信号発生器17から出力されるX,Y座
標27を記憶回路16の読出しアドレスとして理
想パターンデータを読出す回路である。このと
き、同期信号発生回路17において、水平同期信
号HDで“0”にクリアされ、クロツク信号25
を計数するカウンタの出力と、垂直同期信号VD
で“0”にクリアされ水平同期信号HDの個数を
カウントするカウンタの出力とから各々X,Y座
標27を作るようにすれば、AD変換器12から
順次出力される被検査パターンの映像データ21
と、読出し制御回路15によつて読出された理想
パターンの出力データ23とは位置関係を完全に
合わせることができる。
On the other hand, ideal pattern data for the object to be inspected 1 is calculated in advance as array data from the design data for the object to be inspected 1, and is transferred and stored in the storage circuit 16 from the computer 18 via the signal line 28. Reference numeral 15 denotes a readout control circuit for the memory circuit 16, which reads out ideal pattern data using the X, Y coordinates 27 outputted from the synchronization signal generator 17 as a readout address of the memory circuit 16. At this time, in the synchronization signal generation circuit 17, the horizontal synchronization signal HD is cleared to "0", and the clock signal 25 is cleared to "0".
The output of the counter that counts and the vertical synchronization signal VD
If the X and Y coordinates 27 are created from the output of the counter that counts the number of horizontal synchronizing signals HD that are cleared to "0" by
The positional relationship can be perfectly matched with the ideal pattern output data 23 read out by the readout control circuit 15.

完全に合わせることができれば、理想パターン
データの値から各時点毎に電気信号21が被検査
物のどの領域を走査しているかがわかるので、領
域処理の最適処理をAD変換器12の出力信号2
1に対して行うことができる。13は欠陥領域抽
出回路であつて、理想パターンデータによつて領
域毎に最適な処理を選択し、入力信号21をクロ
ツク25に同期しながら処理する。処理の結果欠
陥部と判定させる所があれば、その部分が“1”
で正常な所か“0”なる欠陥領域信号22が入力
信号21と同期してクロツク単位毎に逐次出力さ
れる。欠陥領域抽出回路13のひとつの具体的な
実施例は第5図で説明する。
If it can be perfectly matched, it will be possible to know which region of the object to be inspected is scanned by the electric signal 21 at each time point from the value of the ideal pattern data.
This can be done for 1. Reference numeral 13 denotes a defective area extraction circuit which selects the optimum process for each area based on ideal pattern data and processes the input signal 21 in synchronization with the clock 25. If there is a part that is determined to be defective as a result of processing, that part will be marked "1".
A defective area signal 22, which is "0" in normal areas, is sequentially output in synchronization with the input signal 21 for each clock. One specific embodiment of the defective area extraction circuit 13 will be explained with reference to FIG.

14は欠陥領域抽出回路13から出力される欠
陥領域信号22を入力し、理想パターンデータ2
3によつて領域毎の最適処理を選択しながらその
欠陥の致命性を判定する致命性判定回路である。
この致命性判定回路14のひとつの具体的な実施
例は第6図において説明する。
14 inputs the defective area signal 22 output from the defective area extraction circuit 13, and receives the ideal pattern data 2.
3 is a fatality determination circuit that selects the optimal process for each area and determines the fatality of the defect.
One specific embodiment of this fatality determination circuit 14 will be explained with reference to FIG.

致命性判定回路14によつて欠陥が致命的と判
定された場合には、その時点で同期信号発生回路
17から出力されるX,Y座標を致命性判定回路
14に内蔵している記憶回路に記憶し、映像走査
が全て完了した後に欠陥判定データとしてコンピ
ユータ18に入力する。その結果は必要であれば
整理してオペレータに判別しやすいようにデイス
プレイ装置19に表示させることができる。コン
ピユータ18の入出力信号線は、34がステージ
駆動信号、33がステージ位置信号、32が検査
回路系の起動信号、31が検査終了信号、30が
欠陥致命判定回路14に記憶された欠陥位置デー
タの読出しデータ線である。
When the defect is determined to be fatal by the fatality determination circuit 14, the X and Y coordinates output from the synchronization signal generation circuit 17 at that time are stored in a storage circuit built into the fatality determination circuit 14. The data is stored and input to the computer 18 as defect determination data after all video scanning is completed. If necessary, the results can be organized and displayed on the display device 19 for easy identification by the operator. The input/output signal lines of the computer 18 include a stage drive signal 34, a stage position signal 33, a starting signal for the inspection circuit system, 31 an inspection end signal, and 30 defect position data stored in the defect critical judgment circuit 14. This is the read data line.

第5図は欠陥領域抽出回路13のより詳細な実
施例である。第5図において、41は比較回路、
42は入力信号46,47の一方を選択して出力
する選択回路、44,45は読出し専用メモリ
(ROM)、43はレジスタである。本実施例にお
いては、理想パターンデータ23は、AD変換さ
れた入力映像データ21がどの領域内の映像デー
タかを示す辞書パターンデータ信号として使用さ
れ、その辞書パターンデータ値によつて読出し専
用メモリ44からあらかじめ記録してあつた領域
毎の最適閾値49が読出される。入力映像データ
21は最適閾値49と比較回路41において比較
される。比較回路41は信号21の値が信号49
の値より小ならば出力信号46を“1”、47を
“0”とし、信号21の値が信号49の値より大
ならば逆に出力信号46を“0”、47を“1”
とする。42は選択回路であり、辞書パターンデ
ータ23をアドレスとして読出し専用メモリ45
から読出した選択信号50によつて信号46又は
47を選択し、信号48として出力する。すなわ
ち領域によつて入力映像データが閾値よりも大の
ときに欠陥となる場合と、小のときに欠陥である
場合とがあるので、大小判定結果47と小判定結
果46のどちらかの信号を欠陥信号とすべきかを
あらかじめ読出し専用メモリ45に記憶させてお
き、領域を示す辞書パターンデータにて選択させ
ている。このような辞書パターンデータによつて
閾値や欠陥判定方法を切替えることが本発明の趣
旨である複数個の処理を切換えることに相当す
る。43はタイミング調整用のレジスタであり、
クロツク信号25によつて信号48がセツトさ
れ、その内容が欠陥抽出回路13の出力22とし
て外部に出力される。出力信号22は入力映像デ
ータ21に1クロツク分遅れて出力される欠陥映
像信号である。
FIG. 5 shows a more detailed embodiment of the defect area extraction circuit 13. In FIG. 5, 41 is a comparison circuit;
42 is a selection circuit that selects and outputs one of the input signals 46 and 47; 44 and 45 are read-only memories (ROM); and 43 is a register. In this embodiment, the ideal pattern data 23 is used as a dictionary pattern data signal indicating in which region the AD-converted input video data 21 is video data, and the dictionary pattern data value is used as a dictionary pattern data signal in the read-only memory 44. The optimum threshold value 49 for each area, which has been recorded in advance, is read out from. Input video data 21 is compared with an optimal threshold value 49 in a comparison circuit 41 . Comparison circuit 41 compares the value of signal 21 with signal 49
If the value of the signal 21 is greater than the value of the signal 49, the output signal 46 is set to "1" and the output signal 47 is set to "0", and vice versa.
shall be. 42 is a selection circuit, which uses the dictionary pattern data 23 as an address to read-only memory 45;
The signal 46 or 47 is selected based on the selection signal 50 read from the select signal 50 and outputted as the signal 48. In other words, depending on the area, there are cases where the input video data is defective when it is larger than the threshold value, and cases where it is defective when it is smaller than the threshold value. Whether it should be a defect signal is stored in advance in the read-only memory 45, and selected using dictionary pattern data indicating the area. Switching the threshold value or defect determination method using such dictionary pattern data corresponds to switching a plurality of processes, which is the gist of the present invention. 43 is a register for timing adjustment;
A signal 48 is set by the clock signal 25, and its contents are outputted to the outside as the output 22 of the defect extraction circuit 13. The output signal 22 is a defective video signal that is output with a delay of one clock after the input video data 21.

また、本実施例においては被検査パターンの領
域がAとBの2種しかなく、欠陥濃度が閾値より
大または小で表わされる場合のみを扱つたが、領
域が3種以上になつた場合には辞書パターンデー
タのビツト数を増やし、読出し専用メモリに領域
の数と同じだけの最適閾値を記憶させておけば実
現できるし、欠陥濃度レベルに濃度の範囲がある
場合には同様な回路を組合わせることによつて、
容易に実現できることは明らかである。
In addition, in this example, there are only two types of areas A and B in the pattern to be inspected, and only the case where the defect density is expressed as greater or less than the threshold value was handled, but when there are three or more types of areas, This can be achieved by increasing the number of bits in the dictionary pattern data and storing as many optimum threshold values as the number of regions in a read-only memory.If there is a range of defect density levels, a similar circuit can be built. By combining
It is clear that this can be easily achieved.

第6図は致命性判定回路15のより詳細な実施
例である。本実施例においては、欠陥の縦、横、
斜めの方法の幅の最大値が領域毎に決められた閾
値よりも大きければ致命的な欠陥であると判定す
ることを判定基準としている。また、パターンの
領域はAとBの2種類しかなく、第6図の辞書パ
ターンデータ信号23は1ビツトであり、“0”
のときは領域Aを示し、“1”のときは領域Bを
示す。22は欠陥映像信号、62a,62bはア
ンドゲートであり、65はインバータである。こ
の結果、63aはA領域中の欠陥画素のみが
“1”なる欠陥映像であり、63bはB領域中の
欠陥画素のみが“1”となる欠陥映像である。
FIG. 6 shows a more detailed embodiment of the fatality determination circuit 15. In this example, the vertical, horizontal,
The criterion is that if the maximum value of the width of the diagonal method is larger than a threshold value determined for each region, it is determined that there is a fatal defect. Furthermore, there are only two types of pattern areas, A and B, and the dictionary pattern data signal 23 in FIG. 6 is 1 bit, and is "0".
When it is "1", it indicates area A, and when it is "1", it indicates area B. 22 is a defective video signal, 62a and 62b are AND gates, and 65 is an inverter. As a result, 63a is a defective image in which only the defective pixels in the A area are "1", and 63b is a defective image in which only the defective pixels in the B area are "1".

一点鎖線に囲まれた回路61aと61bは全く
同じ回路であり、各々が9×9画素の2次元局所
画像切出し回路である。61aの回路中、l1,l2
…,l8は各々映像入力装置の1水平走査線分の画
素数に等しい段階をもつたシフトレジスタであ
り、d11,d12,…,d18,d21,d22,…,d99は1画
素分のシフトレジスタである。これらのシフトレ
ジスタは全て図には書かれていない信号線によつ
てクロツク信号25が供給され、画素データに同
期してシフトするように構成されている。この結
果、常時過去8ライン分の欠陥映像データがシフ
トレジスタに格納され、シフトレジスタの出力か
らは欠陥映像上の9×9局所領域の画素データが
並列に読出されることになる。この局所画像は欠
陥映像データが1画素分入力されるたびに1画素
分シフトするので、出力される9×9局所領域画
像は映像全面を走査する。
Circuits 61a and 61b surrounded by one-dot chain lines are exactly the same circuits, and each is a two-dimensional local image cutting circuit of 9×9 pixels. In the circuit of 61a, l 1 , l 2 ,
..., l8 are shift registers each having a stage equal to the number of pixels for one horizontal scanning line of the video input device, and d11 , d12 , ..., d18 , d21 , d22 , ..., d99 is a shift register for one pixel. All of these shift registers are supplied with a clock signal 25 through a signal line (not shown), and are configured to shift in synchronization with pixel data. As a result, the past eight lines of defective video data are always stored in the shift register, and the pixel data of the 9×9 local areas on the defective video are read out in parallel from the output of the shift register. Since this local image is shifted by one pixel each time defective image data is input by one pixel, the output 9×9 local area image scans the entire image.

いま、任意の時点で読出された9×9局所領域
画像をP11,P12,…,P99とすると、2次元映像
データ上では第7図のように配列するので、局所
領域の中心画素P55を中心に放射方向に欠陥境界
までの距離、すなわちP55から放射方向に初めて
“0”となる画素までの距離を計測すれば、各々
逆方向の距離を加算することによつて、その方向
の欠陥サイズ(幅)を計測することができる。第
6図の回路67から70までの信号の流れは、領
域毎の欠陥映像に対してこのようにして欠陥サイ
ズを計測するための回路である。第6図におい
て、67は選択回路、68a〜68hは寸法計測
回路、69a〜69dは加算回路、70は最大値
検出回路、76は読出し専用回路、74は記憶回
路である。
Now, if the 9×9 local area images read out at any time are P 11 , P 12 , ..., P 99 , they are arranged as shown in Figure 7 on the two-dimensional video data, so the central pixel of the local area If we measure the distance from P55 to the defect boundary in the radial direction, that is, the distance from P55 to the pixel that becomes "0" for the first time in the radial direction, we can calculate the distance by adding the distances in the opposite direction. The defect size (width) in the direction can be measured. The signal flow from circuits 67 to 70 in FIG. 6 is a circuit for measuring the defect size for each region of the defect image in this manner. In FIG. 6, 67 is a selection circuit, 68a to 68h are dimension measurement circuits, 69a to 69d are addition circuits, 70 is a maximum value detection circuit, 76 is a read-only circuit, and 74 is a storage circuit.

選択回路67は領域A上の欠陥映像の局所画像
64aと領域B上の欠陥映像の局所画像64bを
局所画像の中心画素であるP55が領域Aに含まれ
るかBに含まれるかを示す信号75によつて切替
えられる。信号75は、辞書パターンデータ23
をシフトレジスタ66によつてP55信号の回路6
1aによる遅れ分だけ、すなわち4ラインと4画
素分遅らせることによつて得られる。
The selection circuit 67 selects a local image 64a of the defective image on area A and a local image 64b of the defective image on area B as a signal indicating whether P55 , the center pixel of the local image, is included in area A or B. 75. The signal 75 is the dictionary pattern data 23
P55 signal circuit 6 by shift register 66
This is obtained by delaying by the delay due to 1a, that is, by 4 lines and 4 pixels.

寸法計測回路68a,68b〜68hは、第7
図で示す局所領域の中で画素P55を中心として各
放射方向への欠陥の寸法を計測する回路である。
たとえば、68aを例にとると、68aにはP55
を中心に局所領域の右側方向にならぶ画素データ
P54,P53,P52,P51が接続され、その順番に初め
て“0”が現われるまでの画素数を計測する。す
なわち、P55=0ならば“0”、P55=1、P54
1、P53=0ならば“2”である。局所領域の画
像は欠陥部の画素のみが“1”なので、68aの
出力値はP55から右側境界までの寸法を計測した
ことになる。68bは、同様にP55より左側に並
ぶ画素データが接続され、P55から左側境界まで
の寸法を計測する。したがつて、加算器69aに
よつて2つの寸法を加算すると欠陥の横幅が計算
できる。68c,68dは各々右上り斜め方向の
画素が接続され、加算回路69bによつて右上り
斜め方向の欠陥幅が計算される。このようにし
て、同様に上下方向、左下り斜め方向の欠陥幅も
求められ、4方向の欠陥幅が最大値検出回路70
に入力される。最大値検出回路70は4個の幅の
最大値を選択する回路であり、その結果、信号7
1は欠陥の最大幅を近似的に表わす。本実施例で
は局所画像領域として9×9局所領域画像をとつ
たため、最大欠陥幅は9画素までであるが、ある
程度以上大きければ全て致命的欠陥となるので、
大きさの閾値が9画素以下なら実用上問題にはな
らない。また局所画像領域の画素数を変えること
によつて、検出可能な欠陥幅の範囲を任意に変え
られることはもちろんである。
The dimension measurement circuits 68a, 68b to 68h are the seventh
This circuit measures the size of a defect in each radial direction with the pixel P55 as the center in the local area shown in the figure.
For example, taking 68a as an example, 68a has P 55
Pixel data arranged to the right of the local area centered on
P 54 , P 53 , P 52 , and P 51 are connected, and the number of pixels until "0" appears for the first time in that order is counted. That is, if P 55 = 0, “0”, P 55 = 1, P 54 =
1, if P 53 =0, it is “2”. In the image of the local area, only the pixels of the defective part are "1", so the output value of 68a is the measurement of the dimension from P55 to the right boundary. 68b similarly connects the pixel data arranged on the left side of P55 , and measures the dimension from P55 to the left boundary. Therefore, by adding the two dimensions using the adder 69a, the width of the defect can be calculated. Pixels 68c and 68d in the diagonal direction upward to the right are connected to each other, and the defect width in the diagonal direction upward right is calculated by the addition circuit 69b. In this way, the defect widths in the vertical direction and diagonal direction downward to the left are also determined, and the defect width in the four directions is determined by the maximum value detection circuit 70.
is input. The maximum value detection circuit 70 is a circuit that selects the maximum value of four widths, and as a result, the signal 7
1 approximately represents the maximum width of the defect. In this example, a 9x9 local area image is taken as the local image area, so the maximum defect width is up to 9 pixels, but if it is larger than a certain level, it will become a fatal defect.
If the size threshold is 9 pixels or less, there is no practical problem. Furthermore, by changing the number of pixels in the local image area, it is of course possible to arbitrarily change the range of detectable defect width.

一方、76は読出し専用メモリであり、局所領
域の中心画素P55が領域Aに含まれているか領域
Bに含まれているかを示す辞書パターンデータ信
号75によつてP55の存在する領域に最適な欠陥
寸法の閾値77が読出され、欠陥最大幅71と比
較回路72によつて比較される。その結果、欠陥
最大幅が閾値より大であれば致命欠陥であり信号
73が“1”となる。記憶回路74は信号73が
“1”から“0”に戻つた時点で、その時のX、
Y座標信号27を記憶する。このようにすれば、
記憶回路には被検査物上の致命欠陥の座標値が映
像走査に応じて次々と記憶されることになる。こ
の記憶された欠陥座標は、検査終了後に信号30
としてコンピユータから読出される。
On the other hand, 76 is a read-only memory, which is optimized for the area where P 55 exists, by a dictionary pattern data signal 75 indicating whether the central pixel P 55 of the local area is included in area A or area B. A threshold value 77 of the defect size is read out and compared with the maximum defect width 71 by a comparison circuit 72. As a result, if the defect maximum width is larger than the threshold value, it is a fatal defect and the signal 73 becomes "1". When the signal 73 returns from "1" to "0", the memory circuit 74 stores the current X,
The Y coordinate signal 27 is stored. If you do this,
The coordinate values of fatal defects on the object to be inspected are successively stored in the storage circuit in response to image scanning. The memorized defect coordinates are sent to the signal 30 after the inspection is completed.
is read out from the computer as .

第6図の実施例においては、辞書パターンデー
タ75によつて信号64a,64bを切替えた
り、領域毎の最適閾値77が読出し専用回路76
から読出されて比較回路72に入力されること
が、本発明の主旨に相当する。このようにするこ
とによつて、従来技術では判定の難かしかつた領
域によつて模様が異なる場合でも、正確に致命性
を判断することが可能になる。
In the embodiment shown in FIG. 6, the signals 64a and 64b are switched according to the dictionary pattern data 75, and the optimum threshold value 77 for each region is set by the read-only circuit 76.
It corresponds to the gist of the present invention that the data is read from the data source and inputted to the comparison circuit 72. By doing so, it becomes possible to accurately determine the fatality even if the pattern differs depending on the area, which was difficult to determine in the prior art.

以上説明したように、本発明によれば被検査パ
ターンの性質の異なる領域毎に最適な欠陥抽出判
定処理を選択実行することができるので、従来の
画一的な処理では困難であつたランダムな模様の
ついたパターンの検査、たとえばIC、LSIの完成
ウエーハの自動検査が可能になる。
As explained above, according to the present invention, it is possible to select and execute the optimal defect extraction/judgment process for each area with different properties of the pattern to be inspected, so it is possible to select and execute the optimal defect extraction/judgment process for each area with different properties of the pattern to be inspected. It becomes possible to inspect patterns with patterns, such as automatic inspection of completed IC and LSI wafers.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来のパターン欠陥検査装置の構成
図、第2図は従来装置の問題点の説明図、第3図
は本発明による問題点解決方法の説明図、第4図
は本発明を具体化するパターン欠陥検査装置の全
体構成図、第5図は本発明の実施例を示す図、第
6図は別の実施例を示す図、第7図は第6図の説
明を補助する図である。 1……被検査パターン又は被検査物、2……映
像入力装置、3……2値化回路、4……辞書発生
回路、5……比較回路、6……判定回路、12…
…AD変換器、13……欠陥領域抽出回路、14
……致命判定回路、15……読出し制御回路、1
6……記憶回路、17……同期信号発生器、18
……コンピユータ、19……デイスプレイ装置、
21……デイジタル化された入力映像信号、22
……欠陥領域を示す映像信号、23……理想パタ
ーン映像信号(辞書パターン信号)、25……同
期クロツク信号、41……比較回路、42……選
択回路、43……レジスタ、44,45……読出
し専用メモリ(ROM)、49……最適閾値、6
1a,b……2次元局所画像切出し回路、l1〜l8
……1走査線の画素数をもつシフトレジスタ、
d11〜d99……1画素シフトレジスタ、67……選
択回路、68a〜68h……寸法計測回路、69
a〜69d……加算回路、70……最大値検出回
路、71……欠陥最大幅信号、72……比較回
路、74……欠陥位置を記憶する記憶回路、75
……遅れた辞書パターンデータ、76……読出し
専用メモリ。
Fig. 1 is a configuration diagram of a conventional pattern defect inspection device, Fig. 2 is an explanatory diagram of problems with the conventional device, Fig. 3 is an explanatory diagram of a method for solving the problems according to the present invention, and Fig. 4 is an illustration of a method of solving the problems according to the present invention. FIG. 5 is a diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 6 is a diagram showing another embodiment, and FIG. 7 is a diagram to help explain FIG. 6. be. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Pattern or object to be inspected, 2... Video input device, 3... Binarization circuit, 4... Dictionary generation circuit, 5... Comparison circuit, 6... Judgment circuit, 12...
...AD converter, 13...Defect area extraction circuit, 14
... Fatality judgment circuit, 15 ... Read control circuit, 1
6... Memory circuit, 17... Synchronization signal generator, 18
...computer, 19...display device,
21...digitized input video signal, 22
. . . Video signal indicating defective area, 23 . ... Read-only memory (ROM), 49 ... Optimal threshold, 6
1a, b...Two-dimensional local image cutting circuit, l 1 to l 8
...A shift register with the number of pixels for one scanning line,
d 11 to d 99 ...1 pixel shift register, 67...selection circuit, 68a to 68h...dimension measurement circuit, 69
a to 69d...Addition circuit, 70...Maximum value detection circuit, 71...Defect maximum width signal, 72...Comparison circuit, 74...Storage circuit for storing defect position, 75
...Delayed dictionary pattern data, 76...Read-only memory.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 対象とする被検査パターンを走査して、被検
査パターンを構成する画素データを時系列的に入
力する第1の手段と、 各上記画素データが、複数の領域からなる被検
査パターンのどの領域に含まれるかを示すパター
ンデータを、被検査物の設計データから得て、上
記画素データと同期して発生する第2の手段と、 閾値、抽出範囲、及び判定手段のうち少なくと
も1つを領域毎に複数組有し、上記第2の手段に
応じて、領域毎に上記複数組の1つを選択し、上
記被検査パターンと基準となるパターンとを比較
判定する処理の内容を変化させる第3の手段と、 を備えたことを特徴とするパターン欠陥検査装
置。 2 上記第3の手段は、領域毎に異なる閾値を設
定し、各上記画素データとの画素の含まれる領域
の閾値とを比較することによつて欠陥を構成する
画素であることを判定する特許請求の範囲第1項
記載のパターン欠陥検査装置。 3 上記第3の手段は、領域毎に寸法に関する閾
値を設定し、各欠陥領域の寸法が上記閾値よりも
大きいとき致命欠陥と判定することを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載のパターン欠陥検査装
置。
[Claims] 1. A first means for scanning a target pattern to be inspected and inputting pixel data constituting the pattern to be inspected in a time-series manner; and each of the pixel data consists of a plurality of regions. a second means for generating pattern data indicating which area of the pattern to be inspected is obtained from the design data of the object to be inspected and generated in synchronization with the pixel data; and a threshold, an extraction range, and a determining means. A process of having a plurality of sets of at least one of them for each region, selecting one of the plurality of sets for each region according to the second means, and comparing and determining the pattern to be inspected and a reference pattern. A pattern defect inspection device comprising: a third means for changing the content of; 2 The third means is a patent that sets a different threshold value for each region and determines whether a pixel constitutes a defect by comparing each of the above pixel data with the threshold value of the region in which the pixel is included. A pattern defect inspection device according to claim 1. 3. The pattern according to claim 1, wherein the third means sets a threshold regarding dimensions for each region, and determines that each defective region is a fatal defect when its dimension is larger than the threshold. Defect inspection equipment.
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