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JPH0812697B2 - Pattern defect inspection system - Google Patents
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JPH0812697B2 - Pattern defect inspection system - Google Patents

Pattern defect inspection system

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JPH0812697B2
JPH0812697B2 JP61123985A JP12398586A JPH0812697B2 JP H0812697 B2 JPH0812697 B2 JP H0812697B2 JP 61123985 A JP61123985 A JP 61123985A JP 12398586 A JP12398586 A JP 12398586A JP H0812697 B2 JPH0812697 B2 JP H0812697B2
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JP
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information
defect
output
circuit
inspected
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恵一 広瀬
義彦 藤森
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はパターン認識技術を用いた欠陥検査装置に関
し、特に設計情報に基づいて形成された幾何学的な明暗
のパターンを有する被検査物(例えば、半導体集積回路
製造用のマスクやレチクル)を撮像して該パターンに対
応する被検査画像情報を出力する被検査画像情報発生手
段と、前記設計情報を前記被検査画像情報と比較しうる
形に処理して参照画像情報として出力する参照画像情報
発生手段と、前記被検査画像情報と前記参照画像情報と
を比較してその結果から前記パターンの欠陥を検出する
検査手段とを有するパターン欠陥検査装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a defect inspection apparatus using a pattern recognition technique, and more particularly to an inspection object having a geometrical bright and dark pattern formed based on design information ( For example, an inspected image information generating means for imaging a mask or reticle for manufacturing a semiconductor integrated circuit and outputting inspected image information corresponding to the pattern, and a form capable of comparing the design information with the inspected image information. Pattern defect inspection having reference image information generating means for processing the processed image information and outputting as reference image information, and inspection means for comparing the inspected image information and the reference image information and detecting the defect of the pattern from the result. Regarding the device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来この種の装置として、例えば特開昭58−134429号
公報に開示されたものがある。この装置では、前記被検
査画像情報と参照画像情報とのそれぞれから、パターン
の明暗を分ける境界線(エッジ)の屈曲の特徴を表す情
報(屈曲の状態、位置)を抽出し、両画像情報が同じエ
ッジの特徴情報を有していないときに、被検査パターン
に欠陥があると判定する方法を採用している。
A conventional device of this type is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 58-134429. In this apparatus, information (bending state, position) representing the bending characteristics of the boundary line (edge) that separates the light and dark of the pattern is extracted from each of the inspection image information and the reference image information, and both image information are extracted. A method of determining that the pattern to be inspected has a defect when the feature information of the same edge is not included is adopted.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

ところで、検査後欠陥は修正しうるのであるが、それ
に要するコストは欠陥の個数と欠陥個々のサイズとに比
例するものである。しかしながら、上記従来装置から欠
陥情報として得られるのはエッジの特徴情報のみである
ので、欠陥の個数は検出できても、欠陥個々のサイズは
知ることができなかった。そのため欠陥の修正に要する
コストを予め正確に算出することは不可能であった。
By the way, although a defect can be repaired after inspection, the cost required for it is proportional to the number of defects and the size of each defect. However, since only the edge feature information is obtained as defect information from the above conventional apparatus, the size of each defect cannot be known even if the number of defects can be detected. Therefore, it is impossible to accurately calculate the cost required to correct the defect in advance.

本発明の目的は、欠陥のサイズも検出でき、欠陥の修
正に要するコストを正確に算出することができるパター
ン欠陥検査装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a pattern defect inspection apparatus capable of detecting the size of a defect and accurately calculating the cost required for repairing the defect.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この目的を達成するために、本発明のパターン欠陥検
査装置は下記構成を有するものである。
In order to achieve this object, the pattern defect inspection apparatus of the present invention has the following configuration.

設計情報に基づいて形成された被検査パターンを有す
る被検査物を撮像して、該被検査パターンに対応する被
検査画像情報を出力する被検査画像情報発生手段(ID、
BN)と、 前記設計情報を前記被検査画像情報と比較しうる形に
処理して参照画像情報として出力する参照画像情報発生
手段(OM、DF)と、 前記被検査画像情報と前記参照画像情報とを比較し
て、その結果から前記被検査パターンの欠陥を検出する
検査手段(IP)とを有し、 前記検査手段(IP)は、直接比較手段(IPa)と、特
徴抽出手段(IPb)と、編集手段(CP)とを含み、 該直接比較手段(IPa)は、前記被検査パターンのエ
ッジ近傍を禁止帯となして前記比較の対象から除くと共
に、それ以外の部分に存する欠陥の有無とその欠陥のサ
イズとを検出して第1欠陥情報として出力し、 前記特徴抽出装置(IPb)は、前記禁止帯に存する欠
陥も含めて前記被検査パターン全体に存する欠陥の有無
を検出して第2欠陥情報として出力し、 前記編集手段は、前記両欠陥情報を受入れ、 第1欠陥情報と第2欠陥情報の両方がそれぞれの前記
手段から出力された場合(つまり、パターンの同じ場所
において直接比較手段と特徴抽出手段の両方で同時に欠
陥が検出された場合)には、第1欠陥情報のみを出力
し、 第2欠陥情報が出力されず、第1欠陥情報のみが前記
手段から出力された場合(つまり、直接比較手段のみで
欠陥が検出された場合)には、第1欠陥情報のみを出力
し、 第1欠陥情報が出力されず、第2欠陥情報のみが前記
手段から出力された場合(つまり、特徴抽出手段のみで
欠陥が検出された場合)には、第2欠陥情報のみを出力
し、 第1欠陥情報と第2欠陥情報の両方が出力されない場
合には、何も出力しない。
An inspected image information generating means (ID, which inspects an inspected object having an inspected pattern formed based on design information, and outputs inspected image information corresponding to the inspected pattern
BN), reference image information generating means (OM, DF) for processing the design information in a form comparable to the inspected image information and outputting it as reference image information, the inspected image information and the reference image information And an inspection unit (IP) for detecting a defect of the pattern to be inspected from the result of the comparison with the inspection unit (IP), wherein the inspection unit (IP) is a direct comparison unit (IPa) and a feature extraction unit (IPb). The direct comparison means (IPa) excludes the vicinity of the edge of the pattern to be inspected from the object of the comparison as a forbidden zone, and the presence / absence of defects existing in other portions. And the size of the defect and output it as the first defect information, and the feature extraction apparatus (IPb) detects the presence or absence of a defect in the entire pattern to be inspected, including the defect in the forbidden band. Outputting as second defect information, When both the defect information are received and both the first defect information and the second defect information are output from the respective means (that is, the direct comparing means and the feature extracting means simultaneously detect the defects at the same location of the pattern). If detected, only the first defect information is output, the second defect information is not output, and only the first defect information is output from the means (that is, the defect is detected only by the direct comparison means). If the defect is detected, only the first defect information is output, the first defect information is not output, and only the second defect information is output from the means (that is, the defect is detected only by the feature extracting means). In the case of), only the second defect information is output, and if neither the first defect information nor the second defect information is output, nothing is output.

前記直接比較手段は、サイズ判定手段を含むことが好
ましく、該サイズ判定手段は検出した欠陥の各種方向
(後の実施例では、0度、45度、90度、135度の方向)
のサイズを比較し、それらの中から最大のものを選択し
て出力する。
The direct comparison means preferably includes a size determination means, and the size determination means has various directions of a detected defect (in the later examples, directions of 0 degree, 45 degrees, 90 degrees, 135 degrees).
Compare the sizes of, select the largest of them and output.

〔作用〕[Action]

直接比較手段(IPa)から得られる欠陥のサイズ情報
を含んだ第1欠陥情報を、被検査パターンの欠陥情報と
して得ることができ、それが得られないときは、欠陥の
サイズは検出できないが禁止帯中の真の欠陥を検出し得
る特徴抽出手段から得られる第2欠陥情報を得ることが
できる。これにより通常は第1欠陥情報から欠陥の位置
とサイズの情報を知ることができ、また第1欠陥情報が
得られないときは第2欠陥情報から禁止帯中に存在する
真の欠陥の位置を知ることができるものである。
The first defect information including the defect size information obtained from the direct comparison means (IPa) can be obtained as the defect information of the pattern to be inspected. If it cannot be obtained, the defect size cannot be detected but prohibited. It is possible to obtain the second defect information obtained from the feature extracting means capable of detecting the true defect in the band. As a result, normally, the position and size information of the defect can be known from the first defect information, and when the first defect information cannot be obtained, the position of the true defect existing in the forbidden zone can be obtained from the second defect information. It is something you can know.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を添付図面を参照して詳細に
説明する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第2図は本発明に係るパターン欠陥検査装置全体を示
すブロック図である。同図において、設計情報に基づい
て形成された被検査パターンを有するレチクル、マスク
等の被検査物WKは、移動ステージST上に載置されてい
る。被検査パターン全体の一部である小領域内に存在す
る被検査パターンが、一次元撮像素子を含む撮像装置ID
によって撮像される。この撮像は、ステージ装置STが被
検査物WKを一方向に移動し、撮像装置IDがその移動方向
と垂直に読取走査することによって得られる。撮像装置
IDから得られたアナログ画像情報は、2値化回路BNに出
力される。2値化回路BNは、アナログ画像情報を撮像装
置IDの1走査線当り512回サンプリングし、サンプリン
グしたアナログ画像情報のレベルを2値化して、被検査
画像情報としての2値画像情報を得る。この被検査画像
情報は、512×N(Nは移動ステージの移動距離や撮像
装置の走査間隔等により変化する数値)画素を単位とし
て処理される時系列画像データであり、各画素(ビッ
ト)が論理「1」(クロムによりパターンが形成されて
いる部分)又は論理「0」(パターンが形成されていな
い部分)となる。この被検査画像情報は検査回路IPに出
力される。
FIG. 2 is a block diagram showing the entire pattern defect inspection apparatus according to the present invention. In the figure, an inspected object WK such as a reticle and a mask having an inspected pattern formed based on design information is placed on the moving stage ST. The inspected pattern existing in a small area that is a part of the entire inspected pattern is an imaging device ID including a one-dimensional image sensor.
Is imaged by. This imaging is obtained by the stage apparatus ST moving the inspected object WK in one direction, and the imaging apparatus ID reading and scanning perpendicularly to the moving direction. Imaging device
The analog image information obtained from the ID is output to the binarization circuit BN. The binarization circuit BN samples the analog image information 512 times per scanning line of the image pickup device ID, binarizes the level of the sampled analog image information, and obtains the binary image information as the inspected image information. This inspected image information is time-series image data processed in units of 512 × N (N is a numerical value that changes depending on the moving distance of the moving stage, the scanning interval of the image pickup device, etc.), and each pixel (bit) is It becomes a logic "1" (a portion where the pattern is formed by chrome) or a logic "0" (a portion where the pattern is not formed). This inspected image information is output to the inspection circuit IP.

一方、計算機CPは、撮像装置IDで撮像した被検査パタ
ーンの小領域に対応する参照画像情報を、外部記憶装置
OMから読み取り、パターン変形回路DFに出力する。変形
回路DFは、計算機CPからの参照画像情報に処理を加え、
参照画像情報が表す参照パターンを被検査パターンに対
応すべく拡大または縮小させ、処理後の参照画像情報を
検査回路IPに送る。
On the other hand, the computer CP stores the reference image information corresponding to the small area of the pattern to be inspected captured by the image capturing apparatus ID in the external storage
Read from OM and output to pattern transformation circuit DF. The transformation circuit DF adds processing to the reference image information from the computer CP,
The reference pattern represented by the reference image information is enlarged or reduced to correspond to the pattern to be inspected, and the processed reference image information is sent to the inspection circuit IP.

検査回路IPは、互いに同期した状態で時系列的に入力
されてくる被検査画像情報と参照画像情報とを比較し、
両画像情報の示すパターンに欠陥とみなすべき相違があ
ると、欠陥情報を計算機CPに出力する。計算機CPは、こ
の欠陥情報を外部記憶装置OMに送りそこに記憶させると
共に、CRTを含む表示装置VDに表示させる。
The inspection circuit IP compares the inspected image information and the reference image information, which are input in time series in a state of being synchronized with each other,
If there is a difference that should be regarded as a defect in the patterns indicated by both image information, the defect information is output to the computer CP. The computer CP sends this defect information to the external storage device OM to be stored therein and also displayed on the display device VD including the CRT.

計算機CPは、欠陥検査を適正に進行させるために各部
の制御を行う。
The computer CP controls each part in order to properly carry out the defect inspection.

第3図は、検査回路IPの構成を示すブロック図であ
る。検査回路IPは、直接比較回路IPaと特徴抽出回路IPb
とから構成される。直接比較回路IPaと特徴抽出回路IPb
とは、変形回路DFからの参照画像情報と2値化回路BNか
らの被検査画像情報とを共に受け、それぞれ異なる処理
方式で両画像情報を比較することにより欠陥検査を行な
い、その結果としての欠陥情報を第1欠陥情報、第2欠
陥情報としてそれぞれ第2図の計算機CPに送る。計算機
CPは両欠陥情報を編集して、外部記憶装置OMに記憶させ
ると共に、CRTを含む表示装置VDに表示させる。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the inspection circuit IP. The inspection circuit IP is a direct comparison circuit IPa and a feature extraction circuit IPb.
Composed of and. Direct comparison circuit IPa and feature extraction circuit IPb
Means that both the reference image information from the transforming circuit DF and the inspected image information from the binarizing circuit BN are received, and both image information are compared by different processing methods to perform a defect inspection. As a result, The defect information is sent to the computer CP of FIG. 2 as the first defect information and the second defect information, respectively. calculator
The CP edits both pieces of defect information, stores them in the external storage device OM, and displays them on the display device VD including the CRT.

第1図は、直接比較回路IPaの構成を示すブロック図
である。直接比較回路IPaに時系列的に入力されてくる
参照画像情報と被検査画像情報とは、切出回路IPa1、IP
a2にそれぞれ入力される。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the direct comparison circuit IPa. The reference image information and the inspected image information, which are input in time series to the direct comparison circuit IPa, are the cutout circuits IPa1 and IPa.
Input to a2 respectively.

第4図に示すように、切出回路IPa1は、512ビットの
直列入力直列出力形のシフトレジスタSRa1、SRa2、・・
・・・、SRa8と、9ビットの直列入力並列出力形のシフ
トレジスタSRb0、SRb1、SRb2、・・・・・、SRb8から構
成される。
As shown in FIG. 4, the extraction circuit IPa1 is a 512-bit serial input / serial output type shift register SRa1, SRa2, ...
, SRa8 and 9-bit serial input / parallel output type shift registers SRb0, SRb1, SRb2 ,.

シフトレジスタSRa1の入力端子は変形回路DFからの参
照画像情報を受け、出力端子はシフトレジスタSRa2の入
力端子に接続される。シフトレジスタSRa2の出力端子は
シフトレジスタSRa3(不図示)の入力端子に接続され
る。以上の接続法がシフトレジスタSRa8まで繰り返され
ているので、シフトレジスタSRa1〜SRa8では参照画像情
報が512×8ビット(画素)に展開されることになる。
撮像装置IDにおける1走査線のビット数が各シフトレジ
スタSRa1〜SRa8と同じ512ビットであるから、各シフト
レジスタSRa1〜SRa8には1走査線ずつ遅れた参照画像情
報が格納されることになる。
The input terminal of the shift register SRa1 receives the reference image information from the transformation circuit DF, and the output terminal is connected to the input terminal of the shift register SRa2. The output terminal of the shift register SRa2 is connected to the input terminal of the shift register SRa3 (not shown). Since the above connection method is repeated up to the shift register SRa8, the reference image information is expanded into 512 × 8 bits (pixels) in the shift registers SRa1 to SRa8.
Since the number of bits of one scanning line in the image pickup device ID is 512 bits, which is the same as that of each shift register SRa1 to SRa8, reference image information delayed by one scanning line is stored in each shift register SRa1 to SRa8.

シフトレジスタSRb0の入力端子は変形回路DFからの参
照画像情報を受け、シフトレジスタSRb1の入力端子はシ
フトレジスタSRa1の出力端子に接続される。同様にシフ
トレジスタSRb2の入力端子はシフトレジスタSRa2の出力
端子に接続される。シフトレジスタSRb3〜SRb8について
も同様の接続がなされているので、シフトレジスタSRb0
〜SRb8では参照画像情報が9×9画素に展開されること
になる。従ってこのシフトレジスタSRb0〜SRb8内でシフ
トされる9×9画素の参照画像情報を視覚化して表現す
ると次のようになる。例えば64×64画素の処理単位(詳
しくは後述するが、この処理単位の中で検出される欠陥
のうち、最大のものがこの処理単位の欠陥として、外部
記憶装置OMに記録され、また表示装置VDに表示される)
に展開された参照画像情報を、更に小さな9×9画素の
大きさのウインドを通して観察し、このウインドを走査
線方向に1画素ずつ移動させ、1走査線(512画素)移
動させる度に、次の走査線に帰線させ、また以上の移動
を繰り返すということになる。シフトレジスタSRb0〜SR
b8は並列出力が可能であるから、9×9画素の参照画像
情報を同時に出力しうる。
The input terminal of the shift register SRb0 receives the reference image information from the transformation circuit DF, and the input terminal of the shift register SRb1 is connected to the output terminal of the shift register SRa1. Similarly, the input terminal of the shift register SRb2 is connected to the output terminal of the shift register SRa2. Since the same connection is made for the shift registers SRb3 to SRb8, the shift register SRb0
In SRb8, the reference image information is expanded into 9 × 9 pixels. Therefore, the 9 × 9 pixel reference image information shifted in the shift registers SRb0 to SRb8 is visualized and expressed as follows. For example, a processing unit of 64 × 64 pixels (which will be described later in detail, of the defects detected in this processing unit, the largest one is recorded in the external storage device OM as the defect of this processing unit, and Displayed in VD)
Observe the reference image information developed in the above through a window of a smaller size of 9 × 9 pixels, and move this window one pixel at a time in the scanning line direction, and every time one scanning line (512 pixels) is moved, This means returning to the scanning line of and repeating the above movement. Shift register SRb0 to SR
Since b8 can output in parallel, it is possible to output the reference image information of 9 × 9 pixels at the same time.

入力が2値化回路BNから被検査画像情報であることを
除いて切出回路Ipa2も全く同様の構成である。
The cutout circuit Ipa2 has the same configuration except that the input is the image information to be inspected from the binarization circuit BN.

第5図は、切出回路IPa1、IPa2による9×9画素のウ
インドを示す模式図である。この中のある画素を座標で
特定するために、水平方向(走査線方向)に1〜9の番
号を、垂直方向にA〜Iのアルファベットをそれぞれ付
す。例えば、左上角の画素は座標(1,A)、中央の画素
は(5,E)、右下角の画素は(9,I)で特定される。
FIG. 5 is a schematic view showing a window of 9 × 9 pixels by the cutout circuits IPa1 and IPa2. In order to specify a certain pixel among these by coordinates, numbers 1 to 9 are assigned in the horizontal direction (scanning line direction) and alphabets A to I are assigned in the vertical direction. For example, the pixel in the upper left corner is specified by coordinates (1, A), the pixel in the center is specified by (5, E), and the pixel in the lower right corner is specified by (9, I).

切出回路IPa1、IPa2によって切り出された9×9画素
の参照画像情報と被検査画像情報のうち、座標(5,E)
の画素に入力してくる参照画像情報と被検査画像情報と
は、それぞれイクスクルーシブオア回路IPa3の両入力端
子に入力される。イクスクルーシブオア回路IPa3は、両
入力情報が不一致の場合、すなわち被検査パターンに欠
陥がある場合には論理「1」、一致する場合には論理
「0」の出力を発生する。
Of the 9 × 9 pixel reference image information and the inspected image information extracted by the extraction circuits IPa1 and IPa2, the coordinates (5, E)
The reference image information and the inspected image information which are input to the pixel of are input to both input terminals of the exclusive OR circuit IPa3, respectively. The exclusive OR circuit IPa3 outputs a logic "1" when both input information do not match, that is, when the pattern to be inspected is defective, and a logic "0" when they match.

また、切出回路IPa1、IPa2によって切り出された9×
9画素の参照画像情報と被検査画像情報のうち、第17図
で〜の数字を付した69の画素に入力してくる参照画
像情報と被検査画像情報とは、それぞれ禁止帯作成回路
IPa9、IPa10にそれぞれ並列的に入力される。両禁止帯
作成回路IPa9、IPa10は、複数のPLD(プログラマブル・
ロジック・アレイ)を含んでおり、第17図において、
を付した画素の情報が全て論理「1」または論理「0」
のときに論理「1」の第1の出力を、とを付した画
素の情報が全て論理「1」または論理「0」のときに論
理「1」の第2の出力を、ととを付した画素の情
報が全て論理「1」または論理「0」のときに論理
「1」の第3の出力を、とととを付した画素の
情報が全て論理「1」または論理「0」のときに論理
「1」の第4の出力をそれぞれ発生する。さらに、両禁
止帯作成回路IPa9、IPa10は、第2図の計算機CPから出
力される選択制御信号を受けて、第1、第2、第3、第
4の各出力を択一的に出力する。
Also, 9x cut out by the cutout circuits IPa1 and IPa2
Of the 9-pixel reference image information and the inspected image information, the reference image information and the inspected image information, which are input to 69 pixels denoted by the numbers in FIG.
Input to IPa9 and IPa10 in parallel. Both forbidden band creation circuits IPa9, IPa10 are
Logic array), and in FIG.
All the information of the pixels with "" is logical "1" or logical "0"
, The first output of the logic “1” is added, and when the information of the pixels with and is all the logic “1” or the logic “0”, the second output of the logic “1” is added, and. When the information of all the pixels is "1" or "0", the third output of "1" is output, and the information of the pixels with and are all "1" or "0". Occasionally each produces a fourth output of logic "1". Further, both forbidden band generating circuits IPa9, IPa10 receive the selection control signal output from the computer CP of FIG. 2 and selectively output the first, second, third and fourth outputs. .

座標(5,E)の画素に入力されてきた情報が不一致か
否かを示すイクスクルーシブオア回路IPa3の出力は、ア
ンド回路IPa11の一方の入力端子と、アンド回路IPa12の
一方の入力端子とにそれぞれ入力される。
The output of the exclusive OR circuit IPa3, which indicates whether or not the information input to the pixel at coordinates (5, E) does not match, is output to one input terminal of the AND circuit IPa11 and one input terminal of the AND circuit IPa12. Are input respectively.

禁止帯作成回路IPa9の出力は、アンド回路IPa11の他
方の入力端子に、禁止帯作成回路IPa10の出力は、アン
ド回路IPa12の他方の入力端子にそれぞれ送られる。
The output of the forbidden band creating circuit IPa9 is sent to the other input terminal of the AND circuit IPa11, and the output of the forbidden band creating circuit IPa10 is sent to the other input terminal of the AND circuit IPa12.

以上の禁止帯作成回路IPa9、IPa10と、アンド回路IPa
11、IPa12とは、擬似欠陥対策として用意された回路で
ある。被検査画像情報の示すエッジ近傍では、被検査パ
ターンの撮像情報を2値化する際に2値化誤差(量子化
誤差)による凹凸が不可避的に生じるので、この凹凸ま
でが欠陥と誤判定されることがある。また、参照パター
ンと被検査パターンとの位置合わせ誤差(参照画像情報
と被検査画像情報との同期ずれ)による誤判定も生ずる
という問題がある。これらの誤判定により検出された欠
陥が、一般に擬似欠陥と呼ばれている。そこでこの擬似
欠陥に対処するために、禁止帯作成回路IPa9、IPa10、
アンド回路Ipa11、Ipa12は、エッジ近傍での欠陥検出を
禁止するものであり、データセレクタでの選択により、
エッジから何画素分の禁止帯を設けるかが設定できる。
第1の出力が選択されたときはエッジ片側につき1画素
分の禁止帯が、第2の出力が選択されたときはエッジ片
側につき2画素分の禁止帯が、第3の出力が選択された
ときはエッジ片側につき3画素分の禁止帯が、第4の出
力が選択されたときはエッジ片側につき4画素分の禁止
帯がそれぞれ設定される。この禁止帯の大きさは、擬似
欠陥のサイズ(これは2値化誤差や位置合わせ誤差をど
の程度許容するかによって予め分かる)を考慮して決定
される。
Forbidden band creation circuits IPa9, IPa10 and AND circuit IPa
11 and IPa12 are circuits prepared as countermeasures against pseudo defects. In the vicinity of the edge indicated by the inspected image information, when the imaged information of the inspected pattern is binarized, unevenness due to a binarization error (quantization error) inevitably occurs, and even this unevenness is erroneously determined as a defect. Sometimes. There is also a problem that an erroneous determination may occur due to an alignment error between the reference pattern and the pattern to be inspected (a synchronization shift between the reference image information and the image to be inspected). The defects detected by these erroneous determinations are generally called pseudo defects. Therefore, in order to deal with this pseudo defect, forbidden band creation circuits IPa9, IPa10,
The AND circuits Ipa11 and Ipa12 prohibit the defect detection in the vicinity of the edge, and by the selection by the data selector,
It is possible to set how many pixels of the forbidden band are provided from the edge.
When the first output is selected, a forbidden band for one pixel per one side of the edge is selected, when the second output is selected, a forbidden band for two pixels for one side of the edge is selected, and the third output is selected. In this case, a forbidden band for three pixels is set for one side of the edge, and a forbidden band for four pixels is set for one side of the edge when the fourth output is selected. The size of the forbidden band is determined in consideration of the size of the pseudo defect (which is known in advance by how much the binarization error and the alignment error are allowed).

両アンド回路IPa11、IPa12の出力端子は、オア回路IP
a13の両入力端子に接続される。
The output terminals of both AND circuits IPa11 and IPa12 are OR circuits IP
Connected to both a13 input terminals.

欠陥の有無を表す情報となるオア回路IPa13の出力
は、切出回路IPa4に送られる。切出回路IPa4は、切出回
路IPa1、IPa2と同一の構成である。9×9画素の直列入
力並列出力形シフトレジスタに展開される情報の一部
は、サイズ判定回路IPa5に入力される。
The output of the OR circuit IPa13, which is information indicating the presence or absence of a defect, is sent to the cutout circuit IPa4. The cutout circuit IPa4 has the same configuration as the cutout circuits IPa1 and IPa2. A part of the information developed in the 9 × 9 pixel serial input / parallel output type shift register is input to the size determination circuit IPa5.

方向別サイズ判定回路IPa5は、欠陥のサイズを0゜、
45゜、90゜、135゜の各方向で測定する。0゜の方向の
サイズを測定するためには、第6図に示す模式図でハッ
チングを付した座標(2,E)、(3,E)、・・・・・、
(8,E)の7つの画素の情報(0゜用サイズ判定情報)
が利用され、135゜の方向のサイズを測定するために
は、第7図に示す模式図でハッチングを付した座標(2,
B)、(3,C)、(4,D)、(5,E)、(6,F)、(7,G)、
(8,H)の7つの画素の情報(135゜用サイズ判定情報)
が利用され、90゜の方向のサイズを測定するためには、
第8図に示す模式図でハッチングを付した座標(5,
B)、(5,C)、・・・・・、(5,H)の7つの画素の情
報(90゜用サイズ判定情報)が利用され、45゜の方向の
サイズを測定するためには、第9図に示す模式図でハッ
チングを付した座標(2,H)、(3,G)、(4,F)、(5,
E)、(6,D)、(7,C)、(8,B)の7つの画素の情報
(45゜用サイズ判定情報)が利用される。方向別サイズ
判定回路IPa5は、各方向のサイズの判定結果を個別に出
力する。
The direction-based size determination circuit IPa5 sets the defect size to 0 °,
Measure at 45 °, 90 ° and 135 °. In order to measure the size in the 0 ° direction, the hatched coordinates (2, E), (3, E), ... in the schematic diagram shown in FIG.
Information of 7 pixels of (8, E) (size judgment information for 0 °)
In order to measure the size in the direction of 135 °, the coordinates (2,
B), (3, C), (4, D), (5, E), (6, F), (7, G),
Information of 7 pixels of (8, H) (135 ° size judgment information)
Is used to measure the size in the 90 ° direction,
Coordinates (5,
B), (5, C), ..., (5, H) 7 pixel information (90 ° size determination information) is used to measure the size in the 45 ° direction. , The hatched coordinates (2, H), (3, G), (4, F), (5,
Information on seven pixels (E), (6, D), (7, C), and (8, B) (45 ° size determination information) is used. The size determination circuit IPa5 for each direction individually outputs the size determination result in each direction.

最大サイズ判定回路IPa6は、各方向のサイズ判定結果
を得て、その中で最大のサイズのものを判別して、その
サイズと方向との情報を出力する。
The maximum size determination circuit IPa6 obtains the size determination result in each direction, determines the maximum size among them, and outputs information on the size and direction.

第10図は、方向別サイズ判定回路IPa5と最大サイズ判
別回路IPa6との構成を示すブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram showing the configurations of the direction size determination circuit IPa5 and the maximum size determination circuit IPa6.

同図において、0゜、45゜、90゜、135゜用の各サイ
ズ判定回路PL1、PL2、PL3、PL4は、それぞれPLD(プロ
グラマブル・ロジック・デバイス)で構成されている。
各サイズ判定回路PL1〜PL4は、それぞれ7ビットの並列
入力である各サイズ判定情報を受けて、そのサイズに対
応した3ビットの並列出力を発生する。0゜用サイズ判
定回路PL1を例にとって説明すると、同回路PL1は、切出
回路IPa4の座標(2,E)、(3,E)、・・・・・、(8,
E)の画素から入力されてくる7ビットの0゜用サイズ
判定情報を受けて、座標(4,E)、(5,E)、(6,E)の
画素からの情報がそれぞれ論理「1」で、それ以外の画
素からの情報が論理「0」であったとすると、サイズが
3画素である旨を示す3ビットの情報(例えば、「01
1」)を3本の出力端子から出力する。各サイズ判定回
路は欠陥のサイズが0〜6画素である旨を示す情報と、
7画素以上であることを示す情報との計8種のサイズ情
報を出力しうる。
In the figure, each of the size determination circuits PL1, PL2, PL3, PL4 for 0 °, 45 °, 90 °, and 135 ° is composed of a PLD (programmable logic device).
Each of the size determination circuits PL1 to PL4 receives each size determination information which is a 7-bit parallel input, and generates a 3-bit parallel output corresponding to the size. Taking the 0 ° size determination circuit PL1 as an example, the circuit PL1 has the coordinates (2, E), (3, E), ..., (8,
In response to the 7-bit 0 ° size determination information input from the pixel E), the information from the pixel at coordinates (4, E), (5, E), and (6, E) is logical "1". , And if the information from the other pixels is logical “0”, 3-bit information indicating that the size is 3 pixels (for example, “01
1 ”) is output from the three output terminals. Each size determination circuit has information indicating that the size of the defect is 0 to 6 pixels,
A total of eight types of size information, including information indicating that the number of pixels is 7 pixels or more, can be output.

最大サイズ判別回路IPa6は、3個のPROM(プログラマ
ブル・リード・オンリー・メモリ)PR1、PR2、PR3で構
成されている。PROM PR1は、0゜、45゜用サイズ判定
回路PL1、PL2からの計6ビットのサイズ情報と、後述す
るサイズ判定禁止回路IPa7からの2ビットのサイズ判定
禁止情報とを、入力として8本のアドレス線に受ける。
そして、同PROM PR1は、サイズが大きい方のサイズ情
報を3本のデータ線から出力する。ただし、サイズ判定
禁止情報により一方のサイズ情報のサイズ判定が禁止さ
れているときは、他方のサイズ情報をデータ線から出力
する。併せてどちらのサイズ情報が選択されたのかを1
本のデータ線から出力する。PROM PR2は、90゜、135゜
用サイズ判定回路PL3、PL4からの計6ビットの情報と、
後述するサイズ判定禁止回路IPa7からの2ビットのサイ
ズ判定禁止情報とを、入力として8本のアドレス線に受
ける。そして、同PROM PR2は、サイズが大きい方のサ
イズ情報を3本のデータ線から出力する。サイズ判定禁
止情報により一方のサイズ情報のサイズ判定が禁止され
ているときは、他方のサイズ情報をデータ線から出力す
る。併せてどちらのサイズ情報が選択されたのかを1本
のデータ線から出力する。PROM PR3は、先のPROM PR
1、PR2からの8ビットの並列出力を8本のアドレス線で
受け、より大きいサイズを示す最大サイズ情報を3本の
データ線で第2図の計算機CPに送ると共に、最大サイズ
情報がどちらの方向のサイズに対応するのかを示す方向
情報を2本のデータ線から計算機CPに出力する。尚、PR
OM PR1、PR2、PR3は、それぞれ両方向のサイズ情報が
示すサイズが等しい場合には、どちらかの方向のサイズ
を出力するように設定されている。
The maximum size determination circuit IPa6 is composed of three PROMs (Programmable Read Only Memory) PR1, PR2, PR3. The PROM PR1 receives 8 bits of size information from the 0 ° and 45 ° size determination circuits PL1 and PL2 and 2-bit size determination inhibition information from the size determination inhibition circuit IPa7, which will be described later. Receive on the address line.
Then, the same PROM PR1 outputs the size information of the larger size from the three data lines. However, when the size determination of one size information is prohibited by the size determination prohibition information, the other size information is output from the data line. In addition, indicate which size information was selected 1
Output from the data line of the book. PROM PR2 has 6-bit information from 90 ° and 135 ° size judgment circuits PL3 and PL4.
The 8-bit address lines receive 2-bit size determination inhibition information from the size determination inhibition circuit IPa7, which will be described later, as an input. Then, the same PROM PR2 outputs the size information of the larger size from the three data lines. When the size determination of one size information is prohibited by the size determination prohibition information, the other size information is output from the data line. At the same time, which size information is selected is output from one data line. PROM PR3 is the previous PROM PR
1, Receives 8-bit parallel output from PR2 on 8 address lines, sends maximum size information indicating larger size to computer CP of FIG. 2 with 3 data lines, and determines which maximum size information Direction information indicating whether or not the size corresponds to the direction is output from the two data lines to the computer CP. In addition, PR
The OM PR1, PR2, and PR3 are set to output the size in either direction when the sizes indicated by the size information in both directions are equal.

第1図に戻って、サイズ判定禁止回路IPa7は、第11図
に示すようにエッジ検出回路EDと、拡大回路ELとから構
成されている。
Returning to FIG. 1, the size determination prohibiting circuit IPa7 is composed of an edge detecting circuit ED and an enlarging circuit EL, as shown in FIG.

エッジ検出回路EDは、第12図に(1)〜(8)を付し
た8つの座標の画素情報を切出回路IPa1から受けて、エ
ッジの有無と、エッジがあった場合にはその方向を検出
して、その旨を表す情報を出力する。すなわち、(1)
〜(4)の4ビットの情報が全て論理「1」であり、か
つ(5)〜(8)の4ビットの情報が全て論理「0」で
あるか、またはその逆の論理、すなわち(1)〜(4)
の4ビットの情報が全て論理「0」であり、かつ(5)
〜(8)の4ビットの情報が全て論理「1」であった場
合には、参照画像情報が0゜のエッジを表現していると
判断し、(8)、(1)〜(3)の4ビットの情報が全
て論理「1」であり、かつ(4)〜(7)の4ビットの
情報が全て論理「0」であるか、またはその逆の論理で
あった場合には参照画像情報が45゜のエッジを表現して
いると判断し、(7)、(8)、(1)、(2)の4ビ
ットの情報が全て論理「1」であり、かつ(3)〜
(6)の4ビットの情報が全て論理「0」であるか、ま
たはその逆の論理であった場合には参照画像情報が90゜
のエッジを表現していると判断し、(6)〜(8)、
(1)の4ビットの情報が全て論理「1」であり、かつ
(2)〜(5)の4ビットの情報が全て論理「0」であ
るか、またはその逆の論理であった場合には参照画像情
報が135゜のエッジを表現していると判断し、4方向に
対応した4ビットの並列出力をエッジ検出情報として拡
大回路ELに送る。
The edge detection circuit ED receives the pixel information of the eight coordinates with (1) to (8) in FIG. 12 from the cutout circuit IPa1, and determines the presence / absence of an edge and the direction of the edge, if any. It is detected and information indicating that is output. That is, (1)
All of the 4-bit information of (4) to (4) are logical "1" and all the 4-bit information of (5) to (8) are logical "0", or vice versa, that is, (1 ) ~ (4)
All 4-bit information is logical "0", and (5)
When all of the 4-bit information of (8) to (8) are logic "1", it is determined that the reference image information represents an edge of 0 °, and (8), (1) to (3). If the 4-bit information of is all logic "1" and all the 4-bit information of (4) to (7) is logic "0", or vice versa, the reference image It is judged that the information expresses an edge of 45 °, and the 4-bit information of (7), (8), (1), and (2) is all logical "1", and (3)-
If all the 4-bit information in (6) is logic "0" or the reverse logic, it is determined that the reference image information represents an edge of 90 °, and (6)- (8),
When the 4-bit information of (1) is all logic "1" and the 4-bit information of (2) to (5) is all logic "0", or vice versa. Judges that the reference image information represents an edge of 135 °, and sends a 4-bit parallel output corresponding to four directions to the enlarging circuit EL as edge detection information.

拡大回路ELは、第13図に示すように512のビット数を
有する4個の直列入力直列出力形のシフトレジスタSRc1
〜SRc4と、オア回路OR1と、4ビットの直列入力並列出
力形シフトレジスタSRdと、オア回路OR2とから成る回路
を4組有している。
As shown in FIG. 13, the expansion circuit EL includes four serial input / serial output type shift registers SRc1 having 512 bits.
.About.SRc4, an OR circuit OR1, a 4-bit serial input / parallel output type shift register SRd, and an OR circuit OR2.

シフトレジスタSRc1の入力端子は4ビットのエッジ検
出情報のうちの1ビットを受け、その出力端子はシフト
レジスタSRc2の入力端子に接続される。シフトレジスタ
SRc2の出力端子はシフトレジスタSRc3(不図示)の入力
端子に接続される。以上の接続法がシフトレジスタSRc4
まで繰り返されているので、シフトレジスタSRc1〜SRc4
では参照画像情報が512×4ビット(画素)に展開され
ることになる。撮像装置IDにおける1走査線のビット数
が各シフトレジスタSRc1〜SRc4と同じ512ビットである
から、各シフトレジスタSRc1〜SRc4には1走査線ずつ遅
れたエッジ検出情報が格納されることになる。
The input terminal of the shift register SRc1 receives 1 bit of the 4-bit edge detection information, and its output terminal is connected to the input terminal of the shift register SRc2. Shift register
The output terminal of SRc2 is connected to the input terminal of shift register SRc3 (not shown). The above connection method is shift register SRc4
Since it is repeated up to, shift registers SRc1 to SRc4
Then, the reference image information is expanded into 512 × 4 bits (pixels). Since the number of bits of one scanning line in the image pickup device ID is 512 bits, which is the same as that of each shift register SRc1 to SRc4, each shift register SRc1 to SRc4 stores edge detection information delayed by one scanning line.

オア回路OR1は5つの入力端子を有し、シフトレジス
タSRc1に入力された1ビットのエッジ検出情報と、シフ
トレジスタSRc1〜SRc4の出力が入力される。オア回路OR
1の出力は、シフトレジスタSRdの入力端子に送られる。
The OR circuit OR1 has five input terminals, and receives the 1-bit edge detection information input to the shift register SRc1 and the outputs of the shift registers SRc1 to SRc4. OR circuit OR
The output of 1 is sent to the input terminal of the shift register SRd.

オア回路OR2は、5つの入力端子を有し、オア回路OR1
の出力と、シフトレジスタSRdの各ビットの出力とを受
ける。従ってこのオア回路OR2の出力は、1ビットのエ
ッジ検出信号を5×5画素に拡大することになる。
The OR circuit OR2 has five input terminals, and the OR circuit OR1
And the output of each bit of the shift register SRd. Therefore, the output of the OR circuit OR2 expands the 1-bit edge detection signal to 5 × 5 pixels.

拡大回路ELは、シフトレジスタSRc1〜SRc4、オア回路
OR1、シフトレジスタSRd、オア回路OR2から成る回路
を、4方向のエッジ検出情報に対応して4組持っている
のであるから、その出力も4ビットの並列出力となる。
この並列出力は、0゜、45゜のエッジに対応する2ビッ
トと、90゜、135゜のエッジに対応する2ビットとに分
けられ、それぞれサイズ判定禁止情報として、第10図で
説明したPROM PR1、PR2のデータ線にそれぞれ送られ
る。またこの4ビットのサイズ判定禁止情報は、最大サ
イズ判別回路IPa6から最大サイズ情報が出力されたと
き、その情報が示す欠陥がどの方向のエッジ近傍で検出
されたかを示す情報として利用するために後段の計算機
CPに送られる。
Enlargement circuit EL consists of shift registers SRc1 to SRc4, OR circuit
Since there are four sets of circuits including the OR1, the shift register SRd, and the OR circuit OR2 corresponding to the four-direction edge detection information, the output thereof is also a 4-bit parallel output.
This parallel output is divided into 2 bits corresponding to the 0 ° and 45 ° edges and 2 bits corresponding to the 90 ° and 135 ° edges, and the PROM described in FIG. It is sent to the data lines of PR1 and PR2 respectively. Further, this 4-bit size determination prohibition information is used in the latter stage in order to use it as information indicating in which direction near the edge the defect indicated by the information is detected when the maximum size information is output from the maximum size determination circuit IPa6. Calculator
Sent to CP.

第1図において、タイミング調整回路IPa8は、被検査
画像情報を展開する切出回路IPa2から中心の座標(5,
E)の画素情報を受けて、その出力のタイミングを最大
サイズ判定回路IPa6の出力のタイミングにあわせるべく
遅延させる。そしてその遅延出力は、判定回路IPa6が欠
陥の最大サイズを示す最大サイズ情報とその方向を示す
方向情報を出力したとき、その欠陥が論理「0」、
「1」のどちらであるか、つまりパターンが有るべきと
ころに無い白欠陥か、逆に無いべきところに有る黒欠陥
かを判別する情報として利用できるので、白黒判別情報
として計算機CPに送られる。
In FIG. 1, the timing adjustment circuit IPa8 has a center coordinate (5, 5
Upon receiving the pixel information in E), the output timing is delayed so as to match the output timing of the maximum size determination circuit IPa6. When the determination circuit IPa6 outputs the maximum size information indicating the maximum size of the defect and the direction information indicating the direction of the defect, the delay output indicates that the defect is logic "0",
Since it can be used as information for discriminating which of "1", that is, whether the pattern has a white defect that should not be present or a black defect that should be present, it is sent to the computer CP as black and white discrimination information.

第14図、第15図は、直接比較回路IPaの欠陥検査の処
理をパターン化して示した模式図である。
FIG. 14 and FIG. 15 are schematic diagrams showing the patterning of the defect inspection process of the direct comparison circuit IPa.

第3図の特徴抽出回路IPbとしては、例えば特開昭58
−134429号公報に開示された方式の回路が採用される。
この回路は、被検査パターンのエッジが所定の段差で屈
曲していることを被検査画像情報から検知したとき、こ
の段差に対応する情報が参照画像情報に含まれているか
どうかを検査して、含まれていないときは欠陥情報を発
生するものである。
An example of the feature extraction circuit IPb shown in FIG.
A circuit of the system disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. -134429 is adopted.
This circuit, when detecting that the edge of the pattern to be inspected is bent at a predetermined step from the image information to be inspected, inspects whether the information corresponding to this step is included in the reference image information, If it is not included, defect information is generated.

以下、本実施例の動作について説明する。 The operation of this embodiment will be described below.

第2図において、被検査物WK上の被検査パターンは、
移動ステージSTの移動に伴い撮像装置IDによって撮像さ
れる。撮像装置IDから得られたアナログ画像情報は、2
値化回路BNで2値化されて、パターンが有る部分は論理
「1」、無い部分は論理「0」となる被検査画像情報と
なり、検査回路IPに出力される。
In FIG. 2, the inspection pattern on the inspection object WK is
An image is taken by the imaging device ID as the moving stage ST moves. The analog image information obtained from the imaging device ID is 2
The inspected image information is binarized by the binarization circuit BN, and a portion with a pattern has a logic “1” and a portion without a pattern has a logic “0”, and is output to the inspection circuit IP.

計算機CPは、撮像装置IDで撮像した被検査パターンに
対応する参照画像情報を、外部記憶装置OMから読み取っ
てパターン変形回路DFに出力する。変形回路DFは、参照
画像情報が表す参照パターンを被検査パターンに対応す
べく拡大または縮小させた後、検査回路IPに送る。
The computer CP reads the reference image information corresponding to the pattern to be inspected picked up by the image pickup device ID from the external storage device OM and outputs it to the pattern transformation circuit DF. The transformation circuit DF enlarges or reduces the reference pattern represented by the reference image information so as to correspond to the pattern to be inspected, and then sends it to the inspection circuit IP.

検査回路IPは、互いに同期した状態で時系列的に入力
されてくる被検査画像情報と参照画像情報とを比較し、
両画像情報の示すパターンに欠陥とみなすべき相違があ
ると、欠陥情報を計算機CPに出力する。計算機CPは、こ
の欠陥情報を外部記憶装置OMに送りそこに記憶させると
共に、表示装置VDに表示させる。より詳述すると、第3
図において、検査回路IPを構成する直接比較回路IPaと
特徴抽出回路IPbとは、変形回路DFからの参照画像情報
と2値化回路BNからの被検査画像情報とを共に受け、そ
れぞれ異なる処理方式で両画像情報を比較することによ
り欠陥検査を行ない、第1欠陥情報と第2欠陥情報とを
第2図の計算機CPに送る。計算機CPは両欠陥情報を編集
して、外部記憶装置OMと表示装置VDに送る。この編集法
については後述する。
The inspection circuit IP compares the inspected image information and the reference image information, which are input in time series in a state of being synchronized with each other,
If there is a difference that should be regarded as a defect in the patterns indicated by both image information, the defect information is output to the computer CP. The computer CP sends this defect information to the external storage device OM to be stored therein and displayed on the display device VD. More specifically, the third
In the figure, the direct comparison circuit IPa and the feature extraction circuit IPb which form the inspection circuit IP receive both the reference image information from the transformation circuit DF and the inspected image information from the binarization circuit BN, and have different processing methods. Then, defect inspection is performed by comparing the two image information, and the first defect information and the second defect information are sent to the computer CP of FIG. The computer CP edits both defect information and sends them to the external storage device OM and the display device VD. This editing method will be described later.

第1図において、直接比較回路IPaに時系列的に入力
されてくる参照画像情報と被検査画像情報とは、切出回
路IPa1、IPa2にそれぞれ入力され、9×9画素に展開さ
れる。9×9画素の参照画像情報と被検査画像情報のう
ち、座標(5,E)の中心画素に入力されてきた情報は、
イクスクルーシブオア回路IPa3に入力され、イクスクル
ーシブオア回路IPa3は、両入力情報が不一致の場合、す
なわち被検査パターンに欠陥がある場合には論理
「1」、一致する場合には論理「0」の出力を、アンド
回路IPa11、IPa12の一方の入力端子に送る。
In FIG. 1, the reference image information and the inspected image information that are time-sequentially input to the direct comparison circuit IPa are input to the cutout circuits IPa1 and IPa2, respectively, and are developed into 9 × 9 pixels. Of the 9 × 9 pixel reference image information and the inspected image information, the information input to the center pixel of the coordinate (5, E) is
The exclusive OR circuit IPa3 is inputted to the exclusive OR circuit IPa3, and the exclusive OR circuit IPa3 has a logic "1" when both input information do not match, that is, a pattern to be inspected has a defect, and a logic "0" when they match. Is sent to one of the input terminals of the AND circuits IPa11 and IPa12.

第14図(a)、(b)は、検査回路IPに時系列的に入
力してくる参照画像情報と被検査画像情報とを64×64画
素の処理単位で展開し、パターン化した状態を示してい
る。同図(c)はイクスクルーシブオア回路IPa3の出力
を同処理単位で展開した状態を示している。同図(a)
の参照画像情報に対応する参照パターンPTr(ハッチン
グ図示)と、同図(b)の被検査画像情報に対応する被
検査パターンPTi(ハッチング図示)とを重ね合わせ、
重ならないところを抜き出したのが、同図(c)の欠陥
パターンPTd1(ハッチング図示)となっており、これは
イクスクルーシブオア回路IPa3の出力に対応する。
FIGS. 14 (a) and 14 (b) show a state in which the reference image information and the inspected image information input to the inspection circuit IP in time series are developed in a processing unit of 64 × 64 pixels and patterned. Shows. FIG. 6C shows a state in which the output of the exclusive OR circuit IPa3 is expanded in the same processing unit. FIG.
The reference pattern PTr corresponding to the reference image information (shown by hatching) and the inspection pattern PTi corresponding to the inspection image information in FIG.
The portion that does not overlap is extracted as a defect pattern PTd1 (hatched in the figure) in FIG. 7C, which corresponds to the output of the exclusive OR circuit IPa3.

切出回路IPa1、IPa2によって切り出された9×9画素
の参照画像情報と被検査画像情報のうち、第17図で〜
の数字を付した69の画素に入力してくる参照画像情報
と被検査画像情報とは、それぞれ禁止帯作成回路IPa9、
IPa10にそれぞれ並列的に入力される。両禁止帯作成回
路IPa9、IPa10は、このとき第2図の計算機CPから出力
される選択制御信号によって第3の出力が選択されてい
るものとする。禁止帯作成回路IPa9、IPa10における第
3の出力は、第17図で、、の数字が付された画素
の情報が全部論理「1」か論理「0」のとき、すなわち
エッジが検出されないときに限って、論理「1」の出力
をアンド回路IPa11、IPa12の他方の入力端子に送って、
欠陥検出を可能にするものであり、エッジを中心にして
3画素ずつ、計6画素までの部分は禁止帯とされ、参照
パターンPr、被検査パターンPiのエッジを中心にした6
画素分の領域における欠陥検出は禁止される。
Of the 9 × 9 pixel reference image information and the inspected image information extracted by the extraction circuits IPa1 and IPa2, FIG.
The reference image information and the inspected image information that are input to the 69 pixels marked with are the prohibited band creation circuit IPa9,
Input to IPa10 in parallel. It is assumed that the both forbidden band generating circuits IPa9 and IPa10 have the third output selected by the selection control signal output from the computer CP of FIG. 2 at this time. The third output from the forbidden band generating circuits IPa9 and IPa10 is shown in FIG. 17 when all of the information of the pixels marked with, is logic "1" or logic "0", that is, when the edge is not detected. Only, send the output of logic "1" to the other input terminal of AND circuits IPa11, IPa12,
The defect detection is made possible, and a portion up to a total of 6 pixels by 3 pixels centering on the edge is a forbidden band, and 6 points centering on the edges of the reference pattern Pr and the inspected pattern Pi.
Defect detection in the pixel area is prohibited.

両アンド回路IPa11、IPa12の出力端子は、オア回路IP
a13の両入力端子に接続される。
The output terminals of both AND circuits IPa11 and IPa12 are OR circuits IP
Connected to both a13 input terminals.

第14図(d)、(e)は、禁止帯作成回路IPa9、IPa1
0の出力を、同図(f)はオア回路IPa13の出力を64×64
画素の処理単位で展開してパターン化した状態をそれぞ
れ示している。同図(d)ではパターンPTrのエッジを
中心にして設けられた禁止帯PHrがハッチングで示され
ており、同図(e)ではパターンPTiのエッジを中心に
して設けられた禁止帯PHiがハッチングで示されてい
る。
14 (d) and 14 (e) are forbidden band creation circuits IPa9 and IPa1.
The output of 0, the output of the OR circuit IPa13 is 64 × 64 in FIG.
Each of the patterns is developed and patterned for each pixel processing unit. In the same figure (d), the forbidden band PHr provided around the edge of the pattern PTr is hatched, and in the same figure (e), the forbidden band PHi provided around the edge of the pattern PTi is hatched. Indicated by.

同図(d)の禁止帯PHrと、同図(c)の欠陥パター
ンPTd1と重ね合わせ、重ならないところを抜き出したの
が同図(f)に右上がりのハッチングで示した部分であ
り、同図(e)の禁止帯PHiと、同図(c)の欠陥パタ
ーンPTd1とを重ね合わせ、重ならないところを抜き出し
たのが同図(f)に右下がりのハッチングで示した部分
であり、これらのハッチング部分を合わせたものが、同
図(f)にハッチングで示した欠陥パターンPTd2であ
る。これはオア回路IPa13の出力に対応するものであ
る。
The forbidden band PHr of FIG. 7D and the defect pattern PTd1 of FIG. 7C are overlapped and the non-overlapping portions are extracted in the portion shown by upward hatching in FIG. The forbidden band PHi in FIG. 6 (e) and the defect pattern PTd1 in FIG. 6 (c) are overlapped with each other, and the non-overlapping portions are extracted in the part shown by hatching in the lower right of FIG. 6 (f). The defect pattern PTd2 shown by hatching in FIG. This corresponds to the output of the OR circuit IPa13.

アンド回路IPa11、IPa12、オア回路IPa13の如く論理
回路を構成したことにより、欠陥検出の精度が向上す
る。例えば、エッジから離隔したところに位置する所謂
孤立欠陥であって、そのサイズが禁止帯中に隠れてしま
う程度のものの検出に、この論理回路は有効である。こ
の孤立欠陥がパターンが無いべきところに有る所謂黒欠
陥の場合は、被検査パターンの中にのみパターンとして
表れるため、イクスクルーシブオア回路IPa3の出力から
欠陥パターンとして検出できるが、この被検査パターン
を基にして禁止帯作成回路IPa10が形成した禁止帯の中
にこの欠陥パターンが埋もれてしまい、アンド回路IPa1
2からは欠陥パターンの出力が得られない。しかし、参
照パターンの中には黒欠陥は表れないので、参照パター
ンを基にして禁止帯作成回路9が作成した禁止帯にこの
欠陥パターンが埋もれることはなく、アンド回路IPa11
からは欠陥パターンの出力を得ることができる。逆に孤
立欠陥がパターンが有るべきところに無い所謂白欠陥の
場合は、参照パターンの中にのみパターンとして表れる
ため、イクスクルーシブオア回路IPa3の出力から欠陥パ
ターンとして検出できるが、この参照パターンを基にし
て禁止帯作成回路IPa9が形成した禁止帯の中にこの欠陥
パターンが埋もれてしまい、アンド回路IPa11からは欠
陥パターンの出力が得られない。しかし、被検査パター
ンの中には白欠陥は表れないので、被検査パターンを基
にして禁止帯作成回路10が作成した禁止帯にこの欠陥パ
ターンが埋もれることはなく、アンド回路IPa12からは
欠陥パターンの出力を得ることができる。
By configuring the logic circuit like the AND circuits IPa11, IPa12 and the OR circuit IPa13, the accuracy of defect detection is improved. For example, this logic circuit is effective for detecting so-called isolated defects that are located away from the edge and whose size is hidden in the forbidden band. If this isolated defect is a so-called black defect that should exist where there is no pattern, since it appears as a pattern only in the pattern to be inspected, it can be detected as a defect pattern from the output of the exclusive OR circuit IPa3. This defect pattern is buried in the forbidden band formed by the forbidden band creating circuit IPa10 based on
The defect pattern output cannot be obtained from 2. However, since no black defect appears in the reference pattern, the defect pattern is not buried in the forbidden band created by the forbidden band creating circuit 9 based on the reference pattern.
Can output the defect pattern. On the other hand, in the case of a so-called white defect where the isolated defect does not exist where the pattern should be, it can be detected as a defect pattern from the output of the exclusive OR circuit IPa3 because it appears as a pattern only in the reference pattern. On the basis of this, the defect pattern is buried in the forbidden band formed by the forbidden band forming circuit IPa9, and the output of the defect pattern cannot be obtained from the AND circuit IPa11. However, since white defects do not appear in the inspected pattern, this defect pattern is not buried in the forbidden band created by the forbidden band creating circuit 10 based on the inspected pattern. You can get the output of

欠陥パターンPTd2の有無を表す情報となるオア回路IP
a13の出力は、切出回路IPa4に送られる。切出回路IPa4
は、切出回路IPa1、IPa2と同一の構成である。9×9画
素の直列入力並列出力形シフトレジスタに展開される情
報の一部は、サイズ判定回路IPa5に入力される。
An OR circuit IP that is information indicating the presence or absence of the defect pattern PTd2
The output of a13 is sent to the cutout circuit IPa4. Cutting circuit IPa4
Has the same configuration as the cutout circuits IPa1 and IPa2. A part of the information developed in the 9 × 9 pixel serial input / parallel output type shift register is input to the size determination circuit IPa5.

方向別サイズ判定回路IPa5を構成する各サイズ判定回
路PL1〜PL4(第10図)のそれぞれが、第6図〜第9図に
おいてハッチングで示した、0゜、45゜、90゜、135゜
の各方向用サイズ判定情報を切出回路IPa4から受けて、
0゜方向に7画素以上、45゜方向に4画素、90゜方向に
5画素、135゜方向に4画素であることを示すサイズ情
報を出力したとする。そうすると、最大サイズ判別回路
IPa6のPROM PR1は、0゜、45゜用サイズ判定回路PL1、
PL2から7画素以上のサイズ情報と4画素のサイズ情報
とを計6本のアドレス線から受けることになる。その
時、サイズ判定禁止回路IPa7からは何れの方向のサイズ
判定も禁止しない旨の情報を2本のアドレス線から受け
ていたとすると、同PROM PR1は、アドレス線の入力に
より指定されるメモリセルの内容を4ビットのデータ線
から読み出す。その内容は、欠陥のサイズが7画素以
上、その方向が0゜であることを示すように予め設定さ
れている。
Each of the size determination circuits PL1 to PL4 (Fig. 10) that constitutes the direction-dependent size determination circuit IPa5 has 0 °, 45 °, 90 °, and 135 ° hatched in Figs. 6 to 9. Receive the size judgment information for each direction from the cutout circuit IPa4,
It is assumed that size information indicating that there are 7 pixels or more in the 0 ° direction, 4 pixels in the 45 ° direction, 5 pixels in the 90 ° direction, and 4 pixels in the 135 ° direction is output. Then, the maximum size determination circuit
IPa6 PROM PR1 is 0 °, 45 ° size determination circuit PL1,
The size information of 7 pixels or more and the size information of 4 pixels are received from PL2 from a total of 6 address lines. At that time, if information indicating that the size judgment in either direction is not prohibited is received from the size judgment prohibition circuit IPa7 from the two address lines, the same PROM PR1 is used to input the contents of the memory cell specified by the input of the address line. Is read from the 4-bit data line. The content thereof is preset so as to indicate that the size of the defect is 7 pixels or more and the direction thereof is 0 °.

一方、PROM PR2は、90゜、135゜用サイズ判定回路PL
3、PL4から5画素のサイズ情報と4画素のサイズ情報と
を計6本のアドレス線から受けることになる。この時、
サイズ判定禁止回路IPa7から90゜の方向のサイズ判定も
禁止する旨のサイズ判定禁止情報を2本のアドレス線か
ら受けていたとすると、同PROM PR2は、アドレス線の
入力により指定されるメモリセルから欠陥のサイズが4
画素、その方向が135゜であることを示す情報をデータ
線から送出する。
On the other hand, PROM PR2 is a size judgment circuit PL for 90 ° and 135 °.
3, PL4 receives the size information of 5 pixels and the size information of 4 pixels from a total of 6 address lines. This time,
If the size judgment prohibition information that prohibits the size judgment in the 90 ° direction from the size judgment prohibition circuit IPa7 is received from two address lines, the same PROM PR2 will be read from the memory cell specified by the input of the address line. Defect size is 4
Information indicating that the direction of the pixel is 135 ° is transmitted from the data line.

このように、エッジと平行な方向のサイズを比較の対
象から除く処理は、被検査物WKがマスクやレチクル等の
場合に有効な処理である。エッジと直交する方向の突出
量が大きな欠陥は、それが黒欠陥のときは隣接するパタ
ーンと接触してブリッジを形成したり、逆に白欠陥のと
きは断線を起こしたりする。これは、エッジと直交する
方向の成分を持つサイズが、エッジと平行な方向のサイ
ズより重視されねばならないことを意味している。従っ
て、本実施例では、エッジと平行な方向のサイズを無視
して、エッジと直交する成分を持つサイズの重要度を相
対的に上げることとしたものである。
As described above, the process of removing the size in the direction parallel to the edge from the comparison target is effective when the inspection object WK is a mask, a reticle, or the like. A defect having a large protrusion amount in the direction orthogonal to the edge is in contact with an adjacent pattern to form a bridge when the defect is a black defect, or conversely causes a disconnection when the defect is a white defect. This means that the size having a component in the direction orthogonal to the edge should be more important than the size in the direction parallel to the edge. Therefore, in this embodiment, the size in the direction parallel to the edge is ignored, and the importance of the size having the component orthogonal to the edge is relatively increased.

PROM PR3は、先のPROM PR1、PR2から計8ビットの
並列出力を8本のアドレス線で受け、アドレス線の入力
により指定されるメモリセルから欠陥のサイズが7画素
以上、その方向が0゜であることを示す情報を5本のデ
ータ線から計算機CPに出力する。
The PROM PR3 receives a total of 8 bits of parallel output from the previous PROM PR1 and PR2 on eight address lines, and the defect size is 7 pixels or more from the memory cell specified by the input of the address line, and its direction is 0 °. The information indicating that is output to the computer CP from the five data lines.

第1図、第11図において、エッジ検出回路EDは、第12
図に(1)〜(8)を付した8つの座標の画素情報を切
出回路IPa1から受け、(7)、(8)、(1)、(2)
の4ビットの情報が全て論理「1」であり、かつ(3)
〜(6)の4ビットの情報が全て論理「0」であるか、
またはその逆の論理であったとすると、参照画像情報が
90゜のエッジを表現していると判断し、4ビットの並列
出力のうち第3位の桁のビットを論理「1」とし、残り
の3ビットを論理「0」とする。この4ビットのエッジ
検出情報は、エッジが存在し、その方向が90゜であった
ことを示す。
In FIG. 1 and FIG. 11, the edge detection circuit ED is
Pixel information of eight coordinates with (1) to (8) in the figure is received from the cutout circuit IPa1, and (7), (8), (1), (2)
All 4-bit information is logical "1", and (3)
Whether all the 4-bit information of (6) is logical "0",
Or if the reverse logic is applied, the reference image information is
It is determined that the 90 ° edge is represented, and the bit of the third digit in the 4-bit parallel output is set to logic "1" and the remaining 3 bits are set to logic "0". The 4-bit edge detection information indicates that an edge exists and its direction is 90 °.

拡大回路ELは、90゜のエッジが存在したことを示す4
ビットのエッジ検出情報を5×5画素に拡大し、サイズ
判定禁止情報として、第10図で説明したPROM PR2に送
る。PROM PR2は、このエッジ検出情報を受けて、90゜
方向のサイズを比較対象から除く。
The magnifying circuit EL shows that there was a 90 ° edge 4
The bit edge detection information is enlarged to 5 × 5 pixels and sent to the PROM PR2 described in FIG. 10 as size determination prohibition information. The PROM PR2 receives this edge detection information and excludes the size in the 90 ° direction from the comparison target.

第15図(a)〜(d)は、第14図(a)の参照パター
ンPTrのエッジ検出とその結果の拡大とを行った場合の
模式図を示している。同図(a)は0゜のエッジの検出
拡大を、同図(b)は45゜のエッジの検出拡大を、同図
(c)は90゜のエッジの検出拡大を、同図(d)は135
゜のエッジの検出拡大をそれぞれ示しており、ハッチン
グを付した箇所では、サイズの判定が禁止される。
FIGS. 15 (a) to 15 (d) are schematic diagrams when the edge detection of the reference pattern PTr of FIG. 14 (a) and the enlargement of the result are performed. The figure (a) shows the detection enlargement of the 0 ° edge, the figure (b) shows the detection enlargement of the edge of 45 °, the figure (c) shows the detection enlargement of the edge of 90 °, and the figure (d). Is 135
The detection and enlargement of the edge of ° are shown respectively, and the size judgment is prohibited at the hatched portions.

計算機CPは、最大サイズ判定回路IPa6から最大サイズ
情報と方向情報とからなる欠陥情報を、拡大回路ELから
サイズ判定禁止情報を、タイミング調整回路IPa8から白
黒判別情報を、特徴抽出回路IPbから欠陥情報を受け
て、次の処理を行う。
The computer CP has defect information consisting of maximum size information and direction information from the maximum size determination circuit IPa6, size determination inhibition information from the expansion circuit EL, black and white determination information from the timing adjustment circuit IPa8, and defect information from the feature extraction circuit IPb. Then, the following processing is performed.

i.計算機CPは、最大サイズ情報が次々と入力してくる
が、前記64×64画素の処理単位の中で最大のものをその
処理単位の欠陥のサイズとする。そのための信号処理と
しては、新しいサイズ情報が入力してくる度に、前回入
力されてメモリに格納されている旧いサイズ情報と比較
し、新しいサイズ情報がより大きい場合は、メモリの内
容をこれで更新する。この処理を前記処理単位の範囲内
で行い、最終的に残ったサイズ情報をこの処理単位の欠
陥として、その処理単位の座標(これは例えば撮像装置
のサンプリングパルスを計数することで分かる)、その
欠陥のサイズ情報と方向情報、その欠陥が検出された時
の白黒判定情報とサイズ判定禁止情報等を外部記憶装置
OMに記録したり、また表示装置VDに表示させたりする。
表示装置VDのCRTでは、例えば512×512画素で全画面を
構成し、そこに、参照パターンと被検査パターンとを重
ねて表示し、欠陥のある処理単位を64×64画素の大きさ
の枠で表示すると共に、その欠陥の種類を枠内に表示す
る等の画像処理を行うと好適である。そのための技術
は、特開昭59−77576号に開示されている。欠陥の種類
とは、例えばエッジに近接したエッジ欠陥や、エッジか
ら分離した孤立欠陥等の種別をいう。これは計算機CP
が、サイズ判定禁止情報が有る場合はエッジ欠陥と判断
し、無い場合はエッジから離れた孤立欠陥と判断するこ
とにより実現される。
i. The maximum size information is sequentially input to the computer CP, and the maximum size among the processing units of 64 × 64 pixels is set as the defect size of the processing unit. As signal processing for that purpose, each time new size information is input, it is compared with the old size information that was previously input and stored in the memory, and if the new size information is larger, the contents of the memory are Update. This processing is performed within the range of the processing unit, and the finally remaining size information is regarded as a defect of the processing unit, and the coordinates of the processing unit (this can be known by counting sampling pulses of the image pickup device, for example), External size information such as defect size information and direction information, black-and-white judgment information and size judgment prohibition information when the defect is detected
It is recorded in OM or displayed on the display device VD.
In the CRT of the display device VD, for example, the entire screen is configured with 512 × 512 pixels, the reference pattern and the inspected pattern are displayed in an overlapping manner, and the defective processing unit is a frame with a size of 64 × 64 pixels. It is preferable to perform image processing such as displaying the type of the defect in a frame while displaying the defect in. A technique therefor is disclosed in JP-A-59-77576. The defect type refers to, for example, an edge defect close to the edge, an isolated defect separated from the edge, or the like. This is a computer CP
However, if the size determination prohibition information is present, it is determined to be an edge defect, and if not, it is determined to be an isolated defect separated from the edge.

ii.処理単位内で直接比較回路IPaが欠陥を検出できず、
第1欠陥情報が得られなかった場合、電算機CPは、特徴
抽出回路IPbからの第2欠陥情報を取り込み、前記外部
記録装置OMに記録し、また前記CRT等に表示させる。す
なわち、電算機CPは、第1欠陥情報があるときは、これ
を第2欠陥情報に優先して取り扱い、第1欠陥情報を検
査装置全体の欠陥情報(第3欠陥情報)として取り扱
い、第1欠陥情報がないときは第2欠陥情報を第3欠陥
情報として取り扱う、編集手段として機能する。直接比
較回路IPaは、擬似欠陥を排除するためにエッジ近傍に
禁止帯を設けてその中での欠陥検出を禁止している。そ
のため、禁止帯中に存在する真の欠陥までを見落す虞が
ある。しかし、特徴抽出回路IPbは欠陥のサイズは検出
し得ないが、直接比較回路IPaが見落とす禁止帯内の欠
陥も含めて被検査パターン全体に存在する欠陥の有無を
検出しうるので、欠陥検査の精度が保証される。
ii. Direct comparison circuit IPa cannot detect a defect in the processing unit,
When the first defect information is not obtained, the computer CP takes in the second defect information from the feature extraction circuit IPb, records it in the external recording device OM, and displays it on the CRT or the like. That is, when there is the first defect information, the computer CP treats the first defect information as priority over the second defect information, treats the first defect information as the defect information of the entire inspection apparatus (third defect information), and When there is no defect information, it functions as an editing unit that handles the second defect information as the third defect information. In the direct comparison circuit IPa, a forbidden band is provided in the vicinity of the edge in order to eliminate a pseudo defect, and the defect detection in the forbidden band is prohibited. Therefore, there is a possibility that even a true defect existing in the forbidden zone may be overlooked. However, although the feature extraction circuit IPb cannot detect the size of the defect, it can detect the presence or absence of the defect existing in the entire pattern to be inspected, including the defect in the forbidden band which the direct comparison circuit IPa misses. Accuracy is guaranteed.

この他の編集法としては、例えば次のようなものが挙
げられる。第1欠陥情報の示すサイズを判定して、それ
が所定サイズ(例えば2画素)以下の欠陥であることを
示している場合は、第2欠陥情報の方を第3欠陥情報と
して出力する。
Other editing methods include, for example, the following. When the size indicated by the first defect information is determined and it is indicated that the defect is a predetermined size (for example, 2 pixels) or less, the second defect information is output as the third defect information.

尚、欠陥の方向情報の利用法としては、欠陥の種類の
判定が挙げられる。例えば、第16図に示すように、2つ
のエッジ欠陥De1、De2の間に、連続して孤立欠陥Diが挟
まれており、その欠陥の方向が同じ場合であって、各欠
陥が白欠陥の場合は断線欠陥、黒欠陥の場合はブリッジ
欠陥と、計算機CPが判断できる。
As a method of using the defect direction information, there is a determination of the defect type. For example, as shown in FIG. 16, when an isolated defect Di is continuously sandwiched between two edge defects De1 and De2 and the directions of the defects are the same, each defect is a white defect. In this case, the computer CP can judge that it is a disconnection defect and a black defect is a bridge defect.

次に、特開昭58−134429号に開示したものとは異なる
新規な構成の特徴抽出回路IPbを、第18図ないし第36図
を用いて説明する。
Next, a feature extraction circuit IPb having a novel configuration different from that disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 58-134429 will be described with reference to FIGS. 18 to 36.

以下に説明する特徴抽出回路は、次の3つの要素で構
成されたことを特徴とするものである。
The feature extraction circuit described below is characterized by being configured by the following three elements.

i.前記パターンのエッジを前記被検査画像情報から検知
し、その角度と位置とに関する被検査エッジ情報を出力
する被検査エッジ情報発生手段(7) ii.前記設計情報に基づいて前記パターンが理想的に形
成された場合のエッジを前記参照画像情報から検知し、
該エッジの角度と位置とに関する参照エッジ情報を出力
する参照エッジ情報発生手段(18) iii.前記被検査エッジ情報と参照エッジ情報とを受け、
一方のエッジ情報が示すエッジの角度と位置とに基づい
て定められる許容範囲内に、他方のエッジ情報が存在し
ないことを検知して欠陥情報を発生する欠陥情報発生手
段(8、9、11、19〜21) そして、その作用を要約すると次のようになる。
i. Inspected edge information generating means (7) which detects the edge of the pattern from the inspected image information and outputs the inspected edge information regarding the angle and position thereof. ii. The pattern is ideal based on the design information. From the reference image information when the edge is formed in the
Reference edge information generating means (18) for outputting reference edge information regarding the angle and position of the edge, iii. Receiving the inspected edge information and the reference edge information,
Defect information generating means (8, 9, 11, for detecting defect information that the other edge information does not exist within an allowable range defined based on the angle and position of the edge indicated by the one edge information and generating defect information). 19-21) And, the action is summarized as follows.

参照エッジ情報発生手段(18)からの参照エッジ情報
と、被検査エッジ情報発生手段(7)からの被検査エッ
ジ情報とを、欠陥情報発生手段(8、9、11、19〜21で
比較する際、参照エッジ情報に許容範囲を付与したとす
ると、欠陥の判定は次のようになる。すなわち、被検査
エッジ情報の内容が、位置(x,y)、角度θ゜を示して
いるのに対し、参照エッジ情報が、(x±Δx,y±Δ
y)の位置範囲内で、θ゜±Δθ゜の角度範囲内に入る
角度を示していない場合は、欠陥と判定する。この欠陥
の内容は、位置(x,y)の被検査物WKの被検査パターン
に角度θ゜のエッジが検出されたのに対し、(x±Δx,
y±Δy)の位置範囲内の参照画像情報にθ゜±Δθ゜
の角度範囲内に入る角度のエッジが検出されなかったと
いうものである。
The reference edge information from the reference edge information generating means (18) and the inspected edge information from the inspected edge information generating means (7) are compared by the defect information generating means (8, 9, 11, 19 to 21). At this time, assuming that the reference edge information is given an allowable range, the defect determination is as follows: Although the content of the inspected edge information indicates the position (x, y) and the angle θ °. On the other hand, the reference edge information is (x ± Δx, y ± Δ
If the angle does not fall within the angle range of θ ° ± Δθ ° in the position range of y), it is determined as a defect. The content of this defect is (x ± Δx, while the edge of the angle θ ° is detected in the pattern to be inspected of the inspected object WK at the position (x, y).
That is, no edge having an angle within the angle range of θ ° ± Δθ ° was detected in the reference image information within the position range of y ± Δy).

以下、新規な特徴抽出回路IPbを詳細に説明する。 Hereinafter, the novel feature extraction circuit IPb will be described in detail.

第18図は特徴抽出回路IPbのブロック図である。 FIG. 18 is a block diagram of the feature extraction circuit IPb.

2値化回路BNからの被検査画像情報は切出回路6に出
力される。
The inspected image information from the binarization circuit BN is output to the cutout circuit 6.

切出回路6は、第1図、第4図の切出回路IPa1、IPa2
と同様の機能を果たすものであるが、その具体的構成は
第19図に示すように異なる。同図において、601は2値
の入力画像情報、602はタイミング信号、603はコントロ
ール回路、604はデータ並べかえ回路、611〜615はスリ
ーステートバッファ、621〜625はそれぞれ少なくとも51
2アドレス×4ビットの記憶容量をもつランダムアクセ
スメモリ(RAM)、631〜635は5ビットのシフトレジス
タである。撮像装置IDの1走査線に対応する512画素の
画像情報を1ラインと呼ぶことにすると、入力画像情報
601として、512画素×Nラインのデジタル画像情報が入
力される。
The cutout circuit 6 is the cutout circuits IPa1 and IPa2 shown in FIGS. 1 and 4.
It performs the same function as, but the specific structure is different as shown in FIG. In the figure, 601 is binary input image information, 602 is a timing signal, 603 is a control circuit, 604 is a data rearrangement circuit, 611 to 615 are three-state buffers, and 621 to 625 are at least 51 respectively.
Random access memories (RAM) having a storage capacity of 2 addresses × 4 bits, 631 to 635 are 5-bit shift registers. If the image information of 512 pixels corresponding to one scanning line of the image pickup device ID is called one line, the input image information
Digital image information of 512 pixels × N lines is input as 601.

最初のライン(ライン1)が入力されている時、コン
トロール回路603は、スリーステートバッファ611をON
(信号を通して、メモリ621のデータバスに供給する状
態)、612〜615をOFF(信号を通さず、出力をハイイン
ピーダンスとし、前記メモリ622〜625のデータバスに信
号を供給しない状態)にして、メモリ621に書き込みを
行なわせる。この動作により、入力画像情報601のライ
ン1の512画素の画像情報はメモリ621の各アドレスに書
き込まれるが、メモリ621は同時に、入力画像情報と同
じ信号を並べかえ回路604に出力する。
When the first line (line 1) is input, the control circuit 603 turns on the three-state buffer 611.
(A signal is supplied to the data bus of the memory 621), 612 to 615 are turned off (a signal is not passed, the output has a high impedance, and a signal is not supplied to the data bus of the memories 622 to 625), Write to the memory 621. By this operation, the image information of 512 pixels of line 1 of the input image information 601 is written in each address of the memory 621, but the memory 621 simultaneously outputs the same signal as the input image information to the rearrangement circuit 604.

次に、ライン2が入力されている間、コントロール回
路603は、スリーステートバッファ612をON、611、613〜
615をOFFの状態にし、メモリ622にライン2の画像情報
の書き込みを行なわせる。同時に、メモリ621は先に書
き込んだライン1の画像情報を読み出して並べかえ回路
604に出力し、またメモリ622は入力されるライン2の画
像情報と同じ情報を並べかえ回路604に出力する。この
様にして1ライン毎にメモリを次々とかえて、画像情報
を書き込み、書き込み状態でないメモリは読み出し状態
にしておくと、入力画像601がライン5の時には、メモ
リ621はライン1の画像情報の読み出し、メモリ622はラ
イン2の画像情報の読み出し、メモリ623はライン3の
画像情報の読み出し、メモリ624はライン4の画像情報
の読み出し、メモリ625はライン5の画像情報の書き込
み、という状態になる。そして並べかえ回路604には、
入力画像情報601と同じ信号(0ライン遅れ)から同信
号601を4ライン遅延させた信号(4ライン遅れ)まで
の5本の画像情報が入力されている。次のライン6の画
像情報が入力した時には、書き込むメモリをメモリ621
に選べば、やはり並べかえ回路604には、その時の入力
画像情報601に対して0ライン遅れ〜4ライン遅れの5
本の画像情報が入力される。この様な動作を続けること
によって、並べかえ回路604には常に入力画像情報601に
対して0ライン遅れ〜4ライン遅れの5本の画像情報が
入力される。しかし、その5本の入力のうち、どれが何
ライン遅れの信号かは一定しておらず、入力画像情報60
1が1ライン入力する度に変化する。
Next, while the line 2 is being input, the control circuit 603 turns on the three-state buffer 612, 611, 613-
615 is turned off, and the image information of line 2 is written in the memory 622. At the same time, the memory 621 reads out the previously written image information of line 1 and rearranges it.
Further, the memory 622 outputs the same information as the image information of the input line 2 to the rearrangement circuit 604. In this way, by changing the memory for each line one after another and writing the image information and setting the memory which is not in the writing state to the reading state, when the input image 601 is the line 5, the memory 621 reads the image information of the line 1. The memory 622 reads the image information of line 2, the memory 623 reads the image information of line 3, the memory 624 reads the image information of line 4, and the memory 625 writes the image information of line 5. And in the rearrangement circuit 604,
Five pieces of image information from the same signal as the input image information 601 (0 line delay) to a signal obtained by delaying the same signal 601 by 4 lines (4 line delay) are input. When the image information of the next line 6 is input, the memory to be written is stored in the memory 621.
, The rearrangement circuit 604 also delays 0 line delay to 4 line delay from the input image information 601 at that time by 5 lines.
The image information of the book is input. By continuing such an operation, the reordering circuit 604 is always input with five pieces of image information with 0 line delay to 4 line delay with respect to the input image information 601. However, it is not constant which signal is delayed by which line among the five inputs, and the input image information 60
It changes every time 1 is input for 1 line.

データ並べかえ回路604は、PLDで構成されており、コ
ントロール回路603からの制御信号によって、1ライン
分の画像情報が入力する度にこれら5本の入力信号が出
力する端子を切り換え、シフトレジスタ631〜635に出力
される画像情報が、それぞれ常に0ライン遅れ〜4ライ
ン遅れの画像情報になるようにする。
The data rearrangement circuit 604 is composed of a PLD, and switches a terminal output from these five input signals each time image information for one line is input by a control signal from the control circuit 603, and shift registers 631 to 631 to The image information output to 635 is always image information with 0 line delay to 4 line delay.

コントロール回路603は、撮像装置IDのサンプリング
クロック(以下基本クロックという)などのタイミング
信号602を受けて、以上のようにスリーステート・バッ
ファ611〜615のON、OFFのコントロール、メモリ621〜62
5のアドレスコントロールと書き込み・読み出しのコン
トロール、並べかえ回路604のコントロールを行なう。
The control circuit 603 receives the timing signal 602 such as the sampling clock (hereinafter referred to as a basic clock) of the image pickup device ID, and controls the ON / OFF of the three-state buffers 611 to 615 and the memories 621 to 62 as described above.
5 address control, write / read control, and rearrangement circuit 604 control.

シフトレジスタ631〜635は、それぞれ5ビットの直列
入力並列出力形シフトレジスタであり、クロック入力に
同期して、データ入力としての入力画像情報を1画素
(1ビット)ずつシフトしていく。各シフトレジスタ63
1〜635の各段にセットれた各信号は同時に並列出力され
る。かくして5×5画素構成である窓の被検査画像情報
(シフトレジスタ631〜635からの出力信号)が得られ
る。
The shift registers 631 to 635 are 5-bit serial input / parallel output type shift registers, and shift input image information as a data input by one pixel (1 bit) in synchronization with a clock input. Each shift register 63
The signals set in the stages 1 to 635 are simultaneously output in parallel. Thus, the inspected image information (output signals from the shift registers 631 to 635) of the window having the 5 × 5 pixel configuration is obtained.

第20図は5×5の窓の構成を示す模式図であり、同図
に示すように窓の被検査画像情報には、撮像装置IDの走
査線方向すなわち横方向に1から5までの番号が、縦方
向にAからEまでの番号がそれぞれ付されており、この
番号を指定することにより、窓の被検査画像情報の特定
画素を指定できるようになっている。
FIG. 20 is a schematic diagram showing the structure of a 5 × 5 window. As shown in FIG. 20, the inspected image information of the window includes numbers 1 to 5 in the scanning line direction of the imaging device ID, that is, in the horizontal direction. However, numbers from A to E are added in the vertical direction, and by designating this number, it is possible to designate a specific pixel of the inspected image information of the window.

本実施例の切出回路6が出力する窓の被検査画像情報
は、後段のエッジ画像作成回路7が必要とする窓のデー
タが3×3画素であるので、第20図の横方向の1〜3、
縦方向のA〜Cを使用して、第21図の概念図に示す構成
になる。この場合、スリーステートバッファ614、615、
メモリ624、625、シフトレジスタ634、635はそれぞれ不
要となるが、本実施例では、第18図の切出回路6、8、
17、19(8、17、19については後述)をメモリ部分を共
用して構成しているので、これらのうちメモリ624、625
は省略することなくそのままにしておく。
In the inspected image information of the window output by the cut-out circuit 6 of this embodiment, the window data required by the edge image creating circuit 7 in the subsequent stage is 3 × 3 pixels, so that 1 in the horizontal direction in FIG. ~ 3,
By using A to C in the vertical direction, the structure shown in the conceptual diagram of FIG. 21 is obtained. In this case, the three-state buffers 614, 615,
Although the memories 624 and 625 and the shift registers 634 and 635 are unnecessary, respectively, in the present embodiment, the cutout circuits 6 and 8 of FIG.
Since 17 and 19 (8, 17, and 19 will be described later) are configured by sharing the memory portion, among them, the memories 624 and 625 are included.
Is not omitted and is left as it is.

尚、切出回路6の実際の出力は、各画素に対応した9
ビットの並列出力となる。
The actual output of the cutout circuit 6 is 9 pixels corresponding to each pixel.
Bits are output in parallel.

メモリ621〜625は、512バイトで語長が4ビット(512
×4ビット)のメモリであるので、第19図の605の回路
は切出回路の4つ分の働きをすることができる。すなわ
ち、1つのアドレスの読み出しで同時に4ビットの信号
を並列的に出力できるのであるから、スリーステート・
バッファ611〜615、並べかえ回路604、シフトレジスタ6
31〜635と同様の回路を3組分追加し、4ビット(4種
類)の信号をメモリ621〜625に並列的に書き込み、並列
的に読み出すように設定しているので、同じタイミング
で動く4個の切出し回路6、8、17、19を作ることがで
きる。
The memories 621 to 625 have 512 bytes and a word length of 4 bits (512
Since it is a memory of (× 4 bits), the circuit of 605 in FIG. 19 can function as four cutting circuits. In other words, a 4-bit signal can be simultaneously output in parallel by reading one address.
Buffers 611 to 615, rearrangement circuit 604, shift register 6
Three sets of circuits similar to 31 to 635 are added, and 4-bit (4 types) signals are written in the memories 621 to 625 in parallel and read in parallel. Individual cutting circuits 6, 8, 17, 19 can be made.

切出回路6から9ビットの並列出力の形で出力される
窓の被検査画像情報は、被検査エッジ画像作成回路7に
入力される。エッジ画像作成回路7は、第22図(a)〜
(d)に示す様なテンプレートを用いて、被検査画像情
報の輪郭を抽出した被検査エッジ情報を作成する。すな
わち、3×3ビットの中心に論理「1」が、その上下左
右の何れか1つに論理「0」が配された第22図の(a)
〜(d)の4つのテンプレートと、切出回路6からの被
検査画像情報とを付き合わせ、少なくとも1つのテンプ
レートと同じ配列の部分が見出せたなら、テンプレート
の条件が成立したものとする。つまり、中心に論理
「1」があり、その上下左右の何れかに論理「0」があ
れば、テンプレートの条件が成立したとして論理「1」
を、テンプレートの条件が1つも成立しないときは論理
「0」を出力する。その結果、このエッジ画像作成回路
7から得られる被検査エッジ情報は、被検査画像情報の
中に含まれるパターンの輪郭部(論理「0」と接する論
理「1」の部分)で論理「1」となり、他の部分で論理
「0」となる。
The inspected image information of the window output from the cutout circuit 6 in the form of parallel output of 9 bits is input to the inspected edge image forming circuit 7. The edge image forming circuit 7 is shown in FIG.
Using the template as shown in (d), the inspected edge information is created by extracting the contour of the inspected image information. That is, the logic "1" is arranged at the center of the 3 × 3 bits, and the logic "0" is arranged at any one of the upper, lower, left and right sides thereof (a) in FIG.
If the four templates of (d) and the image information to be inspected from the cutout circuit 6 are associated with each other and a portion having the same arrangement as at least one template is found, it is determined that the template condition is satisfied. In other words, if there is a logic "1" in the center and there is a logic "0" on either the top, bottom, left, or right, it is determined that the condition of the template is satisfied and the logic "1" is established.
When no template condition is satisfied, a logic "0" is output. As a result, the inspected edge information obtained from the edge image creating circuit 7 is a logic "1" at the contour portion of the pattern (a logic "1" portion in contact with the logic "0") included in the inspected image information. And becomes logic "0" in the other parts.

なお、被検査エッジ画像作成回路7の出力の形態は、
1本のラインから出力される時系列信号である。
The output form of the inspected edge image forming circuit 7 is
It is a time series signal output from one line.

被検査エッジ画像作成回路7で作成された被検査エッ
ジ情報は、切出回路8で5×5画素の局所領域を切り出
され、被検査エッジ角度検出回路9に送られる。前述の
ように、切出回路8は切出回路6と同様に構成され、第
20図のような窓のエッジ情報を作成する。ただし、5×
5画素なので、シフトレジスタ634、635は必要となる。
切出回路8の実際の出力は、各画素に対応した25ビット
の並列出力となり、被検査エッジ角度検出回路9に送ら
れる。
The inspected edge information created by the inspected edge image creation circuit 7 is cut out by the cutout circuit 8 into a local region of 5 × 5 pixels and sent to the inspected edge angle detection circuit 9. As described above, the cutting circuit 8 is configured similarly to the cutting circuit 6,
Create window edge information as shown in Figure 20. However, 5x
Since there are 5 pixels, shift registers 634 and 635 are required.
The actual output of the cutout circuit 8 becomes a 25-bit parallel output corresponding to each pixel and is sent to the inspected edge angle detection circuit 9.

被検査エッジ角度検出回路9では、被検査画像情報に
基づく窓のエッジ情報に、論理「1」が種々の形態で配
列された第23図乃至第33図のテンプレートを当てはめ、
0゜、45゜、90゜、135゜にそれぞれ対応する4ビット
の被検査エッジ角度信号を作成する。すなわち、4種の
角度を検出するため第1表に示すように4つにグループ
分けされたテンプレート群を、窓のエッジ情報に当ては
め、テンプレート群の中の少なくとも1つのテンプレー
トの条件が成立したら、すなわちテンプレートの論理
「1」と同じ配列の論理「1」を持つ被検査エッジ情報
が検出されたら、そのテンプレートの属するテンプレー
ト群に対応する角度のエッジが存在したと判断し、4ビ
ットのうちその角度に対応するビットに論理「1」を立
てたエッジ角度信号を発生し、後述の比較回路11に送
る。このエッジ角度信号は、4ビットの並列出力であ
る。
The inspected edge angle detection circuit 9 applies the template of FIGS. 23 to 33 in which the logic “1” is arranged in various forms to the edge information of the window based on the inspected image information,
A 4-bit inspected edge angle signal corresponding to 0 °, 45 °, 90 ° and 135 ° is created. That is, in order to detect four kinds of angles, a template group that is divided into four groups as shown in Table 1 is applied to the edge information of the window, and if the condition of at least one template in the template group is satisfied, That is, when the inspected edge information having the logic "1" of the same array as the logic "1" of the template is detected, it is determined that the edge of the angle corresponding to the template group to which the template belongs is present, An edge angle signal in which a logic "1" is set in the bit corresponding to the angle is generated and sent to the comparison circuit 11 described later. This edge angle signal is a 4-bit parallel output.

このエッジ角度検出の処理は、被検査物のパターンに
おける種々の角度のエッジの全てを、0゜、45゜、90
゜、135゜の4種の角度のエッジとしてまるめることに
相当する。例えば、22.5゜のエッジでは、0゜もしくは
45゜、またはその双方のエッジ角度信号が出る。つま
り、角度検出に許容範囲を持たせるように、各テンプレ
ートの配列の選択、およびグループ分けがなされてい
る。
This edge angle detection processing is performed for all edges of various angles in the pattern of the inspection object by 0 °, 45 °, 90 °.
This is equivalent to rounding as an edge with four kinds of angles of ° and 135 °. For example, at the 22.5 ° edge, 0 ° or
Edge angle signals of 45 ° or both are output. That is, the array of each template is selected and grouped so that the angle detection has an allowable range.

第1表で「高感度パターン検査時」というのは、たと
えば、45゜と判断するエッジの種類を増やすことによっ
て欠陥検査の高感度化をはかるものである。パターン欠
陥検査の用途により、“低感度”と“高感度”を切りか
えられる様にしておくか、又は両方の感度で欠陥検査し
て異なる欠陥出力信号を得、計算機CPで適当な方を選べ
ばよい。ここでは、回路規模の小さくてすむ前者で説明
を進める。
In Table 1, "at the time of high-sensitivity pattern inspection" is intended to increase the sensitivity of defect inspection by increasing the types of edges judged to be 45 °, for example. Depending on the purpose of pattern defect inspection, either "low sensitivity" or "high sensitivity" can be switched, or defect inspection can be performed with both sensitivities and different defect output signals can be obtained, and a suitable one can be selected by the computer CP. Good. Here, the former case, which requires a small circuit scale, will be described.

テンプレートの数は、第1表に示す様に、かなり多く
なるが、PROM、PLDなどを用いることにより、非常に少
ない(たとえば数個)のICで実現できる。この場合、PR
OM、PLDの入力信号線として窓のエッジ画像信号の他に
高感度/低感度の切換え信号線を入れておけば、感度切
換えは容易である。
The number of templates is considerably large as shown in Table 1, but by using PROM, PLD, etc., it can be realized with a very small number (for example, several) of ICs. In this case, PR
Sensitivity switching is easy if a high-sensitivity / low-sensitivity switching signal line is provided in addition to the window edge image signal as the OM and PLD input signal lines.

一方第2図の変形回路DFより出力された参照画像情報
は、2値化回路BNから出力される被検査画像情報と同様
に、第18図の切出回路17で3×3画素の窓の参照画像情
報を切出され、参照エッジ画像作成回路18により、参照
エッジ情報にされる。この参照エッジ情報は、切出回路
19で5×5画素の窓の参照エッジ情報として切り出され
る。
On the other hand, the reference image information output from the transformation circuit DF in FIG. 2 is the same as the inspected image information output from the binarization circuit BN, and the extraction circuit 17 in FIG. The reference image information is cut out and converted into reference edge information by the reference edge image creating circuit 18. This reference edge information is the cutout circuit.
At 19, it is cut out as reference edge information of a 5 × 5 pixel window.

切出回路17および19は、前述の様に、切出回路6のメ
モリ部分を共用して作られた回路で、それぞれ第21図、
第20図の様な窓の出力を行なう。参照エッジ画像作成回
路18は、被検査エッジ画像作成回路7と同様な回路で、
参照画像情報のエッジ画像信号を作成する。
The cutout circuits 17 and 19 are circuits made by sharing the memory portion of the cutout circuit 6 as described above, and are respectively shown in FIG.
Output the window as shown in Fig. 20. The reference edge image creating circuit 18 is a circuit similar to the inspected edge image creating circuit 7,
An edge image signal of reference image information is created.

参照エッジ角度検出回路20は、被検査エッジ角度検出
回路9に類似した方法により、切出回路19からの窓の参
照エッジ画像信号にテンプレートを当てはめて、参照エ
ッジ角度信号を作成する。テンプレートは、第2表に従
って適用される。ここで、高感度パターン欠陥検出時
と、低感度パターン欠陥検出時とで、特にテンプレート
は変えない。この参照エッジ角度検出回路20は、被検査
エッジ角度検出回路9と同様に、0゜、45゜、90゜、13
5゜の4種の角度に対応する4ビットの参照エッジ角度
信号を出力する。ただし、0゜、45゜、90゜、135゜の
各角度としてとられる参照エッジ画像のエッジ角度の範
囲は、被検査エッジ角度検出の場合に比べて若干広くな
るようにテンプレートが考慮されている。これは、被検
査エッジ情報に対して参照エッジ情報に角度の許容範囲
を付与することに相当する。第1表のテンプレートの数
が第2表のそれに比べて数が多いのは、次の理由によ
る。つまり撮像装置IDによるアナログ画像情報を2値化
回路BNで2値化すると、2値化誤差が不可避的に生じる
が、この2値化誤差による画像1画素分の凹凸を欠陥と
して検出せずに許容し、なおかつ高感度な検査を行なう
ために検出しうるエッジ形状の1つ1つを考慮している
ためである。これに対し、第2表の方は1画素分の凹凸
がない画像を対象にすればよいので単純化できるもので
ある。
The reference edge angle detection circuit 20 applies a template to the reference edge image signal of the window from the cutout circuit 19 and creates a reference edge angle signal by a method similar to the inspected edge angle detection circuit 9. The template is applied according to Table 2. Here, the template is not particularly changed when the high-sensitivity pattern defect is detected and when the low-sensitivity pattern defect is detected. The reference edge angle detection circuit 20 is similar to the inspected edge angle detection circuit 9 in that 0 °, 45 °, 90 °, 13
It outputs a 4-bit reference edge angle signal corresponding to four kinds of angles of 5 °. However, the template is considered so that the range of the edge angle of the reference edge image taken as each angle of 0 °, 45 °, 90 °, and 135 ° is slightly wider than that in the case of detecting the inspected edge angle. . This corresponds to giving an allowable range of angles to the reference edge information with respect to the inspected edge information. The number of templates in Table 1 is larger than that in Table 2 for the following reason. That is, when the analog image information by the image pickup device ID is binarized by the binarization circuit BN, a binarization error inevitably occurs, but the unevenness of one pixel of the image due to the binarization error is not detected as a defect. This is because each of the edge shapes that can be detected in order to allow the inspection with high sensitivity is taken into consideration. On the other hand, Table 2 can be simplified because an image without unevenness for one pixel may be targeted.

なお、被検査画像情報を対象とする第1表、参照画像
情報を対象とする第2表は共に、第34図(a)に示すよ
うにパターンのコーナー部では45゜のエッジ角度信号が
出る様になっている。これは第34図(b)の様なコーナ
ーの小さな丸みを欠陥と判定しない様にするためであ
る。ただし、この場合でも第34図(c)の様な欠陥は13
5゜というエッジ角度信号が出るので欠陥として検出で
きる(比較法は後述)。
In Table 1 for the inspected image information and Table 2 for the reference image information, an edge angle signal of 45 ° is output at the corners of the pattern as shown in FIG. 34 (a). It has become like. This is to prevent the small roundness of the corner as shown in FIG. 34 (b) from being judged as a defect. However, even in this case, the defect as shown in Fig. 34 (c) is 13
Since an edge angle signal of 5 ° is output, it can be detected as a defect (a comparison method will be described later).

被検査エッジ角度検出回路9から出力される4ビット
の被検査エッジ角度信号と、参照エッジ角度検出回路20
から出力される4ビットの参照エッジ角度信号とを、後
述の比較回路11で比較対照し、両者が表すエッジの角度
(4ビットのデータ内容)と位置(出力のタイミング)
とが一致するか否かで、被検査パターンが正常か欠陥か
が判定できるわけであるが、このままでは次のような原
因で誤判定を行ってしまうという問題があった。すなわ
ち、2値化回路BNにおける2値化誤差、被検査物WKの製
造上の許容範囲内の誤差、ステージST等による位置合わ
せ誤差等の原因により、両エッジ角度信号の表す位置に
ずれが生じてしまい、これにより正常なものを欠陥と誤
判定する問題があった。2値化誤差等により角度のずれ
も生ずるが、これに対しては前述のようにテンプレート
の形状を考慮することによって参照画像情報のエッジ角
度を検出する際に許容範囲を付加してある。
The 4-bit inspected edge angle signal output from the inspected edge angle detection circuit 9 and the reference edge angle detection circuit 20
The 4-bit reference edge angle signal output from the above is compared and compared by the comparison circuit 11 described later, and the edge angle (4-bit data content) and position (output timing) represented by both are compared.
It is possible to determine whether the pattern to be inspected is normal or defective depending on whether or not and, but if this is left as it is, an erroneous determination is made due to the following reasons. That is, due to a binarization error in the binarization circuit BN, an error within the manufacturing tolerance of the object to be inspected WK, a positioning error due to the stage ST, etc., the positions represented by both edge angle signals are displaced. Therefore, there is a problem that a normal one is erroneously determined as a defect. Although an angle shift may occur due to a binarization error or the like, an allowable range is added to this when the edge angle of the reference image information is detected by considering the shape of the template as described above.

そこで本実施例は両エッジ角度信号のずれからくる誤
判定を防止するため、被検査エッジ角度信号が表す位置
を中心とした、ある拡がりを持った許容範囲を設定し、
この許容範囲内に被検査エッジ角度信号と一致する参照
エッジ角度信号が存在するか否かを検出する。このた
め、参照エッジ角度検出回路20の出力を拡大回路21で拡
大する。どのくらい拡大すれば良いかは、比較回路11で
どのくらい許容範囲を設定するかによる。これは被検査
物WKの製造精度、撮像装置IDの倍率などによるが、ここ
では±4画素(ビット)の許容範囲を設けるものとす
る。すると、拡大回路21は、1画素分の参照エッジ角度
信号を核にして、その周囲4画素分の範囲を同じ論理
「1」の信号で埋めることになり、1画素分の参照エッ
ジ角度信号が9×9画素に拡大される。
Therefore, in this embodiment, in order to prevent erroneous determination due to the deviation of both edge angle signals, an allowable range with a certain spread is set around the position represented by the inspected edge angle signal,
It is detected whether or not the reference edge angle signal that matches the inspected edge angle signal exists within this allowable range. Therefore, the output of the reference edge angle detection circuit 20 is expanded by the expansion circuit 21. How much to enlarge depends on how much the allowable range is set in the comparison circuit 11. Although this depends on the manufacturing accuracy of the inspection object WK, the magnification of the image pickup device ID, etc., here, an allowable range of ± 4 pixels (bits) is provided. Then, the enlarging circuit 21 uses the reference edge angle signal for one pixel as a core and fills the range of four pixels around it with the signal of the same logic "1", and the reference edge angle signal for one pixel becomes Enlarged to 9x9 pixels.

拡大回路21の具体例を示すブロック図を第35図に示
す。第35図において、2101は4ビットの参照エッジ角度
信号のうちの1ビット分の信号、2102はタイミング信号
である。2103は、切出回路6における606(第19図)と
同様の原理で、メモリにより構成される、0〜8ライン
の遅延を行なう遅延回路で、入力された1ビット分のエ
ッジ角度信号2101に対して0ライン遅れ(2111)、1ラ
イン遅れ(2112)、2ライン遅れ(2113)、・・・・
・、8ライン遅れ(2114)のエッジ角度信号を出力す
る。これら9本の信号は論理和ゲート2104に入力され、
論理和がとられ、9段(9ビット)の直列入力並列出力
形のシフトレジスタ2105に入力される、9ビットのシフ
トレジスタの各段の出力は、論理和ゲート2106で論理和
がとられ、この出力2107が、参照エッジ角度信号2101を
拡大した拡大参照エッジ角度信号となる。2103は、第19
図の606を拡張したもので、メモリ9個を含む。切出回
路6、8、17、19の場合の様に、このメモリに1回の読
み出しで4ビットのデータが並列的に得られるメモリを
使うことにより、4ビットの参照エッジ角度信号のため
の4つの拡大回路を作る。すなわち、残りの3ビット分
の参照エッジ角度信号の拡大のためには、論理和ゲート
2104、シフトレジスタ2105、論理和ゲート2106からなる
回路をあと3組用意して、並列的に4ビットの拡大参照
エッジ角度信号を得る。
A block diagram showing a concrete example of the enlarging circuit 21 is shown in FIG. In FIG. 35, reference numeral 2101 is a 1-bit signal of the 4-bit reference edge angle signal, and 2102 is a timing signal. 2103 is a delay circuit for delaying 0 to 8 lines, which is constituted by a memory according to the same principle as 606 (FIG. 19) in the cut-out circuit 6, and outputs a 1-bit input edge angle signal 2101. On the other hand, 0 line delay (2111), 1 line delay (2112), 2 line delay (2113), ...
., Outputs an edge angle signal with a delay of 8 lines (2114). These nine signals are input to the OR gate 2104,
The ORs are taken and input to the 9-stage (9-bit) serial input parallel output type shift register 2105. The outputs of the respective stages of the 9-bit shift register are ORed by the OR gate 2106, This output 2107 becomes an enlarged reference edge angle signal obtained by enlarging the reference edge angle signal 2101. 2103 is the 19th
It is an extension of 606 in the figure and includes nine memories. As in the case of the cutout circuits 6, 8, 17, and 19, by using a memory in which 4-bit data is obtained in parallel by one read-out for this memory, a 4-bit reference edge angle signal can be obtained. Make four expansion circuits. That is, in order to expand the remaining 3 bits of the reference edge angle signal, the OR gate is used.
An additional 3 sets of circuits including a 2104, a shift register 2105, and a logical sum gate 2106 are prepared to obtain a 4-bit expanded reference edge angle signal in parallel.

比較回路11は、第36図に示すように、拡大回路21の4
ビットの並列出力21a〜21dのそれぞれの論理値を反転し
た並列出力と、被検査エッジ角度検出回路9の4ビット
の並列出力9a〜9dとの対応するビット同士の論理積を、
4つの論理積ゲート1101(1つだけ図示)を通して得
る。その論理積の出力(4ビットの並列出力)を不図示
の欠陥情報記憶回路に出力する。
As shown in FIG. 36, the comparison circuit 11 includes four circuits of the expansion circuit 21.
The logical product of the corresponding bits of the parallel output obtained by inverting the respective logical values of the parallel outputs 21a to 21d of the bits and the 4-bit parallel outputs 9a to 9d of the inspected edge angle detection circuit 9,
It is obtained through four AND gates 1101 (only one shown). The output of the logical product (4-bit parallel output) is output to a defect information storage circuit (not shown).

例えば、被検査画像情報に基づく被検査エッジ角度検
出回路9から、0゜のエッジ角度信号(出力9aが論理
「1」となった信号)が入ってきたとき、参照画像情報
を対象とする拡大回路21より0゜のエッジ角度信号(出
力21aが論理「1」となった信号)が入っていなけれ
ば、欠陥と判定する。
For example, when an edge angle signal of 0 ° (a signal whose output 9a becomes a logic "1") is input from the inspected edge angle detection circuit 9 based on the inspected image information, the reference image information is enlarged. If the circuit 21 does not receive an edge angle signal of 0 ° (a signal whose output 21a is logic "1"), it is determined to be defective.

このことは、被検査物WKの小領域のパターンの0゜の
エッジに対し、設計情報の対応する位置から±4画素
(ビット)の許容範囲内に0゜のエッジがなかったこと
を意味している。
This means that, with respect to the 0 ° edge of the pattern of the small area of the inspection object WK, there was no 0 ° edge within the allowable range of ± 4 pixels (bits) from the corresponding position of the design information. ing.

ところで、被検査エッジ角度信号と、参照エッジ角度
信号とは異なった径路を通って、比較回路11に到達する
ために、途中の各回路で異なる量の遅延を受ける。従っ
て、両信号の位置的対応をとる必要がある。そのために
は、比較回路11に入力される時点で、9×9ビットに拡
大された参照エッジ角度信号の中心の1ビットと、その
中心に対応する被検査エッジ信号の1ビットとが、同時
に比較回路11に入力されるように、ステージSTを不図示
の駆動手段で制御すればよい。
By the way, since the inspected edge angle signal and the reference edge angle signal reach the comparison circuit 11 through different paths, each circuit in the middle undergoes a different amount of delay. Therefore, it is necessary to take positional correspondence between both signals. For that purpose, at the time of input to the comparison circuit 11, the 1 bit of the center of the reference edge angle signal enlarged to 9 × 9 bits and the 1 bit of the inspected edge signal corresponding to the center are simultaneously compared. The stage ST may be controlled by a driving unit (not shown) so that it is input to the circuit 11.

不図示の欠陥情報記憶回路は、比較回路11から入力さ
れる欠陥情報をその位置(信号の到着した時刻からわか
る)に対応したアドレスの記憶回路に記憶する。記憶さ
れた欠陥情報は一定量毎にまとめて第2図の計算機CPに
読み出され、外部記憶装置OMに記憶される。
The defect information storage circuit (not shown) stores the defect information input from the comparison circuit 11 in the storage circuit of the address corresponding to the position (which is known from the time when the signal arrives). The stored defect information is read by the computer CP shown in FIG. 2 collectively for each fixed amount and stored in the external storage device OM.

〔発明の効果〕 以上のように、本発明のパターン欠陥検査装置によれ
ば、第1欠陥情報から欠陥のサイズを判定できるので、
欠陥修正に要するコスト算定が可能となる。また第1欠
陥情報が得られないときは、欠陥のサイズは検出できな
いが禁止帯中の真の欠陥を検出し得る特徴抽出手段から
得られる第2欠陥情報を得ることができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the pattern defect inspection apparatus of the present invention, the size of the defect can be determined from the first defect information.
It is possible to calculate the cost required for defect repair. If the first defect information cannot be obtained, the second defect information obtained from the feature extracting means that cannot detect the size of the defect but can detect the true defect in the forbidden band can be obtained.

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

第1図は直接比較回路IPaの構成を示すブロック図、第
2図は本発明に係るパターン欠陥検査装置全体を示すブ
ロック図、第3図は検査回路IPの構成を示すブロック
図、第4図は切出回路IPa1の構成を示す回路図、第5図
は切出回路IPa1、IPa2による9×9画素のウインドを示
す模式図、第6図乃至第9図は各方向のサイズ判定のた
めに利用される情報の座標を示す模式図、第10図は方向
別サイズ判定回路IPa5と最大サイズ判別回路IPa6との構
成を示すブロック図、第11図はサイズ判定禁止回路IPa7
の構成を示すブロック図、第12図はエッジ検出回路EDが
受ける情報の座標を示す模式図、第13図は拡大回路ELの
構成を示す回路図、第14図、第15図は直接比較回路IPa
の欠陥検査の処理をパターン化して示した模式図、第16
図は断線欠陥またはブリッジ欠陥を示す拡大図であり、
第17図は禁止帯作成回路IPa9、IPa10にそれぞれ並列的
に入力される参照画像情報と被検査画像情報との座標を
示す模式図、第18図は特徴抽出回路IPbのブロック図、
第19図は切出回路6の構成を示すブロック図、第20図は
5×5の窓の構成を示す概念図、第21図は3×3の窓の
構成を示す概念図、第22図(a)〜(d)はエッジ画像
作成回路7、18で採用されるテンプレートを示す概念
図、第23図乃至第33図はエッジ角度検出回路9、20で採
用されるテンプレートを示す概念図、第34図は3種のパ
ターンのコーナー部を示す拡大図、第35図は拡大回路21
の具体例を示すブロック図、第36図は比較回路11の具体
例を示す回路図である。 〔主要部分の符号の説明〕 ID、BN……被検査画像情報発生手段 OM、DF……参照画像情報発生手段 IP……検査手段 IPa……直接比較手段 IPb……特徴抽出手段 CP……編集手段
1 is a block diagram showing the configuration of a direct comparison circuit IPa, FIG. 2 is a block diagram showing the entire pattern defect inspection apparatus according to the present invention, FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the inspection circuit IP, and FIG. Is a circuit diagram showing the configuration of the cutout circuit IPa1, FIG. 5 is a schematic view showing a window of 9 × 9 pixels by the cutout circuits IPa1 and IPa2, and FIGS. 6 to 9 are for size determination in each direction. FIG. 10 is a schematic diagram showing the coordinates of the information used, FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the direction-dependent size determination circuit IPa5 and the maximum size determination circuit IPa6, and FIG. 11 is the size determination inhibition circuit IPa7.
FIG. 12 is a schematic diagram showing the coordinates of the information received by the edge detection circuit ED, FIG. 13 is a circuit diagram showing the configuration of the enlargement circuit EL, and FIGS. 14 and 15 are direct comparison circuits. IPa
Pattern diagram showing the defect inspection process of
The figure is an enlarged view showing a disconnection defect or a bridge defect,
FIG. 17 is a schematic diagram showing coordinates of reference image information and inspected image information, which are input in parallel to the forbidden zone creation circuits IPa9 and IPa10, respectively, and FIG. 18 is a block diagram of the feature extraction circuit IPb,
FIG. 19 is a block diagram showing the configuration of the clipping circuit 6, FIG. 20 is a conceptual diagram showing the configuration of a 5 × 5 window, FIG. 21 is a conceptual diagram showing the configuration of a 3 × 3 window, and FIG. 22. (A) to (d) are conceptual diagrams showing templates adopted in the edge image creating circuits 7 and 18, and FIGS. 23 to 33 are conceptual diagrams showing templates adopted in the edge angle detecting circuits 9 and 20. FIG. 34 is an enlarged view showing the corners of the three types of patterns, and FIG. 35 is an enlarged circuit 21.
FIG. 36 is a block diagram showing a concrete example of the above, and FIG. 36 is a circuit diagram showing a concrete example of the comparison circuit 11. [Explanation of symbols of main parts] ID, BN ... Inspected image information generating means OM, DF ... Reference image information generating means IP ... Inspecting means IPa ... Direct comparing means IPb ... Feature extracting means CP ... Editing means

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】設計情報に基づいて形成された被検査パタ
ーンを有する被検査物を撮像して、該被検査パターンに
対応する被検査画像情報を出力する被検査画像情報発生
手段と、 前記設計情報を前記被検査画像情報と比較しうる形に処
理して参照画像情報として出力する参照画像情報発生手
段と、 前記被検査画像情報と前記参照画像情報とを比較して、
その結果から前記被検査パターンの欠陥を検出する検査
手段とを有する欠陥パターン検査装置において、 前記検査手段は、直接比較手段と、特徴抽出手段と、編
集手段とを含み、該直接比較手段は、前記被検査パター
ンのエッジ近傍を禁止帯となして前記比較の対象から除
くと共に、それ以外の部分に存する欠陥の有無をその欠
陥のサイズとを検出して第1欠陥情報として出力し、 前記特徴抽出手段は、前記禁止帯に存する欠陥も含めて
前記被検査パターン全体に存する欠陥の有無を検出して
第2欠陥情報として出力し、 前記編集手段は、前記両欠陥情報を受入れ、 第1欠陥情報と第2欠陥情報の両方がそれぞれの前記
手段から出力された場合には、第1欠陥情報のみを出力
し、 第2欠陥情報が出力されず、第1欠陥情報のみが前記
手段から出力された場合には、第1欠陥情報のみを出力
し、 第1欠陥情報が出力されず、第2欠陥情報のみが前記
手段から出力された場合には、第2欠陥情報のみを出力
し、 第1欠陥情報と第2欠陥情報の両方が出力されない場
合には、何も出力しない、 ことを特徴とするパターン欠陥検査装置。
1. An inspected image information generating means for imaging an inspected object having an inspected pattern formed based on design information and outputting inspected image information corresponding to the inspected pattern, and the design. Reference image information generating means for processing information in a form comparable to the inspected image information and outputting it as reference image information, and comparing the inspected image information and the reference image information,
In a defect pattern inspection device having an inspection means for detecting a defect of the inspection pattern from the result, the inspection means includes a direct comparison means, a feature extraction means, and an editing means, the direct comparison means, The vicinity of the edge of the pattern to be inspected is excluded from the object of the comparison by forming a forbidden zone, and the presence or absence of a defect existing in the other part is detected and the size of the defect is output as first defect information. The extraction unit detects the presence or absence of a defect existing in the entire pattern to be inspected, including the defect existing in the forbidden zone, and outputs it as second defect information, and the editing unit receives the both defect information, the first defect When both the information and the second defect information are output from the respective means, only the first defect information is output, the second defect information is not output, and only the first defect information is output by the means. Output only the first defect information, the first defect information is not output, and when only the second defect information is output from the means, only the second defect information is output. A pattern defect inspecting apparatus, wherein nothing is output when neither the first defect information nor the second defect information is output.
【請求項2】前記直接比較手段は、サイズ判定手段を含
み、該サイズ判定手段は検出した欠陥の各種方向のサイ
ズを比較し、それらの中から最大のものを選択して出力
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。
2. The direct comparison means includes a size determination means, which compares the sizes of the detected defects in various directions, and selects and outputs the maximum size from them. The pattern defect inspection apparatus according to claim 1.
【請求項3】前記検査手段は、前記参照画像情報が表す
エッジの方向を検出し、該エッジと平行な方向のサイズ
を前記比較手段における比較対象から除くことを特徴と
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。
3. The inspection means detects the direction of an edge represented by the reference image information, and excludes the size in the direction parallel to the edge from the comparison target in the comparison means. The pattern defect inspection apparatus according to item 1.
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