JPS61245007A - 欠陥検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、検査技術さらには画像パターンによる欠陥
検査に適用して特に有効な技術に関するもので、例えば
半導体集積＠路が形成された半導体チップの欠陥検査の
利用にして有効な技術に関するものである。

〔背景技術〕

例えば半導体集積回路が形成された半導体チップのパタ
ーン検査では、その半導体チップの画像パターンを電気
的に読取り、この読取画像パターンから欠陥の判定・抽
出を行う。

この場合、その欠陥の判定・抽出手段には、大きく分け
て２とおりある。

その一つは、入力画像パターンと基準パターンとを１対
ｌで対応させて比較し、両者の一致度がら一律に欠陥の
判定を行う。この場合、その判定の基準は一律であって
、−室以上の不一致はすべて欠陥とみなされる。

今一つは、各部分ごとにそれぞれに登録された多数の辞
書パターンを使用し、この辞書パターンを参照すること
により各入力画像パターンごとの欠陥の状態を詳細に判
定する。この場合は、その判定の基準が入力画像パター
ンの位置や種類などに応じて多様に変化し、また欠陥を
その種類に分けて詳細に判定することを行う。

前者のものでは、欠陥の検出を高速で行うことができる
が、判定の基準が一律であるため、その検査はどうして
も大雑把にならざるを得す、このため良品までも不良品
と判定してしまうことが多い、という問題点があった。

他方、後者のものでは、多数の辞書パターンの参照など
により欠陥の判定が非常に適切かつ正確に行われるとい
う利点があるが、その判定の処理時間が長くかかり、従
って量産工程において多量の被検査体の欠陥を検査する
用途には適合させ難い、という問題点があった。

以上のように、従来のこの種の欠陥検査装置には検査の
速度と精度とを両立させることが難しい、という問題点
のあることが本発明者によって明らかとされた。

なお、この種の欠陥検査装置にて利用され得るパターン
認識技術については、例えば日経マグロウヒル社刊行の
「日経メカニカル１９８２．６゜２１Ｊ７７〜７９頁な
どに記載されている。

〔発明の目的〕

この発明の目的は、入力画像パターンに基づく欠陥の検
査を迅速かつ高精度に行うことができる欠陥検査技術を
提供することにある。

この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴に
ついては、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち代表的なものを簡単
に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、欠陥候補を荒抽出するだけの第１の手段と、
欠陥を詳細に判定する第２の手段とを備えるとともに、
第１の手段で抽出された欠陥候補だけを第２の手段で詳
細に判定することにより、欠陥の検査を迅速かつ高精度
に行うことができるようにする、という目的を達成する
ものである。

〔実施例〕

以下、この発明の代表的な実施例を図面を参照しながら
説明する。

なお、図面において同一符号は同一あるいは相当部分を
示す。

第１図はこの発明による欠陥検査装置の一実施例を示す
。

同図に示す装置は、被検査体の欠陥をその画像パターン
に基づいて検査する欠陥検査装置であって、被検査体か
ら電気的に読みとられた入力画像パターンから欠陥候補
部分を荒抽出する第１の欠陥判定手段と、この第１の欠
陥抽出手段によって荒抽出された欠陥候補部分の画像パ
ターンに対してだけ詳細な欠陥の判定を行・う第２の欠
陥抽出手段とを備えたことを特徴とする。

第１図において、１は例えば半導体集積回路が形成され
た半導体チップのごとき被検査体、２はＣＯＤあるいは
撮像管などを用いた画像入力装置、３は画像入力装置２
にて読み取った画像信号２０をデジタル化するＡ／Ｄ変
換器を示す。２１はそのデジタル化された画像信号を示
す。

また、４は欠陥荒抽出部を示す。この欠陥荒出部４は前
は記憶１の欠陥抽出部に相当するものであって、２つの
被検査体の互いに対応する部分の画像入カバターンを相
互に比較し、両者の不一致度から欠陥候補の荒抽を行う
。２２はこの欠陥荒抽出部４が欠陥候補を検出・抽出し
たときの判定出力を示す、この判定出力２２が出力され
ると、位置検出回路５が荒抽出された欠陥候補の位置を
検出する。そして、この検出位置データセレクトタ８を
介して全体制御装置（ＣＰＵ）９に入力されて記憶され
るようになっている。全体制御装置９はＣＰＵ　（マイ
クロ・コンピュータ）を用いて構成されている。２７は
この全体制御装置９からデータセレクトタ８を介して入
出力されるデータ２７を示す。

６は欠陥詳細抽出部、７は特徴抽出比較回路を示す、こ
の欠陥詳細抽出部６と特徴抽出比較回路７は前記第２の
欠陥抽出部に相当するものであって、辞書パターンを参
照することにより上記欠陥荒抽出部４によって抽出され
た部分の画像パターンの詳細な欠陥の判定を行゛う、欠
陥詳細抽出部６には、詳細は後述するが、辞書画像メモ
リや信号正規化回路などが含まれている。特徴抽出比較
回路７ば、入力画像パターン２４と辞書登録された画像
パターン２５のそれぞれの特徴を抽出して相互に比較す
ることにより欠陥の詳陥な判定処理を行う。この特徴抽
出比較回路２６の出力２６はデータセレクタ８を介して
上記全体制御装置９へ送られるようになっている。

１０は同期信号発生器であって、所定の同期信号Ｈ，Ｖ
などを発生して各部に与える。Ｈは水平同期信号、■は
垂直同期信号を示す、この同期信号Ｈ，Ｖに同期して画
像が読み込まれる。この同期信号発生回路１０は上記全
制御装置９からの指令２８に基づいて動作する。

１１はＸＹステージであって、この上に半導体ウェハー
などの被検査体１が載置される。このＸＹステージ１１
は上記同期信号発生器１０からの同期信号Ｆにより、被
検査体１の送り動作を画像の読取りに同期して行うよう
になっている１画像入力装置２は被検査体１の一部しか
読みとらないが、ＸＹステージ１１がＸＹ方向の送り動
作を行うことにより、その被検査体１の全体を走査して
読取れるようになっている。

第２図は上記欠陥荒抽出部４の詳細を示す。

同図に示すように、欠陥荒抽出部４は１画像メモリ４０
１．デジタル加算回路４０２、絶対値変換回路４０３、
デジタル比較回路４０４、しきい値設定レジスタ４０５
、信号選択回路４０６、および論理反転回路４０７など
によって構成される。

同図において、デジタル化された入力画像信号２１は、
その信号によって表される画像パターンが画像メモリ４
０１上にビットパターンの形で記憶させられるとともに
、デジタル加算回路４０２の一方の加算入力（＋）に入
力される。このデジタル加算回路４０２の他方の加算入
力（＋）には、前回に入力された画像信号が論理反転回
路４．０７を介して入力されるようになっている。これ
により、その加算回路４０２は１画像信号の入力口ごと
に、前回の入力画像信号と今回の画像信号との差をとっ
て出力する。この差は絶対値変換回路４０３にてその絶
対値がとられる。この差の絶対値２１′はデジタル比較
回路４０４にて基準のしきい値と大小比較され、この比
較結果が前記判定出力２２（第１図）として出力される
ようになっている。

第３図は上記欠陥詳細抽出部５の詳細を示す。

同図に示すように、欠陥詳細抽出部６は、デジタル比較
回路６０１、しきい値テーブル６０２、辞書画像メモリ
６０３等によって構成される。

同図において、デジタル比較回路６０１としきい値テー
ブル６０２は入力画像信号２１を比較処理するための正
規化を行う。しきい値テーブル６０２は例えばＲＯＭな
どを用いて構成され、所定範囲のレベルを切り出すため
に上限と下限の２つのしきい値６１．６２を発する。そ
の２つのしきい値６１．６２の各レベルは、制御装置９
からの指令に基づいてそれぞれに選定された。

次に動作について説明する。

第４図は上述した装置の動作を示す。

同図において、８２〜ｓ５までのステップでは、前記第
１の欠陥抽出手段としての動作が行われる。

すなわち、この３２〜ｓ５では、２つの被検査体の互い
に対応する部分の画像パターンを相互に単純比較して両
者の一致度から欠陥候補の荒抽出行う処理が実行される
。なお、ｓｌは初期化を行うためのルーチンで、実質の
処理は３２〜ｓ５のループにて行われる。

また、ｓｌｏでは前記第２の欠陥抽出手段としての動作
が行われる。すなわち、このｓｌｏでは、多数の辞書パ
ターンを参照することにより画像パターンの詳細な欠陥
の判定を行う処理を実行する。

ここで、８２〜ｓ５のループ実行中 繰り返して、その間に一回も欠陥候補が検出されなけれ
ば、ｓ８のフラグチェック（Ｆ＝　１　？）により、ｓ
ｌＯが実行されることなく、検査が終了する。

ところが、そのｓ２〜ｓ５のループ実行中に−回でも欠
陥候補が検出されると、分岐ルーチン５６ｔ−ｓ　７が
実行されて、フラグＦが１にセットされ、さらにその欠
陥候補の出た位置が記憶される。

そして、Ｓ２〜Ｓ５のループが所定回数実行され終わっ
た後で、ｓ８のフラグチェックにより、Ｓ１０による第
２の欠陥抽出ルーチンが実行されるようになる。このと
き、その第２の欠陥抽出ルーチンでは、ｓｌにて記憶し
た位置の欠陥候補だけを詳細な判定処理にかける。これ
により、すべての入力画像パターン対して詳細な判定処
理を行わずとも、欠陥を含むかも知れない一部画像パタ
ーンに対してだけ詳細な判定処理を行うだけでもって、
実質的にすべての入力画像に対して詳細な欠陥判定を行
ったのと同じ結果を得ことができる。

以上のようにして、入力画像パターンに基づく欠陥の検
査を迅速かつ高精度に行うことができる。

なお、５２〜ｓ５による第１の欠陥抽出とｓｌ。

による第２の欠陥抽出は、制御装置の制御プログラムに
よって、その何れか一方だけを任意に選択して実行させ
るようにもできる。

〔効果〕

（１）欠陥候補を荒抽出するだけの第１の手段と、欠陥
を詳細な判定する第２の手段とを備えるとともに、第１
の手段で抽出された欠陥候補だけを第２の手段で詳細に
判定することにより、欠陥の検査を迅速かつ高精度に行
うことができる、という効果が得られる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、この発明は上記実施に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。′ 以上、本発明者によってなされた発明をその背景となっ
た利用分野である判導体チップのパターン検査技術に適
用した場合について説明したが、それに限定されるもの
ではなく１例えばプリント基板あるいはその他の印刷物
のパターン検査技術などにも適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による欠陥検査装置の一実施例を示す
ブロック図、 第２図は第１図の一部を詳細に示すブロック図、第３図
は第１図の他の部分を詳細に示すブロック図。 第４図は第１図に示した装置の動作を示すフローチャー
トである。 １・・・被検査体、２・・・画像入力装置、４・・・第
１の欠陥抽出手段としての欠陥抽出手段 出回路、６・・・第２の欠陥抽出手段としての欠陥詳細
抽出部、７・・・特徴抽出比較回路、９・・・全体制御
装置。 第　　　１　　図 第　　２　　因 第　　３　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被検査体の欠陥をその画像パターンに基づいて検査
   する欠陥検査装置であって、被検査体から電気的に読み
   とられた入力画像パターンから欠陥候補部分を荒抽出す
   る第１の欠陥判定手段と、この第１の欠陥抽出手段によ
   って荒抽出された欠陥候補部分の画像パターンに対して
   だけ詳細な欠陥の判定を行う第２の欠陥抽出手段とを備
   えたことを特徴とする欠陥検査装置。 ２、上記第１の欠陥抽出手段は、２つの被検査体の互い
   に対応する部分の画像パターンを相互に比較して両者の
   一致度から欠陥候補の荒抽出を行うように構成され、上
   記第２の欠陥抽出手段は、辞書パターンを参照すること
   により第１の欠陥抽出手段によって荒抽出された部分の
   画像パターンの詳細な欠陥の判定を行うように構成され
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の欠陥検
   査装置。