JPH0763692A - パターン欠陥検査方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、透過率の低下による欠陥を、許容で
きるサイズの小さい欠陥と別けて検出する。 【構成】検査画像データと参照画像データとの差画像デ
ータを求め、この差画像データに対して第１のしきい値
により判定を行い、これと共に差画像データの注目画素
に対する隣接画素との差を求め、この後に第２のしきい
値より判定を行い、これら判定結果に基づいて欠陥を判
定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パターンの形成された
フォトマスク等の被検査体における薄汚れ等を欠陥とし
て検出するパターン欠陥検査方法及びその装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図８はパターン欠陥検査装置の構成図で
ある。ＸＹテーブル１上には、フォトマスク等の被検査
体２が載置されている。このＸＹテーブル１の上方に
は、ラインセンサ等の撮像装置３が配置されている。

【０００３】この撮像装置３は、被検査体２を撮像して
その画像信号を出力するもので、この画像信号はＡ／Ｄ
変換器４によりディジタル変換されて多値の濃淡レベル
の検査画像データとしてレベル差算出回路５に送られて
いる。

【０００４】一方、濃淡変換回路６は、被検査体２の設
計データ、及び撮像装置３により画像を入力したときの
ＸＹ座標をレーザ干渉計（不図示）により取り込み、こ
れら設計データ及びＸＹ座標に基づいて検査画像データ
に対する参照画像データを発生している。

【０００５】レベル差算出回路５は、検査画像データと
参照画像データとを取り込み、これら画像データ間の濃
淡レベルを比較し、この比較結果である差画像データを
判定回路７に送出している。

【０００６】この判定回路７は、差画像データと一定の
しきい値とを比較し、この差画像データがしきい値以上
であればパターン欠陥として判定する。この場合、判定
回路７におけるしきい値は、欠陥サイズに応じた値に設
定されている。

【０００７】又、フォトマスクに対するパターン欠陥検
査では、フォトマスクを製造する現像プロセス等におい
て発生するパターン透過部での透過率の低下、つまりエ
ッチング不良などにより発生するパターン透過部での薄
汚れによる透過率の低下を欠陥として検出する必要があ
る。

【０００８】このような透過率の低下の欠陥検出では、
判定回路７におけるしきい値は、薄汚れのレベルを検出
するために極僅かな値に厳しく設定しなければならな
い。このようにしきい値を設定しなければ、薄汚れによ
る透過率の低下を欠陥として検出することは困難であ
り、見逃してしまう可能性が大きい。しかしながら、し
きい値を極僅かな値に厳しく設定すると、パターン残り
等で欠陥として検出する必要のない小さなサイズの欠陥
まで検出してしまう。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上のように薄汚れの
レベルを検出するには、しきい値を極僅かな値に厳しく
設定しなければ、欠陥として検出することは困難であ
り、これに反してしきい値を極僅かな値に厳しく設定す
ると、欠陥として検出する必要のない小さなサイズの欠
陥まで検出してしまう。

【００１０】そこで本発明は、透過率の低下による欠陥
を、許容できるサイズの小さい欠陥と分けて検出できる
パターン欠陥検査方法及びその装置を提供することを目
的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１によれば、検査
画像データと参照画像データとの差画像データを求め、
この差画像データに対して第１のしきい値によりレベル
判定を行い、これと共に差画像データの注目画素に対す
る隣接画素との差を求めて第２のしきい値よりレベル判
定を行い、これら判定結果に基づいて欠陥を判定して上
記目的を達成しようとするパターン欠陥検査方法であ
る。

【００１２】請求項２によれば、検査画像データと参照
画像データとの差画像データを求め、この差画像データ
に対して第１のしきい値によりレベル判定を行い、これ
と共に検査画像データの注目画素に対する隣接画素との
差を求めた後に第２のしきい値によりレベル判定を行
い、これら判定結果に基づいて欠陥を判定して上記目的
を達成しようとするパターン欠陥検査方法である。

【００１３】請求項３によれば、被検査体を撮像する撮
像装置と、この撮像装置からの画像信号を受けて検査画
像データを作成する検査画像作成手段と、検査画像デー
タに対する参照画像データを発生する参照画像発生手段
と、検査画像データと参照画像データとの差画像データ
を求めるレベル差算出手段と、差画像データに対して第
１のしきい値によりレベル判定を行う第１の判定手段
と、差画像データの注目画素に対する隣接画素との差を
求める隣接画素差算出手段と、この隣接画素差算出手段
により得られる差に対して第２のしきい値によりレベル
判定を行う第２の判定手段と、第１及び第２の判定手段
の各判定結果に基づいて欠陥を検出する検出手段とを備
えて上記目的を達成しようとするパターン欠陥検査装置
である。

【００１４】請求項４によれば、被検査体を撮像する撮
像装置と、この撮像装置からの画像信号を受けて検査画
像データを作成する検査画像作成手段と、検査画像デー
タに対する参照画像データを発生する参照画像発生手段
と、検査画像データと参照画像データとの差画像データ
を求めるレベル差算出手段と、差画像データに対して第
１のしきい値によりレベル判定を行う第１の判定手段
と、検査画像データの注目画素に対する隣接画素との差
を求める隣接画素差算出手段と、この隣接画素差算出手
段により得られる差に対して第２のしきい値によりレベ
ル判定を行う第２の判定手段と、第１と第２の判定手段
の各判定結果に基づいて欠陥を検出する検出手段とを備
えて上記目的を達成しようとするパターン欠陥検査装置
である。

【００１５】

【作用】請求項１によれば、検査画像データと参照画像
データとの差画像データを求め、この差画像データに対
して第１のしきい値により判定を行う。これと共に差画
像データの注目画素に対する隣接画素、例えば注目画素
に対して上下左右方向の画素との差を求め、この後に第
２のしきい値より判定を行う。そして、これら判定結果
の論理積ににより欠陥を判定する。

【００１６】請求項２によれば、検査画像データと参照
画像データとの差画像データに対して第１のしきい値に
より判定を行う。これと共に検査画像データの注目画素
に致して上記同様に隣接画素との差を求め、この後に第
２のしきい値により判定を行い、これら判定結果に基づ
いて欠陥を判定する。

【００１７】請求項３によれば、被検査体を撮像装置に
より撮像して検査画像データを作成すると共に設計デー
タ等に基づいて参照画像データを発生し、しかる後これ
ら検査画像データと参照画像データとの差画像データを
求める。

【００１８】この差画像データに対して第１のしきい値
により判定を行い、これと共に差画像データの注目画素
に対する隣接画素、例えば注目画素に対して上下左右方
向の画素との差を求めて第２のしきい値により判定を行
い、これら判定結果に基づいて欠陥を検出する。

【００１９】請求項４によれば、被検査体を撮像装置に
より撮像して検査画像データを作成すると共に設計デー
タ等に基づいて参照画像データを発生し、しかる後これ
ら検査画像データと参照画像データとの差画像データを
求める。

【００２０】この差画像データに対して第１のしきい値
により判定を行い、これと共に検査画像データの注目画
素に対する隣接画素、例えば注目画素に対して上下左右
方向の画素との差を求めて第２のしきい値により判定を
行い、これら判定結果に基づいて欠陥を検出する。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例について図面を
参照して説明する。なお、図８と同一部分には同一符号
を付してその詳しい説明は省略する。図１はパターン欠
陥検査装置の構成図である。レベル差算出回路５の出力
端子には、第１の判定回路１０が接続されている。

【００２２】この第１の判定回路１０は、レベル差算出
回路５から送出されてくる検査画像データと参照画像デ
ータとの差を求め、この差画像データに対して第１のし
きい値によりレベル判定を行い、差画像データの第１の
しきい値を越えるところをハイレベルとして出力する機
能を有している。

【００２３】又、隣接画素差算出回路１１が、レベル差
算出回路５の出力端子に接続されている。この隣接画素
差算出回路１１は、差画像画像データの注目画素に対す
る隣接画素、例えば注目画素に対して上下左右の各画素
との差を求める機能を有している。

【００２４】第２の判定回路１２は、隣接画素差算出回
路１１から送出されてくる隣接画素との差のデータに対
して第２のしきい値によりレベル判定を行い、隣接画素
との差のデータの第２のしきい値を越えるところをロー
レベルとして出力する機能を有している。

【００２５】検出回路１３は、第１の判定回路１０及び
第２の判定回路１２からの各判定結果の論理積を行い、
この論理積の結果、ハイレベルとなったところを欠陥と
して検出する機能を有している。

【００２６】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。ラインセンサとしての撮像装置３は、被
検査体２を撮像してその画像信号を出力する。このと
き、ＸＹテーブル１は、ＸＹ方向に移動するので、撮像
装置３は、結果的に被検査体２の全面をスキャンしなが
ら画像信号を出力する。

【００２７】この画像信号は、Ａ／Ｄ変換器４によりデ
ィジタル変換され、多値の濃淡レベルの検査画像データ
となる。この検査画像データは、例えば図２(a) に示す
ように許容できる小さいサイズの欠陥Ｇｍ、及びフォト
マスクを製造する現像プロセス等においてエッチング不
良などにより発生するパターン透過部での薄汚れによる
透過率の低下による欠陥Ｇｏを有している。又、図３
(a) はかかる検査画像データでのスキャンＳの位置にお
ける濃淡レベルの変化を示している。

【００２８】一方、濃淡変換回路６は、被検査体２の設
計データ、及び撮像装置３により画像を入力したときの
ＸＹ座標をレーザ干渉計（不図示）により取り込み、こ
れら設計データ及びＸＹ座標に基づいて検査画像データ
に対する参照画像データを発生している。

【００２９】この参照画像データは、例えば図２(b) に
示すパターンを有するもので、図３(b) には、検査画像
データでのスキャンＳの位置と同一位置における濃淡レ
ベル変化が示されている。

【００３０】次にレベル差算出回路５は、検査画像デー
タと参照画像データとを取り込み、これら画像データ間
の濃淡レベル差を比較し、この比較結果である差画像デ
ータを送出する。この差画像データは、第１の判定回路
１０及び隣接画素差算出回路１１に送られる。

【００３１】このうち、第１の判定回路１０は、レベル
差算出回路５からの差画像データを取り込み、差画像デ
ータに対して第１のしきい値によりレベル判定を行い、
差画像データの第１のしきい値を越えるところをハイレ
ベルとして出力する。

【００３２】例えば、図４(a) は、上記スキャンＳ位置
での差画像データに対する第１のしきい値を示し、この
第１のしきい値によるレベル判定の結果、図５(a) に示
すように差画像データにおける第１のしきい値を越える
ところがハイレベルとして出力される。

【００３３】一方、隣接画素差算出回路１１は、差画像
画像データの注目画素に対して上下左右の隣接画素との
差を求める。例えば、図４(a) の差画像データに対する
隣接画素との差について説明すると、この差画像データ
に対するスキャンＳ方向の隣接画素との差のデータは、
同図(b) に示すように隣接する各画素間で濃淡レベルの
変化するところでハイレベルとなっている。そして、こ
れら隣接画素との差のデータは、第２の判定回路１２に
送られる。

【００３４】この第２の判定回路１２は、各隣接画素と
の差のデータを取り込み、これら隣接画素との差のデー
タに対して第２のしきい値によりレベル判定を行い、各
隣接画素との差のデータの第２のしきい値を越えるとこ
ろをローレベルとして出力する。

【００３５】例えば、図４(b) は、上記スキャンＳ位置
での差画像データに対する第２のしきい値を示し、この
第２のしきい値によるレベル判定の結果、図５(b) に示
すように差画像データの第２のしきい値を越えるところ
がローレベル、つまり第２のしきい値以下をハイレベル
として出力される。

【００３６】次に検出回路１３は、第１の判定回路１０
及び第２の判定回路１２からの各判定結果の論理積を行
い、この論理積の結果、図６に示すようにハイレベルと
なったところを、フォトマスクを製造する現像プロセス
等においてエッチング不良などにより発生するパターン
透過部での薄汚れによる透過率の低下による欠陥Ｇｏと
して検出する。

【００３７】このように第１の実施例においては、検査
画像データと参照画像データとの差画像データを求め、
この差画像データに対して第１のしきい値によりレベル
判定を行い、これと共に差画像データの注目画素に対す
る隣接画素との差を求めた後に第２のしきい値よりレベ
ル判定を行い、これら判定結果に基づいて欠陥を判定す
るようにしたので、被検査体２に、フォトマスクを製造
する現像プロセス等においてエッチングなどにより発生
するパターン透過部での薄汚れによる透過率の低下によ
る欠陥Ｇｏと、許容できる小さいサイズの欠陥Ｇｍとを
有していても、これら透過率の低下による欠陥Ｇｏと小
さいサイズの欠陥Ｇｍとを区別して透過率の低下による
欠陥Ｇｏのみを確実に検出できる。

【００３８】次に本発明の第２の実施例について説明す
る。なお、図１と同一部分には同一符号を付してその詳
しい説明は省略する。隣接画素差算出回路２０は、Ａ／
Ｄ変換器４からの検査画像データの注目画素に対する隣
接画素、例えば上記同様に注目画素に対して上下左右の
各画素との差を求める機能を有している。

【００３９】第２の判定回路２１は、隣接画素差算出回
路２０から送出される隣接画素との差のデータに対して
第２のしきい値によりレベル判定を行い、隣接画素との
差のデータの第２のしきい値を越えるところをローレベ
ルとして出力する機能を有している。

【００４０】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。ラインセンサとしての撮像装置３から出
力される被検査体２の画像信号は、Ａ／Ｄ変換器４によ
りディジタル変換され、多値の濃淡レベルの検査画像デ
ータとなる。

【００４１】この検査画像データは、上記図２(a) に示
すように許容してよう小さいサイズの欠陥Ｇｍ、及び透
過率の低下による欠陥Ｇｏを有している。一方、濃淡変
換回路６は、設計データ及びＸＹ座標に基づいて検査画
像データに対する参照画像データを発生している。

【００４２】次にレベル差算出回路５は、検査画像デー
タと参照画像データとを取り込み、これら画像データ間
の濃淡レベル差を比較し、この比較結果である差画像デ
ータを送出する。

【００４３】これと共に隣接画素差算出回路２０は、検
査画像データの注目画素に対して上下左右の隣接画素と
の差を求める。第１の判定回路１０は、レベル差算出回
路５からの差画像データを取り込み、差画像データに対
して第１のしきい値により判定を行い、差画像データの
第１のしきい値を越えるところをハイレベルとして出力
する。

【００４４】又、第２の判定回路２１は、各隣接画素と
の差のデータを取り込み、これら隣接画素との差のデー
タに対して第２のしきい値によりレベル判定を行い、隣
接画素との差のデータにおいて第２のしきい値を越える
ところをローレベルとして出力する。

【００４５】次に検出回路１３は、第１の判定回路１０
及び第２の判定回路２１からの各判定結果の論理積を行
い、この論理積の結果からハイレベルとなったところ
を、透過率の低下による欠陥Ｇｏとして検出する。

【００４６】このように第２の実施例においては、検査
画像データと参照画像データとの差画像データを求め、
この差画像データに対して第１のしきい値によりレベル
判定を行い、これと共に検査画像データの注目画素に対
する隣接画素との差を求めた後に第２のしきい値により
レベル判定を行い、これら判定結果に基づいて欠陥を判
定するようにしたので、上記第１の実施例と同様に、被
検査体２に透過率の低下の欠陥Ｇｏと許容できる小さい
サイズの欠陥Ｇｍとを有していても、これら透過率の低
下の欠陥Ｇｏと小さいサイズの欠陥Ｇｍとを区別して透
過率の低下による欠陥Ｇｏのみを確実に検出できる。

【００４７】なお、本発明は、上記各実施例に限定され
るものでなくその要旨を変更しない範囲で変形してもよ
い。上記各実施例では、透過率の低下による欠陥Ｇｏの
みを検出する構成としているが、レベル差算出回路５に
対して被検査体２のパターン欠陥を検出するための判定
回路（例えば図８に示す判定回路７）を接続し、被検査
体２のパターン欠陥検出と透過率の低下による欠陥Ｇｏ
の検出とを共に行うように構成してもよい。

【００４８】又、隣接画素差算出回路１１、２０は、そ
れぞれ差画像データ、検査画像データの注目画素に対し
て上下左右の隣接画素との差を求めているが、これら上
下左右の各隣接画素に加え、注目画素に対して±４５°
となる斜め方向の４つの隣接画素との差を求めるように
してもよい。又、被検査体２はフォトマスクに限らず、
パターンの形成されたものであれば、そのパターン欠陥
を検出するために適用できる。

【００４９】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、透
過率の低下による欠陥を、許容できるサイズの小さい欠
陥と別けて検出できるパターン欠陥検査方法及びその装
置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるパターン欠陥検査装置の第１の
実施例を示す構成図。

【図２】検査画像データ及び参照画像データの模式図。

【図３】検査画像データ及び参照画像データにおける濃
淡レベル変化を示す図。

【図４】第１及び第２の判定回路の各しきい値による判
定作用を示す図。

【図５】第１及び第２の判定回路による判定結果を示す
図。

【図６】欠陥の検出結果を示す図。

【図７】本発明に係わるパターン欠陥検査装置の第２の
実施例を示す構成図。

【図８】従来装置の構成図。

【符号の説明】

１…ＸＹテーブル、２…被検査体、３…撮像装置、４…
Ａ／Ｄ変換器、５…レベル差算出回路、１０…第１の判
定回路、１１，２０…隣接画素差算出回路、１２，２１
…第２の判定回路、１３…検出回路。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検査画像データと参照画像データとの差
   画像データを求め、この差画像データに対して第１のし
   きい値によりレベル判定を行い、これと共に前記差画像
   データの注目画素に対する隣接画素との差を求めて第２
   のしきい値よりレベル判定を行い、これら判定結果に基
   づいて欠陥を判定することを特徴とするパターン欠陥検
   査方法。
2. 【請求項２】 検査画像データと参照画像データとの差
   画像データを求め、この差画像データに対して第１のし
   きい値によりレベル判定を行い、これと共に前記検査画
   像データの注目画素に対する隣接画素との差を求めた後
   に第２のしきい値によりレベル判定を行い、これら判定
   結果に基づいて欠陥を判定することを特徴とするパター
   ン欠陥検査方法。
3. 【請求項３】 被検査体を撮像する撮像装置と、 この撮像装置からの画像信号を受けて検査画像データを
   作成する検査画像作成手段と、 前記検査画像データに対する参照画像データを発生する
   参照画像発生手段と、 前記検査画像データと前記参照画像データとの差画像デ
   ータを求めるレベル差算出手段と、 前記差画像データに対して第１のしきい値によりレベル
   判定を行う第１の判定手段と、 前記差画像データの注目画素に対する隣接画素との差を
   求める隣接画素差算出手段と、 この隣接画素差算出手段により得られる差に対して第２
   のしきい値によりレベル判定を行う第２の判定手段と、 前記第１及び第２の判定手段の各判定結果に基づいて欠
   陥を検出する検出手段と、を具備したことを特徴とする
   パターン欠陥検査装置。
4. 【請求項４】 被検査体を撮像する撮像装置と、 この撮像装置からの画像信号を受けて検査画像データを
   作成する検査画像作成手段と、 前記検査画像データに対する参照画像データを発生する
   参照画像発生手段と、 前記検査画像データと前記参照画像データとの差画像デ
   ータを求めるレベル差算出手段と、 前記差画像データに対して第１のしきい値によりレベル
   判定を行う第１の判定手段と、 前記検査画像データの注目画素に対する隣接画素との差
   を求める隣接画素差算出手段と、 この隣接画素差算出手段により得られる差に対して第２
   のしきい値によりレベル判定を行う第２の判定手段と、 前記第１と第２の判定手段の各判定結果に基づいて欠陥
   を検出する検出手段と、を具備したことを特徴とするパ
   ターン欠陥検査装置。