JPH1114323A - パターン検査方法及びパターン検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、比較的簡単な構成により、異種金
属からなる素子や回路パターンの検査を可能にしたパタ
ーン検査方法及びパターン検査装置を提供することを可
能にすることを目的としている。 【解決手段】 複数の各素子或いは回路パターン濃度分
布の相隣接分布に対し過近接を避けるべくウェハー５上
のＩＣ素子５ａの画像を撮影したカラーカメラ７からの
カラービデオ信号Ｅ_R ，Ｅ_G ，Ｅ_B を輝度調整演算器15
により各輝度調整を行って白黒濃淡画像ビデオ信号Ｅ_Y
に変換した後、画像処理プロセッサ16により各素子或い
は回路パターンを分離して白黒濃淡画像に変換すると共
に、該白黒濃淡画像を画像処理して欠陥部18の有無を判
定するように構成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェハー上
に形成された素子或いは回路パターンの欠陥を検査する
パターン検査方法及びパターン検査装置に係り、特に、
異種金属により形成される複数の素子或いは回路パター
ンの欠陥を検査するパターン検査方法及びパターン検査
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウェハー上に形成された素子或い
は回路パターンの欠陥を検査するために従来から最も良
く用いられる方法としては、正常素子或いは回路パター
ンの基準画像を用意し、被検査パターンの入力画像と位
置合わせを行った後、入力画像から基準画像を差し引い
て差分を取り、パターン異常の部位が暗部若しくは明部
として顕在化されることを利用した検査方法が一般的で
ある。

【０００３】例えば、モノクロ（白黒）カメラで被検査
パターンを撮影する場合では、特開昭６２−２１２５０
６号公報及び特開平８−９４５３７号公報等に開示され
た従来技術があり、カラーカメラで被検査パターンを撮
影する場合では、特開平２−１０１５８３号公報、特開
平６−２０１７４７号公報及び特開平７−１２７４２号
公報等に開示されたように、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青
（Ｂ）成分の各画像に対し、被検査パターンの入力画像
と正常素子或いは回路パターンの基準画像との差分を抽
出して検査する所謂差分法を用いたものが一般である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】半導体ウェハー上で異
種金属により形成される複数素子或いは回路パターン検
査の場合、先ず、特定のパターンと他のパターンとを区
別して認識する必要がある。白黒濃淡画像情報では、異
種金属の濃度が似通っている場合、特定の異種金属パタ
ーンを抽出するために適宜濃度範囲抽出をして２値化し
て白黒パターン化しようとしても、濃度が似通った他の
異種金属パターンと重なる可能性があり、白黒濃淡画像
情報により異種金属の濃度が似通っている場合の特定の
パターンを抽出することは実質的に不可能である。

【０００５】上記問題は、カラー画像処理方式により解
決出来るが、この場合はカラービデオ信号の赤（Ｒ）、
緑（Ｇ）、青（Ｂ）成分の夫々を画像処理すると共に、
合成等の複雑な演算をして初めて特定のパターン抽出が
可能になるためこれ等の処理を実施する工程及び装置が
複雑になり、検査時間がかかって検査コストの増大を招
く結果となる。

【０００６】本発明は前記課題を解決するものであり、
その目的とするところは、比較的簡単な構成により、異
種金属からなる素子や回路パターンの検査を可能にした
パターン検査方法及びパターン検査装置を提供せんとす
るものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明に係るパターン検査方法は、異なる複数の素材
からなる複数の素子或いは回路パターンが略同一面にあ
る素子或いは回路面に光を当て、その反射光をカラーカ
メラで撮影し、画像処理により各パターンを検査するパ
ターン検査方法において、前記複数の素子或いは回路パ
ターンを形成する各素材に対応する濃度分布により素子
或いは回路パターンを分離して画像処理するに当たり、
先ず、複数の各素子或いは回路パターン濃度分布の相隣
接分布に対し過近接を避けるべく前記カラーカメラで撮
影したカラービデオ信号に対して赤、緑、青成分の各輝
度調整を行った後、各素子或いは回路パターンを分離し
て白黒濃淡画像に変換し、該白黒濃淡画像を画像処理し
て判定することを特徴とする。

【０００８】また、本発明に係るパターン検査装置は、
異なる複数の素材からなる複数の素子或いは回路パター
ンが略同一面にある素子或いは回路面に光を当て、その
反射光をカラーカメラで撮影し、画像処理により各パタ
ーンを検査するパターン検査装置において、複数の各素
子或いは回路パターン濃度分布の相隣接分布に対し過近
接を避けるべく前記カラーカメラで撮影したカラービデ
オ信号に対して赤、緑、青成分の各輝度調整を行う輝度
調整演算器と、前記輝度調整演算器からの出力を画像処
理の入力として各素子或いは回路パターンを分離して白
黒濃淡画像に変換すると共に、該白黒濃淡画像を画像処
理して判定する画像処理装置とを有することを特徴とす
る。

【０００９】本発明は、上述の如く構成したので、カラ
ーカメラを利用し、カラービデオ信号の赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）成分を輝度調整して白黒濃淡ビデオ信
号に変換する輝度調整演算器を設け、該輝度調整演算器
の出力を画像処理の入力信号とすることにより、実質的
に２値化処理のみで異種金属からなる素子や回路のパタ
ーン検査が出来る。

【００１０】即ち、前記輝度調整演算器は、赤（Ｒ），
緑（Ｇ），青（Ｂ）の各成分のビデオ信号をＥ_R ，
Ｅ_G ，Ｅ_B とし、各ビデオ信号Ｅ_R ，Ｅ_G ，Ｅ_B の係数
をα，β，γとし、該輝度調整演算器の出力となる演算
結果の白黒濃淡ビデオ信号をＥ_Yとすれば、｛Ｅ_Y ＝α
Ｅ_R ＋βＥ_G ＋γＥ_B ｝となる演算を行って白黒濃淡ビ
デオ信号を出力する機能を有する。

【００１１】そして、被検査対象となるＩＣ（半導体集
積回路）ウェハーの中から、数カ所の検査対象部位とな
るサンプル画像を採取し、前記輝度調整演算器による演
算処理と画像処理装置による平均化処理を施し、白黒濃
淡画像で標準画像の作成を行う（標準画像作成機能）。

【００１２】更に上記標準画像を画像処理装置により画
像処理して所定の濃度範囲で２値化して白黒パターン化
することにより異種金属パターンを抽出する（異種金属
パターン抽出機能）。尚、抽出目的の金属パターンは便
宜上、白で表現する。

【００１３】そして、ＩＣウェハーの中から、順次に検
査対象部位の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラー画
像を採取し、前記輝度調整演算器により上記輝度調整演
算処理を行って白黒濃淡の検査画像を作成する（検査画
像作成機能）。

【００１４】そして、上記検査画像と標準画像との差分
を取り、欠陥部の画像を顕在化し、差分結果画像を所定
の濃度範囲で２値化して白黒パターン化し、欠陥部を抽
出する（欠陥部抽出機能）。尚、欠陥部は便宜上、白で
表現する。

【００１５】上記欠陥部抽出白黒パターンと上記異種金
属パターン抽出白黒パターンとの白の部分の論理積（Ａ
ＮＤ）を取り、どの金属パターンに欠陥があるかを判断
する（欠陥部位のパターン位置判定機能）。

【００１６】上記構成により、カラー画像情報でも白黒
濃淡画像情報でも、異種金属パターンの濃度が似通って
いる場合、カラー画像情報を利用して輝度調整演算器に
より濃度の似通っている異種金属パターンの濃度を離隔
して白黒濃淡画像に変換することが出来るため異種金属
パターンを容易に抽出することが出来る。

【００１７】そして、欠陥部と金属パターン部分との比
較照合を行うことにより欠陥がどの金属パターン部分に
混入しているかを知ることが出来る。上記比較照合によ
り、欠陥部が異種金属パターン間を跨っているか、一金
属パターン内に止まっているか、或いは異種金属上での
異常部位の大きさ判定により欠陥とすべきか否かの格付
けまで可能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図により本発明に係るパターン検
査方法及びこれを用いたパターン検査装置の一実施形態
を具体的に説明する。図１は本発明に係るパターン検査
装置の全体構成を示す図、図２は本発明に係るパターン
検査装置において標準画像の作成機能の構成を示す図、
図３は本発明に係るパターン検査装置において位置合わ
せ処理の機能の構成を示す図、図４（ａ）は被検査ウェ
ハー内のＩＣ素子の構成を示す平面図、図４（ｂ）は欠
陥部を有する被検査ウェハー内のＩＣ素子の構成を示す
平面図、図５（ａ）は差分法による欠陥部顕在化画像を
示す図、図５（ｂ）は欠陥部抽出画像を示す図、図６
（ａ）はモノクロカメラで撮影した画像の濃度データの
度数分布図、図６（ｂ）はカラーカメラで撮影した赤
（Ｒ）成分画像の濃度データの度数分布図、図６（ｃ）
はカラーカメラで撮影した緑（Ｇ）成分画像の濃度デー
タの度数分布図、図６（ｄ）はカラーカメラで撮影した
青（Ｂ）成分画像の濃度データの度数分布図、図７
（ａ）は輝度調整演算器により赤（Ｒ）成分と青（Ｂ）
成分のビデオ信号の合成を行った白黒濃淡画像の濃度デ
ータの度数分布図、図７（ｂ）は輝度調整演算器により
合成した白黒濃淡画像の濃度データの度数分布図に対
し、夫々の金属パターンを抽出するための濃度しきい値
を示す図、図８（ａ）は図７（ｂ）に示す濃度しきい値
ａで抽出されたパターン１のパターンを示す図、図８
（ｂ）は図７（ｂ）に示す濃度しきい値ｂ，ｃで抽出さ
れたパターン２のパターンを示す図、図８（ｃ）は図７
（ｂ）に示す濃度しきい値ｄ，ｅで抽出されたパターン
３のパターンを示す図、図８（ｄ）は図７（ｂ）に示す
濃度しきい値ｆで抽出されたパターン４のパターンを示
す図、図９（ａ），（ｂ）は欠陥部と金属パターンとの
位置の照合を示す図である。

【００１９】図１において、本発明に係るパターン検査
方法及びこれを用いたパターン検査装置による検査対象
は、例えば、ホール素子ウェハー等の半導体素子のウェ
ハー５上に形成した異なる複数の素材からなる複数の素
子或いは回路パターンが略同一面にある素子面或いは回
路面に生じたピンホール、傷、メッキ不良、パターン形
成不良等の欠陥を検査し得るものである。

【００２０】半導体のＩＣ（集積回路）素子５ａは、数
cmから数十cm程度の平板ウェハー５上に形成され、大き
さにして１mm角前後となり、ウェハー５上に数千個程度
製造される。

【００２１】このＩＣ素子５ａを検査するため、図１に
示すように、顕微鏡６にカラーカメラ７をセットして拡
大撮影する。顕微鏡６はカラーカメラ７をセットする筒
体６ａ及び対物レンズ６ｂをセットするレボルバー６ｃ
と顕微鏡台６ｄを有しており、該顕微鏡台６ｄの上部に
は該顕微鏡台６ｄに対してＸＹ座標方向に移動すると共
に被検査対象となるウェハー５を載置するＸＹ移動ステ
ージ６ｅを有している。

【００２２】そして、ＸＹ移動ステージ６ｅ上に載置し
たウェハー５上のＩＣ素子５ａを順次撮影していくため
に該ＸＹ移動ステージ６ｅをＸ座標方向に移動するため
のＸ軸移動モータ８ａ、該ＸＹ移動ステージ６ｅをＹ座
標方向に移動するためのＹ軸移動モータ８ｂ及びこれ等
Ｘ軸移動モータ８ａ、Ｙ軸移動モータ８ｂの回転駆動制
御を行うステージコントローラ９等を備えている。ステ
ージコントローラ９は各Ｘ軸移動モータ８ａ、Ｙ軸移動
モータ８ｂにモータ駆動信号を出力し制御する。

【００２３】また、対物レンズ６ｂとウェハー５との間
には、該ウェハー５上のＩＣ素子５ａ表面に光を当てる
ためにリング状のハロゲン照明ランプ10が配置され、ハ
ロゲンランプ光源11から導光ファイバー束ケーブル12に
よりハロゲン照明ランプ10に光を導きウェハー５上のＩ
Ｃ素子５ａ表面に光を当て、その反射光をカラーカメラ
７で撮影するようになっている。

【００２４】カラーカメラ７はカラーカメラコントロー
ラ13からの制御信号により駆動され、カラービデオ信号
Ｅ_R ，Ｅ_G ，Ｅ_B を出力する。このカラービデオ信号Ｅ
_R ，Ｅ_G ，Ｅ_B を検査用制御盤14内の輝度調整演算器15
に入力し、白黒濃淡画像ビデオ信号Ｅ_Y に変換して画像
処理装置となる画像処理プロセッサ16に入力する。

【００２５】画像処理プロセッサ16は、運転操作用パー
ソナルコンピュータ（以下、単に「運転操作パソコン」
という）17から検査条件をデータ通信により受信して検
査処理をし、その結果を再び運転操作パソコン17にデー
タ通信により返す。運転操作パソコン17はキーボード17
ａ及び運転操作モニタ17ｂにより、運転操作を行い、更
には、検査結果を帳票プリンタ17ｃに出力する。

【００２６】次に図２を用いて、ＩＣ素子５ａの欠陥検
出に当たり、標準画像の作成機能について説明する。標
準画像としては欠陥部を含んではならないため、画像パ
ターンの位置合わせをしながら、例えば、２０枚の画像
を撮影し、その平均を取る方法を採用する。１枚毎の画
像パターンの位置合わせは、撮影毎に完全に画像パター
ン位置が合うように画像処理プロセッサ16とステージコ
ントローラ９と運転操作パソコン17により制御しながら
行う。

【００２７】画像撮影に当たっては、カラーカメラ７か
ら出力される赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）各成分のカ
ラービデオ信号Ｅ_R ，Ｅ_G ，Ｅ_B を、全てに対して輝度
調整演算器15により白黒濃淡画像ビデオ信号Ｅ_Y に変換
して白黒濃淡画像化して画像処理プロセッサ16の画像メ
モリーに記録する。

【００２８】前記画像メモリーには、撮影回数分だけ濃
度を除して記録するものとし、本実施形態では１／２０
の濃度にして記憶する。２０枚の１／２０濃度画像をす
べて足し合わせれば平均化された欠陥部を含んでいない
標準画像が得られる。

【００２９】次に図３を用いて前記標準画像の作成に当
たり、各サンプル画像の位置合わせ方法について説明す
る。１回目の画像撮影は、上記基本方法に従い、まず、
ウェハー５内の所定位置の１つのＩＣ素子５ａ部分をカ
ラーカメラ７で撮影し、カラーカメラ７からのカラービ
デオ信号Ｅ_R ，Ｅ_G ，Ｅ_B を輝度調整演算器15により白
黒濃淡画像ビデオ信号Ｅ_Y に変換し、画像処理プロセッ
サ16により１／２０の濃度にし、画像データ化して画像
処理プロセッサ16内の画像メモリーに記憶する。

【００３０】記憶した白黒濃淡画像データに対し、図３
に示すように、Ｘ軸、Ｙ軸の各方向について微分し、こ
の微分画像の各座標軸Ｘ，Ｙに対する濃度データの累積
数を投影したＸ軸投影濃度累積度数分布とＹ軸投影濃度
累積度数分布を得る。

【００３１】次に、１回目の撮影位置より一定距離離れ
た位置で２回目の画像を上述と同様にカラーカメラ７で
撮影し、該カラーカメラ７からのカラービデオ信号
Ｅ_R ，Ｅ _G ，Ｅ_B を輝度調整演算器15により白黒濃淡画
像ビデオ信号Ｅ_Y に変換し、１／２０の濃度にして画像
データ化して画像処理プロセッサ16内の画像メモリーに
記憶する。

【００３２】記憶した白黒濃淡画像データに対し、上述
と同様にＸ軸、Ｙ軸の各方向について微分し、この微分
画像の各座標軸Ｘ，Ｙに対する濃度データの累積数を投
影したＸ軸投影濃度累積度数分布とＹ軸投影濃度累積度
数分布を得る。

【００３３】次に、１回目の１／２０濃度画像と２回目
の１／２０濃度画像との位置合わせは、夫々のＸ軸及び
Ｙ軸投影濃度累積度数分布データの各座標軸Ｘ，Ｙに対
する濃度累積度数差が最小になるようにステージコント
ローラ９によりウェハー５の位置を微動させて２回目撮
影点の撮影とＸ軸及びＹ軸投影濃度累積度数分布データ
比較を繰り返すことにより行う。

【００３４】次に、３回目の画像を上記と同様な方法で
撮影しながら、１回目の１／２０濃度画像と３回目の１
／２０濃度画像との位置合わせを行う。以下４回目以後
の画像位置合わせも同様にして、１回目の画像位置と合
わせていく。

【００３５】このようにして得られた２０枚の１／２０
濃度画像を全て足し合わせれば、図４（ａ）に示すよう
な、平均化された欠陥部を含んでいない本来の濃度に対
応したＩＣ素子５ａの標準画像が得られる。

【００３６】次に、検査画像作成機能と差分法による欠
陥部抽出機能についての実施例を述べる。検査しようと
するＩＣ素子５ａに欠陥部がある場合の画像を図４
（ｂ）に示す。検査画像は運転操作パソコン17の指令に
基づきステージコントローラ９でＸ軸移動モータ８ａ及
びＹ軸移動モータ８ｂを制御しながらウェハー５上のＩ
Ｃ素子５ａを順次撮影していく。

【００３７】画像撮影に当たっては、上述したように、
カラーカメラ７から出力される赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）の各成分のカラービデオ信号Ｅ_R ，Ｅ_G ，Ｅ
_B を、全てに対して輝度調整演算器15により白黒濃淡画
像ビデオ信号Ｅ_Y に変換して白黒濃淡画像化して画像処
理プロセッサ16の画像メモリーに記憶し検査画像を得
る。

【００３８】標準画像と検査画像との位置合わせ方法
は、上記標準画像作成の１回目とＮ回目の位置合わせの
方法にならう。例えば、標準画像の白黒濃淡画像データ
に対し、Ｘ軸、Ｙ軸の各方向について微分し、この微分
画像の各座標軸に対する濃度データの累積数を投影した
Ｘ軸投影濃度累積度数分布とＹ軸投影濃度累積度数分布
を得る。

【００３９】次に、検査画像の白黒濃淡画像データに対
し、Ｘ軸、Ｙ軸の各方向について微分し、この微分画像
の各座標軸に対する濃度データの累積数を投影したＸ軸
投影濃度累積度数分布とＹ軸投影濃度累積度数分布を得
る。

【００４０】上記標準画像と検査画像から得られる夫々
のＸ軸及びＹ軸投影濃度累積度数分布データの各座標軸
に対する度数差が最小になるようにステージコントロー
ラ９によりウェハー５を微動させて、検査画像の撮影点
の撮影とＸ軸及びＹ軸投影濃度累積度数分布データ比較
を繰り返すことにより検査画像の位置合わせを行う。

【００４１】標準画像と検査画像の位置合わせを行った
後、検査画像から標準画像を差し引いて差分を取れば、
図５（ａ）に示すような欠陥部18の顕在化画像が得られ
る。なお、図５（ａ）に示すような欠陥部18の顕在化画
像を適当な濃度で２値化し、該欠陥部18を真っ白表現す
れば、図５（ｂ）に示すような欠陥部18の抽出画像が得
られる。

【００４２】次に輝度調整演算器15の機能と異種金属パ
ターン抽出機能について説明する。前記欠陥部18がどの
金属パターンにあるかを判断するためには、該金属パタ
ーンの認識が必要である。

【００４３】そこで、本発明によれば、カラー画像情報
及び白黒濃淡画像情報において異種金属パターンの濃度
が似通っている場合でも、輝度調整演算器15の機能によ
り異種金属パターンを明確に抽出することが出来るもの
である。

【００４４】図４〜図９を用いてパターン１からパター
ン４の異なる複数の金属からなるウェハー５上のＩＣ素
子５ａの場合について説明する。欠陥のないＩＣ素子５
ａの標準画像を図４（ａ）に示す。このＩＣ素子５ａを
モノクロ（白黒）カメラで撮影し、二次元の濃度データ
の分布を表現すると図６（ａ）のようになる。

【００４５】図６（ａ）において、横軸はデジタル値で
示した濃度であり、真っ黒が０、真っ白が２５５デジッ
トとし、縦軸は濃度に対する度数である。この場合、図
６（ａ）に示すように、パターン１とパターン２の濃度
分布は重なり、同じような明るさとなって判断が付かな
くなってしまう。また、パターン３とパターン４の濃度
分布も一部重なり、完全な明るさ分離は無理である。

【００４６】そこで、前記ＩＣ素子５ａをカラーカメラ
７で撮影し、二次元の濃度データの分布を赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）の各成分ごとに表現すると、赤（Ｒ）
の成分が図６（ｂ）、緑（Ｇ）の成分が図６（ｃ）、青
（Ｂ）の成分が図６（ｄ）に夫々示すようになる。尚、
図６（ｂ）〜（ｄ）も前記図６（ａ）と同様に、横軸は
濃度で、真っ黒が０、真っ白が２５５デジットとし、縦
軸は濃度に対する度数とする。

【００４７】図６（ｂ）に示すように、赤（Ｒ）成分の
濃度データの分布では、パターン１とパターン２の濃度
分布は完全に重なり、パターン３とパターン４の濃度分
布も一部重なる。また、図６（ｃ）に示すように、緑
（Ｇ）成分の濃度データの分布では、パターン１とパタ
ーン２の濃度分布は完全に重なり、パターン３はパター
ン１，２，４の濃度分布に一部重なりあっている。ま
た、図６（ｄ）に示すように、青（Ｂ）成分の濃度デー
タの分布では、パターン２とパターン３の濃度分布は完
全に重なってしまう。

【００４８】このように、モノクロカメラで撮影した画
像でも、カラーカメラで撮影した赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、
青（Ｂ）成分の画像でも、いずれかの金属パターンの濃
度が重なり合ってしまい異種金属パターン抽出が完全に
出来ない。

【００４９】本発明では、これらの不具合点を輝度調整
演算器15を用いることで解決したものである。先ず、ウ
ェハー５上のＩＣ素子５ａをカラーカメラ７で撮影し、
各カラービデオ信号Ｅ_R ，Ｅ_G ，Ｅ_B に対し、夫々に係
数α、β、γが掛けられるようにしておき、｛α・Ｅ_R
＋β・Ｅ_G ＋γ・Ｅ_B ｝の合成ビデオ信号が出力出来る
ような輝度調整演算器15を設ける。

【００５０】ここで、例えば、本実施形態ではα＝１、
β＝０、γ＝１としたことにより、輝度調整演算器15に
入力された赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）成分の信号に
対し、該輝度調整演算器15からの出力は赤（Ｒ）＋青
（Ｂ）としたことになり、これによって、輝度調整演算
器15の出力は見かけ上、白黒濃淡画像ビデオ信号Ｅ_Y に
変換されたものとなる。

【００５１】この結果得られたビデオ信号を画像化し
て、二次元画像の濃度データの分布を表すと図７（ａ）
のようになる。

【００５２】次に、輝度調整演算器15で演算した結果に
対し、各金属素子のパターンを抽出する方法を示す。図
７（ｂ）は図７（ａ）における濃度分離のためのしきい
値ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆを示す。

【００５３】図７（ｂ）において、パターン１を切り出
す場合は、画像処理により、しきい値ａの濃度で２値化
し、しきい値ａ以下の濃度の部分を真っ白（濃度２５５
デジット）になるように抽出すれば良い。同様に、パタ
ーン２を切り出す場合は、画像処理により、しきい値ｂ
と、しきい値ｃの間の濃度の部分を真っ白（濃度２５５
デジット）になるように抽出すれば良い。

【００５４】また、パターン３を切り出す場合は、画像
処理により、しきい値ｄと、しきい値ｅの間の濃度の部
分を真っ白（濃度２５５デジット）になるように抽出す
れば良い。また、パターン４を切り出す場合は、画像処
理により、しきい値ｆの濃度で２値化し、ｆ以上の濃度
の部分を真っ白（濃度２５５デジット）になるように抽
出すれば良い。

【００５５】本実施形態では、濃度分離のためのしきい
値として、ａ＝３０デジット、ｂ＝５０デジット、ｃ＝
１２０デジット、ｄ＝１４０デジット、ｅ＝２００デジ
ット、ｆ＝２２０デジットに設定して行った。このよう
にして、各金属素子のパターンを抽出した結果を図８
（ａ）〜（ｄ）に示す。図８（ａ）は濃度しきい値ａで
抽出されたパターン１を示し、図８（ｂ）は濃度しきい
値ｂ，ｃで抽出されたパターン２を示し、図８（ｃ）は
濃度しきい値ｄ，ｅで抽出されたパターン３を示し、図
８（ｄ）は濃度しきい値ｆで抽出されたパターン４を示
す。

【００５６】この動作原理としては、赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）の各成分の１つの成分の濃度データの
分布では、過近接もしくは重なっている金属パターンに
対し、他の成分での濃度データにより引き離す効果を利
用したものである。

【００５７】このように、輝度調整演算器15で演算した
結果の図４（ｂ）では、異なる複数の素材からなる各金
属素子の分布がきれいに分離出来る。

【００５８】次に、欠陥部18のパターン位置判定機能に
ついて説明する。欠陥部18がどの金属パターン部分に混
入しているかを知るには、欠陥部18を真っ白表現した図
５（ｂ）のような欠陥部18の抽出画像と、各金属素子の
パターンを真っ白に表現した図８（ａ）〜（ｄ）のよう
なパターン抽出画像との、真っ白部分の論理積（ＡＮ
Ｄ）を取れば、欠陥部18がどの金属パターン上にあるか
を判断することが出来る。

【００５９】図５（ｂ）に示す欠陥部18が、パターン２
とパターン４上にある例を図９（ａ），（ｂ）に示す。
この場合、２箇所のパターン４と、パターン２上に欠陥
部18が跨がって存在し、欠陥部18の素材が絶縁材異物で
ない場合、即ち、導電性異物であれば、２箇所のパター
ン４間を短絡（ショート）している重要欠陥である可能
性まで判断出来る。

【００６０】

【発明の効果】本発明は、上述の如き構成と作用とを有
するので、カラー画像情報でも白黒濃淡画像情報でも、
異種金属パターンの濃度が似通っている場合、カラー画
像情報を利用して輝度調整演算器により濃度の似通って
いる異種金属パターンの濃度を離隔して白黒濃淡画像に
変換することが出来るため異種金属パターンを容易に抽
出することが出来る。

【００６１】欠陥部と金属パターン部分とを比較照合す
ることにより欠陥部がどの金属パターン部分に混入して
いるかを知ることが出来、上記比較照合により、欠陥部
が異種金属パターン間を跨がっているか、一金属パター
ン内に止まっているか、或いは異種金属上での欠陥部位
の大きさ判定により欠陥とすべきか否かの格付けまで可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るパターン検査装置の全体構成を示
す図である。

【図２】本発明に係るパターン検査装置において標準画
像の作成機能の構成を示す図である。

【図３】本発明に係るパターン検査装置において位置合
わせ処理の機能の構成を示す図である。

【図４】（ａ）は被検査ウェハー内のＩＣ素子の構成を
示す平面図、（ｂ）は欠陥部を有する被検査ウェハー内
のＩＣ素子の構成を示す平面図である。

【図５】（ａ）は差分法による欠陥部顕在化画像を示す
図、（ｂ）は欠陥部抽出画像を示す図である。

【図６】（ａ）はモノクロカメラで撮影した画像の濃度
データの度数分布図、（ｂ）はカラーカメラで撮影した
赤（Ｒ）成分画像の濃度データの度数分布図、（ｃ）は
カラーカメラで撮影した緑（Ｇ）成分画像の濃度データ
の度数分布図、（ｄ）はカラーカメラで撮影した青
（Ｂ）成分画像の濃度データの度数分布図である。

【図７】（ａ）は輝度調整演算器により赤（Ｒ）成分と
青（Ｂ）成分のビデオ信号の合成を行った白黒濃淡画像
の濃度データの度数分布図、（ｂ）は輝度調整演算器に
より合成した白黒濃淡画像の濃度データの度数分布図に
対し、夫々の金属パターンを抽出するための濃度しきい
値を示す図である。

【図８】（ａ）は図７（ｂ）に示す濃度しきい値ａで抽
出されたパターン１のパターンを示す図、（ｂ）は図７
（ｂ）に示す濃度しきい値ｂ，ｃで抽出されたパターン
２のパターンを示す図、（ｃ）は図７（ｂ）に示す濃度
しきい値ｄ，ｅで抽出されたパターン３のパターンを示
す図、（ｄ）は図７（ｂ）に示す濃度しきい値ｆで抽出
されたパターン４のパターンを示す図である。

【図９】（ａ），（ｂ）は欠陥部と金属パターンとの位
置の照合を示す図である。

【符号の説明】

１〜４…パターン ５…ウェハー ５ａ…ＩＣ素子 ６…顕微鏡 ６ａ…筒体 ６ｂ…対物レンズ ６ｃ…レボルバー ６ｄ…顕微鏡台 ６ｅ…ＸＹ移動ステージ ７…カラーカメラ ８ａ…Ｘ軸移動モータ ８ｂ…Ｙ軸移動モータ ９…ステージコントローラ 10…ハロゲン照明ランプ 11…ハロゲンランプ光源 12…導光ファイバー束ケーブル 13…カラーカメラコントローラ 14…検査用制御盤 15…輝度調整演算器 16…画像処理プロセッサ 17…運転操作パソコン 17ａ…キーボード 17ｂ…運転操作モニタ 17ｃ…帳票プリンタ 18…欠陥部 Ｒ…赤 Ｇ…緑 Ｂ…青 Ｅ_R ，Ｅ_G ，Ｅ_B …カラービデオ信号 Ｅ_Y …白黒濃淡ビデオ信号 ａ〜ｆ…しきい値

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 異なる複数の素材からなる複数の素子或
   いは回路パターンが略同一面にある素子或いは回路面に
   光を当て、その反射光をカラーカメラで撮影し、画像処
   理により各パターンを検査するパターン検査方法におい
   て、 前記複数の素子或いは回路パターンを形成する各素材に
   対応する濃度分布により素子或いは回路パターンを分離
   して画像処理するに当たり、 先ず、複数の各素子或いは回路パターン濃度分布の相隣
   接分布に対し過近接を避けるべく前記カラーカメラで撮
   影したカラービデオ信号に対して赤、緑、青成分の各輝
   度調整を行った後、 各素子或いは回路パターンを分離して白黒濃淡画像に変
   換し、該白黒濃淡画像を画像処理して判定することを特
   徴とするパターン検査方法。
2. 【請求項２】 異なる複数の素材からなる複数の素子或
   いは回路パターンが略同一面にある素子或いは回路面に
   光を当て、その反射光をカラーカメラで撮影し、画像処
   理により各パターンを検査するパターン検査装置におい
   て、 複数の各素子或いは回路パターン濃度分布の相隣接分布
   に対し過近接を避けるべく前記カラーカメラで撮影した
   カラービデオ信号に対して赤、緑、青成分の各輝度調整
   を行う輝度調整演算器と、 前記輝度調整演算器からの出力を画像処理の入力として
   各素子或いは回路パターンを分離して白黒濃淡画像に変
   換すると共に、該白黒濃淡画像を画像処理して判定する
   画像処理装置とを有することを特徴とするパターン検査
   装置。