KR100730051B1 - 결함 검출장치 및 결함 검출방법 - Google Patents

결함 검출장치 및 결함 검출방법 Download PDF

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Abstract

결함 검출장치(1)는, 기판(9)을 촬상해서 다계조(多階調)의 피검사 화상을 취득하는 촬상부(3)을 구비하고, 피검사 화상의 각 화소치는 결함검출부(43)로 순차 출력된다. 결함검출부(43)에서는, 피검사 화상과 참조 화상을 비교하는 것에 의해, 미리 정해진 복수의 검사영역에 포함되는 결함의 영역을 나타내는 결함영역 화상이 생성되어, 결함영역 화상 메모리(44)에 기억된다. 컴퓨터(5)에서는, 결함영역 화상 중의 각 결함의 면적 및 중심위치가 구해지는 것에 의해, 각 결함이 속하는 검사영역이 특정되어, 결함의 면적에 관해서 검사 영역마다 설정되는 결함 판정조건에 근거해서 결함이 한정된다. 검사영역에 따라 다른 면적에 관한 결함 판정조건을 이용하는 것에 의해, 결함을 효율 좋게 검출할 수 있다.
결함, 검출장치, 기판, 다계조, 촬상부, 화상, 면적, 영역, 참조, 화소치

Description

결함 검출장치 및 결함 검출방법{Defect detection apparatus and defect detection method}
도 1은, 제1의 실시형태에 관한 결함 검출장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는, 패턴의 결함을 검출하는 처리의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 3은, 컴퓨터의 표시부에 표시된 화상을 나타내는 도면이다.
도 4는, 검사영역 메모리를 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 5는, 피검사 화상 중의 결함의 영역을 나타내는 2치(値)의 화상을 나타내는 도면이다.
도 6은, 결함영역 화상을 나타내는 도면이다.
도 7a는, 미세한 배선 패턴이 형성된 영역을 나타내는 도면이다.
도 7b는, 거친 배선 패턴이 형성된 영역을 나타내는 도면이다.
도 8은, 제2의 실시형태에 관한 결함 검출장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 9는, 추출회로를 나타내는 도면이다.
도 10은, 논리곱회로 및 선택회로를 나타내는 도면이다.
도 11은, 검사영역 메모리를 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 12는, 제3의 실시형태에 관한 결함 검출장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 13은, 필터 회로에서 이용되는 필터를 나타내는 도면이다.
도 14는, 제4의 실시형태에 관한 결함 검출장치의 구성을 나타내는 도면이다.
[ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명]
1, 1a~1c 결함 검출장치, 3 촬상부,
5 컴퓨터, 9 기판,
43 결함검출부, 62 검사영역,
64 결함영역 화상, 71 결함 한정회로,
72 추출회로, 73, 73a 논리곱회로,
74 선택회로, 75 필터 회로,
76 2치화 회로, 631 영역,
751 필터, S14~S16 스텝.
본 발명은, 기판 상에 형성된 패턴의 결함을 검출하는 기술에 관한 것이다.
반도체 기판, 유리 기판, 프린트 배선 기판(이하,「기판」이라 한다.) 등에 형성된 패턴을 검사하는 분야에 있어서, 종래부터 주로 비교 검사방식이 이용되고 있다. 예컨대, 다계조(多階調)의 피검사 화상과 다계조의 참조 화상과의 화소치의 차이의 절대치를 나타내는 차분 절대치 화상을 구해서 각 화소를 소정의 문턱치로 서 2치화하는 것에 의해, 1 화소 단위로 특정된 영역이 결함으로서 검출된다.
또, 특개평11-135583호 공보(문헌1)에서는, 소정의 검사 영역마다 계조 변환 파라미터나 화소치에 관한 문턱치를 설정하는 것에 의해, 생성되는 다계조의 차분 화상으로부터 검사영역에 따른 검출감도로서 결함을 정밀도 좋게 검출하는 수법이 개시되어 있다.
그런데, 기판 상에는, 통상, 여러 가지 패턴이 형성되고 있어, 예컨대, 대단히 미세한 배선 패턴이 치밀하게 형성되는 경우에는, 피검사 화상 중에 있어서 1 화소 정도의 크기(면적)의 결함이라도 배선의 쇼트나 오픈 등을 발생시키는 중대한 것이 된다. 또한, 거친 패턴이 성기게 형성되는 경우에는, 1 화소 정도의 크기의 결함이라면, 그 영향은 작은 것이 많다. 이와 같은 치밀한 패턴 및 성긴 패턴이, 1개의 피검사 화상 중에 존재하는 경우에, 문헌1에 나타내는 바와 같이 검출감도를 적절히 변경했다고 하여도, 작은 결함 중 불필요한 것이 어느 정도 검출되어 버려, 결함검출의 효율이 그다지 향상되지 않고, 조작자나 다른 장치가 결함을 촬상해서 확인(즉, 리뷰한다)할 때 장시간을 필요로 해버린다.
본 발명은 기판 상에 형성된 패턴의 결함을 검출하는 결함 검출장치를 향해져 있고, 검사영역에 따라 결함을 효율 좋게 검출하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 하나의 형태(aspect)에 관한 결함 검출장치는, 기판 상에 형성된 패턴의 결함을 검출하는 결함 검출장치로서, 기판을 촬상해서 다계조의 피검사 화 상을 취득하는 촬상부와, 상기 피검사 화상에 있어서, 미리 설정된 복수의 검사영역에 포함되는 결함을 검출하는 결함검출부와, 결함의 면적 또는 형상에 관해서 검사 영역마다 설정되는 결함 판정조건(a defect detection condition)에 따라서, 상기 결함검출부에서 검출되는 결함을 한정하는 결함한정부를 구비하고, 상기 결함검출부가, 상기 피검사 화상으로부터 결함을 나타내는 다계조의 결함화상을 생성하며, 상기 결함한정부가, 상기 결함화상의 각 화소를 대략 중심으로 하여, 상기 각 화소가 속하는 검사영역의 결함 판정조건에 따른 필터를 상기 결함화상에 작용시키는 필터 회로(filter circuit)와, 상기 필터를 작용시킨 후의 상기 결함화상을 2치화하는 것에 의해, 한정된 결함의 영역을 나타내는 결함영역 화상을 생성하는 2치화 회로를 구비한다.
본 발명에 의하면, 필터를 이용하는 것에 의해 간단한 구성으로 검사영역에 따른 결함을 검출할 수 있다.
본 발명의 다른 하나의 형태에 관한 결함 검출장치는, 기판을 촬상해서 다계조의 피검사 화상을 취득하는 촬상부와, 상기 피검사 화상에 필터를 작용시키는 필터 회로와, 상기 필터를 작용시킨 후의 상기 피검사 화상에 근거해서 결함을 검출하는 결함검출부를 구비하고, 상기 피검사 화상에 있어서, 상기 결함검출부가 결함을 검출하는 복수의 검사영역 및 검사 영역마다의 결함의 면적 또는 형상에 관한 결함 판정조건이 미리 설정되어 있으며, 상기 필터 회로가, 상기 피검사 화상의 각 화소를 대략 중심으로 하여, 상기 각 화소가 속하는 검사영역의 결함 판정조건에 따른 필터를 상기 피검사 화상에 작용시킨다.
본 발명에 있어서도, 필터를 이용하는 것에 의해 간단한 구성으로 검사영역에 따른 결함을 검출할 수 있다.
본 발명의 또 다른 하나의 형태에 관한 결함 검출장치는, 기판을 촬상해서 다계조의 피검사 화상을 취득하는 촬상부와, 피검사 화상에 있어서, 미리 설정된 복수의 검사영역에 포함되는 결함을 검출하는 결함검출부와, 결함의 면적 또는 형상에 관해서 검사 영역마다 설정되는 결함 판정조건에 근거하여, 상기 결함검출부에서 검출되는 결함을 한정하는 결함한정부를 구비하고, 상기 결함검출부가, 상기 피검사 화상 중의 결함의 영역을 나타내는 2치의 결함영역 화상을 생성하며, 상기 결함한정부가, 상기 결함영역 화상에 있어서 결함 판정조건에 맞추어 변경 가능한 화소 배열을 주사하면서, 상기 화소 배열이 상기 결함의 영역에 포함되는가 아닌가를 판정하는 연산회로이며, 상기 연산회로가, 상기 결함영역 화상 중에서 이동하는 소정의 추출범위의 화소치군(群)을 추출하는 추출회로와, 각각, 상기 화소치군 중 결함 판정조건에 대응하는 화소 배열에 포함되는 화소치의 논리곱을 출력하는 복수의 논리곱회로와, 상기 추출범위 중의 소정의 화소가 포함되는 검사영역의 결함 판정조건에 따라서, 상기 복수의 논리곱회로로부터 각각 출력되는 복수의 논리곱의 어느 하나를 선택하는 선택회로를 구비한다.
본 발명에 의하면, 간단한 구성으로 검사영역에 따른 결함을 고속으로 검출할 수 있다.
본 발명은 또한, 기판 상에 형성된 패턴의 결함을 검출하는 결함 검출방법에도 향해져 있다.
본 발명의 상기 및 그 이외의 목적, 특징, 양상 및 이점은 첨부된 도면과 결합되는 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은, 본 발명의 제1의 실시형태에 관한 결함 검출장치(1)의 구성을 나타내는 도면이다. 결함 검출장치(1)는, 소정의 배선 패턴이 형성된 반도체의 기판(9)을 유지하는 스테이지(2), 기판(9)을 촬상해서 기판(9)의 다계조의 화상을 취득하는 촬상부(3) 및 촬상부(3)에 대해서 스테이지(2)를 상대적으로 이동하는 스테이지 구동부(21)를 구비한다.
촬상부(3)는, 조명광을 발사하는 조명부(31), 기판(9)으로 조명광을 안내함과 동시에 기판(9)으로부터의 광이 입사하는 광학계(32) 및 광학계(32)에 의해 결상된 기판(9)의 이미지(像)를 전기신호로 변환하는 촬상 디바이스(33)를 갖고, 촬상 디바이스(33)로부터 기판(9)의 화상 데이터가 출력된다. 스테이지 구동부(21)는 스테이지(2)를 도 1중의 X방향 및 Y방향으로 이동하는 기구를 갖는다. 또, 본 실시형태에서는 가시광인 조명광를 이용해서 촬상부(3)에서 화상이 취득되지만, 예컨대, 전자선이나 X선 등을 이용해서 화상이 취득되어도 좋다.
결함 검출장치(1)는, 검사 대상의 화상(즉, 피검사 화상)중에 설정되는 복수의 검사영역(region)을 나타내는 화상을 기억하는 검사영역 메모리(41), 참조 화상을 기억하는 참조 화상 메모리(42), 피검사 화상에 있어서 복수의 검사영역에 포함되는 결함을 검출하는 결함검출부(43), 피검사 화상 중의 복수의 검사영역에 포함되는 결함의 영역을 나타내는 화상(이하,「결함영역 화상」이라 한다.)을 기억하는 결함영역 화상 메모리(44) 및 각종 연산처리를 행하는 CPU나 각종 정보를 기억하는 메모리 등에 의해 구성된 컴퓨터(5)을 더 구비하고, 컴퓨터(5)에 의해 결함 검출장치(1)의 각 구성이 제어된다.
도 2는 결함 검출장치(1)가 기판(9) 상에 형성된 패턴의 결함을 검출하는 처리의 흐름을 나타내는 도면이다. 결함 검출장치(1)에서는, 우선, 조작자가 컴퓨터(5)의 입력부를 통해서 기판(9) 상의 복수의 영역을 지정하는 입력을 행하는 것에 의해, 복수의 검사영역이 설정된다(스텝 S11). 또, 컴퓨터(5)에는 표시부도 설치되어 있고, 조작자에 의한 검사영역의 설정이 GUI(Graphical User Interface)에 의해 용이하게 실현 가능하게 되어 있다.
도 3은 컴퓨터(5)의 표시부에 표시된 화상을 나타내는 도면이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 표시부 상의 윈도우(window)(51)에는 기판(9) 상의 소정의 크기의 기본영역(61)이 표시되고 있고(이 영역에 포함되는 패턴도 표시되어 있어도 좋다.), 설정된 복수의 검사영역(62)이 기본영역(61)에 포개져 특정 가능하게 표시된다. 컴퓨터(5)에서는, 도 3중의 기본영역(61) 상에 있어서, 각 검사영역(62)을 규정하는 직사각형의 좌상(左上)의 정점의 위치(좌표) 및 우하(右下)의 정점의 위치를 기억하는 것에 의해, 각 검사영역(62)의 범위가 기억된다. 또한, 조작자에 의해 각 검사영역(62)에 대해서, 결함의 면적(area)(화소수에 대응한다.)에 관한 문턱치가 결함 판정조건으로 설정되어 컴퓨터(5)에 기억된다(스텝 S12).
검사영역 메모리(41)는, 촬상부(3)에 의해 취득되는 화상 중의 화소와 같이 배열된 복수의 셀(단, 복수의 셀이 실제로 배열되어 있을 필요는 없고, 화소의 배열과 같이 특정 가능하면 좋다.)을 갖고, 2치(値)의 비트 맵(bit map)의 데이터가 기억 가능하게 된다. 검사영역 메모리(41)에서는, 도 4에 개념적으로 나타내는 바와 같이, 설정된 각 검사영역(62)(도 4중에서 파선으로 나타낸다.)에 포함되는 화소에 대응하는 셀(411)에는 값「1」이 입력되어, 다른 셀(411)에는 값「0」이 입력된다.
계속해서, 검사 대상의 기판(9)과 같은 패턴이 형성된 참조용의 기판(이하, 「참조 기판」이라 한다.)(9)이 도 1의 스테이지(2) 상에 얹혀지고, 촬상부(3)에 의한 촬상 위치가, 기본영역(61)과 같은 패턴이 형성된 참조 기판(9) 상의 영역에 맞추어 참조 화상이 취득된다(스텝 S13). 이때, 촬상부(3)는 스위치(45)에 의해 참조 화상 메모리(42)에 접속되고, 참조 화상은 참조 화상 메모리(42)에 기억된다.
참조 화상이 취득되면, 스테이지(2) 상에서 참조 기판(9)이 제거되고, 검사 대상의 기판(9)이 스테이지(2) 상에 얹혀진다. 또한, 스위치(45)는 결함검출부(43)에 접속되고, 기판(9) 상의 기본영역(61)이 촬상되어 피검사 화상이 취득된다(스텝 S14). 피검사 화상의 각 화소치는 결함검출부(43)로 순차 출력되어, 참조 화상 메모리(42) 중의 참조 화상의 각 화소치도 결함검출부(43)로 출력된다. 또, 검사 대상의 기판(9) 상의 소정의 주기(예컨대, 기판(9) 상에 배열 형성되는 다이의 패턴 중심 간의 거리)만큼 떨어진 2개의 영역을 각각 촬상하는 것에 의해 피검사 화상 및 참조 화상이 취득되어도 좋다. 또한, 참조 화상은 설계 데이터(CAD 데이터)로부터 작성되어 준비되고, 참조 화상 메모리(42)에 입력되어도 좋다.
결함검출부(43)에서는, 피검사 화상의 각 화소치에 대응하는 참조 화상의 화소치가 특정되어 양쪽 화소치의 차분 절대치가 구해진다. 그리고, 차분 절대치가 소정의 문턱치와 비교되어, 문턱치 이상인 경우에「1」이 되고, 문턱치 미만의 경우에는「0」이 되어 2치화 된다. 또한, 동시에 피검사 화상의 각 화소치에 대응하는 검사영역 메모리(41) 중의 셀(411)의 값이 판독되고(도 4 참조), 이 값과 2치화 후의 값과의 논리곱이 더 산출된다. 이것에 의해, 피검사 화상 중의 복수의 검사영역(62)에 포함되는 결함(의 영역)이 검출된다(스텝 S15).
결함검출부(43)에서의 상기 처리는, 피검사 화상과 참조 화상과의 위치를 맞추고, 위치 맞춤 후의 피검사 화상과 참조 화상을 비교해서 차분 절대치 화상을 구하며, 소정의 문턱치로서 2치화하는 것에 의해, 도 5에 나타내는 바와 같이 피검사 화상 중의 결함의 영역(631)(단, 실제로는 미소한 영역이기 때문에, 도 5 중에서는 점으로 나타내고 있다.)을 나타내는 2치의 화상(63)을 생성하고, 또, 2치의 화상(63) 중의 검사영역(62)(도 5중에서 2점 쇄선으로 나타낸다.) 이외의 영역을 마스크 하는 것에 의해, 도 6에 나타내는 바와 같이 복수의 검사영역(62)에 포함되는 결함의 영역(631)을 나타내는 2치의 결함영역 화상(64)을 생성하는 처리에 상당한다. 결함영역 화상(64)의 각 화소치는, 결함영역 화상 메모리(44)에 입력되어 기억된다. 또, 차분 절대치를 2치화 할 때의 문턱치가 결함 판정조건에 포함되어, 검사영역(62) 마다 다른 것으로 되어도 좋다.
컴퓨터(5)에서는, 결함영역 화상 메모리(44)로부터 소정 크기의 영역마다 화소치가 판독되고서 라벨링(labeling) 처리가 실시되어, 각 결함의 중심좌표 및 면적이 산출된다. 계속해서, 각 결함의 중심좌표와 각 검사영역(62)의 범위를 비교하는 것에 의해 각 결함이 속하는 검사영역(62)이 특정되고, 각 결함의 면적과, 이 결함이 속하는 검사영역(62)에 설정된 결함 판정조건이 나타내는 면적 문턱치와의 비교가 행하여진다. 그리고, 각 결함의 면적이 면적 문턱치 이상인 경우에는, 이 결함이 검출해야 할 결함인 것으로서, 그 중심좌표나 면적 등의 정보가 컴퓨터(5)에 기억된다. 이것에 의해, 결함영역 화상 메모리(44) 중의 결함영역 화상에 포함되는 모든 결함으로부터, 그 면적이 대응하는 결함 판정조건의 면적 문턱치 이상이 되는 결함만이 한정된다(스텝 S16).
또한, 한정된 결함의 위치를 나타내는 화상(소위, 결함 맵)이 필요에 따라서 표시부에 표시되고, 이것에 근거해서 결함이 조작자나 다른 전용의 장치에 의해 효율 좋게 리뷰된다. 그리고, 결함의 원인이 특정되어, 반도체 제조공정에서의 각 프로세스로의 신속한 피드백이 실현된다.
이상과 같이, 도 1의 결함 검출장치(1)에서는, 결함검출부(43)에서 피검사 화상 중의 복수의 검사영역(62)에 포함되는 결함이 검출되어, 컴퓨터(5)에 의해 소프트웨어적으로 실현되는 결함한정부로서의 기능에 의해, 결함의 면적에 관해서 검사영역(62) 마다 설정되는 결함 판정조건에 근거해서 결함검출부(43)에서 검출된 결함이 한정된다.
여기에서, 1개의 피검사 화상에 있어서, 도 7a에 나타내는 바와 같이, 대단히 미세한 배선 패턴(도 7a에 중에서 평행 사선을 붙여 나타낸다.)이 치밀하게 형성되는 영역에서는, 1개의 화소(91) 정도의 크기의 결함이라도 배선의 쇼트나 오픈 등의 원인이 되고, 도 7b에 나타내는 바와 같이, 비교적 거친 패턴(도 7b 중에서 평행 사선을 붙여 나타낸다.)이 성기게 형성되는 영역에서는, 1개의 화소(91) 정도 의 크기의 결함에서는 중대한 영향을 주지 않는다. 이러한 경우에, 검사영역(62) 마다 단순히 검출감도(즉, 차분 절대치 화상을 2치화 할 때의 문턱치)를 바꾸는 것만으로는 검출할 필요가 없는 결함까지도 검출되어 버리지만, 도 1의 결함 검출장치(1)에서는, 검사영역(62)에 따라 다른 면적에 관한 결함 판정조건을 이용하는 것에 의해 검출해야 할 결함을 정확하게 한정하여, 결함을 효율 좋게 검출할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제2의 실시형태에 관한 결함 검출장치(1a)를 나타내는 도면이다. 도 8의 결함 검출장치(1a)는, 도 1의 결함 검출장치(1)와 비교하여, 결함검출부(43)와 결함영역 화상 메모리(44)와의 사이에 결함한정부인 연산회로인 결함 한정회로(71)가 설치되는 동시에, 검사영역 메모리(41)가 다치(多値)의 비트 맵의 데이터를 기억하는 점에서 상이하다. 다른 구성은 도 1의 결함 검출장치(1)와 같아서, 동일한 부호를 붙이고 있다.
도 9 및 도 10은 결함 한정회로(71)의 일부 구성을 나타내는 도면이며, 도 9는 추출회로(72)를 나타내고, 도 10은 복수의 (본 실시형태에서는, 4개의)논리곱회로(73) 및 1개의 선택회로(74)를 나타내고 있다. 또, 실제로는, 도 9의 추출회로(72)와 도 10의 논리곱회로(73) 및 선택회로(74)는 전기적으로 접속하고 있다.
도 9의 추출회로(72)는, 결함검출부(43)로부터 결함영역 화상의 화소치가 입력되는 복수의 라인 버퍼(721) 및 소정의 행(行)방향 및 열(列)방향에 5행4열로 배열된 복수의 DFF(D flip flop) 회로(722)를 갖는다. 횡(橫)방향(행방향)으로 늘어서는 DFF 회로(722)의 각 행에 있어서 라인 버퍼(721)측의 선두(先頭)의 DFF 회로 (722)에는, 그 행번호에 따라 지연된 화소치가 라인 버퍼(721)로부터 입력된다. 즉, 결함영역 화상의 하나의 주목(注目) 화소치가 최상단의 행(제1행)의 선두의 DFF 회로(722a)에 입력될 때는, 1개 아래의 행(제2행)의 선두의 DFF 회로(722)에는 결함영역 화상에 있어서 주목 화소치보다 1라인 분만큼 선행해서 입력된 화소치가 입력되어, 최하단의 행(제5행)의 선두의 DFF 회로(722)에는 주목 화소치보다 4라인 분만큼 선행해서 입력된 화소치가 입력된다. 행방향으로 늘어서는 복수의 DFF 회로(722)의 각각에서는 라인 버퍼(721)측에 인접하는 DFF 회로(722) 또는 라인 버퍼(721)로부터 하나의 화소치가 입력되면, 다음 클록의 펄스에 따라 라인 버퍼(721)와는 반대의 하류측에(즉, 하류측에 인접하는 DFF 회로(722)가 존재하는 경우는 그 회로에), 이 화소치를 출력한다.
추출회로(72)에서는 선두의 DFF 회로(722)에 각각 입력되는 5개의 화소치(도 9 및 도 10 중에서 각각 부호 P00, P10, P20, P30, P40을 붙인다.) 및 복수의 DFF 회로(722)로부터 각각 동시에 출력되는 20개의 화소치(도 9 및 도 10 중에서 각각 부호 PO1~PO4, P11~P14, P21~P24, P31~P34, P41~P44를 붙인다.)가 추출된다. 즉, 추출회로(72)에서는 결함영역 화상 중의 5×5 화소의 범위(이하,「추출범위」라고 한다.)의 화소치군이 추출되고, 추출범위는 클록의 펄스에 따라 결함영역 화상 중을 이동(주사)한다. 또, 추출범위의 크기는 5×5 화소의 범위에는 한정되지 않고, 배열되는 DFF 회로(722)의 개수에 의해 결정된다.
추출범위의 화소치군 중, 중앙의 화소치(P22)는 도 10의 선택회로(74)에 직접 입력되고, 4개의 논리곱회로(73)의 각각은, 후술하는 바와 같이, 소정 조합의 화소치가 입력된다. 선택회로(74)에서는, 셀렉트 신호변환부(741)로부터의 신호에 따라서 화소치(P22) 및 4개의 논리곱회로(73)로부터 각각 출력되는 4개의 논리곱의 어느 하나가 선택된다.
도 8의 결함 검출장치(1a)에서 패턴의 결함이 검출될 때는, 도 1의 결함 검출장치(1)와 같이, 검사영역(62)이 설정되어 검사영역 메모리(41)의 각 셀에 값이 입력된다(도 2: 스텝 S11). 이때, 결함 검출장치(1a)에서는, 도 3에 나타내는 3개의 검사영역(62)의 각각에 다른 값(예컨대,「1」,「2」,「3」)이 관련되게 되어, 도 11에 개념적으로 나타내는 바와 같이, 각 검사영역(62)(도 11 중에서 파선으로 나타낸다.) 중의 각 화소치에 대응하는 검사영역 메모리(41) 중의 셀(411)에는, 해당 검사영역(62)에 관련되게 된 값「1」,「2」또는「3」이 입력되고, 다른 셀(411)에는 값「0」이 입력된다. 또한, 본 실시형태에서는, 각 검사영역(62)에 대해서 다른 면적의 소정의 형상(본 실시형태에서는 정사각형)을 나타내는 결함 판정조건(즉, 결함의 면적 및 형상에 관한 판정조건)이 설정된다(스텝 S12).
검사영역(62) 및 결함 판정조건이 설정되면, 제1의 실시형태와 같이 참조 기판(9)으로부터 참조 화상이 취득되고(스텝 S13), 계속해서, 촬상부(3)에 의해 피검사 화상이 취득된다(스텝 S14). 피검사 화상의 각 화소치는 결함검출부(43)로 순차 출력되고, 이 화소치에 대응하는 참조 화상의 화소치와의 차분 절대치가 구해져, 소정의 문턱치로서 2치화된다. 또한, 검사영역 메모리(41)에서도 대응하는 셀(411)의 값이 출력되어, 2치화 후의 값과 검사영역 메모리(41)로부터의 값(단, 1 이상의 값은「1」로서 취급된다.)과의 논리곱이 구해진다(즉, 2치화 후의 차분 절대치 화 상이 마스크 된다.). 이것에 의해, 결함검출부(43)에 있어서 피검사 화상 중의 결함의 영역을 나타내는 2치의 결함영역 화상이 생성되어, 복수의 검사영역(62)에 포함되는 결함이 검출된다(스텝 S15).
결함영역 화상의 각 화소치는 결함 한정회로(71)로 순차 출력되어 도 9의 라인 버퍼(721)에 입력되고, 결함영역 화상 중에서 이동하는 추출범위의 화소치군이 순차 추출된다. 화소치군은, 도 10의 논리곱회로(73) 또는 선택회로(74)로 출력되고, 선택회로(74)에 화소치(P22) 및 4개의 논리곱회로(73)의 각각의 논리곱이 입력된다.
여기에서, 각 논리곱회로(73)에 입력되는 화소치의 조합은, 검사영역(62) 마다 설정되는 결함 판정조건에 의해 결정된다. 전술과 같이, 결함 판정조건은 특정한 면적을 갖는 소정의 형상을 나타내는 것이며, 예컨대, 1×1 화소, 2×2 화소, 3×3 화소, 4×4 화소 및 5×5 화소의 면적의 정사각형의 어느 하나가, 결함 판정조건으로서 검사영역(62) 마다 설정되고, 설정된 면적의 정사각형을 포함하는 크기의 결함이 검출해야 할 것이 된다. 이 경우, 4개의 논리곱회로(73)에는 각각, 2×2 화소의 4개의 화소치 P11, P12, P21, P22, 3×3 화소의 9개의 화소치 P11~P13, P21~P23, P31~P33, 4×4 화소의 16개의 화소치 P00~PO3, PlO~P13, P20~P23, P30~P33 및 5×5 화소의 25개의 화소치 P00~PO4, P10~P14, P20~P24, P30P34, P40~P44이 입력된다. 즉, 4개의 논리곱회로(73)의 각각은, 추출범위의 화소치군 중 결함 판정조건에 대응하는 화소 배열에 포함되는 화소의 화소치가 입력된다. 그리고, 각 논리곱회로(73)에 있어서, 입력되는 모든 화소치가 결함을 나타내는 경우에 (즉, 대응하는 화소 배열이 결함의 영역에 포함되는 경우에), 논리곱「1」이 선택회로(74)로 출력되고, 다른 경우에는「0」이 출력된다. 또, 1×1 화소의 1개의 화소치(P22)는, 전술과 같이, 선택회로(74)로 직접 입력된다.
선택회로(74)에서는, 도 11에 나타내는 검사영역 메모리(41)로부터 화소치(P22)의 화소에 대응하는 셀(411)의 값이 판독되고, 셀렉트 신호변환부(741)에서 변환되어서 선택회로(74)에 입력된다. 예컨대, 화소치(P22)의 화소가 포함되는 검사영역(62)의 결함 판정조건이 3×3 화소의 정사각형을 나타내는 경우에는, 선택회로(74)에서는 셀렉트 신호변환부(741)로부터의 신호에 근거해서 9개의 화소치 P11~P13, P21~P23, P31~P33이 입력되는 논리곱회로(73a)로부터의 출력이 선택된다.즉, 선택회로(74)에서는 추출범위 중의 중앙에 위치하는 화소치(P22)의 화소가 포함되는 검사영역(62)의 결함 판정조건에 따라서, 추출회로(72)로부터 직접 입력되는 화소치(P22) 및 4개의 논리곱회로(73)로부터 각각 출력되는 4개의 논리곱의 어느 하나가 선택된다. 이것에 의해, 결함 판정조건에 따라서 한정된 결함의 영역을 나타내는 결함영역 화상이 생성되고, 이 화상의 각 화소치(즉, 선택된 각 값)는 검사영역 메모리(41)로 출력되어서 기억된다(스텝 S16). 또, 선택회로(74)에서의 선택은, 추출범위 중의 중앙의 화소치(P22) 이외의 다른 화소치의 화소가 포함되는 검사영역(62)의 결함 판정조건에 따라서 행하여져도 좋다.
컴퓨터(5)에서는, 결함영역 화상 메모리(44) 중의 소정의 영역마다 화소치가 판독되어, 라벨링 처리를 행한 후, 결함의 중심좌표 및 면적이 산출된다. 그리고, 필요에 따라서 컴퓨터(5)의 표시부에 결함 맵이 표시된다. 또, 결함 검출장치(1a) 에서 취득되는 한정 후의 결함영역 화상 중에서는, 결함의 면적이 결함 판정조건이 나타내는 정사각형의 면적이 커질수록 작아지지만, 컴퓨터(5)에서는 한정 후의 결함영역 화상이 나타내는 그대로의 결함의 면적이 구해져도 좋고, 검사영역(62)의 결함 판정조건에 맞추어 결함이 팽창된 후에 면적이 취득되어도 좋다.
이상과 같이, 도 8의 결함 검출장치(1a)의 결함 한정회로(71)에서는, 결함영역 화상 중에서 이동하는 추출범위의 화소치군이 추출되고, 추출범위 중의 소정의 화소가 포함되는 검사영역(62)의 결함 판정조건에 대응하는 화소 배열이, 결함영역 화상 중의 결함의 영역에 포함되는가 아닌가가 연산에 의해 판정된다. 이것에 의해, 결함 검출장치(1a)에서는 검사영역(62) 에 따라 다른 면적의 소정의 형상에 관한 결함 판정조건을 이용하는 것에 의해, 검사영역에 따른 결함을 고속으로 또한 효율 좋게 검출할 수 있다.
또, 검사영역(62) 마다 설정되는 결함 판정조건은, 특정한 면적의 정사각형에 관한 것 이외에, 다른 형상에 관한 것이라도 좋다(이하, 같음). 또한, 모든 실시형태의 설명 후에 구체적으로 설명하지만, 각 논리곱회로(73)에 입력되는 화소치의 화소 배열은, 면적을 서로 변경한 소정의 형상을 나타내는 것 이외로, 서로 다른 여러가지 형상을 나타내는 것이라도 좋고, 결함 판정조건에 맞추어 여러가지로 변경 가능하다. 따라서, 결함영역 화상 중을 추출범위가 주사하는 것은, 결함 판정조건에 맞추어 변경 가능한 화소 배열이 주사하고 있는 것으로 파악할 수 있다. 물론, 결함 한정회로의 설계에 따라서는, 결함영역 화상에 있어서 실제로 결함 판정조건에 맞추어 변경되는 화소 배열을 주사시켜, 결함영역 화상 중의 결함이 한정되 어도 좋다.
또한, 검사영역 메모리(41)로부터의 값이「O」인 경우에는, 선택회로(74)가 항상「O」을 출력하도록 설계하는 것에 의해, 결함검출부(43)에서의 2치화 후의 차분 절대치 화상을 마스크 하는 처리가 생략되어도 좋다.
도 12는 본 발명의 제3의 실시형태에 관한 결함 검출장치(1b)의 구성을 나타내는 도면이다. 도 12의 결함 검출장치(1b)는, 도 1의 결함 검출장치(1)와 비교하여, 결함검출부(43)와 결함영역 화상 메모리(44)와의 사이에 필터 회로(75) 및 2치화 회로(76)가 설치되는 동시에, 도 8의 결함 검출장치(1a)와 같이, 검사영역 메모리(41)가 다치의 비트 맵의 데이터를 기억하는 점에서 상이하다. 다른 구성은 도 1의 결함 검출장치(1)와 같아서, 동일한 부호를 붙이고 있다.
도 12의 결함 검출장치(1b)가 패턴의 결함을 검출할 때는, 제2의 실시형태 와 같이, 조작자에 의해 검사영역(62)이 설정되고(도 2: 스텝 S11), 각 검사영역(62)에 포함되는 화소에 대응하는 검사영역 메모리(41) 중의 셀(411)에, 해당 검사영역(62)에 관련되게 된 값이 입력되며, 다른 셀(411)에는 값「O」이 입력된다(도 11 참조). 또한, 검사영역(62) 마다 특정한 면적의 소정의 형상에 관한 결함 판정조건이 설정된다(스텝 S12).
계속해서, 참조 화상이 취득되어 참조 화상 메모리(42)에 기억되고(스텝 S13), 그 후, 피검사 화상이 취득되어 피검사 화상의 각 화소치가 결함검출부(43)로 순차 출력된다(스텝 S14). 결함검출부(43)에서는, 피검사 화상의 각 화소치와 참조 화상의 대응하는 화소치와의 차분 절대치가 산출되는 동시에, 검사영역 메모 리(41)에서도 대응하는 셀(411)의 값이 출력된다. 그리고, 검사영역 메모리(41)로부터의 값이「0」인 경우에는 차분 절대치는「0」이 되고, 다른 값인 경우에는 차분 절대치는 그대로 되며(즉, 차분 절대치 화상이 마스크 되며), 복수의 검사영역(62)에 포함되는 결함을 나타내는 다계조의 결함화상이 생성된다(스텝 S15). 필터 회로(75)에는 결함화상의 각 화소치가 순차 입력되어, 결함화상에 공간 필터링 처리가 실시된다.
여기에서, 필터 회로(75)에 대해서 설명을 행한다. 도 13은 필터 회로(75)에서 이용되는 필터(751)를 나타내는 도면이다. 필터(751) 중의 각 요소의 요소치(중량 계수)(W)는, 컴퓨터(5)로부터의 입력에 의해 변경 가능하게 된다. 필터 회로(75)에 있어서, 처리 대상의 화상 중 하나의 주목 화소에 대해서 처리를 실시할 때는, 이 주목 화소에 필터(751)의 중앙의 요소를 맞추도록 해서 처리 대상의 화상에 필터(751)를 포개고, 수식1의 연산을 행하는 것에 의해 주목 화소의 화소치 Io , 0이 새로운 화소치 Out로 변환된다. 또, 수식1 중의 요소치 Wi , j 및 화소치 Ii, j의 각각에서의 i는 중앙의 요소인 주목 화소에 대한 열방향의 위치를 나타내고, j는 행방향의 위치를 나타내며, i 및 j는 함께 -2~2의 정수가 된다.
[수식1]
Figure 112005052436188-pat00001
수식1에 나타내는 바와 같이, 필터 회로(75)는 적화(積和)형 필터가 된다. 필터(751)에 있어서 중앙의 요소의 요소치 W0 , 0을「1」로 하고, 다른 요소의 요소치를「O」으로 한 경우에는, 필터 회로(75)에서는 처리 대상의 화상을 그대로 출력하게 된다. 또한, 중앙의 3×3의 요소의 요소치를「1」로 하고 다른 요소의 요소치를 「0」으로 한 경우에는, 커널 사이즈가 3×3 화소의 이동 평균 필터가 되고, 5×5의 모든 요소의 요소치를「1」로 한 경우에는 커널 사이즈가 5×5 화소의 이동 평균 필터가 구성된다. 이러한 이동 평균 필터는, 일반적으로는 평활화 필터로서 이용되고, 커널 사이즈 이하의 노이즈나 결함의 화소치의 특징을 저감시키는 것이 가능해진다.
필터 회로(75)에는, 결함화상 중의 각 화소에 대해서 검사영역 메모리(41)에서 대응하는 셀(411)의 값이 입력되고, 이 값으로부터 특정되는 검사영역(62)에 설정된 결함 판정조건에 맞추어 필터(751)의 각 요소치가 컴퓨터(5)에 의해 변경되며 (단, 결함 판정조건에 맞춘 필터(751)의 요소치의 배열은 미리 결정되어 있다.), 이 화소에 대한 새로운 화소치가 취득된다.
예컨대, 결함 판정조건이 3×3 화소의 정사각형을 나타내는 경우에는, 필터(751)의 중앙의 3×3의 요소의 요소치를「1」로 하고 다른 요소의 요소치를「0」으로 하여 수식1에 나타내는 연산을 행해 새로운 화소치가 취득되고, 결함 판정조건이 4×4 화소의 정사각형을 나타내는 경우에는, 필터(751)의 중앙의 요소를 대략 중심으로 하는 4×4의 요소(즉, 4×4의 요소배열의 안쪽의 2×2의 요소배열에 중앙 의 요소가 포함된다.)의 요소치를「1」로 하고 다른 요소의 요소치를「0」으로 해서 새로운 화소치가 취득된다. 이러한 필터 회로(75)의 처리에 의해, 결함화상의 각 화소를 대략 중심으로 하여, 각 화소가 속하는 검사영역의 결함 판정조건에 따른 필터가 결함화상에 작용되어, 결함화상에 있어서 결함 판정조건이 나타내는 면적의 정사각형보다 작다(정확하게는, 이 정사각형을 포함할 수 없는 크기의) 결함에 대해서는, 이 결함의 영역에 포함되는 화소의 화소치가 전체적으로 작아진다.
또, 필터(751)에 있어서의 요소치의 분포를 2차원 가우스 분포라고 하면, 필터 회로(75)를 소위 가우시안 필터로서 이용하는 것도 가능하다. 또한, 필터 회로(75)는 적화형 필터에 한정되지 않고, 결함화상의 각 화소를 대략 중심으로 하여, 각 화소가 속하는 검사영역(62)의 결함 판정조건에 따른 필터를 결함화상에 작용시키는 것이 가능하다면, 다른 종류의 필터이라도 좋다.
필터를 작용시킨 후의 결함화상의 각 화소치는, 2치화 회로(76)로 순차 출력되어서 소정의 문턱치(검사영역(62) 마다 변경되어도 좋다.)와 비교되어, 예컨대, 화소치가 문턱치보다 큰 경우에는 값「1」이 출력되고, 화소치가 문턱치보다 작은 경우에는 값「0」이 출력된다. 즉, 2치화 회로(76)에 의해 필터를 작용시킨 후의 결함화상이 2치화된다. 이때, 대응하는 결함 판정조건이 나타내는 면적의 정사각형보다 작은 결함에서는, 전술과 같이 화소치가 전체적으로 작아지기 때문에, 값「1」이 출력된다(즉, 검출해야 할 결함으로서 선택된다) 가능성이 낮아진다. 이것에 의해, 검사영역(62)의 결함 판정조건에 따라 한정된 결함의 영역을 나타내는 결함영역 화상이 생성되어, 결함영역 화상 메모리(44)에서 기억된다(스텝 S16). 컴퓨터 (5)에서는, 결함영역 화상 메모리(44)에서 화소치가 판독되어 한정된 결함의 중심좌표 및 면적이 산출되어, 필요에 따라서 컴퓨터(5)의 표시부에 결함 맵이 표시된다.
이상과 같이, 도 12의 결함 검출장치(1b)에서는, 결함을 나타내는 다계조의 결함화상의 각 화소에 대해서, 필터 회로(75)에 의해, 이 화소가 속하는 검사영역(62)의 결함 판정조건에 따른 필터를 이용해서 새로운 화소치가 구해지고, 2치화 회로(76)가 새로운 화소치를 소정의 문턱치로서 2치화하는 것에 의해, 검사영역(62) 마다 설정되는 결함 판정조건에 근거해서 결함화상의 결함이 실질적으로 한정된다. 즉, 필터 회로(75) 및 2치화 회로(76)가 결함한정부로서의 역활을 달성하고 있다. 이것에 의해, 결함 검출장치(1b)에서는, 간단한 구성으로 검사영역에 따른 결함을 효율 좋게 검출할 수 있다.
또, 검사영역 메모리(41)로부터의 값이「0」인 경우에는, 필터 회로(75)가 항상「0」을 출력하도록 설계하는 것에 의해, 결함검출부(43)에서의 차분 절대치 화상을 마스크 하는 처리가 생략되어도 좋다.
도 14는 본 발명의 제4의 실시형태에 관한 결함 검출장치(1c)의 구성을 나타내는 도면이다. 도 14의 결함 검출장치(1c)는, 도 1의 결함 검출장치(1)와 비교하여, 촬상부(3)로부터의 화상이 필터 회로(75)를 통해서 결함검출부(43) 또는 참조 화상 메모리(42)로 출력되는 동시에, 도 8 및 도 12의 결함 검출장치(1a, 1b)와 같이, 검사영역 메모리(41)가 다치의 비트 맵의 데이터를 기억하는 점에서 상이하다.
도 14의 결함 검출장치(1c)에서 패턴의 결함을 검출할 때는, 제2 및 제3의 실시형태와 같이, 검사영역(62)이 설정되어 검사영역(62) 마다 결함의 소정의 형상 (예컨대, 정사각형)의 면적에 관한 결함 판정조건이 결정되고(도 2: 스텝 S11, S12), 촬상부(3)에서 참조 화상이 취득된다(스텝 S13). 이때, 결함 검출장치(1c)에서는, 필터 회로(75)에 의해 제3의 실시형태에서의 것과 같은 필터가 참조 화상에 대해서 작용된다. 즉, 참조 화상의 각 화소를 대략 중심으로 하여, 각 화소가 속하는 검사영역(62)의 결함 판정조건에 따라서 각 요소치가 변경된 필터를 이용해서 참조 화상에 필터 처리가 실시되고, 처리 후의 참조 화상의 각 화소치가 참조 화상 메모리(42)에 출력되어 기억된다. 또, 필터 회로(75)에서는, 검사영역(62)에 포함되지 않는 화소에 대해서는, 처리가 실시되지 않아도 좋다.
계속해서 취득되는 피검사 화상에 대해서도, 필터 회로(75)에 의해 피검사 화상의 각 화소를 대략 중심으로 해서 각 화소가 속하는 검사영역(62)의 결함 판정조건에 따른 필터가 피검사 화상에 작용되어, 처리 후의 피검사 화상의 각 화소치가 결함검출부(43)로 순차 출력된다(스텝 S14). 이때, 필터 회로(75)에 의한 처리에 의해, 피검사 화상 중의 결함이, 이것이 속하는 검사영역(62)의 결함 판정조건이 나타내는 면적의 정사각형보다도 작은(즉, 결함이 이 정사각형을 포함할 수 없는 크기이다) 경우에는, 이 결함의 영역에 포함되는 화소의 화소치는 참조 화상의 대응하는 화소치에 가깝게 된다.
결함검출부(43)에서는, 필터를 작용시킨 후의 피검사 화상의 각 화소치와, 동일하게 필터를 작용시킨 후의 참조 화상의 대응하는 화소치와의 차분 절대치가 산출되어, 소정의 문턱치와 비교되어서 2치화된다. 또한, 검사영역 메모리(41)에서 대응하는 셀의 값이 출력되고(도 11 참조), 이 값(단, 1 이상의 값은 「1」로서 취급된다.)과 2치화 후의 값과의 논리곱이 더 산출된다. 이것에 의해, 복수의 검사영역(62)에 포함되는 결함의 영역을 나타내는 2치의 결함영역 화상이 생성되어, 결함검출부(43)에서 결함(의 영역)이 검출된다(스텝 S15).
이때, 피검사 화상 및 참조 화상의 각각에, 각 화소가 속하는 검사영역(62)의 결함 판정조건에 맞춘 필터가 작용되고 있으므로, 전술과 같이 , 결함 판정조건이 나타내는 면적의 정사각형보다 결함이 작은 경우에는, 결함의 영역에서의 피검사 화상과 참조 화상과의 화소치의 차이가 작아져, 결함으로서 검출되기 어려워진다. 따라서, 결함검출부(43)에서 검출되는 결함은, 그 결함이 포함되는 검사영역(62)의 결함 판정조건에 근거한 필터 회로(75)의 처리에 의해 실질적으로 한정된 것이라고 할 수 있고, 결함의 검출과 동시에 결함이 한정되는 것이 된다(스텝 S16). 한정된 결함의 영역을 나타내는 결함영역 화상의 각 화소치는 결함영역 화상 메모리(44)로 출력되어 기억되고, 컴퓨터(5)에서 결함의 소정의 정보가 취득된다.
이상과 같이, 도 14의 결함 검출장치(1c)에서는, 촬상부(3)로부터 출력되는 피검사 화상 및 참조 화상에 대해서, 각 화소를 대략 중심으로 해서 각 화소가 속하는 검사영역(62)의 결함 판정조건에 따른 필터를 작용하는 필터 회로(75)가 설치되고, 필터를 작용시킨 후의 피검사 화상 및 참조 화상으로부터, 결함검출부(43)에 의해 복수의 검사영역(62)에 포함된다고 해도 대응하는 결함 판정조건에 맞추어 한정된 결함이 검출된다. 이것에 의해, 결함 검출장치(1b)에서는, 간단한 구성으로 검사영역에 따른 결함을 효율 좋게 검출할 수 있다.
이상의 제2 내지 제4의 실시형태의 설명에서는, 결함 판정조건으로서 특정한 면적의 소정의 형상이 검사 영역마다 설정되는 것이라고 했지만, 결함 검출장치에서는, 여러가지 형상이 결함 판정조건으로서 검사 영역마다 설정되어도 좋다.
예컨대, 하나의 검사영역 및 다른 검사영역에 있어서, 각각 종(縱)방향에 가늘고 긴 형상 및 횡(橫)방향에 가늘고 긴 형상(이하, 각각「종장(縱長) 형상」 및 「횡장(橫長) 형상」이라 한다.)을 포함하는 결함을 검출하는 경우에는, 도 8의 결함 검출장치(1a)에서는, 하나의 논리곱회로에 화소치 PO2, P12, P22, P32, P42가 입력되고, 다른 논리곱회로에 화소치 P20, P21, P22, P23, P24가 입력되어(도 9 참조), 선택회로에 의해 검사 영역마다 어느 쪽인가의 논리곱회로로부터의 출력이 선택되는 것에 의해, 종장 형상 또는 횡장 형상을 포함하는 결함을 검출할 수 있다. 또한, 도 12 또는 도 14의 결함 검출장치(1b, 1c)에서는, 하나의 검사영역에 대해서는 필터(751)의 요소치 W0 , 2, W0 , -1, W0 , 0, W0 , 1, W0 , 2를「1」, 다른 요소치를「0」으로 하고, 다른 검사영역에 대해서는 필터(751)의 요소치 W-2, 0, W-1, 0, W0 , 0, W1 , 0, W2, 0을「1」, 다른 요소치를「0」으로 하는 것에 의해, 종장 형상 또는 횡장 형상을 포함하는 결함을 검출할 수 있다. 물론, 결함의 형상에 관한 결함 판정조건은, 종장 형상이나 횡장 형상 이외에, 예컨대, L형 형상 등, 여러가지 형상으로 할 수 있다.
또한, 하드웨어 리소스의 허용 범위 내에 있어서, 결함 검출장치(1a)의 추출회로(72)의 DFF 회로(722)를 늘리거나, 결함 검출장치(1b, 1c)의 필터 회로(75)의 필터(751)의 크기를 변경하는 것에 의해, 결함의 면적 또는 형상에 관한 결함 판정조건을 다양하게 변경할 수 있다.
한편으로, 도 1의 결함 검출장치(1)에서는, 소정의 형상에 한정되지 않는 면적에 관한 결함 판정조건(면적 문턱치)을 검사 영역마다 설정하는 것이 가능하지만, 결함 검출장치(1)에서도 여러가지 형상이 결함 판정조건으로서 검사 영역마다 설정되어도 좋다. 예컨대, 컴퓨터(5)에 있어서 라벨링 후의 결함의 외접 직사각형이 구해지고, 이 외접 직사각형의 종방향 및 횡방향의 길이의 비(比)에 따라 검사 영역마다 종장 형상 또는 횡장 형상의 결함을 검출할 수 있다. 즉, 도 1의 결함 검출장치(1)에서는 결함의 면적 또는(/및) 형상에 근거하면서 검사영역에 따른 조건으로 결함을 고도로 검출할 수 있다.
이상과 같이, 도 1의 결함 검출장치(1) 및 도 8, 도 12 및 도 14의 결함 검출장치(1a~1c)에서는, 검사영역에 따라 다른 결함의 면적 또는 형상에 관한 결함 판정조건을 이용하여, 결함을 효율 좋게 검출할 수 있다.
또한, 결함 검출장치에서는, 검사영역 및 결함 판정조건을 자동적으로 설정하는 결함 판정조건 설정부가 설치되어도 좋다. 결함 판정조건 설정부에서는 피검사 화상 또는 참조 화상에 있어서, 적당한 영역마다 에지 추출을 행해 에지의 밀도를 구하는 것에 의해(또는, 공간 주파수를 구하는 것에 의해), 에지의 밀도가 높은(또는, 주파수가 높은) 영역에는 결함 판정조건의 면적이 작게 설정되고, 에지의 밀도가 낮은(또는, 주파수가 낮은) 영역에는 결함 판정조건의 면적이 크게 설정된다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명해 왔지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 여러가지 변형이 가능하다.
상기 실시형태에서는, 결함검출부(43)에 있어서, 피검사 화상과 참조 화상과의 서로 대응하는 화소치를 비교하는 것에 의해 결함이 용이하게 검출되지만, 기판(9) 상의 패턴에 따라서는, 예컨대, 피검사 화상을 2치화하고, 2치의 피검사 화상의 패턴에 팽창 처리를 실시한 후, 수축 처리를 실시해서 얻어진 화상과, 2치의 피검사 화상의 패턴에 수축 처리를 실시한 후, 팽창 처리를 실시해서 얻어진 화상과의 배타적 논리합의 화상을 구하는 것에 의해, 참조 화상을 이용하지 않고 피검사 화상 중의 결함의 영역이 검출되어도 좋다.
한정된 결함의 검출을 고속으로 행할 필요가 없는 경우에는, 컴퓨터(5)에 의해 상기 제3 및 제4의 실시형태에서의 필터 회로(75)(및, 2치화 회로(76))와 같은 기능이 실현되어도 좋고, 제2의 실시형태에서의 결함 한정회로(71)에 의한 처리를 2치 화상에 대한 필터 처리로 파악하여, 컴퓨터(5)에 의해 실현시키는 것도 가능하다. 물론, 컴퓨터(5)의 처리에 의해, 복수의 검사영역(62)에 포함되는 결함이 검출되어도 좋다.
상기 실시형태에서는, 반도체 기판 상에 형성된 패턴에 대해서 결함검출이 행하여지지만, 결함 검출장치는, 예컨대 프린트 배선 기판 혹은 플랫 패널(flat panel) 디스플레이 제조용의 유리 기판 등에 형성된 패턴의 결함의 검출에도 이용 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 필터를 이용하는 것에 의해 간단한 구성으로 검사영역에 따른 결함을 검출할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 간단한 구성으로 검사영역에 따른 결함을 고속으로 검출할 수 있다.

Claims (12)

  1. 기판 상에 형성된 패턴의 결함을 검출하는 결함 검출장치로서,
    기판을 촬상해서 다계조(多階調)의 피검사 화상을 취득하는 촬상부와,
    상기 피검사 화상에 있어서, 미리 설정된 복수의 검사영역에 포함되는 결함을 검출하는 결함검출부와,
    결함의 면적 또는 형상에 관해서 검사 영역마다 설정되는 결함 판정조건(a defect detection condition)에 근거하여, 상기 결함검출부에서 검출되는 결함을 한정하는 결함한정부를 구비하고,
    상기 결함검출부가, 상기 피검사 화상으로부터 결함을 나타내는 다계조의 결함화상을 생성하며,
    상기 결함한정부는,
    상기 결함화상의 각 화소를 중심으로 하여, 상기 각 화소가 속하는 검사영역의 결함 판정조건에 따른 필터를 상기 결함화상에 작용시키는 필터 회로(filter circuit)와, 상기 필터를 작용시킨 후의 상기 결함화상을 2치화(値化)하는 것에 의해, 한정된 결함의 영역을 나타내는 결함영역 화상을 생성하는 2치화 회로를 구비하는 결함 검출장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 결함검출부가, 상기 피검사 화상과 참조 화상을 비교하는 것에 의해 결함을 검출하는 것을 특징으로 하는 결함 검출장치.
  3. 기판 상에 형성된 패턴의 결함을 검출하는 결함 검출장치로서,
    기판을 촬상해서 다계조의 피검사 화상을 취득하는 촬상부와,
    상기 피검사 화상에 필터를 작용시키는 필터 회로와,
    상기 필터를 작용시킨 후의 상기 피검사 화상에 근거해서 결함을 검출하는 결함검출부를 구비하고,
    상기 피검사 화상에 있어서, 상기 결함검출부가 결함을 검출하는 복수의 검사영역 및 검사 영역마다의 결함의 면적 또는 형상에 관한 결함 판정조건이 미리 설정되어 있으며,
    상기 필터 회로가, 상기 피검사 화상의 각 화소를 중심으로 하여, 상기 각 화소가 속하는 검사영역의 결함 판정조건에 따른 필터를 상기 피검사 화상에 작용시키는 결함 검출장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 필터 회로가, 참조 화상의 각 화소를 중심으로 하여, 상기 각 화소가 속하는 검사영역의 결함 판정조건에 따른 필터를 상기 참조 화상에 작용시키며,
    상기 결함검출부가, 상기 필터를 작용시킨 후의 상기 피검사 화상과 상기 필터를 작용시킨 후의 상기 참조 화상을 비교하는 것에 의해 결함을 검출하는 결함 검출장치.
  5. 기판 상에 형성된 패턴의 결함을 검출하는 결함 검출장치로서,
    기판을 촬상해서 다계조의 피검사 화상을 취득하는 촬상부와,
    피검사 화상에 있어서, 미리 설정된 복수의 검사영역에 포함되는 결함을 검출하는 결함검출부와,
    결함의 면적 또는 형상에 관해서 검사 영역마다 설정되는 결함 판정조건에 근거하여, 상기 결함검출부에서 검출되는 결함을 한정하는 결함한정부를 구비하고,
    상기 결함검출부가, 상기 피검사 화상 중의 결함의 영역을 나타내는 2치의 결함영역 화상을 생성하며,
    상기 결함한정부가, 상기 결함영역 화상에 있어서 결함 판정조건에 맞추어 변경 가능한 화소 배열을 주사하면서, 상기 화소 배열이 상기 결함의 영역에 포함되는가 아닌가를 판정하는 연산회로이고,
    상기 연산회로가,
    상기 결함영역 화상 중에서 이동하는 소정의 추출범위의 화소치군(畵素値群)을 추출하는 추출회로와,
    각각이, 상기 화소치군 중 결함 판정조건에 대응하는 화소 배열에 포함되는 화소치의 논리곱을 출력하는 복수의 논리곱회로와,
    상기 추출범위 중의 소정의 화소가 포함되는 검사영역의 결함 판정조건에 따 라서, 상기 복수의 논리곱회로로부터 각각 출력되는 복수의 논리곱의 어느 하나를 선택하는 선택회로를 구비하는 결함 검출장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 결함검출부가, 상기 피검사 화상과 참조 화상을 비교하는 것에 의해 결함을 검출하는 것을 특징으로 하는 결함 검출장치.
  7. 기판 상에 형성된 패턴의 결함을 검출하는 결함 검출방법으로서,
    a) 기판을 촬상해서 다계조의 피검사 화상을 취득하는 공정과,
    b) 상기 피검사 화상에 있어서, 미리 설정된 복수의 검사영역에 포함되는 결함을 검출하는 공정과,
    c) 결함의 면적 또는 형상에 관해서 검사 영역마다 설정되는 결함 판정조건에 근거하여, 상기 결함을 검출하는 공정에서 검출되는 결함을 한정하는 공정을 구비하고,
    상기 b) 공정에 있어서, 상기 피검사 화상으로부터 결함을 나타내는 다계조의 결함화상이 생성되며,
    상기 c) 공정에 있어서, 상기 결함화상의 각 화소를 중심으로 하여, 상기 각 화소가 속하는 검사영역의 결함 판정조건에 따른 필터가 상기 결함화상에 작용하여, 상기 필터를 작용시킨 후의 상기 결함화상을 2치화하는 것에 의해, 한정된 결함의 영역을 나타내는 결함영역 화상이 생성되는 결함 검출방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 b) 공정에 있어서, 상기 피검사 화상과 참조 화상을 비교하는 것에 의해 결함이 검출되는 것을 특징으로 하는 결함 검출방법.
  9. 기판 상에 형성된 패턴의 결함을 검출하는 결함 검출방법으로서,
    a) 기판을 촬상해서 다계조의 피검사 화상을 취득하는 동시에 상기 피검사 화상에 필터를 작용시키는 공정과,
    b) 상기 필터를 작용시킨 후의 상기 피검사 화상에 근거해서 결함을 검출하는 공정을 구비하고,
    상기 피검사 화상에 있어서, 결함이 검출되는 복수의 검사영역 및 검사 영역마다의 결함의 면적 또는 형상에 관한 결함 판정조건이 미리 설정되어 있으며,
    상기 a) 공정에 있어서, 상기 피검사 화상의 각 화소를 중심으로 하여, 상기 각 화소가 속하는 검사영역의 결함 판정조건에 따른 필터가 상기 피검사 화상에 작용하는 결함 검출방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    c) 참조 화상의 각 화소를 중심으로 하여, 상기 각 화소가 속하는 검사영역의 결함 판정조건에 따른 필터를 상기 참조 화상에 작용시키는 공정을 더 구비하고,
    상기 b) 공정에 있어서, 상기 필터를 작용시킨 후의 상기 피검사 화상과 상기 필터를 작용시킨 후의 상기 참조 화상을 비교하는 것에 의해 결함이 검출되는 것을 특징으로 하는 결함 검출방법.
  11. 기판 상에 형성된 패턴의 결함을 검출하는 결함 검출방법으로서,
    a) 기판을 촬상해서 다계조의 피검사 화상을 취득하는 공정과,
    b) 상기 피검사 화상에 있어서, 미리 설정된 복수의 검사영역에 포함되는 결함을 검출하는 공정과,
    c) 결함의 면적 또는 형상에 관해서 검사 영역마다 설정되는 결함 판정조건에 근거하여, 상기 b) 공정에서 검출되는 결함을 한정하는 공정을 구비하고,
    상기 b) 공정에 있어서, 상기 피검사 화상 중의 결함의 영역을 나타내는 2치의 결함영역 화상이 생성되며,
    상기 c) 공정에 있어서, 상기 결함영역 화상에 있어서 결함 판정조건에 맞추어 변경 가능한 화소 배열을 주사하면서 상기 화소 배열이 상기 결함의 영역에 포함되는가 아닌가가 판정되고, 이때, 상기 결함영역 화상 중에서 이동하는 소정의 추출범위의 화소치군이 순차 추출되며, 상기 화소치군 중 복수의 결함 판정조건의 각각에 대응하는 화소 배열에 포함되는 화소치의 논리곱이 취득되고, 상기 추출범위 중의 소정의 화소가 포함되는 검사영역의 결함 판정조건에 따라서, 상기 복수의 결함 판정조건에 대응하는 복수의 논리곱의 어느 하나가 선택되는 결함 검출방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 b) 공정에 있어서, 상기 피검사 화상과 참조 화상을 비교하는 것에 의해 결함이 검출되는 것을 특징으로 하는 결함 검출방법.
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