JP2014032100A - パターン検査装置およびパターン検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パターン検査装置の設計データ比較方式において、センサ画像に対応する基準パターンの抽出・供給を、センサ画像の取得速度と同等以上の速度で動的に実施することができ、これを用いて露光フィールド全体のパターン検査を短時間で完了できるようにする。
【解決手段】被検査対象の検査画像を基準パターンと比較することで欠陥検査を行うパターン検査装置であって、被検査対象を少なくとも一方向に連続移動可能なステージに搭載して、任意の大きさの単位検査領域ごとに、被検査対象のセンサ画像を取得し、 基準パターンと被検査対象の画像データとのパターン比較処理を行って、被検査対象の欠陥を検出する。このとき基準パターンに含まれる図形データと単位検査領域との重なりを判定し、重なっていると判定された図形データを画像処理部に供給する。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体デバイスとそのマスク(レチクル)の回路パターンを検査する方法及び装置に係り、特に設計データに基づいて生成される回路パターンを検査する技術に関する。

一般的なパターン検査装置は、被検査対象の画像を撮像装置によって取得し、その画像と、何らかの方法によって発生させたパターンに関する情報であって、被検査対象が期待通りにパターン形成がされているかどうかを判定するための比較対象となる情報とを、画像処理装置によって比較処理することにより、幾何学的な差異を欠陥箇所として検出することを行っている。

パターン検査の方式は、前記の比較対象となる情報をどのように発生させるかに応じて、ダイ比較方式とセル比較方式と設計データ比較方式が広く知られている。ダイ比較方式とは、一つのウェーハ上にダイ単位で同一パターンが複数個形成されたウェーハについて、被検査対象となったダイの取得画像を、そのダイの近傍に存在する別のダイを撮像した画像を比較対象にして検査をする方式である。セル比較方式とは、一つのダイ内で、メモリマット部などセル単位で同じパターンが繰り返して形成されているダイについて、被検査対象となったセルの取得画像を、そのセルの近傍に存在する別のセルを撮像した画像を比較対象にして検査をする方式である。設計データ比較方式とは、ダイ単位・セル単位でパターンの繰り返しが存在するかどうかに関らず、被検査対象の任意の検査領域の取得画像を、被検査対象のパターン形成の設計データに基づいて生成したパターンに関する情報(以下、基準パターンと称す)を比較対象にして検査をする方式である。

特に、近年微細化の加速が著しい半導体デバイスにおいては、設計データを基にＯＰＣ（Optical Proximity Correction）処理を施したマスク（レチクル）を用いて回路パターンを形成する方式が主流となっている。そのため、製造プロセスに入る前の初期段階においてＯＰＣ処理やマスク等の設計上の不備を見つけることが重要となっており、露光後のパターンが意図した設計通りに出来上がっているか検証するために、露光の１ショット全面分の領域を設計データ比較方式で検査する技術が求められている。

設計データ比較を利用した欠陥検査装置の例は、特許文献１に記載されている。ここに記載されている設計データ比較検査装置は、設計データに基づいて発生させた基準パターンを用いて、基準パターンと検査画像のエッジ同士を比較して欠陥部分の抽出を行うものである。１回の検査で取得される画像サイズは、例えば１０２４×１０２４画素など指定されている。検査画像に対応する基準パターンは、レシピと称する検査条件を記述したデータベースに予め登録しておく。データベース上の基準パターンを逐次参照しながら検査を繰り返すことで、露光フィールド全面分の設計データ比較検査を実施することができる。

特開２００１−３３８３０４号公報（ＵＳ６８６８１７５） 特開２００４−７７３９０号公報（ＵＳ２００４／０１０５５７８）

しかしながら、基準パターンをレシピに予め登録しておく手法では、検査画像の画像サイズや画素サイズの変更、検査開始位置や終了位置の変更などが起こる度に基準パターンの作り直しが発生するという課題がある。また、検査のバリエーションに応じて、いくつもの基準パターンを予め用意しておく必要があることから、基準パターンを管理・格納しておくためのハードウェアも大容量のものが要求されてくる。

このような問題を解決する手法としては、基準パターンをレシピ情報として予め用意しておくのではなく、取得される検査画像に応じて、基準パターンを動的に生成させることが考えられる。

特許文献２には、被検査対象をストライプ状に区切って撮像し、その都度ストライプに対応する基準パターンを生成して検査に用いる方式が説明されている。しかしながら、「基準パターンを生成させるまでに時間がかかる場合は、設計データ比較を撮像装置(センサ)によって得られる検査画像の取り込みとは同期せずに行う」という記述にあるように、この方式では、基準パターンの生成時間が律速となって、検査時間が長大化してしまうという問題があった。

本発明は、設計データに準ずるデータである基準パターンの発生を、検査装置の画像取得に合わせて動的に実行し、画像取得と同等以上のスループットで高速処理することを可能とし、これを利用して、高速な設計データ比較検査を行うことができるパターン検査装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、被検査対象物の検査画像を、前記被検査対象物の設計データに基づいて生成されたデータである基準パターンと比較処理をすることで欠陥検査を行うパターン検査装置であって、データ加工処理がされた前記基準パターンを格納する記憶部と、前記被検査対象物を少なくとも一方向に連続移動可能なステージに搭載して、任意の大きさの単位検査領域ごとに、前記被検査対象物の画像データを取得する撮像部と、前記基準パターンと前記被検査対象物の画像データとの比較処理を行って、被検査対象の欠陥を検出する画像処理部と、前記記憶部から、前記画像処理部へ前記基準パターンを転送する供給部と、前記撮像部から、前記画像処理部へ前記被検査対象物の画像データを入力する入力部と、 を備え、前記供給部は、前記基準パターンに含まれる各図形データについて前記単位検査領域との重なりを判定し、前記単位検査領域に重なっていると判定された図形データを選別して前記画像処理部に転送するパターン切り出し部を有することを特徴とする。

本発明によれば、高速な設計データ比較検査を行うことができるパターン検査装置を提供することができる。

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

設計データ比較欠陥検査装置の構成図の例である。 被検査対象の画像取得の例である。 全体処理フロー図の例である。 設計データ供給部の処理内容を示した概念図の例である。 切り出し処理における図形選別判定を示した概念図の例である。 切り出し処理における、基準パターンのメモリ格納の様子を示したデータ構造概念図の例である。 基準パターンのメッシュ分割を示した概念図の例である。 基準パターンのメッシュ分割における境界線上の処理内容を示した概念図の例である。 図６で示したデータ構造について、メッシュのインデックス情報と図形IDを追加付与したデータ構造概念図の例である。 外接矩形情報を利用した切り出し処理の概念図の例である。 図６で示したデータ構造について、外接矩形情報を追加付与したデータ構造概念図の例である。 図６で示したデータ構造について、メッシュのインデックス情報と図形ID、外接矩形情報を追加付与したデータ構造概念図の例である。

以下、図面を参照し、本発明の実施例について詳細に説明する。

以下、パターン検査装置の一例として走査型電子顕微鏡を用いた例を説明するが、これは本発明の単なる一例であって、本発明は以下説明する実施の形態に限定されるものではない。本発明においてパターン検査装置とは荷電粒子線を用いて試料の画像を撮像してその画像を用いて試料を検査する装置を広く含むものとする。パターン検査装置の一例として、走査型電子顕微鏡を用いた検査装置、レビュー装置、パターン計測装置が挙げられる。また、光学式顕微鏡を用いたパターン検査装置でもよいことは明らかである。

本明細書において、「欠陥」とはパターンの欠陥に限らず、異物やパターン寸法異常、構造不良等を広く含むものとする。

本実施例では、露光フィールド全体の基準パターンから、取得されたセンサ画像に該当する基準パターンの切り出し処理を高速に行い、これを利用して露光フィールド全体の設計データ比較検査を短時間で完了することができる設計データ比較欠陥検査装置の例を説明する。
図１は、本実施例の設計データ比較欠陥検査装置の構成図の例である。
設計データ比較欠陥検査装置は、基準パターン格納部１０１と、基準パターン供給部１０４と、画像取得部１０５と、画像入力部１１１と、画像処理部１１２と、結果出力部１１６と、表示用端末１１７を有する。 基準パターン格納部１０１は、基準パターン加工部１０２と基準パターン保存磁気ディスク１０３を備えるものである。画像取得部１０５は、センサ１０７およびＡ／Ｄ変換器１０６から構成される検出系とサンプルステージ１０８を備えるものである。画像処理部１１２は、基準パターンとセンサ画像のデータを受けるメモリ１１４とパターン比較部１１５から構成されるプロセッサ１１３を複数枚有するものである。

基準パターン格納部１０１は、比較処理に用いる基準パターンの保存または管理を行う。 基準パターン保存磁気ディスク１０３には、パターン比較処理に用いる基準パターンの電子ファイルを保存する。基準パターン加工部１０２は、パターン変形処理やデータ管理に必要なインデックス情報の付帯など、情報の加工を必要に応じて基準パターン保存磁気ディスク１０３に保存されている基準パターンに対して施す。

ここで述べる基準パターンとは、露光フィールドに転写されたパターンの設計データ（ＣＡＤデータ）に基づいて発生させたパターンであって、転写パターンが露光変形することを見越してパターンの角部を丸める変形補正したパターン、またはパターン幅を膨張・収縮させるなどの変形補正したパターンでも良いし、露光シミュレーションの出力データで得られた光強度分布に基づいて、この分布の外形曲線のパターンであっても良い。いずれにしても、ここでのパターンは、微小画素を細かく敷き詰めて配置することによってパターン形状を定義するビットマップ画像ではなく、ある頂点と別の頂点を結んでできる線分によって外形が定義される、いわゆるベクトルイメージの形式を採る。

これは、基準パターン保存磁気ディスク１０３からのデータ転送時の負荷を鑑みたものである。同じ図形のパターンを表現する際に、ビットマップ画像では、その図形が包含する全ての画素情報を用いる必要があるが、ベクトルイメージでは図形の頂点座標のみで済むため、取扱うデータ容量を低く抑えることができる。また、ベクトルイメージであれば、管理しているパターンに拡大・縮小などの幾何学的な変形処理を加える際に、パターン形状の劣化要因である画素のサンプリングや補間問題の影響を受けない。
基準パターン供給部１０４は、基準パターン格納部１０１の基準パターン保存磁気ディスク１０３にアクセスして、画像取得部１０５によって取得されるセンサ画像に対応する基準パターンの切り出しを行い、そのデータを画像処理部１１２へ供給する。該切り出し処理の詳細は後述する。

画像取得部１０５は、露光装置を用いて半導体ウェーハ１０９上に転写されるパターン画像の取得を行う。パターンが形成されている露光フィールド１１０に対して、レーザーや電子線などの一次粒子を照射し、それによって被検査対象（この場合は、露光フィールド１１０)から放出される二次粒子をセンサ１０７によって受光する。Ａ／Ｄ変換器１０６は、センサ１０７によって検出された二次電子や反射電子等の二次粒子の信号を、一次粒子の照射位置情報に対応させてＡ／Ｄ変換するもので、これによって被検査対象の２次元センサ画像が得られる。サンプルステージ１０８は、二軸のステージ移動機構を有しており、半導体ウェーハ１０９を搭載しながら移動する。これにより、ウェーハ上の任意の位置に一次粒子を照射し、撮像することができる。この検査方式においては、例えばダイごと、セルごと、または予め指定された領域等、任意の領域ごとに区切って、被検査対象の画像が取得される。この任意の領域を単位検査領域と呼ぶ。

検出器のセンサ幅や、一次粒子の走査幅の大きさは有限であり、被検査対象を高い空間分解能で撮像しようとする程、その大きさは小さくなる。このことから、通常の検査装置の撮像条件では、一度のスキャンで露光フィールド１１０を全てカバーしきれない。そこで、図２に示すように、一方向に連続的に動くサンプルステージ移動と連動を取りながら被検査対象をスキャンすることで、検査ストライプ２０１と称す短冊状のセンサ画像を取得する。この場合、例えばこの短冊状のセンサ画像一つまたはその一部が単位検査領域にあたり、これを露光フィールド１１０全体に対して繰り返すことで、全面検査を実現する。
画像入力部１１１は、画像取得部１０５から送られてくるセンサ画像を受けて、画像処理部１１２へ順次供給する。

画像処理部１１２は、基準パターン供給部１０４からの基準パターンと画像入力部１１１からの被検査対象のセンサ画像とのパターン比較処理を実施して、欠陥箇所の抽出を行う。パターン比較処理は、プロセッサ１１３において、メモリ１１４に格納される基準パターンとセンサ画像を入力データに用いて、パターン比較部１１５によって行う。

精度の高い検査を実現するには、基準パターンとセンサ画像の位置ズレや像歪み補正したうえで比較処理する必要があるが、これらの補正処理には比較的大きな演算時間がかかってしまう。そのため、比較処理自体は単一プロセッサで実行することも可能であるが、半導体デバイスの早期立ち上げなど、短期間に多くの被検査対象のパターン検査の実施が要求される場合には、複数プロセッサを採用し、並列計算によって処理時間の短縮を図ることが望ましい。そこで本実施例では、マルチプロセッサ構成のシステムに基づいた説明をする。

図１に示した様なマルチプロセッサ構成の画像処理部１１２に対応するため、画像入力部１１１は、画像取得部１０５からストライプ単位で転送されてくるセンサ画像を画像処理部１１２が有するプロセッサ個数に応じて分配処理し、各々のプロセッサ１１２のメモリ１１４に格納する機能を有する。

同様に、基準パターン供給部１０４は、基準パターン保存磁気ディスク１０３に保存してある基準パターンの中から、画像入力部１１１が各々のプロセッサ１１２に割り当てたセンサ画像と対応関係にある基準パターンのデータを切り出して、メモリ１１４に格納する機能を有する。

結果出力部１１６は、画像処理部１１２で行われた比較処理によって抽出されるパターン差異のうち、許容値を超えて差分が大きな箇所を欠陥として判定する。

表示用端末１１７は、結果出力部１１６によって欠陥と判定された箇所の中から、端末の操作者によって指定された部分の欠陥画像を端末画面に表示する。

図３は、本検査装置において、ＣＡＤデータの読込みからパターン比較処理までのフローを示した図の例である。

はじめに、３０１で基準パターン格納部１０１が検査対象のＣＡＤデータの読取りを行う。３０２では、基準パターン加工部１０２が読み込まれたＣＡＤデータに対して適切なデータ加工処理を施し、その出力を基準パターンとして基準パターン保存磁気ディスク１０３に格納する。３０３のステップは、画像取得部１０５が被検査対象のセンサ画像を任意の検査単位に区切って取得し、画像入力部１１１を介して画像処理部１１２のプロセッサ１１３が搭載するメモリ１１４に書込む。

３０４では、３０３ステップで得られたセンサ画像に合わせて、基準パターン供給部１０４が基準パターン保存磁気ディクス１０３から対応する基準パターンのデータを切り出して、同様に画像処理部１１２のプロセッサ１１３が搭載するメモリ１１４に書込む。３０５では、メモリ１１４に書込まれたセンサ画像と基準パターンを用いて、両データの位置合せ処理等を行った後、パターン比較による欠陥判定を実施する。以上の３０３から３０５の処理ステップを全検査領域がカバーされるまで繰り返して行い、最後に３０６で、検査によって得られた欠陥情報を出力するフローとなっている。

本実施例では、検査を行う前に、ＣＡＤデータから全検査領域（露光フィールド全体）の基準パターンを３０２で予め準備しておく。検査時は、ここから３０４の基準パターン切り出し高速に実行することで、繰り返しループにかかる時間の短縮化を図る構成となっている。

図４は、処理ステップ３０４の基準パターンの切り出し処理の処理内容を説明した図の例である。

ストライプ単位で取得されるセンサ画像は、前述のように画像入力部１１１によって、画像処理部１１２の複数プロセッサ１１３に、分割して割り当てられる。これに対応して、基準パターンの切り出し処理は、露光フィールド全体の基準パターン４０１から、検査ストライプ２０１における１プロセッサに割り当てる領域４０２に該当する基準パターンを抽出して、各々プロセッサに分配する。この場合領域４０２が単位検査領域にあたる。本明細書において、単位検査領域とはある一つのプロセッサにおいて一度の比較検査処理により検査対象とされる領域であって、この選び方は任意である。

図４は、x軸方向にストライプをとった場合を示したものであるが、これがy軸方向に検査になっても差し支えない。またスキャン幅も数十umから百um程度の範囲で任意の大きさを指定できる自由度を有する。検査方向やスキャン幅など検査する条件に基づいて、センサ画像取得速度と同等以上のスループットで基準パターンのデータを各プロセッサに供給することにより、画像処理部１１２ではパターン比較処理をマルチプロセッサによる並列処理によって実施することができる。

多くの図形データの集合によって表現される基準パターンの中から、各プロセッサに割り当てるデータを切り出してメモリ１１４に格納するには、切り出す図形データを選別する処理を実施する。露光フィールド全体の基準パターン４０１が定義する全図形データに対して図形選別処理を実施すると、処理対象数が莫大で演算に大きな時間を要するからである。

図５は、切り出し処理における図形選別の処理内容を説明した図である。この切り出し処理は基準パターン供給部１０４の内部に設けられたパターン切り出し部によって行われる。

ここでの切り出し処理は、切り出し処理の評価領域５０１内に含まれている図形データに限定して実施している。

切り出し処理の評価領域５０１には、図形データ５０２ａ、５０２ｂ、５０２ｃ、５０２ｄ、５０２ｅという５つの図形が配置されており、そこから１プロセッサに割り当てる領域４０２に該当する図形データ５０２ａ、５０２ｂ、５０２ｃが抽出されている。図形選別処理は、個々の図形データと１プロセッサ割り当て領域４０２との重なりを判定する。

例えば、図形毎に図形を構成する線分が１プロセッサ割り当て領域４０２の境界を成す４つの線分のうちいずれか１つと交わっているかどうかを調べて、交わっている図形を切り出し対象として抜き出す。図形選別処理によって抽出された図形データがパターン比較処理の入力データとして利用される。

図６は、基準パターンに対して切り出し処理を行った際の、処理を担う計算機（基準パターン供給部１０４）のメモリ上で構築した基準パターンのデータ構造概念図の例である。

基準パターンのデータ構造６０１は、切り出し処理を実施する領域にどれだけの図形が含まれているか図形数を管理する領域情報管理部６０２と、個々の図形データをリスト構造によって管理した図形情報管理部６０３から構成される。

個々の図形データのデータ構造６０４（６０４ａ、６０４ｂ、６０４ｃ、６０４ｄ、・・・）は、図形データのメモリ上の格納先を指定したデータポインタ、図形データが有する図形の頂点数、そしてＸＹ直交座標系で表現した頂点座標が頂点数分だけ並べられたデータ構造を採っている。

切り出し処理では、図形データの頂点座標を順に読み取って図形を構成する線分を構築し、１プロセッサに割り当てる領域４０２との重なりを判定して、重なっている図形データを選別して画像処理部１１２への供給対象とする。これを図形データのデータ構造６０４aから順番に図形数だけ繰り返すことで、パターン比較に必要な図形データを全て画像処理部１１２のプロセッサに割り当てることが出来る。

処理ステップ３０４の基準パターンの切り出し処理を高速に実施するには、基準パターンのデータ管理構成を整理して、必要なパターン情報を高速に取ってくるための仕掛けづくりが必要となる。以降は、この仕掛けづくりに関するもので、ステップ３０２の基準パターン準備で実施する処理について説明する。

露光フィールド全体の基準パターン４０１から、所望の検査ストライプ２０１に該当するデータを抽出しようとした場合、切り出し処理の評価領域５０１を大きくとり過ぎると、基準パターン保存磁気ディスク１０３に保存された基準パターンのファイル読み出しに時間が掛かってしまう。また、評価対象の図形数も多くなるため、図形選別処理の処理時間も大きくなり、基準パターンの供給スループットが悪化することになる。

図７は、露光フィールド全体の基準パターン４０１をメッシュ単位に分割してファイル管理した図の例である。

検査に先立って、基準パターン加工部１０２が基準パターン保存磁気ディスク１０２にアクセスし、保存してある基準パターンを任意の寸法単位に区切ってからファイル保存し直す。

以降、この区切られた寸法単位のことをメッシュと称す。個々のメッシュには、露光フィールド全体のどの位置のデータであるかを一意に定めたインデックス情報を埋め込む。メッシュ単位で管理された露光フィールド全体の基準パターン４０１から、１プロセッサに割り当てる領域４０２を切り出す場合、メッシュのインデックス情報を参照して、１プロセッサに割り当てる領域４０２を包含する最小個数のメッシュを抽出する。ここで、抽出されたメッシュ領域を読み出しメッシュ領域７０１と称す。仮に露光フィールド１ショット分に相当する33×25mm2の領域から読み出しメッシュ領域７０１の大きさ0.1×1mm2に限定出来た場合、基準パターン保存磁気ディスク１０３からファイル読み出しする領域は、全領域の約１万分の１に抑制することができる。

これによって、ファイル読み出しにかかる時間を大幅に短縮することができると共に、図形選別の処理時間を低減することができる。
図８は、メッシュ分割の実装手段を示した図の例である。
ここで、基準パターンをメッシュ分割したもので、基準パターン保存磁気ディスク１０３にファイル保存するデータをメッシュファイルと称す。メッシュファイルは、その管理領域に重なる図形データを保存する。分割境界線上に位置する図形データを管理する手段としては、境界線の両側のメッシュファイルが重複して、該当する図形データを保持するようにする。図の例では、図形データ５０２ａと５０２ｄがメッシュＡとメッシュＢに二重に保存される。基準パターン加工部１０２は、図形データに露光フィールド全体の基準パターン４０１からその図形を一意に識別するためのシリアル番号を付与する。

切り出し処理を実施する際は、シリアル番号に基づいて切り出す済みの図形かどうかを確認し、同じ図形を重複して切り出すことを回避する。この図の場合では、プロセッサ割り当て領域と重なり、かつメッシュＡとメッシュＢの両メッシュで保持されている図形データ５０２ａが二度に渡って切り出されることが無いようにしている。

図９は、メッシュ単位にファイル分割した基準パターンに対して切り出し処理を行った際の、処理を担う計算機（基準パターン供給部１０４）のメモリ上で構築した基準パターンのデータ構造概念図の例である。

露光フィールド全体の基準パターン４０１をメッシュ分割して管理するため、図６に示したデータ構造と比較すると、領域管理部６０２にメッシュのインデックス情報の付与がある。また、図形情報管理部６０３で管理する図形データのデータ構造６０４（６０４ａ、６０４ｂ、６０４ｃ、６０４ｄ、・・・）に、その図形データを一意に識別するための情報として図形ＩＤを付与する。リスト化された図形データを順に図形選別の判定処理を行っていく際、はじめにデータポインタを参照して先頭の図形データに移る。次に図形ＩＤを調べて、その図形が既に切り出されていないかどうかを確認する。対象図形が既に切り出されていた場合には、以降の頂点数・頂点座標のデータ参照と図形選別の判定処理はスキップして、図形ＩＤのメモリアドレスから次の図形データのデータポインタに移る。図形ＩＤを付与することで、余分に図形データが持つ情報を調べて、判定処理を実施せずに済む。

図５と図６を用いて説明した切り出し処理における図形選別処理では、１プロセッサに割り当てる領域４０２と図形データとの重なりを判定する際、図形データを構成する線分を全て求めて、１プロセッサに割り当てる領域４０２と交わりがあるかどうか調べる手法を採っていた。この判定手法の場合、図形が持つ頂点数に比例して調査対象の線分数が増加するため、頂点数が多い図形ほど図形選別に大きな処理時間が掛かる。

図１０は、個々の図形データに対して外接矩形と称す概念を取り入れて、図形選別の判定処理を実施した図の例である。ここで、外接矩形とは図形データの全頂点座標から算出される図形領域を包含する最小の四角形のことを指す。図では、切り出し処理の評価領域５０１内に配置された図形５０２（５０２ａ、５０２ｂ、５０２ｃ、５０２ｄ、５０２ｅ)に対応した外接矩形１００１（１００１ａ、１００１ｂ、１００１ｃ、１００１ｄ、１００１ｅ)を示している。

検査に先立って、基準パターン加工部１０２が基準パターン保存磁気ディスク１０３にアクセスし、個々の図形データが持つ全頂点座標を調べておいて、図が示すように、そこからＸＹ座標それぞれの最大・最小の座標値を求め、図形データの頂点数、頂点座標などと共にこの２つの座標値を外接矩形を表す情報として図形データのデータ構造６０４に埋め込む。なお、少なくとも基準パターンにおいて検査対象として指定された領域に含まれる図形に対して上記の処理を予め行っておくことが必要である。

以降、外接矩形を示す二つの座標値をまとめて外接矩形情報と称す。基準パターン供給部１０４が実施する切り出し処理では、外接矩形情報の二点のみを調べるだけで、その図形データが１プロセッサに割り当てる領域４０２と重なっているかどうかを判定できるようになる。

具体的な判定方法の例は、例えば図に示すように最小座標（４０２．ｌｅｆｔ, ４０２．ｂｏｔｔｏｍ）、最大座標（４０２．ｒｉｇｈｔ, ４０２．ｔｏｐ）で表される１プロセッサ割り当てる領域４０２に対して、図形５０２ｃが重なっているかを判定する場合、図形５０２ｃの外接矩形情報（１００１ｃ．ｌｅｆｔ, １００１ｃ．ｂｏｔｔｏｍ）、（１００１ｃ．ｒｉｇｈｔ, １００１ｃ．ｔｏｐ）を用いて、以下の４つの判定式のみ計算して、これが全て真の場合に重なっており、そうでなければ外れと判断できる。
（４０２．ｌｅｆｔ ＜ １００１ｃ．ｒｉｇｈｔ) ・・・（１）
（４０２．ｒｉｇｈｔ ＞ １００１ｃ．ｌｅｆｔ） ・・・（２）
（４０２．ｂｏｔｔｏｍ ＜ １００１ｃ．ｔｏｐ) ・・・（３）
（４０２．ｔｏｐ ＞ １００１ｃ．ｂｏｔｔｏｍ) ・・・（４）

上記の方法は精度の粗い判定方法ではあるが、高速な図形選別を可能とし、設計データ供給速度の向上を図ることができる。なお、外接矩形情報は、矩形を表す四つの頂点座標を用いて構築することが可能であるが、メモリ消費量を節約するといった観点から、二つの座標値のみで構成されることが好ましい。

図１１は、外接矩形情報を付帯した基準パターンに対して切り出し処理を行った際の、処理を担う計算機（基準パターン供給部１０４）のメモリ上で構築した基準パターンのデータ構造概念図の例である。

外接矩形情報は図形データ単位に埋め込まれるため、図６と比較すると、図形情報管理部６０３で管理する図形データのデータ構造６０４（６０４ａ、６０４ｂ、６０４ｃ、６０４ｄ、・・・）に外接矩形情報の項目が確保される。リスト化された図形データを順に図形選別の判定処理を行っていく際、データポインタを参照して先頭の図形データに移った後、外接矩形情報のデータを参照する。その図形データの外接矩形が１プロセッサに割り当てる領域４０２と重ならない事が判定されたら、以降の頂点数・頂点座標のデータ参照と図形選別の判定処理はスキップして、次の図形データのデータポインタに移る。外接矩形情報を利用することで、頂点座標を調べることなく図形が切り出し対象であるかどうかを判定することができるようになり、余分なメモリアクセス・判定処理を回避することができる。

図１２は、メッシュ分割と外接矩形情報の付帯を組合せた基準パターンに対して切り出し処理を行った際の、処理を担う計算機（設計データ供給部１１３）のメモリ上で構築した基準パターンのデータ構造概念図の例である。

図６の場合と比較すると、領域情報管理部６０２には、メッシュのインデックス情報が付与されている。また、図形情報管理部６０３が管理する図形データのデータ構造６０４（６０４ａ、６０４ｂ、６０４ｃ、６０４ｄ、・・・）には、図形ＩＤと外接矩形情報の付与がある。メッシュ分割による基準パターン保存磁気ディスク１０３からのファイル読み出し時間の短縮化と、外接矩形情報の付与による図形選別処理の高速化という二つの効果が、このデータ構造を用いることで得られる。

このように、被検査対象が期待通りにパターン形成が行えているかを検査するシステムにおいて、センサ画像に対応する基準パターンを抽出して画像処理部へ供給する処理を、センサ画像を取得する速度と同等以上の速度で動的に行う。こうして得られた基準パターンとセンサ画像を用いてパターン比較処理を実施することで、露光フィールド全体のパターン検査を高速に行うことができる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明をわかりやすく説明するために詳細を説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。

各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１０１：基準パターン格納部
１０２：基準パターン加工部
１０３：基準パターン保存磁気ディスク
１０４：基準パターン供給部
１０５：画像取得部
１０６：Ａ／Ｄ変換器
１０７：センサ
１０８：サンプルステージ
１０９：半導体ウェーハ
１１０：露光フィールド
１１１：画像入力部
１１２：画像処理部
１１３：プロセッサ
１１４：メモリ
１１５：パターン比較部
１１６：結果出力部
１１７：表示用端末
２０１：検査ストライプ
３０１： ＣＡＤデータ読込み
３０２：基準パターン準備
３０３：被検査対象のセンサ画像取得
３０４：基準パターン切り出し
３０５：センサ画像と基準パターンの比較処理
３０６：結果出力
４０１：露光フィールド全体の基準パターン
４０２：１プロセッサに割り当てる領域
５０１：(切り出し処理の)評価領域
５０２：図形データ
６０１：(評価領域内)基準パターンのデータ構造
６０２：領域情報管理部
６０３：図形情報管理部
６０４：図形データのデータ構造
７０１：読み出しメッシュ領域
１００１：外接矩形

Claims (4)

1. 被検査対象物の検査画像を、前記被検査対象物の設計データに基づいて生成されたデータである基準パターンと比較処理をすることで欠陥検査を行うパターン検査装置であって、
   データ加工処理がされた前記基準パターンを格納する記憶部と、
   前記被検査対象物を少なくとも一方向に連続移動可能なステージに搭載して、任意の大きさの単位検査領域ごとに、前記被検査対象物の画像データを取得する撮像部と、
   前記基準パターンと前記被検査対象物の画像データとの比較処理を行って、被検査対象の欠陥を検出する画像処理部と、
   前記記憶部から、前記画像処理部へ前記基準パターンを転送する供給部と、
   前記撮像部から、前記画像処理部へ前記被検査対象物の画像データを入力する入力部と、 を備え、
   前記供給部は、前記基準パターンに含まれる各図形データについて前記単位検査領域との重なりを判定し、前記単位検査領域に重なっていると判定された図形データを選別して前記画像処理部に転送するパターン切り出し部を有することを特徴とするパターン検査装置。
2. 請求項１に記載したパターン検査装置において、
   前記記憶部は、前記被検査対象物の全領域のパターン情報を予めメッシュ単位にファイル分割して記憶し、
   前記パターン切り出し部は、前記メッシュ単位に分割された基準パターンのファイルの中から、前記パターン比較処理に必要なファイルをメッシュ単位で抽出して、前記メッシュ単位で抽出されたファイルから前記単位検査領域と重なっている図形データを切り出すことを特徴とするパターン検査装置。
3. 請求項１に記載したパターン検査装置において、
   前記基準パターンの記憶部は、前記基準パターンにおいて指定された領域に含まれる個々の図形データについて、前記基準パターンにおける前記各図形データの位置を当該各図形データの外接矩形で示す外接矩形情報を予め付帯して記憶し、
   前記パターン切り出し部は、図形データ毎に、当該図形データに付帯された前記外接矩形情報を用いて、当該図形データと前記単位検査領域との重複の有無を判定することを特徴とするパターン検査装置。
4. 被検査対象物の検査画像を、前記被検査対象物の設計データに基づいて生成されたデータである基準パターンと比較処理をすることで欠陥検査を行うパターン検査方法であって、
   データ加工処理がされた前記基準パターンを記憶する記憶ステップと、
   前記被検査対象物を少なくとも一方向に連続移動可能なステージに搭載して、任意の大きさの単位検査領域ごとに、前記被検査対象物の画像データを取得する撮像ステップと、
   前記基準パターンに含まれる各図形データについて前記単位検査領域との重なりを判定し、前記単位検査領域に重なっていると判定された図形データを選別して切り出すパターン切り出しステップと、
   前記パターン切り出しステップによって切り出された前記図形データと前記撮像ステップによって取得された前記被検査対象物の画像データとの比較処理を行って、被検査対象の欠陥を検出する画像処理ステップと、を有することを特徴とするパターン検査方法。