JPH09304032A - パターン検査方法と検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レチクルやマスクないしウエハ上に形成した
パターンまたはそれらを表すデータベースの欠陥検査に
関し、短時間でパターンの欠陥検査が行なえ、実用上十
分な精度を有する欠陥検出方法を提供する。 【解決手段】 実際に作成されたパターンを光学的に撮
像し、第１の画像データを得る工程と、前記画像データ
を、異なる層関係にある第２の画像データと位置合わせ
する工程と、前記第１の画像データと前記第２の画像デ
ータとの間で第１のパターン検査を行なう工程とを有す
るパターン検査方法が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パターンの欠陥検
査に関し、特にレチクルやマスクないしウエハ上に形成
したパターンまたはそれらを表すデータベースの欠陥検
査に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造においては、半導体ウ
エハ上に種々のパターンを形成することが必要である。
通常原図となるパターンを有するレチクルないしマスク
を半導体ウエハ上に塗布したレジスト層に縮小転写また
は１：１転写し、現像してレジストマスクを形成する。
このレジストマスクを加工マスクとして下地の加工を行
なう。

【０００３】１つの半導体装置を完成させるまでには、
通常複数回のホトリソグラフィ工程があり、それぞれの
工程でマスクを用いる。マスクの数をマスクの層数と呼
ぶ。

【０００４】半導体装置の高密度化、高集積化に伴い、
パターンのデータ量が増大し、パターン欠陥検査に必要
な時間が長くなっている。パターンの微細化により小さ
なパターン欠陥も回路機能に影響を与える。従って、微
細なパターンの欠陥も確実に検出することが望まれる。

【０００５】一方、パターンが微細化すると、設計パタ
ーンと実際に作成されるパターンとの間には露光時の光
の干渉等による差が生じる。たとえば、パターンの角部
（コーナ）は、設計上は直角の頂部を有するが、現実に
作成されるパターンの角部は丸め込まれている。従っ
て、角部に関して設計データと現実のパターンとは一般
的に一致しない。

【０００６】高感度で設計パターンと作成されたパター
ンとのパターン検査を行なえば、全角部に欠陥が検出さ
れることになる。しかし、これらは現実に何ら欠陥とし
て作用するものではなく、許容されるものである。そこ
で、これらを疑似欠陥と呼ぶ。疑似欠陥は存在しても良
いものなので、欠陥検査で検出されないことが望まし
い。欠陥検査で検出されないようにするためには、設計
データの角部の丸め込み処理等が必要となる。

【０００７】したがって、形成されたパターンをデータ
ベース上のデータと比較して欠陥を検出するには、種々
の処理が必要となり、検査に長時間を要する。

【０００８】ところで、半導体集積回路の製造において
は、通常同一パターンを有する多数の半導体チップが同
一半導体ウエハ上に形成される。これらの半導体チップ
（ダイ）は、同一ステッパ上で次々に露光されるため、
同一のパターンを有する。したがって、同一パターンを
有すべきダイとダイとを比較検査することにより、偶発
的に、あるダイにのみ生じた異常パターンは明確に検出
することができる。このダイとダイとの比較検査は、比
較的高速に行なうことができ、高い欠陥検出感度が得ら
れる。

【０００９】半導体チップ露光用のレチクルにおいて
も、たとえば２×２のパターンが１枚のレチクル上に形
成されている場合がある。この場合にも、レチクル上の
同一パターンを有する複数の領域を比較検査することに
より、ダイとダイの検査と同様の検査を行なうことがで
きる。

【００１０】さらに、単一のパターンを有するレチクル
であっても、同一のパターンを有するレチクルが複数個
作成されている場合には、レチクルとレチクルを比較検
査することにより、高い欠陥検出回路で比較検査を行な
うことができる。これらの検査は一般にプレートとプレ
ートの検査と呼ばれている。

【００１１】このような、ダイとダイとの比較検査また
はプレートとプレートの比較検査を以下同一であるべき
パターンの比較検査と呼ぶ。

【００１２】同一であるべきパターンの比較検査は、高
い欠陥検出感度で高速に行なうことができるが、たとえ
ば、設計パターン自身が欠陥を有する場合や露光時にレ
チクル上にゴミが付着し、同一の欠陥を有するパターン
が多数のダイ上に露光されているような場合、このよう
な欠陥は同一であるべきのパターンの比較検査によって
は検出することができない。

【００１３】そこで、前述のような形成されたパターン
と設計データから得たデータベース上のデータとを比較
して欠陥を検出する処理が必要となる。ところが、デー
タベース上のデータとレチクル上のパターンのように、
種類の異なるパターンの場合には、欠陥検出感度を上げ
ると前述のように疑似欠陥が検出され、欠陥検出作業が
長時間を要してしまう。

【００１４】たとえば、特開平３−５１７４７号公報
は、３個の対物光学系を備え、その２つから撮像した画
像データに基づき、ダイとダイとの比較検査を行ない、
他の１つの対物光学系から得た画像データとデータベー
スから得た画像データとを比較してダイとデータベース
との比較検査を行なう技術を提案している。しかしなが
ら、このようにダイとダイとの比較検査とダイとデータ
ベースとの比較検査を同時に行なうようにしても、デー
タベース上の画像データと実際に形成されたダイ上の画
像とはその性質が異なるため、比較検査の処理に長時間
を要する。

【００１５】半導体集積回路装置の集積度の向上と共
に、そのパターンも複雑化する。設計段階において、形
成すべきパターンを落としたり、形成してはならないパ
ターンを形成してしまうようなミスも生じうる。このよ
うな場合、データベース自身がミスを含んだものとな
る。

【００１６】しかしながら、データベースに忠実なマス
クや半導体ウエハが形成されると、通常の欠陥検出によ
ってはそのミスを検出することができない。このような
ミスを検出し、修正するためには、長時間の作業が必要
となる。そのため、設計ミスを生じさせない設計方法も
提案されている。

【００１７】たとえば、配線間を接続するコンタクトホ
ールの設計においては、配線パターン中、幅が広くなっ
たコンタクト部分を検出し、自動的にコンタクトホール
パターンを発生させることも行なわれている。

【００１８】しかしながら、このようにパターンを自動
的に発生させる場合、パターンを形成してはならないと
ころにも強制的にパターンを発生させてしまうことが生
じうる。たとえば、１つの配線パターンが一端で下層に
接続され、他端で上層に接続される場合、下層のコンタ
クトホールを設計する際に上層のコンタクトホールに対
応するところにもコンタクトホールを形成してしまうよ
うなミスである。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体デバ
イスの動作上重要なことは、個々のパターンの絶対精度
とは限らない。しばしば絶対精度よりも重要なものに複
数の層間のパターンの整合性がある。たとえば、コンタ
クトホールとその上に形成する配線パターンとが重ね合
わされていることや、異なる配線が互いに接しないよう
にすることである。

【００２０】従来は、個々のパターンの精度を上げ、欠
陥を検査して、結果として異層間の重ね合わせ状態を保
証していた。

【００２１】また、データベースの信頼度は、データベ
ース自身として検査を行い、欠陥を修正することによっ
て向上させていた。

【００２２】本発明の目的は、短時間でパターンの欠陥
検査が行なえ、実用上十分な精度を有する欠陥検出方法
を提供することである。

【００２３】本発明の他の目的は、このような欠陥検出
方法を実施することのできる欠陥検出装置を提供するこ
とである。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明の一観点によれ
ば、実際に作成されたパターンを光学的に撮像し、第１
の画像データを得る工程と、前記画像データを、異なる
層関係にある第２の画像データと位置合わせする工程
と、前記第１の画像データと前記第２の画像データとの
間で第１のパターン検査を行なう工程とを有するパター
ン検査方法が提供される。

【００２５】第１の画像データを、異なる層関係にある
第２の画像データと比較検査することにより、実用上重
要な層間の整合性についての欠陥検査を行なうことがで
きる。

【００２６】第２の画像データは、実際に作成されたパ
ターンのデータであっても、データベース上のデータで
あってもよい。

【００２７】本発明の他の観点によれば、第１のパター
ンを有する対象物の画像を撮像面上に結像するための光
学系と、前記光学系の撮像面上に配置され、前記第１の
パターンの画像データを供給する撮像手段と、前記第１
のパターンとは異なる層関係にある第２のパターンの画
像データを供給する画像データ供給手段と、前記撮像手
段より得た第１のパターンの画像データと前記画像デー
タ供給手段により得た第２のパターンの画像データとの
比較処理を行なう欠陥検出回路とを有する欠陥検出装置
が提供される。

【００２８】本発明の他の観点によれば、第１の画像デ
ータを準備する第１準備工程と、前記第１の画像データ
中の一部のパターンである第１のパターンを登録する工
程と、前記第１の画像データから前記第１のパターンと
同等形態のパターンを第１群のパターンとして検出する
工程とを含むパターン検査方法が提供される。

【００２９】画像データ中から特定の形態のパターンを
抽出することにより、検査等が容易になる。

【００３０】さらに、前記第１の画像データとは異なる
層関係にある第２の画像データである第１対応群のパタ
ーンを準備する第２準備工程と、前記第１群のパターン
と第１対応群のパターンとを比較する第１比較工程とを
含むことが望ましい。

【００３１】さらに、前記第１群のパターンおよび第１
対応群のパターンとは異なる層関係にある第３の画像デ
ータである第２対応群のパターンを準備する第３準備工
程と、前記第１の画像データ中の前記一部のパターンと
は異なる他の一部のパターンを第２のパターンとして登
録する工程と、前記第１の画像データから前記第２のパ
ターンと同等形態のパターンを第２群のパターンとして
検出する工程と、前記第２群のパターンと前記第２対応
群のパターンとを比較する第２比較工程と、を含むこと
が好ましい。

【００３２】本発明のさらに他の観点によれば、第１の
画像データを供給する第１画像データ供給手段と、前記
第１の画像データ中の一部のパターンである第１のパタ
ーンを登録する登録手段と、前記第１の画像データから
前記第１のパターンと同等形態のパターンを第１群のパ
ターンとして検出する検出手段とを有するパターン検査
装置が提供される。

【００３３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施例による欠
陥検出装置の構成を示すブロック図である。光源１から
の照明光は、ＸＹステージ２上に載置されたマスク等の
検査試料３（３ａ、３ｂ）上に照射される。検査試料３
ａ、３ｂは、複数の検査領域を有する半導体ウエハであ
ってもよく、また同一のパターンを有する一対のマスク
（レチクルを含む）であってもよい。また、液晶表示装
置のガラス基板でもよい。基板上に形成された微細パタ
ーンで検査を要するものであればよい。

【００３４】検査試料３ａ、３ｂの上方には、一対の対
物光学系４（４ａ、４ｂ）が配置され、その像面上には
一対の受光素子６（６ａ、６ｂ）が配置されている。受
光素子６は、たとえばＣＣＤによるラインセンサであ
る。対物光学系４は、自動焦点合わせ機構５によってそ
の焦点合わせを行なう。ＸＹステージ２の操作により、
検査試料３を２次元的に走査することができる。対象範
囲の画像が受光素子６によって撮像される。

【００３５】受光素子６で撮像された画像データは、画
像メモリ７（７ａ、７ｂ）に送られる。ここで、受光素
子６ｂは常に画像メモリ７ｂに接続されているが、受光
素子６ａは、切替スイッチ１１を介して選択的に画像メ
モリ７ａに接続される。

【００３６】本構成においては、さらに他の画像メモリ
７ｃが設けられている。画像メモリ７ｃには、データベ
ースから取り込んだ画像データが切替スイッチ１１を介
して選択的に供給される。図の構成においては、設計デ
ータまたは露光データ１５がデータ変換装置１４を介し
て画像展開部１２に供給され、このデータが切替スイッ
チ１１を介して画像メモリ７ｃに供給される。

【００３７】画像メモリ７ａ、７ｂ、７ｃは、パターン
合成回路８に接続されている。パターン合成回路８は、
供給された複数の画像を位置合わせして合成することが
できる。

【００３８】微小欠陥検出回路９は、複数の画像を重ね
合わせて形成した合成画像から、微小欠陥を検出するこ
とのできる回路である。たとえば、画像メモリ７ａ、７
ｂからそれぞれ供給された撮像データを比較し、微小な
差異をも検出し、微小欠陥情報を供給する。

【００３９】他の欠陥検出回路１７は、たとえばデザイ
ンルールに基づく検査を合成画像に対して行ない、欠陥
を検出する。微小欠陥検出回路９および欠陥検出回路１
７は、システム制御装置１０によって制御される。な
お、システム制御装置１０は、自動焦点合わせ機構５お
よびＸＹステージ２の制御も行なう。

【００４０】本構成において重要な点は、切替スイッチ
１１が、受光素子６ａおよび画像展開部１２を選択的に
画像メモリ７ａおよび７ｃに接続できると共に、受光素
子６ａおよび画像展開部１２を同時に画像メモリ７ａお
よび７ｃに接続できることと、欠陥検出回路１７が複数
の画像データ間の同一性を検査することができるのみで
はなく、複数の画像データ間の相互の関係を検出するこ
とができることである。これらの機構により、本構成は
従来と同様のダイとダイ（またはプレートとプレート）
の比較検査およびダイとデータベース（プレートとデー
タベース）の比較検査を行なえるのみでなく、異層間の
画像データの比較検査を行なえる。従来と同様のダイと
ダイ（またはプレートとプレート）の比較検査を行なう
と同時に、この異層間の比較検査を行なうこともでき
る。

【００４１】図２は、図１に示す欠陥検査装置を用いて
行なう欠陥検査工程を概略的に示すフローチャートであ
る。

【００４２】図中左側には、データベース１５、データ
変換装置１４、画像展開部１２で行なうデータベース部
の工程を示し、図中右側にはその他の検査ステージ側で
行なう工程を示す。まず、ステップＴ１において、設計
データ（または露光データ）を読み出す。次にステップ
Ｔ２で読み出したデータを変換する。このようにして画
像データと比較できる検査データ（ステップＴ３）を作
成する。検査データの作成、記憶までは、画像を読み取
って検査を行なう前に行なっておく検査前作業である。

【００４３】図２右側の検査ステージ側の作業において
は、ステップＳ１において作業を開始する。次にステッ
プＳ２において、試料をセットする。試料は、複数の検
査領域を有する単一試料であっても、単一の検査領域を
有する複数の試料であってもよい。

【００４４】ステップＳ３においては、検査条件を設定
する。たとえば、検査範囲、欠陥検出感度、レンズ間
隔、デザインルールチェックのための最小線幅の入力等
を行なう。検査条件を設定した後、ステップＳ１４でデ
ザインルールチェックを行なうか否かを判定する。デザ
インルールチェックを行なう場合はＹＥＳの矢印に従っ
てステップＳ１５に進み、最小線幅（最小線間隔）を入
力する。その後、ステップＳ４に進む。デザインルール
チェックを行なわない場合は、ステップＳ１４からＮＯ
の矢印に従って直接ステップＳ４に進む。ステップＳ４
においては、検査を開始する。すなわち、受光素子６
ａ、６ｂによる撮像が開始される。

【００４５】次のステップＳ５において、ＸＹステージ
をスキャンし、平面的画像を画像データに変換する。

【００４６】データベース検査をする場合は、このステ
ージスキャン開始と同時に位置信号が供給され、図中左
側に示すステップＴ４のパターンデータ読み込みが開始
される。すなわち、設計データまたは露光データに基づ
く検査データからのパターンデータ読み込みと、試料上
に作成されたパターンからの画像データ読み込みとが同
時に行なわれる。

【００４７】次のステップＳ６において、実際に作成さ
れた試料上のパターンの画像データが取り込まれる。ス
テップＳ７ａおよびＳ７ｂにおいては、左レンズおよび
右レンズを介して取り込まれた画像データをそれぞれの
画像メモリに登録する。

【００４８】同時に、データベース検査をする場合は、
図中左側のステップＴ５においては、読み込まれたパタ
ーンデータによって画像データが画像メモリに登録され
る。次のステップＴ６においては、データベースの検査
が行なわれているか否かを判断し、行なわれている場合
にはＹＥＳの矢印に従ってデータベース検査を行なうた
めの画像データを読み出し、パターン合成回路８に供給
する。

【００４９】ステップＳ８においては、パターン合成回
路８において、撮像した一対の画像データまたは／およ
びデータベースから読み出した画像データと実際に撮像
して得た画像データとの合成を行なう。次のステップＳ
９においては、ダイとダイ（またはプレートとプレー
ト）等の欠陥検出工程を行なう。

【００５０】次のステップＳ１６でデザインルールチェ
ックを行なっているか否かを判定する。デザインルール
チェックを行なっていない場合は、ＮＯの矢印に従って
直ちにステップＳ１７へ進み、欠陥検出結果を登録す
る。デザインルールチェックを行なっている場合は、Ｙ
ＥＳの矢印に従ってステップＳ１８に進み、最小線幅や
最小線間隔等のデザインルールをチェックする。その
後、ステップＳ１７に進む。

【００５１】なお、デザインルールに基づく欠陥検査は
データベースから読み出した画像データと、撮像装置か
ら入力した画像データとを比較しても、データベースか
ら読み出した画像データの代わりに、既に読み取った実
パターンの画像データを用いてもよい。デザインルール
に基づく欠陥検出工程においては、パターン幅がルール
に基づく幅を有するか、画像パターン間に所定の間隔が
保証されているか等のデザインルールチェック（最小線
幅チェック）を行ない、満たされていない場合には欠陥
として検出する。

【００５２】ステップＳ１０においては、対象画面中の
スキャンが終了したか否かを判断する。スキャンが終了
していない時は、ＮＯの矢印に従ってステップＳ５に戻
る。スキャンが終了している時はＹＥＳの矢印に従って
作業を終了する。

【００５３】以上、欠陥検出工程を概略的に説明した
が、この欠陥検出工程は、スイッチ切替回路１１の状態
によってその内容が変化する。

【００５４】図３（Ａ）、（Ｂ）は、スイッチ切替回路
１１の状態による欠陥検出工程を説明するための概略図
である。

【００５５】図３（Ａ）においては、切替スイッチ１１
を介して受光素子６ａが画像メモリ７ａに接続される
か、または画像展開部１２が画像メモリ７ｃに接続され
る。受光素子６ｂで撮像された画像データは、画像メモ
リ７ｂに送られ、画像メモリ７ａまたは７ｃに導入され
た画像データとの比較検査が行なわれる。画像合成部８
は、画像メモリ７ａ、７ｂ、７ｃから供給される画像デ
ータからパターン合成を行なう。微小欠陥検出回路９
は、従来のダイとダイ（またはプレートとプレート）の
比較検査と同等の検査を行なう。欠陥検出回路１７は、
比較検査する画像パターンが異なる層に属するものであ
る場合の間隔および同一パターンの場合の最小線幅をデ
ザインルール等に基づき比較検査する。なお、後述のよ
うにパターンを分割し、分割部分間の間隔もチェックで
きる。

【００５６】図３（Ｂ）においては、切替スイッチ１１
が受光素子６ａを画像メモリ７ａに接続すると共に、画
像展開部１２を画像メモリ７ｃに接続する。パターン合
成回路８は、受光素子６ａ、６ｂで撮像した画像データ
と共に、画像展開部１２から供給される画像データを受
け、合成パターンを作成する。微小欠陥検出回路９は、
受光素子６ａ、６ｂから供給された同一であるべき画像
パターンに対し、従来のダイとダイ（またはプレートと
プレート）の比較検査を行なう。欠陥検出回路１７は受
光素子のいずれか一方から供給された画像データと画像
展開部１２から供給された画像データとの比較検査また
は受光素子６ａ、６ｂから供給された異層関係にある画
像データ間の比較検査を行なう。

【００５７】図４（Ａ）は、図３（Ａ）の状態におい
て、切替スイッチ１１が受光素子６ａと画像メモリ７ａ
を接続した場合を示す。図示の場合には、検査試料３ａ
と３ｂとが異なる層に所属するものであり、たとえば検
査試料３ａが配線パターン、検査試料３ｂがコンタクト
ホールの画像データである。このように、検査試料が異
なる層に所属する場合、合成パターンに対し、欠陥検出
回路１７が比較検査を行なう。

【００５８】図４（Ｂ）に示すように、パターン合成回
路８は検査試料３ａと３ｂとの合成パターンを作成す
る。欠陥検出回路１７は、合成パターンを必要に応じて
分割し、検査試料３ａ、３ｂ上のパターンの幅、対応す
る辺の有無およびその間の距離を検出する。

【００５９】図示の状態においては、コンタクトホール
の上下左右４辺に対する配線パターンの対応辺を検出
し、その間の距離を検出している。対応する辺は、たと
えば回路機能上相互の関連性が高い２つの異層画像デー
タにおいて、重なりを有する２つのパターンを検出し、
近傍に配置される２つのパターンのエッジを検出するこ
とにより判定することができる。ここで近傍とは、典型
的にはデザインルールによる最小線幅の１０倍以内、よ
り典型的には５倍以内の距離をさす。一方のパターンの
エッジに対して他方のパターンの２つ以上のエッジが検
出された時は、距離的に最も近いものとする。

【００６０】図においては、対応する辺が平行である
が、必ずしも平行でなくてもよい。たとえば、干渉によ
って丸められたパターンとそれより広い矩形パターン等
でもよい。

【００６１】また、欠陥検出回路１７は、配線パターン
３ａの残りの辺に対し、その幅を検出し、デザインルー
ルに基づく判定を行なう。たとえば、配線パターンの幅
がデザインルール上許容されないほど細い場合には、欠
陥として検出する。

【００６２】なお、異なる層に所属するパターンを同時
に受光素子６ａ、６ｂから取り込む場合を説明したが、
繰り返しパターンのように同一のパターンが繰り返され
る場合、同一種類のパターンを受光素子６ａ、６ｂで取
り込むこともできる。この場合は、欠陥検出回路１７の
代わりに微小欠陥検出回路９が検出パターンの一致・不
一致を検出する。

【００６３】図５は、図３（Ｂ）に示すように、切替ス
イッチ１１が受光素子６ａ、６ｂを画像メモリ７ａ、７
ｂに接続し、かつ画像展開部１２を画像メモリ７ｃに接
続する場合を示す。受光素子６ａ、６ｂは、検査試料３
ａ、３ｂから同一種類のパターンを検出し、画像メモリ
７ａ、７ｂに供給する。画像展開部１２は、異なる層に
属するパターンを画像メモリ７ｃに供給する。パターン
合成回路８では、これらの画像データに基づき、同一で
あるべきパターン間の比較検査および異なる層に属する
パターン間の比較検査を行なうための合成画像を作成す
る。微小欠陥検出回路９は、同一であるべきパターン間
の比較検査を行ない、欠陥検出回路１７は異なる層間の
パターンの比較検査を行なう。これらの動作は、システ
ム制御装置１０によって制御される。

【００６４】微小欠陥検出回路９が行なう検査は、検査
試料３ａ、３ｂから取り込んだ同一であるべき画像パタ
ーンに対する従来のダイとダイまたはプレートとプレー
トの比較検査と同等のものであり、同一パターンである
ため、高速で行なうことができる。また、この検査によ
る欠陥検出精度は高い。

【００６５】欠陥検出回路１７は、検査試料３ａ、３ｂ
の画像、画像展開部１２が展開した異なる層の画像のい
ずれか２つの画像を比較検査する。この場合、検査項目
は対応する辺の有無および対応する辺の間の距離のよう
に極めて限られたものであり、このため検査を比較的短
時間に終了させることができる。

【００６６】図６は、検出する欠陥の種類を例示する。
図６（Ａ）は正常パターンを示し、図６（Ｂ）、（Ｃ）
は種々の欠陥を有するパターンを示す。図６（Ｂ）に
は、孤立したミスパターンであるピンドットＦ１、孤立
した欠落部であるピンホールＦ２、正常パターンからの
出っ張りＦ３、正常パターンの縁から内部への欠けＦ
５、サイズのズレであるミスサイズＦ８が示されてい
る。図６（Ｃ）には、分離している部分が短絡したショ
ートＦ４、連続している部分が切れた断線Ｆ６、位置ズ
レＦ７、ミスサイズＦ８が示されている。

【００６７】検出の基準は、検査対象物により変更する
が、その設定方法は欠陥サイズで指定する。たとえば、
０．２５μｍ以上の位置ズレや面積、凹凸を持った欠陥
を検出する。表現を変えると、０．２５μｍ未満の欠陥
は検出しない。これにより欠陥検出を高速化する。

【００６８】欠陥の検出方法は、「面積の差」や「位置
ズレ」等によって行なう。デザインルールチェックにお
いては、同一パターン（同一層）の場合も、異なる層の
場合も指定した最小線幅以下のパターンが存在している
かどうかを検査し、発見したら欠陥としてカウントす
る。また、異なる層の場合は、上記以外に２つのパター
ンが重なってできる間隔について指定した線幅（間隔）
以下の部分があるかどうかを検査し、発見したら欠陥と
してカウントする。

【００６９】なお、デザインルールチェックでは最小線
幅だけをチェックする。デザインルールチェックはほと
んどの場合Ｘ（左右）方向とＹ（上下）方向の２方向だ
けでよいが、斜め縞のパターンも存在するので、図４
（Ｂ）に示したように４方向（または８方向）での線幅
（間隔）が規定値より小さい場合に欠陥としてカウント
する。

【００７０】このような２種の検査を同時に行なうこと
により、従来のダイとダイまたはプレートとプレートの
比較検査と同様の高検出感度の比較検査を行なうことが
でき、かつダイとダイまたはプレートとプレートの比較
検査では検出することのできない同一欠陥を、欠陥検出
回路１７が行なう限られた種類の比較検査により検出す
ることができる。

【００７１】このように、検査試料上のパターンとデー
タベース上のパターンとを用い、効率的な比較検査を行
い、かつその検査を短時間に終了させることが可能とな
る。

【００７２】以上、実際にパターンを形成した実パター
ンの欠陥検査を主に説明した。以下、データベース上に
ミスが存在する時にも、そのミスを検出することのでき
る実施例を説明する。

【００７３】図７（Ａ）は、本発明の他の実施例による
欠陥検出装置の構成を概略的に示すブロック図である。
図１の構成要素と同等のものには同一の参照番号を付
し、その説明を省略する。

【００７４】パターン合成回路８が、画像メモリ７ａ、
７ｂ、７ｃに接続されている点は、図１の構成と同じで
あるが、各画像メモリ７ａ、７ｂ、７ｃは、それぞれ切
換スイッチ１１ａ、１１ｂ、１１ｃを介してデータベー
ス検出系および光学的パターン検出系に接続されてい
る。

【００７５】データベース検出系は、データベース１５
ａ、１５ｂ、１５ｃ、データ変換装置１４ａ、１４ｂ、
１４ｃ、画像展開部１２ａ、１２ｂ、１２ｃの直列回路
を含む。光学的パターン検出系は、対物光学系４ａ、４
ｂ、４ｃ、および受光素子６ａ、６ｂ、６ｃを含む。こ
こで、数字に付したアルファベット文字は、画像メモリ
に対応する各系統を表す。

【００７６】また、画像メモリ７ａ、７ｂ、７ｃには、
レジスタ２０ａ、２０ｂ、２０ｃが接続されている。こ
れらのレジスタ２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、パターン合
成回路８にも接続されている。微小欠陥検出回路９およ
び欠陥検出回路１７がパターン合成回路８およびシステ
ム制御装置１０に接続されている点は、図１の構成と同
様である。

【００７７】欠陥検出回路１７は、同一個所での複数の
パターンの重なりを検出するための比較器やパターンの
連続性を検出する輪郭検出回路等を含む。

【００７８】表示器１９は、システム制御装置１０に制
御され、欠陥検出回路１７、微小欠陥検出回路９等で得
られた結果および、パターン合成回路８で合成された合
成パターン等を表示する。なお、自動焦点機構、光源、
ＸＹステージは図示を省略している。

【００７９】図１の構成と比較すると、図７（Ａ）の構
成においては、ａ、ｂ、ｃの各系列において、それぞれ
パターンを光学的に検出することも、データベースから
検出することもでき、かつ画像メモリに接続されたレジ
スタを有する点で異なっている。この構成を用い、上述
のパターン検査を行なえることは自明であろう。

【００８０】図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に示したパター
ン検出装置を用いて行なう他の欠陥検出方法を示すフロ
ーチャートである。

【００８１】ステップＳＡ１においては、パターン検査
を行なう検査者が、表示器１９上等において、所望のパ
ターンを選択する。たとえば、データベース１５ａから
読み出した配線パターンにおいて、コンタクト領域を示
す幅広部の１つの形態を選択する。

【００８２】ステップＳＡ２においては、選択したパタ
ーンをレジスタ２０ａに登録する。この時、回転、ミラ
ー反転等の対称操作によって得られるパターンも含めた
い場合は、その旨を同時に登録してもよい。選択したパ
ターンと対称操作によるパターンとを含め、同等形態の
パターンと呼ぶ。

【００８３】ステップＳＡ３においては、同一の画像デ
ータから同等形態のパターンを検出する。検出領域を任
意に制限してもよい。

【００８４】すなわち、データベース１５ａから読み出
した画像データから１つのパターンを選択し、登録した
後、データベース１５ａに含まれる全画像データまたは
一部の画像データから同等形態のパターンを検出する。
検出したパターンは、パターン合成回路８に蓄積され
る。

【００８５】図８（Ａ）〜（Ｅ）は、図７（Ｂ）で説明
したステップＳＡ１〜ＳＡ３を説明するための概略図で
ある。

【００８６】図８（Ａ）は、画像データの一例として、
金属配線層ＬＭの画像データを示す。配線パターンＰ１
−１、Ｐ１−２、…、Ｐ２−１、…（Ｐで総称する）
が、図に示すように配置されているとする。各パターン
Ｐは、両端に幅広のコンタクト部を有し、その間を幅狭
の配線部が接続している。

【００８７】図８（Ｂ）は、ステップＳＡ１、ＳＡ２で
選択し、登録されるパターンの例を示す。図８（Ａ）に
示す金属配線層ＬＭのパターンＰのいずれか１つを選択
し、左側のコンタクト部Ｐａを選択したとする。ここ
で、コンタクト部と配線部との接続を示すために、配線
部の一部も選択する。このような選択を行なえば、図８
（Ａ）に示すような配線パターンにおいて、左側のコン
タクト部が選択されたことが判明する。

【００８８】図８（Ｃ）は、ステップＳＡ３において検
出されるパターンを示す。図８（Ｂ）の選択、登録に基
づいて、金属配線層ＬＭのパターンから、図８（Ｂ）の
パターンと同一形態のパターンのみが検出され、検出金
属配線ＬＭａの画像データが得られる。各配線パターン
の中央部から右側の部分は検出されない。

【００８９】図８（Ｄ）、（Ｅ）は、選択、登録するパ
ターンを変えた場合の例を示す。図８（Ｄ）に示すよう
に、金属配線パターンの右側のコンタクト部およびそれ
に接続される配線部の一部のパターンＰｂを選択し、登
録したとすると、ステップＳＡ３において検出されるパ
ターンは、図８（Ｅ）に示す検出金属配線ＬＭｂのよう
になる。この場合、金属配線層ＬＭの各パターンにおい
て、左側のコンタクト部およびそれに接続される配線部
は検出されない。このように、パターンＰａまたはＰｂ
を登録すると、対象とする画像データから同一形態のパ
ターンのみを有する画像データＬＭａまたはＬＭｂが得
られる。図８（Ｂ）、（Ｄ）のパターンを登録する時
に、１８０°回転を含むとすれば、１８０°回転によっ
て得られる同等形態のパターンも検出対象となり、図８
（Ｃ）、（Ｄ）を加算した画像データが得られる。

【００９０】このように、あるパターンを選択、登録
し、同等形態のパターンを全画像データまたはその一部
から抽出することにより、欠陥検査を行いたい領域のみ
を複雑な画像データから抽出することが可能となる。

【００９１】図７（Ｂ）に戻って、ステップＳＡ４で
は、抽出した同等形態のパターンに対し、欠陥検査を行
なうための対応する異層関係にある画像データを取出
し、抽出したパターン群と合成する。たとえば、データ
ベース１５ｂの画像データを画像メモリ７ｂを介してパ
ターン合成回路８内に取り出す。

【００９２】ステップＳＡ５においては、抽出したパタ
ーン群と、異層関係にある画像データとの合成から、欠
陥検出回路１７を用いて欠陥判定を行なう。

【００９３】図９（Ａ）〜（Ｅ）は、上述の欠陥検出の
１つの例を示す。図９（Ａ）は、作成すべき半導体装置
の構成を示す断面図である。たとえば、ｐ型シリコン基
板２１の表面に、ｎ型領域２２、２３が形成される。シ
リコン基板２１の表面上に絶縁層２４が形成され、ｎ型
領域２２、２３に達するコンタクトホール２５、２６が
開口される。このコンタクトホール２５、２６内を導電
性プラグ２７で埋め込み、その上に導電性プラグ２７を
接続する配線パターン２８が形成される。

【００９４】図９（Ｂ）は、配線パターン２８の形状を
概略的に示す。配線パターン２８は、両端にコンタクト
部２８ａ、２８ｂを有し、両コンタクト部２８ａ、２８
ｂが配線部２８ｃで接続されている。コンタクト部２８
ａ、２８ｂの中央部は、その下のコンタクトホール２
５、２６と整合した位置関係にある。

【００９５】作成すべき配線パターンが、図８（Ａ）に
示すものであるとする。図９（Ｃ）は、図８（Ａ）に示
す配線層と接続されるべきコンタクトホールの画像デー
タＬＣを示す。なお、図８（Ａ）に示す配線パターンに
おいて３行の配線パターンが配置されるべき領域に、図
９（Ｃ）に示すコンタクトホールパターンＬＣにおいて
は、２行分のみの画像データが形成されているとする。
すなわち、設計者の誤りにより、中間の配線層に対応す
るコンタクトパターンが欠落しているとする。

【００９６】図９（Ｄ）は、配線層とコンタクトホール
との整合関係を検査するために、配線層において検出す
べきパターンを示す。検査者が、図８（Ａ）に示す配線
パターンの１つを取出し、その内左側のコンタクト部２
８ａおよび配線部２８ｃの一部を選択し、さらにｎ×９
０°回転有りの条件を選択して登録したとする。図９
（Ｂ）に示す配線パターンにおいては、一対のコンタク
ト部は１８０°回転の関係にあるため、このような条件
により全コンタクト部が検出される。すなわち、図８
（Ｃ）に示すコンタクト部と、図８（Ｅ）に示すコンタ
クト部とが検出される。

【００９７】図９（Ｅ）は、このようにして検出される
全コンタクト部を示している。さらに、異層関係にある
他の画像データとして、図９（Ｃ）に示すコンタクトホ
ールの画像データを選択し、先に検出した配線パターン
と合成する。この状態が、図９（Ｅ）に示されている。

【００９８】第１行および第３行の配線パターンにおい
ては、各コンタクト部にコンタクトホールが重ねて配置
されている。第２行の配線パターンにおいては、配線パ
ターンのみが存在し、対応するコンタクトホールが存在
しない。

【００９９】ここで、表示器１９上で配線パターンを第
１の色、たとえば白で示し、コンタクトホールパターン
を第２の色、たとえば黄色で示す。

【０１００】また、検出した第１のパターン（配線パタ
ーン）と第２の画像からの対応するパターン（コンタク
トホールパターン）が重なり合っている領域を正常と判
断し、いずれか一方のみが存在するパターンを欠陥と判
定し、表示器１９上で第３の色、たとえば赤で表示す
る。

【０１０１】２つのパターンの重なり合いは、たとえば
各パターンがドットで表示されている場合、同一位置に
両パターンのドットが存在することにより判別すること
ができる。

【０１０２】このような工程は、ステップＳＡ１におけ
るパターンの選択、ステップＳＡ４における異層関係に
ある画像データの選択を除けば、全て自動的に行なうこ
とができる。

【０１０３】図１０（Ａ）〜（Ｇ）、図１１（Ｈ）〜
（Ｋ）は、欠陥検出の他の例を示す。図１０（Ａ）は、
形成すべき半導体装置の構成を示す断面図である。ｐ型
シリコン基板２１の表面にｎ型領域２２が形成されてい
る。ｐ型シリコン基板２１の表面を覆って絶縁層２４が
形成され、ｎ型領域２２に達するコンタクトホール２５
が開口される。コンタクトホール２５を導電性プラグ２
７で埋め込む。絶縁層２４表面上に、一端で導電性プラ
グ２７に接続される配線パターン２８が形成される。配
線パターン２８を覆って絶縁層２９が形成され、配線パ
ターン２８の他端に達するコンタクトホール３０が形成
される。コンタクトホール３０には、他の導電性プラグ
３１が形成される。

【０１０４】なお、配線層間を導電性プラグで接続する
場合を示したが、上側配線層をコンタクトホール内に埋
め込んで配線層間を接続してもよい。

【０１０５】図１０（Ｂ）は、配線パターン２８の形状
を示す。両端のコンタクト部２８ａ、２８ｂが中間の幅
狭の配線部２８ｃによって接続されている。

【０１０６】図１０（Ｃ）は、配線層２８下側のコンタ
クトホールパターンを示す。コンタクトホール２５は、
配線パターン２８の左側のコンタクト部２８ａに対応し
て形成される。

【０１０７】図１０（Ｄ）は、配線層２８上側のコンタ
クトホールパターンを示す。コンタクトホール３０は、
配線パターン２８の右側のコンタクト部２８ｂに対応し
て形成される。このような構成の場合、図９（Ａ）〜
（Ｅ）を参照して説明したような欠陥検出を行なえば、
多数の擬似欠陥が発生してしまう。すなわち、１つの配
線パターンに対し、２つのコンタクトホールパターンが
対応しているため、配線層を部分的に識別することが望
まれる。

【０１０８】図１０（Ｅ）は、金属配線層ＬＭのパター
ン形状を示す。図示された領域には、３行３列の配線パ
ターンが配置されている。

【０１０９】図１０（Ｆ）は、配線層より下側のコンタ
クトホールパターン層ＬＣ１を示す。図示した領域にお
いて、３行３列のコンタクトホールが配置されている
が、第２行第１列のコンタクトホールパターンが欠落し
ている。

【０１１０】図１０（Ｇ）に示すように、下側のコンタ
クトホールパターン層ＬＣ１との対応関係を検出するた
め、配線パターンの左側のコンタクト部２８ａおよびそ
れに接続される配線部２８ｃの一部を選択し、登録す
る。

【０１１１】図１０（Ｇ）に示す配線のパターンのコン
タクト部と同一形態のコンタクト部を抽出し、さらに、
図１０（Ｆ）に示すコンタクトホールパターンと合成す
る。

【０１１２】図１１（Ｈ）は、得られた重ね合わせパタ
ーンＳＰ１を示す。各左側コンタクト部と下側コンタク
トホールパターンとが重ね合わせて表示される。ところ
で、第２行第１列のコンタクト部には、対応するコンタ
クトホールパターンが存在しない。コンタクトホールパ
ターンが欠落していることを検出し、欠陥Ｄ１と判定
し、前述のように、表示器上にたとえば赤で表示する。

【０１１３】以上の工程により、下側コンタクトホール
パターンと配線パターンとの対応関係を検査できる。と
ころで、上側コンタクトホールパターンと配線パターン
との対応関係は未だ検査していない。

【０１１４】図７（Ｂ）に戻って、１つの欠陥検出を終
了した後、ステップＳＡ６で検出すべき全ての欠陥を検
出したか否かを判定する。未だ全欠陥を検出していなけ
れば、ＮＯの矢印に従ってステップＳＡ１に戻る。その
後、次のパターンを選択し、対応する異層関係の画像デ
ータを選択し、前述同等の欠陥検出を行なう。検出した
い全ての欠陥を検出した時は、ＹＥＳの矢印に従って欠
陥検出工程を終了させる。

【０１１５】図１０（Ａ）の構成において、配線パター
ン２８と、上側コンタクトホール３０との対応関係を検
査する。

【０１１６】図１１（Ｉ）は、上側コンタクトホールパ
ターン層ＬＣ２を示す。図に示した領域において、第１
行第１列のコンタクトホールパターンが欠落していると
する。

【０１１７】図１１（Ｊ）に示すように、上側コンタク
トホールパターンとの対応関係を検出するため、配線パ
ターンの右側コンタクト部２８ｂおよびそれに連続する
配線部２８ｃを選択し、登録する。

【０１１８】図１１（Ｊ）のパターンを登録し、対応す
る異層関係の画像データとして、図１１（Ｉ）のコンタ
クトホールパターン層を選択すると、図１１（Ｋ）に示
すような結果が得られる。すなわち、各配線パターンの
右側コンタクト部および上側コンタクトホールパターン
が検出され、いずれか一方のみしか存在しない領域は欠
陥Ｄ２と判定され、表示器上にたとえば赤色で表示され
る。

【０１１９】図１２（Ａ）〜（Ｃ）は、不要のパターン
を作成してしまった場合を示す。図１２（Ａ）は、図１
１（Ｉ）と同様のコンタクトホールパターン層ＬＣ２を
示す。図の配置において、最も左側に示した１列のコン
タクトホールパターンは、このコンタクトホール層に属
するものではなく、他のコンタクトホール層に属するも
のであるが、誤って形成されてしまったものである。

【０１２０】図１２（Ｂ）は、図１１（Ｊ）同様の選
択、登録されるパターンを示す。すなわち、図１０
（Ｂ）〜（Ｄ）に示すような構成において、上側のコン
タクトホールと接続されるべき右側のコンタクト部２８
ｂおよびそれに接続する配線部２８ｃの一部が登録され
る。

【０１２１】図１２（Ｃ）は、配線層から抽出された同
等形態のパターン群と、図１２（Ａ）に示すコンタクト
ホールパターンとを合成した合成画像ＳＰ２を示す。最
も左側の列に示すコンタクトホールパターンは、対応す
る配線層のコンタクト部が存在せず、欠陥Ｄ３と判定さ
れ、表示器上に赤色等で表示される。

【０１２２】以上、重なり合うべき２種類のパターンを
検出し、一方のみが存在する領域を欠陥と判定する場合
を説明した。重なり合うべきでない２種類のパターンを
検出し、重なり合う領域を欠陥と判定することもでき
る。

【０１２３】以上説明した欠陥検出方法において、ある
パターンを選択し、登録した後、ある層の画像データ全
体から同等形態のパターンを抽出する場合を説明した。
全領域が広く、欠陥検出を行なう領域が限られているよ
うな場合、領域を指定し、その指定領域内においてのみ
同等形態のパターンを検出してもよい。

【０１２４】同様、異層関係にある画像データに対して
も、その一部を抽出する操作を行なってもよい。その一
部を抽出する操作としては、座標により領域を指定する
方法、データベースがいくつかのファイルに分かれてい
る場合、同一層を構成する複数のサブ層の一部の指定を
行なう方法、画像データにその属性等を示す識別子が付
与されている場合、識別子によって指定する方法等があ
る。パターン選択および登録を行なう第１画像データに
対しても同様の選択を行なってもよい。

【０１２５】また、同等形態のパターンを検出した後、
それに重ねて表示する異層関係にある画像データとして
は、同等形態のパターン群と重なり合うもののみを表示
するように条件付けしてもよい。この場合、重なり合い
とは必ずしも同一場所で重なり合う場合のみでなく、そ
の近傍に配置されるような場合も含めることができる。

【０１２６】図７（Ａ）の構成においては、３系統の画
像データ検出系列を示した。このような構成によれば、
配線層等の一層の画像データおよびその上下に配置され
る画像データを同時に検査することが可能である。配線
層と下層コンタクトホールとの対応関係の検査および配
線層と上層コンタクトホールの対応関係の検査を並列に
行なうこともできる。

【０１２７】図１３は、欠陥検査装置の他の形態を示
す。３つのレジスタを用いる代わりに、画像合成回路８
に接続された１つのレジスタ２０のみが採用され、画像
合成回路８を介して画像メモリ７ａ、７ｂ、７ｃにより
共通に用いられることができる。欠陥検出は、上述の場
合と同様の方法で行なうことができる。

【０１２８】図１４は、配線パターンの他の例を示す。
４つのコンタクト部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが配線部Ｗ
ａ、Ｗｂ、Ｗｃ、Ｗｄによって接続されている。４つの
コンタクト部はｎ×９０°回転の関係にある。もし、コ
ンタクト部Ｐａを選択し、＋９０°回転を含む条件を付
加すると、コンタクト部ＰａおよびＰｂに対応するコン
タクト部が検出される。その他、種々の条件付加が可能
なことは自明であろう。上述の欠陥検査が種々のパター
ン形状に適用できることは、当業者に自明であろう。

【０１２９】さらに、画像検出系の数を増加させれば、
４層以上の欠陥検出を連続的にまたは同時に行なうこと
もできる。

【０１３０】画像データのデータベースの欠陥を検出す
る場合を例にとって説明したが、実際に作成した実パタ
ーンを対物光学系４、受光素子６で読み取り、同様の欠
陥検出を行なうこともできることは自明であろう。すな
わち、相互に関連の強い３層の画像データに対し、欠陥
検出を行なう場合、対象となる３層の画像データは全て
データベースの場合、全て実パターンの場合、および一
部実パターン、一部データベースの場合の全てを含む。

【０１３１】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。

【０１３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高感度で信頼性の高いパターン検査を短時間に行なうこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるパターン検査装置の構成
を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施例によるパターン検査方法のフロ
ーチャートである。

【図３】図１に示すパターン検査装置の２つの状態を示
す要部ブロック図である。

【図４】図３（Ａ）の接続状態におけるパターン検査装
置の動作を説明するための概略図である。

【図５】図３（Ｂ）の接続状態におけるパターン検査装
置の動作を説明するための概略図である。

【図６】作成するパターンの例と欠陥の種類を示す概略
平面図である。

【図７】本発明の他の実施例による欠陥検出装置および
欠陥検出方法を示すブロック図およびフローチャートで
ある。

【図８】図７（Ｂ）に示すフローチャートの内容を説明
するための概略平面図である。

【図９】欠陥検出の例を説明するための概略断面図およ
び概略平面図である。

【図１０】欠陥検出の例を説明するための概略断面図お
よび概略平面図である。

【図１１】欠陥検出の例を説明するための概略平面図で
ある。

【図１２】欠陥検出の例を説明するための概略平面図で
ある。

【図１３】欠陥検出装置の他の形態を示すブロック図で
ある。

【図１４】配線パターンの他の形態を示す平面図であ
る。

【符号の説明】

１ 光源 ２ ＸＹステージ ３ 検査試料 ４ 対物光学系 ５ 自動焦点機構 ６ 受光素子 ７ 画像メモリ ８ パターン合成回路 ９ 微小欠陥検出回路 １０ システム制御装置 １１ 切替スイッチ １２ 画像展開部 １４ データ変換装置 １５ 設計（露光）データ １７ 欠陥検出回路 １９ 表示器 ２０ レジスタ ２１ ｐ型シリコン基板 ２２、２３ ｎ型領域 ２４ 絶縁層 ２５、２６ コンタクトホール ２７ 導電性プラグ ２８ 配線パターン ２９ 絶縁層 ３０ （上側）コンタクトホール ３１ 導電性プラグ

Claims (30)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実際に作成されたパターンを光学的に撮
   像し、第１の画像データを得る工程と、 前記画像データを、異なる層関係にある第２の画像デー
   タと位置合わせする工程と、 前記第１の画像データと前記第２の画像データとの間で
   第１のパターン検査を行なう工程とを有するパターン検
   査方法。
2. 【請求項２】 前記第１のパターン検査を行なう工程
   は、対応する辺の存在を確認することを含む請求項１記
   載のパターン検査方法。
3. 【請求項３】 前記第１のパターン検査を行なう工程
   は、さらに、対応する辺の間の距離を測定することを含
   む請求項２記載のパターン検査方法。
4. 【請求項４】 さらに、前記パターンと同一であるべき
   他の検査用パターンを光学的に撮像し、第３の画像デー
   タを得る工程と、 前記第１のパターン検査と同時に、前記第１の画像デー
   タと前記第３の画像データとの間で第２のパターン検査
   を行なう工程とを含む請求項１記載のパターン検査方
   法。
5. 【請求項５】 前記第２の画像データが設計データより
   作られたものである請求項１記載のパターン検査方法。
6. 【請求項６】 前記第２の画像データが撮像した画像デ
   ータより作られたものである請求項１記載のパターン検
   査方法。
7. 【請求項７】 第１のパターンを有する対象物の画像を
   撮像面上に結像するための光学系と、 前記光学系の撮像面上に配置され、前記第１のパターン
   の画像データを供給する撮像手段と、 前記第１のパターンとは異なる層関係にある第２のパタ
   ーンの画像データを供給する画像データ供給手段と、 前記撮像手段より得た第１のパターンの画像データと前
   記画像データ供給手段より得た第２のパターンの画像デ
   ータとの比較処理を行なう欠陥検出回路とを有する欠陥
   検出装置。
8. 【請求項８】 前記画像データ供給手段は前記光学系お
   よび前記撮像手段と同等の他の光学系および他の撮像手
   段またはデータベースより画像を展開する手段を含む請
   求項７記載の欠陥検出装置。
9. 【請求項９】 前記欠陥検出回路は、対応する辺の存在
   を確認できる請求項７記載の欠陥検出装置。
10. 【請求項１０】 前記欠陥検出回路は、対応する辺の間
    の距離を検出できる請求項９記載の欠陥検出装置。
11. 【請求項１１】 第１の画像データを準備する第１準備
    工程と、 前記第１の画像データ中の一部のパターンである第１の
    パターンを登録する工程と、 前記第１の画像データから前記第１のパターンと同等形
    態のパターンを第１群のパターンとして検出する工程と
    を含むパターン検査方法。
12. 【請求項１２】 さらに、前記第１の画像データとは異
    なる層関係にある第２の画像データである第１対応群の
    パターンを準備する第２準備工程と、 前記第１群のパターンと第１対応群のパターンとを比較
    する第１比較工程とを含む請求項１１記載のパターン検
    査方法。
13. 【請求項１３】 前記第１または第２準備工程が、１層
    の画像データからその１部を取り出すサブ工程を含む請
    求項１２記載のパターン検査方法。
14. 【請求項１４】 前記サブ工程が、前記１層の画像デー
    タを構成する複数のサブ層の１つを選択することを含む
    請求項１３記載のパターン検査方法。
15. 【請求項１５】 前記サブ工程が、前記１層の画像デー
    タの領域の一部を指定し、指定した一部領域内のパター
    ンを検出することを含む請求項１３記載のパターン検査
    方法。
16. 【請求項１６】 前記第２準備工程が、１層の画像デー
    タを構成するパターンのうち、第１群のパターンと位置
    的に対応するパターンを第１対応群のパターンとして検
    出することを含む請求項１３記載のパターン検査方法。
17. 【請求項１７】 前記第１比較工程が、前記第１群のパ
    ターンと前記第１対応群のパターンとの重なり合いの関
    係を判定するサブ工程を含む請求項１２記載のパターン
    検査方法。
18. 【請求項１８】 前記第１比較工程が、さらに、前記第
    １群のパターンと前記第１対応群のパターンの一方が存
    在する位置で前記第１群のパターンと前記第１対応群の
    パターンの他方が重ならなかった時、欠陥と判定するサ
    ブ工程を含む請求項１７記載のパターン検査方法。
19. 【請求項１９】 前記第１比較工程が、さらに、前記第
    １群のパターンと前記第１対応群のパターンの一方が存
    在する位置で、前記第１群のパターンと前記第１対応群
    のパターンの他方が重なった時、欠陥と判定するサブ工
    程を含む請求項１７記載のパターン検査方法。
20. 【請求項２０】 さらに、前記第１群のパターンおよび
    第１対応群のパターンとは異なる層関係にある第３の画
    像データである第２対応群のパターンを準備する第３準
    備工程と、 前記第１の画像データ中の前記一部のパターンとは異な
    る他の一部のパターンを第２のパターンとして登録する
    工程と、 前記第１の画像データから前記第２のパターンと同等形
    態のパターンを第２群のパターンとして検出する工程
    と、 前記第２群のパターンと前記第２対応群のパターンとを
    比較する第２比較工程と、を含む請求項１２記載のパタ
    ーン検査方法。
21. 【請求項２１】 前記第３準備工程が、１層の画像デー
    タからその１部を取り出すサブ工程を含む請求項２０記
    載のパターン検査方法。
22. 【請求項２２】 前記第３準備工程のサブ工程が、１層
    の画像データを構成する複数のサブ層の１つを選択する
    ことを含む請求項２１記載のパターン検査方法。
23. 【請求項２３】 前記第３準備工程のサブ工程が、前記
    １層の画像データの領域の一部を指定し、指定した一部
    領域内のパターンを検出することを含む請求項２１記載
    のパターン検査方法。
24. 【請求項２４】 前記第３準備工程のサブ工程が、１層
    の画像データを構成するパターンのうち、第２群のパタ
    ーンと位置的に対応するパターンを第２対応群のパター
    ンとして検出することを含む請求項２１記載のパターン
    検査方法。
25. 【請求項２５】 前記第２比較工程が、前記第２群のパ
    ターンと前記第２対応群のパターンとの重なり合いの関
    係を判定するサブ工程を含む請求項２１記載のパターン
    検査方法。
26. 【請求項２６】 前記第２比較工程が、さらに、前記第
    ２群のパターンと前記第２対応群のパターンの一方が存
    在する位置で前記第２群のパターンと前記第２対応群の
    パターンの他方が重ならなかった時、欠陥と判定するサ
    ブ工程を含む請求項２５記載のパターン検査方法。
27. 【請求項２７】 前記第２比較工程がさらに、前記第２
    群のパターンと前記第２対応群のパターンの一方が存在
    する位置で、前記第２群のパターンを前記第２対応群の
    パターンの他方が重なった時、欠陥と判定するサブ工程
    を含む請求項２５記載のパターン検査方法。
28. 【請求項２８】 第１の画像データを供給する第１画像
    データ供給手段と、 前記第１の画像データ中の一部のパターンである第１の
    パターンを登録する登録手段と、 前記第１の画像データから前記第１のパターンと同等形
    態のパターンを第１群のパターンとして検出する検出手
    段とを有するパターン検査装置。
29. 【請求項２９】 さらに、第２の画像データを供給する
    第２画像データ供給手段と、 前記第１および第２の画像データ供給手段に接続され、
    パターンとパターンとを比較する比較器とを有する請求
    項２８記載のパターン検査装置。
30. 【請求項３０】 さらに、第３の画像データを供給する
    第３画像データ供給手段を有し、前記比較器は第３画像
    データ供給手段にも接続されている請求項２９記載のパ
    ターン検査装置。