KR100808653B1 - 패턴 비교 검사 방법 및 패턴 비교 검사 장치 - Google Patents

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Abstract

패턴 비교 검사 장치를, 검사 영역 내에 포함하여야 할 것인지 아닌지를 판정하는 피판정 위치를 피검사 패턴상의 어느 하나로부터 선택하는 피판정 위치 선택 수단(41)과, 피판정 위치의 화상 신호와 피판정 위치로부터 반복 피치의 정수배 떨어진 위치의 화상 신호를 비교하는 화상 비교 수단(42)과, 화상 비교 수단의 비교 결과가 소정의 역치 내에 있을 때, 피판정 위치를 검사 영역 내에 포함하여 검사 영역을 설정하는 검사 영역 설정 수단(43)을 구비하여 구성한다. 이것에 의하여, 반복 패턴 영역을 가지는 피검사 패턴 내의 반복 패턴끼리 비교하여 패턴 결함의 유무를 검사하는 패턴 비교 검사 장치에 있어서, 반복 패턴 영역의 범위 내에 있어서, 검사 영역을 확대하는 것이 가능해진다.
Figure R1020057025353
패턴 비교 검사 장치, 피검사 패턴, 피판정 위치 검색 수단, 피판정 위치의 화상 신호

Description

패턴 비교 검사 방법 및 패턴 비교 검사 장치{PATTERN COMPARISON INSPECTION METHOD AND PATTERN COMPARISON INSPECTION DEVICE}
본 발명은 소정의 주기(피치)로 반복되는 반복 패턴을 가지는 패턴에 대하여, 반복 패턴끼리 비교하여 결함의 유무 등을 검사하는 패턴 비교 검사 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 셀 패턴이 반복되는 반도체 메모리 등의 반도체 웨이퍼 상에 형성된 패턴이나 포토마스크(photomask)의 패턴 등을 근방의 셀 패턴끼리 차례차례 비교하여 검사하는 외관 검사 방법 및 장치에 관한 것이다.
형성한 패턴을 촬상하여 화상 데이터를 생성하고, 화상 데이터를 해석하여 패턴의 결함의 유무 등을 검사하는 것이 널리 행해지고 있다. 특히, 반도체 제조 분야에서는 포토마스크를 검사하는 포토마스크 검사 장치나 반도체 웨이퍼 상에 형성된 패턴을 검사하는 외관 검사 장치가 널리 사용되고 있다. 본 발명은 포토마스크나 웨이퍼 상 패턴 등의 기본 패턴이 반복되는 패턴이면 어떠한 패턴의 검사에도 적용 가능하지만, 이하의 설명에서는 웨이퍼 상에 형성된 패턴을 광학적으로 촬상하여 얻은 화상 데이터를 예로서 설명한다.
도 27은 반도체 칩(201)을 반도체 웨이퍼(200) 상에 형성한 모습을 나타낸다. 일반적으로, 이러한 반도체 칩(201)을 '다이'라고도 부르므로, 여기에서도 이 용어를 사용한다. 반도체 장치의 제조 공정에서는 웨이퍼(200) 상에 몇 층이나 되는 패턴을 형성하므로 모든 공정을 종료하기까지는 장시간을 필요로 함과 동시에, 한 층에서라도 중대한 결함이 있으면 그 다이는 불량이 되어 수율이 저하된다. 그래서 공정 도중에서 형성한 패턴을 촬상하여 얻은 화상 데이터를 해석하고, 중대한 결함을 일으킨 층은 제거하고 재차 형성하거나, 불량 정보를 제조 공정에 피드백하여 수율을 향상시킨다. 이를 위하여 사용되는 것이 외관 검사 장치(inspection machine)이다.
도 28은 종래의 외관 검사 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 도 28에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(200)는 스테이지(211) 상에 유지된다. 광원(214)으로부터의 조명광은 콘덴서 렌즈(215)에 의하여 수렴되어 반투명 거울(213)에 의해 반사된 후, 대물렌즈(212)를 통과하여 웨이퍼(200)의 표면을 조명한다. 조명된 웨이퍼(200)의 표면의 광학상이 대물렌즈(212)에 의하여 촬상 장치(216)에 투영된다(예를 들면, 일본공개특허공보 2002-342757호).
촬상 장치(216)는 광학상을 전기 신호인 화상 신호로 변환한다. 화상 신호는 디지탈화되어 화상 데이터로 변환되고 화상 메모리(217)에 기억된다. 화상 처리부 (218)는 화상 메모리(217)에 기억된 화상 데이터를 처리하여 결함의 유무 등을 조사한다. 제어부 (219)는 스테이지(211), 화상 메모리(217) 및 화상 처리부(218) 등의 장치 각부의 제어를 실시한다.
반도체 장치의 패턴은 매우 미세하고, 외관 검사 장치는 상당히 높은 분해능이 요구된다. 이때, 촬상 장치로는 1차원 이미지 센서가 사용되고, 스테이지(211)를 한 방향으로 이동(주사)하고, 주사에 동기하여 촬상 장치의 출력을 샘플링 함으로써 화상 데이터를 얻고 있다.
촬상 가능한 웨이퍼 상의 폭(H)이 다이(201)의 폭보다 작은 경우에는 예를 들면 도 27에 나타내는 바와 같이, 각 다이의 동일한 부분을 차례차례 주사하고, 모든 다이에 대하여 주사가 종료된 후, 각 다이의 다른 부분을 차례로 주사하여 각 다이의 모든 부분의 화상 데이터를 얻고 있다. 이것에 의하여 주사를 실시하여 화상 데이터를 얻는 동시에, 앞에서 행한 주사로 얻은 다른 다이의 대응 부분의 화상 데이터와의 비교를 동시에 실시할 수 있으므로 수율이 향상된다. 그러나, 주사 방법은 이것에 한정되지 않고, 여러가지가 제안되어 있다.
도 29는 인접하는 다이 간에 화상 데이터를 비교하는 동작을 설명하는 도면이다. 다이(A, B, C, D)는 도 29에 나타내는 바와 같이 배열되어 있는 것으로 한다. 화상 데이터는 화소(210) 단위로 나타낸다. 도시하는 바와 같이, 다이 B와 다이 C의 사이에서 비교를 실시하는 경우에는 다이 B와 다이 C의 대응하는 화소의 화상 데이터(화소 데이터)를 비교한다. 예를 들면, 다이 B와 다이 C의 a행의 1번째의 화소 데이터끼리 비교한다.
다이 간의 화소 데이터의 비교는 A와 B, B와 C, C와 D와 같이 단부의 다이로부터 차례로 화소 데이터를 생성하여 기억하고, 새롭게 생성한 다이의 화소 데이터를 직전에 생성하여 기억되어 있는 다이의 화소 데이터와 비교함으로써 실시하는 것이 일반적이다. 이와 같이 비교함으로써, 양단의 다이 이외의 중앙 부분의 다이는 인접하는 2개의 다이와 2회 비교하여 비교 결과가 2회 모두 일치하지 않으면 이 상(결함 있음)이 있는 것으로 판정한다. 이러한 다이 간 비교를 다이-다이 비교라고 부른다.
반도체 메모리 등은 셀이라 불리는 기본 단위를 반복하는 구성을 가지고, 그것을 위한 패턴도 셀에 대응한 기본 패턴을 반복한 구성을 가진다. 도 30은 셀을 설명하는 도면으로, 도시하는 바와 같이, 다이(201) 내에, 셀(231)이 반복 배치되어 있다. 이러한 셀이 소정의 피치로 배열되는 패턴을 검사하는 경우, 상기와 같은 다이-다이 비교를 실시하지 않고, 근방의 셀 사이에 대응하는 부분의 화소 데이터를 비교함으로써 결함의 유무를 판정한다. 이것을 셀-셀 비교라고 부른다.
셀-셀 비교에 있어서도, 상술한 다이-다이 비교와 같이 단부의 셀로부터 순서대로 화소 데이터를 생성하여 기억하고, 새롭게 생성한 셀의 화소 데이터를 직전에 생성하여 기억되어 있는 인접 셀의 화소 데이터와 비교함으로써 실시하는 것이 일반적이다.
셀-셀 비교에 있어서는 대비하는 화상 데이터의 한 쪽에 반복 패턴 영역(232) 외의 패턴의 화상 데이터가 포함되면, 양자의 패턴이 일치하지 않아 유사 결함을 검출하게 되기 때문에, 셀-셀 비교로 대비하는 화상 데이터의 쌍방에 반복 패턴 영역(232) 이외의 패턴을 포함하지 않도록 유의할 필요가 있다.
종래의 검사 장치에 있어서는 웨이퍼(200)를 유지하는 스테이지(211) 등의 기계 정밀도 등의 이유에 의하여, 반복 패턴 영역(232) 단에 대하여 마진이 있는 검사 영역(care area)(233)을 설정하고 있었다. 또한, 이 검사 영역(233) 내의 패턴에 대하여만 셀-셀 비교를 실시하고, 검사 영역(233) 외의 반복 패턴에 대하여는 다이-다이 비교에 의하여 검사를 실시하고 있었다.
그러나, 반복 패턴 영역(232)은 패턴 밀도가 높게 형성되고 반복 패턴 영역(232) 외의 주변 회로 패턴은 패턴 밀도가 낮게 형성되기 때문에, 반복 패턴 영역(232) 내의 패턴은 어둡고, 주변 회로 패턴은 밝게 검출된다.
따라서, 검사 영역(233) 외의 반복 패턴과 주변 회로 패턴이 혼재하는 다이-다이 비교에서는 반복 패턴 영역(232)의 화상이 주변 회로 패턴의 화상에 비하여 상당히 어둡게 검출되기 때문에, 검사 영역(233) 외의 반복 패턴의 결함 검출 감도가 저하되는 문제가 있었다.
상기 사정을 감안하여, 본 발명은 반복 패턴 영역을 가지는 피검사 패턴 내의 반복 패턴끼리 비교하여 패턴 결함의 유무를 검사하는 패턴 비교 검사 방법 및 장치에 있어서, 반복 패턴끼리의 비교를 실시하는 검사 영역을 반복 패턴 영역 내에서 가능한 한 확대하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1 형태에 관한 패턴 비교 검사 방법으로는 검사 영역 내에 포함해야할 것인지 아닌지를 판정하는 피판정 위치를 선택하고, 피판정 위치의 화상 신호와 피판정 위치로부터 반복 피치의 정수배 떨어진 위치의 화상 신호를 비교하고, 이 비교 결과가 소정의 역치(threshold value) 내에 있을 때, 피판정 위치를 검사 영역 내로 포함하는 검사 영역을 설정하기로 한다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명과 관련되는 패턴 비교 검사 방법을 설명한다. 도 1은 본 발명과 관련되는 패턴 비교 검사 방법의 원리 설명도이며, 도 2는 본 발명의 제1 형태에 관한 패턴 비교 검사 방법의 플로차트이다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 다이(1)에는 반복 패턴 영역(3) 내에, 셀인 반복 패턴(2)이 소정의 반복 피치로 반복 형성되어 있다. 스텝 S101에 있어서, 1 차원 이미지 센서 등의 촬상 수단을 주사하여, 다이(1)의 ABA'B'영역의 화상 데이터를 취득한다.
스텝 S103에서, 검사 영역 내에 포함하여야 할 것인지 아닌지를 판정하는 피판정 위치를, ABA'B'영역의 화상 데이터 내의 어느 위치로부터 선택한다. 여기에서는 피판정 위치를 다이(1) 단부로부터 각각 x1, x2 떨어진 위치에 선택한다.
스텝 S105에서, 피판정 위치의 화상 신호(화소 블록)와 피판정 위치로부터, 내측으로 반복 패턴의 반복 피치의 정수배 떨어진 위치의 화상 신호를 비교한다. 여기에서는 다이(1) 단부로부터 x1의 거리에 있는 화소 블록(4)과 화상 블록(4)으로부터 반복 피치의 정수배만큼 떨어진 화소 블록(4')을 비교하고 다이(1) 단부로부터 x2의 거리에 있는 화소 블록(5)과 화상 블록(5)으로부터 반복 피치의 정수배만큼 떨어진 화소 블록(5')을 각각 비교한다.
이 때, 화소 블록끼리의 비교는 예를 들면, 화소 블록 중의 대응하는 화소 끼리의 그레이 스케일치의 차이가, 소정의 화소치간 비교용 역치보다 큰 화소수를 비교 결과로 한다. 또한, 피판정 위치와 상기 반복 피치의 정수배만큼 떨어진 위치와의 간격을 정하는 상기 정수는 셀-셀 비교의 셀 간격을 정하는 정수와 같지 않아도 좋다.
그렇게 하면, 다이(1) 단부로부터 x2의 거리에 있는 화소 블록(5)과 이것에 대응하는 화소 블록(5')은 반복 패턴의 같은 부분을 촬상한 화상 데이터에 의하여 구성되기 때문에, 그 비교 결과의 값이 작아지지만, 다이(1) 단부로부터 x1의 거리에 있는 화소 블록(4)과 이것에 대응하는 화소 블록 (4')은 다른 패턴을 촬상한 화상 데이터에 의하여 구성되기 때문에, 비교 결과의 값이 커진다.
따라서, 스텝 S107, 스텝 S109에서, 피판정 위치를 반복 영역(3)의 외측 방향(또는 내측 방향)의 어느 한쪽의 소정 방향으로 반복하여 어긋나게 하면서, 상기 비교 결과의 값이 소정의 역치 th의 화소수보다 커지는(또는 작아지는) 위치 Xp를 검출한다. 이와 같이, 상기 비교 결과의 값이 소정의 역치 th보다 커지는(또는 작아지는) 피판정 위치의 영역을 구하고 스텝 S111에서 이것을 검사 영역으로 설정한다.
이와 같이, 상기 비교 결과의 값이 소정의 역치 th보다 작아지는 피판정 위치의 영역을 구하고 이것을 검사 영역으로 설정함으로써, 검사 영역을 반복 패턴 영역(3) 내에 있어서 가능한 한 확대할 수 있다.
또한, 도 1에 나타내는 바와 같이, 피판정 위치를 반복 영역(3)의 외측 방향(또는 내측 방향)의 어느 한쪽 방향으로 반복하여 지연시킬 때, 상기 비교 결과의 값은 반복 패턴 영역(3)의 경계 위치 Xp에서, 급격하게 변화한다(증가한다).
이에 본 발명의 제2 형태에 관한 패턴 비교 검사 방법으로는 검사 영역 내에 포함해야할 것인지 아닌가를 판정하는 피판정 위치를 피검사 패턴 내에서 소정 거리씩 어긋나게 하면서 선택하고, 피판정 위치의 화상 신호와 피판정 위치로부터 반복 피치의 정수배 떨어진 위치의 화상 신호를 비교하고, 이 비교 결과의 변화가 소정의 역치보다 커졌을 때, 상기 피판정 위치를 상기 검사 영역의 경계로서 설정한다.
도 3은 본 발명의 제2 형태에 관한 플로차트이다.
스텝 S114에서, 전회의 비교 결과를 기억하기 위한 기억 수단의 내용을 초기치로 설정한다. 이 기억 수단은 전회의 비교 결과와 현재의 비교 결과를 비교하고, 비교 결과의 변화량 또는 변화율을 산출하기 위하여 사용된다.
그리고, 전술한 제1 형태에 관한 패턴 비교 검사 방법과 마찬가지로, 스텝 S101에서, 다이(1)의 ABA'B'영역의 화상 데이터를 취득하고, 스텝 S103에서, 상기 피판정 위치를 ABA'B'영역의 화상 데이터 내의 어느 위치로부터 선택하고, 스텝 S105에서, 피판정 위치의 화상 신호(화소 블록)와 피판정 위치로부터, 내측에 반복 패턴의 반복 피치의 정수배 떨어진 위치의 화상 신호를 비교한다.
스텝 S107에서, 상기 기억 수단에 기억된 비교 결과로부터 스텝 S105에서 취득한 비교 결과에의 변화량 또는 변화율을 산출하고, 비교 결과의 변화량 또는 변화율이 소정의 역치 tv 이하인지 아닌지를 판단한다. 만약 비교 결과의 변화량 또는 변화율이 소정의 역치 tv이하이면, 스텝 S115에서 다음 회의 변화량 또는 변화율의 산출을 위하여 스텝 S105에서 취득된 비교 결과를 상기 기억 수단에 기억하고, 스텝 S109로 피판정 위치를 반복 영역(3)의 외측 방향(또는 내측 방향)의 어느 한쪽 소정 방향으로 어긋나게 한다. 그 후 스텝 S105로 돌아와, 스텝 S105, S107, S115, S109의 스텝을 반복한다.
스텝 S107에서의 판단 결과, 만약 비교 결과의 변화율이 소정의 역치 tv 이하가 아니면, 스텝 S111에 있어서 현재의 피판정 위치를 상기 검사 영역의 경계로서 설정하고 검사 영역을 정한다.
또한, 스텝 S107에 있어서 비교 결과의 변화량 또는 변화율이 소정의 역치 tv 이하인지 아닌지를 판단하는데 대신에, 비교 결과의 변화량 또는 변화율이 최대가 되는지 아닌지를 판단하고, 비교 결과의 변화량 또는 변화율이 최대일 때, 스텝 S111에서, 현재의 피판정 위치를 상기 검사 영역의 경계로서 설정하여도 된다. 이 때문에 상기 기억 수단에는 전회의 루프(S105, S107, S115, S109)의 비교 결과를 기억하는 외에, 과거 실행된 루프로 산출한 비교 결과의 변화량 또는 변화율의 최대치를 기억함으로써 하여도 좋다. 그리고, 스텝 S115에서, S105에서 취득된 비교 결과를 기억할 때에, 스텝 S107에서 산출한 비교 결과의 변화량 또는 변화율이 기억 수단에 기억된 비교 결과의 변화량 또는 변화율의 최대치를 넘는지 여부를 판단하고, 넘을 때는 기억 수단에 기억된 비교 결과의 변화량 또는 변화율의 최대치를 갱신하여도 좋다.
또한, 본 발명의 제3 형태에 관한 패턴 비교 검사 방법은 반복 패턴이 소정의 반복 피치로 반복 형성된 반복 패턴 영역을 가지는 피검사 패턴의 화상을 촬상하고, 반복 피치의 정수배 떨어진 위치끼리의 화상 신호를 비교하고, 피검사 패턴의 결함을 검출하는 패턴 비교 검사 방법으로서, 피검사 패턴의 촬상 화상의 반복 피치의 정수배의 화소수만큼 떨어진 화소치끼리의 차분치와 소정의 제1 역치를 비교하고, 제1 역치를 초과하는 화소를 결함 후보로서 검출하는 결함 후보 검출 스텝과 피검사 패턴의 촬상 화상 내의 소정의 크기의 참조 범위 중, 그 참조 범위에 포함되는 결함 후보의 수 또는 상기 참조 범위에 차지하는 결함 후보의 비율이 소정의 제2 역치보다 적은 것을, 검사 범위에 포함하여 결정하는 검사 범위 결정 스텝과 검사 범위 내에 있어 피검사 패턴의 결함 검출을 실시하는 검출 스텝을 가진다.
본 발명의 제3 형태에 관한 패턴 비교 검사 방법에 있어서, 그리고 결함 후보 검출 스텝에 의하여 피검사 패턴의 촬상 화상의 각 화소에 대하여 결함 후보를 구하고 결함 후보 맵을 생성하는 결함 후보 맵 생성 스텝과, 결함 후보 맵 내의 소정의 크기의 참조 범위를 선택하는 참조 범위 선택 스텝을 구비하고 검사 범위 결정 스텝은 선택된 참조 범위 중에서, 그 참조 범위에 포함되는 결함 후보의 수 또는 상기 참조 범위에 차지하는 결함 후보의 비율이 소정의 제2 역치보다 적은 것을 검사 범위에 포함하여 결정하여도 좋다.
또는 본 발명의 제4 형태에 관한 패턴 비교 검사 방법은 반복 패턴이 소정의 반복 피치로 반복 형성된 반복 패턴 영역을 가지는 피검사 패턴의 화상을 촬상하고, 반복 피치의 정수배 떨어진 위치끼리의 화상 신호를 비교하고, 피검사 패턴의 결함을 검출하는 패턴 비교 검사 방법으로서, 피검사 패턴의 촬상 화상의 반복 피치의 정수배의 화소수만큼 떨어진 화소치끼리의 차분치와 소정의 제1 역치를 비교하고, 제1 역치를 초과하는 화소를 결함 후보로서 검출하는 결함 후보 검출 스텝과 피검사 패턴의 촬상 화상 내의 소정의 크기의 참조 범위를, 소정 방향에 관한 위치를 바꾸면서 선택하고, 선택된 참조 범위 가운데, 그 참조 범위에 포함되는 결함 후보의 수 또는 참조 범위에 차지하는 결함 후보의 비율이 소정의 제2 역치보다 적은 상기 소정 방향에 관한 위치를 검사 범위에 포함하여 결정하는 검사 범위 결정 스텝과 검사 범위 내에 있어 피검사 패턴의 결함 검출을 실시하는 검출 스텝을 가진다.
본 발명의 제4 형태에 관한 패턴 비교 검사 방법에 있어서, 결함 후보 검출 스텝에 의하여 피검사 패턴의 촬상 화상의 각 화소에 대하여 결함 후보를 구하고 결함 후보 맵을 생성하는 결함 후보 맵 생성 스텝과, 결함 후보 맵 내의 소정의 크기의 참조 범위를 선택하는 참조 범위 선택 스텝을 구비하고, 검사 범위 결정 스텝은 선택된 참조 범위 중에서, 그 참조 범위에 포함되는 결함 후보의 수 또는 참조 범위에 차지하는 결함 후보의 비율이 소정의 제2 역치보다 적은 것을 검사 범위에 포함하여 결정하도록 하여도 좋다.
또한, 본 발명의 제5 형태에 관한 패턴 비교 검사 장치는 검사 영역 내에 포함하여야 하는지 여부를 판정하는 피판정 위치를 피검사 패턴 상의 어느 하나로부터 선택하는 피판정 위치 선택 수단과, 피판정 위치의 화상 신호와, 피판정 위치로부터 반복 피치의 정수배 떨어진 위치의 화상 신호를 비교하는 화상 비교 수단과, 화상 비교 수단의 비교 결과가 소정의 역치 내에 있을 때, 피판정 위치를 검사 영역 내에 포함하여 검사 영역을 설정하는 검사 영역 설정 수단을 구비하도록 한다.
또는 본 발명의 제6 형태에 관한 패턴 비교 검사 장치는 상기 검사 영역 내에 포함하여야할 것인지 여부를 판정하는 피판정 위치를 상기 피검사 패턴 내에서 소정 거리씩 어긋나게 하면서 선택하는 피판정 위치 선택 수단과, 피판정 위치의 화상 신호와, 피판정 위치로부터 반복 피치의 정수배 떨어진 위치의 화상 신호를 비교하는 화상 비교 수단과, 피판정 위치를 소정 거리씩 어긋나게 하면서 취득한 화상 비교 수단의 비교 결과의 변화가 소정의 역치보다 커졌을 때, 피판정 위치를 검사 영역의 경계로서 설정하는 검사 영역 설정 수단을 구비하는 것으로 한다.
또는 본 발명의 제7 형태에 관한 패턴 비교 검사 장치는 반복 패턴이 소정의 반복 피치로 반복 형성된 반복 패턴 영역을 가지는 피검사 패턴의 화상을 촬상하는 촬상 수단과, 촬상된 상기 화상에 있어서, 반복 피치의 정수배 떨어진 위치끼리의 화상 신호를 비교하는 패턴 비교 수단과, 이 비교 결과에 기초하여 상기 피검사 패턴의 결함을 검출하는 결함 검출 수단과, 피검사 패턴의 촬상 화상의 반복 피치의 정수배의 화소수만큼 떨어진 화소치끼리의 차분치와, 소정의 제1 역치를 비교하고, 제1 역치를 초과하는 화소를 결함 후보로서 검출하는 결함 후보 검출 수단과, 피검사 패턴의 촬상 화상 내의 소정의 크기의 참조 범위 중, 그 참조 범위에 포함되는 결함 후보의 수 또는 상기 참조 범위에 포함되는 결함 후보의 비율이 소정의 제2 역치보다 적은 것을 검사 범위에 포함하여 결정하는 검사 범위 결정 수단을 구비하고, 상기 결함 검출 수단은 이 검사 범위 내에 있어서 피검사 패턴의 결함 검출을 한다.
또한 본 발명의 제7 형태에 관한 패턴 비교 검사 장치에 있어서, 결함 후보 검출 수단에 의하여 피검사 패턴의 촬상 화상의 각 화소에 대하여 결함 후보를 구하고, 결함 후보 맵을 생성하는 결함 후보 맵 생성 수단과, 결함 후보 맵 내의 소정의 크기의 참조 범위를 선택하는 참조 범위 선택 수단을 구비하여도 좋다. 이 때, 상기 검사 범위 결정 수단은 선택된 참조 범위 가운데, 그 참조 범위에 포함되는 결함 후보의 수 또는 상기 참조 범위에 포함되는 결함 후보의 비율이 소정의 제2 역치보다 적은 것을, 검사 범위에 포함하여 결정하도록 하여도 좋다.
또한 본 발명의 제8 형태에 관한 패턴 비교 검사 장치는 반복 패턴이 소정의 반복 피치로 반복 형성된 반복 패턴 영역을 가지는 피검사 패턴의 화상을 촬상하는 촬상 수단과, 촬상된 상기 화상에 있어서, 반복 피치의 정수배 떨어진 위치끼리의 화상 신호를 비교하는 패턴 비교 수단과, 이 비교 결과에 기초하여 상기 피검사 패턴의 결함을 검출하는 결함 검출 수단과, 피검사 패턴의 촬상 화상의 상기 반복 피치의 상기 정수배의 화소수만큼 떨어진 화소치끼리의 차분치와, 소정의 제1 역치를 비교하고, 제1 역치를 초과하는 화소를 결함 후보로서 검출하는 결함 후보 검출 수단과, 피검사 패턴의 촬상 화상 내의 소정의 크기의 참조 범위를, 소정 방향에 관한 위치를 바꾸면서 선택하고, 선택된 참조 범위 가운데, 그 참조 범위에 포함되는 결함 후보의 수 또는 참조 범위에서 차지하는 결함 후보의 비율이 소정의 제2 역치보다 적은 상기 소정 방향에 관한 위치를 검사 범위에 포함하여 결정하는 검사 범위 결정 수단을 구비하고, 결함 검출 수단은 이 검사 범위 내에 있어서 피검사 패턴의 결함 검출을 실시한다.
또는 본 발명의 제8 형태에 관한 패턴 비교 검사 장치에 있어서, 결함 후보 검출 수단에 의하여 피검사 패턴의 촬상 화상의 각 화소에 대하여 결함 후보를 구하고 결함 후보 맵을 생성하는 결함 후보 맵 생성 수단과, 결함 후보 맵 내의 소정의 크기의 참조 범위를, 소정 방향에 관한 위치를 바꾸면서 선택하는 참조 범위 선택 수단을 구비하고, 검사 범위 결정 수단은 선택된 참조 범위 가운데, 그 참조 범위에 포함되는 결함 후보의 수 또는 참조 범위에서 차지하는 결함 후보의 비율이 소정의 제2 역치보다 적은 소정 방향에 관한 위치를, 검사 범위에 포함하여 결정하도록 하여도 좋다.
또한, 본 발명에 관한 패턴 비교 검사 방법 및 장치에서는 본 명세서의 발명의 설명에 있어서, 다이 내에 형성되는 셀 영역을 반복해 12 패턴 영역으로 하고, 다이 내의 셀 영역 내의 패턴 비교 검사의 검사 범위를 설정하지만, 다른 예로서 본 발명과 관련되는 패턴 비교 검사 방법 및 장치를 웨이퍼 상에 형성되는 다이 영역을 반복 패턴 영역으로 하고, 다이 영역의 패턴 비교 검사의 검사 범위를 설정하기 위하여 사용하여도 된다.
본 발명에 의하여, 피검사 패턴 내의, 반복 패턴끼리 비교하여 패턴 결함의 유무를 검사하는 패턴 비교 검사에 대하여, 반복 패턴끼리 비교를 실시하는 검사 영역을 가능한 한 확대할 수 있다.
또한, 본 발명의 제3 형태 및 제4 형태에 관한 패턴 비교 검사 방법 및 제7 형태 및 제8 형태에 관한 패턴 비교 검사 장치와 같이, 결함 검사를 위하여 검출된 결함 후보를 이용하여 검사 범위의 결정을 실시함으로써, 검사 범위를 결정하기 위하여 실시하는 촬상 화상의 화소치의 비교 계산량을 절약하는 것이 가능해져, 검사 속도의 향상에 이바지한다.
도 1은 본 발명에 관한 패턴 비교 검사 방법의 원리 설명도이다.
도 2는 본 발명의 제1 형태에 관한 패턴 비교 검사 방법의 플로차트이다.
도 3은 본 발명의 제2 형태에 관한 패턴 비교 검사 방법의 플로차트이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 관한 패턴 비교 검사 장치의 개략 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 관한 패턴 비교 검사 방법의 플로차트(1)이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 관한 패턴 비교 검사 방법의 플로차트(2)이다.
도 7은 반복 패턴 영역을 가지는 검사 패턴 상에 설치된 가영역의 설정 상태의 설명도이다.
도 8은 반복 패턴 영역을 가지는 검사 패턴의 촬상 방법의 설명도이다.
도 9a 및 도 9b는 촬상된 검사 패턴의 화상 신호를 나타내는 도이며, 도 9c는 피판정 위치의 이동에 수반하는 비교 결과의 값의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 10a 및 도 10b는 촬상된 검사 패턴의 화상 신호에 결함 화상이 포함되어 있는 상태를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 관한 패턴 비교 검사 방법의 플로차트(3)이다.
도 12는 본 발명의 제1 실시예에 관한 패턴 비교 검사 방법의 플로차트(4)이다.
도 13a, 도 13b 및 도 13d는 촬상된 검사 패턴의 화상 신호를 나타내는 도며, 도 13c는 피판정 위치의 이동에 수반하는 비교 결과의 값의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 14는 검사 패턴의 촬상 화상의 기억 수법의 설명도이다.
도 15는 본 발명의 제2 실시예에 관한 패턴 비교 검사 방법의 플로차트(1)이다.
도 16은 본 발명의 제2 실시예에 관한 패턴 비교 검사 방법의 플로차트(2)이다.
도 17은 제2 실시예에 있어서의 검사 패턴 상에 설치된 가영역의 설정 상태의 설명도이다.
도 18a 및 도 18b는 촬상된 검사 패턴의 화상 신호를 나타내는 도이며, 도 18c는 피판정 위치의 이동에 따른 비교 결과의 값의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 19a는 결함을 가지는 반복 패턴 영역을 나타내는 도이며, 도 19b는 비교 결과의 값의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 20은 본 발명의 제3 실시예에 관한 패턴 비교 검사 장치의 개략 구성도이다.
도 21은 본 발명의 제3 실시예에 관한 패턴 비교 검사 방법의 플로차트이다.
도 22a는 촬상된 검사 패턴의 화상 신호를 나타내는 도이며, 도 22b는 도 22a를 지연한 화상 신호를 나타내는 도이며, 도 22c는 도 22a 및 도 22b의 차분에 근거하는 결함 맵 화상 신호를 나타내는 도이며, 도 22d는 결함 맵 화상 신호 전체를 나타내는 도면이다.
도 23a는 결함 맵 화상 신호를 나타내는 도이며, 도 23b는 참조 범위에 포함되는 결함 후보수의 X방향 변화를 나타내는 그래프이다.
도 24는 본 발명의 제4 실시예에 관한 패턴 비교 검사 장치의 개략 구성도이다.
도 25는 본 발명의 제4 실시예에 관한 패턴 비교 검사 방법의 플로차트이다.
도 26은 본 발명의 제4 실시예에 관한 패턴 비교 검사 방법의 설명도이다.
도 27은 반도체 웨이퍼 상에 형성된 반도체 칩(다이)의 배열과 검사시의 궤적을 나타내는 도면이다.
도 28은 반도체 웨이퍼 상에 형성된 다이를 검사하는 외관 검사 장치의 개략 구성도이다.
도 29는 다이-다이 비교를 설명하는 도면이다.
도 30은 다이 내의 셀, 반복 패턴 영역, 검사 영역의 설명도이다.
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **
1 : 다이 2 : 반복 패턴(셀)
3 : 반복 패턴 영역 4, 5: 화소 블록
20: 촬상 수단 21: 스테이지
22: 웨이퍼 23: A/D 컨버터
24: 화상 메모리 25: 다이 비교부
26: 셀 비교부 27: 결함 검출부
28: 결과 출력부 29: 스테이지 구동부
40: 가영역 설정 수단 41: 피판정 위치 선택 수단
42: 화상 비교 수단 43: 검사 영역 설정 수단
44: 에러 출력 수단 45: 검사 영역 출력 수단
이하, 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 관한 패턴 비교 검사 장치의 개략 구성도이다.
패턴 비교 검사 장치(10)는 메모리 셀 등의 반복 패턴을 포함한 회로 패턴 등이 형성된 웨이퍼(22)를 유지하는 스테이지(21)와, 웨이퍼(22) 상에 형성된 패턴을 촬상하는 1 차원 이미지 센서 등의 촬상 수단(20)과 촬상 수단(20)에 의하여 웨이퍼(22) 전면의 패턴을 촬상하기 위하여, 촬상 수단(20)이 웨이퍼(22)상을 주사 하도록 스테이지(21)를 이동시키는 스테이지 제어부(29)를 구비한다.
또한 패턴 비교 검사 장치(10)는 촬상된 아날로그 화상 신호를 디지탈 형식의 화상 신호로 변화하는 A/D변환기(23)와 변환된 디지탈 형식의 화상 신호 패턴을 기억하는 화상 메모리(24)와 기억된 화상 신호 패턴에 기초하여, 웨이퍼(22)에 형성된 패턴을 다이-다이 비교하는 다이 비교부(25) 및 셀-셀 비교하는 셀 비교부(26)와 비교 결과에 기초하여 형성 패턴의 결함을 검출하는 결함 검출부(27)와 검출된 결과를 출력하는 결과 출력부(28)를 구비하고 있다.
또한 패턴 비교 검사 장치(10)는 촬상된 패턴 내에 있어서, 셀 비교부(26)가 셀-셀 비교를 실시하는 검사 영역을 설정하기 위한 수단을 구비하고 있고, 이것은 도 4에 나타내는 가영역 설정 수단(40)과, 피판정 위치 선택 수단(41)과, 화상 비교 수단(42)과 검사 영역 설정 수단(43)을 포함하고 있다. 또한 제어부(46)에는 웨이퍼(22) 상에 형성된 패턴의 각 위치를 나타내는 위치 데이터가 주어져 있고, 제어부(46)는 이 위치 데이터를 바탕으로 하여 반복 패턴 영역(3)의 웨이퍼 상 위치를 산출하여 가영역 설정 수단(40)에 공급한다.
이하에서, 도 5 내지 도 15를 참조하여 패턴 비교 검사 장치(10)의 동작을 설명한다.
도 5는 패턴 비교 검사 장치(10)의 동작을 설명하는 본 발명의 제1 실시예에 관한 패턴 비교 검사 방법의 플로차트이다.
스텝 S131에서, 도 7에 나타내는 바와 같이 웨이퍼(22) 상에 형성된 다이(1)에 포함되는 반복 패턴(2)이 반복 형성된 반복 패턴 영역(3)에 있어서, 경계선(51 및 52)에 의하여 경계 지워진 X 방향 가영역을 설정한다. 이 때 X 방향, Y 방향은 도 7에 나타낸 바와 같다.
이 때, 제어부(46)에 의하여 산출된 반복 패턴 영역(3)의 위치는 웨이퍼(22)상의 패턴을 형성할 때에 사용한 CAD 데이터 등으로부터 산출한 것이기 때문에, 상술한 장치 오차의 영향에 의하여 촬상 수단(20)에 의하여 촬상된 화상 데이터 상의 촬상 위치와 오차를 일으킬 가능성이 있다. 이러한 오차가 있어도, 가영역이 반드시 반복 패턴 영역(3)에 포함되도록, X방향 가영역은 제어부(46)에 의하여 주어진 반복 패턴 영역(3)의 내측에, 또한 그 단부에 대하여 마진을 두고 설정한다. 이 마진은 스테이지(21) 등의 기계 정밀도에 따라 정해진다.
스텝 S133에서, 촬상 수단(20)을 주사하여 다이(1)에 형성된 패턴의 화상을 촬상한다. 이하, 설명을 위하여 웨이퍼(22)면 상에 있어서 촬상 수단(20)의 주사 방향을 X축으로, 주사 방향과 직각 방향을 Y축으로 설정한다. 촬상 수단(20)에 의한 주사는 그 촬상 사이즈(동시 촬상 소자수)와 다이(1)의 사이즈에 따라 분할하여 실시된다. 예를 들면 도 8의 예에서는 하나의 다이(1)에 대하여 S1 내지 S3의 3회로 나누어 행하여진다. 촬상된 화상 신호는 A/D컨버터(23)에 의하여 디지탈 신호로 변환되어 화상 메모리(24) 내에 기억된다. 화상 메모리(24) 내에 기억된, 1회의 주사로 취득된 화상 신호(60)를 도 9a에 나타낸다.
스텝 S135에서, 검사 영역 내에 포함해야할 것인지 아닌지를 판정하는 피판정 위치를 X방향 가영역 내에 설정한다. 여기에서는 피판정 위치를 다이(1)의 단부로부터 거리 xo의 위치에 설치하도록 한다.
스텝 S137에서, 피판정 위치에 있어서의 촬상 화상의 화소열 블록(61)과 피판정 위치와 반복 피치(xT)의 정수배 떨어진 위치의 화소열 블록(62)을 비교한다. 화소 블록끼리의 비교는 예를 들면, 화소 블록 중의 대응하는 화소끼리의 그레이 스케일치의 차이가, 소정의 화소치 사이의 비교용 역치보다 큰 화소수를 비교 결과로 한다.
스텝 S139에서, 비교 결과의 값과 소정의 역치 화소수 th를 비교한다. 현재, 상기 피판정 위치는 X방향 가영역 내에 있으므로(스텝 S137), 화소열 블록(61)과 화소열 블록(62)은 모두 반복 패턴 영역(3) 내에 있고, 양자는 반복 패턴(2)의 같은 부분을 촬상한 화상이 된다. 따라서, 그 비교 결과치는 도 9c에 나타내는 바와 같이 작아져, 소정의 역치 이하가 된다.
스텝 S141에 있어서, 상기 피판정 위치를 반복 패턴 영역(3)의 외측 방향으로 Δx씩 미세하게 이동시켜, 스텝 S137로 이동한다. 피판정 위치가 반복 패턴 영역(3) 경계인 위치 xp에 이르기까지, 비교 결과의 값은 소정의 역치 이하를 나타내기 때문에, 스텝 S137 내지 스텝 S141가 반복된다.
도 9b는 피판정 위치가 반복 패턴 영역(3) 경계인 위치 xp에 이른 상태를 나타내는 도면이다. 스텝 S137에서, 피판정 위치에 있어서의 촬상 화상의 화소열 블록(61)과 피판정 위치와 반복 피치(XT)의 정수배 떨어진 위치의 화소열 블록(62)을 비교하면, 상기 피판정 위치는 반복 패턴 영역(3) 경계에 있으므로, 이것을 경계로 하여 상기 비교 결과의 값은 급격하게 증가하고, 도 9c에 나타내는 바와 같이 소정의 역치 th를 넘기에 이른다.
따라서, 스텝 S139에서 비교 결과의 값이 소정의 역치 th를 넘은 것으로 판단하고, (현재의 피판정 위치-소정의 어긋남 폭Δx)을, 검사 영역의 경계로 하여 설정한다(스텝 S143).
이 때, 피판정 위치에 있어서의 촬상 화상의 화소열 블록(61)과 피판정 위치와 반복 피치(XT)의 정수배 떨어진 위치의 화소열 블록(62)과의 비교 결과가 역치 th를 넘은 위치 xp상에서는 화소열 블록(61)의 화상에 약간의 노이즈가 포함되는 경우가 있으므로, 위치 xp보다 소정 화소수만큼 패턴 영역(3)의 내측 방향으로 어긋나게 한 위치를 실제의 검사 영역의 경계로 하여 재설정하도록 하여도 된다.
그 후 스텝 S145에서, 다이 비교부(25) 및 셀 비교부(26)는 설정된 검사 영역 외의 화상 신호에 기초하여 다이-다이 비교를 실시하고, 설정된 검사 영역내의 화상 신호에 기초하여 셀-셀 비교를 실시한다.
도 10a에 나타내는 바와 같이, 패턴 영역(3)의 경계 부근에, 결함(63)이 있는 경우에는 피판정 위치가 패턴 영역(3)의 경계에 이르기 전에, 피판정 위치에 있어서의 촬상 화상의 화소열 블록(61)과 피판정 위치와 반복 피치의 정수배 떨어진 위치의 화소열 블록(62)은 비교 결과의 값이 소정의 역치 th를 넘어 패턴 영역(3)의 경계보다 내측의 위치 xd에서 검사 영역의 경계를 설정하게 된다.
따라서, 패턴 영역(3)의 경계 부근에 결함(63)이 있는 경우에는 검사 영역의 경계는 촬상 수단(20)의 주사 위치에 의하여(도 8의 예에서는 주사 위치가 S1, S2 또는 S3의 어느 것에 있는 지에 따라) 검사 영역의 경계 위치가 달라지고, 설정되는 검사 영역은 도 10b에 나타내는 연속 직선(64)과 같이 요철을 가지게 된다. 이에, 각 주사 위치마다의 검사 영역의 경계 위치의 차이(Gx)나, 설정한 검사 영역의 경계 위치와 소정의 주어진 패턴 영역(3)의 경계 위치 또는 X방향 가영역의 경계 위치와의 차이를 산출함으로써, 패턴 영역(3)의 경계에 존재하는 결함(63)을 검출하는 것이 가능해진다.
따라서, 검사 영역 설정 수단(43)은 각 주사 위치마다 설정된 검사 영역의 경계 위치를 검사 영역 출력 수단(45)에 의하여 표시장치를 가지는 제어부(46)에 출력한다. 또한, 검사 영역 설정 수단(43)은 설정된 검사 영역의 경계 위치의 차이( Gx)나, 설정한 검사 영역의 경계 위치와 소정의 주어진 패턴 영역(3)의 경계 위치 또는 X방향 가영역의 경계 위치와의 차이가 소정 수치 이상이 되었을 경우에는 에러 출력 수단(44)에 의하여 제어부(46)에 에러 출력을 실시하거나, 결과 출력부(28)에 결함 출력 신호를 출력한다.
또한, 상술한 대로, 검사 영역 설정 수단(43)은 (다이(1)단으로부터 가영역 경계 51까지의 거리 + 반복 패턴의 반복 피치(xT) 1개분)의 폭만큼의 화상 신호가 있으면, 셀-셀 비교 개시 위치측의 검사 영역 경계를 설정할 수 있다. 따라서, 1회 분의 주사 화상 60 전부를 취득 완료하기 전이어도, 이 필요량의 화상 신호를 취득한 후, 즉시 검사 영역 설정 수단(43)에 의한 검사 영역 설정을 실시하도록 하여도 된다.
도 9c에 나타내는 바와 같이, 피판정 위치를 패턴 영역(3)의 외측 방향(또는 내측 방향)의 어느 한쪽 소정 방향으로 반복하여 어긋나게 하여 갈 때, 상기 비교 결과의 값은 반복 패턴 영역(3)의 경계 위치 xp상에서 급격하게 변화한다(증가한다).
따라서, 도 5에 도시한 플로차트에 있어서, 스텝 S139에서 상기 비교 결과의 값이 소정의 역치 th를 넘은 것으로 판단하고, 스텝 S143에서, 상기 비교 결과의 값이 소정의 역치 th를 넘었을 때의 피판정 위치를 검사 영역의 경계로서 설정하는 대신에, 전회의 루프에서 실시한 비교 결과로부터 이번 루프에서 실시한 비교 결과로의 변화량 또는 변화율이 소정의 역치를 초과하는 것인지 아닌지를 판단하고, 이 변화량 또는 변화율이 소정의 역치를 넘을 때 피판정 위치를 검사 영역의 경계로서 설정하도록 하여도 된다. 이와 같은 패턴 비교 검사 장치(10)의 동작을 설명하는 본 발명의 제1 실시예에 관한 패턴 비교 검사 방법의 플로차트를 도 6에 나타낸다.
스텝 S147에서, 전회의 비교 결과를 기억하기 위한 기억 수단의 내용을 초기치로 설정한다. 이 기억 수단은 전회의 비교 결과와 현재의 비교 결과를 비교하고, 비교 결과의 변화량 또는 변화율을 산출하기 위하여 사용된다.
그리고, 도 5에 나타내는 패턴 비교 검사 방법과 마찬가지로, 스텝 S131에서 X방향 가영역을 설정하고, 스텝 S133에 대하여 촬상 수단(20)을 주사하여 다이(1)에 형성된 패턴의 화상을 촬상하고, 스텝 S135에서 검사 영역 내에 포함하여야 할 것인지 아닌지를 판정하는 피판정 위치를 X방향 가영역 내에 설정하고, 스텝 S137에서 피판정 위치의 화소열 블록(61)과 피판정 위치와 반복 피치(XT)의 정수배 떨어진 위치의 화소열 블록(62)을 비교한다.
스텝 S148에서, 상기 기억 수단에 기억된 비교 결과(즉 전회의 루프 중의 스텝 S137에서 취득한 비교 결과)로부터(이번 루프의) 스텝 S137에서 취득한 비교 결과로의 변화량 또는 변화율을 산출하고, 비교 결과의 변화량 또는 변화율이 소정의 역치 tv 이하인지 아닌지를 판단한다. 만약 비교 결과의 변화량 또는 변화율이 소정의 역치 tv 이하이면, 스텝 S149에 있어서 다음 번의 변화량 또는 변화율의 산출을 위하여 스텝 S137에서 취득된 비교 결과를 상기 기억 수단에 기억하고, 스텝 S141에서 피판정 위치를 반복 영역(3)의 외측 방향으로 어긋나게 한다. 그 후 스텝 S137로 돌아와, 스텝 S137, 스텝 S148, 스텝 S149 및 스텝 S141의 스텝을 반복한다.
스텝 S148에서의 판단 결과, 만약 비교 결과의 변화량 또는 변화율이 소정의 역치 tv 이하가 아니면, 스텝 S143에 있어서 현재의 피판정 위치를 상기 검사 영역의 경계로서 설정하고 검사 영역을 정한다. 그 후 스텝 S145에서, 다이 비교부(25) 및 셀 비교부(26)는 설정된 검사 영역 외의 화상 신호에 기초하여 다이-다이 비교를 실시하고, 설정된 검사 영역 내의 화상 신호에 기초하여 셀-셀 비교를 실시한다.
도 5에 나타내는 방법에서는 촬상 수단(20)의 주사 방향(X방향)에 대하여 검사 영역을 확대하는 것을 시도하였지만, 예를 들면 도 8에 나타내는 주사 위치 S1 또는 S3에 대하여 취득되는 화상 데이터와 같이, 촬상 수단(20)에 의하여 취득된 화상 데이터가 Y방향에 대한 패턴 영역(3)의 경계 위치를 포함한 경우에는 촬상 수단(20)의 주사 방향과 직각 방향(Y방향)에 대하여도 마찬가지로 검사 영역을 확대할 수 있다. 도 11에 그 플로차트를 나타낸다.
스텝 S151에서, 도 7에 나타내는 바와 같이 반복 패턴 영역(3)에 대하여, 경계선(53 및 54)에 의하여 경계 지워진 Y방향 가영역을 설정한다. Y방향 가영역은 X방향 가영역과 마찬가지로, 반복 패턴 영역(3)의 내측에 그리고 그 단부에 대하여 마진을 두고 설정한다.
촬상 수단(20)에 의하여 취득된 화상 데이터가 Y방향에 대한 패턴 영역(3)의 경계 위치를 포함한 경우(예를 들면 도 8에 나타내는 주사 위치(S1)로 주사하는 경우), 스텝 S153에서, 도 5의 방법에 의하여 X방향에 대하여 셀-셀 비교를 개시하는 검사 영역의 경계(64)를 결정한다. 이 경우, 주사 1회분의 주사 화상(60) 전부를 취득하여 화상 메모리(24) 내에 기억시키고 나서 결정하여도 무방하나, (다이(1) 단으로부터 가영역 경계(51)까지의 거리 + 반복 패턴의 반복 피치(xT) 1개분)의 폭만의 화상 신호를 취득한 단계에서, 셀-셀 비교 개시 위치측의 검사 영역 경계를 설정하고, 검사의 스루풋을 향상을 도모하도록 하여도 된다.
스텝 S133에서, 셀-셀 비교를 개시하는 X방향 검사 영역의 경계(64)로부터, 소정의 화소행 폭 ws를 가지는 화상 데이터가 촬상되는 것을 기다려, 화상 데이터를 취득한다. 소정의 화소행 폭 ws를 가지는 화상 데이터의 화상 신호(60)를 도 13a에 나타낸다. Y방향 검사 영역은 이 화소행 폭 ws마다 차례차례 설정해 간다.
스텝 S135에 있어서, 검사 영역 내에 포함해야할 것인가 여부를 판정하는 피판정 위치를 Y방향 가영역 내에 설정한다. 여기에서는 피판정 위치를 다이(1)의 단부로부터 거리 yo의 위치에 설치하도록 한다.
스텝 S137에서, 피판정 위치에 있어서의 촬상 화상의 화소행 블록(71)과 피판정 위치와 반복 피치(yT)의 정수배 떨어진 위치의 화소행 블록(72)을 비교한다. 스텝 S139에 있어서, 비교 결과의 값과 소정의 역치 th를 비교한다. 현재, 상기 피판정 위치는 Y방향 가영역 내에 있으므로(스텝 S135), 비교 결과의 값은 도 13c에 나타내는 바와 같이 소정의 역치 이하가 된다.
스텝 S141에 있어서, 상기 피판정 위치를 반복 패턴 영역(3)의 외측 방향으로 Δy씩 미세하게 이동시켜, 스텝 S137로 이동한다. 피판정 위치가 반복 패턴 영역(3) 경계인 위치 yp에 이르기까지, 스텝 S137 내지 S141가 반복된다.
도 13b는 피판정 위치가 반복 패턴 영역(3) 경계인 위치 yp에 이른 상태를 나타내는 도면이다. 스텝 S137에서, 피판정 위치에 있어서의 촬상 화상의 화소행 블록(71)과 화소행 블록(72)을 비교하면, 상기 피판정 위치는 반복 패턴 영역 3 경계에 있으므로, 이것을 경계로 하여 상기 비교 결과의 값은 급격하게 증가하고, 도 13c에 나타내는 바와 같이 소정의 역치 th를 넘기에 이른다.
따라서, 스텝 S139에서 비교 결과의 값이 소정의 역치 th를 넘은 것으로 판단하고, 도 13d에 나타내는 바와 같이(현재의 피판정 위치-소정의 어긋남 폭 Δy)을, 검사 영역의 경계(65)로서 설정한다(스텝 S143). 이 때, 피판정 위치에 있어서의 촬상 화상의 화소열 블록(71)과 피판정 위치와 반복 피치(yT)의 정수배 떨어진 위치의 화소열 블록(72)의 비교 결과가 역치 th를 넘은 위치 yp 상에서는 화소열 블록(71)의 화상에 약간의 노이즈가 포함되는 일이 있으므로, 위치 yp 보다 소정 화소수분만큼 패턴 영역(3)의 내측 방향으로 어긋나게 한 위치를, 실제의 검사 영역의 경계로서 재설정하도록 하여도 된다.
이하 촬상 수단(20)의 주사가 진행됨에 따라, 새롭게 화소행 폭 ws을 가지는 화상 데이터를 취득할 때마다, 차례차례 스텝 S133 내지 스텝 S143을 반복하여 Y방향 검사 영역을 설정해 나간다. 또는 스텝 S133 내지 스텝 S143를 X방향 검사 영역 경계(64)로부터 폭 ws의 데이터에 대하여서만 한 번만 실시하고, 여기서 얻은 Y방향 검사 영역을 후에 계속되는 다른 모든 검사 영역으로서 설정하여도 된다.
그 후 스텝 S145에서, 다이 비교부(25) 및 셀 비교부(26)는 비교에 필요한 화상 데이터가 촬상되는 대로, 설정된 검사 영역 외의 화상 신호에 기초하여 차례차례 다이-다이 비교를 실시하고, 설정된 검사 영역내의 화상 신호에 기초하여 차례차례 셀-셀 비교를 실시한다.
도 13c에 나타내는 바와 같이, 피판정 위치를 패턴 영역(3)의 외측 방향(또는 내측 방향)의 어느 한쪽 방향으로 반복하여 어긋나게 해 나갈 때, 상기 비교 결과의 값은 반복 패턴 영역(3)의 경계 위치 yp상에서 급격하게 변화한다(증가한다).
따라서, 도 11에 나타내는 플로차트에 대하여, 스텝 S139에서 상기 비교 결과의 값이 소정의 역치 th를 넘은 것으로 판단하고, 스텝 S143에서, 상기 비교 결과의 값이 소정의 역치 th를 넘었을 때의 피판정 위치를 검사 영역의 경계로서 설정하는 대신에, 전회의 루프로 실시한 비교 결과로부터 이번 루프로 실시한 비교 결과로의 변화량 또는 변화율이 소정의 역치를 초과하는지 여부를 판단하고, 이 변화량 또는 변화율이 소정의 역치를 넘을 때 피판정 위치를 검사 영역의 경계로서 설정함으로써 하여도 된다. 이러한 패턴 비교 검사 장치(10)의 동작을 설명하는 본 발명의 제1 실시예와 관련된 패턴 비교 검사 방법의 플로차트를 도 12에 나타낸다.
스텝 S147에서, 전회의 비교 결과를 기억하기 위한 기억 수단의 내용을 초기치로 설정한다. 이 기억 수단은 전회의 비교 결과와 현재의 비교 결과를 비교하고, 비교 결과의 변화량 또는 변화율을 산출하기 위하여 사용된다.
그리고, 도 11에 나타내는 패턴 비교 검사 방법과 마찬가지로, 스텝 S151에서, Y방향 가영역을 설정하고, 스텝 S153에 대해 도 5의 방법에 의하여 X방향에 대해 셀-셀 비교를 개시하는 검사 영역의 경계(64)를 결정하고, 스텝 S133에서 촬상 수단(20)을 주사하여 다이(1)에 형성된 패턴의 화상을 촬상하고, 스텝 S135에서 검사 영역 내에 포함해야 할 것인지 여부를 아닌가를 판정하는 피판정 위치를 Y방향 가영역 내로 설정하고, 스텝 S137에 대해 피판정 위치의 화소열 블록(71)과 피판정 위치와 반복 피치(yT)의 정수배 떨어진 위치의 화소열 블록(72)을 비교한다.
스텝 S148에서, 상기 기억 수단에 기억된 비교 결과(즉 전회의 루프중의 스텝 S137로 취득한 비교 결과)로부터(이번 루프의) 스텝 S137로 취득한 비교 결과로의 변화량 또는 변화율을 산출하고, 비교 결과의 변화량 또는 변화율이 소정의 역치 tv 이하인지 아닌지를 판단한다. 만약 비교 결과의 변화량 또는 변화율이 소정의 역치 tv 이하이면, 스텝 S149에서 다음 번의 변화율의 산출을 위하여 스텝 S137에서 취득된 비교 결과를 상기 기억 수단에 기억하고, 스텝 S141에서 피판정 위치를 반복 영역(3)의 외측 방향으로 어긋나게 한다. 그 후 스텝 S137로 돌아와, 스텝 S137, 스텝 S148, 스텝 S149 및 스텝 S141의 스텝을 반복한다.
스텝 S148에서의 판단 결과, 만약 비교 결과의 변화율이 소정의 역치 tv 이하가 아니면, 스텝 S143에서 현재의 피판정 위치를 상기 검사 영역의 경계로서 설정하여 검사 영역을 정한다. 그 후 스텝 S145에서, 다이 비교부(25)및 셀 비교부(26)는 설정된 검사 영역 외의 화상 신호에 기초하여 다이-다이 비교를 실시하고, 설정된 검사 영역 내의 화상 신호에 기초하여 셀-셀 비교를 실시한다.
또한, 스텝 S148에서 비교 결과의 변화량 또는 변화율이 소정의 역치 tv 이하인지 아닌지를 판단하는 대신에, 비교 결과의 변화량 또는 변화율이 최대가 되는지 아닌지를 판단하고, 비교 결과의 변화량 또는 변화율이 최대일 때, 스텝 S143에서, 현재의 피판정 위치를 상기 검사 영역의 경계로서 설정하여도 된다. 이를 위하여 상기 기억 수단에는 전회의 루프(S137, S148, S149, S141)의 비교 결과를 기억하고는 게, 과거 실행된 루프로 산출한 비교 결과의 변화량 또는 변화율의 최대치를 기억함으로써 하여도 좋다. 그리고, 스텝 S149에 있어서, S137에서 취득된 비교 결과를 기억할 때에, 스텝 S148에서 산출한 비교 결과의 변화량 또는 변화율이 기억 수단에 기억된 비교 결과의 변화량 또는 변화율의 최대치를 넘었는지 여부를 판단하고, 넘었을 때는 기억 수단에 기억된 비교 결과의 변화량 또는 변화율의 최대치를 갱신하도록 하여도 좋다.
Y방향 검사 영역의 설정에서는 설정 시에 일정한 폭을 가지는 주사 화상이 필요하게 된다. 예를 들면 도 13a 내지 도 13d에서는 피판정 위치에 있어서의 촬상 화상의 화소행 블록(71)과 피판정 위치와 반복 피치(yT)의 정수배 떨어진 위치의 화소행 블록(72)을 비교하고, 반복 패턴 영역의 경계 3까지 검사 영역을 확대하기 위하여는 적어도(소정의 주어진 반복 패턴 영역의 경계 3으로부터 가영역 경계(53)까지의 거리 + 반복 패턴의 반복 피치(yT) 1개분)의 폭을 가지는 촬상 화상이 필요하게 된다.
따라서, Y방향 검사 영역의 설정을 실시하기 위하여는 촬상 수단(20)으로서 상기 폭의 화상을 한 번 촬상할 수 있는 센서를 사용할 필요가 있다. 또는 도 14에 나타내는 바와 같이, 상기 폭의 화상을 포함하도록 여러 차례((소정의 주어진 반복 패턴 영역의 경계 3으로부터 가영역 경계 53까지의 거리 + 반복 패턴의 반복 피치(yT) 1개분)/1회의 주사폭)의 주사 화상을 동시에 화상 메모리(24)에 기억하도록 하여도 된다.
도 14의 예에서는 촬상 소자(20)의 촬상 폭이 좁지만, 주사 부분 S1 내지 S4, S5 내지 S8 및 S9 내지 S12의 각 4회 분의 주사 화상을, 각각 기억 화상 데이터 M1, M2 및 M3로서 기억 메모리(24)에 기억할 수 있다.
도 15에 본 발명의 제2 실시예에 관한 패턴 비교 검사 방법의 플로차트를 나 타낸다. 본 발명의 제2 실시예에 관한 패턴 비교 검사 방법으로는 상술한 X방향 가영역 및 Y방향 가영역 각각의 경계 51 및 52 및 53 및 54를, 반복 패턴 영역(3)의 외측에 설정한다. 본 발명의 제2 실시예에 관한 패턴 비교 검사 방법을 실행하는 패턴 비교 검사 장치의 개략 구성은 도 4에 나타내는 패턴 비교 검사 장치(10)와 같으므로, 도시 및 각부의 설명은 생략한다.
스텝 S161에서, 반복 패턴 영역(3)에 대하여, 도 17에 나타내는 경계선 51 및 경계선 52에 의하여 경계 지워진 X방향 가영역을 설정한다. 반복 패턴 영역(3)에 대하여 경계선 53 및 경계선 54에 의하여 경계 지워진 Y방향 가영역을 설정한다. 상술한 바와 같이, 각방향 가영역은 제어부(46)에 의하여 주어진 반복 패턴 영역(3)의 외측에, 그리고 그 단부에 대해서 마진을 두고 설정한다.
스텝 S163에서, 촬상 수단(20)을 주사하여 다이(1)에 형성된 패턴의 화상을 촬상한다. 촬상된 화상 신호(60)를 도 18a에 나타낸다.
스텝 S165에서, 검사 영역 내에 포함하여야 할 것인지 여부를 판정하는 피판정 위치를 X, Y방향 가영역 외로 설정한다. 여기에서는 예를 들면, X방향과 관련되는 피판정 위치를 다이(1)의 단부로 부터 거리 xo의 위치에 설치하도록 한다.
스텝 S167에서, 피판정 위치에 있어서의 촬상 화상의 화소열 블록(61)과 피판정 위치와 반복 피치(xT)의 정수배 떨어진 위치의 화소열 블록(62)을 비교한다. 이때, 화소열 블록(62)의 위치가 반복 패턴 영역(3) 내가 되도록, 상기 반복 피치(XT)의 배수를 상기 마진에 따라 정해 둔다.
스텝 S169에서, 비교 결과의 값과 소정의 역치 화소수 th를 비교한다. 현재 피판정 위치는 X방향 가영역 외에 있으므로(스텝 S165), 화소열 블록(61)은 반복 패턴 영역(3) 외에 있다. 따라서, 화소열 블록(61)과 반복 패턴 영역(3) 내의 화소열 블록(62)를 비교하면, 그 비교 결과의 값은 도 18c에 나타내는 바와 같이 커져, 소정의 역치 th보다 커진다.
스텝 S171에 대하여, 상기 피판정 위치를 반복 패턴 영역(3)의 내측 방향으로 Δx씩 미세 이동시켜, 스텝 S167으로 이동한다. 피판정 위치가 반복 패턴 영역(3) 경계인 위치 xp에 이르기까지, 비교 결과의 값은 소정의 역치보다 큰 값을 나타내기 때문에, 스텝 S167 내지 스텝 S171가 반복된다.
도 18b는 피판정 위치가 반복 패턴 영역(3) 경계인 위치 xp에 이른 상태를 나타내는 도면이다. 스텝 S167에서, 피판정 위치에 있어서의 촬상 화상의 화소열 블록(61)과 피판정 위치와 반복 피치(XT)의 정수배 떨어진 위치의 화소열 블록(62)을 비교하면, 상기 피판정 위치는 반복 패턴 영역(3) 경계에 있으므로, 이것을 경계로 하여 상기 비교 결과의 값은 급격하게 감소하고, 도 18c에 나타내는 바와 같이 소정의 역치 th를 밑돌게 된다.
따라서, 비교 결과의 값이 소정의 역치 th를 밑도는 것으로 판단하고, (현재의 피판정 위치-소정의 어긋남 폭 Δx)을, 검사 영역의 경계로서 판단할 수 있다. 이 때 도 6 및 도 12에 관련하여 설명한 상기 방법과 마찬가지로, 피판정 위치에 있어서의 촬상 화상의 화소열 블록(61)과 피판정 위치와 반복 피치(xT)의 정수배 떨어진 위치의 화소열 블록(62)을 비교 결과가 역치 th를 밑도는 위치 xp보다 소정 화소수만큼 패턴 영역(3)의 내측 방향으로 어긋난 위치를, 실제의 검사 영역의 경계로서 재설정하도록 하여도 된다.
그러나, 여기서 도 19a와 같은 케이스가 있는 것을 배려할 필요가 있다. 도 19a는 반복 패턴 영역(3)의 경계 부근에 결함(63)이 존재하고 있는 상태를 나타낸다. 이러한 화상 데이터가 있는 경우, 전술의 가영역을 반복 패턴 영역(3) 내에 설정하는 방법일 때에는 도 10a 내지 도 10b에 설명한 바와 같이, 검사 영역이 좁아질 뿐이었지만, 본 방법과 같이 가영역을 반복 패턴 영역(3) 외에 설정하고, 내측을 향하여 반복 패턴 영역(3)의 경계를 검출하는 방법에 있어서는 잘못하여 검사 영역을 반복 패턴 영역(3) 외에 설정할 우려가 있다. 즉, 이러한 결함(63)이 있는 상태에서는 피측정 위치의 이동에 대한 비교 결과의 값의 변화가 도 19b에 나타내는 바와 같이 반복 패턴 영역(3) 외에서 역치 th를 밑도는 일도 생각할 수 있기 때문이다.
이에, 그대로 피판정 위치를 소정의 이동량 Wd만큼 이동시키고, 비교 결과의 값이 역치 th를 넘지 않는 것을 확인한 다음(S173 내지 S179), 비교 결과의 값이 소정의 역치 th를 밑돌게 된 시점의 피판정위치를, 검사 영역의 경계로서 설정하도록 하였다(S181).
또한, 도 6 및 도 12와 관련하여 설명한 상기 방법과 마찬가지로, 도 15의 방법에 있어서 상기 비교 결과의 값이 소정의 역치 th를 밑돌았을 때의 피판정 위치를 검사 영역의 경계로서 설정하기 위하여 스텝 S169에서 상기 비교 결과의 값이 소정의 역치 th를 밑도는 것으로 판단하는 대신에, 전회의 루프에서 실시한 비교 결과로부터 이번 루프에서 실시한 비교 결과로의 변화량 또는 변화율이 소정의 역치를 넘는 지 여부를 판단하고, 이 변화량 또는 변화율이 소정의 역치를 넘을 때 피판정 위치를 검사 영역의 경계로서 설정하도록 하여도 된다. 이러한 패턴 비교 검사 장치(10)의 동작을 설명하는 본 발명의 제2 실시예에 관한 패턴 비교 검사 방법의 플로차트를 도 16에 나타낸다.
스텝 S184에서, 전회의 비교 결과를 기억하기 위한 기억 수단의 내용을 초기치로 설정한다. 이 기억 수단은 전회의 비교 결과와 현재의 비교 결과를 비교하여 비교 결과의 변화량 또는 변화율을 산출하기 위하여 사용된다.
그리고, 도 15에 나타내는 플로차트와 마찬가지로, 스텝 S161에서, 반복 패턴 영역(3)에 대하여 X방향 가영역, Y방향 가영역을 설정한다. 또한, 스텝 S163에서, 촬상수단(20)을 주사하여 다이(1)에 형성된 패턴의 화상을 촬상한다.
스텝 S165에서, 검사 영역 내에 포함해야할 것인지 여부를 판정하는 피판정 위치를 X방향 및 Y방향 가영역 외에 설정한다. 이하, 예를 들면 X방향에 대하여 설명하면, 피판정 위치를 다이(1)의 단부로부터 거리 xo의 위치에 설치하도록 한다. 스텝 S167에 있어서, 피판정 위치에 있어서의 촬상 화상의 화소열 블록(61)과 피판정 위치와 반복 피치(XT)의 정수배 떨어진 위치의 화소열 블록(62)을 비교한다.
스텝 S185에서, 상기 기억 수단에 기억된 비교 결과(즉 전회의 루프 중의 스텝 S167에서 취득한 비교 결과)로부터(이번 루프의) 스텝 S167에서 취득한 비교 결과로의 변화량 또는 변화율을 산출하고, 비교 결과의 변화량 또는 변화율이 소정의 역치 tv1 이하인지 여부를 판단한다. 만약 비교 결과의 변화량 또는 변화율이 소정의 역치 tv1 이하이면, 스텝 S186에서 다음 번의 변화량 또는 변화율의 산출을 위하여 스텝 S167에서 취득된 비교 결과를 상기 기억 수단에 기억하고, 스텝 S171에서 피판정 위치를 반복 영역(3)의 내측 방향으로 어긋나게 한다. 그 후 스텝 S167로 돌아와, 스텝 S167, 스텝 S185, 스텝 S186 및 스텝 S171의 스텝을 반복한다.
스텝 S185에서의 판단의 결과, 만약 비교 결과의 변화율이 소정의 제1 역치 tv1 이하가 아니면, 그대로 피판정 위치를 소정의 이동량 Wd만큼 이동시키면서(S173), 비판정 위치의 화상 신호와 이것과 반복 피치의 정수배 떨어진 위치의 화상 신호를 비교한다(S175).
그리고, 스텝 S173에 의한 이동 동안, 이 비교 결과와 상기 기억 수단에 기억된 비교 결과와의 변화량 또는 변화율을 구하고 그 변화율의 변동량이 제2 역치 tv2를 넘지 않는 것을 확인한 후(Sl87, S189 및 S179), 비교 결과의 값이 소정의 역치 tv1를 넘게 된 시점의 피판정 위치를 검사 영역의 경계로서 설정한다(S181).
그 후 스텝 S183에서, 다이 비교부(25) 및 셀 비교부(26)는 설정된 검사 영역 외의 화상 신호에 기초하여 다이-다이 비교를 실시하고, 설정된 검사 영역 내의 화상 신호에 기초하여 셀-셀 비교를 실시한다.
도 20은 본 발명의 제3 실시예에 관한 패턴 비교 검사 장치의 개략 구성도이다. 본 실시예에 관한 패턴 비교 검사 장치(10)에서는 웨이퍼(22) 상에 형성된 메모리 셀 영역 등의 반복 영역을 포함한 회로 패턴 등을 촬상하고, 그 촬상 화상의 반복 피치의 정수배 떨어진 위치끼리의 화소치의 차분치를 어떤 역치와 비교한다. 그리고 이 역치보다 차분이 큰 화소분을 결함 후보로 하는 결함 후보 맵을 구하고, 결함 후보 맵의 전 범위 가운데, 결함 후보 출현 빈도가 일정량보다 작은 영역을 반복 영역 내로 결정하고, 큰 영역을 반복 영역 외로 결정하고, 결정한 반복 영역 내에서만 결함 검출을 실시한다.
반복 영역 외의 결함 후보의 출현 빈도는 반복 영역 내의 출현 빈도에 비하여 극히 크기 때문에, 이러한 검사 영역의 결정 방법이 가능하다.
패턴 비교 검사 장치(10)는 메모리 셀 등의 반복 패턴을 포함한 회로 패턴 등이 형성된 웨이퍼(22)를 유지하는 스테이지(21)와 웨이퍼(22) 상에 형성된 패턴을 촬상하는 1 차원 이미지 센서 등의 촬상 수단(20)과 촬상 수단(20)에 의하여 웨이퍼(22) 전면의 패턴을 촬상하기 위하여, 촬상 수단(20)이 웨이퍼(22)상을 주사 하도록 스테이지(21)을 이동시키는 스테이지 제어부(29)를 구비한다.
또한 패턴 비교 검사 장치(10)는 촬상된 아날로그 화상 신호를 디지탈 형식의 화상 신호로 변화하는 A/D변환기(23)와 변환된 디지탈 형식의 화상 신호를 웨이퍼(22) 상에 형성되는 다이의 반복 피치분만큼 지연시키는 지연 메모리(81)와 A/D변환기(23)로부터 출력되는 화상 신호와 지연 메모리(81)에 의하여 지연된 화상 신호의 차분치를 구하고, 그 차분치가 소정의 역치보다 큰 화소를 결함 후보로서 검출하는 결함 후보 검출 수단인 다이 비교부(25)와 다이 비교부(25)에 의한 결함 후보의 검출 결과를 기초로, 웨이퍼(22)의 촬상 화상 중의 어느 위치에 결함 후보가 존재하는지를 나타내는 다이 비교용 결함 후보 맵을 생성하는 결함 후보 맵 생성부 (82)와 생성한 다이 비교용 결함 후보 맵을 기억하는 결함 후보 맵 메모리(83)를 구비한다.
또한 패턴 비교 검사 장치(10)는 변환된 디지탈 형식의 화상 신호를 반복 패턴인 셀의 반복 피치분만큼 지연시키는 지연 메모리(84)와 A/D 변환기(23)로부터 출력되는 화상 신호와 지연 메모리(84)에 의하여 지연된 화상 신호와의 차분치를 구하고, 그 차분치가 소정의 역치 V1보다 큰 화소를 결함 후보로서 검출하는 결함 후보 검출 수단인 셀 비교부(26)과 셀 비교부(26)에 의한 결함 후보의 검출 결과를 기초로, 웨이퍼(22)의 촬상 화상 중의 어느 위치에 결함 후보가 존재하는지를 나타내는 셀 비교용 결함 후보 맵을 생성하는 결함 후보 맵 생성부(85)와 생성한 셀 비교용 결함 후보 맵을 기억하는 결함 후보 맵 메모리(86)를 구비한다.
또한 패턴 비교 검사 장치(10)는 셀 비교용 결함 후보 맵 내의 소정의 크기의 참조 범위를 선택하는 참조 범위 선택부(87)와 참조 범위 선택부(87)에 의하여 선택된 참조 범위 가운데, 그 참조 범위에 포함되는 결함 후보의 수 또는 참조 범위의 면적에 차지하는 결함 후보의 면적의 비율이 소정의 제2 역치 V2보다 적은 것을 포함하여 검사 범위를 결정하는 검사 범위 결정부(88)를 구비한다. 또한 패턴 비교 검사 장치(10)는 셀 비교용 결함 후보 맵 중의 상기 결정된 검사 범위의 범위 내에 포함되는 결함 후보를 진정한 결함부인지 여부를 판정하는 셀 비교용 결함 검출부(90)와 다이 비교용 결함 후보 맵 중의, 상기 결정된 검사 범위의 범위 외에 대응하는 부분에 포함되는 결함 후보를 진정한 결함부인지 여부를 판정하는 다이 비교용 결함 검출부(89)와 검출된 결과를 출력하는 결과 출력부(28)를 구비하고 있다.
도 21은 본 발명의 제3 실시예에 관한 패턴 비교 검사 방법의 플로차트이다.
스텝 S201에서, 촬상 수단(20)은 웨이퍼(22)상에 형성된 패턴을 촬상한다. 촬상 수단(20)에 의하여 촬상된 화상(60)의 예를 도 22a에 나타낸다.
스텝 S202에서, 지연 메모리(84)는 촬상 화상(60)을 반복 패턴인 셀의 반복 피치분만큼 지연시킨다. 지연 메모리(84)에 의하여 지연된 화상(67)의 예를 도 22b에 나타낸다. 셀 비교부(26)은 A/D 변환기(23)로부터 출력되는 화상 신호(각 화소치)와 지연 메모리(84)에 의하여 지연된 화상 신호와의 차분치를 산출한다.
스텝 S203에서, 셀 비교부(26)는 산출된 차분치가 소정의 역치 V1보다 큰 지 아닌지를 판정한다. 역치 V1보다 큰 경우에는 결함 후보 맵 생성부(85)는 웨이퍼(22)의 촬상 화상에 있어서의 이 화소 부분의 위치에 대응하는 셀 비교용 결함 후보 맵 내의 화소의 값을, 결함 후보 부분인 것을 나타내는 "1"으로 설정한다(S204). 반대로, 역치 V1보다 작은 경우에는 웨이퍼(22)의 촬상 화상에 있어서의 이 화소 부분의 위치에 대응하는, 셀 비교용 결함 후보 맵 내의 화소의 값을, "0"으로 설정한다(S205).
반복 패턴 영역인 셀 영역의 외측에 있어서의 결함 후보의 출현 빈도는 셀 영역의 내측에 있어서의 출현 빈도에 비하여 매우 높기 때문에, 스텝 S201 내지 S205에 의하여 취득되는 셀 비교용 결함 후보 맵은 도 22c에 나타내는 바와 같이, 셀 영역(93)과 그 외측의 영역(92)에서, 결함 후보의 출현 빈도가 분명하게 다른 맵(91)이 된다.
또한, 이들 스텝 S201 내지 S205를 패턴 비교 검사를 실시하는 피검사 패턴전영역에 대하여 실행함으로써, 피검사 패턴 전영역에 대하여 셀 비교용 결함 후보 맵을 생성한다(도 22D).
상기 스텝 S201 내지 S206과 마찬가지로, 지연 메모리(81)는 촬상 화상을 반복 패턴인 다이의 반복 피치분만큼 지연시키고, 다이 비교부(25)는 A/D 변환기(23)으로부터 출력되는 화상 신호의 각 화소치와 지연 메모리(81)에 의하여 지연된 화상 신호와의 차분치를 산출한다. 또한, 결함 후보 맵 생성부(82)는 다이 비교용 결함 후보 맵을 생성한다.
스텝 S207에서, 참조 범위 선택부(87)는 셀 비교용 결함 후보 맵 내의 소정의 크기의 참조 범위(94, 95)를 선택한다. 선택되는 참조 범위의 예로서 예를 들면 검사 범위의 X방향 경계 위치를 정하기 위하여 사용되는 참조 범위(94)는 Y방향으로 소정 길이를 가지는 화소열 블록으로서 좋고, 또 검사 범위의 Y방향 경계 위치를 정하기 위하여 사용되는 참조 범위 95는 X방향으로 소정 길이를 가지는 화소열 블록으로서 좋다. 참조 범위 선택부(87)는 이러한 화소열 블록을 웨이퍼(22)상의 패턴을 형성할 때에 사용한 CAD 데이터 등으로부터 미리 산출한 셀 범위의 경계의 내측에 마진을 두고 선택한다.
그리고, 스텝 S208, 스텝 S209에 의하여, 화소열 블록(94, 95)에 포함되는 결함 후보의 수 또는 참조 범위의 면적에 차지하는 결함 후보의 면적의 비율이 소정의 역치 V2 이상이 될 때까지, 화소열 블록(94)을 셀 범위의 외측을 향하여 X방향에 따라서 어긋나게 하고, 또한 화소열 블록 95를 셀 범위의 외측을 향하여 Y방향에 따라서 어긋나게 한다. 위에서 설명한 바와 같이, 셀 범위의 외측에 있는 화소열 블록 (94', 95') 내의 결함 후보수는 셀 범위의 내측에 있는 화소열 블록(94, 95) 내의 결함 후보수와 비교하여 비약적으로 크기 때문에, 스텝 S210에 있어서, 검사 범위 결정부(88)는 화소열 블록(94)에 포함되는 결함 후보의 수 또는 참조 범위의 면적에 차지하는 결함 후보의 면적의 비율이 역치 V2이상이 되는 화소열 블록(94)의 X방향 위치를 셀 영역 경계의 X방향 위치로 하고, 화소열 블록(95)에 포함되는 결함 후보의 수 또는 참조 범위의 면적에 차지하는 결함 후보의 면적의 비율이 역치 V2 이상이 되는 화소열 블록(94)의 Y방향 위치를 셀 영역 경계의 Y방향 위치로서 검사 범위를 결정한다.
그리고, 스텝 S211에서, 셀 비교용 결함 검출부(90)는 상술한 바와 같이 결정된 셀 비교용 결함 후보 맵 중의 검사 범위의 범위 내에서 셀 영역 내의 결함 검출을 실시하고, 다이 비교용 결함 검출부(89)는 다이 비교용 결함 후보 맵중의, 상술한 바와 같이 결정된 검사 범위의 범위 외에 대응하는 부분에 있어서 셀 영역 외의 결함 검출을 실시한다.
참조 범위 선택부(87)는 스텝 S207에서, 웨이퍼(22) 상의 패턴을 형성할 때에 사용한 CAD 데이터 등으로부터 미리 산출한 셀 범위 경계의 외측에 마진을 두고 참조 범위를 선택함으로써 하여도 된다. 이 때, 참조 범위 선택부(87)는 스텝 S209에서, 셀 범위의 내측을 향해서 참조 범위를 그 선택 위치를 어긋나게 하면서 선택하고, 검사 범위 결정부(88)는 스텝 S208, 스텝 S210에서 참조 범위에 포함되는 결함 후보의 수 또는 참조 범위의 면적에 차지하는 결함 후보의 면적의 비율이 역치 V2를 밑도는 참조 범위의 위치를 셀 영역 경계 위치로서 결정하여도 좋다.
또한, 참조 범위 선택부(87)는 도 22d와 같이 참조 범위의 길이 방향 전체 길이를 셀 범위 치수 이하로 하고, 참조 범위가 셀 범위 내의 위치에 있을 때는 참조 범위는 셀 범위만을 포함하도록 선택하도록 하여도 되고, 또는 항상 셀 범위외의 범위를 포함하도록 참조 범위를 선택하도록 하여도 된다. 이러한 선택예를 도 23a에 나타낸다.
도 23에 나타내는 바와 같이 X방향 경계 결정용의 선택 범위(94)는 맵(91)의 Y방향을 길이방향으로 하고 맵(91)의 전체 폭에 걸친 화소열이며, 셀 범위(93) 내의 부분인 범위(941)와 셀 범위(93) 외의 부분인 범위(942) 및 (943)으로 이루어진다. 이와 같은 선택 범위(94)를 X방향으로 어긋나게 하면서 선택하는 것을 생각하면, 그 중에는 항상 셀 범위 외의 범위 (942 및 943)를 포함하기 때문에, 항상 이 범위에 있는 결함 후보수가 검출된다. 그러나 선택 범위(94)의 X방향 좌표가 셀 범위(93) 내에 있을 때의 셀 범위(93) 내 부분(941), 셀 범위(93) 외부분(942 및 943)의 폭은 각각 일정하고, 및 셀 범위(93)외에 있을 때의 셀 범위(93) 외부분( 942 및 943)의 폭은 각각 일정하기 때문에, 도 23b에 나타내는 바와 같이, 선택 범위(94)의 X방향 좌표가 셀 범위(93) 내에 있을 때와 없을 때는 검출되는 결함 후보수가 명확하게 다르다. 따라서, 선택 범위(94)의 X방향 좌표가 셀 범위(93) 내에 있을 때의 셀 범위(93) 내 부분(941), 셀 범위(93) 외부분 (942 및 943)의 폭에 따라, 적절한 역치(V2)를 선택함으로써 검사 범위의 경계를 결정하는 것이 가능하다.
또한 참조 범위 선택부(87)는 선택 위치를 셀 영역의 내측 방향 또는 외측 방향의 어느 한 방향으로 어긋나게 하면서 참조 범위를 반복하여 선택하고, 이 때 검사 범위 결정부(88)은 참조 범위에 포함되는 결함 후보수의 변화율에 근거하고, 즉 결함 후보수의 변화율이 소정의 역치 V3보다 커지는 위치를 셀 영역 경계 위치로서 결정하고, 검사 범위를 정하도록 하여도 좋다.
또한, 검사 범위의 경계를 결정하기 위하여 반드시 결함 후보 맵을 생성하는 것은 필요 불가결하지 않고, 결함 후보 맵을 생성 및 이용하지 않고 검사 범위를 결정하는 것도 가능하다. 도 24에 본 발명의 제4 실시예에 관한 패턴 비교 검사 장치의 개략 구성도를 나타낸다. 도 24에 나타내는 패턴 비교 검사 장치(10)는 도 20에 나타내는 패턴 비교 검사 장치에 유사한 구성을 가지고 있으므로, 동일한 구성요소에 대하여서는 동일한 참조 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
본 실시예에 있어서, 검사 범위 결정부(88)는 셀 비교부(26)가 검출한 결함 후보의 수를, 반복 패턴 영역의 촬상 화상의 X방향 화소열마다 및 Y방향 화소열마다 카운트하고, 각각 X방향용 1차원 배열 및 Y방향용 1차원 배열로서 기억한다. 그리고 각 화소열 가운데, 결함 후보수가 소정의 역치 V2이하의 위치를 검사 범위 내로 결정하고, 결함 후보수가 소정의 역치 V2를 초과하는 위치를 검사 범위 외로 결정한다.
도 25는 본 발명의 제4 실시예에 관한 패턴 비교 검사 방법의 플로차트이다. 우선 스텝 S231에 있어서, 촬상 수단(20)은 웨이퍼(22) 상에 형성된 패턴을 촬상한다.
이 때 촬상 수단(20)은 예를 들면 도 26에 나타내는 바와 같이 다이(1)를 S1 내지 S3의 3회로 분할하여 촬상한다.
스텝 S232에서는 셀 비교부(26)은 검출한 검사 범위 결정부(88)는 셀 비교부(26)는 A/D 변환기(23)로부터 출력되는 화상 신호( 각 화소치)와 지연 메모리(84)에 의하여 지연된 화상 신호와의 차분치로 구하고, 산출된 차분치가 소정의 역치 V1보다 큰 경우, 결함 후보로서 검출한다. 그리고, 결함 후보 맵(85)이 결함 후보 맵을 작성하는 것과 병행하여, 검사 범위 결정부(88)는 셀 비교부(26)가 검출한 결함 후보의 수를, 다이(1)의 촬상 화상의 X방향 화소열마다 및 Y방향 화소열마다의 총수를 카운트하고, 각각 X방향용 1차원 배열 데이터(96) 및 Y방향용 1차원 배열 데이터(97)에 기억한다.
또한, 이들 스텝 S231 내지 S232를 패턴 비교 검사를 실시하는 셀 영역 1 전체에 대하여 실행함으로써(S233), 전셀 영역 1에 대하여, 그 촬상 화상에 포함되는 결함 후보의 X방향 화소열마다 및 Y방향 화소열마다의 총수가, 1차원 배열 데이터 (96 및 97)로서 취득된다. 또한, X방향용 1차원 배열 데이터(96)의 작성 시에는 촬상 수단(20)이 S1 내지 S3를 분할하고 주사할 때에 검출된 결함 후보의 각 총수를 합계하여 산출한다.
그리고, 스텝 S234에 있어서, 각 배열 데이터(96)내의 결함 후보수가 소정의 역치 V2 이하가 되는 X방향 위치 및 Y방향 위치를 산출하고, 각각 X방향 범위 및 Y방향 범위를 구하고, 스텝 S235에 있어서, 셀 비교용 결함 검출부(90)는 상술한 바와 같이 결정된 셀 비교용 결함 후보 맵 중의 검사 범위의 범위 내에서 셀 영역 내의 결함 검출을 실시하고, 다이 비교용 결함 검출부(89)는 다이 비교용 결함 후보 맵중의, 상술한 바와 같이 결정된 검사 범위의 범위 외에 대응하는 부분에 있어 셀 영역 외의 결함 검출을 실시한다.
도 25의 예에서는 결함 후보의 카운트를 촬상 소자(20)에 의한 촬상과 동시에 실시하였지만, 이것을 대신하여 반복 패턴 영역 모든 촬상 화상을 취득, 기억한 후에 X방향 및 Y방향 각 화소열마다의 결함 후보수를 카운트하여도 되고, 이 때 CAD 데이터 등으로부터 미리 산출한 셀 범위 경계의 내측 위치로부터 결함 후보수의 카운트를 개시하고, 각 화소열 마다의 결함 후보수가 소정의 역치 V2를 초과하는 X방향 위치 및 Y방향 위치를 검사 범위 경계로서 결정하여도 좋다.
이상, 본 발명의 매우 적합한 실시형태에 대하여 상술하였지만, 당업자가 여러 가지 수정 및 변경을 할 수 있는 것, 및, 특허 청구의 범위는 본 발명의 진정한 정신 및 취지의 범위 내에 있는 이와 같은 모든 수정 및 변경을 포함하는 것은 본 발명의 범위에 포함되는 것은 당업자가 이해할 것이다.
본 발명은 반도체 메모리 등의 반도체 웨이퍼 상에 형성된 패턴이나 포토마스크의 패턴 등을 근방의 셀 패턴끼리 차례차례 비교하여 검사하는 외관 검사에 이용 가능하다.

Claims (24)

  1. 반복 패턴이 소정의 반복 피치로 반복 형성된 반복 패턴 영역을 가지는 피검사 패턴의 화상을 촬상하고, 상기 반복 패턴 영역 내에 설정된 검사 영역 내에 있어서, 상기 반복 피치의 제1 정수배 떨어진 위치끼리의 화상 신호를 비교하고, 상기 피검사 패턴의 결함을 검출하는 패턴 비교 검사 방법으로서,
    상기 검사 영역 내에 포함하여야 할 것인지 아닌지를 판정하는 피판정 위치를 상기 피검사 패턴 상의 어느 하나로부터 선택하는 피판정 위치 선택 스텝과,
    상기 반복 패턴의 영역인 것이 이미 알려진 영역 내의 소정 거리 만큼 내측의 영역 내의 위치로서, 또한 상기 피판정 위치로부터 상기 반복 피치의 제2 정수배 떨어진 위치의 화상신호와, 상기 피판정 위치의 화상신호를 비교하는 화상 비교 스텝과,
    상기 화상 비교 스텝의 비교 결과가 소정의 역치(threshold value) 내에 있을 때, 상기 피판정 위치를 상기 검사 영역 내에 포함하여 상기 검사 영역을 설정하는 검사 영역 설정 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 패턴 비교 검사 방법.
  2. 반복 패턴이 소정의 반복 피치로 반복 형성된 반복 패턴 영역을 가지는 피검사 패턴의 화상을 촬상하고, 상기 반복 패턴 영역 내에 설정된 검사 영역 내에 있어서, 상기 반복 피치의 제1 정수배 떨어진 위치끼리의 화상 신호를 비교하고, 상기 피검사 패턴의 결함을 검출하는 패턴 비교 검사 방법으로서,
    상기 검사 영역 내에 포함하여야 할 것인지 아닌지를 판정하는 피판정 위치를 상기 피검사 패턴 내에서 소정 거리씩 어긋나게 하면서 선택하는 피판정 위치 선택 스텝과,
    상기 피판정 위치의 화상 신호와, 상기 피판정 위치로부터 상기 반복 피치의 제2 정수배 떨어진 위치의 화상 신호를 비교하는 화상 비교 스텝과,
    상기 피판정 위치를 소정 거리씩 어긋나게 하면서 실행한 상기 화상 비교 스텝의 비교 결과의 변화가 소정의 역치보다 커졌을 때, 상기 피판정 위치를 상기 검사 영역의 경계로서 설정하는 검사 영역 설정 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 패턴 비교 검사 방법.
  3. 반복 패턴이 소정의 반복 피치로 반복 형성된 반복 패턴 영역을 가지는 피검사 패턴의 화상을 촬상하고, 상기 반복 패턴 영역 내에 설정된 검사 영역 내에 있어서, 상기 반복 피치의 제1 정수배 떨어진 위치끼리의 화상 신호를 비교하고, 상기 피검사 패턴의 결함을 검출하는 패턴 비교 검사 방법으로서, 상기 검사 영역 내에 포함하여야 할 것인지 아닌지를 판정하는 피판정 위치를, 상기 피검사 패턴 내에서 소정 거리씩 어긋나게 하면서 선택하는 피판정 위치 선택 스텝과,
    상기 피판정 위치의 화상 신호와, 상기 피판정 위치로부터 상기 반복 피치의 제2 정수배 떨어진 위치의 화상 신호를 비교하는 화상 비교 스텝과,
    상기 피판정 위치를 소정 거리씩 어긋나게 하면서 실행한 상기 화상 비교 스텝의 비교 결과의 변화가 최대가 되었을 때, 상기 피판정 위치를 상기 검사 영역의 경계로서 설정하는 검사 영역 설정 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 패턴 비교 검사 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화상 비교 스텝은 상기 피판정 위치의 화상 신호와, 상기 피판정 위치보다 상기 반복 패턴 영역 내측방향에 있는 위치의 화상 신호를 비교하는 것을 특징으로 하는 패턴 비교 검사 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피판정 위치로서 상기 반복 패턴 영역의 경계보다 소정 거리만큼 내측의 위치를 선택하고,
    상기 피판정 위치를 상기 반복 패턴 영역의 외측 방향으로 차례차례 이동하면서, 상기 화상 비교 스텝을 반복하여 실행함으로써, 상기 검사 영역을 설정하는 것을 특징으로 하는 패턴 비교 검사 방법.
  6. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    또한 상기 반복 패턴 영역에 대하여 소정 거리만큼 내측의 가영역을 설정하는 가영역 설정 스텝을 구비하고,
    상기 화상 비교 스텝은 상기 피판정 위치의 화상 신호와, 상기 가영역 내의 위치의 화상 신호를 비교하는 것을 특징으로 하는 패턴 비교 검사 방법.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    또한, 상기 반복 패턴 영역에 대하여 소정 거리만큼 내측의 가영역을 설정하는 가영역 설정 스텝을 구비하고,
    상기 피판정 위치로서 상기 가영역 내의 위치를 선택하고,
    상기 피판정 위치를 상기 반복 패턴 영역의 외측 방향으로 차례차례 어긋나게 하면서, 상기 화상 비교 스텝을 반복하여 실행하고, 상기 검사 영역을 설정하는 것을 특징으로 하는 패턴 비교 검사 방법.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피판정 위치로서 상기 반복 패턴 영역의 경계보다 소정 거리만큼 외측의 위치를 선택하고, 상기 피판정 위치를 상기 반복 패턴 영역의 내측 방향으로 차례차례 어긋나게 하면서, 상기 화상 비교 스텝을 반복하여 실행하고, 상기 검사 영역을 설정하는 것을 특징으로 하는 패턴 비교 검사 방법.
  9. 반복 패턴이 소정의 반복 피치로 반복 형성된 반복 패턴 영역을 가지는 피검사 패턴의 화상을 촬상하는 촬상수단과, 촬상한 상기 피검사 패턴의 화상을 기억하는 기억수단과, 기억된 상기 화상에 대하여, 상기 반복 패턴 영역 내에 설정된 검사 영역 내에 있어서, 상기 반복 피치의 제1 정수배 떨어진 위치끼리의 화상 신호를 비교하는 패턴 비교수단과 그 비교 결과에 기초하여 상기 피검사 패턴의 결함을 검출하는 결함 검출 수단을 구비하는 패턴 비교 검사 장치로서,
    상기 검사 영역 내에 포함하여야 하는 지를 판정하는 피판정 위치를 상기 피검사 패턴 상의 어느 하나로부터 선택하는 피판정 위치 선택 수단과,
    상기 반복 패턴의 영역인 것이 이미 알려진 영역 내의 소정 거리 만큼 내측의 영역 내의 위치로서, 또한 상기 피판정 위치로부터 상기 반복 피치의 제2 정수배 떨어진 위치의 화상신호와, 상기 피판정 위치의 화상신호를 비교하는 화상 비교 수단과,
    상기 화상 비교 스텝의 비교 결과가 소정의 역치(threshold value) 내에 있을 때, 상기 피판정 위치를 상기 검사 영역 내에 포함하여 상기 검사 영역을 설정하는 검사 영역 설정 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 패턴 비교 검사 장치.
  10. 반복 패턴이 소정의 반복 피치로 반복 형성된 반복 패턴 영역을 가지는 피검사 패턴의 화상을 촬상하는 촬상 수단과, 촬상된 상기 피검사 패턴의 화상을 기억하는 기억수단과, 기억된 상기 화상에 대하여 상기 반복 패턴 영역 내에 설정된 검사 영역 내에 있어서, 상기 반복 피치의 제1 정수배 떨어진 위치끼리의 화상 신호를 비교하는 패턴 비교 수단과, 그 비교 결과에 기초하여 상기 피검사 패턴의 결함을 검출하는 결함 검출수단을 구비하는 패턴 비교 검사 장치로서,
    상기 검사 영역 내에 포함하여야 하는지 아닌지를 판정하는 피판정 위치를 상기 피검사 패턴 내에서 소정 거리씩 어긋나게 하면서 선택하는 피판정 위치 선택수단과,
    상기 피판정 위치의 화상 신호와, 상기 피판정 위치로부터 상기 반복 피치의 제2 정수배 떨어진 위치의 화상 신호를 비교하는 화상 비교 수단과,
    상기 피판정 위치를 소정 거리씩 어긋나게 하면서 취득한 상기 화상 비교 수단의 비교 결과의 변화가 소정의 역치보다 커졌을 때, 상기 피판정 위치를 상기 검사 영역의 경계로 하여 설정하는 검사 영역 설정 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 패턴 비교 검사 장치.
  11. 반복 패턴이 소정의 반복 피치로 반복 형성된 반복 패턴 영역을 가지는 피검사 패턴의 화상을 촬상하는 촬상수단과, 촬상된 상기 피검사 패턴의 화상을 기억하는 기억수단과, 기억된 상기 화상에 대하여 상기 반복 패턴 영역 내에 설정된 검사 영역 내에 있어서, 상기 반복 피치의 제1 정수배 떨어진 위치끼리의 화상 신호를 비교하는 패턴 비교 수단과, 그 비교 결과에 기초하여 상기 피검사 패턴의 결함으 검출하는 결함 검출수단을 구비하는 패턴 비교 검사 장치로서,
    상기 검사 영역 내에 포함하여야 하는지 아닌지를 판정하는 피판정 위치를 상기 피검사 패턴 내에서 소정 거리씩 어긋나게 하면서 선택하는 피판정 위치 선택수단과,
    상기 피판정 위치의 화상신호와, 상기 피판정 위치로부터 상기 반복 피치의 제2 정수배 떨어진 위치의 화상신호를 비교하는 화상 비교 수단과,
    상기 피판정 위치를 소정 거리씩 어긋나게 하면서 취득한 상기 화상 비교 수단의 비교 결과의 변화가 최대가 되었을 때, 상기 피판정 위치를 상기 검사 영역의 경계로서 설정하는 검사 영역 설정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 패턴 비교 검사 장치.
  12. 제9항 내지 11항에 있어서,
    상기 화상 비교 수단은 상기 피판정 위치의 화상 신호와, 상기 피판정 위치보다 상기 반복 패턴 영역 내측방향에 있는 위치의 화상 신호를 비교하는 것을 특징으로 하는 비교 검사 장치.
  13. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피판정 위치로서 상기 반복 패턴 영역의 경계보다 소정 거리만큼 내측의 위치를 선택하고,
    상기 피판정 위치를 상기 반복 패턴 영역의 외측 방향으로 차례차례 이동하면서, 상기 화상 비교 수단에 의한 비교를 반복하여 실행함으로써, 상기 검사 영역을 설정하는 것을 특징으로 하는 패턴 비교 검사 장치.
  14. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    또한 상기 반복 패턴 영역에 대하여 소정 거리만큼 내측의 가영역을 설정하는 가영역 설정 수단을 구비하고,
    상기 화상 비교 수단은 상기 피판정 위치의 화상 신호와, 상기 가영역 내의 위치의 화상 신호를 비교하는 것을 특징으로 하는 패턴 비교 검사 장치.
  15. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    또한, 상기 반복 패턴 영역에 대하여 소정 거리 만큼 내측의 가영역을 설정하는 가영역 설정 수단을 구비하고,
    상기 피판정 위치로서 상기 가영역 내의 위치를 선택하고,
    상기 피판정 위치를 상기 반복 패턴 영역의 외측 방향으로 차례차례 어긋나게 하면서, 상기 화상 비교 수단에 의한 비교를 반복하여 실행하고, 상기 검사 영역을 설정하는 것을 특징으로 하는 패턴 비교 검사 장치.
  16. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피판정 위치로서 상기 반복 패턴 영역의 경계보다 소정 거리만큼 외측의 위치를 선택하고,
    상기 피판정 위치를 상기 반복 패턴 영역의 내측 방향으로 차례차례 어긋나게 하면서, 상기 화상 비교 수단에 의한 비교를 반복하여 실행하고, 상기 검사 영역을 설정하는 것을 특징으로 하는 비교 검사 장치.
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