WO2005001456A1

WO2005001456A1 - パターン比較検査方法およびパターン比較検査装置

Info

Publication number: WO2005001456A1
Application number: PCT/JP2004/009503
Authority: WO
Inventors: Akio Ishikawa
Original assignee: Tokyo Seimitsu Co., Ltd.
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2004-06-29
Publication date: 2005-01-06
Also published as: JPWO2005001456A1; US20060280358A1; KR100808653B1; KR20060031649A

Abstract

パターン比較検査装置を、検査領域内に含めるべきか否かを判定する被判定位置を被検査パターン上のいずれかから選択する被判定位置選択手段(41)と、被判定位置の画像信号と、被判定位置から繰り返しピッチの整数倍離れた位置の画像信号とを比較する画像比較手段(42)と、画像比較手段の比較結果が所定のしきい値内にあるとき、被判定位置を検査領域内に含めて検査領域を設定する検査領域設定手段(43)とを備えて構成する。これにより、繰り返しパターン領域を有する被検査パターン内の、繰り返しパターンどうしを比較してパターン欠陥の有無を検査するパターン比較検査装置において、繰り返しパターン領域の範囲内において、検査領域を拡大することが可能となる。

Description

パターン比較検査方法およびパターン比較検査装置

技術分野

本発明は、所定の周期（ピッチ）で繰り返される繰り返しパターンを有するパターンにおいて、繰り返しパターンどうしを比較して明

欠陥の有無などを検查するパターン比較検査方法及び装置に関し、特にセルパターンが繰り返される半導体メモリなどの半導体ウェハ上に形成されたパターンゃフォトマス書クのパターンなどを、近傍のセルパターンどうしを順次比較して検査する外観検査方法及び装置に関する。

背景技術

形成したパターンを撮像して画像データを生成し、画像データを解析してパターンの欠陥の有無などを検査することが広く行われている。特に、半導体製造の分野では、フォトマスクを検査するフォトマスク検査装置や半導体ウェハ上に形成したパターンを検査する外観検査装置が広く使用されている。本発明は、フォトマスクゃゥェハ上パターンなどの基本パターンが繰り返されるパターンであればどのようなパターンの検査にも適用可能であるが、以下の説明ではウェハ上に形成されたパターンを光学的に撮像して得た画像データを例として説明を行う。

図 2 7は、半導体チップ 2 0 1 を半導体ウェハ 2 0 0上に形成した様子を示す。一般に、このような半導体チップ 2 0 1 をダイと呼ぶので、ここでもこの語を使用する。半導体装置の製造工程では、ウェハ 2 0 0上に何層ものパターンを形成するのですべての工程を終了するまでには長時間を要すると共に、 1層でも重大な欠陥があるとそのダイは不良になり、歩留まりが低下する。そこで、途中の工程で形成したパターンを撮像して得た画像データを解析して、重大な欠陥を生じた層は除去して再度形成したり、不良情報を製造ェ程にフィードパックして歩留まりを向上することが行われている。このために使用されるのが外観検査装置（ィンスぺクションマシン ) である。

図 2 8は、従来の外観検査装置の概略構成を示す図である。図 2 8に示すように、ウエノ、 2 0 0はステージ 2 1 1上に保持される。光源 2 1 4からの照明光はコンデンサレンズ 2 1 5により収束され、ハーフミラー 2 1 3で反射された後、対物レンズ 2 1 2を通過してウェハ 2 0 0の表面を照明する。照明されたウェハ 2 0 0の表面の光学像が対物レンズ 2 1 2により撮像装置 2 1 6に投影される（例えば、特開 2 0 0 2— 3 4 2 7 5 7号公報）。

撮像装置 2 1 6は、光学像を電気信号である画像信号に変換する。画像信号はディジタル化されて画像データに変換され、画像メモリ 2 1 7に記憶される。画像処理部 2 1 8は、画像メモリ 2 1 7に記憶された画像データを処理して欠陥の有無などを調べる。制御部 2 1 9は、ステージ 2 1 1、画像メモリ 2 1 7及び画像処理部 2 1 8などの装置各部の制御を行う。

半導体装置のパターンは非常に微細であり、外観検査装置は非常な高分解能が要求される。そこで、撮像装置としては 1次元ィメージセンサが使用され、ステージ 2 1 1 を 1方向に移動（走査）し、走査に同期して撮像装置の出力をサンプリングすることにより画像データを得ている。

撮像可能なウェハ上の幅 Hがダイ 2 0 1 の幅より小さい場合には、例えば図 2 7に示すように、各ダイの同じ部分を順次走査し、すベてのダイについて走査が終了した後、各ダイの別の部分を順次走査して各ダイのすベての部分の画像データを得ている。これにより走査を行って画像データを得ると同時に、前の走査で得た他のダイの対応部分の画像データとの比較を同時に行えるのでスループットが向上する。しかし、走査の方法はこれに限らず、各種提案されている。

図 2 9は、隣接するダイ間で画像データを比較する動作を説明する図である。ダイ A， B， C， Dが図 2 9に示すように配列されているとする。画像データは画素 2 1 0単位で表される。

図示するように、ダイ Bと Cの間で比較を行う場合には、ダイ B と Cの対応する画素の画像データ（画素データ）を比較する。例えば、ダイ B と Cの a行の 1列目の画素データどうしを比較する。

ダイ間の画素データの比較は、 Aと B、 Bと C， Cと Dという具合に端のダイから順に画素データを生成して記憶し、新しく生成したダイの画素データを直前に生成して記憶してあるダイの画素データと比較することにより行うのが一般的である。このように比較することにより、両端のダイ以外の中央部分のダイは隣接する 2つのダイと 2回比較され、比較結果が 2回とも一致しなければ異常（欠陥有り）と判定される。このようなダイ間での比較をダイ一ダイ比較と呼ぶ。

半導体メモリなどは、セルと呼ばれる基本単位を繰り返した構成を有し、そのためのパターンもセルに対応した基本パターンを繰り返した構成を有する。図 3 0はセルを説明する図であり、図示するように、ダイ 2 0 1内に、セル 2 3 1が繰り返し配置されている。このようなセルが所定ピッチで配列されるパターンを検査する場合、上記のようなダイ一ダイ比較を行わずに、近傍のセル間で対応する部分の画素データを比較することにより欠陥の有無を判定することが行われる。これをセルーセル比較と呼ぶ。

セル—セル比較においても、上述のダイ一ダイ比較のように端のセルから順に画素データを生成して記憶し、新しく生成したセルの画素データを直前に生成して記憶してある隣接セルの画素データと比較することにより行うのが一般的である。発明の開示

セル—セル比較においては、対比する画像データの一方に繰り返しパターン領域 2 3 2外のパターンの画像データが含まれると、両者のパターンがー致せず疑似欠陥を検出することになるため、セル —セル比較で対比する画像データの双方に、繰り返しパターン領域 2 3 2外のパターンを含まないように留意する必要がある。

従来の検査装置においては、ウェハ 2 0 0を保持するステージ 2 1 1等の機械精度等の理由により、繰り返しパターン領域 2 3 2端に対してマ一ジンのある検査領域（ケアエリア） 2 3 3を設定していた。そして、この検査領域 2 3 3内のパターンにおいてのみセル一セル比較を行い、検查領域 2 3 3外の繰り返しパターンに対しては、ダイ—ダイ比較によって検査を行っていた。

しかし、繰り返しパターン領域 2 3 2はパターン密度が高く形成され、繰り返しパターン領域 2 3 2外の周辺回路パターンはパターン密度が低く形成されるために、繰り返しパターン領域 2 3 2内のパターンは暗く、周辺回路パターンは明るく検出される。

したがって、検査領域 2 3 3外の繰り返しパターンと、周辺回路パターンが混在するダイ一ダイ比較では、繰り返しパターン領域 2 3 2 の画像が、周辺回路パターンの画像に比べて相当暗く検出されることから、検査領域 2 3 3外の繰り返しパターンの欠陥検出感度が低下するという問題があった。上記事情を鑑み、本発明は、繰り返しパターン領域を有する被検査パターン内の、繰り返しパターンどうしを比較してパターン欠陥の有無を検査するパターン比較検査方法および装置において、繰り返しパターンどうしの比較を行う検査領域を、繰り返しパターン領域内で可能な限り拡大することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の第 1形態に係るパターン比較検査方法では、検査 I域内に含めるべきか否かを判定する被判定位置を選択して、被判定位置の画像信号と、被判定位置から繰り返しピツチの整数倍離れた位置の画像信号とを比較し、この比較結果が所定のしきい値内にあるとき、被判定位置を検査領域内に含む検査領域を設定することとする。

以下、図 1及び図 2を参照して、本発明に係るパターン比較検査方法を説明する。' 図 1 は本発明に係るパターン比較検査方法の原理説明図であり、図 2は本発明の第 1形態に係るパターン比較検査方法のフローチヤ一トである。

図 1に示すとおり、ダイ 1には繰り返しパターン領域 3内に、セルである繰り返しパターン 2が所定の繰り返しピッチで反復形成されている。ステップ S 1 0 1において、 1次元イメージセンサ等の撮像手段を走査して、ダイ 1の Α Β Α ' Β，領域の画像データを取得する。

ステップ S 1 0 3において、検査領域内に含めるべきか否かを判定する被判定位置を、 A B A ' B ' 領域の画像データ内の何れかの位置から選択する。ここでは、被判定位置をダイ 1端部からそれぞれ _{X l} 、 X ₂ 離れた位置に選択する。

ステップ S 1 0 5において、被判定位置の画像信号（画素プロック）と、被判定位置から、内側に繰り返しパターンの繰り返しピッチの整数倍離れた位置の画像信号とを比較する。ここでは、ダイ 1 端部から _{X l} の距離にある画素ブロック 4と、画像プロック 4から繰り返しピッチの整数倍だけ離れた画素プロック 4 ' とを、およびダイ 1端部から X ₂ の距離にある画素ブロック 5 と、画像プロック 5から繰り返しピッチの整数倍だけ離れた面素プロック 5 ' とをそれぞれ比較する。

ここで、画素ブロックどうしの比較は、例えば、画素ブロック中の対応する画素どうしのグレースケール値の差が、所定の画素値間比較用のしきい値よりも大きい画素数を比較結果とする。なお、被判定位置と、前記の繰り返しピツチの整数倍だけ離れた位置との間隔を定める前記整数は、セルーセル比較のセル間隔を定める整数と同じでなくともよい。

すると、ダイ 1端部から X ₂ の距離にある画素プロック 5 とこれに対応する画素ブロック 5 ' とは、繰り返しパターンの同じ部分を撮像した画像データにより構成されるために、その比較結果の値が小さくなるが、ダイ 1端部から X ！の距離にある画素プロック 4 とこれに対応する画素ブロック 4 ' とは、異なるパターンを撮像した画像データにより構成されるために、比較結果の値が大きくなる。

したがって、ステップ S 1 0 7、 S 1 0 9において、被判定位置を繰り返し領域 3の外側方向（又は内側方向）の何れか一方の所定方向に繰り返しずらしつつ、前記比較結果の値が所定のしきい値 t _h の画素数よりも大きく（又は小さく）なる位置 X _p を検出する。このように、前記比較結果の値が所定のしきい値 t _h よりも大きく (又は小さく）なるような被判定位置の領域を求め、ステップ S 1 1 1 においてこれを検査領域に設定する。

このように、前記比較結果の値が所定のしきい値 t _h よりも小さくなるような被判定位置の領域を求め、これを検査領域に設定することによって、検査領域を繰り返しパターン領域 3内において可能な限り拡大することができる。

また、図 1 に示すように、被判定位置を繰り返し領域 3の外側方向（又は内側方向）の何れか一方方向に繰り返しずらしていくとき、前記比較結果の値は、繰り返しパターン領域 3の境界位置 X _p で、急激に変化する（増加する）。

そこで、本発明の第 2形態に係るパターン比較検査方法では、検査領域内に含めるべきか否かを判定する被判定位置を被検査パターン内で所定距離ずつずらしながら選択して、被判定位置の画像信号と、被判定位置から繰り返しピツチの整数倍離れた位置の画像信号とを比較し、この比較結果の変化が所定のしきい値より大きくなつたとき、前記被判定位置を前記検査領域の境界として設定する。

図 3は本発明の第 2形態に係るフローチャートである。

ステップ S I 1 4において、前回の比較結果を記憶するための記憶手段の内容を初期値に設定する。この記憶手段は、前回の比較結果と現在の比較結果とを比べて、比較結果の変化量又は変化率を算出するために使用される。

そして、前述の第 1形態に係るパターン比較検査方法と同様に、ステップ S 1 0 1において、ダイ 1の A B A， B ' 領域の画像データを取得し、ステップ S 1 0 3において、前記被判定位置を、 A B A， B，領域の画像データ内の何れかの位置から選択し、ステップ S 1 0 5において、被判定位置の画像信号（画素プロック）と、被判定位置から、内側に繰り返しパターンの繰り返しピツチの整数倍離れた位置の画像信号とを比較する。

ステップ S 1 0 7において、前記記憶手段に記憶された比較結果からステップ S 1 0 5で取得した比較結果への変化量又は変化率を算出し、比較結果の変化量又は変化率が所定のしきい値 t _v 以下であるか否かを判断する。もし比較結果の変化量又は変化率が所定のしきい値 t _v 以下であれば、ステップ S 1 1 5において次回の変化量又は変化率の算出のためにステップ S 1 0 5で取得された比較結果を前記記憶手段に記憶して、ステップ S 1 0 9で被判定位置を繰り返し領域 3の外側方向（又は内側方向）の何れか一方の所定方向にずらす。その後ステップ S 1 0 5に戻り、ステップ S 1 0 5， S 1 0 7 , S 1 1 5 , S 1 0 9のステップを繰り返す。

ステップ S 1 0 7における判断の結果、もし比較結果の変化率が所定のしきい値 t _v 以下でなければ、ステップ S 1 1 1において現在の被判定位置を前記検査領域の境界として設定して検査領域を定め.る。

なお、ステップ S 1 0 7において比較結果の変化量又は変化率が所定の閾値 t _v 以下であるか否かを判断するのに代えて、比較結果の変化量又は変化率が最大となるか否かを判断し、比較結果の変化量又は変化率が最大のとき、ステップ S 1 1 1において、現在の被判定位置を前記検査領域の境界として設定してもよい。このために前記記憶手段には、前回のループ（ S 1 0 5、 S 1 0 7、 S 1 1 5 、 S 1 0 9 ) の比較結果を記憶するほかに、過去実行されたループで算出した比較結果の変化量又は変化率の最大値を記憶することとしてよい。そして、ステップ S 1 1 5において、 S 1 0 5で取得された比較結果を記憶する際に、ステップ S 1 0 7で算出した比較結果の変化量又は変化率が、記憶手段に記憶された比較結果の変化量又は変化率の最大値を超えているか否かを判断し、超えているときには、記憶手段に記憶された比較結果の変化量又は変化率の最大値を更新することとしてよい。

また、本発明の第 3形態に係るパターン比較検査方法は、繰り返しパターンが所定の繰り返しピツチで反復形成された繰り返しパタ一ン領域を有する被検査パターンの画像を撮像し、繰り返しピッチの整数倍離れた位置どうしの画像信号を比較して、被検査パターンの欠陥を検出するパターン比較検査方法であって、被検査パターンの撮像画像の繰り返しピツチの整数倍の画素数だけ離れた画素値どうしの差分値と、所定の第 1 しきい値と、を比較し、第 1 しきい値を超える画素を欠陥候補として検出する欠陥候補検出ステツプと、被検査パターンの撮像画像内の所定の大きさの参照範囲のうち、その参照範囲に含まれる欠陥候補の数又は前記参照範囲に占める欠陥候補の割合が所定の第 2 しきい値より少ないものを、検査範囲に含めて決定する検査範囲決定ステツプと、検査範囲内において被検査パターンの欠陥検出を行う検出ステップとを有する。

本発明の第 3形態に係るパターン比較検査方法において、さらに、欠陥候補検出ステップにより被検査パターンの撮像画像の各画素について欠陥候補を求め、欠陥候補マップを生成する欠陥候補マップ生成ステップと、欠陥候補マップ内の所定の大きさの参照範囲を選択する参照範囲選択ステツプとを備え、検査範囲決定ステップは、選択された参照範囲のうち、その参照範囲に含まれる欠陥候補の数又は前記参照範囲に占める欠陥候補の割合が所定の第 2 しきい値より少ないものを、検査範囲に含めて決定することとしてよい。

さらに、本発明の第 4形態に係るパターン比較検査方法は、繰り返しパターンが所定の繰り返しピッチで反復形成された繰り返しパターン領域を有する被検査パターンの画像を撮像し、綠り返しピッチの整数倍離れた位置どうしの画像信号を比較して、被検査パターンの欠陥を検出するパターン比較検査方法であって、被検査パターンの撮像画像の繰り返しピツチの整数倍の画素数だけ離れた画素値どうしの差分値と、所定の第 1 しきい値と、を比較し、第 1 しきい値を超える画素を欠陥候補として検出する欠陥候補検出ステップと、被検査パターンの撮像画像内の所定の大きさの参照範囲を、所定方向に関する位置を変えながら選択し、選択された参照範囲のうち、その参照範囲に含まれる欠陥候補の数または参照範囲に占める欠陥候補の割合が所定の第 2 しきい値より少ないものの前記所定方向に関する位置を、検査範囲に含めて決定する検査範囲決定ステツプと、検査範囲内において被検査パターンの欠陥検出を行う検出ステップとを有する。

本発明の第 4形態に係るパターン比較検査方法において、さらに、欠陥候補検出ステップにより被検査パターンの撮像画像の各画素について欠陥候捕を求め、欠陥候補マップを生成する欠陥侯補マップ生成ステップと、欠陥候補マップ内の所定の大きさの参照範囲を選択する参照範囲選択ステップと、を備え、検査範囲決定ステップは、選択された参照範囲のうち、その参照範囲に含まれる欠陥候補の数又は参照範囲に占める欠陥候補の割合が所定の第 2 しきい値より少ないものを、検査範囲に含めて決定することとしてよい。

また、本発明の第 5形態に係るパターン比較検査装置は、検查領域内に含めるべきか否かを判定する被判定位置を、被検査パターン上のいずれかから選択する被判定位置選択手段と、被判定位置の画像信号と、被判定位置から繰り返しピツチの整数倍離れた位置の画像信号とを比較する画像比較手段と、画像比較手段の比較結果が所定のしきい値内にあるとき、被判定位置を検査領域内に含めて検査領域を設定する検査領域設定手段とを備えることとする。

さらに、本発明の第 6形態に係るパターン比較検査装置は、前記検査領域内に含めるべきか否かを判定する被判定位置を、前記被検査パターン内で所定距離ずつずらしながら選択する被判定位置選択手段と、被判定位置の画像信号と、被判定位置から繰り返しピッチの整数倍離れた位置の画像信号とを比較する画像比較手段と、被判定位置を所定距離ずつずらしながら取得した画像比較手段の比較結果の変化が所定のしきい値より大きくなつたとき、被判定位置を検查領域の境界として設定する検査領域設定手段とを備えることとする。

さらに、本発明の第 7形態に係るパターン比較検査装置は、繰り返しパターンが所定の繰り返しピツチで反復形成された繰り返しパターン領域を有する被検査パターンの画像を撮像する撮像手段と、撮像された前記画像において、繰り返しピツチの整数倍離れた位置どうしの画像信号を比較するパターン比較手段と、この比較結果に基づき前記被検査パターンの欠陥を検出する欠陥検出手段と、被検査パターンの撮像画像の繰り返しピツチの整数倍の画素数だけ離れた画素値どうしの差分値と、所定の第 1 しきい値と、を比較し、第 1 しきい値を超える画素を欠陥候補として検出する欠陥候補検出手段と、 '被検査パターンの撮'像画像内の所定の大きさの参照範囲のうち、その参照範囲に含まれる欠陥候補の数又は前記参照範囲に含まれる欠陥候捕の割合が所定の第 2 しきい値より少ないものを、検查範囲に含めて決定する検査範囲決定手段と、とを備え、前記欠陥検出手段は、この検査範囲内において被検査パターンの欠陥検出を行ラ。

さらに、本発明の第 7形態に係るパターン比較検査装置において、欠陥候補検出手段により被検査パターンの撮像画像の各画素について欠陥候補を求め、欠陥候補マップを生成する欠陥候補マップ生成手段と、欠陥候補マップ内の所定の大きさの参照範囲を選択する参照範囲選択手段とを備えてよい。このとき、前記の検査範囲決定手段は、選択された参照範囲のうち、その参照範囲に含まれる欠陥候補の数又は前記参照範囲に含まれる欠陥候補の割合が所定の第 2 しきい値より少ないものを、検査範囲に含めて決定することとしてよい。さらに、本発明の第 8形態に係るパターン比較検査装置は、繰り返しパターンが所定の繰り返しピツチで反復形成された繰り返しパターン領域を有する被検査パターンの画像を撮像する撮像手段と、撮像された前記画像において、繰り返しピツチの整数倍離れた位置どうしの画像信号を比較するパターン比較手段と、この比較結果に基づき前記被検査パターンの欠陥を検出する欠陥検出手段と、被検査パターンの撮像画像の前記繰り返しピツチの前記整数倍の画素数だけ離れた画素値どうしの差分値と、所定の第 1 しきい値と、を比較し、第 1 しきい値を超える画素を欠陥候補どして検出する欠陥候補検出手段と、被検査パターンの撮像画像内の所定の大きさの参照範囲を、所定方向に関する位置を変えながら選択し、選択された参照範囲のうち、その参照範囲に含まれる欠陥候補の数または参照範囲に占める欠陥候補の割合が所定の第 2 しきい値より少ないものの前記所定方向に関する位置を、検査範囲に含めて決定する検査範囲決定手段とを備え、欠陥検出手段は、この検査範囲内において被検査パターンの欠陥検出を行う。

さらに、本発明の第 8形態に係るパターン比較検査装置において、欠陥候補検出手段により被検査パターンの撮像画像の各画素について欠陥候補を求め、欠陥候補マップを生成する欠陥候補マップ生成手段と、欠陥候補マップ内の所定の大きさの参照範囲を、所定方向に関する位置を変えながら選択する参照範囲選択手段と、を備え、検査範囲決定手段は、選択された参照範囲のうち、その参照範囲に含まれる欠陥候補の数または参照範囲に占める欠陥候補の割合が所定の第 2 しきい値より少ないものの所定方向に関する位置を、検査範囲に含めて決定することとしてよい。

なお、本発明に係るパターン比較検査方法及び装置では、本明細書の説明の説明において、ダイ内に形成されるセル領域を繰り返しパターン領域とし、ダイ内のセル領域内のパターン比較検査の検査範囲を設定するが、他の例として、本発明に係るパターン比較検査方法及び装置をウェハ上に形成されるダイ領域を繰り返しパターン領域とし、ダイ領域のパターン比較検査の検査範囲を設定するために使用してもよい。

本発明により、被検査パターン内の、繰り返しパターンどうしを比較してパターン欠陥の有無を検査するパターン比較検査において、繰り返しパターンどうしを比較を行う検査領域を可能な限り拡大することができる。

また、本発明の第 3及び 4形態に係るパターン比較検査方法並びに第 7及び 8形態に係るパターン比較検査装置のように、欠陥検査のために検出された欠陥候補を利用して検査範囲の決定を行うことにより、検査範囲を決定するために行う撮像画像の画素値の比較計算量を節約することが可能となり、検査速度の向上に資する。図面の簡単な説明

図 1 は、本発明に係るパターン比較検査方法の原理説明図である図 2は、本発明の第 1形態に係るパターン比較検査方法のフローチヤ一トである。

図 3は、本発明の第 2形態に係るパターン比較検査方法のフローチヤ一トである。

図 4は、本発明の第 1実施例に係るパターン比較検査装置の概略構成図である。

図 5は、本発明の第 1実施例に係るパターン比較検査方法のフロ一チャート（その 1 ) である。

図 6は、本発明の第 1実施例に係るパターン比較検査方法のフ口一チャート（その 2 ) である。

図マは、繰り返しパターン領域を有する検査パターン上に設けられた仮領域の設定状態の説明図である。

図 8は、繰り返しパターン領域を有する検査パターンの撮像方法の説明図である。

図 9 A及び図 9 Bは、撮像された検査パターンの画像信号を示す図であり、図 9 Cは、被判定位置の移動に伴う比較結果の値の変化を示すグラフである。

図 1 O A及び図 1 0 Bは、撮像された検査パターンの画像信号に欠陥画像が含まれている状態を示す図である。

図 1 1は、本発明の第 1実施例に係るパターン比較検査方法のフローチャート（その 3 ) である。

図 1 2は、本発明の第 1実施例に係るパターン比較検査方法のフローチャート（その 4 ) である。

図 1 3 A、図 1 3 B及び図 1 3 Dは、撮像された検查パターンの画像信号を示す図であり、図 1 3 Cは、被判定位置の移動に伴う比較結果の値の変化を示すグラフである。

図 1 4は、検査パターンの撮像画像の記憶手法の説明図である。図 1 5は、本発明の第 2実施例に係るパターン比較検査方法のフローチャート（その 1 ) である。図 1 6は、本発明の第 2実施例に係るパターン比較検査方法のフローチャート（その 2 ) である。

図 1 7は、第 2実施例における検査パターン上に設けられた仮領域の設定状態の説明図である。

図 1 8 A及び図 1 8 Bは、撮像された検査パターンの画像信号を示す図であり、図 1 8 Cは、被判定位置の移動に伴う比較結果の値の変化を示すダラフである。図 1 9 Aは、欠陥を有する繰り返しパターン領域を示す図であり、図 1 9 Bは比較結果の値の変化を示すグラフである。

図 2 0は、本発明の第 3実施例に係るパターン比較検査装置の概略構成図である。

図 2 1は、本発明の第 3実施例に係るパターン比較検査方法のフローチャートである。

図 2 2 Aは、撮像された検査パターンの画像信号を示す図であり、図 2 2 Bは図 2 2 Aを遅延した画像信号を示す図であり、図 2 2 Cは図 2 2 A及び図 2 2 Bの差分に基づく欠陥マップ画像信号を示す図であり、図 2 2 Dは欠陥マップ画像信号全体を示す図である。

図 2 3 Aは、欠陥マップ画像信号を示す図であり、図 2 3 Bは参照範囲に含まれる欠陥候補数の X方向変化を示すグラフである。

図 2 4は、本発明の第 4実施例に係るパターン比較検査装置の概略構成囪である。

図 2 5は、本発明の第 4実施例に係るパターン比較検査方法のフローチャートである。

図 2 6は、本発明の第 4実施例に係るパターン比較検査方法の説明図である。

図 2 7は、半導体ウェハ上に形成された半導体チクプ（ダイ）の配列と、検査時の軌跡を示す図である。

図 2 8は、半導体ウェハ上に形成されたダイを検査する外観検査装置の概略構成図である。

図 2 9は、ダイ一ダイ比較を説明する図である。

図 3 0は、ダイ内のセル、繰り返しパターン領域、検査領域の説明図である。発明を実施するための最良の形態以下、添付する図面を参照して本発明の実施例を説明する。図 4 は、本発明の第 1の実施例に係るパターン比較検査装置の概略構成図である。

パターン比較検査装置 1 0は、メモリセル等の繰り返しパターンを含む回路パターン等が形成されたウェハ 2 2を保持するステージ 2 1 と、ウェハ 2 2上に形成されたパターンを撮像する 1次元ィメ一ジセンサ等の撮像手段 2 0 と、撮像手段 2 0によりウェハ 2 2全面のパターンを撮像するために、撮像手段 2 0がウェハ 2 2上を走查するようにステージ 2 1 を移動させるステージ制御部 2 9 とを備える。

またパターン比較検査装置 1 0は、撮像されたアナ口グ画像信号をディジタル形式の画像信号に変化する A Z D変換器 2 3 と、変換されたディジタル形式の画像信号パターンを記憶する画像メモリ 2 4 と、記憶された画像信号パターンに基づき、ウェハ 2 2に形成されたパターンをダイ—ダイ比較するダイ比較部 2 5及びセル—セル比較するセル比較部 2 6 と、比較結果に基づき形成パターンの欠陥を検出する欠陥検出部 2 7 と、検出された結果を出力する結果出力部 2 8 とを備えている。

さらに、パターン比較検査装置 1 0は、撮像されたパターン内において、セル比較部 2 6がセルーセル比較を行う検査領域を設定するための手段を備えており、これは図 4に示す仮領域設定手段 4 0 と、被判定位置選択手段 4 1 と、画像比較手段 4 2 と、検査領域設定手段 4 3 とを含んでいる。また制御部 4 6には、ウェハ 2 2上に形成されたパターンの各位置を示す位置データが与えられており、制御部 4 6は、この位置データを元にして繰り返しパターン領域 3 のウェハ上位置を算出して仮領域設定手段 4 0に供給する。

以下図 5〜図 1 5を参照して、パターン比較検査装置 1 0 の動作を説明する。

図 5は、パターン比較検査装置 1 0の動作を説明する本発明の第 1.実施例に係るパターン比較検査方法のフローチャートである。ステップ S 1 3 1 において、図 7に示すようにウェハ 2 2上に形成されたダイ 1 に含まれる、繰り返しパターン 2が反復形成された繰り返しパターン領域 3に対して、境界線 5 1及び 5 2により境界付けされた X方向仮領域を設定する。ここに X方向、 Y方向は図 7 に示した通りとする。

ここで、制御部 4 6により算出された繰り返しパターン領域 3の位置は、ウェハ 2 2上のパターンを形成する際に使用した C A Dデータ等から算出したものであるため、上述の装置誤差の影響により撮像手段 2 0により撮像された画像データ上の撮像位置と誤差を生じる可能性がある。このような誤差があっても、仮領域が必ず繰り返しパターン領域 3に含まれるように、 X方向仮領域は、制御部 4 6により与えられた繰り返しパターン領域 3の内側に、かつその端部に対してマージンを持たせて設定する。このマージンは、ステージ 2 1等の機械精度に応じて定められる。

ステップ S 1 3 3において、撮像手段 2 0を走査してダイ 1に形成されたパターンの画像を撮像する。以下、説明のためウェハ 2 2 面上において撮像手段 2 0の走査方向に X軸を、走査方向と直角方向に Y軸を設定する。撮像手段 2 0による走査は、その撮像サイズ

(同時撮像素子数）とダイ 1のサイズに応じて分割して行われる。例えば図 8の例では、 1つのダイ 1に対して S 1〜 S 3の 3回に分けて行われる。撮像された画像信号は、 A Z Dコンバータ 2 3によりディジタル信号へ変換され、画像メモリ 2 4内に記憶される。画像メモリ 2 4内に記憶された、 1回の走査で取得された画像信号 6 0を図 9 Aに示す。ステップ S 1 3 5において、検査領域内に含めるべきか否かを判定する被判定位置を X方向仮領域内に設定する。ここでは、被判定位置をダイ 1の端部から距離 X。の位置に設けるものとする。

ステップ S 1 3 7において、被判定位置における撮像画像の画素列ブロック 6 1 と、被判定位置と繰り返しピッチ（ X _τ ) の整数倍離れた位置の画素列ブロック 6 2 とを比較する。画素ブロックどうしの比較は、例えば、画素ブロック中の対応する画素どうしのダレ一スケール値の差が、所定の画素値間比較用のしきい値よりも大きい画素数を比較結果とする。

ステップ S 1 3 9において、比較結果の値と所定のしきい値画素数 t _h を比較する。現在、前記被判定位置は X方向仮領域内にあるので（ステップ S 1 3 7 ) 、画素列ブロック 6 1 と画素列ブロック 6 2 とは、共に繰り返しパターン領域 3内にあり、両者は繰り返しパターン 2の同じ部分を撮像した画像となる。したがってその比較結果の値は図 9 Cに示すとおり小さくなり、所定のしきい値以下となる。

ステップ S 1 4 1において、前記被判定位置を繰り返しパターン領域 3の外側方向に Δ Xずつ微動させ、ステップ S 1 3 7に移動する。被判定位置が繰り返しパターン領域 3境界である位置 x _p に至るまで、比較結果の値は所定のしきい値以下を示すため、ステップ S 1 3 7〜 S 1 4 1が繰り返されることになる。

図 9 Bは、被判定位置が繰り返しパターン領域 3境界である位置 X _p に至った状態を示す図である。ステップ S 1 3 7において、被判定位置における撮像画像の画素列プロック 6 1 と、被判定位置と繰り返しピッチ（ χ _τ ) の整数倍離れた位置の画素列プロック 6 2 とを比較すると、前記被判定位置は繰り返しパターン領域 3境界にあるので、これを境にして前記比較結果の値は急激に増加し、図 9 Cに示すように所定のしきい値 t _h を超えるに至る。

したがって、ステップ S 1 3 9において比較結果の値が所定のしきい値 t _h を超えたことを判断し、（現在の被判定位置一所定のずらし幅 Δ X ) を、検査領域の境界として設定する（ステップ S 1 4 3 ) 。

このとき、被判定位置における撮像画像の画素列ブロック 6 1 と、被判定位置と繰り返しピッチ（χ _τ ) の整数倍離れた位置の画素列ブロック 6 2 との比較結果がしきい値 t _h を超えた位置 X p 上では、画素列ブロック 6 1の画像に若干のノィズが含まれることがあるので、位置 x _P よりも所定画素数分だけパターン領域 3の内側方向にずらした位置を、実際の検査領域の境界として再設定することとしてもよい。

その後ステップ S 1 4 5において、ダイ比較部 2 5およびセル比較部 2 6は、設定された検査領域外の画像信号に基づきダイ一ダイ比較を行い、設定された検查領域内の画像信号に基づきセルーセル比較を行う。

図 1 O Aに示すように、パターン領域 3の境界付近に、欠陥 6 3 がある場合には、被判定位置がパターン領域 3の境界に至る前に、被判定位置における撮像画像の画素列プロック 6 1 と、被判定位置と繰り返しピツチの整数倍離れた位置の画素列ブロック 6 2 との比較結果の値が所定のしきい値 t _h を超え、パターン領域 3の境界よりも内側の位置 X _d で検査領域の境界を設定することになる。

したがって、パターン領域 3の境界付近に欠陥 6 3がある場合には、検査領域の境界は、撮像手段 2 0の走査位置によって（図 8の例では、走査位置が S l 、 S 2または S 3のいずれかであるかによつて）検査領域の境界位置が異なり、設定される検査領域は、図 1 0 Bに示す連続直線 6 4のように凹凸を有することになる。そこで、各走査位置ごとの検査領域の境界位置の差 G _x や、設定した検査領域の境界位置と所与のパターン領域 3の境界位置若しくは X方向仮領域の境界位置と φ差を算出することにより、パターン領域 3の境界に存在する欠陥 6 3を検出することが可能となる。

したがって、検査領域設定手段 4 3は、各走査位置ごとに設定された検査領域の境界位置を、検査領域出力手段 4 5によって、表示装置を有する制御部 4 6に出力する。また、検査領域設定手段 4 3 は、設定された検査領域の境界位置の差 G _x や、設定した検査領域の境界位置と所与のパターン領域 3の境界位置若しくは X方向仮領域の境界位置との差が所定数値以上になった場合には、エラー出力手段 4 4によって制御部 4 6にエラー出力を行うカ結果出力部 2 8に欠陥出力信号を出力する。

'また、上述の通り、' 検査領域設定手段 4 3は、（ダイ 1端から仮領域境^ 5 1までの距離 +繰り返しパターンの繰り返しピッチ（ X τ ) 1個分）の幅だけの画像信号があれば、セルーセル比較開始位置側の検査領域境界を設定できる。したがって、 1 回分の走查画像 6 0全部を取得完了前であっても、この必要量の画像信号を取得後、ただちに検査領域設定手段 4 3による検査領域設定を行うこととしてもよい。

図 9 Cに示すように、被判定位置をパターン領域 3の外側方向（又は内側方向）の何れか一方の所定方向に繰り返しずらしていくとき、前記比較結果の値は、繰り返しパターン領域 3の境界位置位置 x _P 上で、急激に変化する（増加する）。

したがって、図 5に示すフローチャートにおいて、ステップ S 1 3 9で上記比較結果の値が所定のしきい値 t _h を超えたことを判断し、ステップ S 1 4 3で、上記比較結果の値が所定のしきい値 t _h を超えたときの被判定位置を検査領域の境界として設定するかわりに、前回のループで行った比較結果から今回のループで行った比較結果への変化量又は変化率が所定のしきい値を超えるか否かを判靳し、この変化量又は変化率が所定のしきい値を超えるとき被判定位置を検査領域の境界として設定することとしてもよい。このようなパターン比較検査装置 1 0の動作を説明する本発明の第 1実施例に係るパターン比較検査方法のフローチャートを図 6に示す。

ステップ S 1 4 7において、前回の比較結果を記憶するための記憶手段の内容を初期値に設定する。この記憶手段は、前回の比較結果と現在の比較結果とを比べて、比較結果の変化量又は変化率を算出するために使用される。

そして、図 5に示すパターン比較検査方法と同様に、ステップ S 1 3 1において X方向仮領域を設定し、ステップ S 1 3 3において撮像手段 2 0を走査してダイ 1に形成されたパターンの画像を撮像し、 'ステップ S 1 3 5において検査領域内に含めるべきか否かを判定する被判定位置を X方向仮領域内に設定し、ステップ S 1 3 7において被判定位置の画素列プロック 6 1 と、被判定位置と繰り返しピッチ（ χ _τ ) の整数倍離れた位置の画素列ブロック 6 2 とを比較する。

ステップ S 1 4 8において、前記記憶手段に記憶された比較結果 (即ち前回のループ中のステップ S 1 3 7で取得した比較結果）から（今回のループの）ステップ S 1 3 7で取得した比較結果への変化量又は変化率を算出し、比較結果の変化量又は変化率が所定のしきい値 t _v 以下であるか否かを判断する。もし比較結果の変化量又は変化率が所定のしきい値 t _v 以下であれば、ステップ S 1 4 9において次回の変化量又は変化率の算出のためにステップ S 1 3 7で取得された比較結果を前記記憶手段に記憶して、ステップ S 1 4 1 で被判定位置を繰り返し領域 3の外側方向方向にずらす。その後ステツプ S 1 3 7に戻り、ステップ S 1 3 7、ステップ S 1 4 8、ステツプ S 1 4 9及びステップ S 1 1のステップを繰り返す。

ステップ S 1 4 8における判断の結果、もし比較結果の変化量又は変化率が所定のしきい値 t _v 以下でなければ、ステップ S 1 4 3 において現在の被判定位置を前記検査領域の境界として設定して検査領域を定める。その後ステップ S 1 4 5において、ダイ比較部 2 5およびセル比較部 2 6は、設定された検査領域外の画像信号に基づきダイ一ダイ比較を行い、設定された検査領域内の画像信号に基づきセノレーセノレ比較を行う。

図 5に示す方法では、撮像手段 2 0 の走査方向（X方向）について、検査領域を拡大することを試みたが、例えば図 8に示す走査位置 S 1 または S 3において取得される画像データのように、撮像手段 2 0により取得'された画像データが Y方向に対するパターン領域 3の境界位置を含む場合には、撮像手段 2 0の走査方向と直角方向 ( Y方向）についても同様に検査領域を拡大することができる。図 1 1 にそのフローチャートを示す。

ステップ S 1 5 1において、図 7に示すように繰り返しパターン領域 3に対して、境界線 5 3及び 5 4により境界付けされた Y方向仮領域を設定する。 Y方向仮領域は、 X方向仮領域と同様に、繰り返しパターン領域 3の内側にかつその端部に対してマージンを持たせて設定する。

撮像手段 2 0により取得された画像データが Y方向に対するパターン領域 3 の境界位置を含む場合（例えば図 8に示す走査位置 S 1 で走査する場合）、ステップ S 1 5 3において、図 5の方法により X方向についてセルーセル比較を開始する検査領域の境界 6 4を決定する。この場合、走査 1回分の走査画像 6 0全部を取得し画像メモリ 2 4内に記憶させてから決定してもよいが、（ダイ 1端から仮領域境界 5 1 までの距離 +繰り返しパターンの繰り返しピッチ（ X X ) 1個分）の幅だけの画像信号を取得した段階で、セルーセル比較開始位置側の検査領域境界を設定し、検査のスループットを向上を図ることとしてもよい。

ステップ S 1 3 3において、セルーセル比較を開始する X方向検査領域の境界 6 4から、所定の画素行幅 w _s を有する画像データが撮像されるのを待って、画像データを取得する。所定の画素行幅 w _s を有する画像データの画像信号 6 0を図 1 3 Aに示す。 Y方向検査領域はこの画素行幅 w _s ごとに順次設定してゆく。

ステップ S 1 3 5において、検査領域内に含めるべきか否かを判定する被判定位置を Y方向仮領域内に設定する。ここでは、被判定位置をダイ 1の端部から距離 y。の位置に設けるものとする。

ステップ S 1 3 7において、被判定位置における撮像画像の画素行ブロック 7 1 と、被判定位置と繰り返しピッチ（ y _τ ) の整数倍離れた位置の画素行プロック 7 2 とを比較する。ステップ S 1 3 9 において、比較結果の値と所定のしきい値 t _h を比較する。現在、前記被判定位置は Y方向仮領域内にあるので（ステップ S 1 3 5 ) 、比較結果の値は図 1 3 Cに示すとおり所定のしきい値以下となるステップ S 1 4 1 において、前記被判定位置を繰り返しパターン領域 3の外側方向に A yずつ微動させ、ステップ S 1 3 7に移動する。被判定位置が繰り返しパターン領域 3境界である位置 y p に至るまで、ステップ S 1 3 7〜 S 1 4 1が繰り返されることになる。図 1 3 Bは、被判定位置が繰り返しパターン領域 3境界である位置 y _p に至った状態を示す図である。ステップ S 1 3 7において、被判定位置における撮像画像の画素行ブロック 7 1 と、画素行ブ口ック 7 2 とを比較すると、前記被判定位置は繰り返しパターン領域 3境界にあるので、これを境にして前記比較結果の値は急激に増加し、図 1 3 Cに示すように所定のしきい値 t _h を超えるに至る。

したがって、ステップ S 1 3 9において比較結果の値が所定のしきい値 t _h を超えたことを判断し、図 1 3 Dに示すように（現在の被判定位置—所定のずらし幅 Δ y ) を、検査領域の境界 6 5 として設定する（ステップ S 1 4 3 ) 。このとき、被判定位置における撮像画像の画素列ブロック 7 1 と、被判定位置と繰り返しピッチ（ y τ ) の整数倍離れた位置の画素列ブロック 7 2 との比較結果がしきい値 t _h を超えた位置 y p 上では、画素列ブロック 7 1の画像に若干のノイズが含まれることがあるので、位置 y _P よりも所定画素数分だけパターン領域 3の内側方向にずらした位置を、実際の検査領域の境界として再設定することとしてもよい。

下撮像手段 2 0の走査が進行するにしたがい、新しく画素行幅 w _s を有する画像データを取得するたびに、順次ステップ S 1 3 3 〜 S 1 4 3を繰り返して Y方向検査領域を設定していく。またはステツプ S 1 3 3〜 S 1 4 3を、 X方向検査領域境界 6 4から幅 w _s のデータについてのみ一度だけ行い、ここで得た Y方向検査領域を後に続く他のすべての検査領域として設定してもよい。

その後ステップ S 1 4 5において、ダイ比較部 2 5およびセル比較部 2 6は、比較に必要な画像データが撮像され次第、設定された検査領域外の画像信号に基づき順次ダイ一ダイ比較を行い、設定された検査領域内の画像信号に基づき順次セル一セル比較を行う。

図 1 3 Cに示すように、被判定位置をパターン領域 3の外側方向 (又は内側方向）の何れか一方方向に繰り返しずらしていくとき、前記比較結果の値は、繰り返しパターン領域 3の境界位置位置 y p 上で、急激に変化する（増加する）。

したがって、図 1 1に示すフローチャートにおいて、ステップ S 1 3 9で上記比較結果の値が所定のしきい値 t _h を超えたことを判断し、ステップ S 1 4 3で、上記比較結果の値が所定のしきい値 t _h.を超えたときの被判定位置を検査領域の境界として設定するかわりに、前回のループで行った比較結果から今回のループで行った比較結果への変化量又は変化率が所定のしきい値を超えるか否かを判断し、この変化量又は変化率が所定のしきい値を超えるとき被判定位置を検査領域の境界として設定することとしてもよい。このようなパターン比較検査装置 1 0の動作を説明する本発明の第 1実施例に係るパターン比較検査方法のフローチャートを図 1 2に示す。ステップ S 1 4 7において、前回の比較結果を記憶するための記憶手段の内容を初期値に設定する。この記憶手段は、前回の比較結果と現在の比較結果とを比べて、比較結果の変化量又は変化率を算出するために使用される。

そして、図 1 1に示すパターン比較検査方法と同様に、ステップ S 1 5 1 において、 Y方向仮領域を設定し、ステップ S 1 5 3において図 5の方法により X方向についてセルーセル比較を開始する検査領域の境界 6 4を決定し、ステップ S 1 3 3において撮像手段 2 0を走査してダイ 1 に形成されたパターンの画像を撮像し、ステツプ S 1 3 5において検査領域内に含めるべきか否かを判定する被判定位置を Y方向仮領域内に設定し、ステップ S 1 3 7において被判定位置の画素列プロック 7 1 と、被判定位置と繰り返しピッチ（ y τ ) の整数倍離れた位置の画素列ブロック 7 2 とを比較する。

ステップ S 1 4 8において、前記記憶手段に記憶された比較結果 (即ち前回のループ中のステップ S 1 3 7で取得した比較結果）から（今回のループの）ステップ S 1 3 7で取得した比較結果への変化量又は変化率を算出し、比較結果の変化量又は変化率が所定のしきい値 t _v 以下であるか否かを判断する。もし比較結果の変化量又は変化率が所定のしきい値 t _v 以下であれば、ステップ S 1 4 9において次回の変化率の算出のためにステップ S 1 3 7で取得された比較結果を前記記憶手段に記憶して、ステップ S 1 4 1で被判定位置を繰り返し領域 3の外側方向にずらす。その後ステップ S 1 3 7 に戻り、ステップ S 1 3 7、ステップ S 1 4 8、ステップ S 1 4 9 及びステップ S 1 4 1のステップを繰り返す。

ステップ S 1 4 8における判断の結果、もし比較結果の変化率が所定のしきい値 t _v 以下でなければ、ステップ S 1 4 3において現在の被判定位置を前記検査領域の境界として設定して検査領域を定める。その後ステップ S 1 4 5において、ダイ比較部 2 5,およびセル比較部 2 6は、設定された検査領域外の画像信号に基づきダイ一ダイ比較を行い、設定された検査領域内の画像信号に基づきセル一セノレ比較を行う。

なお'、ステップ S 1 4 8において比較結果の変化量又は変化率が所定の閾値 t _v 以下であるか否かを判断するのに代えて、比較結果の変化量又は変化率が最大となるか否かを判断し、比較結果の変化量又は変化率が最大のとき、ステップ S 1 4 3において、現在の被判定位置を前記検査領域の境界として設定してもよい。このために前記記憶手段には、前回のループ（ S 1 3 7、 S 1 4 8、 S 1 4 9 、 S I 4 1 ) の比較結果を記憶するほかに、過去実行されたループで算出した比較結果の変化量又は変化率の最大値を記憶することとしてよい。そして、ステップ S 1 4 9において、 S 1 3 7で取得された比較結果を記憶する際に、ステップ S 1 4 8で算出した比較結果の変化量又は変化率が、記憶手段に記憶された比較結果の変化量又は変化率の最大値を超えているか否かを判断し、超えているときには、記憶手段に記憶された比較結果の変化量又は変化率の最大値を更新することとしてよい。 Y方向検査領域の設定では、設定の際に一定の幅を有する走査画像が必要になる。例えば図 1 3 Α〜図 1 3 Dでは、被判定位置における撮像画像の画素行プロック 7 1 と、被判定位置と繰り返しピッチ（ y τ ) の整数倍離れた位置の画素行ブロック 7 2 とを比較して、繰り返しパターン領域の境界 3まで検査領域を拡大するためには、少なくとも（所与の繰り返しパターン領域の境界 3から仮領域境界 5 3までの距離 +繰り返しパターンの繰り返しピッチ（ y _T ) 1 個分）の幅を有する撮像画像が必要になる。

したがって、 Υ方向検査領域の設定を行うためには、撮像手段 2 0 として前記幅の画像を一度撮像できるセンサを使用する必要がある。または図 1 4に示すように、前記幅の画像を含むように複数回 ( (所与の繰り返しパターン領域の境界 3から仮領域境界 5 3までの距離 +繰り返しパターンの繰り返しピッチ（ y _T ) 1個分） Z 1 回の走査幅）の走査画像を同時に画像メモリ 2 4に記憶することとしてもよい。図 1 4の例では、撮像素子 2 0の撮像幅が狭いが、走査箇所 S 1 〜 S 4、 S 5〜 S 8及び S 9〜 S 1 2の各 4回分の走査画像を、それぞれ記憶画像データ M 1 、 M 2及び M 3 として記憶メモリ 2 4に記憶することができる。

図 1 5に本発明の第 2実施例に係るパターン比較検査方法のフロ —チャートを示す。本発明の第 2実施例に係るパターン比較検査方法では、上述の X方向仮領域並びに Y方向仮領域それぞれの境界 5 1及び 5 2並びに 5 3及び 5 4を、繰り返しパターン領域 3の外側に設定する。本発明の第 2実施例に係るパターン比較検査方法を実行するパターン比較検査装置の概略構成は、図 4に示すパターン比較検査装置 1 0 と同様であるので、図示および各部の説明は省略する。

ステップ S 1 6 1 において、繰り返しパターン領域 3に対して、図 1 7に示す境界線 5 1及び 5 2により境界付けされた X方向仮領域を設定する。繰り返しパターン領域 3に対して境界線 5 3及び 5 4により境界付けされた Y方向仮領域を設定する。前述の通り、各方向仮領域は、制御部 4 6により与えられた繰り返しパターン領域 3の外側に、かつその端部に対してマージンを持たせて設定する。ステップ S 1 6 3において、撮像手段 2 0を走査してダイ 1に形成されたパターンの画像を撮像する。撮像された画像信号 6 0を図 1 8 Aに示す。

ステップ S 1 6 5において、検査領域内に含めるべきか否かを判定する被判定位置を X、 Y方向仮領域外に設定する。ここでは例えば、 X方向に係る被判定位置をダイ 1 の端部から距離 X。の位置に設けるものとする。

ステップ S 1 6 7において、被判定位置における撮像画像の画素列ブロック 6 1 と、被判定位置と繰り返しピッチ（ χ _τ ) の整数倍離れた位置の画素列ブロック 6 2 とを比較する。このとき、画素列ブロック 6 2の位置が繰り返しパターン領域 3内となるように、前記繰り返しピッチ（ χ _τ ) の倍数を、前記マージンに応じて定めておく。

ステップ S 1 6 9において、比較結果の値と所定のしきい値画素数 t _h を比較する。現在被判定位置は、 X方向仮領域外にあるので (ステップ S 1 6 5 ) 、画素列ブロック 6 1 は繰り返しパターン領域 3外にある。したがって、画素列プロック 6 1 と繰り返しパターン領域 3内の画素列プロック 6 2 とを比較すると、その比較結果の値は図 1 8 Cに示すように大きくなり、所定のしきい値 t _h より大きくなる。

ステップ S 1 7 1 において、前記被判定位置を繰り返しパターン領域 3の内側方向に Δ χずつ微動させ、ステップ S 1 6 7に移動する。被判定位置が繰り返しパターン領域 3境界である位置 x _p に至るまで、比較結果の値は所定のしきい値より大きい値を示すため、ステップ S 1 6 7〜 S 1 7 1が繰り返されることになる。

図 1 8 Bは、被判定位置が繰り返しパターン領域 3境界である位置 X _p に至った状態を示す図である。ステップ S 1 6 7において、被判定位置における撮像画像の画素列プロック 6 1 と、被判定位置と繰り返しピッチ（ χ _τ ) の整数倍離れた位置の画素列ブロック 6 2 とを比較すると、前記被判定位置は繰り返しパターン領域 3境界にあるので、これを境にして前記比較結果の値は急激に減少し、図 1 8 Cに示すように所定のしきい値 t _h を下回るに至る。

したがって、比較結果の値が所定のしきい値 t _h を下回ったことを判断し、（現在の被判定位置一所定のずらし幅 Δ X ) ·を、検査領域の境界として ^断することができる。このとき図 6及び図 1 2に関連して説明した上記方法と同様に、被判定位置における撮像画像の画素列ブロック 6 1 と、被判定位置と繰り返しピッチ（ X _τ ) の整数倍離れた位置の画素列ブロック 6 2 とを比較結果がしきい値 t _h を下回った位置 x _P よりも所定画素数分だけパターン領域 3の内側方向にずらした位置を、実際の検査領域の境界として再設定することとしてもよい。

しかし、ここで図 1 9 Aのようなケースがあることを配慮する必要がある。図 1 9 Aは、繰り返しパターン領域 3の境界付近に欠陥 6 3が存在している状態を示す。このような画像データがある場合、前述の仮領域を繰り返しパターン領域 3内に設定する方法の際には、図 1 0 A〜図 1 0 Bに説明したように検査領域が狭くなるだけであったが、本方法のように仮領域を繰り返しパターン領域 3外に設定し、内側に向かって繰り返しパターン領域 3の境界を検出する方法においては、誤って検査領域を繰り返しパターン領域 3外に設定する恐れがある。すなわち、このような欠陥 6 3がある状態では、被測定位置の移動に対する比較結果の値の変化が図 1 9 Bに示すように繰り返しパターン領域 3外でしきい値 t _h を下回ることも考えられるからである。

そこで、そのまま被判定位置を所定の移動量 w _d だけ移動させて、比較結果の値がしきい値 t _h を超えないことを確認した上で（ S 1 7 3〜 S 1 7 9 ) 、比較結果の値が所定のしきい値 t _h を下回るに至った時点の被判定位置を、検査領域の境界として設定することとした（ S 1 8 1 ) 。

また、図 6及び図 1 2に関連して説明した上記方法と同様に、図 1 5の方法において上記比較結果の値が所定のしきい値 t _h を下回つたときの被判定位置を検査領域の境界として設定するためにステップ S 1 6 9で上記比較'結果の値が所定のしきい値 t _h を下回ったことを判断するかわりに、前回のループで行った比較結果から今回のループで行った比較結果への変化量又は変化率が所定のしきい値を超えるか否かを判断し、この変化量又は変化率が所定のしきい値を超えるとき被判定位置を検査領域の境界として設定することとしてもよい。このようなパターン比較検査装置 1 0の動作を説明する本発明の第 2実施例に係るパターン比較検査方法のフローチャートを図 1 6に示す。

ステップ S 1 8 4において、前回の比較結果を記憶するための記憶手段の内容を初期値に設定する。この記憶手段は、前回の比較結果と現在の比較結果とを比べて比較結果の変化量又は変化率を算出するために使用される。

そして、図 1 5に示すフローチャートと同様に、ステップ S 1 6 1 において、繰り返しパターン領域 3に対して X方向仮領域、 Y方向仮領域を設定する。そして、ステップ S 1 6 3において、撮像手段 2 0を走査してダイ 1に形成されたパターンの画像を撮像する。ステップ S 1 6 5において、検査領域内に含めるべきか否かを判定する被判定位置を X方向及び Y方向仮領域外に設定する。以下例えば X方向について説明すると、被判定位置をダイ 1の端部から距離 x。の位置に設けるものとする。ステップ S 1 6 7において、被判定位置における撮像画像の画素列プロック 6 1 と、被判定位置と繰り返しピッチ（χ _τ ) の整数倍離れた位置の画素列ブロック 6 2 とを比較する。

ステップ S 1 8 5において、前記記憶手段に記憶された比較結果 (即ち前回のループ中のステップ S 1 6 7で取得した比較結果）から（今回のループの）ステップ S 1 6 7で取得した比較結果への変化量又は変化率を算出し、比較結果の変化量又は変化率が所定のしきい値 t _v i '以下であるか否かを判断する。もし比較結果の変化量又は変化率が所定のしきい値 t _v ！以下であれば、ステップ S 1 8 6において次回の変化量又は変化率の算出のためにステップ S 1 6 7で取得された比較結果を前記記憶手段に記憶して、ステップ S 1 7 1で被判定位置を繰り返し領域 3の内側方向にずらす。その後ステツプ S 1 6 7 に戻り、ステップ S 1 6 7 、ステップ S 1 8 5 、ステツプ S 1 8 6及びステップ S 1 7 1のステップを繰り返す。

ステップ S 1 8 5における判断の結果、もし比較結果の変化率が所定の第 1のしきい値 t _v i 以下でなければ、そのまま被判定位置を所定の移動量 w _d だけ移動させつつ（ S 1 7 3 ) 、非判定位置の画像信号と、これと繰り返しピッチの整数倍離れた位置の画像信号とを比較する（ S 1 7 5 ) 。

そして、ステップ S 1 .7 3による移動の間、この比較結果と前記記憶手段に記憶された比較結果との変化量又は変化率を求め、その変化率の変動量が第 2のしきい値 t _v 2 を超えないことを確認した上で（ S 1 8 7、 S 1 8 9及び S 1 7 9 ) 、比較結果の値が所定のしきい値 t _{v 1} を超えるに至った時点の被判定位置を、検査領域の境界として設定する（ S 1 8 1 ) 。

その後ステップ S 1 8 3において、ダイ比較部 2 5およびセル比較部 2 6は、設定された検査領域外の画像信号に基づきダイ一ダイ比較を行い、設定された検査領域内の画像信号に基づきセルーセル比較を行う。

図 2 0は、本発明の第 3の実施例に係るパターン比較検査装置の概略構成図である。本実施例に係るパターン比較検査装置 1 0では、ウェハ 2 2上に形成されたメモリセル領域.等の繰り返し領域を含む回路パターン等を撮像して、その撮像画像の繰り返しピッチの整数倍離れた位置どうしの画素値の差分値をあるしきい値と比較する。' そしてこのしきい値よりも差分が大きい画素分を欠陥候補とする欠陥候補マップを求め、欠陥候補マップの全範囲のうち、欠陥候補出現頻度が一定量より小さい領域を繰り返し領域内と決定し、大きい領域を繰り返し領域外と決定して、決定した繰り返し領域内でのみ欠陥検出を行う。

繰り返し領域外の欠陥候補の出現頻度は繰り返し領域内の出現頻度に比べて極めて大きいので、このような検査領域の決定方法が可能である。

パターン比較検査装置 1 0は、メモリセル等の繰り返しパターンを含む回路パターン等が形成されたウェハ 2 2を保持するステージ 2 1 と、ウェハ 2 2上に形成されたパターンを撮像する 1次元ィメ一ジセンサ等の撮像手段 2 0 と、撮像手段 2 0によりウェハ 2 2全面のパターンを撮像するために、撮像手段 2 0がウェハ 2 2上を走査するようにステージ 2 1 を移動させるステージ制御部 2 9 とを備える。またパターン比較検査装置 1 0は、撮像されたアナログ画像信号をディジタル形式の画像信号に変化する A Z D変換器 2 3 と、変換されたディジタル形式の画像信号をウェハ 2 2上に形成されるダイの繰り返しピッチ分だけ遅延させる遅延メモリ 8 1 と、 A / D変換器 2 3から出力される画像信号と、遅延メモリ 8 1 により遅延された画像信号との差分値を求めて、その差分値が所定のしきい値より大きい画素を欠陥候補として検出する欠陥候補検出手段であるダイ比較部 2 5 と、ダイ比較部 2 5による欠陥候補の検出結果を基に、ウェハ 2 2の撮像画像中のいずれの位置に欠陥候捕が存在するかを示すダイ比較用欠陥候補マップを生成する欠陥候補マップ生成部 8 2 と、生成したダイ比較用欠陥候補マップを記憶する欠陥候補マツプメモリ 8 3 と、を備える。

またパターン比較検査装置' 1 0は、変換されたディジタル形式の画像信号を繰り返しパターンであるセルの繰り返しピッチ分だけ遅延させる遅延メモリ 8 4 と、 A Z D変換器 2 3から出力される画像信号と、遅延メモリ 8 4により遅延された画像信号との差分値を求めて、その差分値が所定のしきい値より大きい画素を欠陥候補として検出する欠陥候補検出手段であるセル比較部 2 6 と、セル比較部 2 6による欠陥候補の検出結果を基に、ウェハ 2 2の撮像画像中のいずれの位置に欠陥候補が存在するかを示すセル比較用欠陥候補マップを生成する欠陥候補マップ生成部 8 5 と、生成したセル比較用欠陥候補マップを記憶する欠陥候補マップメモリ 8 6 と、を備える。

さらに、パターン比較検査装置 1 0は、セル比較用欠陥候補マツプ内の所定の大きさの参照範囲を選択する参照範囲選択部 8 7 と、参照範囲選択部 8 7により選択された参照範囲のうち、その参照範囲に含まれる欠陥候補の数又は参照範囲の面積に占める欠陥候補の面積の割合が所定の第 2 しきい値 V ₂ より少ないものを含めて検査範囲を決定する検査範囲決定部 8 8を備える。またさらに、パターン比較検査装置 1 0は、セル比較用欠陥候補マップ中の前記決定された検査範囲の範囲内に含まれる欠陥候補を真の欠陥部であるか否かを判定するセル比較用欠陥検出部 9 0 と、ダイ比較用欠陥候補マップ中の、前記決定された検査範囲の範囲外に対応する部分に含まれる欠陥候補を真の欠陥部であるか否かを判定するダイ比較用欠陥検出部 8 9 と、検出された結果を出力する結果出力部 2 8 とを備えている。

図 2 1は、本発明の第 3実施例に係るパターン比較検査方法のフローチャートである。ステップ S 2 0 1 において、撮像手段 2 0は、ウェハ 2 2上に形成されたパターンを撮像する。撮像手段 2 0により撮像された画像 6 0の例を図 2 2 Aに示す。

ステップ S 2 0 2 において、遅延メモリ 8 4は、撮像画像 6 0を繰り返しパターンであるセルの繰り返しピッチ分だけ遅延させる。遅延メモリ 8 4により遅延された画像 6 7の例を図 2 2 Bに示す。セル比較部 2 6は、 A / D変換器 2 3から出力される画像信号（各画素値）と、遅延メモリ 8 4により遅延された画像信号との差分値を算出する。

ステップ S 2 0 3において、セル比較部 2 6は算出された差分値が所定のしきい値より大きいか否かを判定する。しきい値より大きい場合には、欠陥候補マップ生成部 8 5は、ウェハ 2 2の撮像画像におけるこの画素部分の位置に対応する、セル比較用欠陥候補マップ内の画素の値を、欠陥候補箇所であることを示す" 1 " に設定する（ S 2 0 4 ) 。反対に、しきい値より小さい場合には、ウェハ 2 2の撮像画像におけるこの画素部分の位置に対応する、セル比較用欠陥候補マップ内の画素の値を、 " 0 " に設定する（ S 2 0 5 ) 。

繰り返しパターン領域であるセル領域の外側における欠陥候補の出現頻度は、セル領域の内側における出現頻度に比べて非常に高いので、ステップ S 2 0 1〜S 2 0 5により取得されるセル比較用欠陥候補マップは、図 2 2 Cに示されるように、セル領域 9 3 とその外側の領域 9 2 とで、欠陥候補の出現頻度が明らかに異なるマップ 9 1 となる。

そして、これらステップ S 2 0 1〜S 2 0 5をパタ一ン比較検査を行う被検査パターン全領域について実行することにより、被検査パターン全領域についてセル比較用欠陥候補マップを生成する（図 2 2 D) 。

上記ステップ S 2 0 1〜S 2 0 6 と同様に、遅延メモリ 8 1は、撮像画像を繰り返しパターンであるダイの繰り返しピッチ分だけ遅延させ、ダイ比較部 2 5は、 AZD変換器 2 3から出力される画像信号の各画素値と、遅延メモリ 8 1により遅延された画像信号との差分値を算出する。そして、欠陥候補マップ生成部 8 2は、ダイ比較用欠陥候補マップを生成する。

ステップ S 2 0 7において、参照範囲選択部 8 7は、セル比較用欠陥候補マップ内の所定の大きさの参照範囲 9 4、 9 5を選択する。選択される参照範囲の例として、例えば検査範囲の X方向境界位置を定めるために使用される参照範囲 9 4は、 Y方向に所定長を有する画素列プロックとしてよく、また検査範囲の Y方向境界位置を定めるために使用される参照範囲 9 5は、 X方向に所定長を有する画素列ブロックとしてよい。参照範囲選択部 8 7は、このような画素列ブロックを、ウェハ 2 2上のパターンを形成する際に使用した CADデータ等から予め算出したセル範囲の境界の内側にマージンをおいて選択する。

そして、ステップ S 2 0 8、 S 2 0 9によって、画素列ブロック 9 4 , 9 5に含まれる欠陥候補の数又は参照範囲の面積に占める欠陥候補の面積の割合が、所定の閾値 V ₂ 以上となるまで、画素列ブ口ック 9 4をセル範囲の外側に向けて X方向に沿ってずらし、また画素列プロック 9 5をセル範囲の外側に向けて Y方向に沿ってずらす。上述のように、セル範囲の外側にある画素列ブロック 9 4 ' 、 9 5，内の欠陥候補数は、セル範囲の内側にある画素列ブロック 9 4、 9 5内の欠陥候補数と比較して飛躍的に大きいので、ステップ S 2 1 0において、検査範囲決定部 8 8は、画素列ブロック 9 4に含まれる欠陥候補の数又は参照範囲の面積に占める欠陥候補の面積の割合が閾値 V ₂ 以上となる画素列プロック 9 4の X方向位置をセル領域境界の X方向位置とし、画素列プロック 9 5に含まれる欠陥候補の数又は参照範囲の面積に占める欠陥候補の面積の割合が閾値 V ₂ 以上となる画素列ブロック 9 4の Y方向位置をセル領域境界の Y方向位置として検査範囲を決定する。

そして、ステップ S 2 1 1において、セル比較用欠陥検出部 9 0 は、前述の通り決定されたセル比較用欠陥候補マップ中の検査範囲の範囲内でセル領域内の欠陥検出を行い、ダイ比較用欠陥検出部 8 9は、ダイ比較用欠陥候補マップ中の、前述の通り決定された検査範囲の範囲外に対応する部分においてセル領域外の欠陥検出を行う参照範囲選択部 8 7は、ステップ S 2 0 7において、ウェハ 2 2 上のパターンを形成する際に使用した C A Dデータ等から予め算出したセル範囲境界の外側にマージンをおいて参照範囲を選択することとしてもよい。このとき、参照範囲選択部 8 7は、ステップ S 2 0 9において、セル範囲の内側に向けて参照範囲をその選択位置をずらしながら選択し、検査範囲決定部 8 8は、ステップ S 2 0 8、 S 2 1 0において参照範囲に含まれる欠陥候補の数又は参照範囲の面積に占める欠陥候補の面積の割合が閾値 V ₂ を下回る参照範囲の位置をセル領域境界位置として決定してよい。

また、参照範囲選択部 8 7は、図 2 2 Dのように参照範囲の長手方向全長をセル範囲寸法以下に設け、参照範囲がセル範囲内の位置にあるときには参照範囲はセル範囲のみを含むように選択することとしてよく、又は、常にセル範囲外の範囲を含むように参照範囲を選択することとしてもよい。このような選択例を図 2 3 Aに示す。

図 2 3に示すように X方向境界決定用の選択範囲 9 4はマップ 9 1 の Y方向を長手方向としてマップ 9 1 の全幅に渡る画素列であり、セル範囲 9 3内の部分である範囲 9 4 1 と、セル範囲 9 3外の部分である範囲 9 4 2及び 9 4 3 とからなる。このような選択範囲 9 4を X方向にずらしながら選択することを考えると、その中には常にセル範囲外の範囲 9 4 2及び 9 4 3を含むため、常にこの範囲にある欠陥候補数が検出される。しかしながら選択範囲 9 4の X方向座標がセル範囲 9 3内にあるときのセル範囲 9 3内部分 9 4 1、セル範囲 9 3外部分 9 4 2及び 9 4 3の幅はそれぞれ一定であり、ならびにセル範囲 9 3外にあるときのセル範囲 9 3外部分 9 4 2及び 9 4 3の幅はそれぞれ一定であるため、図 2 3 Bに示されるように、選択範囲 9 4の X方向座標がセル範囲 9 3内にあるときとないときとでは検出される欠陥候補数が明確に異なる。したがって、選択範囲 9 4の X方向座標がセル範囲 9 3内にあるときのセル範囲 9 3 内部分 9 4 1 、セル範囲 9 3外部分 9 4 2及び 9 4 3の幅に応じて、適切な閾値 V 2を選択することで検査範囲の境界を決定することが可能である。

さらに、参照範囲選択部 8 7は、選択位置をセル領域の内側方向又は外側方向のいずれか 1方向にずらしながら参照範囲を繰り返し選択し、このとき検査範囲決定部 8 8は、参照範囲に含まれる欠陥候補数の変化率に基づいて、すなわち欠陥侯補数の変化率が所定の閾値 V ₃ よりも大きくなる位置をセル領域境界位置として決定し、検査範囲を定めることとしてよい。

また、検査範囲の境界を決定するために必ずしも欠陥候補マップを生成することは必要不可欠ではなく、欠陥候補マップを生成及び利用することなく検査範囲を決定することも可能である。図 2 4に本発明の第 4の実施例に係るパターン比較検査装置の概略構成図を示す。図 2 4に示すパターン比較検査装置 1 0は、図 2 0に示すパターン比較検査装置に類似する構成を有しており、同一の構成要素については、同一の参照符号を記し説明を省略する。

本実施例において、検査範囲決定部 8 8は、セル比較部 2 6が検出した欠陥候補の数を、繰り返しパターン領域の撮像画像の X方向画素列ごと及び Y方向画素列ごとにカウントし、それぞれ X方向用 1次元配列及び Y方向用 1次元配列として記憶する。そして各画素列のうち、欠陥候補数が所定のしきい値 V ₂ 以下の位置を検査範囲内と決定し、欠陥候補数が所定のしきい値 V ₂ を超える位置を検査範囲外と決定する。

図 2 5は、本発明の第 4実施例に係るパターン比較検查方法のフローチャートである。まずステップ S 2 3 1 において、撮像手段 2 0は、ウェハ 2 2上に形成されたパターンを撮像する。このとき撮像手段 2 0は、例えば図 2 6に示すようにダイ 1 を S 1 〜 S 3の 3 回に分割して撮像する。

ステップ S 2 3 2では、セル比較部 2 6は検出した検査範囲決定部 8 8は、セル比較部 2 6は、 A Z D変換器 2 3から出力される画像信号（各画素値）と、遅延メモリ 8 4により遅延された画像信号との差分値し、算出された差分値が所定のしきい値より大きい場合、欠陥候補として検出する。そして、欠陥候補マップ 8 5が欠陥候補マップを作成するのと平行して、検査範囲決定部 8 8は、セル比較部 2 6が検出した欠陥候補の数を、ダイ 1 の撮像画像の X方向画素列ごと及び Y方向画素列ごとの総数をカウントし、それぞれ X方向用 1次元配列データ 9 6及び Y方向用 1次元配列データ 9 7 に目 G Ί,Β, I "る。

そして、これらステップ S 2 3 1 ~ S 2 3 2をパターン比較検査を行うセル領域 1全てについて実行することにより（S 2 3 3 ) 、全セル領域 1について、その撮像画像に含まれる欠陥候補の X方向画素列ごと及び Y方向画素列ごとの総数が、 1次元配列データ 9 6 及び 9 7 として取得される。なお、 X方向用 1次元配列データ 9 6 の作成の際には、 11像手段 2 0が S 1〜 S 3を分割して走査する際に検出された欠陥候補の各総数を合計して算出する。

そして、ステップ S 2 3 4において、各配列データ 9 6内の欠陥候補数が、所定の閾値 V ₂ 以下となる X方向位置及び Y方向位置を算出し、それぞれ X方向範囲及び Y方向範囲を求め、ステップ S 2 3 5において、セル比較用欠陥検出部 9 0は、前述の通り決定されたセル比較用欠陥候補マップ中の検查範囲の範囲内でセル領域内の欠陥検出を行い、ダイ比較用欠陥検出部 8 9は、ダイ比較用欠陥候補マップ中の、前述の通り決定された検査範囲の範囲外に対応する部分においてセル領域外の欠陥検出を行う。

図 2 5の例では、欠陥候補のカウントを撮像素子 2 0による撮像と同時に行ったが、これに代えて繰り返しパターン領域全ての撮像画像を取得、記憶後に X方向及び Y方向各画素列ごとの欠陥候補数をカウントすることとしてよく、このとき C A Dデータ等から予め算出したセル範囲境界の内側の位置から欠陥候補数の力ゥントを開始して、各画素列ごとの欠陥候補数が所定の閾値 V ₂ を超える X方向位置及び Y方向位置を検査範囲境界として決定してよい。

以上、本発明の好適な実施態様について詳述したが、当業者が種々の修正及び変更をなし得ること、並びに、特許請求の範囲は本発明の真の精神および趣旨の範囲内にあるこの様な全ての修正及び変更を包含することは、本発明の範囲に含まれることは当業者に理解されるべきものである。産業上の利用可能性

本発明は、半導体メモリなどの半導体ウェハ上に形成されたパタ一ンゃフォトマスクのパターンなどを、近傍のセノレパターンどうしを順次比較して検査する外観検査に利用可能である。

Claims

1 . 繰り返しパターンが所定の繰り返しピッチで反復形成された繰り返しパターン領域を有する被検査パターンの画像を撮像し、前記繰り返しパターン領域内に設定された検査領域内において、前記繰り返しピッチの第 1の整数倍離れた位置どうしの画像信号を比較

一一卩

して、前記被検査パターンの欠陥を検出するパターン比較検査方法であって、

前記検査領域内に含めるぺきかの否かを判定する被判定位置を、前記被検査パターン上のいずれかから選択する被判定位置選択ステツプと、囲

前記被判定位置の画像信号と、前記被判定位置から前記繰り返しピッチの第 2の整数倍離れた位置の画像信号とを比較する画像比較ステップと、

前記画像比較ステップの比較結果が所定のしきい値内にあるとき、前記被判定位置を前記検査領域内に含めて前記検査領域を設定する検査領域設定ステツプとを備えることを特徴とするパターン比較検査方法。

2 . 繰り返しパターンが所定の繰り返しピッチで反復形成された繰り返しパターン領域を有する被検査パターンの画像を撮像し、前記繰り返しパターン領域内に設定された検査領域内において、前記繰り返しピッチの第 1 の整数倍離れた位置どうしの画像信号を比較して、前記被検査パターンの欠陥を検出するパターン比較検査方法であって、

前記検査領域内に含めるべきか否かを判定する被判定位置を、前記被検査パターン内で所定距離づっずらしながら選択する被判定位置選択ステップと、前記被判定位置の画像信号と、前記被判定位置から前記繰り返しピッチの第 2の整数倍離れた位置の画像信号とを比較する画像比較ステップと、

前記被判定位置を所定距離づつずらしながら実行した前記画像比較ステップの比較結果の変化が所定のしきい値より大きくなつたとき、前記被判定位置を前記検査領域の境界として設定する検査領域設定ステップとを備えることを特徴とするパターン比較検査方法。

3 . 繰り返しパターンが所定の繰り返しピツチで反復形成された繰り返しパターン領域を有する被検査パターンの画像を撮像し、前記繰り返しパターン領域内に設定された検査領域内において、前記繰り返しピッチの第 1 の整数倍離れた位置どうしの画像信号を比較して、前記被検査パターンの欠陥を検出するパターン比較検査方法であって、

前記検查領域内に含めるべきか否かを判定する被判定位置を、前記被検査パターン内で所定距離づつずらしながら選択する被判定位置選択ステップと、

前記被判定位置を所定距離づつずらしながら実行した前記画像比較ステップの比較結果の変化が最大となったとき、前記被判定位置を前記検査領域の境界として設定する検査領域設定ステツプとを備えることを特徴とするパターン比較検査方法。

4 . 前記画像比較ステップは、前記被判定位置の画像信号と、前記被判定位置よりも前記繰り返しパターン領域内側方向にある位置の画像信号とを比較することを特徴とする請求項 1 〜 3のいずれか一項に記載のパターン比較検査方法。

5 . 前記被判定位置として、前記繰り返しパターン領域の境界よりも所定距離だけ内側の位置を選択し、

前記被判定位置を前記繰り返しパターン領域の外側方向に順次移動しながら、前記画像比較ステップを繰り返し実行することにより、前記検査領域を設定することを特徴とする請求項 1〜 3のいずれか一項に記載のパターン比較検査方法。

6 . さらに、前記繰り返しパターン領域に対して所定距離だけ内側の仮領域を設定する仮領域設定ステップを備え、

前記画像比較ステップは、前記被判定位置の画像信号と、前記仮領域内の位置の画像信号とを比較することを特徴とする請求項, 1 〜 3のいずれか一項に記載のパターン比較検査方法。

7 . 前記被判定位置として、前記仮領域内の位置を選択し、前記被判走位置を前記繰り返しパターン領域の外側方向に順次ずらしながら、前記画像比較ステップを繰り返し実行し、前記検查領域を設定することを特徴とする請求項 6に記載のパターン比較検査方法。

8 . 前記被判定位置として、前記繰り返しパターン領域の境界よりも所定距離だけ外側の位置を選択し、

前記被判定位置を前記繰り返しパターン領域の内側方向に順次ずらしながら、前記画像比較ステップを繰り返し実行し、前記検査領域を設定することを特徴とする請求項 1〜 3のいずれか一項に記載のパターン比較検査方法。

9 . 繰り返しパターンが所定の繰り返しピッチで反復形成された繰り返しパターン領域を有する被検査パターンの画像を撮像し、前記繰り返しピツチの整数倍離れた位置どうしの画像信号を比較して、前記被検査パターンの欠陥を検出するパターン比較検査方法であつて、前記被検査パターンの撮像画像の前記繰り返しピツチの前記整数倍の画素数だけ離れた画素値どうしの差分値と、所定の第 1 しきい値と、を比較し、前記第 1 しきい値を超える画素を欠陥候補として検出する欠陥候補検出ステップと、

前記被検査パターンの撮像画像内の所定の大きさの参照範囲のうち、その参照範囲に含まれる前記欠陥候補の数又は前記参照範囲に占める欠陥候補の割合が所定の第 2 しきい値より少ないものを、検查範囲に含めて決定する検查範囲決定ステップと、

前記検査範囲内において前記被検査パターンの欠陥検出を行う検出ステップとを備えることを特徴とするパターン比較検査方法。

1 0 . さらに、前記欠陥候補検出ステップにより前記被検査パタ一ンの撮像画像の各画素について前記欠陥候補を求め、欠陥侯補マップを生成する欠陥候補マップ生成ステツプと、

前記欠陥候捕マップ内の所定の大きさの参照範囲を選択する参照範囲選択ステップと、を備え、

前記検査範囲決定ステップは、選択された前記参照範囲のうち、その参照範囲に含まれる前記欠陥候補の数又は前記参照範囲に占める欠陥候補の割合が所定の第 2 しきい値より少ないものを、検査範囲に含めて決定することを特徴とする請求項 9に記載のパターン比較検査方法。

1 1 . 繰り返しパターンが所定の繰り返しピッチで反復形成された繰り返しパターン領域を有する被検査パターンの画像を撮像し、前記繰り返しピツチの整数倍離れた位置どうしの画像信号を比較して、前記被検査パターンの欠陥を検出するパターン比較検査方法であって、

前記被検査パターンの撮像画像の前記繰り返しピッチの前記整数倍の画素数だけ離れた画素値どうしの差分値と、所定の第 1 しきい値と、を比較し、前記第 1 しきい値を超える画素を欠陥候補として検出する欠陥候補検出ステツプと、

前記被検査パターンの撮像画像内の所定の大きさの参照範囲を、所定方向に関する位置を変えながら選択し、選択された前記参照範囲のうち、その参照範囲に含まれる前記欠陥候補の数または前記参照範囲に占める欠陥候補の割合が所定の第 2 しきい値より少ないものの前記所定方向に関する位置を、検查範囲に含めて決定する検査範囲決定ステップと、

1 2 . さらに、前記欠陥候補検出ステップにより前記被検査パタ一ンの撮像画像の各画素について前記欠陥候補を求め、欠陥候補マップを生成する欠陥候補マップ生成ステップと、'

前記欠陥候補マップ内の所定の大きさの参照範囲を、所定方向に関する位置を変えながら選択する参照範囲選択ステップと、を備え前記検査範囲決定ステップは、選択された前記参照範囲のうち、その参照範囲に含まれる前記欠陥候補の数または前記参照範囲に占める欠陥候補の割合が所定の第 2 しきい値より少ないものの前記所定方向に関する位置を、検査範囲に含めて決定することを特徴とする請求項 1 1 に記載のパターン比較検査方法。

1 3 . 操り返しパターンが所定の繰り返しピツチで反復形成された繰り返しパターン領域を有する被検査パターンの画像を撮像する撮像手段と、撮像した前記被検査パターンの画像を記憶する記憶手段と、記憶された前記画像に対して、前記繰り返しパターン領域内に設定された検査領域内において、前記繰り返しピッチの第 1の整数倍離れた位置どうしの画像信号を比較するパターン比較手段と、該比較結果に基づき前記被検査パターンの欠陥を検出する欠陥検出手段とを備えるパターン比較検査装置であって、

前記検査領域内に含めるべきか否かを判定する被判定位置を、前記被検査パターン上のいずれかから選択する被判定位置選択手段と前記被判定位置の画像信号と、前記被判定位置から前記繰り返しピッチの第 2の整数倍離れた位置の画像信号とを比較する画像比較手段と、

前記画像比較手段の比較結果が所定のしきい値内にあるとき、前記被判定位置を前記検査領域内に含めて前記検査領域を設定する検査領域設定手段とを備えることを特徴とするパターン比較検査装置

1 4 . 繰り返しパターンが所定の繰り返しピッチで反復形成された繰り返しパターン領域を有する被検査パターンの画像を撮像する撮像手段と、撮像した前記被検査パターンの画像を記憶する記憶手段と、記憶された前記画像に対して、前記繰り返しパターン領域内に設定された検査領域内において、前記繰り返しピッチの第 1 の整数倍離れた位置どうしの画像信号を比較するパターン比較手段と、該比較結果に基づき前記被検査パターンの欠陥を検出する欠陥検出手段とを備えるパターン比較検査装置であって、

前記検査領域内に含めるべきか否かを判定する被判定位置を、前記被検査パターン内で所定距離づっずらしながら選択する被判定位置選択手段と、

前記被判定位置の画像信号と、前記被判定位置から前記繰り返しピッチの第 2の整数倍離れた位置の画像信号とを比較する画像比較手段と、

前記被判定位置を所定距離づつずらしながら取得した前記画像比較手段の比較結果の変化が所定のしきい値より大きくなつたとき、前記被判定位置を前記検査領域の境界として設定する検査領域設定手段とを備えることを特徴とするパターン比較検查装置。

1 5 . 繰り返しパターンが所定の繰り返しピッチで反復形成された繰り返しパターン領域を有する被検査パターンの画像を撮像する撮像手段と、撮像した前記被検査パターンの画像を記憶する記憶手段と、記憶された前記画像に対して、前記繰り返しパターン領域内に設定された検査領域内において、前記繰り返しピッチの第 1の整数倍離れた位置どうしの画像信号を比較するパターン比較手段と、該比較結果に基づき前記被検査パターンの欠陥を検出する欠陥検出手段とを備えるパターン比較検査装置であって、

前記被判定位置を所定距離づっずらしながら取得した前記画像比較手段の比較結果の変化が最大となったとき、前記被判定位置を前記検査領域の境界として設定する検査領域設定手段とを備えることを特徴とするパターン比較検査装置。

1 6 . 前記画像比較手段は、前記被判定位置の画像信号と、前記被判定位置よりも前記繰り返しパターン領域内側方向にある位置の画像信号とを比較することを特徴とする請求項 1 3〜 1 5のいずれか一項に記載のパターン比較検査装置。

1 7 . 前記被判定位置として、前記繰り返しパターン領域の境界よりも所定距離だけ内側の位置を選択し、前記被判定位置を前記繰り返しパターン領域の外側方向に順次移動しながら、前記画像比較手段による比較を繰り返し実行することにより、前記検査領域を設定することを特徴とする請求項 1 3〜 1 5のいずれか一項に記載のパターン比較検査装置。

1 8 . さらに、前記繰り返しパターン領域に対して所定距離だけ内側の仮領域を設定する仮領域設定手段を備え、

前記画像比較手段は、前記被判定位置の画像信号と、前記仮領域内の位置の画像信号とを比較することを特徴とする請求項 1 3〜 1 5のいずれか一項に記載のパターン比較検査装置。

1 9 . 前記被判定位置として、前記仮領域内の位置を選択し、前記被判定位置を前記繰り返しパターン領域の外側方向に順次ずらしながら、前記画像比較手段による比較を繰り返し実行し、前記検査領域を設定することを特徴とする請求項 1 8に記載のパターン比較検査装置。

2 0 . 前記被判定位置として、前記繰り返しパターン領域の境界よりも所定距離だけ外側の位置を選択し、

前記被判定位置を前記繰り返しパターン領域の内側方向に順次ずらしながら、前記画像比較手段による比較を繰り返し実行し、前記検査領域を設定することを特徴とする請求項 1 3〜 1 5のいずれか一項に記載のパターン比較検査装置。

2 1 . 繰り返しパターンが所定の繰り返しピッチで反復形成された繰り返しパターン領域を有する被検査パターンの画像を撮像する撮像手段と、撮像された前記画像において、前記繰り返しピッチの整数倍離れた位置どうしの画像信号を比較するパターン比較手段と、該比較結果に基づき前記被検査パターンの欠陥を検出する欠陥検出手段とを備えるパターン比較検査装置であって、

前記被検査パターンの撮像画像の前記繰り返しピッチの前記整数倍の画素数だけ離れた画素値どうしの差分値と、所定の第 1 しきい値と、を比較し、前記第 1 しきい値を超える画素を欠陥候補として検出する欠陥候補検出手段と、

前記被検査パターンの撮像画像内の所定の大きさの参照範囲のうち、その参照範囲に含まれる前記欠陥候補の数が所定の第 2 しきい値より少ないものを、検査範囲に含めて決定する検査範囲決定手段と、

を備え、前記欠陥検出手段は、前記検査範囲内において前記被検査パターンの欠陥検出を行うことを特徴とするパターン比較検査装置。

2 2 . さらに、前記欠陥候補検出手段により前記被検査パターンの撮像画像の各画素について前記欠陥候補を求め、欠陥候補マツプを生成する欠陥候 «マップ生成手段と、

前記欠陥候補マップ内の所定の大きさの参照範囲を選択する参照範囲選択手段と、を備え、

検查範囲決定手段は、選択された前記参照範囲のうち、その参照範囲に含まれる前記欠陥候補の数が所定の第 2 しきい値より少ないものを、検査範囲に含めて決定することを特徴とする請求項 2 1 に記載のパターン比較検査装置。

2 3 . 繰り返しパターンが所定の繰り返しピツチで反復形成された繰り返しパターン領域を有する被検査パターンの画像を撮像する撮像手段と、撮像された前記画像において、前記繰り返しピッチの整数倍離れた位置どうしの画像信号を比較するパターン比較手段と、該比較結果に基づき前記被検査パターンの欠陥を検出する欠陥検' 出手段とを備えるパターン比較検査装置であって、

前記被検査パターンの撮像画像内の所定の大きさの参照範囲を、所定方向に関する位置を変えながら選択し、選択された前記参照範囲のうち、その参照範囲に含まれる前記欠陥候補の数または前記参照範囲に占める欠陥候補の割合が所定の第 2 しきい値より少ないものの前記所定方向に関する位置を、検査範囲に含めて決定する検査範囲決定手段と、

2 4 . さらに、前記欠陥候補検出手段により前記被検査パターンの撮像画像の各画素について前記欠陥候補を求め、欠陥候補マップ' を生成する欠陥候補マップ生成手段と、

前記欠陥候補マップ内の所定の大きさの参照範囲を、所定方向に関する位置を変えながら選択する参照範囲選択手段と、を備え、検査範囲決定手段は、選択された前記参照範囲のうち、その参照範囲に含まれる前記欠陥候補の数または前記参照範囲に占める欠陥候補の割合が所定の第 2 しきい値より少ないものの前記所定方向に関する位置を、検査範囲に含めて決定することを特徴とする請求項 2 3に記載のパターン比較検査装置。