WO2017203554A1

WO2017203554A1 - 検査用情報生成装置、検査用情報生成方法、及び欠陥検査装置

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Publication number: WO2017203554A1
Application number: PCT/JP2016/065112
Authority: WO
Inventors: 貴裕浦野; 敏文本田; 高志広井; 展明広瀬
Original assignee: 株式会社日立ハイテクノロジーズ
Priority date: 2016-05-23
Filing date: 2016-05-23
Publication date: 2017-11-30
Also published as: US20190154593A1; US11041815B2; KR20180116406A

Abstract

検査用情報生成装置は、検査対象の試料の設計情報を取得する設計情報取得部と、前記設計情報を用いて、複数の候補領域を抽出する候補領域抽出部と、前記複数の候補領域の画像を撮像する撮像部と、前記複数の候補領域の前記画像を用いて、前記複数の候補領域間の類似度又は距離を算出する類似度算出部と、前記類似度又は距離を用いて、前記検査領域に対応する少なくとも１つの参照領域を検査用情報として決定する領域決定部とを備える。

Description

検査用情報生成装置、検査用情報生成方法、及び欠陥検査装置

　本発明は、検査用情報生成装置、検査用情報生成方法、及び欠陥検査装置に関する。

　半導体ウェハ、液晶ディスプレイ、及びハードディスク磁気ヘッドなどの薄膜デバイスは多数の加工工程を経て製造される。このような薄膜デバイスの製造においては、歩留まり向上及び安定化を目的として、いくつかの１連の工程毎に外観検査が実施される。

　特許文献１には、複数のほぼ同一形状の構造物が配列された被検査対象物の表面において、参照画像と検査画像をもとに欠陥を検出する方法が開示されている。また、特許文献２には、参照画像を隣接ダイから選択するダイ比較方式と、ダイ内の周期パターンから選択するセル比較方式を組み合わせて高感度化を実現する方法が開示されている。また、特許文献３には、設計情報を用いて識別した繰返しパターン部を高感度に検査する方法が開示されている。さらに、特許文献４には、ダイ内に複数形成された同一レイアウトのコア同士を比較することで高感度化を実現する方法が開示されている。

特開２０００－１０５２０３号公報特開２００２－３１３８６１号公報特開２０１２－０６３２０９号公報特表２０１０－５２９６８４号公報

　被検査対象物である半導体ウェハでは、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）による平坦化等による膜厚の微妙な違い、パターンの太さ、及び表面粗さのばらつきなどにより、隣接ダイ間の画像に局所的な明るさの違いが発生する場合がある。これに対して、従来方式では、ダイ内に形成された類似レイアウトの領域を参照画像として用いることで、上記の局所的な明るさの違いに対応してきた。

　参照画像として使用する類似レイアウトの領域を設定するために、半導体ウェハの設計情報が用いられる。しかし、設計情報上において類似のレイアウトだったとしても、撮像された画像が類似しない場合がある。例えば、光学式のウェハ検査装置の場合、下層パターンや周辺パターンからの散乱光の影響を受けやすい。この場合、欠陥検出の際の画像同士が類似せず、虚報の発生や欠陥の見逃しが発生する可能性がある。

　そこで、本発明は、上記課題を考慮し、参照画像として使用する領域を適切に設定する技術を提供する。

　例えば、上記課題を解決するために、請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例をあげるならば、検査対象の試料の設計情報を取得する設計情報取得部と、前記設計情報を用いて、複数の候補領域を抽出する候補領域抽出部と、前記複数の候補領域の画像を撮像する撮像部と、前記複数の候補領域の前記画像を用いて、前記複数の候補領域間の類似度又は距離を算出する類似度算出部と、前記類似度又は距離を用いて、検査領域に対応する少なくとも１つの参照領域を検査用情報として決定する領域決定部とを備える検査用情報生成装置が提供される。

　また、他の例によれば、前記検査用情報生成装置と、前記検査用情報を格納する記憶部と、欠陥検出を行う欠陥検出部とを備え、前記撮像部が、前記検査用情報を用いて前記検査領域の第１の画像と前記参照領域の第２の画像を撮像し、前記欠陥検出部が、前記第１の画像と前記第２の画像を用いて欠陥検出を行う、欠陥検査装置が提供される。

　また、他の例によれば、設計情報取得部によって、検査対象の試料の設計情報を取得するステップと、候補領域抽出部によって、前記設計情報を用いて、複数の候補領域を抽出するステップと、撮像部によって、前記複数の候補領域の画像を撮像するステップと、類似度算出部によって、前記複数の候補領域の前記画像を用いて、前記複数の候補領域間の類似度又は距離を算出するステップと、領域決定部によって、前記類似度又は距離を用いて、検査領域に対応する少なくとも１つの参照領域を検査用情報として決定するステップとを含む検査用情報生成方法が提供される。

　本発明によれば、参照画像として使用する領域を適切に設定することができる。なお、本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。

欠陥検査装置の構成の一例を示した図である。暗視野照明による撮像部の構成の一例を示した図である。検査用情報生成部の構成の一例を示した図である。候補領域抽出部で抽出される候補領域の一例を示した図である。設計情報の一例を示した図である。候補領域の撮像画像の一例を示した図である。欠陥検出部の構成の一例を示した図である。検査用情報の決定と欠陥検出の手順の一例を示した図である。検査用情報生成部に関するユーザインタフェースの一例を示した図である。欠陥検出部に関するユーザインタフェースの一例を示した図である。候補領域のずれ補正の一例を示した図である。候補領域のずれ補正の一例を示した図である。欠陥検出部での画像ずれを補正する方法の一例を示した図である。検査領域の画像と参照領域の画像のずれを補正する方法の一例を示した図である。検査領域の画像と参照領域の画像のずれを補正する方法の一例を示した図である。走査位置の調整の一例を示した図である。候補領域抽出の効率化の一例を示した図である。類似度算出の一例を示した図である。走査位置に依存しない類似度算出の一例を示した図である。走査位置に依存しない類似度算出の一例を示した図である。候補領域のグループごとの参照領域決定の一例を示した図である。

　以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。なお、以下に説明する実施例は一例であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変形実施することが可能である。また、１つの例示的な態様と共に図示又は記述される特色を、他の態様の特色と組み合わせてもよい。

［実施例１］
　以下において、本発明の欠陥検査技術（欠陥検査方法及び欠陥検査装置）の実施例１を図１～図９を参照して説明する。本実施例では、パターン検査技術の一例として、半導体ウェハを対象とした暗視野照明による欠陥検査装置及び欠陥検査方法を説明する。

　図１は、欠陥検査装置の構成の一例を示した図である。欠陥検査装置は、試料表面に存在する微小な欠陥を検査する装置である。欠陥検査装置は、検査用情報生成部１０１と、欠陥検出部１０２と、撮像部１０３と、通信バス１０４と、制御部１０５と、記憶部１０６と、ＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ　Ｕｓｅｒ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１０７とを備える。

　検査用情報生成部１０１は、検査用情報を生成する処理部である。撮像部１０３は、試料表面の画像を撮像する。欠陥検出部１０２は、検査領域の画像（第１の画像）と参照領域の画像（第２の画像）とを用いて試料表面の欠陥を検出する処理部である。制御部１０５は、欠陥検査装置のおける上記の構成要素を制御する処理部である。

　なお、各処理部１０１、１０２、１０５は、例えば、汎用のコンピュータ（情報処理装置）により構成されてもよい。当該情報処理装置は、中央演算処理装置と、補助記憶装置と、主記憶装置とを備えてよい。例えば、中央演算処理装置は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）などのプロセッサで構成されている。例えば、補助記憶装置はハードディスクであり、主記憶装置はメモリである。各処理部１０１、１０２、１０５の処理は、それらの処理に対応するプログラムコードをメモリに格納し、プロセッサが各プログラムコードを実行することによって実現されてもよい。

　検査用情報生成部１０１は、通信バス１０４を介して記憶部１０６から検査対象の試料の設計情報を受け取る。検査用情報生成部１０１は、複数の候補領域を抽出する。ここでの複数の候補領域は、検査領域及び複数の参照領域の候補を含む。検査用情報生成部１０１は、撮像部１０３で取得した複数の候補領域の画像を用いて算出した類似度に基づき、複数の候補領域から、検査領域に対応する少なくとも１つの参照領域を決定する。

　ＧＵＩ１０７は、マウスやキーボードなどの入力装置と、ディスプレイなどの出力装置とを備える。ユーザは、ＧＵＩ１０７を介して、決定した参照領域及び類似度などの情報を確認し、必要に応じてそれらの情報に修正を加えることができる。なお、決定した検査領域及び参照領域の組み合わせの情報は検査用情報として記憶部１０６に格納される。

　欠陥検出部１０２は、撮像部１０３で取得した画像を受け取り、記憶部１０６に格納されている検査用情報を用いて、検査領域の画像と参照領域の画像との比較結果から欠陥を検出する。ユーザは、ＧＵＩ１０７を介して欠陥検出の結果を確認することができる。

　なお、検査用情報生成部１０１と欠陥検出部１０２は、同じハードウェアで実現されてもよいし、別個のハードウェアで実現されてもよい。

　図２は、暗視野照明による撮像部１０３の構成の一例を示した図である。撮像部１０３は、ステージ２２０と、メカニカルコントローラ２３０と、照明光学系（照明部２４０－１、２４０－２）と、検出光学系（上方検出系２５０－１、斜方検出系２５０－２）と、イメージセンサ２６０－１、２６０－２と、ＡＤ回路２７０－１、２７０－２と、画像バッファ２８０とを備える。

　上方検出系２５０－１は、空間周波数フィルタ２５１及び検光子２５２を含む。試料２１０は、例えば半導体ウェハなどの被検査物である。ステージ２２０は、試料２１０を搭載しており、ＸＹ平面内の移動、回転（θ）、及びＺ方向（ＸＹ平面に対して垂直方向）への移動が可能である。メカニカルコントローラ２３０は、ステージ２２０を駆動するコントローラである。

　制御部１０５の制御により、照明部２４０－１、２４０－２の光が試料２１０に照射される。試料２１０からの散乱光を、上方検出系２５０－１及び斜方検出系２５０－２で結像させる。結像された光学像は、それぞれ、イメージセンサ２６０－１、２６０－２で受光される。イメージセンサ２６０－１、２６０－２の信号は、それぞれ、ＡＤ回路２７０－１、２７０－２を介してデジタル変換され、画像信号として画像バッファ２８０に格納される。検査用情報生成部１０１及び欠陥検出部１０２は、画像バッファ２８０を介して撮像部１０３で撮像された画像を取得できる。

　このとき、試料２１０は、Ｘ－Ｙ－Ｚ－θ駆動のステージ２２０に搭載されている。メカニカルコントローラ２３０がステージ２２０をＸＹ方向に駆動させながら、上方検出系２５０－１及び斜方検出系２５０－２が散乱光を検出する。これにより、試料２１０の２次元画像が得られる。

　照明部２４０－１、２４０－２の照明光源は、レーザを用いてもよいし、ランプを用いてもよい。また、各照明光源の波長は、短波長であってもよく、また、広帯域の波長の光（白色光）であってもよい。短波長の光を用いる場合、検出する画像の分解能を上げる（微細な欠陥を検出する）ために、紫外領域の波長の光（Ｕｌｔｒａ　Ｖｉｏｌｅｔ　Ｌｉｇｈｔ：ＵＶ光）を用いてもよい。レーザを光源として用いる場合、それが単波長のレーザである場合には、可干渉性を低減する手段を照明部２４０－１、２４０－２の各々に備えることも可能である。

　イメージセンサ２６０－１、２６０－２として、複数の１次元イメージセンサを２次元に配列して構成した時間遅延積分型のイメージセンサ（Ｔｉｍｅ　Ｄｅｌａｙ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ　Ｉｍａｇｅ　Ｓｅｎｓｏｒ：ＴＤＩイメージセンサ）を採用してもよい。ステージ２２０の移動と同期して各１次元イメージセンサが検出した信号を次段の１次元イメージセンサに転送して加算することにより、比較的高速で高感度に２次元画像が得られる。このＴＤＩイメージセンサとして複数の出力タップを備えた並列出力タイプのセンサを用いてもよい。これにより、センサからの出力を並列に処理することができ、より高速な検出が可能になる。また、イメージセンサ２６０－１、２６０－２として、裏面照射型のセンサを用いてもよい。この場合、表面照射型のセンサを用いた場合と比べて検出効率を高くすることができる。

　図３は、検査用情報生成部１０１の構成の一例を示した図である。検査用情報生成部１０１は、設計情報取得部１０１－１と、候補領域抽出部１０１－２と、類似度算出部１０１－３と、領域決定部１０１－４とを備える。

　設計情報取得部１０１－１は、記憶部１０６に格納されている検査対象の試料の設計情報を取得し、候補領域抽出部１０１－２へ転送する。候補領域抽出部１０１－２は、設計情報から繰返しパターンを有する複数の領域を候補領域として抽出する。抽出される繰返しパターンは、メモリセルなどの比較的周期の短いパターンでもよいし、周辺回路部及びロジック領域などを含む比較的周期の長い繰返しパターンであってもよい。また、抽出されるパターンは、同一パターンの領域が複数存在しているならば、周期的でなくてもよい。

　撮像部１０３は、候補領域抽出部１０１－２から複数の候補領域の情報を受け取り、複数の候補領域の画像を撮像する。類似度算出部１０１－３は、撮像部１０３から複数の候補領域の画像を受け取り、複数の候補領域間の類似度を算出する。類似度算出部１０１－３は、撮像部１０３で撮像された複数の候補領域に対応する画像を用いて、類似度を算出する。類似度は、複数の候補領域間の二乗平均平方根（ＲＭＳ）又は正規化相互相関（ＮＣＣ）などから算出される。また、別の例として、類似度は、候補領域の画像から抽出したエッジなどの情報に基づき、少なくとも１つの特徴点を決定し、決定した特徴点の周辺領域に限定して算出されてもよい。また、類似度を算出する前処理として、撮像された複数の候補領域の画像の位置ずれを補正するため、複数の候補領域の画像間の位置合わせを実施してもよい。

　領域決定部１０１－４は、類似度算出部１０１－３から受け取った複数の候補領域間の類似度に基づき、複数の候補領域から、任意の検査領域に対応する少なくとも１つの領域を参照領域として決定する。領域決定部１０１－４は、参照領域を、類似度の高い順に選択してもよい。また、領域決定部１０１－４は、参照領域を、所定の値以上の類似度を持つ複数の候補領域から、距離の近い順に選択してもよい。また、参照領域は、検査領域を含むダイと異なるダイの候補領域から選択されてもよい。さらに、検査領域に対応する候補領域が存在しない場合（検査領域がダイ内でユニークなパターン）や、所定の値以上の類似度を持つ候補領域が存在しない場合、参照領域は、隣接するダイの検査領域と同じ位置の領域から選択されてもよい。さらに、撮像部１０３が複数の検出光学系２５０－１、２５０－２を有する場合、検出光学系毎に、異なる参照領域が選択されてもよい。

　また、検査領域と対応する参照領域を、ＧＵＩ１０７に表示してもよい。ユーザは、ＧＵＩ１０７を介して参照領域を確認し、修正してもよい。領域決定部１０１－４は、検査領域と参照領域との組み合わせの情報を検査用情報として記憶部１０６に格納する。検査用情報は、検査領域と参照領域の位置及び形状情報を含む。検査用情報は、テキスト座標データ及び画像データなどの任意形式で記憶部１０６に格納される。なお、類似度算出部１０１－３は、算出した複数の候補領域間の類似度を記憶部１０６に格納してもよい。

　図４は、候補領域抽出部１０１－２で抽出される候補領域の一例を示す図である。図４の試料４０１上には、同一のパターンを持つダイ４０２－１、４０２－２、４０２－３が存在する。候補領域抽出部１０１－２は、設計情報を用いて、ダイ内において同一のパターンを持つ複数の候補領域４０３－１、４０３－２、４０３－３を抽出する。ここでは、４０３－１が検査領域とし、検査領域４０３－１と候補領域４０３－２、４０３－３のそれぞれとの類似度が高いと仮定する。この場合、領域決定部１０１－４は、検査領域４０３－１に対して候補領域４０３－２、４０３－３を参照領域として決定する。

　なお、図４の例において、ダイ４０２－１には、ユニークなパターンを持つ領域４０４が含まれる。領域４０４が検査領域の場合、領域決定部１０１－４は、例えば、隣接するダイ４０２－２の同じ位置の領域４０４－１を参照領域として決定してもよい。

　図５Ａは、設計情報取得部１０１－１で取得する設計情報と、候補領域の一例を示し、図５Ｂは、候補領域に対応する位置の撮像画像の一例を示す。

　５０１は、ダイ内の任意領域に対応する設計情報である。なお、設計情報は、テキスト座標データ、ＧＤＳデータ、ＯＡＳＩＳデータ、ＨＳＳデータ、画像データなど任意の形式で入力される。例えば、候補領域抽出部１０１－２が、領域５０１－１、５０１－２を候補領域として抽出したと仮定する。画像５０２－１は、領域５０１－１に対応する位置を撮像部１０３で撮像した画像の例であり、画像５０２－２は、領域５０１－２に対応する位置を撮像部１０３で撮像した画像の例である。

　類似度算出部１０１－３は、画像５０２－１、５０２－２全体を用いて、候補領域間の類似度を算出してもよい。また、別の例として、類似度算出部１０１－３は、画像５０２－１、５０２－２内の複数の部分領域５０３－１、５０３－２を用いて、候補領域間の類似度を算出してもよい。

　図６は、欠陥検出部１０２の構成の一例を示す図である。欠陥検出部１０２は、検査用情報取得部１０２－１と、画像分配部１０２－２と、欠陥判定部１０２－３とを備える。

　検査用情報取得部１０２－１は、記憶部１０６に格納されている検査用情報（検査用情報生成部１０１によって生成された検査用情報）を取得する。画像分配部１０２－２は、撮像部１０３で撮像された画像から、検査用情報に基づいて検査領域に対応する画像と検査領域に対応する参照領域の画像とを切り出す。画像分配部１０２－２は、切り出した検査領域の画像及び参照領域の画像を欠陥判定部１０２－３に転送する。

　欠陥判定部１０２－３は、受け取った検査領域の画像と参照領域の画像を用いて、欠陥判定を行う。欠陥判定部１０２－３は、検査領域の画像と参照領域の画像を、画素単位又はサブ画素単位で位置合わせを行う。その後、欠陥判定部１０２－３は、検査領域の画像と参照領域の画像との間の差分を求め、差分値が所定のしきい値以上であるかを判定する。欠陥判定部１０２－３は、差分値が所定のしきい値以上である場合、その部分を欠陥として検出する。ここで、欠陥判定部１０２－３は、複数の参照領域の画像から平均参照画像（Ｇｏｌｄｅｎ画像）を生成し、平均参照画像と検査領域の画像との間の差分を用いて欠陥判定を行ってもよい。また、欠陥判定部１０２－３は、複数の検出光学系で得られた検査領域の画像を統合し、また、複数の検出光学系で得られた参照領域の画像を統合して欠陥判定を行ってもよい。

　なお、欠陥判定部１０２－３は、前処理として、検査領域及び参照領域と、実際に撮像された画像との間のずれを補正してもよい。

　なお、欠陥判定部１０２－３は、複数の演算部から構成されてもよい。画像分配部１０２－２は、検査領域の画像と参照領域の画像のそれぞれを複数の部分に分割し、分割した各部分を各々の演算部に分配してもよい。この場合、画像分配部１０２－２は、対応する検査領域の部分及び参照領域の部分を同じ演算部（プロセッサ）に分配する。

　図７は、欠陥検査装置における検査用情報の決定と、検査用情報を用いた欠陥検出の手順の一例を示す図である。なお、以後の説明では、図３及び図６で示した機能ブロックを主語として説明を行うが、これら機能ブロックの処理は、メモリなどを用いてプロセッサが所定のプログラムを実行することにより行われるため、プロセッサを主語とした説明としてもよい。

　検査用情報の決定について説明する。設計情報取得部１０１－１は、記憶部１０６から設計情報を読み込む（７０１）。次に、候補領域抽出部１０１－２は、設計情報から繰返しパターンを有する領域を複数の候補領域として抽出する（７０２）。次に、撮像部１０３が、複数の候補領域の画像を撮像する（７０３）。次に、類似度算出部１０１－３が、複数の候補領域の画像を用いて、複数の候補領域間の類似度を算出する（７０４）。次に、領域決定部１０１－４が、類似度に基づき、検査領域に対応する参照領域を決定する（７０５）。次に、領域決定部１０１－４が、検査領域と参照領域の組み合わせの情報を検査用情報として記憶部１０６に格納する（７０６）。

　検査用情報を用いた欠陥検出について説明する。検査用情報取得部１０２－１は、記憶部１０６から検査用情報を読み込む（７０７）。次に、撮像部１０３が、画像を取得する（７０８）。次に、画像分配部１０２－２が、検査用情報を用いて、取得した画像から検査領域の画像と参照領域の画像とを切り出し、切り出した画像を欠陥判定部１０２－３に分配する（７０９）。欠陥判定部１０２－３は、検査領域の画像と参照領域の画像との間の位置補正を行う（７１０）。欠陥判定部１０２－３は、位置補正された検査領域の画像と参照領域の画像とを用いて、欠陥判定を行う（７１１）。欠陥判定部１０２－３は、欠陥判定の結果を出力する（７１２）。

　ここで、７０１から７０６までの検査用情報生成手順と、７０７から７１２までの欠陥検出手順は、連続して実施されなくてもよい。また、７０１から７０６までの検査用情報生成と、７０７から７１２までの欠陥検出手順は、同一の試料を用いてもよいし、設計情報が同一であれば異なる試料であってもよい。さらに、参照領域決定（７０５）は、画像分配（７０９）の直前で実施されてもよい。この場合、候補領域間の類似度が検査用情報として格納される。

　図８は、検査用情報生成部１０１に関するユーザインタフェースの一例について示す図である。ＧＵＩ１０７の出力装置には、候補領域確認画面８０１が表示される。候補領域確認画面８０１は、設計情報表示部８０２と、撮像画像表示部８０３と、候補領域情報表示部８０４とを備える。

　設計情報表示部８０２には、ダイの設計情報が表示される。さらに、設計情報表示部８０２には、そのダイにおいて抽出された候補領域が、繰返しパターンのグループごとに表示される。図８の例では、５つの繰り返しパターンが抽出されており、抽出されたパターンのグループの情報が設計情報に重畳される形式で表示される。一例として、グループの情報が色分け又は模様分けされた形式で表示される。

　撮像画像表示部８０３には、ダイの情報や、選択した候補領域のグループの撮像画像が表示される。ユーザは、ＧＵＩ１０７を介して、表示グループを入力することができる。図８の例では、グループ３が選択されている。撮像画像表示部８０３には、指定したグループ３の候補領域の撮像画像が表示されている。なお、ユーザは、ダイの情報（ダイのインデックス）変更することで、異なるダイの撮像画像を撮像画像表示部８０３に表示させることができる。

　候補領域情報表示部８０４には、指定したグループの候補領域間の類似度又は距離のテーブルが表示される。候補領域情報表示部８０４には、指定したグループの候補領域間の類似度がマトリックスで表示される。また、候補領域情報表示部８０４において「距離」のラジオボタンを選択すると、指定したグループの候補領域間の距離がマトリックスで表示される。

　また、候補領域情報表示部８０４には、各検査領域に対応する参照領域が表示される。ユーザは、候補領域情報表示部８０４において、最小参照領域数を指定することができる。この例では、最小参照領域数が「３」に設定されているため、領域決定部１０１－４は、候補領域間の類似度及び距離の少なくとも一方に基づいて、少なくとも３つの参照領域を決定する。例えば、検査領域Ａに対して、３つの参照領域（Ｂ、Ｄ、Ｊ）が決定される。

　図８の候補領域確認画面８０１によれば、ユーザは、目視による候補領域間の画像類似性及び距離を確認することができる。なお、候補領域確認画面８０１は、候補領域間の類似度又は距離を参照しながら、ユーザ自身によって参照領域を修正するインタフェースを備えてもよい。

　従来では、設計情報上において類似のレイアウトだったとしても、欠陥検出の際の画像同士が類似せず、虚報の発生や欠陥の見逃しが発生するという課題があった。これに対して、上記の例では、候補領域の撮像画像を取得し、候補領域間の類似度又は距離に基づいて、参照画像として使用する領域を適切に設定することができる。その結果、欠陥検出において虚報の発生や欠陥の見逃しを防ぐことができる。

　図９は、欠陥検出部１０２に関するユーザインタフェースの一例について示す図である。ＧＵＩ１０７の出力装置には、欠陥検出確認画面９０１が表示される。欠陥検出確認画面９０１には、検査用情報に基づく欠陥検出の進捗、及び、その結果が表示される。欠陥検出確認画面９０１は、ウェハマップ表示部９０２と、欠陥情報表示部９０３とを備える。

　ウェハマップ表示部９０２に表示される所定の箇所（検査済みの箇所）を選択すると、選択した箇所のダイの情報（ダイのインデックス、ダイ座標など）が表示されると共に、欠陥情報表示部９０３に検査結果が表示される。欠陥情報表示部９０３には、検査領域に関する情報（ダイのインデックス、座標に関する情報、及び、撮像画像）と、参照領域に関する情報（ダイのインデックス、座標に関する情報、及び、撮像画像）とが表示される。加えて、欠陥情報表示部９０３には、欠陥検出部１０２での処理の結果であるＧｏｌｄｅｎ画像及び差分画像が表示されてもよい。

　この構成によれば、ユーザは、検査領域及び参照領域のパッチ画像、並びに、欠陥判定部での処理の結果であるＧｏｌｄｅｎ画像及び差分画像を確認することができる。また、検査領域の位置及び参照領域の位置として、ダイのインデックスや、ダイ内座標を確認することができる。

［実施例２］
　図１０Ａ及び図１０Ｂは、候補領域のずれ補正の一例を示す図である。ステージや光学系の調整状況に依っては、複数の候補領域の撮像画像間に位置の誤差が生じる場合がある。位置の誤差を含んだ状態の撮像画像では、本来の類似度より低い値となってしまうため、類似度算出部１０１－３は、類似度を算出する前に候補領域の撮像画像の位置補正を行ってもよい。

　設計情報に基づき抽出された候補領域（１００１、１００３）に対して、撮像部１０３は、候補領域（１００１、１００３）よりも広い領域の画像を撮像する。一例として、撮像部１０３は、想定される最大誤差分広い領域（１００２、１００４）を撮像する（図１０Ａ）。ここでは、領域１００２に対応する撮像画像は１００６であり、領域１００４に対応する撮像画像は１００８である（図１０Ｂ）。類似度算出部１０１－３は、広い領域の撮像画像（１００６、１００８）内で、候補領域（１００５、１００７）の位置を補正する。

　類似度算出部１０１－３は、各々の撮像画像（１００６、１００８）から位置をずらしながら切り出した候補領域画像（１００５、１００７）の類似度が最も高くなるように位置を調整し、その位置での類似度を候補領域間の類似度としてもよい。また、別の例として、類似度算出部１０１－３は、各々の撮像画像（１００６、１００８）から切り出した部分画像を用いて類似度の算出を行ってもよい。

［実施例３］
　図１１は、欠陥検出部１０２での画像ずれを吸収する方法の一例を示す図である。画像分配部１０２－２は、検査領域の画像と参照領域の画像を切り出すが、ステージや光学系の調整状態に依っては、切り出したい画像領域と、実際に切り出される画像領域にずれが発生する場合がある。本来の検査領域又は参照領域ではない領域を含む画像は、パターンが類似していない領域を含む場合がある。これは、検査画像と参照画像との間で異なる部分を欠陥として検出する欠陥判定方法において誤検出の原因となってしまう。

　この課題を解決するために、画像分配部１０２－２は、検査領域又は参照領域の画像に対して、想定されるずれ量分、狭い領域を切り出してもよい。例えば、画像分配部１０２－２は、検査領域の画像１１０２から、想定されるずれ量分、狭い領域１１０１を切り出す。また、画像分配部１０２－２は、参照領域の画像から、切り出した領域１１０１に対応する領域１１０３を切り出す。画像分配部１０２－２は、切り出した領域１１０１、１１０３を欠陥判定部１０２－３に転送する。欠陥判定部１０２－３は、検査領域の画像の部分画像及び参照領域の画像の部分画像を用いて欠陥検出を行う。これにより、切り出したい画像領域と、実際に切り出される画像領域との間にずれが生じた場合でも、誤検出を防ぐことができる。

［実施例４］
　図１２Ａ及び図１２Ｂは、検査領域の画像と参照領域の画像のずれを補正する方法の一例を示す図である。領域決定部１０１－４は、決定した検査領域及び参照領域の内部又は周辺の部分画像（１２０１－１、１２０１－２、１２０１－３）と、これら部分画像の位置情報とを検査用情報の一部として記憶部１０６に格納する（図１２Ａ）。

　画像分配部１０２－２は、撮像部１０３による撮像画像と、記憶部１０６に格納されている部分画像との位置合わせを行う（１２０２－１、１２０２－２、１２０２－３）。画像分配部１０２－２は、得られたずれ量と部分画像の位置情報とに基づいて、位置補正した検査領域１２０５を欠陥判定部１０２－３に転送する。同様に、画像分配部１０２－２は、撮像部１０３による撮像画像と部分画像との位置合わせから得られたずれ量及び部分画像の位置情報に基づいて、位置補正した参照領域１２０６を欠陥判定部１０２－３に転送する。

　なお、部分画像は、エッジなどのパターンが存在する場所から選択してもよく、前記部分画像の位置情報は、検査領域及び参照領域と部分画像との相対的な位置関係を示す情報でもよい。

［実施例５］
　図１３は、走査位置の調整の一例を示す図である。撮像部１０３は、検査領域及び参照領域の位置に合わせて走査間隔を変更する。撮像部１０３は、検査領域の走査位置と参照領域の走査位置が実質的に同じになるように走査間隔を調整してもよい。例えば、撮像部１０３は、検査領域１３０３と参照領域１３０４の同じ位置を通るように走査位置１３０２を調整してもよい。検査領域１３０３に対応する参照領域１３０４が、走査方向１３０５に垂直な方向に存在する場合、走査位置１３０２の調整により、各々の走査で得られる画像から検査領域１３０３の画像と参照領域１３０４の画像を切り出すことができる。

　上記の調整が行われる場合、複数回の走査で得られる画像をつなぎ合わせる処理が必要なくなり、検査効率が向上する。また、検査領域と参照領域の対応する位置をイメージセンサの視野の同じ位置で撮像することが可能となるため、視野内におけるイメージセンサの感度ムラや照明の強度ムラなどの影響を受けることなく欠陥判定が可能となる。

［実施例６］
　図１４は、候補領域抽出の効率化の一例を示す図である。候補領域抽出に要する時間の短縮が必要な場合、候補領域抽出部１０１－２は、候補領域を水平方向又は垂直方向に限定して探索してもよい。これにより、効率的に候補領域の抽出が可能となる。一例として、候補領域抽出部１０１－２は、領域１４０２に対して、垂直方向に存在する領域１４０１は探索対象とせず、水平方向に存在する領域１４０３のみを候補領域として抽出してもよい。

［実施例７］
　図１５は、候補領域に欠陥が存在する場合の類似度算出の一例を示す図である。類似度算出部１０１－３が、ダイ１５０１－１内の候補領域１５０２－１、１５０３－１の間の類似度を算出した場合、欠陥１５０４の影響を受け、本来類似であるはずの候補領域１５０２－１、１５０３－１の間の類似度が低く算出される場合がある。

　そこで、類似度算出部１０１－３は、候補領域１５０２－１、１５０３－１が含まれる区画（ダイ１５０１－１）と異なる区画（隣接ダイ１５０１－２、１５０１－３など）の同じ位置の候補領域１５０２－２、１５０３－２の間の類似度、及び、候補領域１５０２－３、１５０３－３の間の類似度を算出してもよい。類似度算出部１０１－３は、ダイ１５０１－１で算出した類似度と、ダイ１５０１－２で算出した類似度と、ダイ１５０１－３で算出した類似度の中の代表値を類似度として出力してもよい。例えば、類似度算出部１０１－３は、複数の類似度のうち最大類似度をその候補領域の代表類似度として出力してもよい。また、別の例として、欠陥からの影響を低減するため、類似度算出部１０１－３は、複数のダイの平均画像を事前に算出し、平均画像に対して候補領域間の類似度の算出を実施してもよい。

　なお、１５０４は、欠陥のみに限定されるものではなく、電気ノイズや位置合わせの失敗などを原因とする類似度の低下に対しても上記の方法で類似度の算出が可能である。

［実施例８］
　図１６Ａ及び図１６Ｂは、走査位置の違いに影響を受けづらい参照領域の算出の一例を示す図である。図１６Ａの直線１６０１は、類似度算出時の撮像における走査の境界を表す。１６０２は、走査の幅を表す。また、１６０３－１、１６０３－２は、候補領域を表す。

　類似度算出部１０１－３は、候補領域を走査の幅より小さい領域（例えば、走査の幅１０２４画素に対し、６４画素幅の小領域など）に分割し、それぞれの領域で類似度を算出してもよい。図１６Ａでは、候補領域１６０３－１、１６０３－２が、走査の幅１６０２より小さい領域で分割されている。これにより、一度の走査において垂直方向の視野内に、類似候補領域とそうでない領域が混在している場合でも、できる限り広い領域を類似領域として決定できる。図１６Ｂに示すように、走査の幅１６０２を類似度算出の最小単位とした場合、走査の位置によっては、候補領域１６０４のうち、斜線の領域１６０５のみが他の候補領域と類似となる。なお、対応する小領域間のずれなどに対する頑健性を確保するため、隣接する小領域はオーバーラップしていてもよい。

　また、類似度算出部１０１－３は、検査用情報として、前記小領域ごとの類似度を記憶部１０６に格納してもよい。画像分配部１０２－２は、小領域ごとの類似度に基づき、検査領域の画像及び参照領域の画像を切り出し、欠陥判定部１０２－３に転送してもよい。

　このように走査の幅を考慮した小さい領域を用いて類似度の算出し、参照領域を決定することで、類似度算出時と検査時とで走査する位置が異なる場合においても、できる限り広いダイ内の類似領域を参照領域として利用した欠陥判定が可能となる。また、検査用情報を作成した後に、検査領域の変更（例えば、ダイ端の非検査領域の変更など）により走査位置が変更された場合においても、検査用情報を修正する必要がない。

　ここでは、検査用情報作成時における走査位置と参照領域の決定について説明したが、これに限定されない。欠陥検出時の走査位置に応じて、走査の幅より小さい領域ごとに検査領域と参照領域との組み合わせを決めて、その組み合わせを用いて欠陥判定を行ってもよい。

［実施例９］
　図１７は、候補領域のグループごとの領域決定の一例を示す図である。領域決定部１０１－４は、候補領域間の類似度をもとに検査領域に対応する参照領域を決定するが、この参照領域の決定方法及び参照領域の数の決定方法について説明する。異なるパターンの繰り返しグループに属する候補領域１７０１、１７０２が存在した場合、領域決定部１０１－４は、グループごとのノイズ特性や、パターンの特徴など応じて、異なる数の参照領域を決定してもよい。

　個数を含めた参照領域の決定方法は、上記の通り、類似度を用いてもよいし、複数の候補領域における分散又は標準偏差、候補領域内の配線の密度、候補領域間の距離、ダイ内又はウェハ内での候補領域の位置などに基づいて行われてもよい。これらの情報は、検査用情報として記憶部１０６に格納されてもよい。また、領域決定部１０１－４は、図１６Ａで示した小領域ごとに異なる数の参照領域を決定してもよい。

　以上の実施例１～９の装置は、検査対象の試料の設計情報を取得する設計情報取得部１０１－１と、設計情報を用いて複数の候補領域を抽出する候補領域抽出部１０１－２と、複数の候補領域の画像を撮像する撮像部１０３と、複数の候補領域間の類似度又は距離を算出する類似度算出部１０１－３と、類似度又は距離を用いて、検査領域に対応する少なくとも１つの参照領域を検査用情報として決定する領域決定部１０１－４とを備える。この構成によれば、試料表面に存在する微小な欠陥を検査する欠陥検査方法及び欠陥検査装置において、同一ダイ内又は隣接ダイ内に形成された類似領域を参照画像として用いることができ、その結果、高感度の欠陥検査を実現することができる。

　本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることもできる。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることもできる。また、各実施例の構成の一部について、他の構成を追加・削除・置換することもできる。

　例えば、上記の実施例では、検査装置として暗視野検査装置による実施例を示したが、明視野検査装置、ＳＥＭ式検査装置など、全ての方式の検査装置に適用することができ、複数の画像取得条件として、上記複数の方式の検査装置により画像取得し、欠陥判定を実施することができる。

　上記の処理部の機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)に記憶させることが可能である。非一時的なコンピュータ可読媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどが用いられる。また、上記の処理装置の機能等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。

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

１０１　　　　…検査用情報生成部
１０１－１　　…設計情報取得部
１０１－２　　…候補領域抽出部
１０１－３　　…類似度算出部
１０１－４　　…領域決定部
１０２　　　　…欠陥検出部
１０２－１　　…検査用情報取得部
１０２－２　　…画像分配部
１０２－３　　…欠陥判定部
１０３　　　　…撮像部
１０４　　　　…通信バス
１０５　　　　…制御部
１０６　　　　…記憶部
１０７　　　　…ＧＵＩ
２１０　　　　…試料
２２０　　　　…ステージ
２３０　　　　…メカニカルコントローラ
２４０－１、２４０－２　　　　…照明部
２５０－１　　…上方検出系
２５０－２　　…斜方検出系
２５１　　　　…空間周波数フィルタ
２５２　　　　…検光子
２６０－１、２６０－２　　…イメージセンサ
２７０－１、２７０－２　　…ＡＤ回路
２８０　　　　…画像バッファ

Claims

　検査対象の試料の設計情報を取得する設計情報取得部と、
　前記設計情報を用いて、複数の候補領域を抽出する候補領域抽出部と、
　前記複数の候補領域の画像を撮像する撮像部と、
　前記複数の候補領域の前記画像を用いて、前記複数の候補領域間の類似度又は距離を算出する類似度算出部と、
　前記類似度又は距離を用いて、検査領域に対応する少なくとも１つの参照領域を検査用情報として決定する領域決定部と
を備える検査用情報生成装置。
　請求項１に記載の検査用情報生成装置において、
　前記領域決定部は、前記複数の候補領域から前記類似度の高い順に前記参照領域を決定することを特徴とする検査用情報生成装置。
　請求項１に記載の検査用情報生成装置において、
　前記類似度算出部は、前記候補領域の部分画像を用いて前記類似度を算出することを特徴とする検査用情報生成装置。
　請求項１に記載の検査用情報生成装置において、
　前記撮像部は、前記候補領域よりも広い領域の画像を撮像し、
　前記類似度算出部は、前記広い領域の画像内で前記候補領域の位置を補正することを特徴とする検査用情報生成装置。
　請求項１に記載の検査用情報生成装置において、
　前記領域決定部は、前記検査領域の内部又は周辺の部分画像及び前記参照領域の内部又は周辺の部分画像を前記検査用情報として抽出することを特徴とする検査用情報生成装置。
　請求項１に記載の検査用情報生成装置において、
　前記候補領域抽出部は、前記候補領域を抽出する方向を一方向に限定して、前記候補領域を抽出することを特徴とする検査用情報生成装置。
　請求項１に記載の検査用情報生成装置において、
　前記類似度算出部は、前記検査領域が含まれる区画に隣接する区画の領域を用いて、前記複数の候補領域間の前記類似度を算出することを特徴とする検査用情報生成装置。
　請求項１に記載の検査用情報生成装置において、
　前記類似度算出部は、前記候補領域を走査の幅より小さい領域に分割し、当該分割された領域を用いて前記類似度を算出することを特徴とする検査用情報生成装置。
　請求項１に記載の検査用情報生成装置において、
　前記領域決定部は、前記候補領域のグループごとに異なる数の前記参照領域を決定することを特徴とする検査用情報生成装置。
　請求項１に記載の検査用情報生成装置と、
　前記検査用情報を格納する記憶部と、
　欠陥検出を行う欠陥検出部と
を備え、
　前記撮像部が、前記検査用情報を用いて前記検査領域の第１の画像と前記参照領域の第２の画像を撮像し、
　前記欠陥検出部が、前記第１の画像と前記第２の画像を用いて欠陥検出を行うことを特徴とする欠陥検査装置。
　請求項１０に記載の欠陥検査装置において、
　前記欠陥検出部が、前記第１の画像の部分画像と前記第２の画像の部分画像を用いて欠陥検出を行うことを特徴とする欠陥検査装置。
　請求項１０に記載の欠陥検査装置において、
　前記記憶部が、前記検査用情報として前記検査領域の内部又は周辺の部分画像及び前記参照領域の内部又は周辺の部分画像を格納しており、
　前記欠陥検出部が、前記検査領域の前記部分画像及び前記参照領域の前記部分画像を用いて、前記第１の画像と前記第２の画像の位置を補正することを特徴とする欠陥検査装置。
　請求項１０に記載の欠陥検査装置において、
　前記撮像部が、前記検査領域の走査位置と前記参照領域の走査位置が実質的に同じになるように走査間隔を調整することを特徴とする欠陥検査装置。
　設計情報取得部によって、検査対象の試料の設計情報を取得するステップと、
　候補領域抽出部によって、前記設計情報を用いて、複数の候補領域を抽出するステップと、
　撮像部によって、前記複数の候補領域の画像を撮像するステップと、
　類似度算出部によって、前記複数の候補領域の前記画像を用いて、前記複数の候補領域間の類似度又は距離を算出するステップと、
　領域決定部によって、前記類似度又は距離を用いて、検査領域に対応する少なくとも１つの参照領域を検査用情報として決定するステップと
を含む検査用情報生成方法。