(57)【要約】【課題】高精度な試料の回転合わせや画像の位置合わせができ、高感度な検査を実現する高感度なパターン欠陥検査装置および方法を提供すること。【解決手段】ウェハの回転合わせや画像の位置合わせにロバスト画像照合を用いることによって、高精度な位置合わせを行い高感度に欠陥を検出する。例えば、試料を載置して少なくとも一方向に移動可能な走査手段と、前記試料の回転方向を合わせる手段と、前記試料上を照明する照明手段と、該照明手段で照明された前記試料の光学像を形成する結像手段と、該結像手段で結像された光学像を検出して信号に変換する検出器を有する検出手段と、該検出手段で検出した信号を処理して前記試料上の欠陥を検出する欠陥検出手段と、該欠陥検出手段で検出した結果を表示する結果表示手段とを備え、前記回転方向を合わせる手段はロバスト画像照合を用いることを特徴とする。【選択図】  図１
2010230611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料上に形成された回路パターンの欠陥を検査する装置であって、
前記試料を載置して少なくとも一方向に移動可能な走査手段と、
前記試料の回転方向を合わせる手段と、
前記試料上を照明する照明手段と、
該照明手段で照明された前記試料の光学像を形成する結像手段と、
該結像手段で結像された光学像を検出して信号に変換する検出器を有する検出手段と、
該検出手段で検出した信号を処理して前記試料上の欠陥を検出する欠陥検出手段と、
該欠陥検出手段で検出した結果を表示する結果表示手段とを備え、
前記回転方向を合わせる手段はロバスト画像照合を用いることを特徴とするパターン欠陥検査装置。
【請求項２】
試料上に形成された回路パターンの欠陥を検査する装置であって、
前記試料を載置して少なくとも一方向に移動可能な走査手段と、
前記試料上を照明する照明手段と、
該照明手段で照明された前記試料の光学像を形成する結像手段と、
該結像手段で結像された光学像を検出して信号に変換する検出器を有する検出手段と、
該検出手段で検出した信号を処理して前記試料上の欠陥を検出する欠陥検出手段と、
該欠陥検出手段で検出した結果を表示する結果表示手段とを備え、
前記欠陥検出手段において画像の位置合わせにロバスト画像照合を用いることを特徴とするパターン欠陥検査装置。
【請求項３】
前記ロバスト画像照合は、正規化相関法であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のパターン欠陥検査装置。
【請求項４】
前記ロバスト画像照合は、増分符号相関法であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のパターン欠陥検査装置。
【請求項５】
前記ロバスト画像照合は、統計的リーチ特徴法であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のパターン欠陥検査装置。
【請求項６】
試料上に形成された回路パターンの欠陥を検査する方法であって、
前記試料を載置して少なくとも一方向に移動する走査工程と、
前記試料を回転させる回転補正工程と、
前記試料上を照明する照明工程と、
該照明工程で照明された前記試料の光学像を形成する結像工程と、
該結像工程で結像された光学像を検出して信号に変換する検出工程と、
該検出工程で検出した信号を処理して前記試料上の欠陥を検出する欠陥検出工程と、
該欠陥検出工程の結果を表示する結果表示工程とを備え、
前記回転補正工程はロバスト画像照合を行うことを特徴とするパターン欠陥検査方法。
【請求項７】
試料上に形成された回路パターンの欠陥を検査する方法であって、
前記試料を載置して少なくとも一方向に移動する走査工程と、
前記試料上を照明する照明工程と、
該照明工程で照明された前記試料の光学像を形成する結像工程と、
該結像工程で結像された光学像を検出して信号に変換する検出工程と、
該検出工程で検出した信号を処理して前記試料上の欠陥を検出する欠陥検出工程と、
該欠陥検出工程の結果を表示する結果表示工程とを備え、
前記欠陥検出工程はロバスト画像照合による画像位置合わせ処理を含むことを特徴とするパターン欠陥検査方法。
【請求項８】
前記ロバスト画像照合は、正規化相関法であることを特徴とする請求項６又は請求項７記載のパターン欠陥検査方法。
【請求項９】
前記ロバスト画像照合は、増分符号相関法であることを特徴とする請求項６又は請求項７記載のパターン欠陥検査方法。
【請求項１０】
前記ロバスト画像照合は、統計的リーチ特徴法であることを特徴とする請求項６又は請求項７記載のパターン欠陥検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は試料上の回路パターンの欠陥（ショートや断線など）や異物を検出するパターン欠陥検査装置および方法に関する。対象とする試料は、例えば、半導体ウェハや液晶ディスプレイ，ホトマスク，ハードディスクデバイスやパターンドメディアなどの回路パターンを有する物体である。以下の説明では、半導体ウェハを試料の例とし、また、欠陥は異物を含むものとする。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程においては、ウェハ上に欠陥が存在すると配線やキャパシタの絶縁不良や短絡，ゲート酸化膜などの膜破損の原因となり、半導体デバイスの不良原因となる。欠陥の発生原因は、搬送装置の可動部から発塵や、製造装置の処理中の反応生成物などである。
【０００３】
近年、半導体デバイスは構造が複雑かつ多様化している。例えば、主に繰り返しパターンで形成されるメモリ製品や、主に非繰り返しパターンで形成されるロジック製品に分かれ、ロジック製品は回路パターンが複雑に入り組んでいる。更に、半導体デバイスの製品寿命が短いため短期間で歩留まりを向上させる必要があり、ウェハ上の欠陥を確実に見つけ出すことが重要視されている。
【０００４】
上述のようなウェハ上の欠陥を検査する技術としては、一般に、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope：走査型電子顕微鏡）式検査技術および光学式検査技術が知られている。光学式検査技術は、更に明視野検査技術と暗視野検査技術がある。明視野検査技術は、対物レンズを通してウェハに照明し、ウェハからの反射・回折光を前記対物レンズで集光する。集光された光は検出器で光電変換され、信号処理で欠陥を検出する。一方、暗視野検査技術は、対物レンズのＮＡ（Numerical Aperture：開口数）外からウェハに照明し、散乱光を対物レンズで集光する。集光された光は、明視野検査技術と同様、信号処理されて欠陥を検出する。
【０００５】
光学式の暗視野検査技術としては、ウェハ上にレーザを照射し、異物からの散乱光を検出し、直前に検査した同一品種ウェハの検査結果と比較することにより、パターンによる虚報を無くし、高感度かつ高信頼度な異物及び欠陥検査を可能にする方法が開示されている（特許文献１）。
【０００６】
また、欠陥の検出感度を向上する技術として、ウェハにコヒーレント光を照射してウェハ上の繰り返しパターンから発生する光を空間フィルタで除去し、欠陥を検出する方法が開示されている（特許文献２乃至４）。
【０００７】
また、類似画像同士を合理的評価尺度に基づいて定量的に判定するための画像照合技術として、正規化相関法や増分符号相関法、更に、統計的リーチ特徴法が開示されている（非特許文献１）。本文献には、実環境の画像を用いて、照明変動や遮蔽、撮像系のノイズなどの外乱に対するロバスト画像照合が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６２−８９３３６号公報
【特許文献２】特開平１−１１７０２４号公報
【特許文献３】特開平４−１５２５４５号公報
【特許文献４】特開平５−２１８１６３号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】「統計的リーチ特徴法によるロバスト画像照合」Ｖｉｅｗ２００８ビジョン技術の実利用ワークショップ、C-20,PP.191-196（2008.12.4-5  横浜）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
近年、半導体製造工程においては、製造時間の短縮および歩留まり低下要因の早期発見のため、高感度な欠陥検査技術が要求されている。従来、ウェハを検査する場合、主にダイ比較処理により欠陥を検出する方法が用いられる。これは、ウェハに同一構造の回路パターンが数個から数千個作られていることを利用し、検査対象ダイに対して参照とするダイのパターンとの差異を欠陥と判定するものである。高速に検査するためには、ウェハをＸＹ方向にスキャンしながら画像を取得し、取得した画像を処理することによって欠陥を検出している。従って、ウェハの回転角度はＸＹステージのスキャン方向に合わせる必要がある。特に、微細欠陥を検出するためには、画素寸法を小さくする必要があり、高精度な回転合わせを行う必要がある。しかしながら、半導体ウェハには様々なプロセスによりパターンが形成されるため、回転角度を認識するためのパターン（アライメント用パターン）が不鮮明な場合やアライメント用パターンの明るさがウェハの位置によって違う場合がある。この場合は、回転角度を正しく認識できず、ウェハの回転ずれが残ってしまい、欠陥検出感度が低下してしまう課題があった。
【００１１】
また、上述した回転角度を合わせた場合でも、ＸＹステージの振動や光学系の振動によって画像の位置ずれが発生してしまう。従来、ＸＹ方向の位置合わせ処理を行っているが、近接したダイでも回路パターンの明るさが違う場合がある。この場合、本来は同じ回路パターンであるが、位置合わせ誤差が残ってしまい、欠陥検出感度が低下してしまう課題があった。
【００１２】
本発明の一つの目的は、高精度な試料の回転合わせや画像の位置合わせができ、高感度な検査を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、試料を載置して少なくとも一方向に移動可能な走査手段と、前記試料の回転方向を合わせる手段と、前記試料上を照明する照明手段と、該照明手段で照明された前記試料の光学像を形成する結像手段と、該結像手段で結像された光学像を検出して信号に変換する検出器を有する検出手段と、該検出手段で検出した信号を処理して前記試料上の欠陥を検出する欠陥検出手段と、該欠陥検出手段で検出した結果を表示する結果表示手段とを備え、前記回転方向を合わせる手段はロバスト画像照合を用いることを特徴とする。
【００１４】
また、上記目的を達成するために、試料を載置して少なくとも一方向に移動可能な走査手段と、前記試料上を照明する照明手段と、該照明手段で照明された前記試料の光学像を形成する結像手段と、該結像手段で結像された光学像を検出して信号に変換する検出器を有する検出手段と、該検出手段で検出した信号を処理して前記試料上の欠陥を検出する欠陥検出手段と、該欠陥検出手段で検出した結果を表示する結果表示手段とを備え、前記欠陥検出手段において画像の位置合わせにロバスト画像照合を用いることを特徴とする。
【００１５】
また、上記目的を達成するために、試料を載置して少なくとも一方向に移動する走査工程と、前記試料を回転させる回転補正工程と、前記試料上を照明する照明工程と、該照明工程で照明された前記試料の光学像を形成する結像工程と、該結像工程で結像された光学像を検出して信号に変換する検出工程と、該検出工程で検出した信号を処理して前記試料上の欠陥を検出する欠陥検出工程と、該欠陥検出工程の結果を表示する結果表示工程とを備え、前記回転補正工程はロバスト画像照合を行うことを特徴とする。
【００１６】
また、上記目的を達成するために、試料を載置して少なくとも一方向に移動する走査工程と、前記試料上を照明する照明工程と、該照明工程で照明された前記試料の光学像を形成する結像工程と、該結像工程で結像された光学像を検出して信号に変換する検出工程と、該検出工程で検出した信号を処理して前記試料上の欠陥を検出する欠陥検出工程と該欠陥検出工程の結果を表示する結果表示工程とを備え、前記欠陥検出工程はロバスト画像照合による画像位置合わせ処理を含むことを特徴とする。
【００１７】
また、上記目的を達成するために、前記ロバスト画像照合は、正規化相関法であることを特徴とする。
【００１８】
また、上記目的を達成するために、前記ロバスト画像照合は、増分符号相関法であることを特徴とする。
【００１９】
また、上記目的を達成するために、前記ロバスト画像照合は、統計的リーチ特徴法であることを特徴とする。
【００２０】
また、前述した非特許文献１では、実環境の画像照合技術が開示されている。本技術は郵便物や食品ラベルに対して照明変動や遮蔽状況の影響が述べられている。しかしながら、前述した課題のように、半導体ウェハのような同一構造を有する試料の実物比較処理においては、照明変動や遮蔽物が無くても、試料表面の反射率や膜厚ばらつきにより、撮像された画像に明るさの違いが発生する。そのため、本発明とは適用分野が違う非特許文献１の技術が適用できる点を本発明者らは見出し、パターン欠陥検査装置および方法への適用を実現したことが大きな特徴である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、高精度な試料の回転合わせや画像の位置合わせができ、高感度な検査を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例を説明した図。
【図２】本発明の実施例におけるアライメント方法を説明した図。
【図３】本発明の実施例における画像処理部の詳細を説明した図。
【図４】本発明の実施例におけるアライメント画面を説明した図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（実施例１）
図１に、本発明に係るパターン欠陥検査装置の実施例を示す。本発明のパターン欠陥検査装置は、検査対象であるウェハ１を載置して移動させる搬送系２，照明手段３，対物レンズ４，検出部５，画像処理部６，ＡＤＣ（自動欠陥分類）部７，入出力部８，観察光学系９，各部のコントローラ１０および図示していないリレーレンズやミラーで構成されている。なお、コントローラ１０から各部へ繋がっている矢印（一部、図示せず）は、制御信号等を通信することを示している。
【００２４】
次に動作を説明する。まず、図示していないウェハ搬送部から搬送系２にウェハ１を載置する。載置時の状況を図２に示す。ウェハ１の載置時には、ウェハ１は搬送系２のＸ方向に対してθだけ回転している。そのため、ウェハ１の回転をＸ方向に合わせる必要がある。ウェハ１の特定位置を観察光学系９の視野内に移動する。これは例えば、図２の画像Ａに示すような、ウェハ１に製造されたダイ（チップとも言う）のアライメント用パターンや特徴的なパターン部である。まず、画像Ａを画像処理部６に保存する。次に、搬送系２でウェハ１を画像Ｂ部へ移動する。画像Ｂ部は、隣接ダイまたは近接ダイであるか、画像Ａのダイから大きく離れたダイを選択するのが良い。
【００２５】
照明手段３から射出された照明光はウェハ１に照射される。ウェハ１上の回路パターンや欠陥で散乱した光は、対物レンズ４で集光され、検出部５で光電変換により画像信号に変換される。該画像信号は画像処理部６とＡＤＣ部７に送信され、画像処理部６では欠陥検出処理を施され、ウェハ１上の欠陥を検出する。検出結果はＡＤＣ部７や入出力部８へ送信される。一方、ＡＤＣ部７に送られた信号は、欠陥分類処理を施され、処理結果が入出力部８へ送られる。搬送系２でウェハ１を移動させながら以上の動作を行うことによってウェハ１の全面を検査する。また、上記処理で検出された場所は観察光学系９で観察（レビュー）し、欠陥であるか擬似欠陥（False）であるかを判断する。
【００２６】
以下、各部の詳細を述べる。
【００２７】
まず、搬送系２の詳細を述べる。搬送系２はＸ軸ステージ２０１，Ｙ軸ステージ２０２，Ｚ軸ステージ２０３，θ軸ステージ２０４，ウェハチャック２０５で構成されている。Ｘ軸ステージ２０１は定速走行が可能であり、Ｙ軸ステージはステップ移動が可能な構成である。Ｘ軸ステージ２０１およびＹ軸ステージ２０２を用いることにより、ウェハ１の全ての場所を対物レンズ４および観察光学系１０の中心下に移動させることができる。また、Ｚ軸ステージ２０３はウェハチャック２０５を上下させる機能を有し、図示していない自動焦点合わせ機構の信号に基づき、ウェハ１を対物レンズ４および観察光学系１０の物体側焦点位置に移動させる機能を有する。また、θ軸ステージ２０４はウェハチャック２０５を回転させ、Ｘ軸ステージ２０１，Ｙ軸ステージ２０２の進行方向とウェハ１の回転方向とを合わせるための回転機能を有する。さらに、ウェハチャック２０５は真空等で吸着することによりウェハ１を固定する機能を有する。
【００２８】
照明手段３はウェハ１に照射する照明光の成形を行う。照明手段３は照明光源３０１、照明用光学系３０２で構成されている。照明光源３０１はレーザ光源やランプ光源である。レーザ光源は高輝度の照明光を成形できるため、欠陥からの散乱光量を多くすることができ、高速検査に有効である。一方、ランプ光源は光の干渉性が低いため、スペックルノイズ低減効果が大きいという利点がある。なお、レーザ光源の波長帯域は可視光や紫外光や深紫外光，真空紫外光や極紫外光等を用いることが可能であり、レーザの発振形態は連続発振でもパルス発振でも良い。光源の波長は概ね５５０ｎｍ以下が望ましく、例えば５３２ｎｍ，３５５ｎｍ，２６６ｎｍ，２４８ｎｍ，２００ｎｍ，１９３ｎｍ，１５７ｎｍや１３ｎｍ等が適用できる。
【００２９】
レーザ光源としては、固体ＹＡＧレーザ（波長１０２４ｎｍ）を非線形光学結晶で波長変換し、基本波の第２高調波（ＳＨＧ）や第３高調波（ＴＨＧ），第４高調波（ＦＨＧ）を発生するものや、エキシマレーザやイオンレーザを用いることができる。また、２種類の異なる波長の光を共振させて別の波長の光を発振させるレーザ光源でも良い。これは例えば、波長４８８ｎｍのＡｒレーザ光のＳＨＧ波と波長１０６４ｎｍのＹＡＧレーザ光とを和周波共振させることにより、波長１９９ｎｍのレーザを出力させる方法である。また、パルス発振レーザの形態は、発振周波数が数Ｈｚの低周波パルス発振レーザや、数１０〜数１００ＭＨｚの準連続発振パルスレーザでも良い。さらに、パルス発振の方法はＱ−スイッチ型でもモードロック型でも良い。
【００３０】
それぞれの光源の利点は次の通りである。まず、短波長の光源を用いると光学系の解像度を向上でき高感度な検査が期待できる。また、ＹＡＧ等の固体レーザは大掛かりな付帯設備が必要ないため装置規模を小さく、安価にできる。また、高周波のパルス発振レーザを用いれば、高出力の連続発振レーザと同等に扱えるため、透過率や反射率の低い安価な光学部品も用いることが可能となり、安価な装置を実現できる。さらに、パルス幅の短いレーザでは、可干渉距離が短いため、照明光の光路長を変えた複数の光を加算することにより、時間的な干渉性低減が容易となるという利点がある。
【００３１】
一方、ランプ光源はレーザ光源と同程度の波長域を発光するものを用いることができる。ランプ光源としては、Ｘｅランプ，Ｈｇ−Ｘｅランプ，Ｈｇランプ，高圧Ｈｇランプ，超高圧ＨｇランプやElectron-Beam-Gas-Emission-Lamp（出力波長は、例えば、３５１ｎｍ，２４８ｎｍ，１９３ｎｍ，１７２ｎｍ，１５７ｎｍ，１４７ｎｍ，１２６ｎｍ，１２１ｎｍ）等が使用可能であり、所望の波長を出力することができれば良い。ランプの選択方法としては、所望の波長の出力が高いランプを選択すれば良く、ランプのアーク長は短い方が望ましい。これは、照明光の形成が容易となるためである。照明用光学系３０２は、照明光源３０１から射出された光のビーム径を拡大および集光する機能を有する光学系であり、必要に応じて、光量調整機能や照明光の干渉性低減機能を追加しても良い。
【００３２】
対物レンズ４は照明手段３で照明された領域から散乱した光を集光し、検出部５の撮像面に結像させる機能を有する。この対物レンズ４は照明手段３の波長帯域で収差補正されていることが望ましい。また、レンズの構成は屈折型レンズを用いても良いし、曲率を有する反射板で構成された反射型レンズを使用しても良い。
【００３３】
検出部５は対物レンズ４で集光された光を光電変換する機能を有し、撮像時間または動作速度を制御可能な構成である。例えばイメージセンサである。これは、一次元のＣＣＤセンサやＴＤＩ（Time Delay Integration）イメージセンサでも良く、また、ＴＶカメラのような２次元ＣＣＤセンサやＥＢ−ＣＣＤカメラのような高感度カメラでも良い。また、ＣＣＤの検出画素を複数のＴＡＰに分割して高速化したセンサを使用しても良く、アンチブルーミング機能が付随したセンサを使用しても良い。さらに、ＣＣＤのカバーガラス面から照射する表面照射型のセンサでも良いし、逆側の裏面照射型のセンサでも良い。紫外光よりも短い波長では裏面照射型が望ましい。
【００３４】
検出部５で使用する検出器の選択方法としては、安価な検査装置にする場合にはＴＶカメラやＣＣＤリニアセンサが良い。また、微弱光を検出する場合は、ＴＤＩイメージセンサやＥＢ−ＣＣＤカメラが良い。ＴＤＩイメージセンサの利点は、検出信号を複数回加算することによって、検出信号のＳＮＲ（Signal Noise Ratio）を向上できることである。なお、高速動作が必要な場合はＴＡＰ構成の検出器を選択するのが良く、検出部５で受光する光のダイナミックレンジが大きい場合、つまり、検出器の光電変換部を飽和させる光が入射する場合は、アンチブルーミング機能を付随した検出器が良い。
【００３５】
次に、図３を用いて、画像処理部６の詳細を説明する。画像処理部６は、Ａ／Ｄ変換器６０１，階調変換部６０２，画像フィルタ６０３，遅延メモリ６０４，位置合わせ部６０５，局所階調変換部６０６，比較処理部６０７，ＣＰＵ６０８，画像入力部６０９，散布図作成部６１０，記憶手段６１１で構成されている。
【００３６】
動作としては、まず、検出部５で得られた検出信号が、画像処理部６に送られ、Ａ／Ｄ変換器６０１によりディジタル画像信号に変換されウェハ１の画像信号を出力する。これは例えば１０ビットのＡ／Ｄ変換を行うものである。階調変換部６０２は、Ａ／Ｄ変換器６０１から出力された画像信号に対して特開平８−３２０２９４号公報に記載されたような階調変換を施すものである。すなわち、階調変換部６０２は、対数変換や指数変換・多項式変換等により画像を補正するものであり、出力は８ビット等のディジタル信号で出力するように構成される。画像フィルタ６０３は、該階調変換された画像信号から、照明光源特有の画像ノイズを効率良く除去するフィルタである。遅延メモリ６０４は、参照画像信号を記憶する記憶部であり、画像フィルタ６０３からの出力画像信号を、繰り返される半導体ウェハを構成する１セル又は複数セルピッチまたは１ダイまたは複数ダイ分記憶して遅延させるものである。ここで、セルはダイ内のパターンの繰返し単位である。なお、画像フィルタ６０３は遅延メモリ６０４を通過した後でもよい。
【００３７】
次に、位置合わせ部６０５は、階調変換部６０２から出力された画像信号（ウェハ１から得られる検出画像信号）６２０と、遅延メモリ６０４から得られる遅延画像信号（基準となる参照画像信号）６２１との位置ずれ量をロバスト画像照合法によって画素単位または画素単位以下の精度で位置合わせを行う部分である。このロバスト画像照合法としては、正規化相関法や増分符号相関法、更には統計的リーチ特徴法を用いることができる。次に、局所階調変換部６０６は、特徴量（明るさ，微分値，標準偏差，テクスチャ等）の異なる信号を該特徴量が一致するように双方もしくは一方の画像信号について階調変換する部分である。また、比較処理部６０７は局所階調変換部６０６で階調変換された検出画像信号同士を比較して特徴量の相違に基づいて欠陥を検出する部分である。すなわち、比較処理部６０７は、遅延メモリ６０４から出力されるセルピッチ等に相当する量だけ遅延した参照画像信号と検出した検出画像信号を比較する。ウェハ１上における配列データ等の座標を入出力部８から入力しておくことにより、ＣＰＵ６０８はウェハ１上における配列データ等の座標に基づいて欠陥検査データを作成して記憶手段６１１に格納する。該欠陥検査データは必要に応じて入出力部８へ送られる。なお、比較処理部６０７の詳細は特開昭６１−２１２７０８号公報に示したもの等で良く、例えば、画像の位置合わせ回路や位置合わせされた画像の差画像検出回路，差画像を二値化して不一致を検出する回路，二値化された出力から面積や長さ（投影長），座標などを算出する特徴抽出回路からなる。
【００３８】
また、画像入力部６０９は、位置合わせ部６０５にて画素単位または画素単位以下で位置合わせされた画像の散布図を作成するために、同期あるいは非同期で入力する部分である。散布図作成部６１０は、画像入力部６０９に入力された両画像について検出画像の特徴量と参照画像の特徴量との散布図を作成する機能を有し、入出力部８等に表示するものである。
【００３９】
ＡＤＣ部７は検出した信号から検出物の種類を分類する機能を有する。動作は次の通りである。検出部５で得られた信号は、画像処理部６とＡＤＣ部７に送信される。画像処理部６では欠陥検出処理を行い、欠陥と判定された場合は、欠陥検出Flagと画像処理部６で算出した特徴量をＡＤＣ部７に送信する。特徴量とは、欠陥部の信号値の総和，信号値の微分値，画素数，投影長，重心位置や比較した正常部の信号値等であり、位置に関連する特徴量としては、ウェハ１の中心からの距離，ウェハ１のダイ毎の繰り返し回数，ダイ内の位置等である。ＡＤＣ部７では、欠陥検出Flagを受信した時に検出部５または信号処理部６の画像や該特徴量を基にして欠陥の種類を分類する。分類方法としては、数種類の特徴量を多次元の座標軸上にマッピングし、予め設定したしきい値で領域分割する。該領域に存在するデータの欠陥種を予め設定しておくことによって、該領域の欠陥の種類を決定する。詳細には、特開２００４−０９３２５２号公報の図２６に記載された方法等で良い。ＡＤＣ部７で決定された欠陥種は、分類情報として入出力部８に送信され、欠陥情報として表示される。
【００４０】
観察光学系９は画像処理部６で検出した場所を観察する光学系である。観察光学系９は照明光源９０１，照明光学系９０２，ビームスプリッタ９０３，対物レンズ９０４，検出部９０５で構成されている。動作は、照明光源９０１から照射された光を照明光学系９０２で成形し、ビームスプリッタ９０３で反射させ、対物レンズ９０４を介してウェハ１に照射する。ウェハ１からの反射光や散乱光は対物レンズ９０４で集光し、検出部９０５の検出器に結像する。ここで、照明光源９０１は照明光源３０１で説明した光源が使用できる。照明光学系９０２は対物レンズ９０４との組み合わせで、ウェハ１上にケーラー照明する光学系が望ましい。また、対物レンズ９０４は、照明光源９０１の波長に合わせて収差補正しておくのが良い。検出部９０５で使用する検出器は、２次元のＴＶカメラなどが使用できる。
【００４１】
なお、上記では明視野形（対物レンズを通して照明する形）の観察光学系で説明したが、暗視野形（対物レンズ外から照明する形）の観察光学系でも良い。明視野形の光学系を使用する利点は、ユーザが見慣れている画像を得ることができることであり、暗視野形の光学系を使用する利点は、検査時と同質の画像が得られることである。
【００４２】
次に入出力部８について説明する。入出力部８は、ユーザとのインターフェイス部であり、データや制御情報の入出力部でもある。ユーザからの入力情報としては、例えばウェハ１のレイアウト情報やプロセスの名称，本発明の検査装置に搭載されている光学系の条件等である。また、ユーザへの出力情報としては、検査結果や欠陥の種類，画像等である。
【００４３】
図４に、アライメント時の画面の例を示す。図４はアライメントパターンの画像と画像処理パラメータおよび照合結果で構成されており、更に、照合結果は相関係数と判定結果で構成されている。本例では、ロバスト画像照合法として、統計的リーチ特徴法を例にしている。そのため、画像処理パラメータは統計的リーチ特徴法で用いる「ＴＢ」である。相関係数部には、統計的リーチ特徴法で算出した相関係数を示しており、アライメントパターンの画像内で相関係数が最も高い位置を対応パターンの位置とする。この画像内位置とアライメントパターンを取得した時のＸ軸ステージ２０１，Ｙ軸ステージ２０２の位置からウェハの回転角度を算出し、コントローラ１０を介してθ軸ステージ２０４でウェハ１を回転させる。対応パターンの位置が画像の中央に設定されるまで以上の動作を繰り返す。なお、アライメントパターンの画像Ａおよび画像Ｂは図２で説明した動作で取得されたものである。
【００４４】
以上の構成によって、ウェハを高精度に回転合わせすることができ、また、高精度に位置合わせすることができ、高感度な検査が可能となる。
【符号の説明】
【００４５】
１  ウェハ
２  搬送系
３  照明手段
４  対物レンズ
５  検出部
６  画像処理部
７  ＡＤＣ部
８  入出力部
９  観察光学系
１０  コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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