(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定パターンを有する第１のダイの、複数の第１の取得画像を取得し、
前記所定パターンを有する第２のダイの、複数の第２の取得画像を取得し、
前記所定パターンを有する第３のダイの、複数の第３の取得画像を取得し、
複数の前記第１の取得画像を用いて第１の平均画像を作成し、
複数の前記第２の取得画像を用いて第２の平均画像を作成し、
複数の前記第３の取得画像を用いて第３の平均画像を作成し、
前記第１の平均画像及び前記第２の平均画像を用いて第１の比較画像を作成し、
前記第２の平均画像及び前記第３の平均画像を用いて第２の比較画像を作成し、
前記第１の平均画像及び前記第３の平均画像を用いて第３の比較画像を作成し、
前記第１の取得画像、前記第２の取得画像又は前記第３の取得画像を用いて参照画像を作成し、
前記第１の比較画像と前記参照画像の第１の比較を行い、
前記第２の比較画像と前記参照画像の第２の比較を行い、
前記第３の比較画像と前記参照画像の第３の比較を行い、
前記第１の比較及び前記第３の比較で第１の欠陥が検出された場合には、前記第１のダイは前記第１の欠陥があると判断し、
前記第１の比較及び前記第２の比較で第２の欠陥が検出された場合には、前記第２のダイは前記第２の欠陥があると判断し、
前記第２の比較及び前記第３の比較で第３の欠陥が検出された場合には、前記第３のダイは前記第３の欠陥があると判断する、
検査方法。
【請求項２】
所定パターンを有する第１のダイの、第１所定数の第１の共通加算画像を取得し、
前記第１のダイの、第２所定数の第１の個別加算画像を取得し、
前記所定パターンを有する第２のダイの、前記第１所定数の第２の共通加算画像を取得し、
前記第２のダイの、前記第２所定数の第２の個別加算画像を取得し、
前記第１の共通加算画像、前記第２の共通加算画像及び前記第１の個別加算画像を用いて第１の平均画像を作成し、
前記第１の共通加算画像、前記第２の共通加算画像及び前記第２の個別加算画像を用いて第２の平均画像を作成し、
前記第１の共通加算画像及び前記第２の共通加算画像を用いて、又は前記第１の共通加算画像及び前記第１の個別加算画像及び前記第２の共通加算画像及び前記第２の個別加算画像を用いて、参照画像を作成し、
前記第１の平均画像と前記参照画像の第１の比較を行い、
前記第２の平均画像と前記参照画像の第２の比較を行い、
前記第１のダイの第１の欠陥の有無を判断し、
前記第２のダイの第２の欠陥の有無を判断する、
検査方法。
【請求項３】
前記参照画像、前記第１の比較画像、前記第２の比較画像、前記第３の比較画像、前記第１の平均画像、前記第２の平均画像又は前記第３の平均画像に、平均化画像数に基づいたシグマ値を有するガウシアンフィルタ処理を行う、請求項１記載の検査方法。
【請求項４】
前記第１のダイの、追加所定数の第１の追加加算画像を取得し、
前記第１の共通加算画像及び前記第２の共通加算画像及び前記第１の個別加算画像及び第１の追加加算画像を用いて第１の追加平均画像を作成し、
前記第１の追加平均画像と前記参照画像の追加比較を行い、
前記第１の比較及び前記追加比較に基づいて前記第１のダイの前記第１の欠陥の有無を再判断する、
請求項２記載の検査方法。
【請求項５】
前記第１所定数と前記第２所定数と前記追加所定数の和は、前記第１の共通加算画像、前記第１の個別加算画像及び前記第１の追加加算画像から選択された２枚の画像の階調差の標準偏差と、所定の許容誤差標準偏差と、に基づいて決定される、
請求項４記載の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査方法に関する。例えば、電子ビームを照射して放出されるパターン像の２次電子画像を取得してパターンを検査する検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体素子に要求される回路線幅の精度管理の要求はますます高くなっている。これらの半導体素子は、回路パターンが形成された原画パターン（フォトリソグラフィマスク或いはレチクルともいう。以下、マスクと総称する）を用いて、いわゆるステッパと呼ばれる縮小投影露光装置でウェハ上にパターンを露光転写して回路形成することにより製造される。よって、かかる微細な回路パターンをウェハに転写するためのマスクの製造には、微細な回路パターンを描画することが出来る電子ビームを用いたパターン描画装置を用いる。かかるパターン描画装置を用いてウェハに直接パターン回路を描画することもある。
【０００３】
そして、多大な製造コストのかかるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）などのＬＳＩの製造にとって、歩留まりの向上は欠かせない。歩留まりを低下させる大きな要因の一つとして、半導体ウェハ上に超微細パターンをフォトリソグラフィ技術で露光、転写する際に使用されるマスクのパターン欠陥があげられる。近年、半導体ウェハ上に形成されるＬＳＩパターン寸法の微細化に伴って、パターン欠陥として検出しなければならない寸法も極めて小さいものとなっている。そのため、ＬＳＩ製造に使用される転写用マスクの欠陥を検査するパターン検査装置の高精度化が望ましいとされている。
【０００４】
検査手法としては、拡大光学系を用いてフォトリソグラフィマスク等の試料上に形成されているパターンを所定の倍率で撮像した光学画像と、設計データ、あるいは試料上の同一パターンを撮像した光学画像と比較することにより検査を行う方法が知られている。例えば、パターン検査方法として、同一マスク上の異なる場所の同一パターンを撮像した光学画像データ同士を比較する「ｄｉｅ  ｔｏ  ｄｉｅ（ダイ−ダイ）検査」や、パターン設計されたＣＡＤデータをマスクにパターンを描画する時に描画装置が入力するための装置入力フォーマットに変換した描画データ（パターンデータ）を検査装置に入力して、これをベースに設計画像データ（参照画像）を生成して、それとパターンを撮像した測定データとなる光学画像とを比較する「ｄｉｅ  ｔｏ  ｄａｔａｂａｓｅ（ダイ−データベース）検査」がある。かかる検査装置における検査方法では、試料はステージ上に載置されステージが動くことによって光束が試料上を走査し、検査が行われる。試料には、光源及び照明光学系によって光束が照射される。試料を透過あるいは反射した光は光学系を介して、光検出器上に結像される。光検出器で撮像された画像は測定データとして比較回路へ送られる。比較回路では、画像同士の位置合わせの後、測定データと参照データとを適切なアルゴリズムに従って比較し、一致しない場合には、パターン欠陥有りと判断する。
【０００５】
上述したパターン検査装置では、レーザ光を基板に照射して、その透過像或いは反射像を撮像することにより、光学画像を取得する。これに対して、電子ビームを基板に照射して、基板から放出される２次電子を検出して、パターン像を取得する検査装置の開発も進んでいる。特許文献１には、試料上に形成された複数のダイについて予め設定された領域を撮像してＳＥＭ画像を取得し、そのＳＥＭ画像の平均画像を作成して参照画像とする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１４１１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、少ない画像取得回数で画像のノイズ成分を除去することが出来る検査方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様の検査方法は、所定パターンを有する第１のダイの、複数の第１の取得画像を取得し、所定パターンを有する第２のダイの、複数の第２の取得画像を取得し、所定パターンを有する第３のダイの、複数の第３の取得画像を取得し、複数の第１の取得画像を用いて第１の平均画像を作成し、複数の第２の取得画像を用いて第２の平均画像を作成し、複数の第３の取得画像を用いて第３の平均画像を作成し、第１の平均画像及び第２の平均画像を用いて第１の比較画像を作成し、第２の平均画像及び第３の平均画像を用いて第２の比較画像を作成し、第１の平均画像及び第３の平均画像を用いて第３の比較画像を作成し、第１の取得画像、第２の取得画像又は第３の取得画像を用いて参照画像を作成し、第１の比較画像と参照画像の第１の比較を行い、第２の比較画像と参照画像の第２の比較を行い、第３の比較画像と参照画像の第３の比較を行い、第１の比較及び第３の比較で第１の欠陥が検出された場合には、第１のダイは第１の欠陥があると判断し、第１の比較及び第２の比較で第２の欠陥が検出された場合には、第２のダイは第２の欠陥があると判断し、第２の比較及び第３の比較で第３の欠陥が検出された場合には、第３のダイは第３の欠陥があると判断する。
【０００９】
また、本発明の一態様の検査方法は、所定パターンを有する第１のダイの、第１所定数の第１の共通加算画像を取得し、第１のダイの、第２所定数の第１の個別加算画像を取得し、所定パターンを有する第２のダイの、第１所定数の第２の共通加算画像を取得し、第２のダイの、第２所定数の第２の個別加算画像を取得し、第１の共通加算画像、第２の共通加算画像及び第１の個別加算画像を用いて第１の平均画像を作成し、第１の共通加算画像、第２の共通加算画像及び第２の個別加算画像を用いて第２の平均画像を作成し、第１の共通加算画像及び第２の共通加算画像を用いて、又は第１の共通加算画像及び第１の個別加算画像及び第２の共通加算画像及び第２の個別加算画像を用いて、参照画像を作成し、第１の平均画像と参照画像の第１の比較を行い、第２の平均画像と参照画像の第２の比較を行い、第１のダイの第１の欠陥の有無を判断し、第２のダイの第２の欠陥の有無を判断する。
【００１０】
上述の態様の検査方法において、参照画像、第１の比較画像、第２の比較画像、第３の比較画像、第１の平均画像、第２の平均画像又は第３の平均画像に、平均化画像数に基づいたシグマ値を有するガウシアンフィルタ処理を行うことが好ましい。
【００１１】
また、上述の態様の検査方法において、第１のダイの、追加所定数の第１の追加加算画像を取得し、第１の共通加算画像及び第２の共通加算画像及び第１の個別加算画像及び第１の追加加算画像を用いて第１の追加平均画像を作成し、第１の追加平均画像と参照画像の追加比較を行い、第１の比較及び追加比較に基づいて第１のダイの第１の欠陥の有無を再判断することが好ましい。
【００１２】
また、上述の態様の検査方法において、第１所定数と第２所定数と追加所定数の和は、第１の共通加算画像、第１の個別加算画像及び第１の追加加算画像から選択された２枚の画像の階調差の標準偏差と、所定の許容誤差標準偏差と、に基づいて決定されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の一態様によれば、効率良くノイズ成分を除去することが出来る検査方法の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態の検査方法に用いられる検査装置の模式図である。
【図２】第１の実施形態の検査方法を示す模式図である。
【図３】第１の実施形態の検査方法のフローチャートである。
【図４】第２の実施形態の検査方法を示す模式図である。
【図５】第２の実施形態の検査方法のフローチャートである。
【図６】第３の実施形態の平均画像の階調ヒストグラムである。
【図７】第４の実施形態の検査方法の一部を示す模式図である。
【図８】第４の実施形態の検査方法のフローチャートである。
【図９】第５の実施形態の検査方法に用いられる検査装置の要部の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の検査方法に用いられる検査装置１１００の模式図である。図１において、基板１１０１に形成されたパターンを検査する検査装置１１００は、電子ビームを照射して放出されるパターン像の２次電子画像を取得してパターンを検査する電子ビーム検査装置の一例である。検査装置１１００は、光学画像取得装置１１５０、及び制御系回路１１６０を備えている。光学画像取得装置１１５０は、電子ビームカラム１１０２（電子鏡筒）、検査室１１０３、検出回路１１０６、ストライプパターンメモリ１１２３、及びレーザー測長システム１１２２を備えている。電子ビームカラム１１０２内には、電子銃１２０１、照明レンズ１２０２、成形アパーチャアレイ部材１２０３、ブランキングアパーチャアレイ１２０４、縮小レンズ１２０５、制限アパーチャ部材１２０６、対物レンズ１２０７、偏向器１２０８及び検出器１２２２が配置されている。
【００１６】
検査室１１０３内には、少なくともＸＹ方向に移動可能なＸＹステージ１１０５が配置される。ＸＹステージ１１０５上には、検査対象となる複数の図形パターン又が形成された基板１１０１が配置される。基板１１０１には、上述したように、露光用マスクやシリコンウェハ等の半導体基板が含まれる。基板１１０１は、例えば、パターン形成面を上側に向けてＸＹステージ１１０５に配置される。また、ＸＹステージ１１０５上には、検査室１１０３の外部に配置されたレーザー測長システム１１２２から照射されるレーザー測長用のレーザー光を反射するミラー１２１６が配置されている。検査対象から放出された２次電子１２３０は、検出器１２２２により検出される。検出器１２２２は、電子ビームカラム１１０２の外部で検出回路１１０６に接続される。検出回路１１０６は、ストライプパターンメモリ１１２３に接続される。
【００１７】
制御系回路１１６０では、コンピュータとなる制御計算機１１１０が、バス１１２０を介して、位置回路１１０７、比較回路１１０８、展開回路１１１１、参照回路１１１２、平均回路１１１３、ステージ制御回路１１１４、比較画像作成回路１１１５、参照画像作成回路１１１６、判断回路１１１９、レンズ制御回路１１２４、ブランキング制御回路１１２６、偏向制御回路１１２８、個別歪補正回路１１４０、拡大歪補正回路１１４２、階調補正回路１１４６、磁気ディスク装置等の記憶装置１１０９、モニタ１１１７、メモリ１１１８に接続されている。また、ストライプパターンメモリ１１２３は、個別歪補正回路１１４０に接続されている。また、ＸＹステージ１１０５は、制御計算機１１１０の制御の下にステージ制御回路１１１４により駆動される。Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向に駆動する３軸（Ｘ−Ｙ−θ）モータの様な駆動系によって移動可能となっている。これらの、図示しないＸモータ、Ｙモータ、θモータは、例えばステップモータを用いることが出来る。ＸＹステージ１１０５は、ＸＹθ各軸のモータによって水平方向及び回転方向に移動可能である。そして、ＸＹステージ１１０５の移動位置はレーザー測長システム１１２２により測定され、位置回路１１０７に供給される。
【００１８】
レーザー測長システム１１２２は、ミラー１２１６からの反射光を受光することによって、レーザー干渉法の原理でＸＹステージ１１０５の位置を測長し、これにより基板１１０１上のダイの位置を測定する。レーザー測長システム１１２２は、例えば、レーザーを発生させるレーザー干渉計発信源と、ミラー１２１６によって反射された反射光を検出するレーザー干渉計検出回路と、を有する。なおレーザー測長システム１１２２の機構は、これに限定されるものではない。
【００１９】
レーザー測長システム１１２２による基板１１０１上のダイの位置測定は、例えば次のように行われる。まず、ＸＹステージ１１０５を移動させて、基板１１０１上に設けられた基準マークを電子ビーム１２００の延長線上に配置させる。次に、このときのＸＹステージ１１０５の位置をレーザー測長システムで測定し、上述の測定位置を原点とする。次に、ＸＹステージ１１０５を移動することにより、評価対象であるダイを電子ビーム１２００の延長線上に配置させる。次に、このときのＸＹステージ１１０５の移動距離をレーザー測長システム１１２２で測定する。そして、上述の移動距離を、評価対象であるダイの位置とする。なお、レーザー測長システム１１２２によるダイの位置測定方法は、これに限定されない。
【００２０】
電子銃１２０１には、図示しない高圧電源回路が接続され、電子銃１２０１内の図示しないカソードとアノード間への高圧電源回路からの加速電圧の印加と共に、所定のバイアス電圧の印加と所定の温度のカソードの加熱によって、カソードから放出された電子群が加速させられ、電子ビーム１２００となって放出される。照明レンズ１２０２、縮小レンズ１２０５、及び対物レンズ１２０７は、例えば電子レンズが用いられ、共にレンズ制御回路１１２４によって制御される。ブランキングアパーチャアレイ１２０４には、後述するように複数の個別ブランキング機構が配置され、各個別ブランキング機構への制御信号は、ブランキング制御回路１１２６から出力される。偏向器１２０８は、複数の電極群により構成され、偏向制御回路１１２８によって制御される。
【００２１】
基板１１０１が露光用マスクの場合には、例えば、電子ビーム描画装置等の図示しない描画装置で露光用マスクに複数の図形パターンを形成する際に、かかる描画装置で用いた描画データが検査装置１１００の外部から入力され、記憶装置１１０９に格納される。基板１１０１が半導体基板の場合には、半導体基板に露光用マスクのマスクパターンを露光転写する際の基板上の露光イメージが定義された露光イメージデータが検査装置１１００の外部から入力され、記憶装置１１０９に格納される。露光イメージデータは、例えば、図示しない空間像撮像装置によって作成されればよい。
【００２２】
ここで、図１では、本実施形態を説明する上で必要な構成を記載している。検査装置１００にとって、通常、必要なその他の構成を備えていても構わない。
【００２３】
図２は、本実施形態の検査方法を示す模式図である。図３は、本実施形態の検査方法のフローチャートである。
【００２４】
本実施形態では、基板１１０１上に設けられた、第１のダイ１０ａ、第２のダイ１０ｂ、第３のダイ１０ｃ、第４のダイ１０ｄ、第５のダイ１０ｅ、第６のダイ１０ｆ、第７のダイ１０ｇ、第８のダイ１０ｈ及び第９のダイ１０ｉの検査を行う。ここで、これらのダイはすべて同一の、ある所定パターンを有するものとする。
【００２５】
まず、制御計算機１１１０は、電子ビーム１２００を基板１１０１に照射する。
【００２６】
次に、制御計算機１１１０は、第１のダイ１０ａから放出された２次電子１２３０を、検出器１２２２及び検出回路１１０６を用いて検出することにより、第１のダイ１０ａの第１の取得画像２０ａを取得する。これを繰り返すことにより、さらに、第１の取得画像２２ａを取得する。このようにして、制御計算機１１１０は複数の第１の取得画像２０ａ及び第１の取得画像２２ａを取得する。
【００２７】
同様に、制御計算機１１１０は、第２のダイ１０ｂの第２の取得画像２０ｂ及び第２の取得画像２２ｂを、第３のダイ１０ｃの第３の取得画像２０ｃ及び第３の取得画像２２ｃを、第４のダイ１０ｄの第４の取得画像２０ｄ及び第４の取得画像２２ｄを、第５のダイ１０ｅの第５の取得画像２０ｅ及び第５の取得画像２２ｅを、第６のダイ１０ｆの第６の取得画像２０ｆ及び第６の取得画像２２ｆを、第７のダイの１０ｇの第７の取得画像２０ｇ及び第７の取得画像２２ｇを、第８のダイ１０ｈの第８の取得画像２０ｈ及び第８の取得画像２２ｈを、第９のダイ１０ｉの第９の取得画像２０ｉ及び第９の取得画像２２ｉを、それぞれ取得する（Ｓ１０８）。なお、各ダイに対する取得画像の数は、２枚に限定されない。取得された取得画像は、例えば、メモリ１１１８に保存される。
【００２８】
次に、制御計算機１１１０は、第１の取得画像２０ａ及び第１の取得画像２２ａを用いて第１の平均画像４０ａを作成する。同様に、制御計算機１１１０は、第２の取得画像２０ｂ及び第２の取得画像２２ｂを用いて第２の平均画像４０ｂを、第３の取得画像２０ｃ及び第３の取得画像２２ｃを用いて第３の平均画像４０ｃを、第４の取得画像２０ｄ及び第４の取得画像２２ｄを用いて第４の平均画像４０ｄを、第５の取得画像２０ｅ及び第５の取得画像２２ｅを用いて第５の平均画像４０ｅを、第６の取得画像２０ｆ及び第６の取得画像２２ｆを用いて第６の平均画像４０ｆを、第７の取得画像２０ｇ及び第７の取得画像２２ｇを用いて第７の平均画像４０ｇを、第８の取得画像２０ｈ及び第８の取得画像２２ｈを用いて第８の平均画像４０ｈを、第９の取得画像２０ｉ及び第９の取得画像２２ｉを用いて第９の平均画像４０ｉを、それぞれ作成する（Ｓ１１０）。ここで制御計算機１１１０は、平均回路１１１３を用いて平均画像を作成する。平均画像の作成方法としては、例えばメモリ１１１８内に加算画像用メモリ空間を割り当てて、加算画像用メモリ空間において各取得画像の加算処理を行うことにより作成するという方法が挙げられる。なお、公知の画像の平均化の方法や本明細書に記載の方法は、いずれも好ましく用いることが出来る。
【００２９】
次に、制御計算機１１１０は、第１の平均画像４０ａ及び第２の平均画像４０ｂを用いて第１の比較画像５０ａを作成する。同様に、制御計算機１１１０は、第２の平均画像４０ｂ及び第３の平均画像４０ｃを用いて第２の比較画像５０ｂを、第３の平均画像４０ｃ及び第４の平均画像４０ｄを用いて第３の比較画像５０ｃを、第４の平均画像４０ｄ及び第５の平均画像４０ｅを用いて第４の比較画像５０ｄを、第５の平均画像４０ｅ及び第６の平均画像４０ｆを用いて第５の比較画像５０ｅを、第６の平均画像４０ｆ及び第７の平均画像４０ｇを用いて第６の比較画像５０ｆを、第７の平均画像４０ｇ及び第８の平均画像４０ｈを用いて第７の比較画像５０ｇを、第８の平均画像４０ｈ及び第９の平均画像４０ｉを用いて第８の比較画像５０ｈを、第９の平均画像４０ｉ及び第１の平均画像４０ａを用いて第９の比較画像５０ｉを、それぞれ作成する（Ｓ１１２）。ここで制御計算機１１１０は、比較画像作成回路１１１５を用いて比較画像を作成する。比較画像の作成方法としては、例えばメモリ１１１８内に比較画像用メモリ空間を割り当てて、比較画像用メモリ空間において各平均画像の加算処理を行い、その後適宜フィルタ処理や除算処理を実行することにより作成する、という方法が挙げられる。なお、公知の画像の平均化の方法や本明細書に記載の方法は、いずれも好ましく用いることが出来る。
【００３０】
次に、制御計算機１１１０は、第１の取得画像２０ａ、第１の取得画像２２ａ、第２の取得画像２０ｂ、第２の取得画像２２ｂ、第３の取得画像２０ｃ、第３の取得画像２２ｃ、第４の取得画像２０ｄ、第４の取得画像２２ｄ、第５の取得画像２０ｅ、第５の取得画像２２ｅ、第６の取得画像２０ｆ、第６の取得画像２２ｆ、第７の取得画像２０ｇ、第７の取得画像２２ｇ、第８の取得画像２０ｈ、第８の取得画像２２ｈ、第９の取得画像２０ｉ又は第９の取得画像２２ｉを用いて、参照画像６０を作成する（Ｓ１１４）。ここで制御計算機は、参照画像作成回路１１１６を用いて、参照画像６０を作成する。参照画像６０の作成方法としては、公知の画像処理方法や本明細書に記載の画像処理方法をいずれも好ましく用いることが出来る。また、参照画像６０の作成には、取得した第１乃至第９の取得画像すべてを用いても良いし、その一部を用いても良い。さらに、制御計算機１１１０は、記憶装置１１０９に保存されたパターンデータを、展開回路１１１１を用いて展開して、参照画像６０を作成しても良い。
【００３１】
次に、制御計算機１１１０は、比較回路１１０８を用いて、第１の比較画像５０ａと参照画像６０の第１の比較と、第２の比較画像５０ｂと参照画像６０の第２の比較と、第３の比較画像５０ｃと参照画像６０の第３の比較と、第４の比較画像５０ｄと参照画像６０の第４の比較と、第５の比較画像５０ｅと参照画像６０の第５の比較と、第６の比較画像５０ｆと参照画像６０の第６の比較と、第７の比較画像５０ｇと参照画像６０の第７の比較と、第８の比較画像５０ｈと参照画像６０の第８の比較と、第９の比較画像５０ｉと参照画像６０の第９の比較と、を行う（Ｓ１１６）。ここで比較手法の一例としては、例えば、各比較画像内の各位置における画素値と参照画像の対応する位置における画素値を比較する手法が挙げられる。
【００３２】
次に、オペレータは、又は制御計算機１１１０は判断回路１１１９を用いて、第１の比較、第２の比較、第３の比較、第４の比較、第５の比較、第６の比較、第７の比較、第８の比較及び第９の比較により欠陥の有無を判断する。第１の比較及び第９の比較で第１の欠陥が検出された場合には、オペレータ又は制御計算機１１１０は、第１のダイ１０ａは第１の欠陥があると判断する。同様に、第１の比較及び第２の比較で第２の欠陥が検出された場合には第２のダイ１０ｂは第２の欠陥があると判断し、第２の比較及び第３の比較で第３の欠陥が検出された場合には第３のダイ１０ｃは第３の欠陥があると判断し、第３の比較及び第４の比較で第４の欠陥が検出された場合には第４のダイ１０ｄは第４の欠陥があると判断し、第４の比較及び第５の比較で第５の欠陥が検出された場合には第５のダイ１０ｅは第５の欠陥があると判断し、第５の比較及び第６の比較で第６の欠陥が検出された場合には第６のダイ１０ｆは第６の欠陥があると判断し、第６の比較及び第７の比較で第７の欠陥が検出された場合には第７のダイ１０ｇは第７の欠陥があると判断し、第７の比較及び第８の比較で第８の欠陥が検出された場合には第８のダイ１０ｈは第８の欠陥があると判断し、第８の比較及び第９の比較で第９の欠陥が検出された場合には第９のダイ１０ｉは第９の欠陥があると判断する。
【００３３】
ここでは、第１の比較及び第９の比較を例にとって、第１の比較を「一の比較」、第９の比較を「他の比較」として説明する。まず、一の比較により第１の所定の欠陥の有無を判断する（Ｓ１１８）。第１の所定の欠陥が検出された場合には、他の比較により第１の所定の欠陥の有無を判断する（Ｓ１２０）。他の比較で第１の所定の欠陥が検出された場合には、第１のダイ１０ａは第１の所定の欠陥を有すると判断する（Ｓ１２２）。他の比較で第１の所定の欠陥が検出されなかった場合は、第１の所定の欠陥は疑似欠陥であると判断する（Ｓ１２４）。一方、第１の所定の欠陥が検出されなかった場合には、他の比較により第２の所定の欠陥の有無を判断する（Ｓ１２６）。第２の所定の欠陥が検出された場合は、一の比較と他の比較で共通した所定の欠陥が検出されなかったことを意味するので、第２の所定の欠陥は疑似欠陥であると判断する（Ｓ１２８）。第２の所定の欠陥が検出されなかった場合には、第１のダイ１０ａは欠陥を有しないと判断する。疑似欠陥であると判断された場合には、確認等のため、該当部の比較画像や参照画像を記憶装置１０９に保存しても良い（Ｓ１３２）。
【００３４】
すべてのダイの再検査をおこなう場合には、制御計算機１１１０は、第１のダイ１０ａの追加加算画像３０ａ、第２のダイ１０ｂの追加加算画像３０ｂ、第３のダイ１０ｃの追加加算画像３０ｃ、第４のダイ１０ｄの追加加算画像３０ｄ、第５のダイ１０ｅの追加加算画像３０ｅ、第６のダイ１０ｆの追加加算画像３０ｆ、第７のダイ１０ｇの追加加算画像３０ｇ、第８のダイ１０ｈの追加加算画像３０ｈ及び第９のダイ１０ｉの追加加算画像３０ｉを取得する（Ｓ１３４）
【００３５】
次に、制御計算機１１１０は、第１のダイ１０ａの第１の取得画像２０ａ、第１の取得画像２２ａ及び追加加算画像３０ａを用いて第１の追加平均画像４２ａを作成する。同様に制御計算機１１１０は、第２のダイ１０ｂの第２の追加平均画像４２ｂ、第３のダイ１０ｃの第３の追加平均画像４２ｃ、第４のダイ１０ｄの第４の追加平均画像４２ｄ、第５のダイ１０ｅの第５の追加平均画像４２ｅ、第６のダイ１０ｆの第６の追加平均画像４２ｆ、第７のダイ１０ｇの第７の追加平均画像４２ｇ、第８のダイ１０ｈの第８の追加平均画像４２ｈ、及び第９のダイ１０ｉの第９の追加平均画像４２ｉを作成する（Ｓ１３６）。
【００３６】
次に、制御計算機１１１０は、第１の追加平均画像４２ａと第２の追加平均画像４２ｂを用いて第１の追加比較画像５２ａを作成する。同様にして、制御計算機１１１０は、第２の追加比較画像５２ｂ、第３の追加比較画像５２ｃ、第４の追加比較画像５２ｄ、第５の追加比較画像５２ｅ、第６の追加比較画像５２ｆ、第７の追加比較画像５２ｇ、第８の追加比較画像５２ｈ、第９の追加比較画像５２ｉを作成する（Ｓ１３８）。
【００３７】
次に、制御計算機１１１０は、第１の追加比較画像５２ａと参照画像６０の第１の追加比較、第２の追加比較画像５２ｂと参照画像６０の第２の追加比較、第３の追加比較画像５２ｃと参照画像６０の第３の追加比較、第４の追加比較画像５２ｄと参照画像６０の第４の追加比較、第５の追加比較画像５２ｅと参照画像６０の第５の追加比較、第６の追加比較画像５２ｆと参照画像６０の第６の追加比較、第７の追加比較画像５２ｇと参照画像６０の第７の追加比較、第８の追加比較画像５２ｈと参照画像６０の第８の追加比較及び第９の追加比較画像５２ｉと参照画像６０の第９の追加比較を行う（Ｓ１４０）。なお、再検査をおこなうダイが限定されている場合には、適宜、取得する取得画像、作成する追加平均画像、追加比較画像及び行う追加比較を限定する。また、再検査を行うダイの部分が特定されている場合には、適宜、そのダイの部分についてのみ画像を取得すれば良い。
【００３８】
なお、再検査を行う場合には、再び図３のＳ１０８に戻っても良い。
【００３９】
ノイズ成分の大きな画像を比較に用いて検査を行うと検査精度が低下するため、画像を複数回取得して平均化を行う等して、ノイズ成分を小さくすることが好ましい。しかし、単に画像の取得回数を増加させるとその分だけ検査時間が増加してしまうため、できるだけ少ない検査時間でノイズ成分の小さい画像を得ることが好ましい。
【００４０】
本実施形態の検査方法では、第１の平均画像４０ａ及び第２の平均画像４０ｂを用いて第１の比較画像５０ａを作成する。ここで、第１の平均画像４０ａは第１の取得画像２０ａ及び２２ａを用いて、また第２の平均画像４０ｂは第２の取得画像２０ｂ及び２２ｂを用いて作成するものである。すなわち、本実施形態では、複数のダイから取得した複数の取得画像を用いているため、他のダイの取得画像を用いることにより検査時間の増加を抑制しつつノイズを低減させた画像を得ることが可能である。
【００４１】
第１のダイ１０ａの取得画像に関する情報は、第１の比較画像５０ａ及び第９の比較画像５０ｉが有していることになる。そこで、第１の比較及び第９の比較の両方で第１の欠陥が検出された場合には第１のダイ１０ａは第１の欠陥があると判断することにより、ノイズを低減させた画像で欠陥の判断を行うことが出来る。
【００４２】
第１の比較と第９の比較の一方のみで欠陥が検出された場合に当該欠陥は疑似欠陥であるものと取り扱うことにより、検査時間の増加を抑制しつつ欠陥の程度を詳細に判断出来る。
【００４３】
なお、連続する番号を有するダイ例えば第１のダイ１０ａと第２のダイ１０ｂは、基板１０１内において隣接した位置に配置されていても良いし、隣接した位置に配置されていなくても良い。ただし、連続する番号を有するダイが隣接しているものとした方が、より装置を容易に設計することが可能となる。
【００４４】
また、本実施形態では、比較画像の作成に、２つの平均画像、例えば第１の平均画像４０ａ及び第２の平均画像４０ｂを使用している。３個以上の平均画像を用いても好ましく検査をすることが出来る。しかし、平均化画像数の増加と共に、その欠陥の情報量は他の平均画像の情報量によって減じられる。そのため、比較画像の作成に用いる平均画像の数は、出来るだけ少なくすることが好ましい。
【００４５】
以上、本実施形態の検査方法によれば、効率良くノイズ成分を除去することが出来る検査方法の提供が可能になる。
【００４６】
（第２の実施形態）
図４は、本実施形態の検査方法を示す模式図である。図５は、本実施形態の検査方法のフローチャートである。
【００４７】
本実施形態では、基板１１０１上に設けられた、第１のダイ１０ａ、第２のダイ１０ｂ、第３のダイ１０ｃ、第４のダイ１０ｄ、第５のダイ１０ｅ、第６のダイ１０ｆ、第７のダイ１０ｇ、第８のダイ１０ｈ及び第９のダイ１０ｉの検査を行う。ここで、これらのダイはすべて同一の、ある所定パターンを有するものとする。
【００４８】
まず、制御計算機１１１０は、電子ビーム１２００を基板１１０１に照射する。
【００４９】
次に、制御計算機１１１０は、第１のダイ１０ａから放出された２次電子を、検出器２２２及び検出回路１０６を用いて検出することにより、第１のダイ１０ａの第１所定数の第１の共通加算画像１２０ａ、第２のダイ１０ｂの第１所定数の第２の共通加算画像１２０ｂ、第３のダイ１０ｃの第１所定数の第３の共通加算画像１２０ｃ、第４のダイ１０ｄの第１所定数の第４の共通加算画像１２０ｄ、第５のダイ１０ｅの第１所定数の第５の共通加算画像１２０ｅ、第６のダイ１０ｆの第１所定数の第６の共通加算画像１２０ｆ、第７のダイ１０ｇの第１所定数の第７の共通加算画像１２０ｇ、第８のダイ１０ｈの第１所定数の第８の共通加算画像１２０ｈ及び第９のダイ１０ｉの第１所定数の第９の共通加算画像１２０ｉ、を取得する（Ｓ２１０）。なお、第１所定数は、１以上の整数である。上述の通りここでは第１所定数は１としているが、第１所定数はこれに限定されない。
【００５０】
次に、制御計算機１１１０は、第１のダイ１０ａの第２所定数の第１の個別加算画像１２２ａ、１２４ａ及び１２６ａを取得する。同様にして、制御計算機１１１０は、第２のダイ１０ｂの第２所定数の第２の個別加算画像１２２ｂ、１２４ｂ及び１２６ｂ、第３のダイ１０ｃの第２所定数の第３の個別加算画像１２２ｃ、１２４ｃ及び１２６ｃ、第４のダイ１０ｄの第２所定数の第４の個別加算画像１２２ｄ、１２４ｄ及び１２６ｄ、第５のダイ１０ｅの第２所定数の第５の個別加算画像１２２ｅ、１２４ｅ及び１２６ｅ、第６のダイ１０ｆの第２所定数の第６の個別加算画像１２２ｆ、１２４ｆ及び１２６ｆ、第７のダイ１０ｇの第２所定数の第７の個別加算画像１２２ｇ、１２４ｇ及び１２６ｇ、第８のダイ１０ｈの第２所定数の第８の個別加算画像１２２ｈ、１２４ｈ及び１２６ｈ、第９のダイ１０ｉの第２所定数の第９の個別加算画像１２２ｉ、１２４ｉ及び１２６ｉを取得する（Ｓ２１２）。なお、第２所定数は、１以上の整数である。なお上述の通り第２所定数は３としているが、第２所定数はこれに限定されない。
【００５１】
ここで、共通加算画像及び個別加算画像の取得条件は同一であることが、平均画像の作成やフィルタ処理を簡便に行うため好ましい。
【００５２】
次に、制御計算機１１１０は、第１所定数の第１の共通加算画像１２０ａ、第１所定数の第２の共通加算画像１２０ｂ、第１所定数の第３の共通加算画像１２０ｃ、第１所定数の第４の共通加算画像１２０ｄ、第１所定数の第５の共通加算画像１２０ｅ、第１所定数の第６の共通加算画像１２０ｆ、第１所定数の第７の共通加算画像１２０ｇ、第１所定数の第８の共通加算画像１２０ｈ、第１所定数の第９の共通加算画像１２０ｉ、第２所定数の第１の個別加算画像１２２ａ、１２４ａ及び１２６ａを用いて第１の平均画像１４０ａを作成する。同様にして、制御計算機１１１０は、第１所定数の第１乃至第９の共通加算画像及び第２所定数の第２の個別加算画像を用いて第２の平均画像１４０ｂを、第１所定数の第１乃至第９の共通加算画像及び第２所定数の第３の個別加算画像を用いて第３の平均画像１４０ｃを、第１所定数の第１乃至第９の共通加算画像及び第２所定数の第４の個別加算画像を用いて第４の平均画像１４０ｄを、第１所定数の第１乃至第９の共通加算画像及び第２所定数の第５の個別加算画像を用いて第５の平均画像１４０ｅを、第１所定数の第１乃至第９の共通加算画像及び第２所定数の第６の個別加算画像を用いて第６の平均画像１４０ｆを、第１所定数の第１乃至第９の共通加算画像及び第２所定数の第７の個別加算画像を用いて第７の平均画像１４０ｇを、第１所定数の第１乃至第９の共通加算画像及び第２所定数の第８の個別加算画像を用いて第８の平均画像１４０ｈを、第１所定数の第１乃至第９の共通加算画像及び第２所定数の第９の個別加算画像を用いて第９の平均画像１４０ｉを、それぞれ作成する（Ｓ２１４）。なお、平均画像の作成には、すべての共通加算画像及びすべての個別加算画像を用いなくとも、その一部でも良い。
【００５３】
次に、制御計算機１１１０は、第１所定数の第１乃至第９の共通加算画像、又は第１所定数の第１乃至第９の共通加算画像及び第２所定数の第１乃至第９の個別加算画像を用いて、参照画像１６０を作成する（Ｓ２１６）。なお、参照画像１６０の作成には、すべての共通加算画像及びすべての個別加算画像を用いなくとも、その一部でも良い。
【００５４】
次に、制御計算機１１１０は、第１の平均画像１４０ａと参照画像１６０の第１の比較、第２の平均画像１４０ｂと参照画像１６０の第２の比較、第３の平均画像１４０ｃと参照画像１６０の第３の比較、第４の平均画像１４０ｄと参照画像１６０の第５の比較、第５の平均画像１４０ｅと参照画像１６０の第５の比較、第６の平均画像１４０ｆと参照画像１６０の第６の比較、第７の平均画像１４０ｇと参照画像１６０の第７の比較、第８の平均画像１４０ｈと参照画像１６０の第８の比較、及び第９の平均画像１４０ｉと参照画像１６０の第９の比較を行う（Ｓ２１８）。
【００５５】
次に、オペレータは、又は制御計算機１１１０は、第１の比較、第２の比較、第３の比較、第４の比較、第５の比較、第６の比較、第７の比較、第８の比較及び第９の比較により欠陥の有無を判断する（Ｓ２２０）。なお、後日の疑似欠陥の確認等のため、該当部の比較画像や参照画像を記憶装置１０９に保存しても良い（Ｓ２２２）。
【００５６】
本実施形態においても、第１乃至第９のダイは同一の所定パターンを有していることから、各ダイにおいて取得した共通加算画像を用いて、平均画像のノイズ低減に用いることが出来る。
【００５７】
共通加算画像だけでなくまた個別加算画像を用いることにより、検査対象となっているダイが有する欠陥の情報量を増加させる一方で、他のダイが有する欠陥の情報量を相対的に減少させて平均画像を作成することが出来る。よって、平均画像のノイズを低減させつつ、検査対象となっている欠陥を精度良く検出することが可能になる。
【００５８】
平均化画像数が多いほどノイズの低減効果が大きくなる。また、平均化画像数中の第２所定数の割合が大きいほど、欠陥の検出には有利である。ここで、平均化画像数とは、その画像を作成するために用いられた画像の数である。本実施形態の平均画像の平均化画像数は、第１所定数×（検査に用いられたダイの数）＋第２所定数で求められる。上述の第１の平均画像１４０ａの平均化画像数は、１×９＋３＝１２である。ただし、同一の平均化画像数において第２所定数の割合が高くなると、検査のために取得された画像の数が（第１所定数＋第２所定数）×（検査に用いられたダイの数）であるため検査時間が長くなる点に留意する。
【００５９】
ここで、画像のノイズ成分についてさらに記載する。画像のノイズ成分は、１／｛（電流量）＾０．５｝に比例する。すなわち、画像のノイズ成分は、電流量の増加と共に、電流量の平均化効果のため減少する。電流量は、電子ビームの電流値と、電子ビームを照射している時間の積である。
【００６０】
ここで、ｋ枚の画像を平均化して１枚の画像を取得するということは、その１枚の画像取得にｋ倍の時間を費やしているということを意味している。そのため、ｋ枚の画像を平均化した画像のノイズ成分は、１／（ｋ＾０．５）になる。
【００６１】
この効果と同様の効果は、画像の取得条件の変更によって得ることができる。すなわち、共通加算画像又は個別加算画像をｋ枚取得する代わりに、電子ビームの走査速度を１／ｋにする等により画像取得に要する電流量をｋ倍にすると、１枚の共通加算画像又は１枚の個別加算画像であっても、ｋ枚の共通加算画像又は個別加算画像を取得した場合と同様のノイズ低減効果を得ることが可能になる。この方法によれば、ステージの折り返し等の、ステージの移動時間を低減することが可能になる。
【００６２】
なお、電子ビームの走査速度を１／ｋにして画像取得回数を増加させれば、さらにノイズの低減が可能である。
【００６３】
以上、本実施形態の検査方法によれば、効率良くノイズ成分を除去することが出来る検査方法の提供が可能になる。
【００６４】
（第３の実施形態）
本実施形態の検査方法は、参照画像、第１の比較画像、第２の比較画像、第３の比較画像、第１の平均画像、第２の平均画像又は第３の平均画像に、平均化画像数に基づいたシグマ値を有するガウシアンフィルタ処理を行う点で、第１乃至第２の実施形態と異なっている。ここで第１乃至第２の実施形態と重複する点については、記載を省略する。
【００６５】
本実施形態の検査方法における参照画像、取得画像、比較画像及び、平均画像については、フィルタ処理を行うことにより、画像が有するノイズ成分を削減して欠陥判断の精度を向上させることが出来る。特に、平均化画像数に基づいたシグマ（σ）値を有するガウシアンフィルタ処理を行うことが好ましい。ガウシアンフィルタはフィルタの形状が円形でありパターンの斜めの境界部分にボケが生じづらいため、ダイの画像のフィルタ処理に適しているためである。なお、例えば放物線的な形状を有する円形フィルタその他の公知のフィルタも好ましく用いることが出来る。
【００６６】
本実施形態での平均化画像数の一例を示す。第１の取得画像２０ａ及び第１の取得画像２２ａを用いて第１の平均画像４０ａを作成した場合、第１の平均画像４０ａの平均化画像数は２である。また、例えば、第１の取得画像２０ａ、第２の取得画像２０ｂ、第３の取得画像２０ｃ、第４の取得画像２０ｄ、第５の取得画像２０ｅ、第６の取得画像２０ｆ、第７の取得画像２０ｇ、第８の取得画像２０ｈ、第９の取得画像２０ｉを用いて参照画像６０を作成した場合、参照画像６０の平均化画像数は９である。
【００６７】
図６に、本実施形態の平均画像の階調ヒストグラムを示す。各ヒストグラムにおいて横軸は階調値であり、階調値が大きいほど明るいことを意味する。縦軸は、その階調値の発生数である。図６（ａ）は、階調ヒストグラムの平均化画像数依存性である。平均化画像数が２、３又は４の場合は、ヒストグラムには三角関数的な振動を有するノイズ成分が生じている。このノイズ成分は平均化画像数の増加と共に小さくなる。また、発生数は平均化画像数の増加と共に大きくなる。
【００６８】
図６（ｂ）は、ガウシアンフィルタ処理を行った後の階調ヒストグラムである。ここでσ値は１．２である。ガウシアンフィルタ処理を行うことにより、たとえ少ない平均化画像数のヒストグラムであっても、ノイズ成分が大幅に減少していることがわかる。
【００６９】
図６（ａ）と図６（ｂ）のいずれにおいても、階調値が４０付近のピークにおける階調値は、平均化画像数の増加と共に小さくなっている。また、階調値が１００付近のピークにおける階調値は、平均化画像数の増加と共に大きくなっている。そのため、階調値が４０付近のピークと階調値が１００付近のピークの階調値差は、平均化画像数の増加と共に大きくなっている。階調値が４０付近のピークと階調値が１００付近のピークの階調値差は、画像の白黒振幅に対応している。
【００７０】
図６（ｃ）は、ガウシアンフィルタ処理を行った後の階調ヒストグラムの、σ値依存性である。ここで平均化画像数は１６である。σ値の増加と共に、階調値が４０付近のピークにおける階調値は大きくなり、階調値が１００付近のピークにおける階調値は小さくなる。そのため、平均化画像数に基づいてσ値を変化させることにより、上述の白黒振幅幅を調整して、画像の比較の精度を向上させることが可能となる。
【００７１】
特に参照画像の平均化画像数は、比較画像等の平均化画像数に比べて多くすることが出来る。そのため、特に参照画像については、σ値の大きなガウシアンフィルタ処理を行うことにより、ノイズを大幅に減じかつ白黒振幅を元の取得画像に近いものに調整することが出来るため、良質な参照画像を作成することが出来る。なお、ダイの形状やノイズの量等に基づいて、さらにσ値を適切に調整しても良い。
【００７２】
本実施形態の検査方法によれば、さらに効率良くノイズ成分を除去することが出来る検査方法の提供が可能になる。
【００７３】
（第４の実施形態）
本実施形態の検査方法は、第１のダイの、追加所定数の第１の追加加算画像を取得し、第１の共通加算画像及び第２の共通加算画像及び第１の個別加算画像及び第１の追加加算画像を用いて第１の追加平均画像を作成し、第１の追加平均画像と参照画像の追加比較を行い、第１の比較及び追加比較に基づいて第１のダイの第１の欠陥の有無を再判断する点で、第２の実施形態と異なっている。ここで、第１の実施形態及び第２の実施形態と重複する点については記載を省略する。
【００７４】
図７は、本実施形態の検査方法の一部である、追加平均画像の作成について示す模式図である。図８は、本実施形態の検査方法のフローチャートである。
【００７５】
第１のダイ１０ａについて再検査を行う場合、制御計算機１１１０は、第１のダイの、追加所定数の第１の追加加算画像１３０ａ、１３２ａ、１３４ａを取得する（Ｓ２３０）。なお、追加所定数は、１以上の整数である。ここでは追加所定数は３としているが、追加所定数はこれに限定されない。なお、追加加算画像の取得条件は共通加算画像及び個別加算画像の取得条件と同一であることが、平均画像の作成やフィルタ処理を簡便に行うため好ましい。
【００７６】
次に、制御計算機１１１０は、第１所定数の第１の共通加算画像１２０ａ、第１所定数の第２の共通加算画像１２０ｂ、第１所定数の第３の共通加算画像１２０ｃ、第１所定数の第４の共通加算画像１２０ｄ、第１所定数の第５の共通加算画像１２０ｅ、第１所定数の第６の共通加算画像１２０ｆ、第１所定数の第７の共通加算画像１２０ｇ、第１所定数の第８の共通加算画像１２０ｈ、第１所定数の第９の共通加算画像１２０ｉ、第２所定数の第１の個別加算画像１２２ａ、１２４ａ及び１２６ａ、及び追加所定数の第１の追加加算画像１３０ａ、１３２ａ、１３４ａを用いて第１の追加平均画像１４２ａを作成する（図７、Ｓ２３２）。
【００７７】
次に、制御計算機１１１０は、第１の追加平均画像１４２ａと参照画像１６０の追加比較を行う（Ｓ２３４）。
【００７８】
次に、制御計算機１１１０は、第１の比較及び追加比較に基づいて第１のダイ１０ａの第１の欠陥の有無を再判断する（Ｓ２３６）。具体的な再判断手法の一例としては、欠陥を有するか否か疑わしき場所について、第１の比較における反応値と、追加比較における反応値とを比較する。ここで反応値は、最も単純には、追加平均画像の階調値と参照画像の階調値の差分である。例えば、座標（Ｘ，Ｙ）における反応値Ｋx,yは、追加平均画像の階調値Ｃx,yと参照画像の階調値Ｒx,yを用いて以下のように表される。
【００７９】
【数１】
0006758929.tif 000002
【００８０】
また、以下のように、追加平均画像の階調値Ｃx,y及び参照画像の階調値Ｒx,yに、それぞれ座標（Ｘ，Ｙ）周辺の階調値その他を利用して関数ｆｃ又は関数ｆＲで演算処理をおこなった結果の差分を用いると、反応値Ｋx,yは以下のように表される。
【００８１】
【数２】
0006758929.tif 000003
【００８２】
なお、欠陥の種別によって好ましい比較手法は異なる。そのため、欠陥の種別に応じて複数の比較手法を併用しても良い。
【００８３】
欠陥と判断される閾値よりも第１の比較における反応値が大きく、追加比較における反応値が当該閾値より大きい場合には、その欠陥を有するか否か疑わしき場所は欠陥を有すると判断する。一方、追加比較において反応値が当該閾値より小さかったり、あるいは追加比較における反応値が第１の比較における反応値よりも下がったりしていたら、その欠陥を有するか否か疑わしき場所は欠陥を有しないと判断することが出来る。
【００８４】
第１の比較のみでは、ノイズ等のため欠陥を有するか否かが不明な場合がある。そのような場合には、本実施形態の方法により追加加算画像を取得して、ノイズ成分に起因する反応値が追加加算画像のあるなしでどのように変化するかを調べることが有用である。
【００８５】
なお、共通加算画像又は個別加算画像と同様、追加加算画像をｋ枚取得する代わりに、電子ビームの走査速度を１／ｋにする等により画像取得に要する電流量をｋ倍にすると、１枚の追加加算画像であっても、ｋ枚の追加加算画像を取得した場合と同様のノイズ低減効果を得ることが可能になる。
【００８６】
また、電子ビームの走査速度を１／ｋにして画像取得回数を増加させれば、さらにノイズの低減が可能である。
【００８７】
以上、本実施形態の検査方法によれば、効率よくノイズ成分を除去することが出来る検査方法の提供が可能になる。
【００８８】
（第５の実施形態）
本実施形態の検査方法においては、第１のダイの第１の欠陥の有無を判断する前に追加所定数の第１の追加加算画像を取得する点で、第３の実施形態と異なっている。ここで、第１乃至第３の実施形態と重複する点については、記載を省略する。
【００８９】
図９は、本実施形態の検査方法に用いられる検査装置の要部の模式図である。
【００９０】
制御計算機１１１０は、加算画像メモリ１１１０ａを有する。加算画像メモリ１１１０ａは、参照画像用メモリ領域１１１０ｂ、第１の平均画像用メモリ領域１１１０ｃ、第１の追加平均画像用メモリ領域１１１０ｄ等を有する。
【００９１】
本実施形態では、第１のダイ１０ａが検査出来るようにＸＹステージ１１０５上の基板１１０１を固定した状態で、第１所定数の第１の共通加算画像、第２所定数の第１の個別加算画像及び追加所定数の第１の追加加算画像を取得する。第２のダイ１０ｂについても、第２のダイ１０ｂが検査出来るようにＸＹステージ１１０５上の基板１１０１を固定した状態で、第１所定数の第２の共通加算画像及び第２所定数の第２の個別加算画像及び追加所定数の第１の追加加算画像を取得する。同様の作業を各ダイについて行う。
【００９２】
制御計算機１１１０は、参照画像用メモリ領域１１１０ｂに、参照画像１６０を作成するために好ましい共通加算画像及び個別加算画像について、各画像の各位置における階調値を加算して保存する。また、制御計算機１１１０は、第１の平均画像用メモリ領域１１１０ｃに、第１の平均画像１４０ａを作成するために好ましい共通加算画像及び個別加算画像の、各画像の各位置における階調値を加算して保存する。また、制御計算機１１１０は、第１の追加平均画像用メモリ領域１１１０ｄに、第１の追加平均画像１４２ａを作成するために好ましい共通加算画像及び個別加算画像及び追加加算画像の、各画像の各位置における階調値を保存する。他のダイについても同様に処理する。
【００９３】
図９におけるフィルタ処理とは、公知のフィルタ処理をいずれも好ましく用いることが出来る。後述のガウシアンフィルタ処理は好ましく用いられる。加算された階調値でフィルタ処理を行うことにより、加算しない場合よりもフィルタ処理を行う回数が少なくなる等の利点がある。除算処理は、加算された画像の数によって異なる数で階調値を除算する処理である。
【００９４】
欠陥の有無を判断する際には、まず第１の平均画像１４０ａと参照画像１６０の第１の比較を行う。追加比較を行う場合には、第１の比較によって得られた欠陥情報を用いて追加比較を行うことが出来る。ここで欠陥情報とは、第１の比較によって欠陥を有するとされた座標、白欠陥や黒欠陥等の欠陥の種類、等である。
【００９５】
本実施形態では欠陥の有無を判断する前に第１の追加加算画像１３０ａを取得することにより、ＸＹステージを移動させる回数を減少させて画像を取得することが出来る。これにより、さらに検査の効率化を行うことが出来る。
【００９６】
（第６の実施形態）
本実施形態の検査方法は、第１所定数と第２所定数と追加所定数の和は、第１の共通加算画像、第１の個別加算画像及び第１の追加加算画像から選択された２画像の階調差の標準偏差と、所定の許容誤差標準偏差と、に基づいて決定される点で、第４の実施形態と異なっている。ここで、第１乃至第４の実施形態と重複する点については、記載を省略する。
【００９７】
本実施形態では、ある所定のダイについて取得された共通加算画像、個別加算画像及び追加加算画像から、２枚の画像を任意に選択する。次に、上述の２枚の画像（２画像）の階調値の差（階調差）を計算する。この差は、共通加算画像、個別加算画像又は追加加算画像が有するノイズ成分に対応している。一方、所定の許容誤差標準偏差は、評価に用いられるアルゴリズムによって要求の程度が異なる。
【００９８】
ノイズ除去に必要な画像取得回数、すなわち第１所定数と第２所定数と追加所定数の和は、例えば（２画像の階調差の標準偏差／所定の許容誤差標準偏差）＾２という式により好ましく求めることが出来る。
【００９９】
本実施形態の検査方法によれば、ノイズ除去に好ましい回数を超えた画像の取得を抑制することが出来るため、効率良くノイズ成分を除去することが出来る。
【０１００】
（第７の実施形態）
本実施形態の検査方法は、第１所定数と第２所定数と追加所定数の和は、第１の共通加算画像、第１の個別加算画像及び第１の追加加算画像から選択された１枚の所定画像及び上述の所定画像をフィルタ処理して得たフィルタ済所定画像の階調差の標準偏差と、所定の許容誤差標準偏差と、に基づいて決定される点で、第４の実施形態及び第５の実施形態と異なっている。ここで第１乃至第５の実施形態と重複する点については、記載を省略する。
【０１０１】
本実施形態では、まず共通加算画像、個別加算画像及び追加加算画像から、１枚の所定画像を任意に選択する。次に、上述の所定画像にフィルタ処理を行い、フィルタ済所定画像を得る。次に、所定画像とフィルタ済所定画像の階調値の標準偏差と、所定の共用誤差標準偏差に基づいて、第１所定数と第２所定数と追加所定数の和を決定する。例えば、（所定画像とフィルタ済所定画像の階調差の標準偏差／所定の許容誤差標準偏差）＾２という式により、第１所定数と第２所定数と追加所定数の和を決定することができる。
【０１０２】
１枚の画像取得に時間がかかるような検査の場合には、２枚の画像を取得するよりも、１枚の所定画像を取得してその所定画像にフィルタ処理を行ってノイズ除去する方が、容易に第１所定数と第２所定数と追加所定数の和を求めることが出来る。
【０１０３】
本実施形態のフィルタ処理としては、メディアンフィルタ処理が好ましい。メディアンフィルタ処理とは、ｎ×ｎの局所領域における階調値を並べ、階調値の中央値をその局所領域の中央の階調値とする処理である。メディアンフィルタ処理は画像をその局所領域内で動かすことになるので、パターンやダイの検査方法に適したフィルタ処理ではない。しかしメディアンフィルタ処理は、高周波ノイズの除去に適している。そこで本実施形態は、メディアンフィルタ処理を、ノイズ成分測定の基準となる画像を得るという目的で用いるものである。
【０１０４】
本実施形態の検査方法によれば、ノイズ除去に好ましい回数を超えた画像の取得を抑制することにより、効率良くノイズ成分を除去することが出来る。
【０１０５】
以上の説明において、一連の「〜回路」、例えば検出回路１１０６、位置回路１１０７、比較回路１１０８、展開回路１１１１、参照回路１１１２、平均化回路１１１３、ステージ制御回路１１１４、比較画像作成回路１１１５、参照画像作成回路１１１６、判断回路１１１９、レンズ制御回路１１２４、ブランキング制御回路１１２６、偏向制御回路１１２８、個別歪補正回路１１４０、拡大歪補正回路１１４２、階調補正回路１１４６、制御系回路１１６０は、少なくとも１つの電気回路、少なくとも１つのコンピュータ、少なくとも１つのプロセッサ、少なくとも１つの回路基板、或いは、少なくとも１つの半導体装置等といった、少なくとも１つの回路で構成され、実行される。上述の一連の「〜回路」は、上述した少なくとも１つの回路のうちの、同じ回路若しくは同じ回路群で構成されても良い。或いは、上述した少なくとも１つの回路のうちの、違う回路若しくは違う回路群で構成されてもよい。或いは、一連の「〜回路」の一部が、上述した少なくとも１つの回路のうちの、同じ回路若しくは同じ回路群で構成され、残りが、上述した少なくとも１つの回路のうちの、違う回路若しくは違う回路群で構成されてもよい。プロセッサ等を実行させるプログラムは、磁気ディスク装置、磁気テープ装置、ＦＤ、或いはＲＯＭ（リードオンリメモリ）等の記録媒体に記録されればよい。例えば、検出回路１１０６、位置回路１１０７、比較回路１１０８、展開回路１１１１、参照回路１１１２、平均化回路１１１３、ステージ制御回路１１１４、比較画像作成回路１１１５、参照画像作成回路１１１６、判断回路１１１９、レンズ制御回路１１２４、ブランキング制御回路１１２６、偏向制御回路１１２８、個別歪補正回路１１４０、拡大歪補正回路１１４２、階調補正回路１１４６、制御系回路１１６０等は、上述した少なくとも１つの回路で構成されればよい。また、一連の「〜メモリ」及び「〜メモリ領域」、例えば加算画像メモリ１１１０ａ、参照画像用メモリ領域１１１０ｂ、第１の平均画像用メモリ領域１１１０ｃ、第１の追加平均画像用メモリ領域１１１０ｄ、メモリ１１１８、ストライプパターンメモリ１１２３は、例えば磁気ディスク装置、磁気テープ装置、フラッシュメモリ等で構成される。
【０１０６】
また、本実施形態の検査方法は、レーザー光を基板に照射して、その透過像或いは反射像を撮像することにより、光学画像を取得する検査方法においても好ましく用いることが出来る。
【０１０７】
以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。
【０１０８】
また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることが出来る。
【０１０９】
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての検査方法は、本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【０１１０】
１０ａ〜１０ｉ        ダイ
２０ａ〜２０ｉ        取得画像
２２ａ〜２２ｉ        取得画像
３０ａ〜３０ｉ        追加加算画像
４０ａ〜４０ｉ        平均画像
４２ａ〜４２ｉ        追加平均画像
５０ａ〜５０ｉ        比較画像
５２ａ〜５２ｉ        追加比較画像
６０                  参照画像
１２０ａ〜１２０ｉ    共通加算用画像
１２２ａ〜１２２ｉ    個別加算画像
１２４ａ〜１２４ｉ    個別加算画像
１２６ａ〜１２６ｉ    個別加算画像
１３０ａ              追加加算画像
１３２ａ              追加加算画像
１３４ａ              追加加算画像
１４０ａ〜１４０ｉ    平均画像
１４２ａ              追加平均画像
１６０                参照画像
１１００              検査装置
１１０１              基板
１１０２              電子ビームカラム（電子鏡筒）
１１０３              検査室
１１０５              ＸＹステージ
１１０６              検出回路
１１０７              位置回路
１１０８              比較回路
１１０９              記憶装置
１１１０              制御計算機
１１１０ａ            加算画像メモリ
１１１０ｂ            参照画像用メモリ領域
１１１０ｃ            第１の平均画像用メモリ領域
１１１０ｄ            第１の追加平均画像用メモリ領域
１１１１              展開回路
１１１２              参照回路
１１１３              平均化回路
１１１４              ステージ制御回路
１１１５              比較画像作成回路
１１１６              参照画像作成回路
１１１７              モニタ
１１１８              メモリ
１１１９              判断回路
１１２０              バス
１１２２              レーザー測長システム
１１２３              ストライプパターンメモリ
１１２４              レンズ制御回路
１１２６              ブランキング制御回路
１１２８              偏向制御回路
１１４０              個別歪補正回路
１１４２              拡大歪補正回路
１１４６              階調補正回路
１１５０              光学画像取得装置
１１６０              制御系回路
１２００              電子ビーム
１２０１              電子銃
１２０２              照明レンズ
１２０３              成形アパーチャアレイ部材
１２０４              ブランキングアパーチャアレイ
１２０５              縮小レンズ
１２０６              制限アパーチャ部材
１２０７              対物レンズ
１２０８              偏向器
１２１６              ミラー
１２２２              検出器
１２３０              ２次電子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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