(57)【要約】【課題】ダイ比較する画像の位置ずれ検出と補正の精度を向上。【解決手段】複数のパターン１０１が配列された被検査物１３を走査して複数のパターンの画像を取得する画像取得部１１，１２，１４，１５，１６，１７，１８と、取得した画像を記憶する画像記憶部５１，５２と、隣接するパターンの画像の位置情報を検出する位置情報検出部２２と、検出した位置情報に基づいて隣接するパターンの画像の位置の補正量を決定する補正決定部２２と、位置関係を補正した画像を比較するパターン比較部２３，２４とを備えるパターン検査装置であって、位置情報補正部２２は、パターン内の離れた複数箇所の画像の位置情報から補正量を決定する。【選択図】      図８
2004273850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の同一パターンが配列された被検査物を走査して前記複数のパターンの画像を取得し、
隣接する同一パターンの画像の位置情報を検出し、
検出した位置情報に基づいて、隣接する同一パターンの画像の位置関係を補正するための補正量を決定し、
前記補正量に基づいて位置関係を補正した画像を比較する検査方法であって、
前記補正量は、パターン内の互いに離れた複数箇所の画像の位置を含む情報から決定することを特徴とするパターン検査方法。
【請求項２】
請求項１に記載のパターン検査方法であって、
前記離れた複数箇所は、走査するパターン配列の両端に近い部分を含むパターン検査方法。
【請求項３】
請求項１に記載のパターン検査方法であって、
前記画像の位置情報の検出、前記補正量の決定及び前記画像の比較は、後続の比較で用いる前記画像の取得のための走査と並行に行われ、
前記補正量の決定及び前記画像の比較は、前記隣接する２個のパターンの画像の取得が終了した後開始されるパターン検査方法。
【請求項４】
複数の同一パターンが配列された被検査物を走査して前記複数のパターンの画像を取得し、
各列内の同一パターンの画像の位置情報を検出し、
検出した位置情報に基づいて隣接するパターンの画像の位置関係を補正するための補正量を決定し、
前記補正量に基づいて位置関係を補正した画像を比較する検査方法であって、
前記補正量は、前記パターンの配列における各列内の離れた複数のパターンの画像の位置を含む情報から決定することを特徴とするパターン検査方法。
【請求項５】
請求項４に記載のパターン検査方法であって、
前記離れた複数のパターンには、各列の両端に近い部分のパターンが含まれるパターン検査方法。
【請求項６】
請求項１に記載のパターン検査方法であって、
前記位置検出、前記補正量の決定及び前記画像の比較は、後続の比較で用いる前記画像の取得のための走査と並行に行われ、
前記補正量の決定及び前記画像の比較は、各列のパターンの画像の取得が終了した後開始されるパターン検査方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載のパターン検査方法であって、
各パターンは所定のピッチで繰り返されるセルパターンを有し、
各パターン内において隣接する前記セルパターン同士を比較するセル比較が、前記隣接するセルパターンの画像の取得の直後に、後続するセル比較で用いる画像の取得と並行して行われるパターン検査方法。
【請求項８】
複数の同一パターンが配列された被検査物を走査して前記複数のパターンの画像を取得する画像取得部と、
取得した画像を記憶する画像記憶部と、
隣接する同一パターンの画像の位置情報を検出する位置情報検出部と、
検出した位置情報に基づいて隣接する同一パターンの画像の位置関係を補正するための補正量を決定する補正量決定部と、
前記補正量に基づいて位置関係を補正し、補正した画像を比較するパターン比較部とを備える検査装置であって、
前記補正量決定部は、パターン内の互いに離れた複数箇所の画像の位置を含む情報から補正量を決定することを特徴とするパターン検査装置。
【請求項９】
請求項８に記載のパターン検査装置であって、
前記離れた複数箇所は、パターンの走査方向の両端に近い部分を含むパターン検査装置。
【請求項１０】
請求項８に記載のパターン検査方法であって、
前記位置情報検出部による前記画像の位置情報の検出、前記補正量決定部による前記補正量の決定及び前記パターン比較部による前記画像の比較は、前記画像取得部による後続の比較で用いられる前記画像の取得及び画像の記憶と並行に行われ、
前記画像記憶部は、少なくとも２個のパターンの画像を記憶する容量を有し、
前記画像取得部による隣接する２個の画像の取得及び画像の記憶が終了した後、前記補正量決定部及び前記パターン比較部は、前記補正量の決定及び前記画像の比較を開始するパターン検査装置。
【請求項１１】
複数の同一パターンが配列された被検査物を走査して前記複数のパターンの画像を取得する画像取得部と、
取得した画像を記憶する画像記憶部と、
各列内の同一パターンの画像の位置情報を検出する位置情報検出部と、
検出した位置情報に基づいて隣接するパターンの画像の位置関係を補正するための補正量決定部と、
前記補正量に基づいて位置関係を補正し、補正した画像を比較するパターン比較部とを備える検査装置であって、
前記補正決定部は、前記パターンの配列における走査方向の各列内の離れた複数のパターンの画像位置を含む情報から補正量を決定することを特徴とするパターン検査装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のパターン検査装置であって、
前記離れた複数のパターンには、各列の両端に近い部分のパターンが含まれるパターン検査装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載のパターン検査装置であって、
前記位置情報検出部による前記画像の位置情報の検出、前記補正量の決定及び前記パターン比較部による前記画像の比較は、前記画像取得部による後続の比較で用いられる前記画像の取得及び画像の記憶と並行に行われ、
前記画像記憶部は、少なくとも１列のパターンの画像を記憶する容量を有し、
前記画像取得部による各列のパターンの画像の取得及び画像の記憶が終了した後、前記補正量決定部及び前記パターン比較部は、前記補正量の決定及び前記画像の比較を開始するパターン検査装置。
【請求項１４】
請求項８から１３のいずれか１項に記載のパターン検査装置であって、
各パターンは所定のピッチで繰り返されるセルパターンを有し、
各パターン内において隣接する前記セルパターン同士を比較するセル比較部を備え、
前記セル比較部は、前記隣接するセルパターン同士の比較を、前記画像記憶部による直後の比較対象となるセルパターンの画像の取得の後に後続の比較で用いる画像の取得と並行して行うパターン検査装置。
【請求項１５】
所定のピッチで繰り返されるセルパターンを有するパターンが複数個配列された被検査物を走査して前記複数のパターンの画像を取得する画像取得部と、
同一の構成を有するｍ組（ｍは２以上の整数）の処理ユニットとを備え、
各処理ユニットは、
取得した画像を記憶する画像記憶部と、
各列内の同一パターンの画像の位置情報を検出する位置情報検出部と、
検出した位置情報に基づいて隣接する同一パターンの画像の位置関係を補正するための補正量を決定する補正量決定部と、
前記補正量に基づいて位置関係を補正し、補正した画像を比較するパターン比較部と、
各パターン内において隣接する前記セルパターン同士を比較するセル比較部とを備え、
前記ｍ組のそれぞれの処理ユニットは、列毎に、前記画像の取得と記憶、前記セル比較及び前記位置ずれ検出と、前記補正量の決定及び前記パターン比較のいずれかを役割分担して実行し、１回の画像の取得と記憶のつど、その役割分担を交代することを特徴とするパターン検査装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載のパターン検査装置であって、
前記補正量決定部は、前記パターンの配列における走査方向の各列内の離れた複数のパターンの画像の位置を含む情報から補正量を決定するパターン検査装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載のパターン検査装置であって、
前記離れた複数のパターンには、各ダイの両端のパターンが含まれるパターン検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パターン検査方法及び装置に関し、特に半導体チップ（ダイ）を形成した半導体ウエハのように、同一であるべき複数のパターンが規則的に配列された被検査物を走査して複数のパターンの画像を取得し、隣接するパターン同士を比較するパターン検査方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハには多数の同一チップ（ダイ）が規則的に配列するように形成される。半導体デバイスの製造工程では、工程の途中や工程の終了時に、形成されたダイに欠陥が発生していないか検査し、欠陥の発生情報を直ちに製造工程にフィードバックすることにより歩留まりを向上することが行われる。このため、ダイの光学パターンを取り込んでパターンに欠陥が発生しているか検査することが行われる。高解像度の画像を得るため、半導体ウエハの画像を１次元イメージセンサに投影し、半導体ウエハと１次元イメージセンサを相対的に移動して走査することにより半導体ウエハの画像を形成する。図１は、複数のダイ１０１を規則的に配列するように形成した半導体ウエハ１００の画像を得るための走査経路の例を示す図である。図１に示すように、半導体ウエハ１００上には多数の半導体チップ（ダイ）１０１が規則的に配列するように形成されており、走査経路１０２のように走査を行い、半導体ウエハ１００の全面の画像を取得する。なお、この走査経路では、ある列のダイの下側部分を右側に走査した後同じ列のダイの上側部分を左側に走査しているが、ある列のダイの下側部分を右側に走査した後次の列の下側部分を左側に走査するなどの変形例もあり得る。
【０００３】
図２は、より詳細に走査の状況を説明する図である。この例では、１列のダイ１０１の画像を４回の走査１０２−１〜１０２−４で取得している。例えば、メモリの場合には、各ダイ１０１は、図示のように、周辺回路部１１１とセル部１１２を有する。周辺回路部１１１はランダムなパターンであり、セル部１１２においては同一のセルパターンが所定のピッチで繰り返されている。
【０００４】
パターンの欠陥を見つける検査方法は、取得した各ダイのパターンを基準パターンと比較することにより行う場合もあるが、現在一般に使用されているのは隣接するダイの対応するパターンを比較して、２つのパターンが一致した場合には欠陥がなく、不一致の場合にはどちらかのダイに欠陥があると判定する方法である。上記のように、比較する２つのパターンは同一であるべきであり、欠陥は稀にしか発生しないので、このような検査方法が可能である。
【０００５】
図３は、上記のような同一のパターンが規則的に配列されている場合の欠陥検査の方法を説明する図である。２個のダイのパターン同士の１回の比較をシングルディテクションと呼ぶ。シングルディテクションでは不一致の場合にはどちらかのダイに欠陥があるか判定できない。そこで、図３の（Ａ）に示すように、隣接するダイの間で順次比較を行い、両側のダイと２回比較を行う。これをダブルディテクションと呼ぶ。ダブルディテクションで、同じ部分が両側のダイと不一致であると判定された時には、そのダイに欠陥があることが分かる。例えば、図３の（Ａ）に示すように、ダイ１０１−１とダイ１０１−２の比較を行い、ある部分で２つの画像データの差が閾値より大きくなり不一致が発生し、次のダイ１０１−２とダイ１０１−３の比較を行い、同じ部分で不一致が発生するとダイ１０１−２のその部分に欠陥があると判定される。以下同様に、ダイ１０１−３とダイ１０１−４の比較という具合に順次隣接するダイの間で比較を行う。
【０００６】
図２に示したように、周辺回路部１１１はランダムなパターンであるが、セル部１１２においては同一のセルパターンが所定のピッチで繰り返されている。そこで、周辺回路部１１１の検査は上記の隣接するダイ間での比較を行うダイ比較を行うが、セル部１１２においてはセルパターンの繰返し周期Ｐで画像を分割して、隣接するセルパターン間で順次比較を行うダブルディテクションにより検査を行う。これをセル比較という。図３の（Ｂ）はセル比較を説明する図であり、セルパターンはピッチＰで繰り返されており、セルパターン１２１−１とセルパターン１２１−２の比較、セルパターン１２１−２とセルパターン１２１−３の比較という具合に隣接するセルパターン間で順次比較を行う。セル比較は、ダイ比較に比べて距離の近いパターン同士を比較するため、ウエハの色むらや画像の位置ずれによるノイズの影響を受けにくく、高い検出感度が得られる利点がある。そのため、セルパターンが繰り返されるセル部ではセル比較で検査を行い、それ以外の周辺回路部ではダイ比較で検査を行うのが望ましい。
【０００７】
パターン同士を比較する場合、比較する位置が一致していることが要求される。セル比較は１個のダイのパターン内で行われ、しかも比較するセルパターン同士が近いためセルパターンの繰返しピッチが分かれば容易に比較する２つのセルパターンの位置を一致させることが可能である。具体的には、セル部においてピッチＰ離れた画像を順次比較すればよい。
【０００８】
これに対して、ダイ比較では、比較するのがダイ同士である。ダイはステッパなどによりパターンが露光されるので、その配列の精度はステッパなどにおける移動機構の移動精度及び処理によるウエハの歪みなどに関係し、ある程度の誤差が不可避である。そのため、ダイ比較を行う場合には、比較するパターンが一致するように位置ずれを検出して補正した上で比較を行う。
【０００９】
図３の（Ｃ）は、従来の位置ずれ検出・補正処理を説明する図である。ダイ比較を行う場合、走査幅と走査方向の所定の長さで規定される画像領域をフレームと呼び、フレーム毎に比較を行うのが一般的である。図３の（Ｃ）において、参照番号１−Ｆ１、１−Ｆ２は第１のダイのフレームを示し、２−Ｆ１、２−Ｆ２は第２のダイの対応するフレームを示す。ダイ比較はフレーム単位で行われ、位置ずれ検出・補正処理もフレーム単位で行われる。具体的にはフレーム内のある部分について２つのパターンの差がもっとも小さくなるように一方のパターンを移動し、その移動量が位置ずれであり、比較する場合にはその移動量分移動させた画像と比較する。いずれにしろ、従来例においては、位置ずれ検出・補正処理は、ダイ比較を行う部分についてその直前に行われていた。
【００１０】
図４は、半導体ウエハの従来のパターン検査装置（外観検査装置：インスペクションマシン）におけるダイ比較検査を行うための内部構成を示す図である。後述するように、このような構成はコンピュータによる画像処理ユニットとして実現されるのが一般的である。以下簡単にこのダイ比較検査を行うための構成と動作を説明する。
【００１１】
被検査物（ウエハ）１３は、ＸＹθステージ１１により移動（Ｘ方向、Ｙ方向）及び回転調整（θ）可能なチャック１２に保持されている。ランプ１７からの光をビームスプリッタ１６とチューブレンズ１５と光学式顕微鏡１４とを介してウエハ１３の照射し、反射像を光学式顕微鏡１４とチューブレンズ１５とビームスプリッタ１６を介してＴＤＩカメラ１８に投影する。なお、ＴＤＩカメラは明るさを向上して走査速度を向上するために使用されるが、その替わりに通常の１次元ＣＣＤカメラを使用する場合もある。以上のように構成された画像取得部において、ＸＹθステージ１１によりウエハ１３を走査方向に一定速度で移動し、移動速度に応じたサイクルでＴＤＩカメラ１８から画像信号を発生する。発生された画像信号はＡ／Ｄ変換器１９で多値の画像データに変換される。
【００１２】
画像データは、画像取込部２０により、１ダイ分の画像データを一時記憶する画像遅延メモリ２１と、隣接する２つのダイの画像データの差を演算する差分検出部２３と、２つ画像データの位置を補正する自動画像アライメント部（ＡＰ処理部）２２とに送られる。
【００１３】
画像遅延メモリ２１では、１ダイ分の画像データを一時記憶し、ＡＰ処理部２２が次のダイの画像データを取り込むのに同期して記憶した画像データを１ダイ分遅延させて出力する。ＡＰ処理部２２では、画像取込部２０から送られるダイ（第２ダイ）の画像データと画像遅延メモリ２１から送られる１個前のダイ（第１ダイ）の画像データ、すなわち隣接した２個のダイの画像データの対応する同一部分（同一フレーム）の画像の位置ずれを、フレーム単位毎に検出する。
【００１４】
差分検出部２３では、ＡＰ処理部２２で得られた位置ずれ情報を基に第１ダイと第２ダイの画像データに対して位置合わせを行い、対応する画素間でグレイレベルの比較を行い、グレイレベル差画像を生成する。
【００１５】
欠陥判定部２４では、差分検出部２３で生成されたグレイレベル差画像に対して、あらかじめ設定された閾値を超えるグレイレベル差を持つ画素を欠陥候補と認識する。この時点では、シングルディテクションであるため、欠陥候補が第１のダイあるいは第２のダイのどちらのダイ上に存在しているかが特定できないので、欠陥候補と認識された画素の位置を２値で示すシングル欠陥候補画像を一時的に内部に保持し、ある時間遅れてから始まる第３のダイのイメージ取込が始まると、上記と同様な比較を第２ダイと第３ダイ間でも繰り返して同様な２値のシングル欠陥候補画像を得て、保持されている第１ダイと第２ダイ間のシングル欠陥候補画像と照らし合わせる（ダブルディテクション）。ここで、一定の許容距離内に欠陥候補が存在する場合、この画素に対応する部分が第２ダイ上に存在する欠陥として欠陥候補記憶部２５に保存される。
【００１６】
図４のパターン検査装置は、演算回路で実現することも可能であるが、一般にはプロセッサとメモリを使用し、ソフトウエアで制御される演算処理ユニット（コンピュータ）として実現される。図５は、演算処理ユニットのハードウエア構成を示す図である。図示のように、演算処理ユニット３０は、画像取り込み部２０とメモリ３１とプロセッサ３４を有する。メモリ３１は、画像データを記憶する画像メモリ３２と欠陥情報を記憶する欠陥情報メモリ３３を有し、更にプロセッサ３４が演算作業を行うためのワーキングメモリなどを備える。画像メモリ３２は、少なくとも１ダイ分の画像データを記憶する容量が必要であり、実際にはこれに加えて数フレーム分のメモリ容量が必要である。プロセッサは、画像取込部２０からの画像データとそれに対応する画像メモリ３２内の１個前のダイの画像データをフレーム単位で読み出して、位置合せ、差分演算及び差分の閾値との判定を行う。画像取込部２０からの画像データは、画像メモリ３２に順次上書きされる。
【００１７】
セル比較を行う構成は、図４のダイ比較を行う構成とほとんど同じであり、異なる点は画像遅延メモリは１個のセルパターンを記憶できればよいので容量が小さい点と、位置合わせ調整を行わないのでＡＰ処理部２２が必要ない点である。図５のような構成でダイ比較部とセル比較部を実現する場合には、メモリは共通に使用できる。
【００１８】
図６の（Ａ）は、図４のパターン検査装置を使用してダイ比較を行う場合の各部の処理の関係を示す従来例のタイムチャートである。図示のように、ここでは、１走査中に４個のダイが存在する例を示している。この例では、１走査中に第２及び第３のダイのみダブルディテクションが行われるため、第２及び第３ダイからは欠陥が検出できるが、第１及び第４ダイからは欠陥ができない。走査の両端のダイについてダブルディテクションを行う方法は各種提案されており、例えば、両端のダイと２個離れたダイを比較する方法や、両端のダイ同士を比較する方法がある。また、次の走査で次の列のダイの同じ部分を逆方向に走査するのであれば、次の列の端のダイと比較する方法があるが、この場合は記憶した画像データを逆方向に読み出せることが必要である。
【００１９】
図６の（Ａ）に示すように、画像取込は１回の走査において、同一の列に含まれる端のダイから反対側の端のダイまで連続的に行われる。位置ずれの検出及び補正とダイ比較は画像取込に対して１ダイ分遅れて開始され、最終端のダイの画像取込が終了した後遅れて終了する。すなわち、第１ダイの画像取込が終了し、第２ダイの画像取込が開始されると位置ずれの検出及び補正とダイ比較が開始される。なお、セル比較を別に行う場合には、セル部分についてはダイ比較を行う必要はないので、プロセッサの演算速度が十分に大きい場合には、ダイ比較中にセル部の画像データが取り込まれる間処理が休止される場合がある。
【００２０】
図６の（Ｂ）は、セル比較を行う場合の各部の処理の関係を示す従来例のタイムチャートである。セル比較は、各ダイの画像取込中に、１個のセルパターン分遅れて開始され、最終端のセルパターンの画像取込が終了した後遅れて終了する。従って、セル比較は、各ダイにおいて、画像取込が終了する時点には終了する。
【００２１】
従来は、ダイ比較とセル比較は、演算能力の関係で同時に行うのが難しいため、１枚のウエハに対してダイ比較検査とセル比較検査を実施する場合には、まずウエハ全面の走査を行ってダイ比較での検査を行った後、ウエハ全面の走査を行ってセル比較での検査を行っていた。そのため、ウエハ全面の走査を２回行う必要があり、検査時間が長くなるという問題があった。
【００２２】
特許第３１８７８２７号公報は、ダイ比較回路とセル比較回路を有し、画像をダイ比較部分とセル比較部分に区分けして、それぞれの部分を対応する回路で別々に比較検査するパターン検査方法および装置を開示している。図７は、特許第３１８７８２７号公報に開示された方法および装置における処理のタイムチャートである。図示のように、各ダイの画像を取り込みながらセル比較を行い、位置ずれ補正とダイ比較は、１ダイ分遅れて開始され、列の最終端のダイの画像取込が終了した後ある程度の時間を経過して終了する。なお、１回の走査でダイ比較回路とセル比較回路を行うパターン検査装置を図５のように十分な処理能力のプロセッサとメモリで構成する場合の各処理のタイムチャートも図７と同じである。
【００２３】
【特許文献１】
特許第３１８７８２７号公報（全体）
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
図３の（Ｃ）を参照して説明したように、従来はダイ比較を行う２つの画像の位置ずれの検出及び補正は、フレーム単位で行われていた。フレームの走査方向の幅は数百画素であり、ダイの幅に比べれば数百分の一の大きさである。これは特許第３１８７８２７号公報に開示された技術でも同じである。ダイ比較はフレーム単位で行われるので比較する２つの画像がフレーム内で一致すればよいので、このような位置ずれ検出と補正で基本的には問題はない。
【００２５】
しかし、ダイの画像には色むらなどのダイ毎の画像を変動させる各種の要因やパターンが少ない場合には位置ずれの検出が難しいという問題があり、極端な場合には欠陥が発生している部分でも位置ずれの検出とその検出結果に基づいた補正が行われることになり、正確な位置ずれの検出と補正が行えないという問題が生じる。従来は、現在のダイと直前のダイの２つのパターンを重ねて一致度を調べるが、十分な一致度が得られない場合には、例えば、前のフレームのパターンの位置ずれデータを使用して補正するということが行われていたが、前のフレームは近接しており、同じような色むらなどがあると考えられるので、位置ずれ検出と補正を十分な精度で行えないという問題があった。位置ずれ補正が不充分であると、欠陥のない部分でも２つの画像の差分が増加し、逆に欠陥部分では差分が小さくなるため欠陥の検出精度が低下するという問題が生じる。このように位置ずれ検出と補正の精度は、ダイ比較を行う上で非常に重要である。
【００２６】
本発明は、ダイ比較する画像の位置ずれ検出と補正の精度を向上したパターン検査方法及び装置の実現を目的とする。また、ダイ比較する画像の位置ずれ検出と補正の精度を向上した上で、ダイ比較とセル比較の両方を効率よく行えるパターン検査方法及び装置の実現を目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を実現するため、本発明の第１の態様のパターン検査方法及び装置は、ダイ比較する画像の位置ずれ補正量を、ダイ（パターン）内の離れた複数箇所の画像の位置情報から決定することを特徴とする。例えば、離れた複数箇所は、ダイ内の走査するパターン配列の両端に近い部分であり、検査を終えていない部分も含まれる。
【００２８】
すなわち、本発明の第１の態様のパターン検査方法は、複数の同一パターンが配列された被検査物を走査して画像を取得し、隣接する同一パターンの画像の位置情報を検出し、検出した位置情報に基づいて隣接する同一パターンの画像の位置関係を補正する補正量を決定し、この補正量に基づいて位置関係を補正すると共に補正した画像を比較するパターン検査方法であって、前記補正量は、パターン内の互いに離れた複数箇所の画像の位置情報から決定することを特徴とする。
【００２９】
また、本発明の第１の態様のパターン検査装置は、複数の同一パターンが配列された被検査物を走査して前記画像を取得する画像取得部と、取得した画像を記憶する画像記憶部と、隣接する同一パターンの画像の位置情報を検出する位置情報検出部と、検出した位置情報に基づいて隣接する同一パターンの画像の位置関係の補正量を決定する補正量決定部と、補正量に基づいて位置関係を補正した画像を比較するパターン比較部とを備える検査装置であって、前記補正量決定部は、パターン内の互いに離れた複数箇所の画像の位置情報から補正量を決定することを特徴とする。
【００３０】
各ダイは通常共通のマスクにより露光されるので、比較する２つのダイは同じパターンを有し、２つのダイの画像に位置ずれがある場合、ダイ内のすべての部分は同じようにずれていると考えられる。従って、本発明の第１の態様のように、ダイ（パターン）内の複数箇所の画像の位置情報（位置ずれ情報）から補正量を決定すれば、より高精度な位置ずれ補正が可能になる。
【００３１】
例えば、ダイの一方の端の部分の位置ずれと他方の端の位置ずれを検出し、その変化量を算出すれば、その間の部分さらにはその外側の部分も位置ずれは同じ変化量で変化すると考えられ、内挿又は外挿法によりすべての部分の位置ずれが算出できる。しかも、離れている２箇所でのずれを算出しているので、変化量の算出精度が向上する。例えば、１００フレームで５画素のずれであるとすると、１フレーム当たりのずれは０．０５画素であり、従来のようにフレーム間だけで位置ずれを検出したのではこのずれを検出するのは難しいが、本発明では０．０５画素のずれがあるとして補正することも可能である。
【００３２】
また、ある部分の色むらが大きい場合には、その部分のデータは位置ずれ検出に使用しなくても、ダイ全体の位置ずれを高精度に検出できる。
【００３３】
更に、位置ずれはダイ全体で同じであると考えられるので、少なくとも２箇所の位置ずれデータがあればダイ全体での位置ずれが算出できると考えられるので、フレーム毎に位置ずれを検出する必要はなく、位置ずれを検出する箇所を従来例に比べて大幅に低減できるので、その分演算の負荷が低減できる。
【００３４】
本発明の第１の態様では、位置ずれ補正量を決定して比較が開始できるのは、比較する２つのダイ（パターン）の全画像が取り込まれた後であり、一方のダイの画像は２ダイ分、他方のダイの画像は１ダイ分遅延することが必要である。従って、隣接するパターンの位置関係の補正及び画像の比較は、隣接する２個のパターンの画像の取得が終了した後開始される。
【００３５】
本発明の第２の態様のパターン検査方法及び装置は、ダイ比較する画像の位置ずれを補正する補正量を、ダイの配列における走査方向の各列内の離れた複数のダイの画像の位置情報から決定することを特徴とする。例えば、離れた複数のダイは、各列検査を終えていない部分を含む両側のダイである。
【００３６】
すなわち、本発明の第２の態様のパターン検査方法は、複数のパターンが配列された被検査物を走査して画像を取得し、各列内のパターンの画像の位置情報を検出し、検出した位置情報に基づいて隣接するパターンの画像の位置関係を補正する補正量を決定し、決定した補正量に基づいて位置関係を補正した画像を比較するパターン検査方法であって、前記補正量は、前記パターンの配列における走査方向の各列内の離れた複数のパターンの画像の位置情報から決定することを特徴とする。
【００３７】
また、本発明の第２の態様のパターン検査装置は、複数のパターンが配列された被検査物を走査して画像を取得する画像取得部と、取得した画像を記憶する画像記憶部と、各列内のパターンの画像の位置情報を検出する位置情報検出部と、検出した位置情報に基づいて隣接するパターンの画像位置の補正量を決定する補正量決定部と、決定した補正量に基づいて位置関係を補正した画像を比較するパターン比較部とを備えるパターン検査装置であって、前記補正量決定部は、前記パターンの配列における走査方向の各列内の離れた複数のパターンの画像の位置情報から補正量を決定することを特徴とする。
【００３８】
各ダイはステッパなどにより露光位置をシフトされながら露光される。ステッパなどの露光装置の移動機構は非常に高精度であり、ウエハ上で各ダイは規則的に配列するように形成されている。パターン検査装置の移動機構も非常に高精度であり、パターン検査装置の移動機構の座標でウエハ上のダイの配列位置を見ると、座標を線型（リニア）に変型したと考えることが可能である。従って、本発明の第２の態様のように、列内の離れた複数のダイ（パターン）の画像の相対位置の情報（位置ずれ情報）から補正量を決定すれば、より高精度な位置ずれ補正が可能になる。
【００３９】
例えば、列の一方の端のダイの位置と他方の端のダイの位置を検出し、その変化量を算出すれば、その間のダイさらにはその外側のダイも位置ずれは同じ変化量で変化すると考えられ、内挿又は外挿法によりすべてのダイの位置ずれが算出できる。しかも、離れている２つのダイのずれを算出しているので、変化量の算出精度が向上する。
【００４０】
本発明の第２の態様では、位置ずれ補正量を決定して比較が開始できるのは、列のダイ（パターン）の全画像が取り込まれた後であり、ダイの画像は１列分遅延することが必要である。
【００４１】
なお、セル比較も行う場合には、セル比較は、各ダイ（パターン）内において隣接するセルパターンの画像の取得の直後に後続の比較で用いられる画像の取得と並行して行われる。
【００４２】
本発明の第３の態様のパターン検査装置は、第２の態様のパターン検査方法を行う装置であり、２つの処理ユニットを有し、２つの処理ユニットは、列毎に、画像の記憶、セル比較及び位置ずれ検出と、位置関係の補正及びパターン比較とを交互に行うことを特徴とする。
【００４３】
すなわち、本発明の第３の態様のパターン検査装置は、所定のピッチで繰り返されるセルパターンを有するパターンが複数個配列された被検査物を走査して画像を取得する画像取得部と、同一の構成を有する第１及び第２の処理ユニットとを備え、各処理ユニットは、取得した画像を記憶する画像記憶部と、各列内のパターンの画像の位置情報を検出する位置情報検出部と、検出した位置情報に基づいて隣接するパターンの画像位置の関係を補正する補正量を決定する補正量決定部と、決定した補正量に基づいて位置関係を補正した画像を比較するパターン比較部と、各パターン内において隣接する前記セルパターン同士を比較するセル比較部とを備え、前記第１の処理ユニット及び前記第２の処理ユニットは、列毎に、前記画像の記憶、前記セル比較及び前記位置ずれ検出と、前記補正量の決定及び前記パターン比較とを交互に行うことを特徴とする。
【００４４】
本発明の第３の態様のパターン検査装置は、第２の態様のパターン検査方法を行えると共に、同一構成の処理ユニットを有するので、実用的に構成が簡単であり、低コストで実現できる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
図８は、本発明の第１実施例のパターン検査装置（半導体ウエハの外観検査装置）のダイ比較処理部の構成を示す図である。図４の従来の装置と比較して明らかなように、画像遅延メモリ２１の替わりに、第１画像遅延メモリ５１と第２画像遅延メモリ５２が設けられている点、及びＡＰ処理部２２が第１画像遅延メモリ５１と第２画像遅延メモリ５２に記憶された２ダイ分の画像に基づいて位置ずれ検出を行い、離れた複数箇所の位置ずれデータに基づいて補正量を算出する点が異なる。第１画像遅延メモリ５１は画像を少なくとも２ダイ分の容量を有し、第２画像遅延メモリ５２は少なくとも１ダイ分の容量を有し、いずれも容量分書き込まれた後は順次重ね書きされる。なお、図８の構成は、図５に示した処理ユニットで実現され、プロセッサの処理能力が十分であれば画像メモリ３２は少なくとも２ダイ分の容量を有し、画像取込部２０からの書き込みとプロセッサ３４によるアクセスが並行して行えることが望ましい。なお、第１実施例のパターン検査装置においては、セル比較も並行して行われ、ここでは図示していないが、従来と同様の構成のセル比較処理部が別途設けられている。
【００４６】
図９は、第１実施例のパターン検査装置における各部の処理の関係を示すタイムチャートである。図示のように、走査中に順次各ダイの画像を取り込んで記憶し、セル比較処理部では２つのセルパターンが揃うと順次セル比較を行う。従って、各ダイのセル比較は各ダイの画像取込が終了すると共に終了している。第１列の第１ダイ１−１の画像取込（第１ダイの走査）が終了し、第２ダイ１−２の画像取込（第２ダイの走査）が開始されると、第１ダイ１−１と第２ダイ１−２の間の位置ずれの検出をフレーム毎に順次開始し、第２ダイ１−２の画像取込（第２ダイの走査）が終了するとフレーム間での位置ずれ検出が終了している。この時、第２ダイ１−２のセル比較も終了している。
【００４７】
次に、第１列の第３ダイ１−３の画像取込（第３ダイの走査）が開始されると、検出した第１ダイ１−１と第２ダイ１−２の間のすべてのフレームでの位置ずれから、第１ダイ１−１と第２ダイ１−２の間の位置ずれ補正量を決定し、この補正量分の補正を行いダイ比較を行う。この例では、ダイ比較を行うのに要する時間は１ダイの走査時間より短く、第３ダイ１−３の画像取込が終了した時点では第１ダイ１−１と第２ダイ１−２の間のダイ比較は終了している。なお、第３ダイ１−３の画像取込が終了した時点では、第３ダイ１−３のセル比較及び第２ダイ１−２と第３ダイ１−３の間の位置ずれ検出は終了している。
【００４８】
以上のような処理を順次行い、第１の走査が終了すると、その列の最後のダイ（ここでは第４ダイ１−４）の画像取込、セル比較及び位置ずれ検出が終了しており、次の列の最初のダイ（ここでは２列目の第１ダイ２−１）の走査が終了すると、１列目の最後から２番目のダイ（第３ダイ１−３）と最後のダイ（第４ダイ１−４）の間のダイ比較が終了する。なお、図２のような走査であれば、次の列は逆方向に走査される。なお、両端のダイについてはダブルディテクションが行えないので、前述のような処理を別途行う。
【００４９】
図１０は、第１実施例におけるＡＰ処理部２２における位置ずれの検出を説明する図である。比較する２つのダイ１０１−１と１０１−２の画像をフレーム毎に比較してフレーム毎の位置ずれを検出する。例えば、まず第１ダイ１０１−１のフレーム１−Ｆ１と第２ダイ１０１−２のフレーム２−Ｆ１内のパターンを比較して位置ずれＰＦ１を検出し、以下第１ダイ１０１−１のフレーム１−Ｆ２と第２ダイ１０１−２のフレーム２−Ｆ２という具合に、２つのダイ１０１−１と１０１−２の残りのすべてのフレームの位置ずれＰＦ２、ＰＦ３、…、ＰＦｎ（ｎはフレーム数）を検出する。そして、すべてのフレームの位置ずれＰＦ１、ＰＦ２、ＰＦ３、…、ＰＦｎをフレームの位置に応じてプロットし、最小二乗法で位置ずれを示す直線の式を算出する。位置ずれ量は、Ｘ方向とＹ方向の２方向について求める。補正量は、上記の式に従ってフレーム毎にその位置に応じて算出する。
【００５０】
差分検出部２３は、フレーム毎に算出された補正量だけ一方の画像位置を補正して位置合わせ補正した後、画素毎に差分を検出する。以下、従来例と同様に、欠陥判定部２４は差分が閾値以上であるか判定し、閾値以上である場合に欠陥情報記憶部２５に欠陥候補として記憶する。
【００５１】
ダイ比較とセル比較により欠陥候補と判定された画素は欠陥情報データベース２６に記憶される。
【００５２】
位置ずれの検出及び補正については各種の変型例が考えられる。例えば、第１実施例では、すべてのフレームの位置ずれＰＦ１、ＰＦ２、ＰＦ３、…、ＰＦｎを位置ずれ補正量の算出に利用したが、一致具合の高いフレームの位置ずれ量のみを利用することも可能である。各フレームの位置ずれ量を算出する場合には、一方の画像を移動して一致具合を算出し、一致具合が最大になる移動量を位置ずれとするが、２つの画像に色ムラによる差がある場合や欠陥などがある場合には一致具合が低下する。このような一致具合の低いフレームの位置ずれ量を補正量の算出から除くことにより、補正の精度が向上する。
【００５３】
また、フレームによっては位置ずれ検出に使用できるパターンが少ない場合があり、そのような場合には位置ずれ量の検出精度が低下するので、パターンが少ないフレームの位置ずれ量を補正量の算出から除くことにより、補正の精度が向上する。
【００５４】
更に、他のフレームの位置ずれ量と大きく異なるフレームの位置ずれ量は、補正量の算出から除くことが望ましい。
【００５５】
更に、各ダイは、ステッパなどにより同一のマスクのパターンが露光され、更にパターン検査装置のステージの移動機構も高精度であるので、取得した２つのダイの画像の位置ずれはダイ全体で同じであると考えられる。すなわち、一方のダイ全体を平行移動及び回転した位置関係にあると考えられ、２つの画像は線型座標変換を行った関係にあると考えられるので、少なくとも２箇所の位置ずれデータがあればダイ全体での位置ずれが算出できる。そこで、第１実施例のようにすべてのフレーム毎に位置ずれを検出する必要はなく、例えばパターンの多い複数のフレームで位置ずれを検出し、それらから全体の位置ずれを算出して、各フレーム毎の補正量を算出することも可能である。これにより、位置ずれの検出に要する演算を大幅に低減することが可能になる。
【００５６】
次に、本発明の第２実施例のパターン検査装置を説明する。第２実施例のパターン検査装置のダイ比較処理部は、図８に示した第１実施例の装置と類似の構成を有し、第１画像遅延メモリ５１と第２画像遅延メモリ５２が少なくとも走査幅内の１列分、つまり複数のダイの画像を記憶できる容量を有し、ＡＰ処理部２２は隣接するダイ間の画像の位置ずれ検出を第１実施例と同様に行うと共に、更にダイの配列における走査方向の各列内の離れた複数のダイの画像の相対位置を含む情報から補正量を決定する点が異なる。なお、第２実施例のパターン検査装置にもセル比較処理部が設けられており、その構成は第１実施例（すなわち従来例）と同じである。
【００５７】
図１１は、第２実施例のＡＰ処理部２２における補正量の決定処理を説明する図である。図１１において、参照番号１０１−１から１０１−ｎは１列内のダイ又はその画像を示す。第１実施例と同様に、隣接するダイの画像間でダイの複数箇所について位置ずれ量ＰＤ１−２からＰＤ（ｎ−１）−ｎが検出される。第２実施例では、更に１番目と３番目のダイ間位置ずれ量ＰＤ１−３や、１番目と最後のｎ番目のダイ間位置ずれ量ＰＤ１−ｎなど隣接しないダイの間の位置ずれ量が検出され、これらを利用して１列内のダイの位置ずれ補正量を決定する。隣接しないダイの間の位置ずれ量は、隣接するダイ間の位置ずれ量ＰＤ１−２からＰＤ（ｎ−１）−ｎから求めることも可能であるが、隣接しないダイの間のパターンを比較して位置ずれを検出することも可能である。
【００５８】
各ダイはステッパなどにより露光位置をシフトされながら露光される。ステッパなどの露光装置の移動機構は非常に高精度であり、ウエハ上で各ダイは規則的に配列するように形成されている。パターン検査装置の移動機構も非常に高精度であり、パターン検査装置の移動機構の座標でウエハ上のダイの配列位置を見ると、座標を線型（リニア）に変型したと考えることが可能である。従って、第２実施例のように、列内の離れた複数のダイ（パターン）の画像の相対位置の情報（位置ずれ情報）から補正量を決定すれば、より高精度な位置ずれ補正が可能になる。
【００５９】
図１２は、第２実施例のパターン検査装置における各部の処理の関係を示すタイムチャートである。図示のように、走査中に順次各ダイの画像を取り込んで記憶し、セル部では２つのセルパターンが揃うと順次セル比較を行う。従って、各ダイのセル比較は各ダイの画像取込が終了すると共に終了している。第１列の第１ダイ１−１の画像取込（第１ダイの走査）が終了し、第２ダイ１−２の画像取込（第２ダイの走査）が開始されると、第１ダイ１−１と第２ダイ１−２の間の位置ずれの検出をフレーム毎に順次開始し、第２ダイ１−２の画像取込（第２ダイの走査）が終了するとフレーム間での位置ずれ検出が終了している。この時、第２ダイ１−２のセル比較も終了している。このような処理を繰返し、第１列の４個のダイの画像の取込、セル比較、および３番目と４番目のダイ間の位置ずれが検出される。
【００６０】
そして、第１列の３番目と４番目のダイ間の位置ずれが検出されると同時に、第１列の隣接していないダイ間の位置ずれ量も含めた位置ずれ量に基づいて第１列におけるダイ間の位置ずれ補正量が決定され、その後補正量に基づいて補正を行った上で、第１列のダイについてダイ比較が行われる。
【００６１】
第１列の４個のダイの画像の取込及びセル比較が終了すると、第２列のダイ２−１から２−４について上記と同じように画像の取込、セル比較及び隣接するダイ間の位置ずれ量の検出が開始される。従って、第１列の位置ずれ補正量の決定とダイ比較は、第２列のダイの画像の取込、セル比較及び隣接するダイ間の位置ずれ量の検出と並行して行われることになる。この例では、１列のすべてのダイのダイ比較処理は、１列のダイの画像取込を行う間に終了する。
【００６２】
第２実施例では、１列のすべてのダイのダイ比較処理は、次の１列のダイの画像取込を行う間に終了するとした。これは、処理ユニットが、少なくとも１列のダイの画像の取込、セル比較、位置ずれ検出、補正量決定およびダイ比較を、１列のダイの走査中に行えることが必要である。第３実施例は、処理ユニットの処理能力が十分でなく、このような要求を満たせない場合に適したパターン検査装置である。
【００６３】
図１３は、本発明の第３実施例のパターン検査装置の構成を示す図である。図１３に示すように、第３実施例の検査装置は、画像取得部及びＡ／Ｄ変換器１９までは第１及び第２実施例と同じ構成を有し、２つの処理ユニット３０Ａ、３０Ｂを有する点が異なる。処理ユニット３０Ａ、３０Ｂは、同一の構成を有し、列毎に、画像の記憶、セル比較及び位置ずれ検出と、位置関係の補正及びパターン比較とを交互に行う。各処理ユニットは、ハードウエアでも実現できるが、図５に示したようなプロセッサとメモリにより実現できる。
【００６４】
Ａ／Ｄ変換器１９からの画像データは、画像取込部３１により、走査情報データベース５０に記憶された周辺回路部とセル部を示す情報に基づいて、セル部の画像データはセル比較画像遅延メモリ３２に、周辺回路部の画像データ又は全画像データはダイ比較画像遅延メモリ３６及び画像データ格納部４０に記憶される。処理ユニット３０Ａの画像取込部３１は例えば奇数番目の列のダイの画像データを取り込み、処理ユニット３０Ｂの画像取込部３１は偶数番目の列のダイの画像データを取り込む。
【００６５】
まずセル比較処理について説明する。セル比較差分検出部３３は、画像取込部３１からのセル部の画像データと、セル比較画像遅延メモリ３２で１セルパターン周期分遅延された画像データとを同期して読み込み、これら２つの画像の対応する画素間でグレイレベルの比較を行い、グレイレベル差画像を作成する。セル比較判定部３４は、セル比較差分検出部３３で検出されたグレイレベル差画像に対して、あらかじめ設定された閾値を超えるグレイレベル差を持つ画素を欠陥候補と認識する。検出された欠陥候補情報は、セル比較情報記憶部３５に送られる。この段階ではシングルディテクションであるため、検出された欠陥が比較されたセルのうち、どちらのセルに欠陥が存在しているか分からないが、その跡継続して同様に行われる各セル間での比較結果を連続するセル間に重ね合わせることによりダブルディテクションによる欠陥検査が行われ、検出された欠陥情報は欠陥情報データベースに保存される。
【００６６】
次にダイ比較処理の位置ずれ検出と補正について説明する。ダイ比較画像遅延メモリ３６では、１ダイ分の画像を一時記憶し、タイミングを１ダイ分遅延させてからＡＰ検出部３７に画像を送る。ＡＰ検出部３７は、ダイ比較画像遅延メモリ３６で１ダイ分遅延された画像と、画像取込部３１からの画像データを同期して読み込み、これら２つの画像の位置ずれ量を求め、ＡＰデータ格納部３８に保存する。ＡＰデータ格納部３８は、１列の隣接ダイ間の位置ずれ量を記憶する。ＡＰデータ補正部３９は、ＡＰデータ格納部３８に保存されている１列の位置ずれ量データのうち信頼性が低く位置ずれの検出に失敗していると思われるデータを、近傍のより信頼性の高いデータで補正し、１列全体の位置ずれ補正量を決定する。
【００６７】
次にダイ比較処理について説明する。ダイ比較差分検出部４１は、画像データ格納部４０から隣接する２ダイの画像を読み出し、ＡＰデータ補正部３９で決定した位置ずれ補正量に基づいて２つの画像の位置合わせを行った後、対応する画素間でグレイレベルの比較を行いグレイレベル差画像を作成する。ダイ比較欠陥判定部４２は、ダイ比較差分検出部４１で検出されたグレイレベル差画像に対して、あらかじめ設定された閾値を超えるグレイレベル差を持つ画素を欠陥候補として認識する。この場合の閾値はセル比較処理の閾値より大きくし、不必要に欠陥を検出しないようにすることが望ましい。検出された欠陥候補情報はダイ比較欠陥情報記憶部４３に送られて記憶される。この場合もシングルディテクションであるので、同様にダブルディテクションによる検査を行い同じ箇所に欠陥が存在する場合に欠陥として認識して欠陥情報データベース２６に保存する。
【００６８】
図１４は、第３実施例のパターン検査装置における各部の動作を示すタイムチャートである。図示のように、第１走査では、第１処理ユニット３０Ａにおいて、その列内の各ダイについて、セル比較画像遅延メモリ３２、ダイ比較画像遅延メモリ３６及び画像データ格納部４０に画像を取り込む画像取込処理と、セル比較に関係する部分（セル比較画像遅延メモリ３２、セル比較差分検出部３３、セル比較欠陥判定部３４及びセル比較欠陥情報記憶部３５）がセル比較処理を行い、ダイ比較のための位置ずれ検出に関係する部分（ダイ比較画像遅延メモリ３６、ＡＰ検出部３７及びＡＰデータ格納部３８）が位置ずれ検出処理を行う。この間、第１ユニット３０ＡのＡＰデータ補正部３９及びダイ比較に関係する部分（画像データ格納部４０、ダイ比較差分検出部４１、ダイ比較欠陥判定部４２及びダイ比較欠陥情報記憶部４３）は、何も動作を行わずに待機する。更に、第２処理ユニット３０Ｂの各部も何も動作を行わずに待機する。
【００６９】
次に、逆方向に走査する第２走査が行われると、第１処理ユニット３０ＡのＡＰデータ補正部３９が第１走査における位置ずれ補正量を決定し、それに応じてダイ比較に関係する部分がダイ比較を行う。同時に、第２処理ユニット３０Ｂのセル比較画像遅延メモリ３２、ダイ比較画像遅延メモリ３６及び画像データ格納部４０に画像を取り込む画像取込処理と、セル比較に関係する部分がセル比較処理を行い、ダイ比較のための位置ずれ検出に関係する部分が位置ずれ検出処理を行う。
【００７０】
以下、奇数番目の走査では、第１処理ユニット３０Ａは、走査中の部分について画像取込処理、セル比較処理及び位置ずれ検出処理を行い、第２処理ユニット３０Ｂは、前に走査された部分について、位置ずれ補正量の決定処理とダイ比較処理を行う。偶数番目の走査では、第１処理ユニット３０Ａは、前に走査された部分について、位置ずれ補正量の決定処理とダイ比較処理を行い、第２処理ユニット３０Ｂは、走査中の部分について画像取込処理、セル比較処理及び位置ずれ検出処理を行う。
【００７１】
最終の走査が終了すると、最終走査の画像を取り込んだ処理ユニットが、位置ずれ補正量の決定処理とダイ比較処理を行い、全検査を終了する。
【００７２】
第３実施例では、画像取込処理とダイ比較のための補正量決定とダイ比較に要する時間がほぼ同じであるとしているが、ダイ比較には多くの演算が必要であり、画像取込処理より処理時間が長くなる場合があり得る。すなわち、ある列の画像取込処理・セル比較処理・位置ずれ検出処理が終了しても、前の列のダイ比較のための補正量の決定とダイ比較処理が終了しない場合があり得る。このような場合には、３台以上の処理ユニットを設けて、これらのユニットを順番に繰返し使用して処理を行えばよい。
【００７３】
第３実施例では、各処理ユニットがそれぞれ画像データ格納部を有し、ダイ比較のための各列の画像データは各処理ユニットに記憶された。そのため、最終列の処理においては、その列の画像データを取り込んだ処理ユニットが最後まで処理を行う必要があり、他の処理ユニットは処理を終了して空き状態でも最終列の画像データの処理を行うことはできなかった。上記のように、ダイ比較処理が画像取込処理より処理時間が長くなる場合、３台以上の処理ユニットを設けて、順繰りに処理を行っても、すべての処理が終了するには、最終列の画像の取込（最終列の走査）が終了した後かなりの時間を要することになるという問題を生じる。第４実施例ではこのような問題を解決する。
【００７４】
図１５は、本発明の第４実施例のパターン検査装置の構成を示す図である。図示のように、第４実施例のパターン検査装置は、複数のプロセッサ３４−１，３４−２，３４−３とメモリで実現する。図示のように、画像メモリ３２は、複数のメモリユニット３２−１、３２−２，…，３２−Ｎから構成されており、各メモリはすべてのプロセッサから自由にアクセスできる共有メモリである。また、欠陥候補を記憶するメモリ３３も各プロセッサからアクセスできる。Ａ／Ｄ変換器１９からの画像データは、画像取込部２０により画像メモリ３２の複数のメモリユニット３２−１、３２−２，…，３２−Ｎに順次記憶され、最後のメモリユニットに記憶した後は、最初のメモリユニットに戻って順次上書きして記憶する。この場合、上書きする時点では前に記憶されている画像データの処理がすべて終了していることが必要であり、この点を考慮してメモリ容量を決定する。各プロセッサは、空き状態に応じて順次処理を分担する。
【００７５】
図１６は、ダイ比較のための補正量の決定とダイ比較処理に要する時間が、画像取込処理・セル比較処理・位置ずれ検出処理に要する時間より長く、その２倍よりは短い場合を例とした第４実施例における処理を示すタイムチャートである。
【００７６】
初めは、第１列の画像取込処理が行われて第１画像メモリユニット３２−１に記憶されると同時に、第１プロセッサ３４−１が第１画像メモリユニット３２−１の画像データに基づいて第１列のセル比較処理及び位置ずれ検出処理Ｃ１を行う。その完了と同時に、第１プロセッサ３４−１と第３プロセッサ３４−３が第１画像メモリユニット３２−１の画像データに基づいてダイ比較のための補正量の決定とダイ比較を行う。例えば、第１プロセッサ３４−１は第１列の前半のダイの比較処理Ｄ１Ｆを行い、第３プロセッサ３４−３は第１列の後半のダイの比較処理Ｄ１Ｒを行うという具合に処理を分担する。
【００７７】
第１列の画像取込処理が終了して第１列のダイ比較が開始されると第２列の画像取込処理が開始され、第２画像メモリユニット３２−２に記憶されると同時に、第２プロセッサ３４−２が第２画像メモリユニット３２−２の画像データに基づいて第２列のセル比較処理及び位置ずれ検出処理Ｃ２を行う。すなわち、処理Ｃ２、Ｄ１Ｆ及びＤ１Ｒは並行して行われる。
【００７８】
第２列の画像取込処理が終了すると同時に、第２プロセッサ３４−２と第１プロセッサ３４−１が第２画像メモリユニット３２−２の画像データに基づいてダイ比較のための補正量の決定とダイ比較を行う。例えば、第２プロセッサ３４−２は第２列の前半のダイの比較処理Ｄ２Ｆを行い、第１プロセッサ３４−１は第２列の後半のダイの比較処理Ｄ２Ｒを行うという具合に処理を分担する。
【００７９】
第２列の画像取込処理が終了して第２列のダイ比較が開始されると第３列の画像取込処理が開始され、第３画像メモリユニット３２−２に記憶されると同時に、第３プロセッサ３４−３が第３画像メモリユニット３２−３の画像データに基づいて第３列のセル比較処理及び位置ずれ検出処理Ｃ３を行う。すなわち、処理Ｃ３、Ｄ２Ｆ及びＤ２Ｒは並行して行われる。
【００８０】
以降は、上記の処理を繰り返す。最終の列については、最終列の画像取込処理が開始され、あるプロセッサが最終列のセル比較処理及び位置ずれ検出処理Ｃ３を行う。そして、最終列の画像取込処理が終了すると、そのプロセッサと別の１つのプロセッサが、最終列のダイ比較処理を分担して行う。
【００８１】
以上、３個のプロセッサを使用する例を説明したが、ダイ比較のための補正量の決定とダイ比較処理に要する時間が、画像取込処理、すなわち１列を走査するのに要する時間のｍ倍であれば、ｍ＋１個のプロセッサを用いて、画像取込処理が行われるつど、セル比較処理、位置ずれ検出処理、補正量決定処理及びダイ比較処理を各プロセッサで適宜分担して行えばよい。
【００８２】
以上本発明の実施例を説明したが、本発明には各種の変形例が可能である。例えば、これまでの説明では、位置の補正は比較する画像の相対位置について行なうが、ウエハあるいはダイの特定箇所を原点とする絶対座標で行うことも可能である。また、第１実施例において、図１５に示したような複数のプロセッサを設けて処理を分担して行うことも可能である。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ダイ比較する画像の位置ずれ検出と補正の精度を向上することができ、パターン検査方法及び装置の検出精度を向上できる。更に、検出精度を向上した上で、ダイ比較とセル比較の両方を効率よく行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】半導体ウエハ上のチップ（ダイ）のパターンを取り込んで検査するための走査経路の例を示す図である。
【図２】ウエハ上のダイを走査する様子をより詳しく示す図である。
【図３】ダイ比較、セル比較及びダイ比較のための従来例の位置ずれの検出と補正を説明する図である。
【図４】従来のパターン検査装置の構成を示す図である。
【図５】処理ユニットをプロセッサとメモリで実現する場合の構成を示す図である。
【図６】従来のパターン検査装置におけるダイ比較検査とセル比較検査時の各部の動作を示すタイムチャートである。
【図７】公知例に開示されたダイ比較検査とセル比較検査を別々の回路で行う構成における各部の動作を示すタイムチャートである。
【図８】本発明の第１実施例のパターン検査装置のダイ比較部の構成を示す図である。
【図９】第１実施例のパターン検査装置における各部の動作を示すタイムチャートである。
【図１０】第１実施例のパターン検査装置における位置ずれ検出を説明する図である。
【図１１】本発明の第２実施例のパターン検査装置における位置ずれ検出を説明する図である。
【図１２】第２実施例のパターン検査装置における各部の動作を示すタイムチャートである。
【図１３】本発明の第３実施例のパターン検査装置の構成を示す図である。
【図１４】第３実施例のパターン検査装置における各部の動作を示すタイムチャートである。
【図１５】本発明の第４実施例のパターン検査装置の構成を示す図である。
【図１６】第４実施例のパターン検査装置における各部の動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１３…被検査物（半導体ウエハ）
１４…対物レンズ
１８…ＴＤＩカメラ
１９…Ａ／Ｄ変換器
２０…画像取込部
２２…ＡＰ処理部
２３…差分検出部
２４…欠陥判定部
２５…欠陥情報記憶部
５１…第１画像遅延メモリ
５２…第２画像遅延メモリ
【図１】
2004273850.tif 000003
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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