(57)【要約】【課題】  被検査パターンが撮像装置の解像限界を超えて検査画像のコントラストが低下した場合において、実在する欠陥を表した真欠陥と、バックグラウンドノイズにより発生した疑似欠陥と、を区別することが可能な画像欠陥検査装置、外観検査装置及び画像欠陥検査方法を提供する。【解決手段】  ２つの被検査画像のグレイレベル差信号から検出した欠陥が、真欠陥及び疑似欠陥のいずれであるかを、検出に使用した元の被検査画像のグレイレベル値信号のＳＮ比に応じて判別する。【選択図】      図５
2007003459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの被検査画像の対応する部分のグレイレベル差を検出して、検出した前記グレイレベル差を所定の第１閾値と比較して、前記グレイレベル差が前記第１閾値より大きい場合に欠陥として検出する画像欠陥検査装置であって、
前記欠陥の検出に使用される前記被検査画像に含まれるグレイレベル信号のＳＮ比が、所定の第２閾値よりも小さい場合に、該欠陥を疑似欠陥であると判別する疑似欠陥判別部を備えることを特徴とする画像欠陥検査装置。
【請求項２】
前記疑似欠陥判別部は、前記被検査画像に現れるグレイレベル信号のピーク部の周囲の信号強度の平均値又は中間値をノイズ強度として前記ＳＮ比を求めることを特徴とする請求項１に記載の画像欠陥検査装置。
【請求項３】
前記疑似欠陥判別部は、前記被検査画像に存在する繰り返しパターンの反復方向と直交する方向に沿ったグレイレベル信号の変化について、前記ＳＮ比を求めることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像欠陥検査装置。
【請求項４】
前記被検査画像に存在する繰り返しパターンの方向性を検出する方向性検出部を、さらに備えることを特徴とする請求項３に記載の画像欠陥検査装置。
【請求項５】
前記疑似欠陥判別部を第１の疑似欠陥判定部として、
検出された前記欠陥が所定の大きさ以上であり、かつ前記グレイレベル差が所定値以上であるとき、該欠陥を真欠陥であると判定する第２の疑似欠陥判定部を、さらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像欠陥検査装置。
【請求項６】
前記疑似欠陥判別部は、検出された前記欠陥のうち、その大きさが所定の大きさ未満でありかつ前記グレイレベル差が所定値未満である欠陥について、疑似欠陥であるか真欠陥であるかを判別することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像欠陥検査装置。
【請求項７】
半導体ウエハ上に形成された半導体回路パターンの欠陥を検出する外観検査装置であって、
前記半導体ウエハ上の前記半導体回路パターンの画像を生成する撮像手段と、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像欠陥検査装置と、を備え、
前記画像欠陥検査装置が、前記半導体回路パターンの欠陥を検出することを特徴とする外観検査装置。
【請求項８】
２つの被検査画像の対応する部分のグレイレベル差を検出して、検出した前記グレイレベル差を所定の第１閾値と比較して、前記グレイレベル差が前記第１閾値より大きい場合に欠陥として検出する画像欠陥検査方法であって、
前記欠陥の検出に使用される前記被検査画像に含まれるグレイレベル信号のＳＮ比が、所定の第２閾値よりも小さい場合に、該欠陥を疑似欠陥であると判別することを特徴とする画像欠陥検査方法。
【請求項９】
前記被検査画像に現れるグレイレベル信号のピーク部の周囲の信号強度の平均値又は中間値をノイズ強度として前記ＳＮ比を求めることを特徴とする請求項８に記載の画像欠陥検査方法。
【請求項１０】
前記被検査画像に存在する繰り返しパターンの反復方向と直交する方向に沿ったグレイレベル信号の変化について、前記ＳＮ比を求めることを特徴とする請求項８又は９に記載の画像欠陥検査方法。
【請求項１１】
前記被検査画像に存在する繰り返しパターンの方向性を検出することを特徴とする請求項１０に記載の画像欠陥検査方法。
【請求項１２】
検出された前記欠陥が所定の大きさ以上であり、かつ前記グレイレベル差が所定値以上であるとき、該欠陥を真欠陥であると判定することを特徴とする請求項８〜１１のいずれか一項に記載の画像欠陥検査方法。
【請求項１３】
検出された前記欠陥のうち、その大きさが所定の大きさ未満でありかつ前記グレイレベル差が所定値未満である欠陥について、疑似欠陥であるか真欠陥であるかを判別することを特徴とする請求項８〜１１のいずれか一項に記載の画像欠陥検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対応する信号の差を検出し、検出した差を閾値と比較して、差が閾値より大きい場合に、欠陥であると判定する欠陥検査方法及び装置に関し、特に２つの画像の対応する部分のグレイレベル差を検出し、検出したグレイレベル差を閾値と比較して、グレイレベル差が閾値より大きい場合に、欠陥であると判定する画像欠陥検査装置及び方法、及びそのような方法により半導体ウエハ上に形成された半導体回路パターンの欠陥を検出する外観検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、同一であるべき２つの画像の対応する部分を比較して、差が大きな部分を欠陥と判定する画像処理方法及び装置を対象とする。ここでは半導体製造工程で半導体ウエハ上に形成した半導体回路パターンの欠陥を検出する外観検査装置（インスペクションマシン）を例として説明を行なうが、本発明はこれに限定されるものではない。一般の外観検査装置は、対象表面を垂直方向から照明してその反射光の像を捕らえる明視野検査装置であるが、照明光を直接捕らえない暗視野検査装置も使用されている。暗視野検査装置の場合、対象表面を斜め方向又は垂直方向から照明して正反射は検出しないようにセンサを配置し、照明光の照射位置を順次走査することにより対象表面の暗視野像を得る。従って、暗視野装置ではイメージセンサを使用しない場合もあるが、これも当然発明の対象である。このように、本発明は、同一であるべき２つの画像（信号）の対応する部分を比較して、差が大きな部分を欠陥と判定する画像処理方法及び装置であれば、どのような方法及び装置にも適用可能である。
【０００３】
半導体製造工程では、半導体ウエハ上に多数のチップ（ダイ）を形成する。各ダイには何層にも渡ってパターンが形成される。完成したダイは、プローバとテスタにより電気的な検査が行われ、不良ダイは組み立て工程から除かれる。半導体製造工程では、歩留まりが非常に重要であり、上記の電気的な検査の結果は製造工程にフィードバックされて各工程の管理に使用される。しかし、半導体製造工程は多数の工程で形成されており、製造を開始してから電気的な検査が行われるまで非常に長時間を要するため、電気的な検査により工程に不具合があることが判明した時には既に多数のウエハは処理の途中であり、検査の結果を歩留まりの向上に十分に生かすことができない。そこで、途中の工程で形成したパターンを検査して欠陥も検出するパターン欠陥検査が行われる。全工程のうちの複数の工程でパターン欠陥検査を行なえば、前の検査の後で発生した欠陥を検出することができ、検査結果を迅速に工程管理に反映することができる。
【０００４】
図１に、本特許出願の出願人が、特願２００３−１８８２０９（下記特許文献１）にて提案する外観検査装置のブロック図を示す。図示するように、２次元又は３次元方向に自在に移動可能なステージ１の上面に試料台（チャックステージ）２が設けられている。この試料台の上に、検査対象となる半導体ウエハ３を載置して固定する。ステージの上部には１次元又は２次元のＣＣＤカメラなどを用いて構成される撮像装置４が設けられており、撮像装置４は半導体ウエハ３上に形成されたパターンの画像信号を発生させる。
【０００５】
図２に示すように、半導体ウエハ３上には、複数のダイ３Ａが、Ｘ方向とＹ方向にそれぞれ繰返し、マトリクス状に配列されている。各ダイには同じパターンが形成されるので、隣接するダイの対応する部分の画像を比較するのが一般的である。両方のダイに欠陥がなければグレイレベル差は閾値より小さいが、一方に欠陥があればグレイレベル差は閾値より大きくなる（シングルディテクション）。これではどちらのダイに欠陥があるか分からないので、更に異なる側に隣接するダイとの比較を行ない、同じ部分のグレイレベル差が閾値より大きくなればそのダイに欠陥があることが分かる（ダブルディテクション）。
【０００６】
撮像装置４は１次元のＣＣＤカメラを備え、カメラが半導体ウエハ３に対してＸ方向又はＹ方向に一定速度で相対的に移動（スキャン）するようにステージ１を移動する。画像信号は多値のディジタル信号（グレイレベル信号）に変換された後、差分検出部６に入力されると共に、信号記憶部５に記憶される。スキャンにより隣のダイのグレイレベル信号が生成されると、それに同期して信号記憶部５に記憶された前のダイのグレイレベル信号を読み出し、差分検出部６に入力する。実際には微小な位置合わせ処理などが行われるがここでは詳しい説明は省略する。
【０００７】
差分検出部６には隣接する２個のダイのグレイレベル信号が入力され、２つのグレイレベル信号の差（グレイレベル差）が演算されて検出閾値計算部７と欠陥検出部８に出力される。
ここでは、差分検出部６は、グレイレベル差の絶対値を算出し、それをグレイレベル差として出力する。検出閾値計算部７は、グレイレベル差から検出閾値を決定し、欠陥検出部８に出力する。欠陥検出部８は、グレイレベル差を決定された閾値と比較し、欠陥かどうかを判定する。半導体パターンは、メモリセル部、論理回路部、配線部、アナログ回路部などのパターンの種類に応じてノイズレベルが異なるのが一般的である。半導体パターンの部分と種類の対応関係は設計データにより分かる。そこで、例えば、検出閾値計算部７は部分毎に閾値決定処理を行って閾値を決定し、欠陥検出部８は部分毎に決定された閾値で判定を行なう。
【０００８】
次に、差分検出部６に入力される、２個のダイのグレイレベル信号の様子を図３の（Ａ）〜図３の（Ｅ）を参照して説明する。いま図３の（Ａ）は、差分検出部６に対比される２個のダイのうちの一方である検査画像を示し、図３の（Ｂ）は、他方である参照画像を示す。いま、図３の（Ａ）に示す検査画像には欠陥９０が存在しているものとする。
【０００９】
図３の（Ｃ）及び（Ｄ）には、それぞれ図３の（Ａ）及び（Ｂ）に示される矢印に沿って作成されるＸ方向に関するグレイレベル値のプロファイルを示す。図３の（Ｃ）及び（Ｄ）に示すＸ方向プロファイルは、それぞれ検査画像及び参照画像においてそれぞれのダイ内の同じＹ方向位置に直線上に存在する画素のグレイレベル信号の変化を示し、したがって差分検出部６では、これらプロファイルの同じＸ方向位置に対応するグレイレベル信号同士を比較してグレイレベル差信号を出力する。このグレイレベル差信号を図３の（Ｅ）に示す。
また図３の（Ｃ）に示す検査画像のプロファイルには、欠陥９０を撮像したピーク部９１と、バックグラウンドノイズ９２及び９３を含んでおり、図３の（Ｄ）に示す参照画像のプロファイルにもバックグラウンドノイズを含んでいるものとする。
【００１０】
検査画像（図３の（Ａ））のコントラストが十分高く、欠陥９０が明瞭に撮像されていれば、検査画像と参照画像にバックグラウンドノイズが含まれていても、図３の（Ｅ）に示すとおり欠陥部分のグレイレベル差はそれ以外の部分と比較して大きくなり、これを閾値ＧＬ１を用いて検出すれば欠陥検出が行われる。
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−１７７３９７号公報
【特許文献２】特開平４−１０７９４６号公報
【特許文献３】特許第２９９６２６３号公報
【特許文献４】特開２００２−２２４２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところが、半導体回路パターンのデザインルールの著しい微細化に伴い、現在では回路パターンの大きさが、半導体回路用の外観検査装置で使用される撮像装置の解像限界を超えつつある。撮像装置の解像限界よりも小さい回路パターンを撮像すると、その撮像画像の輪郭がぼやけてコントラストが低下する。
図４の（Ａ）に、撮像装置の解像限界を超えた場合の検査画像のグレイレベル信号のプロファイルを示す。検査画像のプロファイル信号には欠陥部分を撮像したピーク部分９１とバックグラウンドノイズの山部９５と、を含んでおり図示するとおりコントラスト低下のためにその差が小さくなっている場合を想定する。
【００１３】
図４の（Ｂ）は、図４の（Ａ）と対比される参照画像のグレイレベル信号のプロファイルを示す図であり、図４の（Ｃ）は、図４の（Ａ）と図４の（Ｂ）の差信号であるグレイレベル差信号を示す図である。ここで、図４の（Ｂ）に示す参照画像には、図４の（Ａ）に示す検査画像のバックグラウンドノイズの山部９５に対応する位置に谷部９６が生じた場合を考える。
図４の（Ｃ）に示すグレイレベル差信号では、山部９５に対応する部分の強度が、谷部９６の影響によって元のグレイレベル値信号とあまり変わらずにその値を維持するために、真欠陥を示すピーク部９１のグレイレベル差信号の強度に近くなる。したがって、コントラストが低下した撮像画像同士のグレイレベル差信号を作成すると、真欠陥部分９１との強度差が殆どない疑似欠陥部分９５が多く発生する。
【００１４】
このような現象のために、検査画像と参照画像との差画像である欠陥画像から欠陥を検出する従来の画像欠陥検査方法では、被検査パターンが撮像装置の解像限界を超えてコントラストが低下した状況において、バックグラウンドノイズにより発生した疑似欠陥を真欠陥と区別するための検出閾値の設定が極端に難しくなるという問題を抱えている。
【００１５】
上記問題点に鑑みて、本発明では被検査パターンが撮像装置の解像限界を超えて検査画像のコントラストが低下した場合において、実在する欠陥を表した真欠陥と、バックグラウンドノイズにより発生した疑似欠陥と、を区別することが可能な画像欠陥検査装置、外観検査装置及び画像欠陥検査方法を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述した従来の画像欠陥検査方法の欠点は、検査画像と参照画像との差分画像である欠陥画像においては、検査画像及び参照画像に含まれるバックグラウンドノイズが重ね合わされるために、元の検査画像又は参照画像で見れば欠陥部分とノイズ成分との強度差があるにもかかわらず、欠陥画像の上では真欠陥と疑似欠陥との信号強度差が低下することに起因する。
そこで本発明では、２つの被検査画像のグレイレベル差信号から検出した欠陥が、真欠陥及び疑似欠陥のいずれであるかを、検出に使用した元の被検査画像のグレイレベル値信号のＳＮ比に応じて判別する。
【００１７】
すなわち、本発明の第１形態に係る画像欠陥検査装置によれば、２つの被検査画像の対応する部分のグレイレベル差を検出して、検出したグレイレベル差を所定の第１閾値と比較して、グレイレベル差が第１閾値より大きい場合に欠陥として検出する画像欠陥検査装置であって、欠陥の検出に使用される被検査画像に含まれるグレイレベル信号のＳＮ比が、所定の第２閾値よりも小さい場合に、欠陥を疑似欠陥であると判別する疑似欠陥判別部を備える画像欠陥検査装置が提供される。
【００１８】
また、本発明の第２形態に係る画像欠陥検査方法によれば、２つの被検査画像の対応する部分のグレイレベル差を検出して、検出したグレイレベル差を所定の第１閾値と比較して、グレイレベル差が第１閾値より大きい場合に欠陥として検出する画像欠陥検査方法であって、欠陥の検出に使用される被検査画像に含まれるグレイレベル信号のＳＮ比が、所定の第２閾値よりも小さい場合に、この欠陥を疑似欠陥であると判別する画像欠陥検査方法が提供される。
【００１９】
さらに、本発明の第３形態に係る外観検査装置によれば、半導体ウエハ上に形成された半導体回路パターンの欠陥を検出する外観検査装置であって、半導体ウエハ上の半導体回路パターンの画像を生成する撮像手段と、上記本発明の第１形態に係る画像欠陥検査装置と、を備え、この画像欠陥検査装置が半導体回路パターンの欠陥を検出する外観検査装置が提供される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によって、欠陥検出の検出閾値を下げて検出感度を上げることによって疑似欠陥が発生しても、真欠陥との判別が可能となるため、従来の外観検査装置に比べて高感度に検出閾値を設定でき、感度の高い欠陥検出が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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５は、本発明の実施例による半導体回路用の外観検査装置のブロック図である。図５に示す外観検査装置は、図１を参照して説明した従来の外観検査装置に類似する構成を有しており、したがって同一の構成要素には同じ参照符号を付して示し、説明を省略する。
【００２２】
外観検査装置は、欠陥検出部８が隣接する２個のダイの撮像画像を比較したグレイレベル差信号を所定の第１閾値ＧＬ１と比較することにより検出した各欠陥について、この欠陥の検出に使用された撮像画像に含まれるグレイレベル信号のＳＮ比が、所定の第２閾値よりも小さい場合に、この欠陥を疑似欠陥であると判別する疑似欠陥判別部１１と、差分検出部６、検出閾値計算部７及び欠陥検出部８が欠陥を検出する間、この欠陥検出に使用される元の撮像画像を記憶して疑似欠陥判定部１１に供する画像記憶部１２と、欠陥検出部８が検出した欠陥のうち所定の条件を満たすものだけを選別して疑似欠陥判別部１１に判別させる欠陥選別部１３と、疑似欠陥判定部１１に供される撮像画像に存在する繰り返しパターンの方向性を検出して疑似欠陥判定部１１に通知する方向性検出部１４と、を備える。
【００２３】
以下、図６に示す本発明の実施例による画像欠陥検査方法のフローチャートにしたがって、本発明の実施例による外観検査装置の動作方法を説明する。
まずステップＳ１では、撮像装置４が半導体ウエハ３上を撮像して、その撮像画像であるグレイレベル信号が信号記憶部５に記憶される。ステージ１が移動することにより撮像装置４が半導体ウエハ３に対して相対的に移動（スキャン）し、隣のダイのグレイレベル信号が生成されると、それに同期して信号記憶部５に記憶された前のダイのグレイレベル信号を読み出し、差分検出部６に入力する。
【００２４】
ステップＳ２において、差分検出部６は隣接する２個のダイのグレイレベル信号の差であるグレイレベル差信号を算出して検出閾値計算部７と欠陥検出部８に出力する。
ステップＳ３において、検出閾値計算部７は、グレイレベル差から検出閾値（第１閾値）を決定し、欠陥検出部８に出力する。欠陥検出部８は、グレイレベル差を決定された第１閾値と比較し、欠陥かどうかを判定する。そして欠陥を検出した場合には、その欠陥についての欠陥情報（当該欠陥の位置、大きさ、種類、グレイレベル差など）を出力する。
【００２５】
ステップＳ４において、欠陥選別部１３は、欠陥検出部８が検出したそれぞれの欠陥について、後段の疑似欠陥判定部１１による判定をする必要があるか、それとも疑似欠陥判定部１１による判定を待つまでもなく真欠陥であるかを、それぞれの欠陥情報に基づいて選別する。例えば欠陥選別部１３は、欠陥検出部８が検出した欠陥のグレイレベル差が所定のグレイレベル差ＧＬ２以上であるか、または欠陥の大きさが所定の大きさＳピクセル数以上であるときには当該欠陥は真欠陥であるとの真偽情報を生成及び出力して疑似欠陥判定部１１による真偽判定を禁止する（ステップＳ５）。反対に、検出された欠陥のグレイレベル差が所定のグレイレベル差ＧＬ２より小さく、かつ欠陥の大きさが所定の大きさＳピクセル未満である場合には、疑似欠陥判定部１１に当該欠陥の真偽判別を実行させる。
【００２６】
ステップＳ４における判断の結果、検出された欠陥が真欠陥でないと判定された場合には、疑似欠陥判定部１１による欠陥の真偽判定を行う。疑似欠陥判定部１１は、画像記憶部１２に保持されていた、検出された欠陥部分とその周辺部分を含む元の撮像画像に含まれるグレイレベル値信号のＳＮ比に基づいて検出された欠陥の真偽判定を行う。
すなわち、撮像画像に真欠陥があるとすれば、そのグレイレベル値信号には真欠陥を撮像した部分にピークとなる部分があるためＳＮ比は大きくなり、逆に疑似欠陥であった場合には、そのグレイレベル値信号にはノイズ成分しかないのでＳＮ比は低くなる。したがって疑似欠陥判定部１１は、このＳＮ比の大小に応じて欠陥の真偽判別を行う。
【００２７】
ここで、撮像画像に含まれるパターンを横切る方向においてグレイレベル値信号の強度変化のＳＮ比を算出すると、パターン自身の明暗差によってＳＮ比が大きくなってしまうので、撮像画像に含まれるパターンに方向性があることが分かっている場合には、このパターンに沿ってグレイレベル値信号の強度変化のＳＮ比を求めることにより、パターンの明暗差による影響を防止する。
このため、ステップＳ６では、方向性検出部１４が、検出された欠陥部分とその周辺部分を含む元の撮像画像に存在する繰り返しパターンの方向性を検出する。
【００２８】
このとき方向性検出部１４は、画像記憶部１２から呼び出した撮像画像の各方向（例えばＸ方向及びＹ方向）について、グレイレベル値信号のプロファイルを作成して、それぞれの方向のプロファイルについて（例えば高速フーリエ変換などによって）周波数及びスペクトル強度を計算する。ある方向について計算された周波数が所定範囲内で、計算されたスペクトル強度が所定の強度以上であり、かつこれに直交する方向の周期成分がなければ、当該方向を繰り返しパターンの方向性として決定する。そして、上記決定方法によって方向性を決定できない場合には、撮像画像がノンパターンであると決定する。
以下、撮像画像が図７に示すようなＹ方向に反復する繰り返しパターンを有する場合について説明を進める。
【００２９】
ステップＳ７において、疑似欠陥判定部１１は、撮像画像に存在する繰り返しパターンの反復方向（Ｙ方向）に直交する方向（Ｘ方向）に沿い、かつ検出された欠陥９０上を通る直線９７の上の、欠陥９０から所定のピクセル数の距離内にある画素についてそのグレイレベル値のプロファイルを作成する。
図８及び図９は、ラインアンドスペース寸法が９０ｎｍであるフラッシュメモリーの活性領域層を、１ピクセル当たりの撮影面積が０．１μｍの共焦点顕微鏡で撮像した撮像信号について実際に作成したプロファイルである。ここに、図８の（Ａ）〜（Ｃ）には、真欠陥部分を有する部分を撮像したサンプル１〜３について作成したプロファイルを示し、図９の（Ａ）〜（Ｃ）には、真欠陥部分がない部分を撮像したサンプル４〜６について作成したプロファイルを示す。
【００３０】
疑似欠陥判定部１１は、これらＸ方向プロファイルにおけるグレイレベル値信号の強度変化のＳＮ比を算出するために使用するノイズ強度を、グレイレベル値信号の最大値を有する画素（ピーク部分）の周囲の各画素の信号強度の平均値として算出する。これら算出された平均値をそれぞれ表１に示す。
【００３１】
【表１】
2007003459.tif 000003
【００３２】
なお、上記ノイズ強度としてグレイレベル値信号のピーク部分の周囲の各画素の信号強度の中間値として算出してもよい。またピーク部分のすぐ近傍はピーク中心と同様の高い信号強度を有するので、これを除くためにピーク部分の近傍の所定ピクセル数以内の画素を、上記平均値及び中間値の算出から除くことが好適である。表１の数値例ではピーク部分の近傍の５ピクセルを除いて算出した結果を示している。
【００３３】
さらに疑似欠陥判定部１１は、Ｘ方向プロファイルにおけるグレイレベル値信号の強度変化のＳＮ比として、（グレイレベル値信号の最大値）÷（上記算出した平均値）を算出する。この結果を上記表１に示す。表１を参照して分かるとおり算出されたＳＮ比（最大値÷平均値）は、真欠陥を有するサンプル１〜３と真欠陥がないサンプル４〜６とで明確に異なる。
したがって疑似欠陥判定部１１は、各欠陥について上述のとおり算出したグレイレベル値信号の強度変化のＳＮ比が、所定の第２閾値（この場合１．２）以上である場合には、当該欠陥が真欠陥であると判別し（ステップＳ５）、この第２閾値未満である場合には当該欠陥が疑似欠陥（ステップＳ８）であると判別することが可能である。
そして、疑似欠陥判定部１１は、欠陥検出部８が当該欠陥の検出に使用した２つの撮像画像のそれぞれを使用して上述した欠陥の真偽判別を行い、そのいずれか一方において真欠陥であると判別された場合には当該欠陥を真欠陥であると判別し、そのいずれにおいても疑似欠陥であると判別された場合には当該欠陥を疑似欠陥であると判別する。そして、その判別結果に応じて、欠陥検出部８が検出した欠陥のそれぞれについて真偽情報を生成及び出力する。
【００３４】
疑似欠陥判定部１１及び欠陥選別部１３が生成した真偽情報は、欠陥検出部８が出力する欠陥情報とともに、自動欠陥分類装置（図示せず）に供され検出された欠陥の分析等に利用される。
【００３５】
グレイレベル値信号の強度変化のＳＮ比は、上記例示した算出方法に限定することなく、欠陥検出に使用された撮像画像のグレイレベル値信号に基づいて様々な方法によって算出することとしてよい。例えばグレイレベル値信号の強度変化のＳＮ比として、（グレイレベル値信号の最大値−周辺のグレイレベル値信号の平均値）÷（周辺のグレイレベル値信号の平均値）や（グレイレベル値信号の最大値−周辺のグレイレベル値信号の中間値）÷（周辺のグレイレベル値信号の中間値）などにより算出してもよい。
このような算出式に基づいて、図１０の（Ａ）に示すプロファイルのグレイレベル値信号の強度変化（真欠陥有り）及び図１０の（Ｂ）に示す強度変化（真欠陥なし）についてＳＮ比を算出すると、図１０の（Ａ）の真欠陥有りの場合には、（最大値−周辺の平均値）÷（周辺の平均値）＝0.24となり、図１０の（Ｂ）の真欠陥なしの場合には、（最大値−周辺の平均値）÷（周辺の平均値）＝0.12となって、上記図８及び図９のサンプルを参照して説明した算出方法と同様に、真欠陥と疑似欠陥とを明確に区別することが可能である。
【００３６】
ステップＳ６において、撮像画像の方向性がＸ方向に反復方向を有するものとして検出された場合にも、上記手順と同様にして撮像画像に含まれるグレイレベル値信号のＹ方向プロファイルを作成し、このＹ方向プロファイルにおけるグレイレベル値信号の強度変化のＳＮ比を算出して所定の第２閾値と比較することにより、欠陥の真偽判別を行うことが可能である。
【００３７】
また、図１１の（Ａ）に示すように、撮像された半導体ウエハの撮像範囲内に特定方向のパターンがない、もしくは撮像されたパターンが撮像装置４の解像限界を超えたために、撮像画像に方向性がない場合には、ステップＳ６において、撮像画像が方向性なし（すなわちノンパターンである）として判定される。この場合には、いずれかの方向についてプロファイルを作成し、このプロファイルにおけるグレイレベル値信号の強度変化のＳＮ比を算出して所定の第２閾値と比較して欠陥の真偽判別を行うこととしてよい。
または、図１１の（Ｂ）に示すように、撮像画像のうち検出された欠陥部分の周辺領域においてグレイレベル値のヒストグラムを作成して、その平均値と欠陥部分のピーク値とを用いて、（ピーク値−平均値）÷（平均値）又は（ピーク値）÷（平均値）によってＳＮ比を算出し、これを第２閾値と比較して欠陥の真偽判別を行うこととしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、対応する信号の差を検出し、検出した差を閾値と比較して、差が閾値より大きい場合に、欠陥であると判定する欠陥検査方法及び装置に利用可能である。特に２つの画像の対応する部分のグレイレベル差を検出し、検出したグレイレベル差を閾値と比較して、グレイレベル差が閾値より大きい場合に、欠陥であると判定する画像欠陥検査装置及び方法、及びそのような方法により半導体ウエハ上に形成された半導体回路パターンの欠陥を検出する外観検査装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】従来の半導体回路用の外観検査装置のブロック図である。
【図２】半導体ウエハ上のダイの配列を示す図である。
【図３】（Ａ）は欠陥を含む検査画像を示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示す検査画像と対比される参照画像を示す図であり、（Ｃ）は（Ａ）に示す検査画像のＸ方向プロファイルを示す図であり、（Ｄ）は（Ｂ）に示す参照画像のＸ方向プロファイルを示す図であり、（Ｅ）は（Ｃ）と（Ｄ）との差信号であるグレイレベル差信号である。
【図４】（Ａ）は撮像装置の解像限界を超えた場合の検査画像のグレイレベル信号のプロファイルを示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示す検査画像と対比される参照画像のグレイレベル信号のプロファイルを示す図であり、（Ｃ）は（Ａ）と（Ｂ）との差信号であるグレイレベル差信号である。
【図５】本発明の実施例による半導体回路用の外観検査装置のブロック図である。
【図６】本発明の実施例による画像欠陥検査方法のフローチャートである。
【図７】繰り返しパターンを有する被検査画像におけるプロファイルの取得方向を説明する図である。
【図８】真欠陥を有する被検査画像のグレイレベル値信号のＸ方向プロファイルの第１例〜第３例を示す図である。
【図９】真欠陥を有さない被検査画像のグレイレベル値信号のＸ方向プロファイルの第１例〜第３例を示す図である。
【図１０】（Ａ）は真欠陥を有する被検査画像のグレイレベル値信号のＸ方向プロファイルの第４例を示す図であり、（Ｂ）は真欠陥を有さない被検査画像のグレイレベル値信号のＸ方向プロファイルの第４例を示す図である。
【図１１】（Ａ）は、繰り返しパターンがない被検査画像を示す図であり、（Ｂ）はそのグレイレベル値信号のヒストグラムを示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１    ステージ
２    試料台
３    ウエハ
４    撮像装置
５    信号記憶部
６    差分検出部
７    検出閾値計算部
８    欠陥検出部
１１    疑似欠陥判定部
１２    画像記憶部
１３    欠陥選別部
１４    方向性検出部
【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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【図１０】
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【図１１】
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