(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
繰り返しパターンの欠陥検査を行うパターン検査装置であって、
被検査画像を入力する被検査画像入力手段と、
被検査画像に含まれる複数の単位パターンに基づいて理想パターンを生成する理想パターン生成手段と、
前記生成された理想パターンと前記被検査画像に含まれる被検査単位パターンとを比較した比較結果を用いて、前記被検査単位パターンの欠陥を判定する比較判定手段と、
を備え、
前記理想パターン生成手段は、
前記被検査単位パターンに対して所定の相対的位置関係にある単位パターンが存在する場合には、前記理想パターンの生成に使用される複数の単位パターンのうち前記被検査単位パターン以外の単位パターンとして、前記被検査単位パターンに対して所定の相対的位置関係にある単位パターンを使用して前記理想パターンを生成し、
前記被検査単位パターンに対して所定の相対的位置関係にある単位パターンが存在しない場合には、前記被検査単位パターンに対して所定の相対的位置関係にある単位パターンの代わりに、前記被検査画像中に実在する他の位置の単位パターンを使用して前記理想パターンを生成することを特徴とするパターン検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載のパターン検査装置において、
前記被検査画像中の単位パターンが順次に前記被検査単位パターンとして選択され、
前記理想パターンは、前記被検査単位パターンと、前記被検査単位パターン以外の単位パターンとに基づいて生成されることを特徴とするパターン検査装置。
【請求項３】
請求項１に記載のパターン検査装置において、
前記被検査画像中の単位パターンが順次に前記被検査単位パターンとして選択され、
前記理想パターンは、前記被検査単位パターン以外の複数の単位パターンに基づいて生成されることを特徴とするパターン検査装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のパターン検査装置において、
前記被検査単位パターンに対して所定の相対的位置関係にある単位パターンが存在する場合において、前記理想パターンの生成に使用される前記被検査単位パターン以外の単位パターンは、前記被検査単位パターンに対して隣接する単位パターンであることを特徴とするパターン検査装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載のパターン検査装置において、
前記理想パターン生成手段が、
前記被検査画像の一方側の端部付近の単位パターンが前記被検査単位パターンとなる際には、前記相対的位置関係を変更することにより、前記被検査単位パターンに関して前記被検査画像の他方側に隣接する単位パターンを利用して前記理想パターンを生成する手段を備えることを特徴とするパターン検査装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載のパターン検査装置において、
前記比較判定手段が、
前記被検査画像と前記理想パターンとの差分を単位パターンごとに求めて、一連の信号列を得る手段と、
前記一連の信号列に現れる変動部分のうち、所定の閾値以上の絶対値を有する変動部分を抽出し、それによって欠陥を有する単位パターンの位置を特定する位置特定手段と、
を備えることを特徴とするパターン検査装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載のパターン検査装置において、
前記理想パターン生成手段は、
前記被検査画像の画像信号を単位パターン順次に入力する手段と、
前記被検査画像の画像信号を単位パターンの繰返し周期の整数倍の遅延時間だけ遅延させることによって、互いに異なる遅延時間を持った複数の遅延被検査画像信号を得る手段と、
前記被検査画像の画像信号と前記複数の遅延被検査画像信号とからなる集合のうち、２以上の信号を合成して前記理想パターンの信号を得る手段と、
を備えることを特徴とするパターン検査装置。
【請求項８】
請求項１に記載のパターン検査装置において、
前記理想パターン生成手段は、前記被検査画像に含まれる単位パターンの異なる組合せに基づいて複数の理想パターンを生成可能であり、
前記比較判定手段は、前記複数の理想パターンのうち少なくとも２つと、前記被検査画像に含まれる被検査単位パターンとを比較して前記被検査単位パターンの欠陥を判定することを特徴とす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、繰り返しパターンを有するカラーフィルター、シャドウマスク、プリント配線板、半導体ウエハなどにおけるパターン欠陥検査に適用可能なパターン検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
繰り返しパターンを有する検査対象物（たとえば、カラーフィルター、シャドウマスク、プリント配線板、半導体ウエハなど）において、その繰り返しパターンに存在する欠陥を検出するため、あらかじめ理想パターンを与えることなく、被検査画像に含まれる複数の単位パターンを用いて、欠陥の自動検出を行う技術が存在する。たとえば、図２２に示すように、繰り返しパターン内の単位パターンであるパターンＰＡとパターンＰＢとを比較し、相違する部分を欠陥として検出する技術が存在する。さらに、このような比較のみでは、欠陥がパターンＰＡとパターンＰＢとのいずれに存在するかが不明であるため、これを解決する技術として、たとえば、特公平６−５６２９３号公報に記載の技術が存在する。これは、３つの単位パターンＰＡ，ＰＢ，ＰＣに関して、パターンＰＡとパターンＰＢとの比較を行い（比較結果ＡＢ）、パターンＰＣとパターンＰＢとの比較との比較とを行い（比較結果ＣＢ）、そして両比較結果ＡＢ，ＣＢをさらに比較することにより、パターンＰＢに存在する欠陥のみを特定するものである。なお、これらの比較動作は、図２３に示すように、両パターンの各画素の階調値の差分の絶対値を閾値で区切ることにより２値化する（正常または欠陥として検出する）処理により行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の技術においては、２つの単位パターンを比較する際に、画像入力部により得られる被検査画像を用いているが、この被検査画像にはノイズが含まれていることが多く、２つの単位パターンの（差分絶対値の２値化による）比較結果はノイズの影響を受けやすい。すなわち、ノイズを多く含む被検査画像について、上記の技術を適用した場合、本来欠陥である部分を見逃すことによる欠陥検出率の低下、あるいは逆に、本来正常な部分を欠陥として誤検出することによる過剰検出率の増加を引き起こすこととなり、検出結果が不安定になるという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は前記問題点に鑑み、あらかじめ理想パターンを与えることなく、繰り返しパターンに存在する欠陥を検出するにあたって、ノイズの影響を低減させて安定した検出動作を行うことが可能なパターン検査装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載のパターン検査装置は、繰り返しパターンの欠陥検査を行うパターン検査装置であって、被検査画像を入力する被検査画像入力手段と、被検査画像に含まれる複数の単位パターンに基づいて理想パターンを生成する理想パターン生成手段と、前記生成された理想パターンと前記被検査画像に含まれる被検査単位パターンとを比較した比較結果を用いて、前記被検査単位パターンの欠陥を判定する比較判定手段とを備え、前記理想パターン生成手段は、前記被検査単位パターンに対して所定の相対的位置関係にある単位パターンが存在する場合には、前記理想パターンの生成に使用される複数の単位パターンのうち前記被検査単位パターン以外の単位パターンとして、前記被検査単位パターンに対して所定の相対的位置関係にある単位パターンを使用して前記理想パターンを生成し、前記被検査単位パターンに対して所定の相対的位置関係にある単位パターンが存在しない場合には、前記被検査単位パターンに対して所定の相対的位置関係にある単位パターンの代わりに、前記被検査画像中に実在する他の位置の単位パターンを使用して前記理想パターンを生成することを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載のパターン検査装置は、請求項１に記載のパターン検査装置において、前記被検査画像中の単位パターンが順次に前記被検査単位パターンとして選択され、前記理想パターンは、前記被検査単位パターンと、前記被検査単位パターン以外の単位パターンとに基づいて生成されることを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載のパターン検査装置は、請求項１に記載のパターン検査装置において、前記被検査画像中の単位パターンが順次に前記被検査単位パターンとして選択され、前記理想パターンは、前記被検査単位パターン以外の複数の単位パターンに基づいて生成されることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載のパターン検査装置は、請求項１ないし３のいずれかに記載のパターン検査装置において、前記被検査単位パターンに対して所定の相対的位置関係にある単位パターンが存在する場合において、前記理想パターンの生成に使用される前記被検査単位パターン以外の単位パターンは、前記被検査単位パターンに対して隣接する単位パターンであることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載のパターン検査装置は、請求項１ないし４のいずれかに記載のパターン検査装置において、前記理想パターン生成手段が、前記被検査画像の一方側の端部付近の単位パターンが前記被検査単位パターンとなる際には、前記相対的位置関係を変更することにより、前記被検査単位パターンに関して前記被検査画像の他方側に隣接する単位パターンを利用して前記理想パターンを生成する手段を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載のパターン検査装置は、請求項１ないし３のいずれかに記載のパターン検査装置において、前記比較判定手段が、前記被検査画像と前記理想パターンとの差分を単位パターンごとに求めて、一連の信号列を得る手段と、前記一連の信号列に現れる変動部分のうち、所定の閾値以上の絶対値を有する変動部分を抽出し、それによって欠陥を有する単位パターンの位置を特定する位置特定手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載のパターン検査装置は、請求項１ないし６のいずれかに記載のパターン検査装置において、前記理想パターン生成手段は、前記被検査画像の画像信号を単位パターン順次に入力する手段と、前記被検査画像の画像信号を単位パターンの繰返し周期の整数倍の遅延時間だけ遅延させることによって、互いに異なる遅延時間を持った複数の遅延被検査画像信号を得る手段と、前記被検査画像の画像信号と前記複数の遅延被検査画像信号とからなる集合のうち、２以上の信号を合成して前記理想パターンの信号を得る手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項８に記載のパターン検査装置は、請求項１に記載のパターン検査装置において、前記理想パターン生成手段は、前記被検査画像に含まれる単位パターンの異なる組合せに基づいて複数の理想パターンを生成可能であり、前記比較判定手段は、前記複数の理想パターンのうち少なくとも２つと、前記被検査画像に含まれる被検査単位パターンとを比較して前記被検査単位パターンの欠陥を判定することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るパターン検査装置１（１Ａ）の構成を表す概略図である。パターン検査装置１Ａは、検査対象となる対象物２を載置するＸＹテーブル３と、ＸＹテーブル３をＸ方向およびＹ方向にそれぞれ駆動するモータ４ａ，４ｂなどを含む駆動部４と、ＣＣＤラインセンサ５とを備える。ここでは、対象物２として半導体ウエハＷを検査する場合を想定し、図２にその詳細を表す平面図を示す。図２に示すように、半導体ウエハＷは、複数の単位パターンである「ダイ（die）」２ａがＸ方向およびＹ方向にそれぞれ繰り返しマトリクス状に配列されている構造を有する。また、パターン検査装置１Ａは、ＣＣＤラインセンサ５を介して得られる被検査画像の入力処理を行う画像入力処理部１０を備えており、画像入力処理部１０はＣＣＤラインセンサ５と協働して被検査画像を入力する被検査画像入力手段として機能する。
【００１６】
ここで、ＣＣＤラインセンサ５は、ＸＹテーブル３のＹ方向（−）の移動に伴い対象物２に対して相対的にＹ方向（＋）に移動し、対象物２上をＹ方向（＋）に一定速度で走査を行う。このようなＹ方向の走査によって、被検査画像Ｓが得られる。そして、得られた被検査画像Ｓについて後述のパターン検査動作が行われる。また、その後、ＣＣＤラインセンサ５は、対象物２に対してＸ方向（＋）に所定幅（たとえば幅ｘａ）だけ相対的に移動した後、相対的にＹ方向（−）に移動し走査することによっても、同様の被検査画像Ｓを得ることができる。さらに、Ｘ方向（＋）の移動動作と、Ｙ方向（＋，−）への走査動作とを順次に繰り返すことにより、同様の被検査画像Ｓを得て、パターン検査動作を繰り返して行うことができる。
【００１７】
このようなＹ方向の走査により得られる被検査画像ＳのＸ方向の大きさは、ＣＣＤラインセンサ５の有効幅ｘａ（図１）の大きさなどに依存し、たとえば、有効幅ｘａと単位パターンの幅ｘｂ（図２）とが同一である場合には、１回のＹ方向の走査動作で各ダイ２ａの全体をＸ方向に含む被検査画像Ｓを得ることができる。また、幅ｘａが単位パターンの幅ｘｂより大きい場合、たとえば、幅ｘａが幅ｘｂのｎ倍（ｎ＞１）である場合には、１回のＹ方向の走査動作でｎ個のダイ２ａをＸ方向に含む被検査画像Ｓを得ることができる。また逆に、有効幅ｘａが単位パターンの幅ｘｂより小さい場合には、１回のＹ方向の走査動作で得られる被検査画像Ｓは、Ｘ方向に各ダイ２ａの一部のみを含むものとなる。
【００１８】
上記のように、被検査画像Ｓに関して、そのＸ方向の幅は有効幅ｘａの大きさに依存して相違するものの、走査方向であるＹ方向には常に単位パターンであるダイ２ａが所定の周期で繰り返し出現する画像となっている。この場合の周期は、Ｙ方向のダイ２ａの大きさｙｂ（図２参照）を１ユニット（単位）とする空間的周期でもあり、また、ＣＣＤラインセンサ５が一定速度で走査するときには、ＣＣＤラインセンサ５が距離ｙｂを所定の速度ｖで進むのに要する時間（ｙｂ／ｖ）を１ユニット（単位）とする時間的周期であるとして考えることもできる。このように、被検査画像Ｓは、走査方向であるＹ方向に単位パターンの周期的な繰り返しを含む画像として得られる。
【００１９】
また、パターン検査装置１Ａは、被検査画像Ｓに含まれる複数の単位パターンに基づいて理想パターンを生成する理想パターン生成部３０Ａ（３０）と、生成された理想パターンと被検査画像に含まれる各単位パターンとを比較することにより欠陥を判定する比較判定部５０Ａ（５０）とを備える。
【００２０】
図３は理想パターン生成部３０Ａおよび比較判定部５０Ａの具体的構成を示す機能ブロック図であり、図４は具体的なパターン検査の各動作において得られる各画像信号の概要を示す説明図である。図４は、単位パターンＰＢに欠陥ＤＴが存在する場合を示しており、欠陥ＤＴは、周囲の画素に対して相対的に大きな階調値を有するものとして原画像Ｓ（すなわち被検査画像Ｓ）において検出されている。なお、図４では、簡単化のため、各画像信号は１次元的な画像信号であるとして表している。これは、Ｘ方向に複数の撮像素子が配列されて構成されるＣＣＤラインセンサ５の１つの撮像素子が、対象物２上を（たとえば点Ｅから点Ｆへと）走査することにより得られる画像信号に相当する。以下では、これらの図を参照しながら、パターン検査装置１のさらに具体的な構成およびパターン検査動作について説明する。
【００２１】
この第１実施形態においては、得られる被検査画像Ｓの３つの単位パターンに関する平均（加算平均）を求めて理想パターンとしての参照画像ＰＩを生成する場合について説明する。この参照画像ＰＩを生成するため、理想パターン生成部（または参照画像生成部）３０Ａは、図３に示すように、１周期遅延回路３１Ａ，３２Ａ、加算回路３６Ａ、および除算回路３８Ａを有している。１周期遅延回路３１Ａは、原画像Ｓを１周期遅延させた画像ＳＤ１を生成し、１周期遅延回路３２Ａは、画像ＳＤ１をさらに１周期遅延させた画像ＳＤ２を生成する。したがって、図４にも示すように、画像ＳＤ１は原画像Ｓに対して１周期遅延しており、画像ＳＤ２は原画像Ｓに対して２周期遅延している。このため、画像ＳＤ１を１周期遅延画像ＳＤ１、画像ＳＤ２を２周期遅延画像ＳＤ２とも称する。
【００２２】
そして、加算回路３６Ａはこれらの３つの画像Ｓ，ＳＤ１，ＳＤ２を加算し、除算回路３８Ａは加算回路３６Ａの加算結果を３で除する（割る）。これにより、参照画像ＰＩを得ることができる。すなわち参照画像ＰＩは、各瞬間に得られる原画像Ｓ，１周期遅延画像ＳＤ１，２周期遅延画像ＳＤ２について、各画像の対応する画素の階調値に関して平均値を求めることにより得られる。ここでは、これをＰＩ＝（Ｓ＋ＳＤ１＋ＳＤ２）／３として表現することにする。なお、加算回路３６Ａおよび除算回路３８Ａは、被検査画像Ｓと１周期遅延画像ＳＤ１と２周期遅延画像ＳＤ２とを合成する合成手段として機能する。
【００２３】
この参照画像ＰＩは、単位パターンが繰り返し現れる画像となっており、それぞれの単位パターンが「理想パターン」である。被検査画像Ｓにノイズが含まれている場合であっても、複数（ここでは３つ）の単位パターンについての平均を求めることにより、被検査画像Ｓに含まれるノイズ成分の影響を（この場合は１／３に）軽減して、より理想的な画像信号を有するパターンを生成することができる。このように、ノイズの影響を低減させた理想パターンを用いて、次述の比較動作（ひいては欠陥検出動作）が行われるので、検出結果に対するノイズの影響を低減させて、安定した欠陥検出が可能になる。なお、この「理想パターン」は、あらかじめパターン検査に先立って与えられるものではなく、被検査画像Ｓから自動的に生成されるものである。
【００２４】
そして、理想パターンを繰り返し含む画像である参照画像ＰＩを用いて、比較判定部５０Ａによる欠陥に関する比較判定動作が行われる。比較判定部５０Ａは比較回路５２Ａを有しており、この比較回路５２Ａは、参照画像ＰＩと１周期遅延画像ＳＤ１との比較動作を行うことにより、被検査画像Ｓの欠陥検査を行う。具体的には、まず、１周期遅延画像ＳＤ１と参照画像ＰＩとの差分画像を求め、その差分画像の各階調値の絶対値をとる。そして、閾値ＴＨにより２値化を行い、閾値ＴＨ以上の値を有する部分を欠陥として検出することにより、欠陥に関する比較判定動作を行う。
【００２５】
ここにおいて、この理想パターンは、空間的に隣接する３つの単位パターンについて、対応する画素の階調値の平均を求めたパターンに相当する。たとえば、図４に示すように、単位パターンＰＡの撮像時点から２周期遅延した時点においては、原画像Ｓ中の単位パターンＰＣと、１周期遅延画像ＳＤ１中の単位パターンＰＢと、２周期遅延画像ＳＤ２中の単位パターンＰＡとに関する画像信号が同時に得られることになり、参照画像ＰＩはこれらの平均、すなわち（ＰＣ＋ＰＢ＋ＰＡ）／３として得られる。そして、この理想パターン（参照画像ＰＩ）と、同一時点において得られている１周期遅延画像ＳＤ１中の単位パターンＰＢとを比較することにより、上記の比較判定動作が行われ、この場合には、単位パターンＰＢに存在する欠陥ＤＴが、閾値処理により欠陥として検出されている。
【００２６】
すなわち、被検査画像Ｓ内の所定の単位パターン（たとえばＰＢ）を被検査対象とする場合において、その単位パターン（ＰＢ）の近傍位置に存在する所定の単位パターン（ここでは空間的に隣接する３つの単位パターンＰＡ，ＰＢ，ＰＣ）を用いて理想パターンを生成し、その理想パターンと被検査対象である単位パターン（ＰＢ）とを比較することにより所定の単位パターン（ＰＢ）の欠陥検出が行われていることに相当する。
【００２７】
このように、各理想パターンは、被検査対象とする単位パターン（以下、「被検査単位パターン」とも称する）の近傍位置（ここでは隣接位置）に存在する所定の単位パターンを用いて生成されているので、被検査画像内の単位パターンが走査方向に徐々に変化する場合であっても、より理想的な理想パターンを生成することができる。たとえば、各単位パターン自体の大きさや各単位パターン内の所定の部分の大きさなどが走査方向に徐々に変化する（大きくなるまたは小さくなる）場合であっても、その変化の影響を最小限に抑制して、理想的なパターンを生成することが可能である。
【００２８】
また、参照画像ＰＩは、各瞬間に得られる、少なくとも１つの遅延画像と被検査画像とのうち少なくとも２つの画像（この場合は、原画像Ｓ，１周期遅延画像ＳＤ１，２周期遅延画像ＳＤ２の３つの画像）を合成してリアルタイムに生成される。そして、上記の比較判定動作は、各瞬間における１周期遅延画像ＳＤ１と参照画像ＰＩとに対して随時行われ、上記の単位パターンＰＢの欠陥検出動作の次には単位パターンＰＣ，ＰＤに関する欠陥検出動作が順次に行われる。したがって、被検査画像Ｓに対して１周期ずつ遅れはするものの、被検査画像Ｓ内に含まれる各単位パターンに対する欠陥検出結果がリアルタイムで順次に生成される。すなわち、参照画像ＰＩを所定の各瞬間において理想パターンとして用いることにより、パターン検査をリアルタイムに行うことができる。
【００２９】
なお、上記においては、３つのパターンについて加算平均を算出することにより理想パターンを生成しているが、４つ以上のパターンについて加算平均を算出することにより理想パターンを生成してもよい。多くのパターンを用いて加算平均を算出して理想パターンを生成することにより、さらにノイズの影響を軽減させることができる。
【００３０】
＜第２実施形態＞
上記第１実施形態においては、被検査対象となる単位パターンを含む隣接する３つの単位パターンを用いて理想パターンとしての参照画像ＰＩを生成していたが、本発明はこれに限定されない。たとえば、被検査対象となるパターンの両側の単位パターンを用いて理想パターンとしての参照画像ＰＩを生成してもよい。この第２実施形態においては、このような場合について説明する。
【００３１】
第２実施形態のパターン検査装置１Ｂは、理想パターン生成部３０Ｂ以外については、第１実施形態のパターン検査装置１Ａと同様の構成を有しており、ここでは、相違点を中心に説明する。
【００３２】
図５は理想パターン生成部３０Ｂおよび比較判定部５０Ｂの具体的構成を示す機能ブロック図であり、図６は具体的なパターン検査の各動作において得られる画像信号の概要を示す説明図である。
【００３３】
理想パターン生成部３０Ｂは、図５に示すように、１周期遅延回路３１Ｂ，３２Ｂ、加算回路３６Ｂ、および除算回路３８Ｂを有している。１周期遅延回路３１Ｂは１周期遅延画像ＳＤ１を生成し、１周期遅延回路３２Ｂは２周期遅延画像ＳＤ２を生成する。そして、加算回路３６Ｂは、被検査画像Ｓと２周期遅延画像ＳＤ２とを加算し、除算回路３８Ｂは加算回路３６Ｂの加算結果を２で除する（割る）ことにより、参照画像ＰＩを得る。すなわち参照画像ＰＩは、各瞬間に得られる原画像Ｓ，２周期遅延画像ＳＤ２について、各画像の対応する画素の階調値に関して平均値を求めることにより得られる。ここでは、これをＰＩ＝（Ｓ＋ＳＤ２）／２として表現することにする。なお、加算回路３６Ｂおよび除算回路３８Ｂは、被検査画像Ｓと２周期遅延画像ＳＤ２とを合成する合成手段として機能する。これにより、参照画像ＰＩは、各瞬間に得られる、少なくとも１つの遅延画像と被検査画像とのうち少なくとも２つの画像（この場合は、被検査画像Ｓ，２周期遅延画像ＳＤ２の２つの画像）を合成してリアルタイムに生成されることになる。
【００３４】
また、パターン検査装置１Ｂの比較判定部５０Ｂは、比較回路５２Ｂを有しており、この比較回路５２Ｂは、参照画像ＰＩと１周期遅延画像ＳＤ１との比較動作を行うことにより、被検査画像Ｓの欠陥検査を行う。
【００３５】
ここにおいて、理想パターンには、被検査単位パターン自体の画像信号は含まれていないため、自己のデータを除外した客観的なデータに基づいて、理想パターンを生成することができる。そして、このような理想パターンに基づいて、各単位パターンに関する欠陥検査を行うので、検出結果に対するノイズの影響を低減させて、安定した欠陥検出が可能になる。
【００３６】
＜第３実施形態＞
この第３実施形態においては、第１実施形態および第２実施形態のさらなる変形例を示す。ここでは、被検査対象となる単位パターンを含む隣接する３つの単位パターンのうち、値の近い２つの単位パターンを用いて理想パターンとしての参照画像ＰＩを生成する場合について説明する。
【００３７】
第３実施形態のパターン検査装置１Ｃは、理想パターン生成部３０Ｃ以外については、第１実施形態のパターン検査装置１Ａと同様の構成を有しており、ここでは、相違点を中心に説明する。
【００３８】
図７は理想パターン生成部３０Ｃおよび比較判定部５０Ｃの具体的構成を示す機能ブロック図であり、図８は具体的なパターン検査の各動作において得られる画像信号の概要を示す説明図である。
【００３９】
理想パターン生成部３０Ｃは、図７に示すように、１周期遅延回路３１Ｃ，３２Ｃ、選択回路３５Ｃ、加算回路３６Ｃ、および除算回路３８Ｃを有している。１周期遅延回路３１Ｃは１周期遅延画像ＳＤ１を生成し、１周期遅延回路３２Ｃは２周期遅延画像ＳＤ２を生成する。そして、選択回路３５Ｃは、被検査画像Ｓ、１周期遅延画像ＳＤ１、および２周期遅延画像ＳＤ２の３つの画像のうち、値の近い２つの値を選択する。加算回路３６Ｃは、選択回路３５Ｃで選択された２つの画像信号を加算し、除算回路３８Ｃは加算回路３６Ｃの加算結果を２で除する（割る）ことにより、参照画像ＰＩを得る。すなわち参照画像ＰＩは、各瞬間に得られる原画像Ｓ，１周期遅延画像ＳＤ１、および２周期遅延画像ＳＤ２の３つの画像のうちの値の近い２つの画像について、各画像の対応する画素の階調値に関して平均値を求めることにより得られる。なお、選択回路３５Ｃ、加算回路３６Ｃおよび除算回路３８Ｃは、被検査画像Ｓ、１周期遅延画像ＳＤ１、および２周期遅延画像ＳＤ２の３つの画像のうちの２つの画像を合成する合成手段として機能する。これにより、参照画像ＰＩは、各瞬間に得られる、少なくとも１つの遅延画像と被検査画像とのうち少なくとも２つの画像（この場合は、被検査画像Ｓ、１周期遅延画像ＳＤ１、および２周期遅延画像ＳＤ２の３つの画像のうちの２つの画像）を合成してリアルタイムに生成されることになる。
【００４０】
また、パターン検査装置１Ｃの比較判定部５０Ｃは、比較回路５２Ｃを有しており、この比較回路５２Ｃは、参照画像ＰＩと１周期遅延画像ＳＤ１との比較動作を行うことにより、被検査画像Ｓの欠陥検査を行う。
【００４１】
ここにおいて、理想パターンは、値が近い２つの単位パターンの加算平均により得られており、値が離れた他の１つの単位パターンの画像信号は含まれていない。言い換えれば、確率的に最もノイズまたは欠陥である確率が大きいと考えられる部分を除外した２つの値に基づいて理想パターンが生成されている。そのため、理想パターンは、ノイズの影響を低減させたものとして得ることができる。そして、このような理想パターンに基づいて、各単位パターンに関する欠陥検査を行うので、検出結果に対するノイズの影響を低減させて、安定した欠陥検出が可能になる。
【００４２】
＜第４実施形態＞
つぎに、第４実施形態について説明する。この第４実施形態は、第１実施形態の変形例である。上記第１実施形態においては、後述するように、欠陥ＤＴの値が欠陥位置から単位周期だけ離れた位置において参照画像ＰＩの生成に影響を与えるため、閾値ＴＨの設定値の大きさによっては、真欠陥以外をも欠陥として検出する誤検出を生じることがある。この第４実施形態によれば、このような誤検出を抑制することが可能である。
【００４３】
第４実施形態のパターン検査装置１Ｄは、比較判定部５０Ｄ以外については、第１実施形態のパターン検査装置１Ａと同様の構成を有しており、ここでは、相違点を中心に説明する。
【００４４】
図９は理想パターン生成部３０Ｄおよび比較判定部５０Ｄの具体的構成を示す機能ブロック図であり、図１０は具体的なパターン検査の各動作において得られる画像信号の概要を示す説明図である。
【００４５】
図９に示すように、比較判定部５０Ｄは、比較回路５１Ｄ，５２Ｄ，５３Ｄを有しており、各比較回路５１Ｄ，５２Ｄ，５３Ｄは、それぞれ、被検査画像Ｓと参照画像ＰＩとの比較，１周期遅延画像ＳＤ１と参照画像ＰＩとの比較，２周期遅延画像ＳＤ２と参照画像ＰＩとの比較を行う。なお、各比較回路５１Ｄ，５２Ｄ，５３Ｄは、第１実施形態の比較回路５２Ａと同様の具体的構成を有しており、比較対象となる両画像信号の差分の絶対値を所定の閾値ＴＨにより２値化することにより比較結果を得ることができる。また、比較判定部５０Ｄは、２周期遅延回路７１Ｄ，１周期遅延回路７２Ｄ、およびＡＮＤ回路７６Ｄを有している。２周期遅延回路７１Ｄは、参照画像ＰＩと被検査画像Ｓとの比較結果ＣＯＭＰ１を２周期遅延させてＡＮＤ回路７６Ｄに入力する。同様に、１周期遅延回路７２Ｄは、参照画像ＰＩと１周期遅延画像ＳＤ１との比較結果ＣＯＭＰ２を１周期遅延させてＡＮＤ回路７６Ｄに入力する。また、参照画像ＰＩと２周期遅延画像ＳＤ２との比較結果ＣＯＭＰ３は、遅延されることなくそのままＡＮＤ回路７６Ｄに入力される。そして、ＡＮＤ回路７６Ｄは、これらの比較結果ＣＯＭＰ１，ＣＯＭＰ２，ＣＯＭＰ３のＡＮＤ（論理積）をとり検査結果として出力する。
【００４６】
図１０を参照しながら、この真欠陥位置の特定動作を説明する。図１０においては、単位パターンＰＡ，ＰＢ，ＰＣなどの画像は示されていないが、図４と同様に、得られた被検査画像Ｓ，１周期遅延画像ＳＤ１，２周期遅延画像ＳＤ２などが示されている。図１０の中央下寄りに示されている信号ＡＢＳ（ＳＤ１−ＰＩ）は、図４の下から２段目に示されている信号ＡＢＳ（ＳＵＢ）と同一の信号を示す。なお、記号ＡＢＳ（）は、括弧内の絶対値を意味するものである。
【００４７】
ここで、単位パターンＰＢにおける欠陥ＤＴの値は、その欠陥ＤＴの位置から単位周期だけ離れた位置における参照画像ＰＩの生成に影響を与える。たとえば、参照画像ＰＩを、１周期遅延画像ＳＤ１と、１周期遅延画像ＳＤ１に対して前後に１周期ずつずれた被検査画像Ｓと２周期遅延画像ＳＤ２とを加算平均することにより求める場合には、参照画像ＰＩにおいて、１周期遅延画像ＳＤ１の単位パターンＰＢに対応する周期位置（図中左から３番目の位置）の前後の周期位置（図中左から２番目，４番目の位置）においても、欠陥ＤＴの値の欠陥成分（正常値との差）の１／３程度が参照画像ＰＩの対応部分に現れており、欠陥ＤＴの値が参照画像ＰＩ内の破線Ａ２０で囲まれる３つの単位パターンに影響を与える。このように、欠陥ＤＴは、欠陥位置の前後の周期における参照画像ＰＩの生成においても影響を与える。
【００４８】
上記第１実施形態においては、１周期遅延画像ＳＤ１と参照画像ＰＩとの比較を行うことにより、単位パターンＰＢにおける欠陥を検出したが、これは、閾値ＴＨが適切な値であること、たとえば閾値ＴＨが所定値ＴＰよりも大きい（ＴＨ＞ＴＰ）ことが前提となる。ここで値ＴＰは、適切な閾値ＴＨの下限値を示す。仮に閾値ＴＨが適切でない場合、たとえば、閾値ＴＨ＝ＴＨ２＜ＴＰとなる場合には、単位パターンＰＡ，ＰＢ，ＰＣの全てにおいて欠陥が存在するとして判定してしまい、上記の真欠陥以外をも欠陥として検出することになる。
【００４９】
この第４実施形態では、このような誤検出を防止するため、比較回路５２Ｄに加えて、さらに比較回路５１Ｄ，５３Ｄを設ける。以下では、これらを用いて単位パターンＰＡ，ＰＢ，ＰＣにおける真欠陥を特定する動作を説明する。
【００５０】
比較回路５１Ｄは、被検査画像Ｓと参照画像ＰＩとの差分の絶対値ＡＢＳ（Ｓ−ＰＩ）を所定の閾値で２値化することにより両者を比較する。この比較においては、参照画像ＰＩ内の破線Ａ１０で囲まれた３つの理想パターンと、被検査画像Ｓ内の各単位パターンＰＡ，ＰＢ，ＰＣとがそれぞれ比較される。この被検査画像Ｓは１周期遅延画像ＳＤ１よりも１周期前の画像であり、各単位パターンＰＡ，ＰＢ，ＰＣの比較対象となる参照画像ＰＩ内の３つの理想パターンに対して、破線Ａ２０で囲まれた３つの理想パターンより１周期前の破線Ａ１０内の３つの理想パターンが対応する。この破線Ａ１０内の３つの理想パターンのうちの左端の理想パターンには、欠陥ＤＴによる影響が及んでおらず、単位パターンＰＡについては欠陥ＤＴの影響が及んでいない参照画像ＰＩとの正確な比較結果を得ることができる。そのため、比較結果ＣＯＭＰ１においては、ＰＢおよびＰＣにのみ欠陥が存在するという判定結果が得られる。
【００５１】
同様に、比較回路５３Ｄは、２周期遅延画像ＳＤ２と参照画像ＰＩとの差分の絶対値ＡＢＳ（ＳＤ２−ＰＩ）を所定の閾値で２値化することにより両者を比較する。この比較においては、参照画像ＰＩ内の破線Ａ３０で囲まれた３つの理想パターンと、２周期遅延画像ＳＤ２内の各単位パターンＰＡ，ＰＢ，ＰＣとがそれぞれ比較される。この２周期遅延画像ＳＤ２は１周期遅延画像ＳＤ１よりも１周期遅れた（１周期後の）画像であり、各単位パターンＰＡ，ＰＢ，ＰＣの比較対象となる参照画像ＰＩ内の３つの理想パターンに対して、破線Ａ２０で囲まれた３つの理想パターンよりも１周期遅れた破線Ａ３０内の３つの理想パターンが対応する。この破線Ａ３０内の３つの理想パターンのうちの右端の理想パターンには、欠陥ＤＴによる影響が及んでいないので、単位パターンＰＣについては欠陥ＤＴの影響が及んでいない参照画像ＰＩとの正確な比較結果を得ることができる。そのため、比較結果ＣＯＭＰ３においては、単位パターンＰＡおよびＰＢにのみ欠陥が存在するという判定結果が得られる。
【００５２】
そして、上記の比較回路５１Ｄによる比較結果ＣＯＭＰ１を２周期遅延し、比較回路５２Ｄによる比較結果ＣＯＭＰ２を１周期遅延し、さらに、比較回路５３Ｄによる比較結果ＣＯＭＰ３を遅延しない状態で、各比較結果を同期させてＡＮＤ回路７６Ｄに入力し、これらの比較結果の論理積をとり、各比較結果ＣＯＭＰ１〜ＣＯＭＰ３のいずれもが「１」である（欠陥である）場合に、真の欠陥であるとして検出する。また、この欠陥の検出結果は、被検査画像Ｓに対して２周期遅延されたタイミングで出力される。この場合は、単位パターンＰＢに存在する欠陥ＤＴのみを真の欠陥とする検出結果が、被検査画像Ｓに対して２周期遅延されて（第３周期目に）得られる。なお、上記においては３つの単位パターンＰＡ，ＰＢ，ＰＣについて説明したが、同様に、被検査画像Ｓ内の連続する各パターンについての検出結果が順次にリアルタイムで出力される。
【００５３】
この実施形態においても、ノイズの影響が軽減された理想パターンとの比較を行って２値化するので、検出結果に対するノイズの影響を低減させて、安定した欠陥検出が可能になる。さらに、比較判定部５０Ｄは、比較回路５１Ｄ，５２Ｄ，５３Ｄ、２周期遅延回路７１Ｄ、１周期遅延回路７２Ｄ、およびＡＮＤ回路７６Ｄを有し、これらが欠陥位置を特定する欠陥位置特定手段として機能するので、上述したような影響、すなわち、被検査画像に含まれる欠陥が理想パターン生成に与える影響を排除して、この影響に起因する誤検出を抑制することができる。
【００５４】
＜第５実施形態＞
この第５実施形態も、第４実施形態と同様、第１実施形態の変形例であり、上述の誤検出を抑制することができる。第５実施形態のパターン検査装置１Ｅは、比較判定部５０Ｅ以外については、第１実施形態のパターン検査装置１Ａと同様の構成を有しており、ここでは、相違点を中心に説明する。
【００５５】
図１１は理想パターン生成部３０Ｅおよび比較判定部５０Ｅの具体的構成を示す機能ブロック図であり、図１２は具体的なパターン検査の各動作において得られる画像信号の概要を示す説明図である。なお、図１２においては、被検査画像Ｓ，１周期遅延画像ＳＤ１，２周期遅延画像ＳＤ２、参照画像ＰＩが示されていないが、各画像Ｓ，ＳＤ１，ＳＤ２，ＰＩは、図１０（図４）と同様である。
【００５６】
図１１に示すように、比較判定部５０Ｅは、差分絶対値算出回路８０Ｅ、１周期遅延回路８１Ｅ、２周期遅延回路８２Ｅ、最大値選択部８３Ｅ、コンパレータ８４Ｅ、ＡＮＤ回路８５Ｅ、および２値化回路８６Ｅを有している。
【００５７】
差分絶対値算出回路８０Ｅは、１周期遅延画像ＳＤ１と参照画像ＰＩとの差分の絶対値を信号ＡＳ（図１２最上段）として出力する。また、１周期遅延回路８１Ｅは、信号ＡＳを１周期遅延させた信号ＡＳＤ１を生成し、２周期遅延回路８２Ｅは、信号ＡＳを２周期遅延させた信号ＡＳＤ２を生成する。そして、最大値選択部８３Ｅは、信号ＡＳと信号ＡＳＤ１と信号ＡＳＤ２との３つの値のうち各瞬間（各位置）における最大値を選択して信号ＭＡＸを生成する。さらに、コンパレータ８４Ｅは、信号ＭＡＸと信号ＡＳＤ１とを比較し、両信号が等価（同一値）である場合に「真」、等価でない場合に「偽」とする信号ＥＱＵを出力する。
【００５８】
これらの処理により、基準となる信号ＡＳＤ１とその前後に１周期ずつずれた信号ＡＳ，ＡＳＤ２の３つの信号の中で、基準となる信号ＡＳＤ１の信号値が最も大きい場合（たとえば図１２中の波線で囲まれた領域）においてのみ、信号ＥＱＵの値が「真」となる。したがって、欠陥が存在する単位パターンと参照画像ＰＩの理想パターンとの比較結果が前後の周期の単位パターンと参照画像ＰＩの理想パターンとの比較結果に現れる値に比べて大きな値を有しているという性質に基づき、欠陥である可能性が高い位置を特定することができる。ここにおいて、基準として用いられている信号ＡＳＤ１は、被検査画像Ｓに対して１周期遅延された信号ＡＳに対してさらに１周期遅延された信号、すなわち、被検査画像Ｓに対して２周期遅延された信号である。したがって、検出結果は、被検査画像Ｓに対して２周期遅延されたタイミングで出力される。
【００５９】
最後に、ＡＮＤ回路８５Ｅは、（２値信号の論理積をとるのではなく、）信号ＡＳＤ１を信号ＥＱＵでマスクする処理を行い、信号ＡＳＤ１のうち信号ＥＱＵが「真」である部分のみ、すなわち欠陥である可能性が高い部分のみの階調値を抽出する。そして、２値化回路８６Ｅにより、閾値ＴＨにより２値化を行い、閾値ＴＨ以上の値を有する部分を欠陥として検出することにより、欠陥に関する比較判定動作を行う。
【００６０】
この実施形態においても、ノイズの影響が軽減された理想パターンとの比較を行うので、検出結果に対するノイズの影響を低減させて、安定した欠陥検出が可能になる。さらに、比較判定部５０Ｅは、差分絶対値算出回路８０Ｅ、１周期遅延回路８１Ｅ、２周期遅延回路８２Ｅ、最大値選択部８３Ｅ、コンパレータ８４Ｅ、ＡＮＤ回路８５Ｅ、および２値化回路８６Ｅを有し、これらが欠陥位置を特定する欠陥位置特定手段として機能するので、上述したような影響、すなわち、被検査画像に含まれる欠陥が理想パターン生成に与える影響を排除して、この影響に起因する誤検出を抑制することができる。
【００６１】
＜第６実施形態＞
つぎに、第６実施形態について説明する。この第６実施形態は、第２実施形態の変形例である。上述のような誤検出は、第２実施形態に関しても生じる可能性が存在するが、この第６実施形態のパターン検査装置１Ｆによれば、そのような誤検出を抑制することができる。第６実施形態のパターン検査装置１Ｆは、比較判定部５０Ｆ以外については、第２実施形態のパターン検査装置１Ｂと同様の構成を有しており、ここでは、相違点を中心に説明する。
【００６２】
図１３は理想パターン生成部３０Ｆおよび比較判定部５０Ｆの具体的構成を示す機能ブロック図であり、図１４は具体的なパターン検査の各動作において得られる画像信号の概要を示す説明図である。なお、図１４においては、被検査画像Ｓ，１周期遅延画像ＳＤ１，２周期遅延画像ＳＤ２、参照画像ＰＩが示されていないが、各画像Ｓ，ＳＤ１，ＳＤ２，ＰＩは、図６と同様である。
【００６３】
図１３に示すように、比較判定部５０Ｆは、差分回路９１Ｆ，９２Ｆ，９３Ｆと加算回路９４Ｆ，９５Ｆと、絶対値算出回路９６Ｆ，９７Ｆと２値化回路９８Ｆ，９９ＦとＡＮＤ回路７６Ｆとを有している。
【００６４】
差分回路９３Ｆは、被検査画像Ｓと参照画像ＰＩとの差分を算出して、信号ＳＵＢ３（＝Ｓ−ＰＩ）を出力する。なお、記号ＳＵＢ（）は、括弧内の差分を意味する。同様に、差分回路９２Ｆは１周期遅延画像ＳＤ１と参照画像ＰＩとの差分を算出して信号ＳＵＢ２（＝ＳＤ１−ＰＩ）を出力し、差分回路９１Ｆは２周期遅延画像ＳＤ２と参照画像ＰＩとの差分を算出して信号ＳＵＢ１（＝ＳＤ２−ＰＩ）を出力する。また、加算回路９４Ｆは信号ＳＵＢ１，ＳＵＢ２を加算して信号ＡＤＤ１を出力し、加算回路９５Ｆは信号ＳＵＢ３，ＳＵＢ２を加算して信号ＡＤＤ２を出力する。そして、絶対値算出回路９６Ｆ，９７Ｆは、それぞれ、信号ＡＤＤ１の絶対値，信号ＡＤＤ２の絶対値を出力し、２値化回路９８Ｆ，９９Ｆは、出力された各絶対値信号を所定の閾値によって２値化して各信号ＴＨＤ１，ＴＨＤ２をする。さらに、ＡＮＤ回路７６Ｆは、これらの２値化された両信号ＴＨＤ１，ＴＨＤ２のＡＮＤ（論理積）をとることにより検査結果を出力する。そして、このような処理において、２つの比較結果である信号ＴＨＤ１，ＴＨＤ２を用いて、両者がともに「１」である部分を真の欠陥である部分として検出することができる。
【００６５】
この実施形態においても、ノイズの影響が軽減された理想パターンとの比較を行うので、検出結果に対するノイズの影響を低減させて、安定した欠陥検出が可能になる。さらに、比較判定部５０Ｆは、差分回路９１Ｆ，９２Ｆ，９３Ｆと加算回路９４Ｆ，９５Ｆと、絶対値算出回路９６Ｆ，９７Ｆと２値化回路９８Ｆ，９９ＦとＡＮＤ回路７６Ｆとを有し、これらが欠陥位置を特定する欠陥位置特定手段として機能するので、上述したような影響、すなわち、被検査画像に含まれる欠陥が理想パターン生成に与える影響を排除して、この影響に起因する誤検出を抑制することができる。
【００６６】
＜第７実施形態＞
第１実施形態ないし第６実施形態においては、周期的な繰り返しパターンを有する被検査画像Ｓの欠陥検査について説明した。ここにおいて、被検査画像Ｓがｎ個の単位パターンの繰り返しにより構成されている場合には、第２周期目以降第（ｎ−１）周期目までの単位パターンについては、上述の技術により単位パターン内の欠陥検査を行うことが可能である。しかしながら、第１周期目の単位パターンおよび第ｎ周期目の単位パターン（言い換えれば、被検査画像Ｓの端部の単位パターン）については、理想パターンを生成するための所定の相対的位置関係にある単位パターンが存在しないため、上記の技術では、理想パターンを生成することができず、欠陥検査を行うことができない。
【００６７】
この第７実施形態では、このような場合、すなわち、理想パターンを生成するための所定の相対的位置関係にある単位パターンが存在しない場合にあっても、異なる単位パターンを代用して理想パターンを生成し欠陥検出を行うこと（具体的には、参照画像Ｒ内の異なる周期位置に存在する理想パターンを用いて欠陥検出を行うこと）により、被検査画像Ｓ内の全ての単位パターンに関する欠陥検出動作を行う場合について説明する。
【００６８】
第７実施形態のパターン検査装置１Ｇは、比較判定部５０Ｇ以外については、第３実施形態のパターン検査装置１Ｃ（図７）と同様の構成を有しており、ここでは、相違点を中心に説明する。
【００６９】
図１５は理想パターン生成部３０Ｇおよび比較判定部５０Ｇの具体的構成を示す機能ブロック図であり、図１６および図１７は具体的なパターン検査の各動作において得られる画像信号の概要を示す説明図である。
【００７０】
図１５に示すように、理想パターン生成部３０Ｇは、理想パターン生成部３０Ｃ（図７）と同様の構成を有する。ただし、図１５においては、簡略化のため、図７の選択回路３５Ｃ、加算回路３６Ｃ、除算回路３８Ｃに相当する複数の回路をまとめて参照画像作成回路４０Ｇとして表記している。
【００７１】
また、比較判定部５０Ｇは、比較回路５２Ｇに加えて、比較回路５１Ｇ，５３Ｇ、２周期遅延回路７１Ｇ、１周期遅延回路７２Ｇ、およびセレクタ７７Ｇを有している。
【００７２】
比較回路５１Ｇは、被検査画像Ｓと参照画像Ｒ（上記ＰＩと同一）との比較結果を表す信号Ｃ０（＝Ｓ−Ｒ）を出力し、２周期遅延回路７１Ｇは、信号Ｃ０を２周期遅延させて信号Ｃ０Ｄを生成してセレクタ７７Ｇへと出力する。また、比較回路５２Ｇは、１周期遅延画像Ｏ１（上記ＳＤ１と同一）と参照画像Ｒとの比較結果を表す信号Ｃ１（＝Ｏ１−Ｒ）を出力し、１周期遅延回路７２Ｇは、信号Ｃ１を１周期遅延させて信号Ｃ１Ｄを生成してセレクタ７７Ｇへと出力する。さらに、比較回路５３Ｇは、２周期遅延画像Ｏ２（上記ＳＤ２と同一）と参照画像Ｒとの比較結果を表す信号Ｃ２（＝Ｏ２−Ｒ）をそのままセレクタ７７Ｇへと出力する。そして、セレクタ７７Ｇは、被検査画像Ｓの最初の単位パターン撮像時点に対して２周期遅延した周期（すなわち第３周期目）においては信号Ｃ２を選択し、３周期遅延した周期（すなわち第４周期目）からｎ周期遅延した周期（すなわち第（ｎ＋１）周期目）までは信号Ｃ１Ｄを選択し、（ｎ＋１）周期遅延した周期（すなわち第（ｎ＋２）周期目）においては信号Ｃ０Ｄを選択する。これにより、被検査画像Ｓの欠陥検出結果を連続的にリアルタイムで得ることが可能になる。
【００７３】
ここで、図１６および図１７を参照しながら、動作原理について説明する。なお、図１６および図１７の最上段の番号は、周期性を有する各信号の周期番号（周期Ｎｏ．）を表記している。
【００７４】
図１６には、被検査画像Ｓ、１周期遅延画像Ｏ１、２周期遅延画像Ｏ２、および参照画像Ｒが示されている。この参照画像Ｒは、被検査画像Ｓと１周期遅延画像Ｏ１と２周期遅延画像Ｏ２との３つの画像を用いて作成されており、参照画像Ｒの第３周期目から第ｎ周期目において、有効な参照画像Ｒが作成されている。
【００７５】
つぎに、図１７をも参照しながら、説明を続ける。まず、被検査画像Ｓの第２周期目から第（ｎ−１）周期目までの各単位パターンは、被検査画像Ｓを１周期遅延させた１周期遅延画像Ｏ１においては、第３周期目から第ｎ周期目までの各単位パターン（破線Ｂ１０で囲まれた部分）に対応し、参照画像Ｒ内においてもこれに対応する周期位置に有効な理想パターン（破線Ｂ１１で囲まれた部分）が存在するので、両者の比較結果である信号Ｃ１の対応する部分（破線Ｂ１２で囲まれた部分）は有効な検出結果となる。セレクタ７７Ｇは、この信号Ｃ１内の有効な単位パターン（破線Ｂ１２で囲まれた部分）をさらに１周期遅延させた信号Ｃ１Ｄの対応する部分（破線Ｂ１３で囲まれた部分）、すなわち、信号Ｃ１Ｄの第４周期目から第（ｎ＋１）周期目までに現れる検出結果を欠陥の検出結果として選択して出力する。このように、被検査画像Ｓの第２周期目から第（ｎ−１）周期目までの各単位パターンについての欠陥検出結果は、被検査画像Ｓに対して２周期遅延されて、信号Ｃ１Ｄの第４周期目から第（ｎ＋１）周期目までに現れ、この検出結果がセレクタ７７Ｇによって選択出力される。
【００７６】
一方、被検査画像Ｓの第１周期目（最初の周期）の単位パターンは、１周期遅延画像Ｏ１において第２周期目の単位パターンに対応するが、参照画像Ｒ内においてはこの第２周期目の周期位置には有効な理想パターンが存在しない。参照画像Ｒの第２周期目においては、２周期遅延画像Ｏ２が、無効な値を有する無効データとなっているため、２周期遅延画像Ｏ２の２周期目に所定の単位パターンが存在しないことになり、参照画像Ｒの第２周期目において有効な理想パターンを生成することができないからである。したがって、上述と同様の方法では、欠陥検出を行うことができない。
【００７７】
そこで、被検査画像Ｓの第１周期目（最初の周期）の単位パターンの欠陥検査にあたって、本来は被検査画像Ｓの第２周期目の欠陥検出のために用いる単位パターン（すなわち参照画像Ｒの第３周期目の単位パターン）を用いて比較検出動作を行う。そのため、２周期遅延画像Ｏ２の第３周期目の単位パターンと参照画像Ｒの第３周期目の単位パターンとの比較動作の結果を表す信号Ｃ２を求める。この２周期遅延画像Ｏ２の第３周期目の単位パターンは、被検査画像Ｓの第１周期目の単位パターンに対応するものであるので、この部分の信号Ｃ２を被検査画像Ｓの第１周期目に関する欠陥検出結果として選択することができる。この選択は、セレクタ７７Ｇにより行われる。これにより、図示のように被検査画像Ｓの第１周期目に欠陥が存在する場合であっても、その欠陥を検出することができる。
【００７８】
同様に、被検査画像Ｓの第ｎ周期目（最後の周期）の単位パターンは、１周期遅延画像Ｏ１において第（ｎ＋１）周期目の単位パターンに対応するが、参照画像Ｒ内においてはこの第（ｎ＋１）周期目の周期位置には有効な理想パターンが存在しない。そこで、本来は被検査画像Ｓの第（ｎ−１）周期目の欠陥検出のために用いる単位パターン（すなわち参照画像Ｒの第ｎ周期目の単位パターン）を用いて、被検査画像Ｓの第ｎ周期目の単位パターンとの比較検出動作を行う。そのため、被検査画像Ｓの第ｎ周期目の単位パターンと参照画像Ｒの第ｎ周期目の単位パターンとの比較動作の結果を表す信号Ｃ０を求める。そして、セレクタ７７Ｇは、この信号Ｃ０を２周期遅延させた信号Ｃ０Ｄの第（ｎ＋２）周期目の単位パターンを被検査画像Ｓの第ｎ周期目に関する欠陥検出結果として選択して出力する。これにより、図示のように被検査画像Ｓの第ｎ周期目（最後の周期）に欠陥が存在する場合であっても、その欠陥を検出することができる。
【００７９】
このように、被検査画像Ｓの第１周期目（最初の周期）および第ｎ周期目（最後の周期）の単位パターンの欠陥検出において、所定の相対的位置関係にある単位パターンが存在しないためにその比較検出動作に必要な理想パターンが生成できない場合であっても、異なる周期位置の単位パターンに関する欠陥を検出するための理想パターン（すなわち、第２周期目および第（ｎ−１）周期目の単位パターンの欠陥検出のための理想パターン）に基づいて、比較検出動作を行うことができるので、被検査画像Ｓ内の全ての単位パターンについて欠陥検査を行うことができる。なお、ここでは、異なる周期位置に存在する単位パターンの欠陥検出のための理想パターンをそのまま利用して比較検出動作を行っているが、所定の単位パターンとは異なる単位パターンを用いて別個の理想パターンを新たに生成し、その生成された理想パターンを利用して比較検出動作を行ってもよい。このことは、一般的には、理想パターンを生成するための所定の相対的位置関係にある単位パターンが存在しない場合には、当該所定の相対的位置関係にある単位パターンとは異なる単位パターンを用いて理想パターンを生成し、その理想パターンに基づいて比較動作を行うことにより欠陥検査を行うものとして表現することができる。この第７実施形態においても、被検査画像Ｓの第１周期目（最初の周期）および第ｎ周期目（最後の周期）の単位パターンの欠陥検出のために用いられる理想パターンは、所定の相対的位置関係にある単位パターン（すなわち被検査単位パターンおよびその前後に隣接する合計３つの単位パターン）とは異なる単位パターンに基づいて生成された理想パターンであるとも理解される。
【００８０】
＜第８実施形態＞
第８実施形態は、第７実施形態の変形例である。第７実施形態においては、被検査画像Ｓ内の各パターンと参照画像Ｒ内の理想パターンとの比較を行う際に、参照画像Ｒの所定の１つの理想パターンと被検査画像Ｓ内の１つのパターンとを比較していたが、この第８実施形態においては、参照画像Ｒの異なる位置に存在する所定の２つの理想パターンと被検査画像Ｓ内の１つのパターンとを比較する場合について説明する。より具体的には、この第８実施形態においては、ｎ個の繰り返し単位パターンを有する被検査画像Ｓ内の異なる位置に存在する複数（３個）の単位パターンの組合せに基づいて複数（（ｎ−２）個）の理想パターンを生成し、そのうち少なくとも２つ（ここでは２つ）の異なる理想パターンのそれぞれと被検査画像に含まれる各単位パターンとを比較した複数の比較結果を用いて各単位パターンの欠陥を判定する。さらに具体的には、参照画像内の隣接する２つの理想パターンと被検査画像Ｓ内の所定の被検査対象パターンとのそれぞれの比較結果を用いて欠陥検出を行う。これによれば、被検査画像Ｓ内に含まれるノイズの影響をさらに低減することができる。
【００８１】
また、この第８実施形態では、第７実施形態と同様、理想パターンを生成するための所定の相対的位置関係にある単位パターンが存在しない場合に、異なる単位パターンを用いて理想パターンを生成し欠陥検出を行うこと（具体的には、参照画像Ｒ内の異なる周期位置に存在する理想パターンを用いて欠陥検出を行うこと）について説明する。
【００８２】
第８実施形態のパターン検査装置１Ｈは、理想パターン生成部３０Ｈおよび比較判定部５０Ｈ以外については、第７実施形態のパターン検査装置１Ｇ（図１５）と同様の構成を有しており、ここでは、相違点を中心に説明する。
【００８３】
図１８は、理想パターン生成部３０Ｇおよび比較判定部５０Ｇの具体的構成を示す機能ブロック図であり、図１９および図２０は具体的なパターン検査の各動作において得られる画像信号の概要を示す説明図である。
【００８４】
図１８に示すように、理想パターン生成部３０Ｈは、１周期遅延回路３１Ｈ，３２Ｈ，３３Ｈ，３４Ｈ、および参照画像作成回路４０Ｈを有している。
【００８５】
１周期遅延回路３１Ｈは、被検査画像Ｓを１周期遅延させた１周期遅延画像Ｏ１を生成し、１周期遅延回路３２Ｈは、その１周期遅延画像Ｏ１をさらに１周期遅延させた２周期遅延画像Ｏ２を生成する。同様に、１周期遅延回路３３Ｈは、２周期遅延画像Ｏ２をさらに１周期遅延させた３周期遅延画像Ｏ３を生成し、１周期遅延回路３４Ｈは、その３周期遅延画像Ｏ１をさらに１周期遅延させた４周期遅延画像Ｏ４を生成する。そして、参照画像作成回路４０Ｈは、これらのうち１周期遅延画像Ｏ１と２周期遅延画像Ｏ２と３周期遅延画像Ｏ３とに基づいて、参照画像Ｒ（上記ＰＩと同一）を生成する。この参照画像作成回路４０Ｈは、具体的には、第３実施形態などと同様の構成を有する。
【００８６】
また、比較判定部５０Ｈは、比較回路５１Ｈ，５２Ｈ，５３Ｈ，５４Ｈ，５５Ｈ、１周期遅延回路５６Ｈ，５７Ｈ，５８Ｈ，５９Ｈ、ＡＮＤ回路６１Ｈ，６２Ｈ，６３Ｈ，６４Ｈ、３周期遅延回路６６Ｈ、２周期遅延回路６７Ｈ、１周期遅延回路６８Ｈ、およびセレクタ６９Ｈを有する。
【００８７】
比較回路５１Ｈは、被検査画像Ｓと参照画像Ｒとの比較結果を算出して信号Ｃ０（＝Ｓ−Ｒ）を出力し、比較回路５２Ｈは、１周期遅延画像Ｏ１と参照画像Ｒとの比較結果を表す信号Ｃ１（＝Ｏ１−Ｒ）を出力する。同様に、比較回路５３Ｈは、２周期遅延画像Ｏ２と参照画像Ｒとの比較結果を算出して信号Ｃ２（＝Ｏ２−Ｒ）を出力し、比較回路５４Ｈは、３周期遅延画像Ｏ３と参照画像Ｒとの比較結果を表す信号Ｃ３（＝Ｏ３−Ｒ）を出力し、比較回路５５Ｈは、４周期遅延画像Ｏ４と参照画像Ｒとの比較結果を表す信号Ｃ４（＝Ｏ４−Ｒ）を出力する。
【００８８】
また、１周期遅延回路５６Ｈは、信号Ｃ０を１周期遅延させて信号Ｃ０Ｄを生成し、ＡＮＤ回路６１Ｈは、この信号Ｃ０Ｄと信号Ｃ１とのＡＮＤ（論理積）を求めて信号Ａ０として出力する。３周期遅延回路６６Ｈは、この信号Ａ０を３周期遅延させて信号Ａ０Ｄを生成して、セレクタ６９Ｈに対して出力する。
【００８９】
同様に、１周期遅延回路５７Ｈは、信号Ｃ１を１周期遅延させて信号Ｃ１Ｄを生成し、ＡＮＤ回路６２Ｈは、この信号Ｃ１Ｄと信号Ｃ２とのＡＮＤ（論理積）を求めて信号Ａ１として出力する。２周期遅延回路６７Ｈは、この信号Ａ１を２周期遅延させて信号Ａ１Ｄを生成して、セレクタ６９Ｈに対して出力する。
【００９０】
さらに、１周期遅延回路５８Ｈは、信号Ｃ２を１周期遅延させて信号Ｃ２Ｄを生成し、ＡＮＤ回路６３Ｈは、この信号Ｃ２Ｄと信号Ｃ３とのＡＮＤ（論理積）を求めて信号Ａ２として出力する。１周期遅延回路６８Ｈは、この信号Ａ２を１周期遅延させて信号Ａ２Ｄを生成して、セレクタ６９Ｈに対して出力する。
【００９１】
また、１周期遅延回路５９Ｈは、信号Ｃ３を１周期遅延させて信号Ｃ３Ｄを生成し、ＡＮＤ回路６４Ｈは、この信号Ｃ３Ｄと信号Ｃ４とのＡＮＤ（論理積）を求めて信号Ａ３とし、そのままセレクタ６９Ｈに対して出力する。
【００９２】
そして、セレクタ６９Ｈは、被検査画像Ｓの最初の単位パターン撮像時点に対して４周期遅延した周期、すなわち第５周期目においては信号Ａ３を選択し、第６周期目から第（ｎ＋２）周期目までは信号Ａ２Ｄを選択し、第（ｎ＋３）周期目においては信号Ａ１Ｄを選択し、第（ｎ＋４）周期目においては信号Ａ０Ｄを選択する。これにより、被検査画像Ｓの欠陥検出結果を連続的にリアルタイムで得ることが可能になる。
【００９３】
つぎに、検出原理について、図１９および図２０を参照しながら説明する。図１９には、被検査画像Ｓ、１周期遅延画像Ｏ１、２周期遅延画像Ｏ２、３周期遅延画像Ｏ３、４周期遅延画像Ｏ４、および参照画像Ｒが示されている。この参照画像Ｒは、１周期遅延画像Ｏ１と２周期遅延画像Ｏ２と３周期遅延画像Ｏ３との３つの画像を用いて作成されており、参照画像Ｒの第４周期目から第（ｎ＋１）周期目において、有効な参照画像Ｒが作成されている。
【００９４】
ここにおいて、たとえば、被検査画像Ｓの第２周期目のパターンＵ（２）の欠陥検出を行うにあたっては、参照画像Ｒの第５周期目の理想パターンＲ（５）と３周期遅延画像Ｏ３の第５周期目のパターンＵ（２）とを比較した結果Ｃ３と、参照画像Ｒの第４周期目の理想パターンＲ（４）と２周期遅延画像Ｏ２の第４周期目のパターンＵ（２）とを比較した結果である信号Ｃ２とを求め、さらに信号Ｃ２を１周期遅延させた信号Ｃ２Ｄと上記結果Ｃ３とを同期させてＡＮＤ回路６３Ｈに入力し、その比較判定結果である信号Ａ２を結果として得ることができる。ただし、ここでは、他の信号との同期をとるため、信号Ａ２を１周期遅延させた信号Ａ２Ｄを検出結果としている。
【００９５】
このように、本実施形態においては、被検査画像Ｓ内の１つの単位パターンの欠陥検出にあたって、参照画像Ｒ内の異なる２つ以上の理想パターンを用いて比較判定動作を行うことにより、ノイズの影響を低減することができる。以下では、上記のような動作などについて、図２０を参照しながら、さらに詳しく説明する。なお、図２０の最上段の番号は、周期性を有する各信号の周期番号（周期Ｎｏ．）を表記している。図２０では、ｎ＝６の場合について例示しており、記号▲１▼〜▲４▼の欠陥が図示の位置に存在するものとしている。
【００９６】
最初に、被検査画像Ｓの第２周期目から第（ｎ−２）周期目までの各単位パターンに関する欠陥検査について説明する。これは、２つの比較結果の信号Ｃ２，Ｃ３、すなわち、２周期遅延画像Ｏ２と参照画像Ｒとの比較結果を表す信号Ｃ２と、３周期遅延画像Ｏ３と参照画像Ｒとの比較結果を表す信号Ｃ３とを用いて行う。
【００９７】
ここにおいて、被検査画像Ｓの第２周期目から第４（＝ｎ−２）周期目は、３周期遅延画像Ｏ３の第５周期目から第７周期目に相当する。また、参照画像Ｒの第５周期目から第７周期目は、有効なデータとして得られており、３周期遅延画像Ｏ３と参照画像Ｒとの比較結果である信号Ｃ３も第５周期目から第７周期目において有効な値となる。同様に、被検査画像Ｓの第２周期目から第４周期目は、２周期遅延画像Ｏ２の第４周期目から第６周期目に相当する。また、参照画像Ｒの第４周期目から第６周期目は、有効なデータとして得られており、２周期遅延画像Ｏ２と参照画像Ｒとの比較結果である信号Ｃ２も第４周期目から第６周期目において有効な値となる。
【００９８】
そして、信号Ｃ２を１周期遅延させて信号Ｃ２Ｄを生成することにより、信号Ｃ３と同期させて、ＡＮＤ回路６３Ｈによりアンド動作を行い信号Ａ２を得る。これにより、被検査画像Ｓの第２周期目から第４周期目の各パターンについて、参照画像Ｒの異なる位置に存在する２つの理想パターンを用いて比較動作を行うことになる。ここで、被検査画像Ｓの第２周期目のパターンＵ（２）について考えると、参照画像Ｒの異なる２つの理想パターン（第４周期目および第５周期目の理想パターンＲ（４），Ｒ（５））を用いて比較動作を行うことになる。したがって、異なる理想パターンを用いることにより誤検出を抑制し、ノイズの影響を低減することができる。
【００９９】
一方、被検査画像Ｓの第１周期目（最初の周期）の単位パターンは、第２周期遅延画像Ｏ２において第３周期目の単位パターンに対応するが、参照画像Ｒ内においてはこの第３周期目の周期位置には有効な理想パターンが存在しない。参照画像Ｒの第３周期目においては、３周期遅延画像Ｏ３が、無効な値を有する無効データとなっているためである。
【０１００】
そこで、本来は被検査画像Ｓの第２周期目の欠陥検出のために用いる参照画像Ｒ内の異なる２つの理想パターン（すなわち参照画像Ｒの第４周期目，第５周期目の単位パターンＵ（４），Ｕ（５））を用いて、被検査画像Ｓの第１周期目の単位パターンとの比較検出動作を行う。ここでは、２つの比較結果の信号Ｃ３，Ｃ４、すなわち、３周期遅延画像Ｏ３と参照画像Ｒとの比較結果を表す信号Ｃ３と、４周期遅延画像Ｏ４と参照画像Ｒとの比較結果を表す信号Ｃ４とを用いて比較動作を行う。
【０１０１】
ここにおいて、被検査画像Ｓの第１周期目は、４周期遅延画像Ｏ４の第５周期目に相当する。また、参照画像Ｒの第５周期目は、有効なデータとして得られており、４周期遅延画像Ｏ４と参照画像Ｒとの比較結果である信号Ｃ４も第５周期目において有効な値となる。したがって、第５周期目において、４周期遅延画像Ｏ４と参照画像Ｒとを比較して、比較結果の信号Ｃ４を得ることにより、被検査画像Ｓの１周期目のパターンを理想パターンと比較することができる。同様に、被検査画像Ｓの第１周期目は、３周期遅延画像Ｏ３の第４周期目に相当する。また、参照画像Ｒの第４周期目は、有効なデータとして得られており、３周期遅延画像Ｏ３と参照画像Ｒとの比較結果である信号Ｃ３も第４周期目において有効な値となる。したがって、第４周期目において、３周期遅延画像Ｏ３と参照画像Ｒとを比較して、比較結果の信号Ｃ３を得ることにより、被検査画像Ｓの１周期目のパターンを理想パターンと比較することができる。そして、この信号Ｃ３を１周期遅延させて信号Ｃ３Ｄを生成して信号Ｃ４と同期させてＡＮＤ回路６４Ｈによりアンド動作を行うことにより、信号Ａ３を得る。これにより、被検査画像Ｓの第１周期目のパターンＵ（１）について、参照画像Ｒの異なる位置に存在する２つの理想パターン（第４周期目および第５周期目の理想パターンＲ（４），Ｒ（５））を用いて比較動作を行うことができる。
【０１０２】
また、被検査画像Ｓの第５（＝ｎ−１）周期目（最後から２つめの周期）の単位パターンは、第３周期遅延画像Ｏ３において第８（＝ｎ＋２）周期目の単位パターンに対応するが、参照画像Ｒ内においてはこの第８周期目の周期位置には有効な理想パターンが存在しない。参照画像Ｒの第８周期目においては、１周期遅延画像Ｏ１が、無効な値を有する無効データとなっているためである。
【０１０３】
そこで、本来は被検査画像Ｓの第４周期目の欠陥検出のために用いる参照画像Ｒ内の異なる２つの理想パターン（すなわち参照画像Ｒの第６周期目，第７周期目の単位パターンＵ（６），Ｕ（７））を用いて、被検査画像Ｓの第５周期目の単位パターンとの比較検出動作を行う。ここでは、２つの比較結果の信号Ｃ１，Ｃ２、すなわち、１周期遅延画像Ｏ１と参照画像Ｒとの比較結果を表す信号Ｃ１と、２周期遅延画像Ｏ２と参照画像Ｒとの比較結果を表す信号Ｃ２とを用いて比較動作を行う。
【０１０４】
ここにおいて、被検査画像Ｓの第５周期目は、２周期遅延画像Ｏ２の第７周期目に相当する。また、参照画像Ｒの第７周期目は、有効なデータとして得られており、２周期遅延画像Ｏ２と参照画像Ｒとの比較結果である信号Ｃ２も第７周期目において有効な値となる。したがって、第７周期目において、２周期遅延画像Ｏ２と参照画像Ｒとを比較して、比較結果の信号Ｃ２を得ることにより、被検査画像Ｓの５周期目のパターンを理想パターンと比較することができる。同様に、被検査画像Ｓの第５周期目は、１周期遅延画像Ｏ１の第６周期目に相当する。また、参照画像Ｒの第６周期目は、有効なデータとして得られており、１周期遅延画像Ｏ１と参照画像Ｒとの比較結果である信号Ｃ１も第６周期目において有効な値となる。したがって、第６周期目において、１周期遅延画像Ｏ１と参照画像Ｒとを比較して、比較結果の信号Ｃ１を得ることにより、被検査画像Ｓの５周期目のパターンを理想パターンと比較することができる。そして、信号Ｃ１を１周期遅延させて信号Ｃ１Ｄを生成することにより、信号Ｃ２と同期させて、ＡＮＤ回路６２Ｈによりアンド動作を行い信号Ａ１を得る。これにより、被検査画像Ｓの第５周期目のパターンＵ（５）について、参照画像Ｒの異なる位置に存在する２つの理想パターン（第６周期目および第７周期目の理想パターンＲ（６），Ｒ（７））を用いて比較動作を行うことになる。なお、ここでは、他の信号との同期をとるため、信号Ａ１を２周期遅延させた信号Ａ１Ｄを検出結果としている。
【０１０５】
さらに、被検査画像Ｓの第６（＝ｎ）周期目（最後の周期）の単位パターンは、第３周期遅延画像Ｏ３において第９（＝ｎ＋３）周期目の単位パターンに対応するが、参照画像Ｒ内においてはこの第９周期目の周期位置には有効な理想パターンが存在しない。参照画像Ｒの第９周期目においては、１周期遅延画像Ｏ１が、無効な値を有する無効データとなっているためである。
【０１０６】
そこで、本来は被検査画像Ｓの第４周期目の欠陥検出のために用いる参照画像Ｒ内の異なる２つの理想パターン（すなわち参照画像Ｒの第６周期目，第７周期目の単位パターンＵ（６），Ｕ（７））を用いて、被検査画像Ｓの第６周期目の単位パターンとの比較検出動作を行う。ここでは、２つの比較結果である信号Ｃ０，Ｃ１、すなわち、被検査画像Ｓと参照画像Ｒとの比較結果を表す信号Ｃ０と、１周期遅延画像Ｏ１と参照画像Ｒとの比較結果を表す信号Ｃ１とを用いて比較動作を行う。
【０１０７】
ここにおいて、被検査画像Ｓの第６周期目は、１周期遅延画像Ｏ１の第７周期目に相当する。また、参照画像Ｒの第７周期目は、有効なデータとして得られており、１周期遅延画像Ｏ１と参照画像Ｒとの比較結果である信号Ｃ１も第７周期目において有効な値となる。したがって、第７周期目において、１周期遅延画像Ｏ１と参照画像Ｒとを比較して、比較結果の信号Ｃ１を得ることにより、被検査画像Ｓの６周期目のパターンを理想パターンと比較することができる。同様に、参照画像Ｒの第６周期目は、有効なデータとして得られており、被検査画像Ｓと参照画像Ｒとの比較結果である信号Ｃ０も第６周期目において有効な値となる。したがって、第６周期目において、被検査画像Ｓと参照画像Ｒとを比較して、比較結果の信号Ｃ０を得ることにより、被検査画像Ｓの６周期目のパターンを理想パターンと比較することができる。そして、信号Ｃ０を１周期遅延させて信号Ｃ０Ｄを生成して信号Ｃ１と同期させて、ＡＮＤ回路６１Ｈにより信号Ｃ０Ｄと信号Ｃ１とのアンド動作を行い信号Ａ０を得る。これにより、被検査画像Ｓの第６周期目のパターンＵ（６）について、参照画像Ｒの異なる位置に存在する２つの理想パターン（第６周期目および第７周期目の理想パターンＲ（６），Ｒ（７））を用いて比較動作を行うことになる。なお、ここでは、他の信号との同期をとるため、信号Ａ０を３周期遅延させた信号Ａ０Ｄを検出結果としている。
【０１０８】
さらに、上述したように、セレクタ６９Ｈによって、上記の検出結果を表す信号Ａ０Ｄ，Ａ１Ｄ，Ａ２Ｄ，Ａ３のうちのいずれかの信号が選択される。すなわち、セレクタ６９Ｈは、被検査画像Ｓの最初の単位パターン撮像時点に対して４周期遅延した周期、すなわち第５周期目においては信号Ａ３を選択し、第６周期目から第８（＝ｎ＋２）周期目までは信号Ａ２Ｄを選択し、第９（＝ｎ＋３）周期目においては信号Ａ１Ｄを選択し、第１０（＝ｎ＋４）周期目においては信号Ａ０Ｄを選択する。これにより、被検査画像Ｓに含まれるｎ個の各単位パターンに関する欠陥検出結果を順次連続的にリアルタイムで得ることが可能になる。特に、被検査画像Ｓの第１周期目（最初の周期）、第（ｎ−１）周期目（最後から２つめの周期）、および第ｎ周期目（最後の周期）の単位パターンの欠陥検出において、その理想パターンを生成するための所定の相対的位置関係にある単位パターンが存在しない場合にあっても、当該所定の相対的位置関係にある単位パターンとは異なる単位パターンを用いて理想パターンを生成し、その理想パターンに基づいて比較動作を行うことにより欠陥検査を行っているので、被検査画像Ｓ内の全ての単位パターンについて欠陥検査を行うことができる。
【０１０９】
ここで、図２０においては、被検査画像Ｓの第１周期目と第４周期目とにノイズを含む場合を示している。また、図２１は、第７実施形態のパターン検査装置１Ｇによる処理結果を示す図であり、図２０と同様の位置においてノイズを含む場合を示している。ノイズを含む場合には、ノイズの大きさや、比較動作における閾値の設定値によっては誤検出を伴うことになる。両図２０，２１においては、ノイズによる誤検出を黒色部分（黒色で塗りつぶした部分）で示している。なお、これらの図では、説明を行う上での便宜上、ノイズによる誤検出が頻繁に発生している場合を想定して示している。
【０１１０】
図２０および図２１を比較すると判るように、図２１の検査結果においては、被検査画像Ｓの第１，２，４，６周期目の単位パターンの検出結果に対応する第３，４，６，８周期目において合計４つの誤検出を伴っている。一方、図２０に検査結果においては、被検査画像Ｓの第１，４，６周期目の単位パターンの検出結果に対応する第５，８，１０周期目において合計３つの誤検出を伴っている。すなわち、図２０に示す場合には、図２１に示す場合よりも、１つ誤検出が減っている。
【０１１１】
このように、第８実施形態のパターン検査装置１Ｈによれば、被検査画像Ｓに含まれる異なる複数（３つ）の単位パターンの組合せに基づいて生成された複数の理想パターンの中から、参照画像Ｒに含まれる少なくとも２つの異なる理想パターンを選択し、選択された少なくとも理想パターンのそれぞれと被検査画像に含まれる単位パターンとを比較した複数の比較結果を用いて欠陥を判定するので、同等のノイズが被検査画像Ｓ内に含まれている場合であっても、第７実施形態のパターン検査装置１Ｇに比べて、誤検出を抑制してノイズの影響を低減させることができることが判る。
【０１１２】
＜その他＞
上記第７実施形態および第８実施形態においては、参照画像Ｒを生成する参照画像作成回路４０Ｇおよび４０Ｈは、第３実施形態と同様の構成を有するものとしたが、これに限定されず、第１実施形態または第２実施形態などと同様の構成を有していてもよい。これらによって生成される参照画像Ｒを用いて、上記と同様の欠陥検出動作を行うことができる。
【０１１３】
また、上記各実施形態では、半導体ウエハ上の単位パターンとして「ダイ」が繰り返し配列されている場合について説明したが、これに限定されず、「ダイ」内部のさらに小さな単位パターンを「単位パターン」としてもよい。
【０１１４】
さらに、上記各実施形態においては、検査対象物として半導体ウエハを例示したが、これに限定されず、繰り返しパターンを有するものであればよく、たとえば、カラーフィルター、シャドウマスク、プリント配線板などであってもよい。
【０１１５】
【発明の効果】
以上のように、請求項１ないし請求項８に記載のパターン検査装置によれば、被検査画像を入力する被検査画像入力手段と、被検査画像に含まれる複数の単位パターンに基づいて理想パターンを生成する理想パターン生成手段と、生成された理想パターンと被検査画像に含まれる単位パターンとを比較した比較結果を用いて、被検査画像中の単位パターンの欠陥を判定する比較判定手段とを備えるので、ノイズの影響が軽減された理想パターンを自動的に生成し、生成された理想パターンとの比較を行って欠陥検出を行うことにより、検出結果に対するノイズの影響を低減させて安定した欠陥検出が可能になる。
また、理想パターンを生成するための所定の相対的位置関係にある単位パターンが存在しない場合であっても、被検査画像中に実在する他の単位パターンを代用して理想パターンを生成するので、被検査画像内の全ての単位パターンについて欠陥検査を行うことができる。
【０１１６】
特に、請求項４に記載のパターン検査装置によれば、被検査単位パターンに対して隣接する単位パターンを使用して理想パターンを生成するので、被検査画像内の単位パターンが徐々に変化する場合であっても、より理想的な理想パターンを生成することができる。
【０１１８】
さらに、請求項６に記載のパターン検査装置によれば、比較判定手段は、欠陥を有する単位パターンの位置を特定する欠陥位置特定手段を有するので、被検査画像に含まれる欠陥が理想パターン生成に与える影響を排除して、この影響に起因する誤検出を抑制することができる。
【０１１９】
また、請求項７に記載のパターン検査装置によれば、理想パターン生成手段は、被検査画像の画像信号を単位パターン順次に入力する手段と、被検査画像の画像信号を単位パターンの繰返し周期の整数倍の遅延時間だけ遅延させることによって、互いに異なる遅延時間を持った複数の遅延被検査画像信号を得る手段と、被検査画像の画像信号と複数の遅延被検査画像信号とからなる集合のうち、２以上の信号を合成して理想パターンの信号を得る手段とを備えるので、リアルタイムに理想パターンを生成することができる。したがって、このリアルタイムに得られる理想パターンを用いることにより、パターン検査をリアルタイムに行うことができる。
【０１２０】
さらに、請求項８に記載のパターン検査装置によれば、理想パターン生成手段は、被検査画像に含まれる単位パターンの異なる組合せに基づいて複数の理想パターンを生成可能であり、比較判定手段は、複数の理想パターンのうち少なくとも２つと、被検査画像に含まれる被検査単位パターンとを比較して被検査単位パターンの欠陥を判定するので、ノイズの影響をさらに低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るパターン検査装置１Ａの構成を表す概略図である。
【図２】半導体ウエハＷの詳細を表す平面図である。
【図３】理想パターン生成部３０Ａおよび比較判定部５０Ａの機能ブロック図である。
【図４】パターン検査装置１Ａにおいて得られる各画像信号の概要を示す説明図である。
【図５】理想パターン生成部３０Ｂおよび比較判定部５０Ｂの機能ブロック図である。
【図６】パターン検査装置１Ｂにおいて得られる各画像信号の概要を示す説明図である。
【図７】理想パターン生成部３０Ｃおよび比較判定部５０Ｃの機能ブロック図である。
【図８】パターン検査装置１Ｃにおいて得られる各画像信号の概要を示す説明図である。
【図９】理想パターン生成部３０Ｄおよび比較判定部５０Ｄの機能ブロック図である。
【図１０】パターン検査装置１Ｄにおいて得られる各画像信号の概要を示す説明図である。
【図１１】理想パターン生成部３０Ｅおよび比較判定部５０Ｅの機能ブロック図である。
【図１２】パターン検査装置１Ｅにおいて得られる各画像信号の概要を示す説明図である。
【図１３】理想パターン生成部３０Ｆおよび比較判定部５０Ｆの機能ブロック図である。
【図１４】パターン検査装置１Ｆにおいて得られる各画像信号の概要を示す説明図である。
【図１５】理想パターン生成部３０Ｇおよび比較判定部５０Ｇの機能ブロック図である。
【図１６】パターン検査装置１Ｇにおいて得られる各画像信号の概要を示す説明図である。
【図１７】パターン検査装置１Ｇにおいて得られる各画像信号の概要を示す説明図である。
【図１８】理想パターン生成部３０Ｈおよび比較判定部５０Ｈの機能ブロック図である。
【図１９】パターン検査装置１Ｈにおいて得られる各画像信号の概要を示す説明図である。
【図２０】パターン検査装置１Ｈにおいて得られる各画像信号の概要を示す説明図である。
【図２１】パターン検査装置１Ｇにおいて得られる各画像信号の概要を示す説明図である。
【図２２】従来技術を説明するための図である。
【図２３】従来技術を説明するための図である。
【符号の説明】
１，１Ａ〜１Ｈ  パターン検査装置
２  対象物
３  ＸＹテーブル
１０  画像入力処理部
３０，３０Ａ〜３０Ｈ  理想パターン生成部
５０，５０Ａ〜５０Ｈ  比較判定部
ＤＴ  欠陥
ＰＩ，Ｒ  参照画像
Ｒ（ｉ）  理想パターン
Ｓ  被検査画像（原画像）
Ｕ  単位パターン
Ｗ  半導体ウエハ
【図１】
0004175748.tif 000002
【図２】
0004175748.tif 000003
【図３】
0004175748.tif 000004
【図４】
0004175748.tif 000005
【図５】
0004175748.tif 000006
【図６】
0004175748.tif 000007
【図７】
0004175748.tif 000008
【図８】
0004175748.tif 000009
【図９】
0004175748.tif 000010
【図１０】
0004175748.tif 000011
【図１１】
0004175748.tif 000012
【図１２】
0004175748.tif 000013
【図１３】
0004175748.tif 000014
【図１４】
0004175748.tif 000015
【図１５】
0004175748.tif 000016
【図１６】
0004175748.tif 000017
【図１７】
0004175748.tif 000018
【図１８】
0004175748.tif 000019
【図１９】
0004175748.tif 000020
【図２０】
0004175748.tif 000021
【図２１】
0004175748.tif 000022
【図２２】
0004175748.tif 000023
【図２３】
0004175748.tif 000024