(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に多数形成されたチップを順次撮像して取得した検査対象画像と参照画像とを比較することにより検査対象物上のパターンを検査するパターン検査方法であって、
上記チップのうち最初に撮像したチップの画像から、対応するチップ間の画像の位置ずれ量を求めるのに適したパターンを選択することを、上記最初に撮像したチップの画像の取り込みと並行して行う第１のステップと、
上記選択した位置ずれ量を求めるのに適したパターンを基準パターンとして、上記順次撮像して取得した検査対象画像と参照画像とにつき、上記基準パターンに対応するパターン同士の位置情報を用いて、該両画像間の位置ずれ量を求める第２のステップと、
該求めた位置ずれ量に基づいて上記両画像間の位置ずれを補正する第３のステップと、
該位置ずれを補正した上記両画像を比較してその差異を抽出する第４のステップと、
を経て、上記パターンを検査することを特徴とするパターン検査方法。
【請求項２】
上記第１のステップでは、上記パターンを、上記チップ内に形成された多数のパターンのそれぞれのエッジの情報を用いて選択する請求項１に記載のパターン検査方法。
【請求項３】
基板上に多数形成されたチップを順次撮像して取得した検査対象画像と参照画像とを比較することにより検査対象物上のパターンを検査するパターン検査方法であって、
上記チップのうち最初に撮像したチップの画像のうち相対的にパターン数の多い領域の画像から、対応するチップ間の画像の位置ずれ量を求めるのに適したパターンを選択することを、上記最初に撮像したチップの画像の取り込みと並行して行う第１のステップと、
上記選択した位置ずれ量を求めるのに適したパターンを基準パターンとして、上記順次撮像して取得した検査対象画像と参照画像との上記相対的にパターン数の多い領域について、上記基準パターンに対応するパターン同士の位置情報を用いて該両画像間の位置ずれ量を求める第２のステップと、
該求めた位置ずれ量に基づいて上記両画像間の位置ずれを補正する第３のステップと、
該位置ずれを補正した上記両画像を比較してその差異を抽出する第４のステップと、
を経て、上記パターンを検査することを特徴とするパターン検査方法。
【請求項４】
上記第１のステップでは、上記パターンを、上記チップ内に形成された多数のパターンのそれぞれのエッジの情報を用いて選択する請求項３に記載のパターン検査方法。
【請求項５】
検査対象画像と参照画像とを比較することにより検査対象物上のパターンを検査するパターン検査方法であって、
連続して入力される上記検査対象画像と上記参照画像とに対し位置ずれ量の演算処理を行うとき、相対的にパターン数の少ない領域の位置ずれ量サーチ範囲を、相対的にパターン数の多い領域から演算されたマッチング位置の周りに限定して、上記両画像間の位置ずれ量を演算する第１のステップと、
該演算で求めた位置ずれ量に基づき該両画像を互いに位置合せする第２のステップと、
該位置合せした該両画像を比較し相互間の差異を検出する第３のステップと、
を経て、上記パターンを検査することを特徴とするパターン検査方法。
【請求項６】
上記第１のステップでは、少なくとも、位置ずれ量の演算順序、演算範囲のいずれかを、演算に先立ち予め設定しておく請求項５に記載のパターン検査方法。
【請求項７】
基板上に多数形成されたチップを順次撮像して取得した検査対象画像と参照画像とを比較することにより検査対象物上のパターンを検査するパターン検査装置であって、
基板に光を照射し上記チップを順次撮像する撮像手段と、
上記チップのうち最初に撮像したチップの画像から、対応するチップ間の画像の位置ずれ量を求めるのに適したパターンを選択することを、上記最初に撮像したチップの画像の取り込みと並行して行い、該選択したパターンの情報を記憶する位置ずれ量算出パターン抽出手段と、
上記選択した位置ずれ量を求めるのに適したパターンを基準パターンとして、上記撮像手段で順次撮像して取得した検査対象画像と参照画像とについて、上記基準パターンに対応するパターン同士の位置情報を用いて位置ずれ量を求める位置ずれ量算出手段と、
該位置ずれ量算出手段で求めた位置ずれ量に基づいて上記検査対象画像と参照画像との位置ずれを補正する位置ずれ補正手段と、
該位置ずれ補正手段で位置ずれを補正した上記検査対象画像と参照画像とを比較して差異を抽出する差異抽出手段と、
を備えたことを特徴とするパターン検査装置。
【請求項８】
上記位置ずれ量算出手段は、上記検査対象画像と参照画像とをそれぞれ、複数の領域に分割し、該複数領域に分割した画像データをデジタル化し、該デジタル化した画像データを記憶し、該記憶した画像データからパターン情報を演算し、該演算したパターン情報に応じて画像を選択し、該選択した画像に対し時間的に並行して位置ずれ量を演算する構成を備える請求項７に記載のパターン検査装置。
【請求項９】
基板上に多数形成されたチップを順次撮像して取得した検査対象画像と参照画像とを比較することにより検査対象物上のパターンを検査するパターン検査装置であって、
基板に光を照射して上記チップを順次撮像する撮像手段と、
上記チップのうち最初に撮像したチップの画像のうち相対的にパターン数の多い領域の画像から、対応するチップ間の画像の位置ずれ量を求めるのに適したパターンを選択することを、上記最初に撮像したチップの画像の取り込みと並行して行い、該選択したパターンの情報を記憶する位置ずれ量算出パターン抽出手段と、
上記選択した位置ずれ量を求めるのに適したパターンを基準パターンとして、上記取得した検査対象画像と参照画像の、上記位置ずれ量算出パターン抽出手段に記憶した上記相対的にパターン数の多い領域について、上記基準パターンに対応するパターン同士の位置情報を用いて位置ずれ量を求める位置ずれ量算出手段と、
該求めた位置ずれ量に基づいて上記検査対象画像と参照画像との位置ずれを補正する位置ずれ補正手段と、
該位置ずれ補正手段で位置ずれを補正した上記両画像を比較してその差異を抽出する差異抽出手段と、
を備えたことを特徴とするパターン検査装置。
【請求項１０】
検査対象画像と参照画像とを比較することにより検査対象物上のパターンを検査するパターン検査装置であって、
連続して入力される上記検査対象画像と上記参照画像とに対し位置ずれ量の演算処理を行うとき、相対的にパターン数の少ない領域の位置ずれ量サーチ範囲を、相対的にパターン数の多い領域から演算されたマッチング位置の周りに限定して、上記両画像間の位置ずれ量を演算する手段と、
該演算で求めた位置ずれ量に基づき該両画像を互いに位置合せする手段と、
該位置合せした該両画像を比較し相互間の差異を検出する手段と、
を備え、上記パターンを検査し異物または欠陥を検出可能にした構成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、検査対象物上のパターンを画像比較により検査するパターン検査技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、検査対象画像と参照画像とを比較して欠陥検出を行うパターン検査技術における両画像の位置合せでは、画像内のパターンのエッジ部を、マッチング（位置合せ）の１つの情報とし、画像間のパターンのエッジ部のずれが最小になるようなマッチング位置を演算するのが一般的で、このための方法として、正規化相互相関を用いる方法や、残差の総和を用いる方法などが提案されている。また、画像比較によるパターン検査技術の公知例としては、例えば、特開平０５−２６４４６７号公報や特開２００１−２２９３５号公報がある。特開平０５−２６４４６７号公報には、繰り返しパターンが規則的に並んだ被検査物をラインセンサで順次撮像し、センサで撮像した画像と、繰り返しパターンピッチ分遅延した画像との間の位置ずれ量を順次求め、求められた位置ずれ量に基づき該両画像の位置合せを行い、両画像間の差をとり、該差がしきい値よりも大きいときに欠陥と判定し、小さいときには非欠陥と判定するようにした技術が記載されている。また、特開２００１−２２９３５号公報には、様々なパターンが混在する被検査物に対しても、位置合せ不良による誤検出を低減可能な技術として、連続して入力される画像に対し、マッチング位置（位置合せの位置）の候補点を順次求め、得られた複数個のマッチング位置の候補点の集合から、各画像での最適とされるマッチング位置を決定して位置合せを行うようにした技術が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
例えば図２に示すような画像の場合、上記従来の位置合せ方法では、マッチング位置が一義的には定まらず、位置ずれ量の演算誤差が生じる可能性が大きい。図２（ａ）は、エッジ情報が極端に少ない場合、すなわち、位置合せ領域全体に対するエッジ部の割合（以下、パターン密度という）が小さい場合であり、図２（ｂ）は、特定方向のエッジが極端に多い場合であり、図２（ｃ）は、小ピッチのパターンが極端に多い場合である。また、上記特開平０５−２６４４６７号公報記載の技術でも、例えば、図２に示すようなパターンが大半を占める中に、それ以外の正常パターンがわずかにある場合には、該部分で虚報（誤検出情報）を生じるおそれがある。また、マッチング対象画像に対し全領域を用いてマッチング候補点を演算するため、演算データ量は膨大になり、処理時間が長くなる原因となる。高速化のためには、マッチング演算部のハード化や演算回路を増やすなどの対策が必要となり、装置の低価格化や小型化などを図る上でのネックとなり易い。上記特開２００１−２２９３５号公報記載の技術も、マッチング対象画像に対し全領域を用いてマッチング候補点を演算するため、演算データ量が膨大になり、上記特開平０５−２６４４６７号公報記載の技術と同様、これが処理の高速化を阻む要因となり易く、装置のコスト増大や大型化にもつながるおそれがある。
本発明の課題点は、上記従来技術の状況に鑑み、画像比較によるパターン検査技術において、（１）異物やパターン欠陥などを正確に検出できること、（２）画像の位置ずれの演算量も少なくでき、高速化処理が可能なこと、（３）画像間の高精度な位置ずれ量の検出が可能なこと、（４）装置のコスト増大や大型化につながらないこと、等である。
本発明の目的は、かかる課題点を解決できる技術の提供にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題点を解決するために、本発明では、検査対象物の検査対象領域に対応した検査対象画像と、比較の相手となる参照領域に対応した参照画像との間の位置ずれ量を求め、該求めた位置ずれ量に基づき該両画像を互いに位置合せし、該位置合せした該両画像を比較して相互間の差異を、異物またはパターン欠陥として検出する。また、位置ずれ量の演算領域、演算順序、画像のサーチ範囲などを演算に先立ち予めスケジューリングしておく。具体的には、（１）基板上に多数形成されたチップを順次撮像して取得した検査対象画像と参照画像とを比較することにより検査対象物上のパターンを検査するパターン検査方法として、上記チップのうち最初に撮像したチップの画像から、対応するチップ間の画像の位置ずれ量を求めるのに適したパターンを選択することを、上記最初に撮像したチップの画像の取り込みと並行して行い、上記選択した位置ずれ量を求めるのに適したパターンを基準パターンとして、上記順次撮像して取得した検査対象画像と参照画像とにつき、上記基準パターンに対応するパターン同士の位置情報を用いて、該両画像間の位置ずれ量を求め、該求めた位置ずれ量に基づいて上記両画像間の位置ずれを補正し、該位置ずれを補正した上記両画像を比較してその差異を抽出する。（２）上記（１）において、上記パターンの選択を、上記チップ内に形成された多数のパターンのそれぞれのエッジの情報を用いて行う。（３）基板上に多数形成されたチップを順次撮像して取得した検査対象画像と参照画像とを比較することにより検査対象物上のパターンを検査するパターン検査方法として、上記チップのうち最初に撮像したチップの画像のうち相対的にパターン数の多い領域の画像から、対応するチップ間の画像の位置ずれ量を求めるのに適したパターンを選択することを、上記最初に撮像したチップの画像の取り込みと並行して行い、上記選択した位置ずれ量を求めるのに適したパターンを基準パターンとして、上記順次撮像して取得した検査対象画像と参照画像との上記相対的にパターン数の多い領域について、上記基準パターンに対応するパターン同士の位置情報を用いて該両画像間の位置ずれ量を求め、該求めた位置ずれ量に基づいて上記両画像間の位置ずれを補正し、該位置ずれを補正した上記両画像を比較してその差異を抽出する。（４）上記（３）において、上記パターンの選択を、上記チップ内に形成された多数のパターンのそれぞれのエッジの情報を用いて行う。（５）検査対象画像と参照画像とを比較することにより検査対象物上のパターンを検査するパターン検査方法として、連続して入力される上記検査対象画像と上記参照画像とに対し位置ずれ量の演算処理を行うとき、相対的にパターン数の少ない領域の位置ずれ量サーチ範囲を、相対的にパターン数の多い領域から演算されたマッチング位置の周りに限定して、上記両画像間の位置ずれ量を演算し、該演算で求めた位置ずれ量に基づき該両画像を互いに位置合せし、該位置合せした該両画像を比較し相互間の差異を検出する。（６）上記（５）において、上記位置ずれ量の演算処理のとき、少なくとも、位置ずれ量の演算順序、演算範囲のいずれかを、演算に先立ち予め設定しておく。（７）基板上に多数形成されたチップを順次撮像して取得した検査対象画像と参照画像とを比較することにより検査対象物上のパターンを検査するパターン検査装置として、基板に光を照射し上記基板上のチップを順次撮像する撮像手段と、最初に撮像されたチップの画像から、対応するチップ間の画像の位置ずれ量を求めるのに適したパターンを選択することを、上記最初に撮像したチップの画像の取り込みと並行して行い、該選択したパターンの情報を記憶する位置ずれ量算出パターン抽出手段と、上記選択した位置ずれ量を求めるのに適したパターンを基準パターンとして、上記撮像手段で順次撮像して取得した検査対象画像と参照画像とについて、上記基準パターンに対応するパターン同士の位置情報を用いて位置ずれ量を求める位置ずれ量算出手段と、該位置ずれ量算出手段で求めた位置ずれ量に基づいて上記検査対象画像と参照画像との位置ずれを補正する位置ずれ補正手段と、該位置ずれ補正手段で位置ずれを補正した上記検査対象画像と参照画像とを比較して差異を抽出する差異抽出手段とを備えた構成とする。（８）上記（７）において、上記位置ずれ量算出手段を、上記検査対象画像と参照画像とをそれぞれ、複数の領域に分割し、該複数領域に分割した画像データをデジタル化し、該デジタル化した画像データを記憶し、該記憶した画像データからパターン情報を演算し、該演算したパターン情報に応じて画像を選択し、該選択した画像に対し時間的に並行して位置ずれ量を演算する構成を備えるものとする。（９）基板上に多数形成されたチップを順次撮像して取得した検査対象画像と参照画像とを比較することにより検査対象物上のパターンを検査するパターン検査装置として、基板に光を照射して上記チップを順次撮像する撮像手段と、上記チップのうち最初に撮像したチップの画像のうち相対的にパターン数の多い領域の画像から、対応するチップ間の画像の位置ずれ量を求めるのに適したパターンを選択することを、上記最初に撮像したチップの画像の取り込みと並行して行い、該選択したパターンの情報を記憶する位置ずれ量算出パターン抽出手段と、上記選択した位置ずれ量を求めるのに適したパターンを基準パターンとして、上記取得した検査対象画像と参照画像の、上記位置ずれ量算出パターン抽出手段に記憶した上記相対的にパターン数の多い領域について、上記基準パターンに対応するパターン同士の位置情報を用いて位置ずれ量を求める位置ずれ量算出手段と、該求めた位置ずれ量に基づいて上記検査対象画像と参照画像との位置ずれを補正する位置ずれ補正手段と、該位置ずれ補正手段で位置ずれを補正した上記両画像を比較してその差異を抽出する差異抽出手段とを備えた構成とする。（１０）検査対象画像と参照画像とを比較することにより検査対象物上のパターンを検査するパターン検査装置として、連続して入力される上記検査対象画像と上記参照画像とに対し位置ずれ量の演算処理を行うとき、相対的にパターン数の少ない領域の位置ずれ量サーチ範囲を、相対的にパターン数の多い領域から演算されたマッチング位置の周りに限定して、上記両画像間の位置ずれ量を演算する手段と、該演算で求めた位置ずれ量に基づき該両画像を互いに位置合せする手段と、該位置合せした該両画像を比較し相互間の差異を検出する手段とを備え、上記パターンを検査し異物または欠陥を検出可能にした構成とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例につき、図面を用いて説明する。
図１〜図２１は本発明の実施例の説明図である。実施例では検査対象物として半導体ウェハを用いる。図１は本発明の実施例としての光学式外観検査装置の構成例を示す図、図２は位置ずれ検出に適さない画像例を示す図、図３は検査対象物としての半導体ウェハの例を示す図、図４は画像処理される処理単位の一例を示す図、図５は画像処理される処理単位内での分割画像例を示す図、図６はパターン形状と相関マップの関係を示す図、図７は本発明の効果の説明図、図８は、位置ずれ量の演算方法例を示す図、図９は半導体ウェハにおける先頭チップの一例を示す図、図１０はスケジューリング処理の説明図、図１１はエッジ情報検出処理の説明図、図１２、図１３はエッジ情報検出処理における微分値演算の説明図、図１４はスケジューリング処理における位置ずれ量演算チャネルを選択する場合の説明図、図１５は位置ずれ量演算の対象パターン例を示す図、図１６はスケジューリング処理の対象画像例を示す図、図１７は、位置ずれ量演算におけるフレーム順序の決定とサーチ範囲の決定の説明図、図１８は画像のサーチ範囲の説明図、図１９、図２０はスケジューリングの処理対象画像と処理結果の説明図、図２１は、前後の画像の位置ずれ量軌跡から位置ずれ量を演算する場合の説明図である。
【０００６】
図１において、１１は検査対象物としての半導体ウェハ、１２は半導体ウェハ１１がセットされ半導体ウェハ１１を移動させるステージ、２０１は半導体ウェハ１１に光を照射する光源、２０２は、光源２０１から出射した光を集光する照明光学系、２０３は、照明光学系２０２で集光された光で半導体ウェハ１１を照明し、反射して得られる光学像を結像させる対物レンズ、２０４は、結像された光学像を受光し明るさに応じた画像信号に変換するとともに画像を複数の領域に分割するイメージセンサ、１３は、上記光源２０１、上記照明光学系２０２、上記対物レンズ２０３及び上記イメージセンサ２０４を含んで構成され、上記半導体ウェハ１１から検出対象画像と参照画像とを検出する検出部である。１４は、上記検出部１３からの入力信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部、１５は、上記検出部１３で検出された画像により、上記半導体ウェハ１１内の異物付着領域や欠陥領域を演算する画像処理部である。また、２０５は、デジタル信号よりシェーディング補正、暗レベル補正等の画像補正を行う前処理部、２０６は、比較対象のチップのデジタル信号を参照画像信号として格納しておく遅延メモリ、２０７は、上記検出部１３で検出されたデジタル信号（検出対象画像信号）と上記遅延メモリ２０６の参照画像信号との位置ずれ量を検出する位置ずれ検出部、２０８は、演算された位置ずれ量を用いて、検出対象画像と参照画像の画像信号の比較を行い、不一致部が特定のしきい値より大きい部分を欠陥候補として出力する画像比較部、２０９は、欠陥候補のうち小さいものをノイズとして削除したり、近隣の欠陥候補どうしを１つの欠陥としてマージするなどの編集を行い、上記半導体ウェハ１１内での位置や面積、サイズなどの特徴量を演算しパターン欠陥情報や異物情報として出力する特徴抽出部である。上記位置ずれ検出部２０７において、２０７−１、２０７−２、…、２０７−ｎは、ｎ個に分割された各分割領域の画像から、位置ずれ情報を並行動作により演算する分割画像位置ずれ情報演算部、２１３は、上記各分割画像位置ずれ情報演算部２０７−１、２０７−２、…、２０７−ｎで演算された合計ｎ個の位置ずれ情報から、画像全体の位置ずれ量を算出する情報統合ＣＰＵである。上記画像処理部１５は、上記ＡＤ変換部１４、上記前処理部２０５、上記遅延メモリ２０６、上記位置ずれ検出部２０７、上記画像比較部２０８、及び上記特徴抽出部２０９を含んで構成される。１６は全体制御部、２１０は、ユーザからの検査パラメータ（画像比較で用いられるしきい値など）の変更を受付けたり、検出された欠陥情報を表示したりする表示手段と入力手段を持つユーザインターフェース部、２１１は、検出された欠陥候補の特徴データや画像データなどを記憶する記憶装置である。全体制御部１６は、各種の制御を行うＣＰＵを備えて構成される。２１２は全体制御部１６からの制御指令に基づいて上記ステージ１２を駆動するメカニカルコントローラである。上記画像処理部１５、上記検出部１３等も上記全体制御部１６からの指令により駆動する。
図３は、検査対象物としての半導体ウェハ１１の例を示す図である。半導体ウェハ１１は、同一状パターンのチップが多数、規則的に並んでいる。
【０００７】
上記図１のパターン検査装置では、ステージ１２に半導体ウェハ１１をセット後、半導体ウェハ上のチップのうち２つのチップにおける同じ位置の領域（参照領域、検査対象領域）での画像、例えば、本図３中の領域３１（参照領域）と領域３２（検査対象領域）での画像（検査対象画像、参照画像）をそれぞれ複数の領域に分割し、該分割された複数領域のうち選択されたものにつき該両画像間の位置ずれ量を演算し、該演算結果から検査対象画像、参照画像それぞれの画像全体についての該両画像間の位置ずれ量を求めて、これを修正するように位置合せした後、比較により該両画像間の差異を異物または欠陥として検出する。全体制御部１６では、ステージ１２により半導体ウェハ１１を連続的に移動させる。該移動動作に同期して順次、チップの像が検出部１３より取り込まれる。画像処理部１５では、ＡＤ変換部１４によりアナログ信号をデジタル信号に変換し、前処理部２０５でシェーディング補正、暗レベル補正、Ｓ／Ｎ改善処理などを行う。位置ずれ検出部２０７には、前処理部２０５から出力される検査対象チップの画像信号（検出対象画像信号）と、遅延メモリ２０６から出力される画像信号であってステージ１２がチップ間隔分移動する時間だけ遅延された画像信号、すなわち、現在検査対象として入力されるチップの１つ前のチップの画像信号（参照画像信号）とがセットで入力される。ステージ１２の移動に同期して順次入力されるこれら２つのチップの画像信号は、ステージ１２が振動したり、該ステージ１２上にセットされた半導体ウェハ１１が傾いたりしていると、該２つのチップの同じ箇所での信号とはならない。このため、位置ずれ検出部２０７で、順次入力される２つの画像間の位置ずれ量を演算して求める。このとき、検出対象画像信号、参照画像信号は連続して入力されるが、位置ずれ量の演算は、ステージ１２の進行方向に対し所定の長さを１つの処理単位（フレーム）として順次行う。
【０００８】
図４は、画像処理される処理単位（フレーム）の一例を示す図である。
図４において、４１、４２、…は、長さＤ（画素）を１つの処理単位とした場合の各処理領域（以下、該１つの処理単位の処理領域を１フレームという）である。フレーム４１と隣接チップの該フレーム４１に対応するフレームとで位置ずれ量を演算し、次に、フレーム４２と隣接チップの該フレーム４２に対応するフレームで位置ずれ量を演算する、というように、入力される画像に対して順次フレーム単位で位置ずれ量を演算する。
【０００９】
図５は、画像処理される処理単位内での分割画像例を示す図で、位置ずれ検出部２０７での１処理単位毎に行われる位置ずれ量の演算例を示す図である。検出部１３のイメージセンサ２０４は、ステージ１２の進行方向に対し略直角の方向に、複数のチャネルに分かれており、入力された検査対象画像と参照画像とをそれぞれＮ個の領域に分割し、画像処理部１５に出力する。図５において、５−１〜５−Ｎは、分割された領域（分割領域）である。位置ずれ検出部２０７（図１）では、まず、入力されたＮ個の分割領域５−１〜５−Ｎの各分割領域毎の位置ずれ情報の演算を、該Ｎ個の分割領域で時間的に並行させて行う。
【００１０】
次に、分割画像位置ずれ情報演算部２０７−１、２０７−２、…、２０７−ｎで並列処理（時間的に並行した処理）される位置ずれ量算出方法の一例を説明する。以下、分割画像各々の個別の処理系２０７−１、２０７−２、…、２０７−ｎをチャネルと呼ぶ。検査対象画像と参照画像の位置ずれ量の演算では、画像間のエッジのずれが最小になるように位置ずれ量を演算するが、例えば、図２に示したように、位置ずれ量演算領域に対するエッジ部の割合が低い場合、つまりエッジ密度が低い場合や、特定方向のエッジが極端に多い場合や、微細ピッチの繰り返しパターンが極端に多い場合などには、従来のように画像全体の情報から位置ずれ量を演算する方法では、位置ずれ量が一義的に定まらない。このため、位置ずれ量演算誤差が生じる可能性が高い。そして、このような画像に、それ以外の形状の正常パターンなどが含まれていると、その部分で位置ずれによる虚報（誤検出）が発生する可能性が大きくなる。
【００１１】
以下、パターンによって位置ずれ量演算誤差が生じる例につき説明する。
図６は、パターン形状と相関マップの関係を示す図、図７は、本発明の効果の説明図である。位置ずれ量の演算にはいろいろな手法があるが、ここでは、正規化相互相関により位置ずれ量を演算するものとする。
図６に示すように、まず、位置ずれ量を演算したい２枚の画像を相対的に、Ｘ方向に−ｋ〜＋ｋ画素、Ｙ方向に−ｌ〜＋ｌ画素ずらし、そのときのずらし回数の合計Ｍ（Ｍ＝（（２×ｋ＋１））×（（２×ｌ＋１）））の相関値を演算する。ここでは、ｋ＝ｌ＝３としている。該演算により、図６に示すように、画像のずらし量（シフト量）に応じて計４９個の相関値６１が求められる。以下、画像のシフト量に応じて配列された相関値６１を相関マップという。相関マップ６１内で相関値が最大となるときのシフト量が画像間の位置ずれ量となる。相関マップ６１では中央（シフト量がＸ方向、Ｙ方向ともに０のとき）で最大値をとっていることから、画像の位置ずれ量はＸ方向、Ｙ方向ともに０画素ということになる。図６（ａ）のように、画像内にパターンが十分存在する、すなわちパターン密度が高い場合には、相関マップは６１のようになる。図６において、（ａ'）は、（ａ）のパターンの場合の相関マップの３次元表示であるが、ピークは１個であり、その相関値も大きい。しかし、（ｂ）のようにパターンがないところでは、相関マップは（ｂ'）のようになり、相関マップのピークはなく、相関値も小さい。（ｃ）のように特定方向のパターンしかない場合は、相関マップは（ｃ'）のようになり、相関マップは、尾根状の部分を有する分布となる。また、（ｄ）のように画像シフト範囲以下の微細なピッチでの繰り返しドットパターンでは、相関マップは（ｄ'）のようになり、相関マップ上に複数の高いピークができる。このように（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のパターンでは位置ずれ量が一義的には定まらず、正しい位置ずれ量を見つけるのが難しい。このようなパターンにおいて、検査領域全面が同様のパターンであれば問題ないが、圧倒的にこのようなパターンが多い中にごくわずかにイレギュラーなパターンが混在している場合は、その部分で比較位置のずれによる虚報（誤検出）が生じることになる。
図７において、７１と７２は検査対象画像と参照画像の例、７３は、これら画像の画像領域全体から演算した相関マップである。これらの画像では、ドットパターンが画像領域の大半を占めるため、相関マップ７３は複数のピークを有し、かつ、ピーク位置での相関値には高低差（大小差）がほとんどない。このため、誤検出の可能性が高い。これに対し、本発明では、以下の方式により、７１−Ｎ、７２−Ｎのような、Ｘ方向、Ｙ方向ともにエッジ情報のあるパターンの情報７４を抽出し、７１と７２の相関マップ７５のような正しいピークを有するものとなるようにする。
【００１２】
図８は、その具体的な位置ずれ量の演算方法の一例を示す図である。本方法では、基本的には、検出部１３（図１）から入力される現チップの画像信号（検査対象画像）と遅延メモリ２０６を介して入力される前チップの画像信号（参照画像）とをそれぞれ複数（Ｎ個とする）に分割し、これらの分割画像内で個々に相関マップを求め、これによって、図７の画像７１、７２の右端にあるようなＸ、Ｙ両方向にエッジを有するパターンの情報７４を抽出する。具体的には、図８に示すように、検査対象画像８１と参照画像８２とをそれぞれ複数個に画像分割し、各チャネルに入力する。そして、各チャネルで前述の相関マップ６１（図６）を演算し、相関値の最大位置をチャネル内での位置ずれ量とする。情報統合ＣＰＵ２１３（図１）では各チャネルで演算されたこれらの位置ずれ情報を集計し、全チャネル共通の位置ずれ量を決定し、各チャネルに適用する。全チャネルの位置ずれ情報を集計、統合する２１３では、各チャネル内で演算されたＮ個の相関マップを調べ、信頼性が高いチャネルの相関マップを選択する。
【００１３】
チャネルの信頼性はその相関値の確からしさで評価される。相関値の確からしさによるチャネルの信頼性評価の方法としては、例えば、（１）相関マップのピーク値がしきい値ＴＨ１より高いか否かを調べ、高いチャネルを信頼性が高いとする方法や、（２）相関マップ内にしきい値ＴＨ２以上の相関値がいくつ存在するかを調べ、１個のみ存在するチャネルを信頼性が高いとする方法や、（３）相関マップ内のピーク値と２番目の相関値との差がしきい値ＴＨ３以上か否かを調べ、該差が該しきい値ＴＨ３以上のチャネルを信頼性が高いとする方法がある。上記３つの信頼性評価方法はそれぞれ、以下の数式で表現される。すなわち、
上記（１）は、
【００１４】
Ｍａｘ（Ｃｏｒ（ｉ、ｊ））＞ＴＨ１                      …（数１）
（ただし、ｉ＝−ｍ〜＋ｍ、ｊ＝−ｎ〜＋ｎ）
で表され、
上記（２）は、
【００１５】
Ｎｕｍ（（Ｃｏｒ（ｉ、ｊ））≧ＴＨ２）＝１              …（数２）
（ただし、Ｎｕｍは（  ）内の条件を満たす数）
で表され、
上記（３）は、
【００１６】
0004275345.tif 000002
で表される。
ここで、相関値の取り得る値は、−１．０〜１．０の範囲の値であり、画像が完全に一致した場合は１．０となる。このため、より信頼性の高いチャネルのみを選択するためには、しきい値ＴＨ１、ＴＨ２を０．９以上にするのが望ましい。情報統合ＣＰＵ２１３は、このように、１個または複数個の相関マップを選択し、これに基づき全チャネル共通の位置ずれ量を決定し、これを各チャネルに対して適用する。
【００１７】
なお、上記実施例では、正規化相互相関値により位置ずれ量を検出し、信頼性も相関値で評価する場合の例であるが、画像間の濃淡差の総和などで位置ずれ量をチャネル単位で演算し、それに応じた信頼性の指標を設けるようにしてもよい。
【００１８】
本発明では、連続して入力される検査対象画像、参照画像に対して、特定の長さ毎に位置ずれ量を順次演算するが、上記実施例では、画像をＮ個に分割し、該分割したＮ個の領域画像毎に位置ずれ情報を時間的に並行して演算し、得られたＮ個の位置ずれ情報から信頼性の高いものだけを統合して画像全体の位置ずれ量を求める方法につき説明した。本発明では、この他、Ｎ個の分割画像のうち、位置ずれ量を演算する分割画像を演算に先立ち予め取捨選択して位置ずれ量を求める技術も範囲内に含む。以下、該取捨選択の方法につき、図９、図１０を用いて説明する。図９、図１０の技術は、スケジューリング処理により、位置ずれ量を演算する分割画像を取捨選択する。分割画像の取捨選択と該選択した分割画像について位置ずれ量を演算する以外は、上記実施例の場合と同様であり、パターン検査装置の構成も上記図１の構成と基本的に同じである。
【００１９】
図９は、半導体ウェハにおいて画像取り込みが最初に行われるチップの一例を示す図、図１０は、スケジューリング処理の説明図である。例えば、同一状パターンのチップが多数、規則的に並んでいる半導体ウェハでは、図９のチップ９１（画像取り込みが最初に行われるチップ（以下、先頭チップという））から画像の取り込みを開始し、次に、チップ９２の画像が取り込まれた時点から、位置ずれ量の演算、画像の比較、及び、異物や欠陥の検出を開始する。つまり、隣接する２チップ分の画像が入力された時点から、位置ずれ検出部２０６では画像の位置ずれ量演算を開始する。このため、まだ演算が行われていない最初のチップ（図９の例ではチップ９１）の画像入力時に位置ずれ量演算のためのスケジューリング（設定）を予め行っておき、以後の位置ずれ量演算を効率的に行うという方法が考えられる。図１０は先頭チップの画像入力時に位置ずれ検出部２０７で行われるスケジューリング処理の手順を示すフロー図である。図１０において、順次入力される先頭チップ９１の連続した画像に対して、図５で示したように画像をＮ個の領域５−１〜５−Ｎに分割し、各チャネル２０７−１、２０７−２、２０７−ｎに入力する。各チャネル２０７−１、２０７−２、２０７−ｎでは一定の長さＤ毎に、入力された分割領域の画像のエッジ情報を演算し、該演算したエッジ情報を、情報統合ＣＰＵ２１３に転送する。情報統合ＣＰＵ２１３では、各チャネルから受信したエッジ情報に基づき位置ずれ量を演算するチャネルを０〜Ｎ個選択する。また、位置ずれ量は長さＤのフレーム毎に演算するため、連続した画像に対し、どのフレームから位置ずれ量を演算するか、すなわち、その演算順序を決定する。さらに、図６に示した画像の相対的ずらし量、すなわち位置ずれ量サーチ範囲を決定する。情報統合ＣＰＵ２１３ではこのような位置ずれ量演算のスケジュールを前もって決定し、各チャネルへ転送する。各チャネルではこのスケジュールに従って位置ずれ検出を行う。
【００２０】
図１１は、各チャネルで演算されるエッジ情報の演算処理についての説明図で、エッジ情報演算処理の手順を示すフロー図である。図１１において、まず、補正後の先頭チップの分割画像が順次入力される（ステップ１１０１）と、微分演算を行い（ステップ１１０２）、微分値の大きさに基づきエッジ領域を抽出する（ステップ１１０３）。そして、一定の長さ毎に抽出されたエッジ領域の頻度すなわち位置ずれ量算出に必要なエッジ情報の多少の指標を情報統合ＣＰＵ２１３に送信する（ステップ１１０４）。ステップ１１０２の微分演算は、各種のオペレータにより可能である。
【００２１】
図１２、図１３は、ステップ１１０２の微分演算のオペレータ例を示す。図１２の例では、まず、入力された画像の各画素でＸ方向、Ｙ方向に微分値を求める。すなわち、ある着目画素Ｅについてその近傍の値を用い、ＥでのＸ方向の微分値＝（Ｄ＋Ｆ−２×Ｅ）、ＥでのＹ方向の微分値＝（Ｂ＋Ｈ−２×Ｅ）として演算する。また、図１３の例では、着目画素ＥのＸ方向、Ｙ方向の微分値をその近傍の値を用い、ＥでのＸ方向の微分値＝（Ｃ＋Ｆ＋Ｉ−Ａ−Ｄ−Ｇ）、ＥでのＹ方向の微分値＝（Ａ＋Ｂ＋Ｃ−Ｇ−Ｈ−Ｉ）として演算する。さらに、斜め方向のエッジを検出するために、上記Ｘ、Ｙ方向の微分値に加え、Ｅでの斜め方向の微分値１＝（Ｂ＋Ｃ＋Ｆ−Ｄ−Ｇ−Ｈ）、Ｅでの斜め方向の微分値２＝（Ａ＋Ｂ＋Ｄ−Ｆ−Ｈ−Ｉ）を求めることもできる。これらの例以外にも、オペレータの種類、さらにはサイズも各種持つことが可能である。このように，画像の各画素について微分値を演算した後、微分値がある特定しきい値ＴＨＤ以上の画素を、エッジ領域として抽出する。すなわち、ＥのＸ方向微分値がＴＨＤ以上のとき（ＥのＸ方向微分値≧ＴＨＤ）は、Ｙ方向のエッジ領域とし、ＥのＹ方向微分値がＴＨＤ以上のとき（Ｙ方向微分値≧ＴＨＤ）は、Ｘ方向のエッジ領域とする。そして、エッジ領域と判定された画素数をエッジ指標とする。各画素の微分値の領域内総和を指標としてもよい。
【００２２】
情報統合ＣＰＵ２１３（図１）では上記エッジ指標を各チャネルから受信し、これに基づき、位置ずれ量演算のスケジューリングを行う。図６で示した通り、Ｘ、Ｙ方向にエッジ情報が十分にない画像や、微細ピッチな繰り返しパターンの画像などではマッチング候補点が複数個演算されるため、一義的には位置ずれ量を決定することができない。また、このようなパターンが大多数を占める画像では、図７に示したように、Ｘ、Ｙ方向にエッジがある領域部分でミスマッチングが生じる。そこで、Ｘ、Ｙ方向に十分にエッジ情報がある分割画像のみを用いて位置ずれ量の演算を行う。
【００２３】
図１４は、４方向のエッジ領域の画素数をエッジ指標とした場合のスケジューリング処理における位置ずれ量演算チャネル選択の説明図で、フレーム単位での処理手順のフローを示す。図１４において、まず、各チャネルから得られた４方向のエッジ指標を受信し（ステップ１４０１）、次に、その中でエッジ指標の最小値（Ｍｉｎ［ｉ］）を求める（ステップ１４０２）。すなわち、
Ｍｉｎ［ｉ］＝ｍｉｎ（Ａ［ｉ］、Ｂ［ｉ］、Ｃ［ｉ］、Ｄ［ｉ］）
ただし、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ：４方向のエッジ指標、ｉ：チャネル番号
同様にエッジ指標の最大値（Ｍａｘ［ｉ］）も、
Ｍａｘ［ｉ］＝ｍａｘ（Ａ［ｉ］、Ｂ［ｉ］、Ｃ［ｉ］、Ｄ［ｉ］）
から求める（ステップ１４０３）。
次に、演算されたＭｉｎ［ｉ］の大きい順にチャネルを並び替える（ステップ１４０４）。また、全チャネルのＭａｘ［ｉ］の最大値を求める（ステップ１４０５）。そして、Ｍｉｎ［ｉ］が大きい上位Ｋ個のチャネルを位置ずれ量算出チャネルとして選択する（ステップ１４０６）。Ｍａｘ［ｉ］の最大値が、設定したしきい値ＴＨ２より小さいときは、全チャネルに適切なパターン情報はないと判断し、チャネルの選択は行わない（ステップ１４０７）。
【００２４】
図１５は、上記図１４の位置ずれ量演算の対象となるパターン例の説明図である。上記４方向のエッジ指標の中での最小値を選択するのは、（ａ）のようにＸ、Ｙいずれか一方向のパターン情報のみを多く含むチャネルよりも、（ｂ）、（ｃ）のようにＸ、Ｙ両方向のパターン情報を多く含むチャネルを選択するためである。上記図１４では、上位Ｋ個のチャネルを選択する例について述べたが、より一層きびしい条件を設け、該条件を満たすチャネルを選択するようにしてもよい。このように、位置ずれ量演算チャネルを取捨選択することにより、マッチングに悪影響を及ぼすパターンを除外して、つまり、マッチングに適したパターンのみを使って、画像全域の位置ずれ量を演算することが可能となる。このため、検査対象画像に対し、そこに含まれるパターンがいかなる形状であっても、それに左右されない正確な位置ずれ量演算が可能となる。
【００２５】
図１６は、スケジューリング処理の対象画像としての連続画像の例を示す図、図１７は、位置ずれ量演算におけるフレーム順序の決定とサーチ範囲の決定の説明図、図１８は、画像のサーチ範囲の説明図である。スケジューリング処理においては、上記選択チャネルによる位置ずれ量の演算を行うフレームの順序を並び替え、画像のサーチ範囲を決定する。図１６の画像では、フレーム２、４、５に、Ｘ、Ｙ両方向のエッジをもつパターンがわずかに存在し、フレーム６、８、９にはさらに多くのパターンが存在する。それ以外の領域には全て一方向のパターンしか存在しない。位置ずれ検出部２０７（図１）には、フレーム１、２、３…の順で画像が入力される。図１７に従い、情報統合ＣＰＵ２１３によるフレームの位置ずれ量演算順序と位置ずれ量サーチ範囲についてのスケジューリング手順の例につき説明すると、まず、各フレームにおいて、選択されたチャネルのエッジ指標の総和（ＴＬ［ｊ］）を演算する（ＴＬ［ｊ］＝ΣＭｉｎ［ｉ］、ただし、ｉは選択されたチャネル、ｊはフレーム番号）（ステップ１７０１）。次に、総和ＴＬの大きい順にフレームを並び替える（ステップ１７０２）。並び替えは特定の範囲内で行っても、先頭チップ全範囲の中で行ってもよい。本例では、Ｄ×９の範囲で並び替える。結果は、フレーム６、８、９、２、…の順となる。位置ずれ量の演算はこの並び替えた順で行う。つまり、図１６の画像ではフレーム６が先頭フレームとなる。次に、各フレームの画像サーチ範囲を決定する。まず、ＴＬが最大となるフレームが、位置ずれ量算出を最初に行う先頭フレーム（図１６では６）になっていることを確認し（ステップ１７０３）、該先頭フレームは位置ずれ量のサーチ範囲を最大になるように設定する（ステップ１７０４）。２番目以降のフレームでは、まず、自フレームより先に位置ずれ量の演算を行うフレームで、ＴＬがしきい値ＴＨ３より大きいフレームが近傍内（＜ＴＨ４）にあれば、サーチ範囲を狭く設定し、該当するフレーム中、距離の最も近いフレームから算出されるマッチング位置の周囲でサーチを行うこととする。該当するフレームがないときは、サーチ範囲を広く設定する。図１６の画像で説明すると、まず、フレーム６で画像のサーチ範囲を、図６で示したように、Ｘ、Ｙ方向それぞれに±３画素（図１８（ａ））とし、次のフレーム８では、フレーム６との距離Ｄ２がしきい値ＴＨ４より小さくて、フレーム６のエッジ指標の総和ＴＬ［６］がＴＨ３より大きいか否かを判別し（ステップ１７０５）、Ｄ２＜ＴＨ４、かつ、ＴＬ［６］＞ＴＨ３のときは、フレーム８のサーチ範囲は、フレーム６から得られるマッチング位置のまわりで±１画素とする（図１８（ｂ））（ステップ１７０６）。上記条件を満たさないときは、フレーム８のサーチ範囲は±３となる（ステップ１７０７）。次のフレーム９で、フレーム６とフレーム８が上記条件を満たしていた場合、フレーム９のサーチ範囲はフレーム８から得られるマッチング位置のまわりで±１画素とする。このように、最も信頼性の高いフレームから演算を行い、その情報を利用して他のフレームのサーチ範囲を限定することにより、位置ずれ量演算の高精度化と高速化を実現する。また、図６（ｄ）に示したように微細ピッチの繰り返しパターンでは、サーチ範囲を広くとると複数個のマッチング候補点ができ、誤った位置ずれ量を演算してしまうことがある。そのため、このような繰り返しパターンを検出する処理をエッジ情報演算時に行えば、このようなフレームでもサーチ範囲を限定するスケジュールを作成することもでき、誤った位置ずれ量の演算を防止できる。また、図１４に示したフローによれば、位置ずれ量演算ミスを生じ易い一方向のパターン情報しか存在しない領域は選択されない。
【００２６】
以下、画像間の位置ずれ量を求める場合の高速化処理につき説明する。
図１９、図２０はともに、スケジューリング処理の説明図である。
図１９において、（ａ）はスケジューリング処理対象画像、（ｂ）はスケジューリング処理結果である。検査対象画像及び参照画像はそれぞれ、チャネル１〜７へ分割されて入力されるとする。従来技術のように全領域を使ってフレーム１〜９の位置ずれ量を算出する場合、各チャネルでは、マッチング候補点サーチを９回ずつ行う必要がある。しかし、エッジ情報を十分にもつパターンが随所にある場合は、先頭チップでのスケジューリングで、位置ずれ量演算を行うチャネルを予め分散させる。図１９（ａ）の画像では、斜線を施したチャネルでのみ演算を行うようにスケジューリングする。（ｂ）のスケジューリング処理結果では、位置ずれ演算を行うチャネル（「１」）と、各フレームでのサーチ範囲と、フレームの演算順序とを示す。特に、演算順序の入れ替えやサーチ範囲の縮小は行わないとする。チャネル内での位置ずれ演算回数については、最大で９フレーム中３フレーム（２、３、６チャネル）である。このため、演算時間が従来の略１／３になる高速化が期待できる。
【００２７】
図２０は、図１９の場合に対し、演算フレームの並び替えとサーチ範囲の縮小とを行い、さらに高速化を図ったものである。本図２０の場合、フレームでのマッチング候補点をチャネル内で演算するたびに、その結果を情報統合ＣＰＵ２１３に転送する。該情報統合ＣＰＵ２１３では、受信したマッチング候補点に基づき次のフレームのサーチ範囲とサーチ開始位置を演算チャネルへ送信する。
【００２８】
以上に述べたスケジューリングにより、各チャネルではフレーム毎の位置ずれ量を演算し、情報統合ＣＰＵ２１３では得られたマッチング情報を用いて、全チャネルに共通の位置ずれ量を決定する。複数個のマッチング情報から共通位置ずれ量を求める方法としては、各チャネルの統計量を合算し、あたかも連続した１つの画像のようにして位置ずれ量を求める方法や、各チャネルのマッチング候補点から多数決をとる方法や、各チャネルの相関マップを加算する方法などが考えられる。マッチング情報も各種あり、これらの複数個の情報を統合する方法も各種あるが、基本的には、複数の領域に画像を分割し、該分割領域から得られる複数個のマッチング情報を統合して画像全体の位置ずれ量を演算する。図２０のフレーム７のように、どの分割画像にも適切なパターン情報がなく、位置ずれ量を演算するチャネルが全く選択されない場合には、例えば、パターン情報を十分に含む他のフレームの位置ずれ量をフレーム７の位置ずれ量として適用したり、または、その前後のフレームの位置ずれ量の内挿によりフレーム７の位置ずれ量を予測したり（図２１（ａ）の△）、外挿により予測したり（図２１（ｂ）の△）することも考えられる。
【００２９】
上記図１９〜図２１で説明したように、スケジューリングを行うことにより、従来方式に比べ、演算時間を大幅に短縮することができる。図１９では１フレームあたりの演算チャネル選択数は２個としたが、選択数を変更することによりさらに減らすことも可能である。このように、スケジューリングの仕方によっては、処理時間を従来の略１／１０以下にまで短縮することも可能である。スケジューリングは、比較検査が始まる前の先頭チップ画像の取り込みと並行して行う、つまり、情報統合ＣＰＵ２１３の空き時間に行うため、スケジューリングによる処理時間が全体処理時間に加算されることはない。スケジューリングは先頭チップの画像取り込み時以外のタイミングで行ってもよい。また、図１９、図２０で示したようなスケジュールはレシピとして残るので、検査対象の半導体ウェハが、同品種、同工程であれば、スケジュールの作成を不要にすることも可能である。
【００３０】
上記実施例によれば、ミスマッチングの要因となる図６の（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のようなパターン領域を演算領域から排除し、信頼性の高い領域のパターン情報だけを利用して位置ずれ量を演算することができるため、パターンの疎密や形状などに左右されないで位置ずれ量の演算が可能となる。これにより、高精度の位置ずれ検出が可能となる。位置ずれ量の演算ミスを０．１％以下にでき、光学式外観検査装置では欠陥の検出感度を略１００ｎｍとすることが可能である。画質が良好な場合には該検出感度をさらに向上させ、略３０〜７０ｎｍにすることができる。また、画像が連続して入力される場合、パターン情報が多い領域から順に位置ずれ量の演算を行うことにより、誤検出（虚報）を低減でき、高精度な位置ずれ量演算が可能となる。最初の画像取り込み時に予め、パターンが密状態となった領域等位置ずれ量演算に適したパターン情報を有する領域のみを、位置ずれ量演算領域として選択することにより、検査処理時間を大幅に短縮することができ、パターン検査の処理速度を大幅に高速化することができる。また、ハードウェアの追加や拡張を伴わずに、画像の位置ずれ量演算や位置合せの高速処理が可能となるため、装置の小型化や低価格化も可能である。
【００３１】
上記実施例は、半導体ウェハを検査対象物とした例であるが、本発明は、他の検査対象物、例えば、ＴＦＴ基板、ホトマスク、プリント板など画像比較により異物や欠陥の検出が可能なもの全てを含む。また、本発明は、画像比較によるあらゆるパターン検査に適用可能で、光学式パターン検査以外にも、例えば、電子線式パターン検査やＤＵＶ（Ｄｅｅｐ  Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ）照明等による欠陥検査なども範囲内に含む。また、上記実施例の図１の構成では、情報統合ＣＰＵ２１３は全体制御部１６とは別個に設けているが、全体制御部１６の一部として形成してもよい。また、検査対象画像及び参照画像それぞれの複数領域への分割はイメージセンサ２０４で行うとしたが、この他、該分割は前処理部２０５で行うようにしてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、パターン検査技術において、画像の位置ずれの演算量も少なくでき、位置ずれ検出の高精度化と高速処理が可能となる。異物やパターン欠陥などを高感度かつ高速に検出できる。装置のコスト増大や大型化を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のパターン検査装置の実施例構成を示す図である。
【図２】位置ずれ検出に適さない画像例を示す図である。
【図３】検査対象物としての半導体ウェハの例を示す図である。
【図４】画像処理される処理単位の一例を示す図である。
【図５】画像処理される処理単位内での分割画像例を示す図である。
【図６】パターン形状と相関マップの関係を示す図である。
【図７】本発明の効果の説明図である。
【図８】本発明の位置ずれ量演算方法の一例を示す図である。
【図９】半導体ウェハにおける先頭チップの一例を示す図である。
【図１０】本発明によるスケジューリング処理の説明図である。
【図１１】本発明によるエッジ情報検出処理の説明図である。
【図１２】エッジ情報検出処理における微分値演算の説明図である。
【図１３】エッジ情報検出処理における微分値演算の説明図である。
【図１４】スケジューリング処理における位置ずれ量演算チャネル選択の説明図である。
【図１５】位置ずれ量演算の対象パターン例を示す図である。
【図１６】スケジューリング処理の対象画像例を示す図である。
【図１７】位置ずれ量演算におけるフレーム順序の決定とサーチ範囲の決定の説明図である。
【図１８】画像のサーチ範囲の説明図である。
【図１９】スケジューリングの処理対象画像と処理結果の説明図である。
【図２０】スケジューリングの処理対象画像と処理結果の説明図である。
【図２１】前後の画像の位置ずれ量軌跡から位置ずれ量を演算する説明図である。
【符号の説明】
１１…半導体ウェハ、  １２…ステージ、  １３…検出部、  １４…ＡＤ変換部、  １５…画像処理部、  １６…全体制御部、  ２０１…光源、  ２０２…照明光学系、  ２０３…対物レンズ、  ２０４…イメージセンサ、  ２０５…前処理部、  ２０６…遅延メモリ、  ２０７…位置ずれ検出部、  ２０８…画像比較部、  ２０９…特徴抽出部、  ２１０…ユーザインターフェース部、  ２１１…記憶装置、  ２１２…メカニカルコントローラ、  ２１３…情報統合ＣＰＵ。
【図１】
0004275345.tif 000003
【図２】
0004275345.tif 000004
【図３】
0004275345.tif 000005
【図４】
0004275345.tif 000006
【図５】
0004275345.tif 000007
【図６】
0004275345.tif 000008
【図７】
0004275345.tif 000009
【図８】
0004275345.tif 000010
【図９】
0004275345.tif 000011
【図１０】
0004275345.tif 000012
【図１１】
0004275345.tif 000013
【図１２】
0004275345.tif 000014
【図１３】
0004275345.tif 000015
【図１４】
0004275345.tif 000016
【図１５】
0004275345.tif 000017
【図１６】
0004275345.tif 000018
【図１７】
0004275345.tif 000019
【図１８】
0004275345.tif 000020
【図１９】
0004275345.tif 000021
【図２０】
0004275345.tif 000022
【図２１】
0004275345.tif 000023