テンプレートヒストグラム生成方法およびパターン検査装置
【課題】半導体基板上のパターンの検査を精度よく行うことができるテンプレートヒストグラムを生成する。
【解決手段】パターン検査装置のテンプレートヒストグラム取得部５２では、準備された複数の参照画像のそれぞれから検査領域の画素値の参照ヒストグラムが生成される。続いて、各画素値における複数の参照ヒストグラムの複数の頻度に対して所定の演算が行われ、各画素値に対応するとともに複数の頻度の最小値以上最大値以下の１つの頻度が求められることにより、検査領域に対する１つのテンプレートヒストグラムが取得される。半導体基板のパターンの検査において、テンプレートヒストグラムは被検査画像中の検査領域における画素値のヒストグラムと比較され、これにより、半導体基板上のパターンの検査が精度よく行われる。
【解決手段】パターン検査装置のテンプレートヒストグラム取得部５２では、準備された複数の参照画像のそれぞれから検査領域の画素値の参照ヒストグラムが生成される。続いて、各画素値における複数の参照ヒストグラムの複数の頻度に対して所定の演算が行われ、各画素値に対応するとともに複数の頻度の最小値以上最大値以下の１つの頻度が求められることにより、検査領域に対する１つのテンプレートヒストグラムが取得される。半導体基板のパターンの検査において、テンプレートヒストグラムは被検査画像中の検査領域における画素値のヒストグラムと比較され、これにより、半導体基板上のパターンの検査が精度よく行われる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板上のパターンを検査する技術に関し、特に、半導体基板上のパターンの検査において、被検査画像中の所定の検査領域における画素値のヒストグラムと比較されるテンプレートヒストグラムを生成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板（以下、「基板」という。）の回路形成工程のダマシン工程等では、配線用の金属を基板上に付与した後に化学機械的研磨（Chemical Mechanical Polishing、以下、「ＣＭＰ」と略す。）により、余分な金属が除去される。そして、基板上の画像を取得することにより、不要な金属の残り（以下、「メタル残膜」という。）が存在するか否かが検査される。
【０００３】
例えば、特許文献１では、ＣＭＰ後の基板を撮像した画像中の検査領域の画素値のヒストグラムと、メタル残膜のない理想的な基板の画像中の同じ領域の画素値のヒストグラム（テンプレートヒストグラム）とを、互いに重心を合わせつつ比較して、メタル残膜の有無を検査する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１７４０６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、基板の回路形成工程では各プロセス条件の変動等により、基板内や基板間でパターンの状態が変化することがある。この場合に、特許文献１の手法を利用してパターン検査を行う際に、１つの検査領域の画像のみからテンプレートヒストグラムを生成すると、検査対象の基板の検査領域におけるパターンの状態によっては欠陥を誤検出する可能性が高くなる。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、半導体基板上のパターンの検査を精度よく行うことができるテンプレートヒストグラムを生成することを主たる目的とし、半導体基板上のパターンの検査を精度よく行うことも目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、半導体基板上のパターンの検査において、被検査画像中の所定の検査領域における画素値のヒストグラムと比較されるテンプレートヒストグラムを生成するテンプレートヒストグラム生成方法であって、少なくとも１つの半導体基板を撮像して複数の参照画像を準備する工程と、前記複数の参照画像のそれぞれから検査領域の画素値の参照ヒストグラムを生成する工程と、各画素値における複数の参照ヒストグラムの複数の頻度に対して所定の演算を行い、前記各画素値に対応する１つの頻度であって前記複数の頻度の最小値以上最大値以下のものを求めることにより、前記検査領域に対する１つのテンプレートヒストグラムを取得するテンプレートヒストグラム取得工程とを備える。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のテンプレートヒストグラム生成方法であって、前記テンプレートヒストグラム取得工程において、前記各画素値に対応する前記１つの頻度が、前記複数の頻度の平均値である。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のテンプレートヒストグラム生成方法であって、前記複数の参照画像のそれぞれが少なくとも前記検査領域に欠陥を含まず、前記テンプレートヒストグラム取得工程において、前記各画素値に対応する前記１つの頻度が、前記複数の頻度の最大値または最小値である。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載のテンプレートヒストグラム生成方法であって、前記テンプレートヒストグラムを利用する前記検査が、研磨後の半導体基板上のメタル残膜の有無の検査である。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、半導体基板上の検査領域のパターンを検査するパターン検査装置であって、半導体基板を撮像して画像を取得する撮像部と、少なくとも１つの半導体基板を前記撮像部が撮像することにより準備された複数の参照画像のそれぞれから検査領域の画素値の参照ヒストグラムを生成し、各画素値における複数の参照ヒストグラムの複数の頻度に対して所定の演算を行い、前記各画素値に対応する１つの頻度であって前記複数の頻度の最小値以上最大値以下のものを求めることにより、前記検査領域に対する１つのテンプレートヒストグラムを取得するテンプレートヒストグラム取得部と、前記撮像部が半導体基板を撮像することにより取得された被検査画像中の前記検査領域における画素値のヒストグラムと前記テンプレートヒストグラムとを比較する比較部とを備える。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１ないし４の発明では、半導体基板上のパターンの検査を精度よく行うことができるテンプレートヒストグラムを生成することができる。
【００１２】
また、請求項２の発明では、高精度なテンプレートヒストグラムを生成することができ、請求項３の発明では、パターンを検査する際に検査の種類に合わせた所望の検出感度とすることができる。
【００１３】
請求項５の発明では、半導体基板上のパターンの検査を精度よく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は本発明の一の実施の形態に係るパターン検査装置１の構成を示す図であり、パターン検査装置１では、ダマシン工程により形成された基板上の配線パターンの検査が行われる。パターン検査装置１は、基板９を撮像して多階調の画像を取得する撮像部２、基板９を支持するとともに撮像部２に対して基板９を相対的に移動するステージ部３、並びに、撮像部２およびステージ部３に接続されたコンピュータ４を備え、コンピュータ４はパターン検査装置１の各構成を制御する制御部としての役割を果たす。
【００１５】
撮像部２は、基板９に照明光を導くとともに基板９からの光が入射する光学系２１、光学系２１により結像された基板９の像を電気的信号に変換する撮像デバイス２２、および、複数種類の照明光のうちいずれかを選択して光学系２１へと出射することにより基板９に照明光を照射する光源ユニット２３を有する。光源ユニット２３は、照明光の種類に応じた複数の光源２３１を有し、光源移動部２３２が複数の光源２３１を移動させることにより、照明光の切り替えが行われる。光源２３１としては、基板９の表面の特性に応じた照明光を出射するものが複数準備されるが、多層膜の視認性を向上するために少なくとも単色光を出射するものが含まれる。もちろん、複数の光源２３１には白色光や電球色の光を出射するものが含まれてよい。
【００１６】
ステージ部３は基板９を支持するステージ３１、および、ステージ３１を水平面内で移動させるステージ駆動部３２を有する。なお、ステージ駆動部３２にステージ３１を水平面内で回転させる機構が追加されてもよい。
【００１７】
図２は、コンピュータ４の構成を示す図である。コンピュータ４は、図２に示すように、各種演算処理を行うＣＰＵ４１、基本プログラムを記憶するＲＯＭ４２および各種情報を記憶するＲＡＭ４３をバスラインに接続した一般的なコンピュータシステムの構成となっている。バスラインにはさらに、情報記憶を行う固定ディスク４４、画像等の各種情報の表示を行うディスプレイ４５、操作者からの入力を受け付けるキーボード４６ａおよびマウス４６ｂ（以下、「入力部４６」と総称する。）、光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体８から情報の読み取りを行う読取装置４７、並びに、パターン検査装置１の他の構成との間で信号を送受信する通信部４８が、適宜、インターフェイス（Ｉ／Ｆ）を介する等して接続される。
【００１８】
コンピュータ４には、事前に読取装置４７を介して記録媒体８からプログラム８０が読み出され、固定ディスク４４に記憶される。そして、プログラム８０がＲＡＭ４３にコピーされるとともにＣＰＵ４１がＲＡＭ４３内のプログラムに従って演算処理を実行することにより（すなわち、コンピュータがプログラムを実行することにより）、コンピュータ４がパターン検査装置１における演算部としての役割を果たす。
【００１９】
図３は、ＣＰＵ４１がプログラム８０に従って動作することにより、ＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３、固定ディスク４４等が実現する機能構成を他の構成とともに示す図であり、図３において、演算部５０のヒストグラム取得部５１、テンプレートヒストグラム取得部５２および比較部５３がＣＰＵ４１等により実現される機能を示す。なお、演算部５０の機能は専用の電気的回路により実現されてもよく、部分的に電気的回路が用いられてもよい。
【００２０】
パターン検査装置１では、パターン検査の事前準備として、検査に利用される各種データの集合であるレシピを登録する処理が行われ、登録されたレシピに基づいて検査対象の基板９上のパターン検査が行われる。以下、先に基板９上のパターンを検査する処理について説明し、その後、レシピを登録する処理について説明する。
【００２１】
パターンを検査する際には、ＣＭＰ後の検査対象の基板９がステージ３１上に載置され、基板９の検査の種類に合わせたレシピがロードされる。すなわち、レシピ登録処理により予め登録されたレシピ６が図３の固定ディスク４４から読み出されてＲＡＭ４３に記憶され、ＣＰＵ４１によるレシピ６の参照が可能とされる。レシピ６には、光源２３１の種類を示す照明データ６１、基板９上の検査すべき位置を示す位置データ６２、テンプレートヒストグラムを示すテンプレートヒストグラムデータ６３、および、検査時の判断に利用されるしきい値６４が含まれる。
【００２２】
図１の撮像部２では、照明データ６１に基づいて１つの光源２３１が選択される。そして、取得される画像に基づいてコンピュータ４によりステージ駆動部３２が制御され、レシピ６の位置データ６２が示す基板９上の位置が撮像部２による撮像位置に合わせられて被検査画像が取得される。
【００２３】
図４は基板９上の複数のダイ（すなわち、１つのチップに相当する領域）９１のうち検査対象となるもの（平行斜線を付すもの）の位置を例示する図であり、図５は１つのダイ９１において検査箇所９１１を例示する図である。レシピ６の位置データ６２には、検査対象となる複数のダイ９１の位置を示す情報、および、検査箇所９１１のダイ９１中における相対的な位置情報が含まれており、一の検査対象のダイ９１が特定され、撮像部２によりそのダイ９１の検査箇所９１１を示す被検査画像が取得される。なお、以下の説明では１つのダイ９１に対して１つの被検査画像のみが取得されるものとするが、１つのダイ９１に対して複数の検査箇所９１１をそれぞれ示す複数の被検査画像が取得されてもよい。
【００２４】
また、レシピ６の位置データ６２には、下層の状態や配線パターンの状態に基づいてメタル残膜が存在する可能性が高い場所として経験的に把握される検査領域の検査箇所中における相対的な位置情報がさらに含まれており、比較部５３では位置データ６２に基づいて図６に例示する被検査画像中の１つの検査領域９１２が特定される（図６では、２つの検査領域９１２を図示している。）。そして、この検査領域９１２における画素値のヒストグラム（以下、「対象ヒストグラム」という。）が図３に示すヒストグラム取得部５１により生成され、その面積が１となるように対象ヒストグラムが正規化される。なお、対象ヒストグラムの正規化は、各画素値における頻度を全ての画素値の頻度の和で除算することにより行われる。
【００２５】
続いて、比較部５３では特定された検査領域９１２の対象ヒストグラムが、テンプレートヒストグラムデータ６３に含まれる同じ検査領域に対するテンプレートヒストグラムと比較される。なお、テンプレートヒストグラムは検査領域ごとに準備されている。比較時には、テンプレートヒストグラムも同様に正規化され（予め正規化されていてもよい。）、対象ヒストグラムおよびテンプレートヒストグラムのそれぞれの中心が一致するように対象ヒストグラムの移動が行われる。ヒストグラムの中心はおよその中心を示すものであればどのようなものであってもよく、例えば、ヒストグラムの重心や中間値が中心とされる。もちろん、テンプレートヒストグラムが移動されてもよく、テンプレートヒストグラムと対象ヒストグラムとの相対的位置関係の変更であればよい。
【００２６】
比較部５３では、テンプレートヒストグラムと移動後の対象ヒストグラムとの重なり合う部分の面積が類似度として求められ、類似度とレシピ６のしきい値６４とが比較される。そして、類似度がしきい値未満の場合にはメタル残膜が存在すると判定され、類似度がしきい値以上の場合にはメタル残膜が存在しないと判定される。一の検査領域９１２のパターン検査が終了すると、被検査画像中の他の検査領域９１２の対象ヒストグラムが生成され、対応するテンプレートヒストグラムと比較されることによりメタル残膜の有無が検査される。被検査画像中の全ての検査領域９１２に対する検査が終了すると、次の検査対象のダイ９１の被検査画像が取得され、検査領域９１２のメタル残膜の有無が検査される。
【００２７】
次に、パターン検査の事前準備として行われるレシピを登録する処理について説明する。図７および図８はレシピを登録する処理の流れを示す図である。
【００２８】
レシピを登録する際には、まず、検査対象の基板９と同一のパターンが形成された他の基板（すなわち、ＣＭＰが施されたテンプレートヒストグラム生成用の基板であり、以下、「基準基板９ａ」という。）がステージ部３に載置されてパターン検査装置１にロードされる（ステップＳ１１）。基準基板９ａは必ずしもメタル残膜のない理想的な基板である必要はない。
【００２９】
続いて、操作者がコンピュータ４の入力部４６を操作することにより、検査領域の膜種に応じた照明光の選択が受け付けられる（ステップＳ１２）。そして、光源ユニット２３の光源移動部２３２により選択された照明光を出射する光源２３１が点灯される。選択された光源２３１の種類は照明データ６１として記憶される。照明光は、欠陥として検出したい金属や薄膜等の特性に基づいてコントラストの高い画像が得られるものが選択される。
【００３０】
光源２３１が点灯されると、操作者による基準基板９ａ上の所望のダイの選択が受け付けられる（ステップＳ１３）。パターン検査装置１では予めダイの配列が記憶されており、選択されたダイのおよそ中央に撮像部２による撮像位置が相対的に移動する。そして、操作者の操作に基づいてダイ内の所望の検査箇所が撮像部２の真下へと移動し（ステップＳ１４）、検査箇所を示す参照画像が取得される（ステップＳ１５）。このとき、検査箇所のダイ中における相対的な位置（図５参照）の情報が位置データ６２として記憶される。なお、ステップＳ１３で選択されるダイは、パターン検査において検査対象とされるダイと同じ位置である必要はない。
【００３１】
続いて、操作者がディスプレイ４５に表示された参照画像において、入力部４６を介して領域（例えば、矩形領域）を指定することにより検査領域の設定が受け付けられる（ステップＳ１６，Ｓ１７）。すなわち、図６の被検査画像の１つの検査領域９１２に対応する領域が検査に先立って操作者により検査領域として特定され、その領域の検査箇所中における相対的な位置情報が位置データ６２の一部として記憶される。一の検査領域が設定されると、他の検査領域の設定が同様に受け付けられる（ステップＳ１８，Ｓ１７）。ここでは、２つの検査領域が設定されたものとするが、３以上の検査領域が１つの参照画像から設定されてもよい。全ての検査領域の設定が完了すると（ステップＳ１８）、ヒストグラム取得部５１により参照画像中の２つの検査領域のそれぞれに対して画素値のヒストグラム（以下、「参照ヒストグラム」という。）が生成され（ステップＳ１９）、一時的に記憶される。
【００３２】
続いて、操作者による基準基板９ａ上の他のダイの選択が受け付けられ（ステップＳ２０，Ｓ１３）、選択されたダイ中の検査箇所が撮像部２の真下へと移動して参照画像が取得される（ステップＳ１４，Ｓ１５）。そして、設定済の検査領域の位置情報に基づいて２つの検査領域のそれぞれが特定され、２つの参照ヒストグラムが取得される（ステップＳ１６，Ｓ１９）。
【００３３】
上記ステップＳ１３〜Ｓ１６，Ｓ１９の処理は、基準基板９ａ上の所望の他のダイに対して繰り返される（ステップＳ２０）。また、レシピ登録処理では複数の基準基板９ａから参照ヒストグラムが取得されてもよく、この場合にはステップＳ１３〜Ｓ１６，Ｓ２０の処理が他の基準基板９ａに対して繰り返される。このように、パターン検査装置１では少なくとも１つの基準基板９ａを撮像することにより複数の参照画像が準備され、複数の参照画像のそれぞれから各検査領域の画素値の参照ヒストグラムが生成される。
【００３４】
テンプレートヒストグラム取得部５２では、各検査領域の複数の参照ヒストグラムから、その検査領域に対する１つのテンプレートヒストグラムが取得される（ステップＳ２１）。例えば、０番から（ｎ−１）番までのｎ個の参照画像が取得された場合に、ｋ番目の参照画像の一の検査領域から生成された参照ヒストグラムの画素値ｉ（例えば、０から２５５までの画素値）の頻度をＨｋ［ｉ］とすると、この検査領域に対するテンプレートヒストグラムの頻度Ｍａｖｅ［ｉ］は数１に示す演算により求められる。
【００３５】
【数１】
【００３６】
すなわち、各画素値におけるｎ個の参照ヒストグラムのｎ個の頻度の平均値が対応する画素値の頻度となるテンプレートヒストグラムが取得される。これにより、準備された複数の参照画像に検査領域に欠陥が存在する画像が含まれていた場合であっても、高精度なテンプレートヒストグラムが生成される。テンプレートヒストグラムは、テンプレートヒストグラムデータ６３として固定ディスク４４に記憶される。
【００３７】
各検査領域に対して１つのテンプレートヒストグラムが取得されると、操作者によるしきい値の設定が受け付けられて固定ディスク４４にしきい値６４が記憶される（ステップＳ２２）。続いて、検査対象の基板９において検査すべきダイの選択が受け付けられ（ステップＳ２３）、その位置情報が位置データ６２に追加される。これにより、位置データ６２には検査対象のダイの位置、検査箇所のダイ中における相対的な位置、および、検査領域の検査箇所中における相対的な位置の情報が含められる。そして、照明データ６１、位置データ６２、テンプレートヒストグラムデータ６３およびしきい値６４の集合が１つのレシピ６とされて登録される（ステップＳ２４）。基準基板９ａはステージ部３から取り出されてパターン検査装置１からアンロードされ（ステップＳ２５）、レシピを登録する処理が終了する。なお、レシピ６は基板の種類に合わせた様々なものが作成されて登録される。また、必要に応じて参照画像のデータがレシピ６の一部として記憶されてもよい。
【００３８】
以上のように、パターン検査装置１では、様々な状態のパターンを示す複数の参照画像のそれぞれから検査領域の画素値の参照ヒストグラムを生成し、各画素値における複数の参照ヒストグラムの複数の頻度から平均値が求められ、平均的なテンプレートヒストグラムが取得される。これにより、基板９の処理条件に多少の変動があっても検査時の誤検出を低減することができ、基板９上のパターンの検査を精度よく行うことができるテンプレートヒストグラムを生成することができる。
【００３９】
ところで、パターン検査装置１では、他の演算によりテンプレートヒストグラムが取得されてもよい。例えば、複数の参照画像のそれぞれが、検査領域に欠陥を含まない場合には、複数の参照ヒストグラムにおける各画素値の複数の頻度の最大値または最小値が、テンプレートヒストグラムの対応する画素値の頻度とされてもよい。すなわち、ｋ番目の参照画像の一の検査領域に対する参照ヒストグラムの画素値ｉの頻度をＨｋ［ｉ］とすると、複数の頻度の最大値から導かれるテンプレートヒストグラムおよび最小値から導かれるテンプレートヒストグラムの対応する頻度Ｍｍａｘ［ｉ］、Ｍｍｉｎ［ｉ］は、それぞれ数２および数３に示す演算により求められる。
【００４０】
【数２】
【００４１】
【数３】
【００４２】
図９は一の検査領域に対する２つの参照ヒストグラム７１ａ，７１ｂを例示する図であり、図１０は図９の２つの参照ヒストグラム７１ａ，７１ｂに対して数２の演算を行うことにより生成されたテンプレートヒストグラム７２１を示す図であり、図１１は数３の演算を行うことにより生成されたテンプレートヒストグラム７２２である。図１０および図１１では、２つの参照ヒストグラム７１ａ，７１ｂに重ねてテンプレートヒストグラム７２１，７２２を図示している。もちろん、テンプレートヒストグラム７２１，７２２は３以上の参照ヒストグラムから生成されてもよい。
【００４３】
図１０の最大値から導かれるテンプレートヒストグラム７２１は、複数の参照ヒストグラム７１ａ，７１ｂのいわゆる包絡線をとることにより生成され、各参照ヒストグラム７１ａ，７１ｂにおいて他の参照ヒストグラムよりも頻度が大きい画素値の部分であるヒストグラムの特徴を全て備えるものとされる。実際のパターン検査の際には、テンプレートヒストグラム７２１は必要に応じて正規化される。対象ヒストグラムは正規化後のテンプレートヒストグラム７２１と同様の特徴を備えていなければ類似度は低くなるため、欠陥と判定され易くなる。したがって、単にしきい値を上げるよりも、複数の参照ヒストグラムの特徴に合わせて欠陥の検出感度が適切に高くなるといえる。
【００４４】
図１１に示す最小値から導かれるテンプレートヒストグラム７２２は、各参照ヒストグラム７１ａ，７１ｂの特徴を備えず、ノイズ等の影響をほとんど受けないものとなる。テンプレートヒストグラム７２２も必要に応じて正規化されてパターン検査に利用されるが、対象ヒストグラムは参照ヒストグラム７１ａ，７１ｂの互いに重なる部分を備えておれば類似度が高くなるため、非欠陥と判定され易くなる。したがって、単にしきい値を下げるよりも、複数の参照ヒストグラムの特徴をなくして欠陥の検出感度が適切に低くなるといえる。このように、最大値または最小値から導かれるテンプレートヒストグラム７２１，７２２を生成することにより、パターンを検査する際に検査の種類に合わせた所望の検出感度とすることができる。
【００４５】
また、テンプレートヒストグラム取得部５２における演算は、中央値を求めたり、加重平均を求める等、各画素値における複数の参照ヒストグラムの複数の頻度の最小値以上最大値以下のものを、各画素値に対応する１つの頻度として求めるものであれば、他の統計的な演算が利用されてもよく、テンプレートヒストグラムを求める演算を一般的に表現すると、ｋ番目の参照画像の参照ヒストグラムの画素値ｉの頻度をＨｋ［ｉ］として、関数ｆを用いて数４のように示すことができる。
【００４６】
【数４】
【００４７】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【００４８】
比較部５３では、必ずしも対象ヒストグラムとテンプレートヒストグラムとが重なり合う部分の面積に基づいて欠陥の有無が判定される必要はなく、例えば、対象ヒストグラムの形状とテンプレートヒストグラムの形状とが比較されて判定結果が出力されてもよい。すなわち、比較部５３では対象ヒストグラムとテンプレートヒストグラムとが比較されるのであれば、いかなる手法が用いられてもよい。
【００４９】
上記レシピ登録処理におけるテンプレートヒストグラムを生成する処理では、特に、ＣＭＰ等の研磨後の半導体基板上のメタル残膜の検査に利用されるテンプレートヒストグラムを適切に生成することができるが、もちろん、他の処理が施された半導体基板用のテンプレートヒストグラムが生成されてもよい。また、パターン検査装置１における検査対象も様々な処理が施された半導体基板とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】パターン検査装置の構成を示す図である。
【図２】コンピュータの構成を示す図である。
【図３】コンピュータが実現する機能構成を示す図である。
【図４】基板上の検査対象となるダイの位置を示す図である。
【図５】ダイ内の検査箇所を示す図である。
【図６】被検査画像中の検査領域を示す図である。
【図７】レシピを登録する処理の流れを示す図である。
【図８】レシピを登録する処理の流れを示す図である。
【図９】参照ヒストグラムを示す図である。
【図１０】頻度の最大値から導かれるテンプレートヒストグラムを示す図である。
【図１１】頻度の最小値から導かれるテンプレートヒストグラムを示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ パターン検査装置
２ 撮像部
９ 半導体基板
５２ テンプレートヒストグラム取得部
５３ 比較部
７１ａ，７１ｂ 参照ヒストグラム
７２１，７２２ テンプレートヒストグラム
９１２ 検査領域
Ｓ１５，Ｓ１９，Ｓ２１ ステップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板上のパターンを検査する技術に関し、特に、半導体基板上のパターンの検査において、被検査画像中の所定の検査領域における画素値のヒストグラムと比較されるテンプレートヒストグラムを生成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板（以下、「基板」という。）の回路形成工程のダマシン工程等では、配線用の金属を基板上に付与した後に化学機械的研磨（Chemical Mechanical Polishing、以下、「ＣＭＰ」と略す。）により、余分な金属が除去される。そして、基板上の画像を取得することにより、不要な金属の残り（以下、「メタル残膜」という。）が存在するか否かが検査される。
【０００３】
例えば、特許文献１では、ＣＭＰ後の基板を撮像した画像中の検査領域の画素値のヒストグラムと、メタル残膜のない理想的な基板の画像中の同じ領域の画素値のヒストグラム（テンプレートヒストグラム）とを、互いに重心を合わせつつ比較して、メタル残膜の有無を検査する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１７４０６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、基板の回路形成工程では各プロセス条件の変動等により、基板内や基板間でパターンの状態が変化することがある。この場合に、特許文献１の手法を利用してパターン検査を行う際に、１つの検査領域の画像のみからテンプレートヒストグラムを生成すると、検査対象の基板の検査領域におけるパターンの状態によっては欠陥を誤検出する可能性が高くなる。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、半導体基板上のパターンの検査を精度よく行うことができるテンプレートヒストグラムを生成することを主たる目的とし、半導体基板上のパターンの検査を精度よく行うことも目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、半導体基板上のパターンの検査において、被検査画像中の所定の検査領域における画素値のヒストグラムと比較されるテンプレートヒストグラムを生成するテンプレートヒストグラム生成方法であって、少なくとも１つの半導体基板を撮像して複数の参照画像を準備する工程と、前記複数の参照画像のそれぞれから検査領域の画素値の参照ヒストグラムを生成する工程と、各画素値における複数の参照ヒストグラムの複数の頻度に対して所定の演算を行い、前記各画素値に対応する１つの頻度であって前記複数の頻度の最小値以上最大値以下のものを求めることにより、前記検査領域に対する１つのテンプレートヒストグラムを取得するテンプレートヒストグラム取得工程とを備える。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のテンプレートヒストグラム生成方法であって、前記テンプレートヒストグラム取得工程において、前記各画素値に対応する前記１つの頻度が、前記複数の頻度の平均値である。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のテンプレートヒストグラム生成方法であって、前記複数の参照画像のそれぞれが少なくとも前記検査領域に欠陥を含まず、前記テンプレートヒストグラム取得工程において、前記各画素値に対応する前記１つの頻度が、前記複数の頻度の最大値または最小値である。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載のテンプレートヒストグラム生成方法であって、前記テンプレートヒストグラムを利用する前記検査が、研磨後の半導体基板上のメタル残膜の有無の検査である。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、半導体基板上の検査領域のパターンを検査するパターン検査装置であって、半導体基板を撮像して画像を取得する撮像部と、少なくとも１つの半導体基板を前記撮像部が撮像することにより準備された複数の参照画像のそれぞれから検査領域の画素値の参照ヒストグラムを生成し、各画素値における複数の参照ヒストグラムの複数の頻度に対して所定の演算を行い、前記各画素値に対応する１つの頻度であって前記複数の頻度の最小値以上最大値以下のものを求めることにより、前記検査領域に対する１つのテンプレートヒストグラムを取得するテンプレートヒストグラム取得部と、前記撮像部が半導体基板を撮像することにより取得された被検査画像中の前記検査領域における画素値のヒストグラムと前記テンプレートヒストグラムとを比較する比較部とを備える。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１ないし４の発明では、半導体基板上のパターンの検査を精度よく行うことができるテンプレートヒストグラムを生成することができる。
【００１２】
また、請求項２の発明では、高精度なテンプレートヒストグラムを生成することができ、請求項３の発明では、パターンを検査する際に検査の種類に合わせた所望の検出感度とすることができる。
【００１３】
請求項５の発明では、半導体基板上のパターンの検査を精度よく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は本発明の一の実施の形態に係るパターン検査装置１の構成を示す図であり、パターン検査装置１では、ダマシン工程により形成された基板上の配線パターンの検査が行われる。パターン検査装置１は、基板９を撮像して多階調の画像を取得する撮像部２、基板９を支持するとともに撮像部２に対して基板９を相対的に移動するステージ部３、並びに、撮像部２およびステージ部３に接続されたコンピュータ４を備え、コンピュータ４はパターン検査装置１の各構成を制御する制御部としての役割を果たす。
【００１５】
撮像部２は、基板９に照明光を導くとともに基板９からの光が入射する光学系２１、光学系２１により結像された基板９の像を電気的信号に変換する撮像デバイス２２、および、複数種類の照明光のうちいずれかを選択して光学系２１へと出射することにより基板９に照明光を照射する光源ユニット２３を有する。光源ユニット２３は、照明光の種類に応じた複数の光源２３１を有し、光源移動部２３２が複数の光源２３１を移動させることにより、照明光の切り替えが行われる。光源２３１としては、基板９の表面の特性に応じた照明光を出射するものが複数準備されるが、多層膜の視認性を向上するために少なくとも単色光を出射するものが含まれる。もちろん、複数の光源２３１には白色光や電球色の光を出射するものが含まれてよい。
【００１６】
ステージ部３は基板９を支持するステージ３１、および、ステージ３１を水平面内で移動させるステージ駆動部３２を有する。なお、ステージ駆動部３２にステージ３１を水平面内で回転させる機構が追加されてもよい。
【００１７】
図２は、コンピュータ４の構成を示す図である。コンピュータ４は、図２に示すように、各種演算処理を行うＣＰＵ４１、基本プログラムを記憶するＲＯＭ４２および各種情報を記憶するＲＡＭ４３をバスラインに接続した一般的なコンピュータシステムの構成となっている。バスラインにはさらに、情報記憶を行う固定ディスク４４、画像等の各種情報の表示を行うディスプレイ４５、操作者からの入力を受け付けるキーボード４６ａおよびマウス４６ｂ（以下、「入力部４６」と総称する。）、光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体８から情報の読み取りを行う読取装置４７、並びに、パターン検査装置１の他の構成との間で信号を送受信する通信部４８が、適宜、インターフェイス（Ｉ／Ｆ）を介する等して接続される。
【００１８】
コンピュータ４には、事前に読取装置４７を介して記録媒体８からプログラム８０が読み出され、固定ディスク４４に記憶される。そして、プログラム８０がＲＡＭ４３にコピーされるとともにＣＰＵ４１がＲＡＭ４３内のプログラムに従って演算処理を実行することにより（すなわち、コンピュータがプログラムを実行することにより）、コンピュータ４がパターン検査装置１における演算部としての役割を果たす。
【００１９】
図３は、ＣＰＵ４１がプログラム８０に従って動作することにより、ＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３、固定ディスク４４等が実現する機能構成を他の構成とともに示す図であり、図３において、演算部５０のヒストグラム取得部５１、テンプレートヒストグラム取得部５２および比較部５３がＣＰＵ４１等により実現される機能を示す。なお、演算部５０の機能は専用の電気的回路により実現されてもよく、部分的に電気的回路が用いられてもよい。
【００２０】
パターン検査装置１では、パターン検査の事前準備として、検査に利用される各種データの集合であるレシピを登録する処理が行われ、登録されたレシピに基づいて検査対象の基板９上のパターン検査が行われる。以下、先に基板９上のパターンを検査する処理について説明し、その後、レシピを登録する処理について説明する。
【００２１】
パターンを検査する際には、ＣＭＰ後の検査対象の基板９がステージ３１上に載置され、基板９の検査の種類に合わせたレシピがロードされる。すなわち、レシピ登録処理により予め登録されたレシピ６が図３の固定ディスク４４から読み出されてＲＡＭ４３に記憶され、ＣＰＵ４１によるレシピ６の参照が可能とされる。レシピ６には、光源２３１の種類を示す照明データ６１、基板９上の検査すべき位置を示す位置データ６２、テンプレートヒストグラムを示すテンプレートヒストグラムデータ６３、および、検査時の判断に利用されるしきい値６４が含まれる。
【００２２】
図１の撮像部２では、照明データ６１に基づいて１つの光源２３１が選択される。そして、取得される画像に基づいてコンピュータ４によりステージ駆動部３２が制御され、レシピ６の位置データ６２が示す基板９上の位置が撮像部２による撮像位置に合わせられて被検査画像が取得される。
【００２３】
図４は基板９上の複数のダイ（すなわち、１つのチップに相当する領域）９１のうち検査対象となるもの（平行斜線を付すもの）の位置を例示する図であり、図５は１つのダイ９１において検査箇所９１１を例示する図である。レシピ６の位置データ６２には、検査対象となる複数のダイ９１の位置を示す情報、および、検査箇所９１１のダイ９１中における相対的な位置情報が含まれており、一の検査対象のダイ９１が特定され、撮像部２によりそのダイ９１の検査箇所９１１を示す被検査画像が取得される。なお、以下の説明では１つのダイ９１に対して１つの被検査画像のみが取得されるものとするが、１つのダイ９１に対して複数の検査箇所９１１をそれぞれ示す複数の被検査画像が取得されてもよい。
【００２４】
また、レシピ６の位置データ６２には、下層の状態や配線パターンの状態に基づいてメタル残膜が存在する可能性が高い場所として経験的に把握される検査領域の検査箇所中における相対的な位置情報がさらに含まれており、比較部５３では位置データ６２に基づいて図６に例示する被検査画像中の１つの検査領域９１２が特定される（図６では、２つの検査領域９１２を図示している。）。そして、この検査領域９１２における画素値のヒストグラム（以下、「対象ヒストグラム」という。）が図３に示すヒストグラム取得部５１により生成され、その面積が１となるように対象ヒストグラムが正規化される。なお、対象ヒストグラムの正規化は、各画素値における頻度を全ての画素値の頻度の和で除算することにより行われる。
【００２５】
続いて、比較部５３では特定された検査領域９１２の対象ヒストグラムが、テンプレートヒストグラムデータ６３に含まれる同じ検査領域に対するテンプレートヒストグラムと比較される。なお、テンプレートヒストグラムは検査領域ごとに準備されている。比較時には、テンプレートヒストグラムも同様に正規化され（予め正規化されていてもよい。）、対象ヒストグラムおよびテンプレートヒストグラムのそれぞれの中心が一致するように対象ヒストグラムの移動が行われる。ヒストグラムの中心はおよその中心を示すものであればどのようなものであってもよく、例えば、ヒストグラムの重心や中間値が中心とされる。もちろん、テンプレートヒストグラムが移動されてもよく、テンプレートヒストグラムと対象ヒストグラムとの相対的位置関係の変更であればよい。
【００２６】
比較部５３では、テンプレートヒストグラムと移動後の対象ヒストグラムとの重なり合う部分の面積が類似度として求められ、類似度とレシピ６のしきい値６４とが比較される。そして、類似度がしきい値未満の場合にはメタル残膜が存在すると判定され、類似度がしきい値以上の場合にはメタル残膜が存在しないと判定される。一の検査領域９１２のパターン検査が終了すると、被検査画像中の他の検査領域９１２の対象ヒストグラムが生成され、対応するテンプレートヒストグラムと比較されることによりメタル残膜の有無が検査される。被検査画像中の全ての検査領域９１２に対する検査が終了すると、次の検査対象のダイ９１の被検査画像が取得され、検査領域９１２のメタル残膜の有無が検査される。
【００２７】
次に、パターン検査の事前準備として行われるレシピを登録する処理について説明する。図７および図８はレシピを登録する処理の流れを示す図である。
【００２８】
レシピを登録する際には、まず、検査対象の基板９と同一のパターンが形成された他の基板（すなわち、ＣＭＰが施されたテンプレートヒストグラム生成用の基板であり、以下、「基準基板９ａ」という。）がステージ部３に載置されてパターン検査装置１にロードされる（ステップＳ１１）。基準基板９ａは必ずしもメタル残膜のない理想的な基板である必要はない。
【００２９】
続いて、操作者がコンピュータ４の入力部４６を操作することにより、検査領域の膜種に応じた照明光の選択が受け付けられる（ステップＳ１２）。そして、光源ユニット２３の光源移動部２３２により選択された照明光を出射する光源２３１が点灯される。選択された光源２３１の種類は照明データ６１として記憶される。照明光は、欠陥として検出したい金属や薄膜等の特性に基づいてコントラストの高い画像が得られるものが選択される。
【００３０】
光源２３１が点灯されると、操作者による基準基板９ａ上の所望のダイの選択が受け付けられる（ステップＳ１３）。パターン検査装置１では予めダイの配列が記憶されており、選択されたダイのおよそ中央に撮像部２による撮像位置が相対的に移動する。そして、操作者の操作に基づいてダイ内の所望の検査箇所が撮像部２の真下へと移動し（ステップＳ１４）、検査箇所を示す参照画像が取得される（ステップＳ１５）。このとき、検査箇所のダイ中における相対的な位置（図５参照）の情報が位置データ６２として記憶される。なお、ステップＳ１３で選択されるダイは、パターン検査において検査対象とされるダイと同じ位置である必要はない。
【００３１】
続いて、操作者がディスプレイ４５に表示された参照画像において、入力部４６を介して領域（例えば、矩形領域）を指定することにより検査領域の設定が受け付けられる（ステップＳ１６，Ｓ１７）。すなわち、図６の被検査画像の１つの検査領域９１２に対応する領域が検査に先立って操作者により検査領域として特定され、その領域の検査箇所中における相対的な位置情報が位置データ６２の一部として記憶される。一の検査領域が設定されると、他の検査領域の設定が同様に受け付けられる（ステップＳ１８，Ｓ１７）。ここでは、２つの検査領域が設定されたものとするが、３以上の検査領域が１つの参照画像から設定されてもよい。全ての検査領域の設定が完了すると（ステップＳ１８）、ヒストグラム取得部５１により参照画像中の２つの検査領域のそれぞれに対して画素値のヒストグラム（以下、「参照ヒストグラム」という。）が生成され（ステップＳ１９）、一時的に記憶される。
【００３２】
続いて、操作者による基準基板９ａ上の他のダイの選択が受け付けられ（ステップＳ２０，Ｓ１３）、選択されたダイ中の検査箇所が撮像部２の真下へと移動して参照画像が取得される（ステップＳ１４，Ｓ１５）。そして、設定済の検査領域の位置情報に基づいて２つの検査領域のそれぞれが特定され、２つの参照ヒストグラムが取得される（ステップＳ１６，Ｓ１９）。
【００３３】
上記ステップＳ１３〜Ｓ１６，Ｓ１９の処理は、基準基板９ａ上の所望の他のダイに対して繰り返される（ステップＳ２０）。また、レシピ登録処理では複数の基準基板９ａから参照ヒストグラムが取得されてもよく、この場合にはステップＳ１３〜Ｓ１６，Ｓ２０の処理が他の基準基板９ａに対して繰り返される。このように、パターン検査装置１では少なくとも１つの基準基板９ａを撮像することにより複数の参照画像が準備され、複数の参照画像のそれぞれから各検査領域の画素値の参照ヒストグラムが生成される。
【００３４】
テンプレートヒストグラム取得部５２では、各検査領域の複数の参照ヒストグラムから、その検査領域に対する１つのテンプレートヒストグラムが取得される（ステップＳ２１）。例えば、０番から（ｎ−１）番までのｎ個の参照画像が取得された場合に、ｋ番目の参照画像の一の検査領域から生成された参照ヒストグラムの画素値ｉ（例えば、０から２５５までの画素値）の頻度をＨｋ［ｉ］とすると、この検査領域に対するテンプレートヒストグラムの頻度Ｍａｖｅ［ｉ］は数１に示す演算により求められる。
【００３５】
【数１】
【００３６】
すなわち、各画素値におけるｎ個の参照ヒストグラムのｎ個の頻度の平均値が対応する画素値の頻度となるテンプレートヒストグラムが取得される。これにより、準備された複数の参照画像に検査領域に欠陥が存在する画像が含まれていた場合であっても、高精度なテンプレートヒストグラムが生成される。テンプレートヒストグラムは、テンプレートヒストグラムデータ６３として固定ディスク４４に記憶される。
【００３７】
各検査領域に対して１つのテンプレートヒストグラムが取得されると、操作者によるしきい値の設定が受け付けられて固定ディスク４４にしきい値６４が記憶される（ステップＳ２２）。続いて、検査対象の基板９において検査すべきダイの選択が受け付けられ（ステップＳ２３）、その位置情報が位置データ６２に追加される。これにより、位置データ６２には検査対象のダイの位置、検査箇所のダイ中における相対的な位置、および、検査領域の検査箇所中における相対的な位置の情報が含められる。そして、照明データ６１、位置データ６２、テンプレートヒストグラムデータ６３およびしきい値６４の集合が１つのレシピ６とされて登録される（ステップＳ２４）。基準基板９ａはステージ部３から取り出されてパターン検査装置１からアンロードされ（ステップＳ２５）、レシピを登録する処理が終了する。なお、レシピ６は基板の種類に合わせた様々なものが作成されて登録される。また、必要に応じて参照画像のデータがレシピ６の一部として記憶されてもよい。
【００３８】
以上のように、パターン検査装置１では、様々な状態のパターンを示す複数の参照画像のそれぞれから検査領域の画素値の参照ヒストグラムを生成し、各画素値における複数の参照ヒストグラムの複数の頻度から平均値が求められ、平均的なテンプレートヒストグラムが取得される。これにより、基板９の処理条件に多少の変動があっても検査時の誤検出を低減することができ、基板９上のパターンの検査を精度よく行うことができるテンプレートヒストグラムを生成することができる。
【００３９】
ところで、パターン検査装置１では、他の演算によりテンプレートヒストグラムが取得されてもよい。例えば、複数の参照画像のそれぞれが、検査領域に欠陥を含まない場合には、複数の参照ヒストグラムにおける各画素値の複数の頻度の最大値または最小値が、テンプレートヒストグラムの対応する画素値の頻度とされてもよい。すなわち、ｋ番目の参照画像の一の検査領域に対する参照ヒストグラムの画素値ｉの頻度をＨｋ［ｉ］とすると、複数の頻度の最大値から導かれるテンプレートヒストグラムおよび最小値から導かれるテンプレートヒストグラムの対応する頻度Ｍｍａｘ［ｉ］、Ｍｍｉｎ［ｉ］は、それぞれ数２および数３に示す演算により求められる。
【００４０】
【数２】
【００４１】
【数３】
【００４２】
図９は一の検査領域に対する２つの参照ヒストグラム７１ａ，７１ｂを例示する図であり、図１０は図９の２つの参照ヒストグラム７１ａ，７１ｂに対して数２の演算を行うことにより生成されたテンプレートヒストグラム７２１を示す図であり、図１１は数３の演算を行うことにより生成されたテンプレートヒストグラム７２２である。図１０および図１１では、２つの参照ヒストグラム７１ａ，７１ｂに重ねてテンプレートヒストグラム７２１，７２２を図示している。もちろん、テンプレートヒストグラム７２１，７２２は３以上の参照ヒストグラムから生成されてもよい。
【００４３】
図１０の最大値から導かれるテンプレートヒストグラム７２１は、複数の参照ヒストグラム７１ａ，７１ｂのいわゆる包絡線をとることにより生成され、各参照ヒストグラム７１ａ，７１ｂにおいて他の参照ヒストグラムよりも頻度が大きい画素値の部分であるヒストグラムの特徴を全て備えるものとされる。実際のパターン検査の際には、テンプレートヒストグラム７２１は必要に応じて正規化される。対象ヒストグラムは正規化後のテンプレートヒストグラム７２１と同様の特徴を備えていなければ類似度は低くなるため、欠陥と判定され易くなる。したがって、単にしきい値を上げるよりも、複数の参照ヒストグラムの特徴に合わせて欠陥の検出感度が適切に高くなるといえる。
【００４４】
図１１に示す最小値から導かれるテンプレートヒストグラム７２２は、各参照ヒストグラム７１ａ，７１ｂの特徴を備えず、ノイズ等の影響をほとんど受けないものとなる。テンプレートヒストグラム７２２も必要に応じて正規化されてパターン検査に利用されるが、対象ヒストグラムは参照ヒストグラム７１ａ，７１ｂの互いに重なる部分を備えておれば類似度が高くなるため、非欠陥と判定され易くなる。したがって、単にしきい値を下げるよりも、複数の参照ヒストグラムの特徴をなくして欠陥の検出感度が適切に低くなるといえる。このように、最大値または最小値から導かれるテンプレートヒストグラム７２１，７２２を生成することにより、パターンを検査する際に検査の種類に合わせた所望の検出感度とすることができる。
【００４５】
また、テンプレートヒストグラム取得部５２における演算は、中央値を求めたり、加重平均を求める等、各画素値における複数の参照ヒストグラムの複数の頻度の最小値以上最大値以下のものを、各画素値に対応する１つの頻度として求めるものであれば、他の統計的な演算が利用されてもよく、テンプレートヒストグラムを求める演算を一般的に表現すると、ｋ番目の参照画像の参照ヒストグラムの画素値ｉの頻度をＨｋ［ｉ］として、関数ｆを用いて数４のように示すことができる。
【００４６】
【数４】
【００４７】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【００４８】
比較部５３では、必ずしも対象ヒストグラムとテンプレートヒストグラムとが重なり合う部分の面積に基づいて欠陥の有無が判定される必要はなく、例えば、対象ヒストグラムの形状とテンプレートヒストグラムの形状とが比較されて判定結果が出力されてもよい。すなわち、比較部５３では対象ヒストグラムとテンプレートヒストグラムとが比較されるのであれば、いかなる手法が用いられてもよい。
【００４９】
上記レシピ登録処理におけるテンプレートヒストグラムを生成する処理では、特に、ＣＭＰ等の研磨後の半導体基板上のメタル残膜の検査に利用されるテンプレートヒストグラムを適切に生成することができるが、もちろん、他の処理が施された半導体基板用のテンプレートヒストグラムが生成されてもよい。また、パターン検査装置１における検査対象も様々な処理が施された半導体基板とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】パターン検査装置の構成を示す図である。
【図２】コンピュータの構成を示す図である。
【図３】コンピュータが実現する機能構成を示す図である。
【図４】基板上の検査対象となるダイの位置を示す図である。
【図５】ダイ内の検査箇所を示す図である。
【図６】被検査画像中の検査領域を示す図である。
【図７】レシピを登録する処理の流れを示す図である。
【図８】レシピを登録する処理の流れを示す図である。
【図９】参照ヒストグラムを示す図である。
【図１０】頻度の最大値から導かれるテンプレートヒストグラムを示す図である。
【図１１】頻度の最小値から導かれるテンプレートヒストグラムを示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ パターン検査装置
２ 撮像部
９ 半導体基板
５２ テンプレートヒストグラム取得部
５３ 比較部
７１ａ，７１ｂ 参照ヒストグラム
７２１，７２２ テンプレートヒストグラム
９１２ 検査領域
Ｓ１５，Ｓ１９，Ｓ２１ ステップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上のパターンの検査において、被検査画像中の所定の検査領域における画素値のヒストグラムと比較されるテンプレートヒストグラムを生成するテンプレートヒストグラム生成方法であって、
少なくとも１つの半導体基板を撮像して複数の参照画像を準備する工程と、
前記複数の参照画像のそれぞれから検査領域の画素値の参照ヒストグラムを生成する工程と、
各画素値における複数の参照ヒストグラムの複数の頻度に対して所定の演算を行い、前記各画素値に対応する１つの頻度であって前記複数の頻度の最小値以上最大値以下のものを求めることにより、前記検査領域に対する１つのテンプレートヒストグラムを取得するテンプレートヒストグラム取得工程と、
を備えることを特徴とするテンプレートヒストグラム生成方法。
【請求項２】
請求項１に記載のテンプレートヒストグラム生成方法であって、
前記テンプレートヒストグラム取得工程において、前記各画素値に対応する前記１つの頻度が、前記複数の頻度の平均値であることを特徴とするテンプレートヒストグラム生成方法。
【請求項３】
請求項１に記載のテンプレートヒストグラム生成方法であって、
前記複数の参照画像のそれぞれが少なくとも前記検査領域に欠陥を含まず、
前記テンプレートヒストグラム取得工程において、前記各画素値に対応する前記１つの頻度が、前記複数の頻度の最大値または最小値であることを特徴とするテンプレートヒストグラム生成方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のテンプレートヒストグラム生成方法であって、
前記テンプレートヒストグラムを利用する前記検査が、研磨後の半導体基板上のメタル残膜の有無の検査であることを特徴とするテンプレートヒストグラム生成方法。
【請求項５】
半導体基板上の検査領域のパターンを検査するパターン検査装置であって、
半導体基板を撮像して画像を取得する撮像部と、
少なくとも１つの半導体基板を前記撮像部が撮像することにより準備された複数の参照画像のそれぞれから検査領域の画素値の参照ヒストグラムを生成し、各画素値における複数の参照ヒストグラムの複数の頻度に対して所定の演算を行い、前記各画素値に対応する１つの頻度であって前記複数の頻度の最小値以上最大値以下のものを求めることにより、前記検査領域に対する１つのテンプレートヒストグラムを取得するテンプレートヒストグラム取得部と、
前記撮像部が半導体基板を撮像することにより取得された被検査画像中の前記検査領域における画素値のヒストグラムと前記テンプレートヒストグラムとを比較する比較部と、
を備えることを特徴とするパターン検査装置。
【請求項１】
半導体基板上のパターンの検査において、被検査画像中の所定の検査領域における画素値のヒストグラムと比較されるテンプレートヒストグラムを生成するテンプレートヒストグラム生成方法であって、
少なくとも１つの半導体基板を撮像して複数の参照画像を準備する工程と、
前記複数の参照画像のそれぞれから検査領域の画素値の参照ヒストグラムを生成する工程と、
各画素値における複数の参照ヒストグラムの複数の頻度に対して所定の演算を行い、前記各画素値に対応する１つの頻度であって前記複数の頻度の最小値以上最大値以下のものを求めることにより、前記検査領域に対する１つのテンプレートヒストグラムを取得するテンプレートヒストグラム取得工程と、
を備えることを特徴とするテンプレートヒストグラム生成方法。
【請求項２】
請求項１に記載のテンプレートヒストグラム生成方法であって、
前記テンプレートヒストグラム取得工程において、前記各画素値に対応する前記１つの頻度が、前記複数の頻度の平均値であることを特徴とするテンプレートヒストグラム生成方法。
【請求項３】
請求項１に記載のテンプレートヒストグラム生成方法であって、
前記複数の参照画像のそれぞれが少なくとも前記検査領域に欠陥を含まず、
前記テンプレートヒストグラム取得工程において、前記各画素値に対応する前記１つの頻度が、前記複数の頻度の最大値または最小値であることを特徴とするテンプレートヒストグラム生成方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のテンプレートヒストグラム生成方法であって、
前記テンプレートヒストグラムを利用する前記検査が、研磨後の半導体基板上のメタル残膜の有無の検査であることを特徴とするテンプレートヒストグラム生成方法。
【請求項５】
半導体基板上の検査領域のパターンを検査するパターン検査装置であって、
半導体基板を撮像して画像を取得する撮像部と、
少なくとも１つの半導体基板を前記撮像部が撮像することにより準備された複数の参照画像のそれぞれから検査領域の画素値の参照ヒストグラムを生成し、各画素値における複数の参照ヒストグラムの複数の頻度に対して所定の演算を行い、前記各画素値に対応する１つの頻度であって前記複数の頻度の最小値以上最大値以下のものを求めることにより、前記検査領域に対する１つのテンプレートヒストグラムを取得するテンプレートヒストグラム取得部と、
前記撮像部が半導体基板を撮像することにより取得された被検査画像中の前記検査領域における画素値のヒストグラムと前記テンプレートヒストグラムとを比較する比較部と、
を備えることを特徴とするパターン検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−３８５４３（Ｐ２００６−３８５４３Ａ）
【公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２１６７１２（Ｐ２００４−２１６７１２）
【出願日】平成１６年７月２６日（２００４．７．２６）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月２６日（２００４．７．２６）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
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