欠陥検査装置及び欠陥検査方法
【課題】検出画像を取得した被検査領域毎に閾値を最適化する手法はあるが、１枚の検出画像については１つ閾値だけを適用する。このため、１つの画像内に有意でない欠陥が含まれる場合でも、有意の欠陥と同じ感度レベルで検出される。
【解決手段】１つの検査領域内に複数の感度領域を設定して、１つの検査領域のうちＤＯＩ（Defect of interesting）が存在する領域の欠陥だけを他と区別して検出できる仕組みを提案する。具体的には、検査領域内の画像の特徴に基づいて、検査領域内に複数の感度領域を設定し、検出画像、差画像又は欠陥判定部の判定用閾値に、各感度領域の設定感度を適用する。
【解決手段】１つの検査領域内に複数の感度領域を設定して、１つの検査領域のうちＤＯＩ（Defect of interesting）が存在する領域の欠陥だけを他と区別して検出できる仕組みを提案する。具体的には、検査領域内の画像の特徴に基づいて、検査領域内に複数の感度領域を設定し、検出画像、差画像又は欠陥判定部の判定用閾値に、各感度領域の設定感度を適用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査領域内の欠陥を検出する装置及び方法に関する。例えば電子線、ランプ光、レーザ光等を用いて検査領域から取得された画像（撮像画像）に基づいて、検査領域内の微細なパターン欠陥や異物欠陥等を検出する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子線式検査装置は、例えばウェハの欠陥検査に使用される。この種の電子線式検査装置は、おおよそ以下の手順によりウェハの欠陥を検査する。まず、ステージの移動に同期して電子線をスキャンし、ウェハ上に形成された回路パターンの二次電子画像（以下、「検出画像」という。）を取得する。次に、検出画像と参照画像とを比較し、差が大きい場所を欠陥と判定する。検出された欠陥が、統計的に意味のある手法で得られた欠陥情報である場合には、これら欠陥の分布又は欠陥の詳細情報の解析によりウェハ製造時の問題点を分析する。
【０００３】
ところで、従来の欠陥検査では、検出画像と参照画像から得られる差画像に対してある閾値を適用することにより欠陥を判定している。すなわち、差画像として抽出された画像間の輝度差が閾値以上より大きい部分を欠陥として判定する。
【０００４】
しかし、被検査物の全ての領域に同じ閾値を適用すると、パターンの密度や寸法の影響により誤検出（虚報）が大量に発生するという問題がある。そこで、被検査物の検査部位に存在するパターンの密度や寸法に応じて使用する閾値の大きさを最適化する手法が提案されている（特許文献１参照）。また、設計データを用いて被検査物を複数の領域に分割し、各領域に対応する検出画像の階調変換処理と閾値に調整パラメータを適用する手法が提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−１２６２４２号公報
【特許文献２】特開平１１−１３５５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
確かに、これらの手法を用いれば、検査領域（検出画像）間における閾値の違いを最適化することはできる。しかし、１つの検査領域（検査画像）内では依然として１種類の閾値だけを適用する。このため、１つの検査領域（検査画像）にある欠陥であれば、有意な欠陥だけでなく、有意でない欠陥についても設定された閾値の影響が同じように及ぶことになる。結果的に、有意な欠陥と有意でない欠陥を分別することができない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、本発明は、１つの検査領域内に複数の感度領域を設定して、１つの検査領域のうちＤＯＩ（Defect of interesting）が存在する領域の欠陥だけを他と区別して検出できる仕組みを提案する。具体的には、検査領域内の画像の特徴に基づいて、検査領域内に複数の感度領域を設定し、検出画像、差画像又は欠陥判定部の判定用閾値に、各感度領域の設定感度を適用する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、１つの検査領域内にある欠陥のうち、オペレータが特定した部分領域にある有意な欠陥だけを選択的に抽出することができる。これにより、欠陥検査に要する時間を大幅に短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】形態例１に係る半導体ウェハ検査装置の全体構造例を説明する図である。
【図２】形態例１において検査対象として使用するウェハのレイアウト構造を説明する図である。
【図３】形態例１に係るレシピの作成手順と検査手順を説明する図である。
【図４】形態例１に係る試し検査用のＧＵＩ画面例を示す図である。
【図５】形態例１に係る感度設定用のＧＵＩ画面例を示す図である。
【図６】検査対象としての配線パターン例を示す図である。
【図７】形態例１に係る検査処理の概要を説明する図である。
【図８】形態例１に係る感度テーブルの生成動作例を説明する図である。
【図９】形態例１に係る感度テーブルの適用動作例を説明する図である。
【図１０】形態例７に係る半導体ウェハ検査装置の全体構造例を説明する図である。
【図１１】背景特徴テーブルの生成手順を説明する図である。
【図１２】形態例８に係る半導体ウェハ検査装置の全体構造例を説明する図である。
【図１３】形態例９に係る感度設定用のＧＵＩ画面例を示す図である。
【図１４】形態例１０に係る感度調整方法を説明する図である。
【図１５】形態例１１に係る感度調整方法を説明する図である。
【図１６】形態例１２に係る特徴情報の検出処理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、発明に係る欠陥検査装置及び方法の形態例を順番に説明する。なお、形態例の説明において使用する図面は、形態例を説明する観点から描かれたものである。従って、発明は、後述する図面に限定されるものではない。また、後述する形態例を適宜組み合わせることも可能である。
【００１１】
（１）形態例１
（１−１）装置構成
図１に、形態例１に係る回路パターン検査装置の概略構成を示す。なお、図１には、回路パターン検査装置の縦断面構造と信号処理系とを示している。この回路パターン検査装置は、走査型電子顕微鏡を応用したものであり、ウェハ等の半導体基板に電子ビームを照射する。このため、その主要部は真空容器内に収納されている。
【００１２】
回路パターン検査装置は、電子源１０１で発生した電子ビーム１０２を試料台１０９に載せられたウェハ１０６に照射し、発生する二次電子又は反射電子等の二次信号１１０を検出器１１３で検出して画像化する。この画像が、検出画像である。なお、検出画像は参照画像と比較され、判定閾値以上の輝度差が認められる画素領域が欠陥候補として抽出される。
【００１３】
電子ビーム１０２の照射経路上には、ウェハ１０６上に電子ビーム１０２のエネルギーを収束させるため対物レンズ１０４が配置される。この対物レンズ１０４によりビーム径は細く絞られる。従って、ウェハ１０６上における電子ビーム１０２の直径は非常に小さくなる。
【００１４】
ある一定範囲（検査領域）の検出画像を取得する場合、偏向器１０３によって電子ビーム１０２を偏向し、ウェハ１０６上を走査させる。この際、走査による電子ビーム１０２のウェハ１０６上での移動位置と、検出器１１３による二次信号１１０のサンプリングのタイミングとが同期制御される。これにより、検査領域に対応する二次元画像（すなわち、検出画像）が取得又は撮像される。
【００１５】
ウェハ１０６の表面には様々な回路パターンが形成されている。これらの回路パターンは、様々な材料で構成される。このため、電子ビーム１０２による回路パターンの照射により電荷の蓄積現象（帯電現象）が生じることがある。帯電現象は、画像の明るさを変える原因となったり、入射する電子ビーム１０２の軌道を曲げる原因になったりする。従って、ウェハ１０６の手前位置に帯電制御電極１０５を配置して電界強度を制御している。
【００１６】
因みに、前述した検査の実行前には、標準試料片１２１に電子ビーム１０２を照射して画像化することにより、座標の校正と焦点の校正が行われる。ところで、電子ビーム１０２の直径は非常に小さい。このため、偏向器１０３による走査幅もウェハ１０６の大きさと比べて非常に小さくなる。すなわち、電子ビーム１０２により取得される画像（検出画像）も非常に小さくなる。そこで、検査の実行前には、まず、ウェハ１０６をＸＹステージ１０７に載置し、ウェハ１０６上に形成された座標校正用のアライメントマークを、光学顕微鏡１２０によって検出する。この検出は、比較的低い拡大倍率によって行われる。次に、ＸＹステージ１０７を移動させ、アライメントマークを電子ビーム１０２が照射するように位置決めすることにより座標を校正する。
【００１７】
また、焦点の校正は、ウェハ１０６の高さを計測するＺセンサ１０８により標準試料片１２１の高さを計測し、次に、ウェハ１０６に設けられたアライメントマークの高さを計測し、この計測値を用いて対物レンズ１０４で絞られた電子ビーム１０２の焦点範囲がアライメントマークを含むように対物レンズ１０４の励磁強度を調整することにより行われる。
【００１８】
この他、回路パターン検出装置には、ウェハ１０６で発生した二次信号１１０をできるだけ多く検出する目的で偏向器１１２が配置されている。この偏向器１１２は、二次信号１１０の多くが反射板１１１に当るように偏向する目的で使用される。結果的に、反射板１１１で反射された多くの二次電子が検出器１１３で検出される。
【００１９】
全体制御部１１８は、偏向器１０３に対して制御信号ａを送信し、対物レンズ１０４に対して強度の制御信号ｂを送信し、Ｚセンサ１０８からウェハ１０６の高さ方向の計測値ｃを受信し、ＸＹステージ１０７に対して制御信号ｄを送信する。
【００２０】
検出器１１３で検出された検出信号は、デジタル画像生成部１１４で検出画像ｈに変換される。検出画像ｈは、画像保存用メモリ１１５に保存される。この形態例の場合、検出画像ｈは、メモリ領域１１５ｂに格納される。なお、メモリ領域１１５ａには参照画像が格納される。参照画像には、例えば正常と判定されている他の検出画像、複数の検出画像を合成して生成した合成画像、設計データから生成した画像等を使用する。
【００２１】
特徴検出部１２２は、メモリ領域１１５ｂに格納された検出画像から画像の特徴情報ｋを検出する。感度調整部１２３は、特徴検出部１２２で検出された特徴情報ｋと、コンソール１１９から全体制御部１１８を経由して与えられる感度調整用パラメータ（感度係数）ｇを用いて感度調整用テーブルｌを作成する。この感度調整用テーブルｌには、検査領域内で定義された複数の領域別に異なる感度値が登録されている。感度値の設定例については後述する。作成された感度調整用テーブルｌは、感度補正部１２５に与えられる。
【００２２】
メモリ領域１１５ｂに格納されている検出画像ｈとメモリ領域１１５ａに格納されている参照画像は、差画像生成部１２４に与えられる。差画像生成部１２４は、一方から他方を減算して検出画像ｈと参照画像との差画像ｉを生成する。感度補正部１２５は、差画像ｉに対して感度調整用テーブルｌを適用し、差画像ｉの一部分については感度を上げ、一部分については感度を下げるように画像を補正する。この補正後の差画像（すなわち、調整後差画像ｊ）は、差画像保存用メモリ１１６に格納される。
【００２３】
欠陥判定部１１７は、調整後差画像ｊのうち輝度値がゼロより大きい画素を欠陥候補として抽出し、その画像信号と対応するウェハ１０６上の座標を欠陥情報信号ｅとして全体制御部１１８に送信する。全体制御部１１８とコンソール１１９は双方向に通信が行われるように接続されている。例えば欠陥情報信号ｅに基づく欠陥の画像信号は、全体制御部１１８からコンソール１１９に送信される。これにより、コンソール１１９のスクリーン上には、欠陥の画像が表示されることになる。反対に、コンソール１１９から全体制御部１１８には、オペレータが入力した検査条件ｆが送信される。全体制御部１１８は、検査条件ｆに基づいて偏向器１０３に対する制御信号ａ、対物レンズ１０４に対する制御信号ｂ、ＸＹステージ１０７に対する制御信号ｄを演算する。
【００２４】
（１−２）被検査対象物の一例
図２に、被検査対象物の一例であるウェハ１０６のパターン構造例を示す。ウェハ１０６は、例えば直径が２００〜３００ｍｍ、厚さが１ｍｍ程度の円盤形状である。ウェハ１０６の表面には、数百〜数千個の製品に対応する回路パターンが形成されている。回路パターンは、ダイ２０１と呼ばれる長方形状の回路パターンで構成される。ダイ２０１は、１個の製品に相当する。例えば一般的なメモリデバイスの場合、ダイ２０１のパターンレイアウトは、４個のメモリマット群２０２で構成される。更に、メモリマット群２０２は、例えば１００×１００個程度のメモリマット２０３で構成され、メモリマット２０３は二次元に繰り返し性を持った数１００万個のメモリセル２０４で構成される。
【００２５】
（１−３）検査レシピの作成手順及び検査手順
図３を用いて、検査レシピの作成手順と検査手順を説明する。図３（ａ）が検査レシピの作成手順であり、図３（ｂ）が検査手順である。検査レシピの作成は、検査の実行前に行われる。
【００２６】
（ａ）検査レシピの作成手順
図３（Ａ）に基づいて、検査レシピの作成手順を説明する。まず、オペレータは、コンソール１１９から全体制御部１１８に対し、標準レシピの読込みと試料台１０９に対するウェハ１０６の搭載を指示する（ステップ３０１）。この際、ウェハ１０６は、不図示のローダにより、不図示のカセットから試料台１０９にロードされる。
【００２７】
次に、コンソール１１９を通じ、オペレータが一般検査条件を全体制御部１１８に設定する（ステップ３０２）。例えば電子源１０１、偏向器１０３、対物レンズ１０４、帯電制御電極１０５、反射板１１１、偏向器１１２、検出器１１３、デジタル画像生成部１１４等に対する各種の条件が設定される。この際、標準試料片１２１の画像が検出され、検出結果に応じて各部の設定値が適正値に補正される。また、ウェハ１０６のパターンレイアウトが設定される。この際、オペレータは、メモリセル２０４の繰り返しがある領域としてメモリマット２０３のレイアウトを長方形で指定し、メモリマット２０３の長方形の繰り返しとしてメモリマット群２０２を設定する。また、アライメント用のパターンとその座標の登録によりアライメント条件が設定される。また、検査対象とする検査領域の情報が登録される。例えば画素寸法、画像処理で使用する加算回数等が設定される。また、ウェハ単位で検出光量がばらつく場合でも一定の条件で検査できるようにキャリブレーション条件が設定される。例えば光量のキャリブレーションに適した画像を取得するための座標点と初期ゲインが設定される。
【００２８】
これら一般検査条件の設定が完了すると、全体制御部１１８によって仮検査が実行され、検出された画像が画像保存用メモリ１１５内に格納される（ステップ３０３）。この際、画像保存用メモリ１１５から２枚の検出画像が読み出され、その差画像ｉが生成される。この仮検査の段階では、１つの感度値だけが登録された感度調整用テーブルｌが使用される。従って、差画像ｉが差画像保存用メモリ１１６に格納される。
【００２９】
この後、特徴検出部１２２により、画像保存用メモリ１１５に格納された検出画像から特徴情報ｋが検出される（ステップ３０４）。
【００３０】
次に、オペレータが、コンソール１１９を通じ、各特徴量に対する感度係数ｇを設定する（ステップ３０５）。この感度係数ｇは、全体制御部１１８を通じて感度調整部１２３に与えられる。感度調整部１２３は、オペレータによって設定された感度係数ｇを用い、感度調整用テーブルｌを作成する。感度調整用テーブルｌは、検査領域内で検出された各特徴量に対する感度値と、その他の領域に対する感度値とで構成される。この感度調整用テーブルｌは、感度補正部１２５によって差画像ｉに適用される。この処理によって生成される調整後差画像ｊは、差画像保存用メモリ１１６に保存される。
【００３１】
この後、例えば図４に示すＧＵＩ（graphical user interface）画面を使用して、試し検査（ステップ３０６）、欠陥確認（ステップ３０７）、検査条件確認（ステップ３０８）、レシピ作成の終了判定（ステップ３０９）が実行される。なお、検査条件が確定しない間は、前述した一連のステップ３０２〜３０９が繰り返し実行される。
【００３２】
ここでは、図４を例に、ＧＵＩ画面の画面構成を簡単に説明する。図４に示すＧＵＩ画面は、試し検査（ステップ３０６）の実行時に使用されるＧＵＩ画面である。このＧＵＩ画面は、記憶画像をマップ形式で表示する領域（マップ表示部）４０１、マップ表示部４０１上でクリックされた検出画像や欠陥４０７の対応画像を表示する領域（画像表示部）４０２、画像表示部４０２に表示された欠陥４０７の欠陥情報を表示する領域（欠陥情報表示部）４０３、感度設定ボタン４０４、比較開始ボタン４０５、欠陥表示閾値調整ツールバー４０６で構成される。
【００３３】
図４の場合、画像表示部４０２の左上段に位置する表示領域４０８は検出画像の表示用であり、右上段に位置する表示領域４０９は再取得画像、参照画像、合成モデル画像等の表示用であり、左下段に位置する表示領域４１０は欠陥確認画像の表示用である。
【００３４】
ステップ３０６の試し検査は次のように行われる。まず、オペレータが欠陥表示閾値調整ツールバー４０６を操作して適切な閾値を設定した後、比較開始ボタン４０５をクリックする。これにより、予め記憶した画像に基づいた実パターン同士の比較が実行される。試し検査が実行されて閾値以上の差分を持った欠陥４０７が発見された場合には、この欠陥４０７がマップ表示部４０１に表示される。オペレータが欠陥４０７をクリックした場合、欠陥画像が画像表示部４０２（４１０）に表示され、欠陥情報が欠陥情報表示部４０３に表示される。
【００３５】
なお、オペレータが感度調整ボタン４０４をクリックすると、図５に示すＧＵＩ画面が表示される。このＧＵＩ画面による感度の調整は、感度調整テーブルの作成処理（ステップ３０５）に対応する。図５に示す感度調整用表示部５０１は、予め記録した画像と各形状に対する感度を表示する画像表示部５０２、画像表示部５０２に表示された画像から検出された形状情報を表示すると共に感度係数ｇの入力に用いられる感度調整部５０３、画像表示部５０２に表示された画像から特徴情報を検出する処理の実行を指示するための形状検出ボタン５０４、試し検査又は実際の検査に感度調整部５０３で設定された数値を適用するための適用ボタン５０５、感度調整部５０３で設定された数値を取り消すための取消ボタン５０６、感度設定部５０３で設定された数値を画像で確認するためのレビューボタン５０７で構成される。
【００３６】
なお、感度の設定（感度調整用テーブルｌの生成）は次のように行われる。まず、オペレータが、予め保存しておいた一枚の画像を画像表示部５０２に表示する。次に、オペレータは、形状検出ボタン５０４をクリックすると、画像表示部５０２に表示された検出画像から矩形、円形、エッジ等を検出し、各種形状を感度設定部５０３に表示する。オペレータは、この表示に基づき、各形状の領域内と領域外に対して感度係数ｇを入力する。すなわち、１枚の検出画像内に複数の感度係数ｇを設定する。
【００３７】
例えば、半導体製造工程の場合であれば、図６（Ａ）〜（Ｄ）に示すように様々なパターンが検査対象となり得るが、この形態例の場合には、各パターンに最適な複数の感度を１枚の検出画像内に設定することができる。因みに、図６（Ａ）〜（Ｃ）は、穴工程で作成された穴パターン６０１、６０２、６０３の例を示している。例えば穴パターン６０１は同一の直径を有する円６１１で形成されるパターンである。例えば穴パターン６０２は異なる直径を有する円６１２と円６１３で構成されるパターンである。穴パターン６０３は同一の直径を有する円６１４と同一のライン幅を有する２本の配線パターン６１５で構成されるパターンである。図６（Ｄ）は、配線パターン６０４の例を示している。配線パターン６０４は、あるライン幅を有する３本の配線６１６で構成されるパターンである。
【００３８】
一般に、オペレータは、ウェハに生成されたパターンのうちある特定のパターン部分に関する欠陥の検出に関心がある。従って、この感度の設定によって、オペレータの関心部分の感度を周辺部分に対して高くすることができる。なお、図５は、感度係数ｇが「高」、「中」、「低」のいずれかから選択される場合を表している。もっとも、感度係数ｇを数値で入力することもできる。また、図５の場合、拡張幅の「あり」と「なし」を設定することができる。拡張幅は、検出した線に対する感度係数ｇの設定範囲を線幅に対して拡張するか否かを与えるのに使用する。例えば線分上にある欠陥に対する感度を上げるのに使用する。図５の場合には、線幅を拡張するか否かの選択だけであるが、多段階に選択できる構成を採用することもできる。また、感度設定部５０３では、画像表示部５０２内における検出形状の表示を選択することができる。これは、形状検出ボタン５０４のクリック操作によって検出された形状の確認を容易にし、意図せぬ感度設定が行われないようにするための機能である。
【００３９】
次に、オペレータがレビューボタン５０７をクリックすると、画像表示部５０２に、感度設定部５０３で設定された形状とその感度が表示される。最後に、オペレータが適用ボタン５０５をクリックすると、感度設定部５０３で設定された感度係数に基づいて感度調整部１２３に特徴テーブルが生成される。これにより、感度設定画面５０１による感度の設定が完了し、感度設定部５０３で設定された個々の感度係数ｇを検査に適用できる状態になる。なお、オペレータは、取消ボタン５０６をクリックすることにより、感度設定部５０３で設定された数値を無効化することができる。また、感度設定画面５０１を強制的に終了させたい場合には取消ボタン５０６をクリックすれば良い。
【００４０】
この感度の設定（感度調整用テーブルｌの生成）後に、前述した図４に示すＧＵＩ画面が表示され、試し検査が実行される。前述したように、試し検査は、比較開始ボタン４０５のクリック操作によって開始される。このクリック操作によって、感度設定画面５０１で設定された感度係数ｇが感度調整用テーブルｌから読み出され、予め記憶されていた実パターン同士の比較が実行される。この後、オペレータは、画像表示部４０２を用いて検出された欠陥を確認し（ステップ３０７）、問題がなければ（ステップ３０９で肯定結果）でレシピの作成を終了する。レシピの作成終了後は、ウェハがアンロードされ、感度調整部１２３に設定された形状の特徴と感度係数ｇ等がレシピに保存される（ステップ３１０）。なお、検出された欠陥に問題があれば（ステップ３０９で否定結果）、一般検査条件設定に戻って、前述した一連の処理手順を実行する。
【００４１】
（ｂ）検査手順
図３（Ｂ）に基づいて、実際の検査手順を説明する。オペレータは、検査対象のウェハとレシピを指定して検査動作を開始する（ステップ３１１）。この後、指定されたウェハがロードされ（ステップ３１２）、電子光学系等の各部に対する光学条件が設定される（ステップ３１３）。引き続き、アライメント（ステップ３１４）、キャリブレーション（ステップ３１５）が実行される。以上で、検査のための準備作業が完了する。
【００４２】
この後、画像検出と欠陥判定とが実行される（ステップ３１６）。まず、設定されている領域から画像（検出画像）が取得される。検出画像は、図７に示すように、画像保存用メモリ１１５に格納される。特徴検出部１２２は、メモリ領域１１５ｂから検出画像を読み出し、検出画像から特徴情報ｋ（形状特徴）を抽出する。抽出された特徴情報ｋは、感度調整部１２３に与えられる。
【００４３】
次に、感度調整部１２３がレシピの特徴テーブルと特徴情報ｋを照合する。この際、感度調整部１２３は、一致する領域に対してレシピの感度係数を適用するように、検出画像に固有の感度調整用テーブルｌを作成する。ただし、検出した特徴情報ｋがレシピに存在しない場合、感度調整部１２３は、オペレータによって個別に設定された感度係数を感度調整用テーブルｌに書き込む。
【００４４】
この後、差画像生成部１２４が、検出画像（１１５ｂ）と参照画像（１１５ａ）の差画像ｉを作成する。作成された差画像ｉは、感度補正部１２５に与えられる。感度補正部１２５は、差画像ｉに対して感度調整用テーブルｌを適用し、検出画像内の特徴部分に設定された感度を適用した調整後差画像ｊを出力する。この調整後差画像ｊは、差画像保存用メモリ１１６に格納される。
【００４５】
この調整後画像ｊは、欠陥判定部１１７によって読み出される。欠陥判定部１１７は、閾値設定機能部７０１と欠陥判定機能部７０２で構成される。閾値設定機能部７０１は、オペレータが閾値情報を設定するのに使用される。設定された閾値は、閾値テーブル７０３として使用される。欠陥判定機能部７０２は、差画像保存用メモリ１１６から読み出した調整後差画像ｊに対して閾値テーブル７０３を適用する。すなわち、欠陥判定機能部７０２は、調整後差画像ｊの輝度と閾値テーブル７０３の閾値とを比較し、閾値より大きい輝度の領域を欠陥情報信号ｅとして出力する。
【００４６】
このように欠陥が判定されると、オペレータによる欠陥のレビューが実行される（ステップ３１７）。オペレータは、画像表示部４０２に表示される検査時に取得した検出画像、欠陥座標にステージを移動させて再取得した再取得画像、合成モデル画像、欠陥確認画像等に基づいて欠陥種別を確認する。
【００４７】
欠陥レビューが完了すると、欠陥種別毎の欠陥分布に基づいたウェハの品質判定や追加的な解析の必要性が判断される。これらの結果が全体制御部１１８に格納されると（ステップ３１８）、ウェハがアンロードされて検査が終了する（ステップ３１９）。
【００４８】
（１−４）特徴検出と感度調整の詳細動作
続いて、前述した特徴検出部１２２と感度調整部１２３の動作の詳細を説明する。まず、図８（Ａ）を使用し、試し検査時の処理動作の流れを説明する。なお、検出画像４０８に円形のパターン８０８が形成されているものとする。試し検査時には、特徴検出部１２２が画像４０８に対するノイズの除去処理とエッジの検出処理を実行する。この結果、エッジ画像８０３が生成される。エッジ検出により、パターン８０８のエッジ部分８０９が抽出される。この後、特徴検出部１２２は、エッジ画像８０３に対して直線ハフ変換と円形ハフ変換を適用し、エッジ画像８０３から円形、直線等の特徴情報を検出する。
【００４９】
感度調整部１２３は、検出された特徴情報を特徴テーブル８０４に登録する。その後、オペレータが特徴テーブル８０４に登録された特徴を画面上で確認し、ＤＯＩ欠陥としてオペレータが認識する特徴情報の部分に高い感度係数ｇを設定し、その他の部分に低い感度係数ｇを設定する。すなわち、 (i) 特徴情報、(ii)特徴情報が対応する領域、(iii) 特徴情報に対応する感度係数ｇを一組の情報とする特徴テーブル８０４がレシピに追記される。
【００５０】
次に、図８（Ｂ）を使用し、実際の検査時の処理動作の流れを説明する。実際の検査時においても、特徴検出部１２２は、検出画像８０５に対してノイズの除去処理とエッジの検出処理を実行する。これにより、エッジ画像８０６を得る。その後、エッジ画像８０６に対して直線ハフ変換と円形ハフ変換を適用し、エッジ画像８０６中に含まれる円形のパターン領域と直線のパターン領域を検出する。ここまでの処理は、試し検査時の動作と同じである。
【００５１】
感度調整部１２３では、検出された特徴情報と特徴テーブル８０４にある特徴情報との照合処理を実行する。特徴情報が一致した場合、感度調整部１２３は、特徴テーブル８０４に設定された感度係数ｇを、感度調整用テーブル８０７の調整領域８１０に書き込む。一致した特徴情報がない場合、感度調整部１２３は、オペレータが設定したデフォルトの感度係数ｇを感度調整用テーブル８０７の調整領域８１０に書き込む。
【００５２】
（１−５）部分領域に対する感度調整の効果
図９を使用して、この形態例における１枚の検出画面内に複数の感度を設定できることにより効果を説明する。なお、図９（Ａ）は、検出画像と参照画像から作成される差画像９０１である。また、図９（Ｂ）は、差画像９０１の一部分を拡大した拡大画像９０２である。また、図９（Ｃ）は、検出された特徴情報と特徴テーブルの特徴情報との照合により生成される感度調整用テーブル８０７である。また、図９（Ｄ）は、差画像９０１に感度調整用テーブル９０７を適用した後の調整後差画像ｊの拡大画像９０３である。
【００５３】
実際の検査では、前述したように、検査画像と参照画像から作成された差画像９０１に対して感度調整用テーブル８０７が適用される。図９（Ｂ）に拡大して示すように、差画像９０１には、円形領域９０６内に輝度の異なる欠陥９０５ａと９０５ｂが存在し、円形領域９０６の外部には、輝度の異なる欠陥９０４が複数存在している。
【００５４】
従来手法の場合には、これら全ての欠陥を区別することなく、１つの検出画像の全体に一つの感度を設定し、単一の閾値と比較することにより欠陥を判定した。
【００５５】
しかし、この形態例の場合には、図９（Ｃ）に示すように、感度調整用テーブル８０７によって、円形領域９０６に高感度値の領域９０７が書き込まれ、その外側領域に低感度値の領域９０８が書き込まれている。従って、感度調整用テーブル８０７を差画像９０１に適用すると、その拡大図である図９（Ｄ）に示すように、円形領域９０６内の欠陥９０５ａ及び９０５ｂだけを含む調整後差画像９０３を得ることができる。すなわち、低感度値９０８を設定した領域に存在する欠陥９０６は、調整後差画像９０３から除去される。
【００５６】
このように、形態例に係る技術の適用により、ＤＯＩ形状領域に存在する欠陥９０５ａ及び９０５ｂだけをオペレータに対して示すことができる。すなわち、同一感度によって検査領域から検出された欠陥に含まれる有意な欠陥とそれ以外の欠陥とを、オペレータ自身が分別する作業を省くことができる。結果的に、オペレータは、欠陥レビュー時に、ＤＯＩ領域にある欠陥だけを画面上でレビューすることができる。従って、オペレータによるレビュー効率を高めることができる。また、この形態例の場合には、特徴情報を用いて領域を指定することができる。このため、オペレータはＤＯＩ領域の位置を正確に計算する必要がなく、調整したい領域を簡単に指定することができる。その結果、ウェハ全体又はダイ全体で欠陥捕捉率を低下させることなく、虚報の発生を抑制することができる。また、特定の領域についての感度のみを向上させることができるので、実質的に高感度検査が可能となる。
【００５７】
また、この形態例の場合には、画像中に含まれる特徴量の指定を通じて感度を設定する手法を採用するので、検出画像が存在しない設計データの段階でも感度の調整領域を設定することができる。その結果、感度の調整領域を設定するために検出画像を取得する時間も省くことができる。この点でも、形態例に係る技術は、生産効率の向上に有効である。
【００５８】
また、この形態例の場合には、１枚の検出画像の領域内に複数の感度を設定することができる。従って、検出された欠陥に対する感度を別々適用することができる。その結果、虚報の比率を十分小さくすることができ、検査工程における作業効率を向上させることができる。
【００５９】
（２）形態例２
続いて、形態例２に係る回路パターン検査装置について説明する。なお、形態例２に係る回路パターン検査装置の基本的な装置構成と基本的な処理手順は形態例１と同じである。以下では、形態例１との相違点についてのみ説明する。
【００６０】
前述した形態例１の場合には、特徴検出部１２２における特徴情報の検出処理時に、ハフ変換を適用した。しかし、特徴情報はその他の手法によっても検出することができる。例えばテンプレートマッチングを適用することもできる。
【００６１】
この形態例の場合、特徴検出部１２２は、検出画像８０５に対してノイズ除去を実行し、ノイズ除去後の画像に対して予め用意したテンプレート画像とのマッチング処理を実行する。このような処理方法によっても、検出画像８０５の中から必要な特徴情報を検出することができる。なお、テンプレートマッチングは公知の技術であるので、詳細な説明は省略する。また、使用するテンプレートは、複数のテンプレートの中からオペレータが事前に選択する方法を適用することができる。
【００６２】
この形態例２の場合には、形態例１の効果に追加して以下の効果を期待することができる。すなわち、オペレータは、テンプレートの選択操作を通じ、自身が興味を有する領域を動的に指定することができる。このため、形態例１の場合以上にレビュー効率を高めることができる。また、オペレータによるテンプレートの選択は直感的に実行することができる。結果的に、オペレータに対するストレスも軽減することができる。
【００６３】
（３）形態例３
続いて、形態例３に係る回路パターン検査装置について説明する。この形態例３の場合も、回路パターン検査装置の基本的な装置構成と基本的な処理手順は形態例１と同じである。以下では、形態例１との相違点についてのみ説明する。
【００６４】
前述した形態例１の場合には、特徴検出部１２２が検出画像内の特徴情報として、円形、矩形、直線を有する場合について説明した。しかし、検出画像４０８に含まれる特徴情報は、勿論、これらに限らない。例えば特徴情報は多辺形の場合も考えられる。多辺形には、円形、矩形、直線の全部又は幾つかを組み合わせたものも含まれる。また、多辺形には、同種の複数個の形状を組み合わせたものも含まれる。
【００６５】
この形態例の特徴検出部１２２は、形態例１の特徴検出部１２２に多辺形の検出又は判定機能を追加することにより実現することができる。
【００６６】
この形態例３を用いれば、形態例１に比して、特徴情報として検出できる図形の範囲を拡張することができる。
【００６７】
（４）形態例４
続いて、形態例４に係る回路パターン検査装置について説明する。この形態例４の場合も、回路パターン検査装置の基本的な装置構成と基本的な処理手順は形態例１と同じである。以下では、形態例１との相違点についてのみ説明する。
【００６８】
前述した形態例１の場合には、感度調整部１２３が特徴テーブルに登録する形状が円形、直線、矩形である場合について説明した。しかし、特徴テーブルに登録する形状は、勿論、これらに限らない。例えば特徴テーブルに多辺形を登録しても良い。この形態例における多辺形にも、円形、矩形、直線の全部又は幾つかを組み合わせたものが含まれる。また、多辺形には、同種の複数個の形状を組み合わせたものが含まれる。
【００６９】
この形態例における感度調整部１２３は、形態例１の感度調整部１２３に対して多変形の検出機能又は多辺形の判定機能を追加することにより実現することができる。
【００７０】
この形態例４を用いれば、形態例１に比して、感度を調整できる範囲を拡張することができる。
【００７１】
（５）形態例５
続いて、形態例５に係る回路パターン検査装置について説明する。この形態例５の場合も、回路パターン検査装置の基本的な装置構成と基本的な処理手順は形態例１と同じである。以下では、形態例１との相違点についてのみ説明する。
【００７２】
前述した形態例１の場合には、特徴検出部１２２が検出画像４０８から特徴情報を検出する場合について説明した。しかし、特徴情報は、検出画像４０８以外から検出することもできる。例えば欠陥判定に使用する参照画像、複数の画像から作られた合成画像、設計データから生成された画像を特徴情報の検出に使用することができる。
【００７３】
（６）形態例６
続いて、形態例６に係る回路パターン検査装置について説明する。この形態例７の場合も、回路パターン検査装置の基本的な装置構成と基本的な処理手順は形態例１と同じである。以下では、形態例１との相違点についてのみ説明する。
【００７４】
前述した形態例１の場合には、感度調整部１２３が、検出画像から検出された形状に対して感度を設定する場合について説明した。しかし、感度の設定はこの手順に限らない。例えば予め用意しておいた特徴情報のデータベースを使用することにより、検出画像を取得する前に又は検出画像から特徴情報を取得する前に、特徴情報に対する感度を設定しても良い。
【００７５】
（７）形態例７
（７−１）装置構成
続いて、形態例７に係る回路パターン検査装置について説明する。この形態例６の場合も、回路パターン検査装置の基本的な装置構成と基本的な処理手順は形態例１と同じである。以下では、形態例１との相違点についてのみ説明する。
【００７６】
図１０に、この形態例に係る回路パターン検査装置の概略構成を示す。なお、図１０には図１との対応部分に同一符号を付して示す。この形態例７の場合、形態例１の装置構成に対して、背景特徴解析部１００１と背景特徴付加部１００２が追加される点で異なっている。
【００７７】
背景特徴解析部１００１は、画像保存用メモリ１１５に格納された検出画像と参照画像（複数の検出画像を合成した合成画像、設計データから生成した画像等）とを比較して白背景を有する領域と黒背景を有する領域を解析し、解析結果を背景特徴テーブルｍに記録する処理を実行する。
【００７８】
この明細書においては、白背景と黒背景を以下の意味において使用する。ここでは、画像１と画像２が存在するものとする。また、画像１を検出画像とし、画像２を参照画像とする。また、検出画像の輝度値から参照画像の輝度値を減算したものを差画像（＝画像１−画像２）というものとする。この明細書では、差画像において、０（ゼロ）より大きな輝度値が存在する領域を黒背景と呼び、０（ゼロ）また０（ゼロ）より小さい輝度値が存在する領域を白背景と呼ぶ。
【００７９】
この形態例における背景特徴解析部１００１は、白背景として検出された領域を白背景用感度調整テーブルｍａに登録し、黒背景として検出された領域を黒背景用感度調整テーブルｍｂに登録する。なお、背景特徴テーブルｍは、感度調整部１２３で作成された感度調整用テーブルｌの一部領域に追加的に形成する。もっとも、背景特徴テーブルｍは、感度調整用テーブルｌとは独立したテーブルとして作成しても良い。
【００８０】
図１１を用い、背景特徴解析部１００１により作成される背景特徴テーブルｍの詳細を説明する。図１１（Ａ）は、画像保存用メモリ１１５に格納される検出画像４０８である。図１１（Ｂ）は、比較用の参照画像１１０１である。図１１（Ｃ）は、背景特徴テーブル１１０２である。図１１（Ａ）の場合、検出画像４０８には参照画像１１０１に比して輝度が高い領域１１０３が黒背景であり、参照画像１１０１に比して輝度が低い領域１１０４が白背景である。従って、図１１（Ｃ）に示すように、白背景用感度調整テーブルｍａには領域１１０６が登録され、黒背景用感度調整テーブルｍｂには領域１１０５が登録される。
【００８１】
背景特徴付加部１００２は、感度補正部１２５から出力される調整後差画像ｊに背景特徴テーブルｍを適用し、検出された欠陥画像が白背景に属するか黒背景に属するかに応じて感度を調整する。すなわち、この形態例の場合、背景情報は調整後差分画像ｊの感度の再調整に使用される。なお、白背景に適用する感度と黒背景に適用する感度は、例えば感度調整部１２３において設定する。再調整後の調整後差分画像ｊは、差画像保存用メモリ１１６に格納される。
【００８２】
（７−２）処理動作の特徴
続いて、この形態例に特有の処理動作部分を説明する。従って、背景特徴解析部１００１と背景特徴付加部１００２の動作を中心に説明する。勿論、その他の回路部分では、形態例１と同様の処理が実行されている。
【００８３】
背景特徴解析部１００１は、画像保存用メモリ１１５から検出画像４０８と参照画像１１０１を呼び出し、画素毎に輝度差を取得する。ここで、検出画像４０８のある画素の輝度をＡ（ｘ，ｙ）とし、参照画像１１０１のある画素の輝度をＢ（ｘ，ｙ）とする。このとき、検出画像４０８と参照画像１１０１のある画素における輝度差（Ａ−Ｂ）がゼロであるか、ゼロより大きい値である場合は、この画素が黒背景を有するものと判定する。一方、輝度差（Ａ−Ｂ）がゼロより小さい値である場合、この画素が白背景を有するものと判定する。背景特徴解析部１００１は、全ての画素に対して輝度差を計算し、背景特徴テーブル１１０２を作成する。図１１（Ｃ）の場合、円形パターンの外部に黒背景を有する領域１１０５と白背景を有する領域１１０６が存在する。
【００８４】
この背景特徴テーブルｍの情報は、背景特徴付加部１００２において、調整後差分画像ｊに対して適用される。なお、この形態例７の場合には、形態例１の場合とは反対に、円形パターンの外部の感度を高く設定しているものとする。すなわち、感度補正部１２５から出力される調整後差分画像ｊでは、領域１１０３と領域１１０４の感度がいずれも高く設定されているものとする。
【００８５】
従って、背景特徴付加部１００２は、領域１１０３と領域１１０４が、白背景であるか又は黒背景であるかに応じて感度を補正する。例えば白背景と黒背景の感度を同じように上げ下げするだけでなく、いずれか一方の感度を上げ、他方の感度を下げるように動作する。
【００８６】
結果的に、オペレータは、背景の種類に応じて設定された感度に応じ、領域１１０３と領域１１０４の両方又はいずれか一方だけをＤＯＩ欠陥として検出画像内に見つけることができる。すなわち、オペレータは、欠陥レビューを容易に行えるだけでなく、ＤＯＩ領域についての欠陥解析と分類も同時に実行することができる。
【００８７】
なお、前述の説明とは異なり、背景特徴付加部１００２は、調整後差分画像ｊに対して背景情報を付加情報として付与する機能部として使用することもできる。この場合には、背景情報を欠陥判定部１１７の判定処理の段階で使用することもできる。例えば判定閾値の調整等に使用することもできる。また、欠陥判定部１１７の処理には背景情報を用いずに、そのまま付加情報として全体制御部１１８に出力する手法を採用することもできる。この場合には、全体制御部１１８で実行される各種の事後処理に用いることができる。
【００８８】
（８）形態例８
続いて、形態例８に係る回路パターン検査装置について説明する。なお、形態例８に係る回路パターン検査装置の基本的な装置構成と基本的な処理手順は形態例７（又は形態例１）と類似する。すなわち、この形態例８は、形態例７の変形例に対応する。
【００８９】
前述の形態例７の場合には、背景情報を調整後差分画像ｊに対して適用する場合について説明した。一方、この形態例の場合には、背景情報を、欠陥判定部１１７から出力される欠陥情報信号ｅに対して適用する。
【００９０】
図１２に、形態例８に係る回路パターン検査装置の概略構成を示す。なお、図１２には図１０との対応部分に同一符号を付して示す。この形態例８の場合、形態例７における背景特徴付加部１００２に代えて背景特徴付加部１２０１を使用する。背景特徴付加部１２０１は、欠陥判定部１１７と全体制御部１１８の間に配置する。従って、この形態例８における欠陥判定部１１７までの処理動作は形態例１と同じになる。
【００９１】
この形態例の場合、背景特徴付加部１２０１は、欠陥判定部１１７から出力される欠陥情報信号ｅに対して、例えば背景情報を付加情報として付与する機能部として機能させることもできる。この場合、事後的に白背景と黒背景の割合や欠陥の種類別の傾向を、全体制御部１１８において判定することができる。
【００９２】
また、この形態例の場合、背景特徴付加部１２０１は、欠陥判定部１１７から出力される欠陥情報信号ｅに含まれる各欠陥の感度を補正する機能部として機能させることができる。この場合、オペレータの注目するＤＯＩ欠陥だけを全体制御部１１８に格納させることができる。
【００９３】
（９）形態例９
続いて、形態例９に係る回路パターン検査装置について説明する。なお、形態例９に係る回路パターン検査装置の基本的な装置構成と基本的な処理手順は形態例１と同じである。以下では、形態例１との相違点についてのみ説明する。
【００９４】
前述した形態例１の場合には、特徴検出部１２２が検出画像４０８に含まれる形状に着目して特徴情報を検出する場合について説明した。しかし、特徴情報は、輝度や色を用いて検出することもできる。
【００９５】
図１３に、形態例９に係る感度設定画面５０１の表示例を示す。なお、図１３には、図５との対応部分に同一符号を付して示すものとする。図１３に示す感度調整用表示部５０１は、予め記録した画像と各形状に対する感度を表示する画像表示部５０２、画像表示部５０２に表示された画像の輝度分布を統計的に計算する処理の実行を指示するための統計計算ボタン１３０１、画像表示部５０２に表示された画像から計算された統計的な輝度分布を表示する統計量表示部１３０２、統計量の範囲とその範囲に適用する感度を設定するための感度設定部１３０３、試し検査又は実際の検査に感度調整部１３０３で設定された数値を適用するための適用ボタン５０５、感度調整部１３０３で設定された数値を取り消すための取消ボタン５０６、感度設定部１３０３で設定された数値を画像で確認するためのレビューボタン５０７で構成される。
【００９６】
以下では、この形態例に特有の処理動作を説明する。図１３に示す感度調整用表示部５０１は、図３（Ａ）の試し検査において、感度設定ボタン４０４がクリックされることで表示される。次に、オペレータは、画像表示部５０２を使用して、予め保存されていた検出画像を確認する。その後、統計値を求めるために、オペレータが統計計算ボタン１３０１をクリック操作する。全体制御部１１８は、このクリック操作を検出して統計値を計算する。計算された統計量は、統計量表示部１３０２に、グラフ、文字列、又は立体形式その他の形式で表示される。図１３では、輝度分布が曲線を用いて表示されている。
【００９７】
オペレータは統計量の値を確認し、感度設定部１３０３に、境界として使用する輝度と感度をそれぞれ設定する。図１３の場合、オペレータは、高輝度（輝度ｇ−輝度ｈの範囲）の感度を高く設定し、低輝度（輝度ｎ−輝度ｍの範囲）の感度を低く設定している。
【００９８】
この後、オペレータは、レビューボタン５０７をクリックし、画像表示部５０２に表示された感度補正後の検出画像を確認する。オペレータが感度補正後の検出画像に満足した場合、適用ボタン５０５をクリックする。一方、再調整が必要であるとオペレータが判断した場合、オペレータは感度設定部１３０３の値を再設定してレビューボタン５０７をクリックすることにより感度画像を確認する。なお、感度の調整を中止したい場合には、取消ボタン５０６をクリックする。
【００９９】
前述したように、適用ボタン５０５をクリックすると、その設定情報が検査条件に反映される。この後、オペレータは、再設定された感度条件に応じて実行された試し検査の結果を確認し、問題がなければレシピの作成を終了する。レシピの作成が終了すると、ウェハがアンロードされる。また、レシピには、感度調整部１２３に設定された輝度と感度係数の情報が保存される。
【０１００】
次に、実際の検査では、検査対象のウェハとレシピ情報とを指定して検査動作が開始される。図３（Ｂ）に示したように、検査の開始後は、指定されたウェハがロードされ、電子光学系等の各部に対する光学条件が設定される。続いて、アライメント、キャリブレーションが実行される。これらの準備作業が完了すると、設定されている領域の画像を取得し、検出画像から輝度分布を統計的に計算する。
【０１０１】
その後、感度調整部１２３が、検出画像の輝度値とレシピに設定された輝度値の領域とを照合し、輝度値の範囲が一致した領域について対応する感度係数ｇを登録する。すなわち、感度調整用テーブルｌを生成する。この間、画像保存用メモリ１１５に格納された検出画像と参照画像とから差画像ｉが作成される。感度補正部１２５は、差画像ｉに対して感度調整用テーブルｌを適用し、調整後差画像ｊとして差画像保存用メモリ１１６に格納する。その後、欠陥判定部１１７が、差画像保存用メモリ１１６に格納されている調整後差画像ｊに対して欠陥判定を実行する。
【０１０２】
この欠陥判定後、欠陥レビューが実行される。欠陥レビューでは、検査時に取得した検出画像４０８、欠陥座標にステージを移動させて再取得した再取得画像、複数の検出画像を合成して生成した合成画像、欠陥確認画像等に対して欠陥種別の確認がオペレータにより実行される。欠陥レビューが完了すると、欠陥種別毎の欠陥分布に基づいたウェハの品質判定や追加的な解析の必要性が判断される。これらの結果が全体制御部１１８に格納されると、ウェハがアンロードされて検査が終了する。
【０１０３】
この形態例のように、輝度分布を用いれば、必ずしも形状に関する情報が存在しない場合でも、例えば任意の形状に対しても特徴情報の検出と検査感度の設定とを実現することができる。また、この形態例の場合には、専ら輝度分布を用いる場合について説明したが、色（色位相）や彩度（飽和度）の分布を使用して特徴情報の検出と検査感度の設定を行うこともできる。色を用いる手法は、半導体製造装置以外の汎用的な製品検査等に適用して効果的である。
【０１０４】
（１０）形態例１０
続いて、形態例１０に係る回路パターン検査装置について説明する。なお、形態例１０に係る回路パターン検査装置の基本的な装置構成と基本的な処理手順は形態例１と同じである。以下では、形態例１との相違点についてのみ説明する。この形態例１０と形態例１の違いは、検出画像から調整後差画像を生成するまでの処理内容である。
【０１０５】
図１４に、形態例１０で採用する処理手順を示す。なお、図１４には図７との対応部分に同一符号を付して示す。
【０１０６】
この形態例の場合も、特徴検出部１２２は検出画像（１１５ｂ）から特徴情報を検出し、感度調整部１２３は検出された特徴情報に基づいて領域別の感度係数ｇを設定する。ただし、この形態例の場合には、感度調整部１２３で生成された感度調整用テーブルｌを検出画像（１１５ｂ）に適用する。すなわち、この形態例の場合には、差画像ｉを算出する前に、感度補正部１４０１において検出画像（１１５ｂ）の感度を調整する。これにより、検出画像（１１５ｂ）からＤＯＩ欠陥だけを抽出しておく。
【０１０７】
この後、この感度調整した検出画像（１１５ｂ）を差画像生成部１４０２に与え、参照画像（１１５ａ）との差分を算出する。このような処理手順によっても、ＤＯＩ欠陥だけを含む差画像を求めることができる。この形態例の場合、差画像生成部１４０２の出力は、差画像保存用メモリ１１６に格納される。欠陥判定部１１７以降の処理動作は、形態例１と同じであるため説明を省略する。
【０１０８】
（１１）形態例１１
続いて、形態例１１に係る回路パターン検査装置について説明する。なお、形態例１１に係る回路パターン検査装置の基本的な装置構成と基本的な処理手順は形態例１と同じである。以下では、形態例１との相違点についてのみ説明する。この形態例１１と形態例１の違いは、感度調整用テーブルｌの適用先である。形態例１の場合には、感度調整用テーブルｌを感度補正部１２５に与える場合について説明した。また、前述した形態例１０の場合には、感度調整用テーブルｌを感度補正部１４０１に与える場合について説明した。しかし、この形態例１１の場合には、感度調整用テーブルｌを欠陥判定部１１７の閾値の補正に使用する。
【０１０９】
図１５に、形態例１１で採用する処理手順を示す。なお、図１５には図７との対応部分に同一符号を付して示す。この形態例の場合も、特徴検出部１２２は検出画像（１１５ｂ）から特徴情報を検出し、感度調整部１２３は検出された特徴情報に基づいて領域別の感度係数ｇを設定する。また、この形態例の場合も、差画像生成部１２４により画像保存用メモリ１１５に格納されている検出画像（１１５ｂ）と参照画像（１１５ａ）との差画像を生成する。
【０１１０】
ただし、形態例の場合には、差画像生成部１２４において生成された差画像を差画像保存用メモリ１１６に格納し、感度調整部１２３で生成された感度調整用テーブルｌを欠陥判定部１１７の閾値補正部１５０１に与える。閾値補正部１５０１では、閾値設定機能部７０１から与えられる閾値テーブル７０３に感度調整用テーブルｌを適用し、１枚の検出画像の領域内に複数の閾値を設定する。例えばＤＯＩ欠陥に対応する領域の閾値は低く、その他の領域の閾値を高く設定する。ここで、欠陥判定機能部７０２は、閾値より大きい輝度の部分を欠陥と判定し、反対に閾値より小さい輝度を有する部分を欠陥でないと判定する。従って、この欠陥判定機能部７０２の出力は、形態例１における欠陥判定部７０２の出力と同じものになる。
【０１１１】
（１２）形態例１２
続いて、形態例１２に係る回路パターン検査装置について説明する。なお、形態例１２に係る回路パターン検査装置の基本的な装置構成と基本的な処理手順は形態例１と同じである。以下では、形態例１との相違点についてのみ説明する。
【０１１２】
前述した形態例１の場合には、特徴検出部１２２における特徴情報の検出処理時に、ハフ変換を適用した。
【０１１３】
しかし、図１６に示すような手法によっても、特徴情報を検出することができる。図１６は、被検査画像１６０１、第１の累計輝度グラフ１６０４、第２の累計輝度グラフ１６０５で構成される。なお、被検査画像１６０１には明るい領域１６０２と暗い領域１６０３があるものとする。
【０１１４】
この場合、特徴検出部１２２は、同じＸ座標を有する画素の輝度値をＹ座標方向に加算した第１の累計輝度グラフ１６０４を生成する。次に、同じＹ座標を有する画素の輝度値をＸ座標方向に加算して第２の累計輝度グラフ１６０５を生成する。
【０１１５】
被検査画像１６０１には、明るい領域１６０２と暗い領域１６０３が存在するため、第１の累計輝度グラフ１６０４について累計輝度値の低い領域ＸＡからＸＢを見つけることができる。同様に、第２の累計輝度グラフ１６０５について累計輝度値の低い領域ＹＡからＹＢを見つけることができる。この結果を利用することにより、特徴検出部１２２は、暗い領域１６０３の位置範囲を、４点（ＸＡ，ＹＡ）、（ＸＢ，ＹＡ）、（ＸＢ、ＹＢ）、（ＸＡ、ＹＢ）で囲まれた領域として検出することができる。勿論、明るい領域１６０２は、その外側の領域として検出することができる。
【０１１６】
特徴領域の形状が比較的シンプルな場合には、このような手法の適用により比較的少ない計算量で特徴領域を検出することができる。
【０１１７】
（１３）他の形態例
前述した形態例の場合には、専ら、検査対象をウェハ、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）、フォトマスク等の薄膜デバイスを対象とする場合について説明した。しかし、発明に係る技術は必ずしも電子線式の検査装置に限定されるものではなく、ランプ光又はレーザ光等を用いた外観検査装置にも適用できる。また、発明は、本来同一であるべきパターン同士を比較して欠陥を検査する装置であれば、被検査対象を限定することなく適用することができる。
【符号の説明】
【０１１８】
１０２…電子ビーム、１０５…帯電制御電極、１０６…ウェハ、１１０・・・二次信号、１１３…検出器、１１４…デジタル画像生成部、１１５…画像保存用メモリ、１１６…差画像保存用メモリ、１１７…欠陥判定部、１１８…全体制御部、１１９…コンソール、１２０…光学顕微鏡、１２１…標準試料片、１２２…特徴検出部、１２３…感度調整部、１２４…差画像生成部、１２５…感度補正部、２０１…ダイ、２０２…メモリマット群、２０３…メモリマット、２０４…メモリセル、４０１…マップ表示部、４０２…画像表示部、４０３…欠陥情報表示部、４０４…感度設定ボタン、４０５…比較開始ボタン、４０６…欠陥表示閾値調整ツールバー、４０７…欠陥、４０８、４０９、４１０…表示領域、５０１…感度調整用表示部、５０２…画像表示部、５０３…感度調整部、５０４…形状検出ボタン、５０５…適用ボタン、５０６…取消ボタン、５０７…レビューボタン、６０１、６０２、６０３…穴パターン、６０４…配線パターン、８０３…エッジ画像、８０４…特徴テーブル、８０５…検出画像、８０６…エッジ画像、８０７…感度調整用テーブル、９０１…差画像、９０２、９０３…拡大画像、９０４、９０５ａ、９０５ｂ…欠陥、９０６…円形領域、９０７…高感度値の領域、９０８…低感度値の領域、１００１…背景特徴解析部、１１０２…背景特徴付加部、１２０１…背景特徴付加部、１３０１…統計計算ボタン、１３０２…統計量表示部、１３０３…感度設定部、１４０１…感度補正部、１４０２…差画像生成部、１５０１…閾値補正部、ｅ…欠陥情報信号、ｇ…感度係数、ｈ…検出画像、ｉ…差画像、ｊ…調整後差画像、ｋ…特徴情報、ｌ…感度調整用テーブル、ｍ…背景特徴テーブル、ｍａ…白背景用感度調整テーブル、ｍｂ…黒背景用感度調整テーブル。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査領域内の欠陥を検出する装置及び方法に関する。例えば電子線、ランプ光、レーザ光等を用いて検査領域から取得された画像（撮像画像）に基づいて、検査領域内の微細なパターン欠陥や異物欠陥等を検出する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子線式検査装置は、例えばウェハの欠陥検査に使用される。この種の電子線式検査装置は、おおよそ以下の手順によりウェハの欠陥を検査する。まず、ステージの移動に同期して電子線をスキャンし、ウェハ上に形成された回路パターンの二次電子画像（以下、「検出画像」という。）を取得する。次に、検出画像と参照画像とを比較し、差が大きい場所を欠陥と判定する。検出された欠陥が、統計的に意味のある手法で得られた欠陥情報である場合には、これら欠陥の分布又は欠陥の詳細情報の解析によりウェハ製造時の問題点を分析する。
【０００３】
ところで、従来の欠陥検査では、検出画像と参照画像から得られる差画像に対してある閾値を適用することにより欠陥を判定している。すなわち、差画像として抽出された画像間の輝度差が閾値以上より大きい部分を欠陥として判定する。
【０００４】
しかし、被検査物の全ての領域に同じ閾値を適用すると、パターンの密度や寸法の影響により誤検出（虚報）が大量に発生するという問題がある。そこで、被検査物の検査部位に存在するパターンの密度や寸法に応じて使用する閾値の大きさを最適化する手法が提案されている（特許文献１参照）。また、設計データを用いて被検査物を複数の領域に分割し、各領域に対応する検出画像の階調変換処理と閾値に調整パラメータを適用する手法が提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−１２６２４２号公報
【特許文献２】特開平１１−１３５５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
確かに、これらの手法を用いれば、検査領域（検出画像）間における閾値の違いを最適化することはできる。しかし、１つの検査領域（検査画像）内では依然として１種類の閾値だけを適用する。このため、１つの検査領域（検査画像）にある欠陥であれば、有意な欠陥だけでなく、有意でない欠陥についても設定された閾値の影響が同じように及ぶことになる。結果的に、有意な欠陥と有意でない欠陥を分別することができない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、本発明は、１つの検査領域内に複数の感度領域を設定して、１つの検査領域のうちＤＯＩ（Defect of interesting）が存在する領域の欠陥だけを他と区別して検出できる仕組みを提案する。具体的には、検査領域内の画像の特徴に基づいて、検査領域内に複数の感度領域を設定し、検出画像、差画像又は欠陥判定部の判定用閾値に、各感度領域の設定感度を適用する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、１つの検査領域内にある欠陥のうち、オペレータが特定した部分領域にある有意な欠陥だけを選択的に抽出することができる。これにより、欠陥検査に要する時間を大幅に短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】形態例１に係る半導体ウェハ検査装置の全体構造例を説明する図である。
【図２】形態例１において検査対象として使用するウェハのレイアウト構造を説明する図である。
【図３】形態例１に係るレシピの作成手順と検査手順を説明する図である。
【図４】形態例１に係る試し検査用のＧＵＩ画面例を示す図である。
【図５】形態例１に係る感度設定用のＧＵＩ画面例を示す図である。
【図６】検査対象としての配線パターン例を示す図である。
【図７】形態例１に係る検査処理の概要を説明する図である。
【図８】形態例１に係る感度テーブルの生成動作例を説明する図である。
【図９】形態例１に係る感度テーブルの適用動作例を説明する図である。
【図１０】形態例７に係る半導体ウェハ検査装置の全体構造例を説明する図である。
【図１１】背景特徴テーブルの生成手順を説明する図である。
【図１２】形態例８に係る半導体ウェハ検査装置の全体構造例を説明する図である。
【図１３】形態例９に係る感度設定用のＧＵＩ画面例を示す図である。
【図１４】形態例１０に係る感度調整方法を説明する図である。
【図１５】形態例１１に係る感度調整方法を説明する図である。
【図１６】形態例１２に係る特徴情報の検出処理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、発明に係る欠陥検査装置及び方法の形態例を順番に説明する。なお、形態例の説明において使用する図面は、形態例を説明する観点から描かれたものである。従って、発明は、後述する図面に限定されるものではない。また、後述する形態例を適宜組み合わせることも可能である。
【００１１】
（１）形態例１
（１−１）装置構成
図１に、形態例１に係る回路パターン検査装置の概略構成を示す。なお、図１には、回路パターン検査装置の縦断面構造と信号処理系とを示している。この回路パターン検査装置は、走査型電子顕微鏡を応用したものであり、ウェハ等の半導体基板に電子ビームを照射する。このため、その主要部は真空容器内に収納されている。
【００１２】
回路パターン検査装置は、電子源１０１で発生した電子ビーム１０２を試料台１０９に載せられたウェハ１０６に照射し、発生する二次電子又は反射電子等の二次信号１１０を検出器１１３で検出して画像化する。この画像が、検出画像である。なお、検出画像は参照画像と比較され、判定閾値以上の輝度差が認められる画素領域が欠陥候補として抽出される。
【００１３】
電子ビーム１０２の照射経路上には、ウェハ１０６上に電子ビーム１０２のエネルギーを収束させるため対物レンズ１０４が配置される。この対物レンズ１０４によりビーム径は細く絞られる。従って、ウェハ１０６上における電子ビーム１０２の直径は非常に小さくなる。
【００１４】
ある一定範囲（検査領域）の検出画像を取得する場合、偏向器１０３によって電子ビーム１０２を偏向し、ウェハ１０６上を走査させる。この際、走査による電子ビーム１０２のウェハ１０６上での移動位置と、検出器１１３による二次信号１１０のサンプリングのタイミングとが同期制御される。これにより、検査領域に対応する二次元画像（すなわち、検出画像）が取得又は撮像される。
【００１５】
ウェハ１０６の表面には様々な回路パターンが形成されている。これらの回路パターンは、様々な材料で構成される。このため、電子ビーム１０２による回路パターンの照射により電荷の蓄積現象（帯電現象）が生じることがある。帯電現象は、画像の明るさを変える原因となったり、入射する電子ビーム１０２の軌道を曲げる原因になったりする。従って、ウェハ１０６の手前位置に帯電制御電極１０５を配置して電界強度を制御している。
【００１６】
因みに、前述した検査の実行前には、標準試料片１２１に電子ビーム１０２を照射して画像化することにより、座標の校正と焦点の校正が行われる。ところで、電子ビーム１０２の直径は非常に小さい。このため、偏向器１０３による走査幅もウェハ１０６の大きさと比べて非常に小さくなる。すなわち、電子ビーム１０２により取得される画像（検出画像）も非常に小さくなる。そこで、検査の実行前には、まず、ウェハ１０６をＸＹステージ１０７に載置し、ウェハ１０６上に形成された座標校正用のアライメントマークを、光学顕微鏡１２０によって検出する。この検出は、比較的低い拡大倍率によって行われる。次に、ＸＹステージ１０７を移動させ、アライメントマークを電子ビーム１０２が照射するように位置決めすることにより座標を校正する。
【００１７】
また、焦点の校正は、ウェハ１０６の高さを計測するＺセンサ１０８により標準試料片１２１の高さを計測し、次に、ウェハ１０６に設けられたアライメントマークの高さを計測し、この計測値を用いて対物レンズ１０４で絞られた電子ビーム１０２の焦点範囲がアライメントマークを含むように対物レンズ１０４の励磁強度を調整することにより行われる。
【００１８】
この他、回路パターン検出装置には、ウェハ１０６で発生した二次信号１１０をできるだけ多く検出する目的で偏向器１１２が配置されている。この偏向器１１２は、二次信号１１０の多くが反射板１１１に当るように偏向する目的で使用される。結果的に、反射板１１１で反射された多くの二次電子が検出器１１３で検出される。
【００１９】
全体制御部１１８は、偏向器１０３に対して制御信号ａを送信し、対物レンズ１０４に対して強度の制御信号ｂを送信し、Ｚセンサ１０８からウェハ１０６の高さ方向の計測値ｃを受信し、ＸＹステージ１０７に対して制御信号ｄを送信する。
【００２０】
検出器１１３で検出された検出信号は、デジタル画像生成部１１４で検出画像ｈに変換される。検出画像ｈは、画像保存用メモリ１１５に保存される。この形態例の場合、検出画像ｈは、メモリ領域１１５ｂに格納される。なお、メモリ領域１１５ａには参照画像が格納される。参照画像には、例えば正常と判定されている他の検出画像、複数の検出画像を合成して生成した合成画像、設計データから生成した画像等を使用する。
【００２１】
特徴検出部１２２は、メモリ領域１１５ｂに格納された検出画像から画像の特徴情報ｋを検出する。感度調整部１２３は、特徴検出部１２２で検出された特徴情報ｋと、コンソール１１９から全体制御部１１８を経由して与えられる感度調整用パラメータ（感度係数）ｇを用いて感度調整用テーブルｌを作成する。この感度調整用テーブルｌには、検査領域内で定義された複数の領域別に異なる感度値が登録されている。感度値の設定例については後述する。作成された感度調整用テーブルｌは、感度補正部１２５に与えられる。
【００２２】
メモリ領域１１５ｂに格納されている検出画像ｈとメモリ領域１１５ａに格納されている参照画像は、差画像生成部１２４に与えられる。差画像生成部１２４は、一方から他方を減算して検出画像ｈと参照画像との差画像ｉを生成する。感度補正部１２５は、差画像ｉに対して感度調整用テーブルｌを適用し、差画像ｉの一部分については感度を上げ、一部分については感度を下げるように画像を補正する。この補正後の差画像（すなわち、調整後差画像ｊ）は、差画像保存用メモリ１１６に格納される。
【００２３】
欠陥判定部１１７は、調整後差画像ｊのうち輝度値がゼロより大きい画素を欠陥候補として抽出し、その画像信号と対応するウェハ１０６上の座標を欠陥情報信号ｅとして全体制御部１１８に送信する。全体制御部１１８とコンソール１１９は双方向に通信が行われるように接続されている。例えば欠陥情報信号ｅに基づく欠陥の画像信号は、全体制御部１１８からコンソール１１９に送信される。これにより、コンソール１１９のスクリーン上には、欠陥の画像が表示されることになる。反対に、コンソール１１９から全体制御部１１８には、オペレータが入力した検査条件ｆが送信される。全体制御部１１８は、検査条件ｆに基づいて偏向器１０３に対する制御信号ａ、対物レンズ１０４に対する制御信号ｂ、ＸＹステージ１０７に対する制御信号ｄを演算する。
【００２４】
（１−２）被検査対象物の一例
図２に、被検査対象物の一例であるウェハ１０６のパターン構造例を示す。ウェハ１０６は、例えば直径が２００〜３００ｍｍ、厚さが１ｍｍ程度の円盤形状である。ウェハ１０６の表面には、数百〜数千個の製品に対応する回路パターンが形成されている。回路パターンは、ダイ２０１と呼ばれる長方形状の回路パターンで構成される。ダイ２０１は、１個の製品に相当する。例えば一般的なメモリデバイスの場合、ダイ２０１のパターンレイアウトは、４個のメモリマット群２０２で構成される。更に、メモリマット群２０２は、例えば１００×１００個程度のメモリマット２０３で構成され、メモリマット２０３は二次元に繰り返し性を持った数１００万個のメモリセル２０４で構成される。
【００２５】
（１−３）検査レシピの作成手順及び検査手順
図３を用いて、検査レシピの作成手順と検査手順を説明する。図３（ａ）が検査レシピの作成手順であり、図３（ｂ）が検査手順である。検査レシピの作成は、検査の実行前に行われる。
【００２６】
（ａ）検査レシピの作成手順
図３（Ａ）に基づいて、検査レシピの作成手順を説明する。まず、オペレータは、コンソール１１９から全体制御部１１８に対し、標準レシピの読込みと試料台１０９に対するウェハ１０６の搭載を指示する（ステップ３０１）。この際、ウェハ１０６は、不図示のローダにより、不図示のカセットから試料台１０９にロードされる。
【００２７】
次に、コンソール１１９を通じ、オペレータが一般検査条件を全体制御部１１８に設定する（ステップ３０２）。例えば電子源１０１、偏向器１０３、対物レンズ１０４、帯電制御電極１０５、反射板１１１、偏向器１１２、検出器１１３、デジタル画像生成部１１４等に対する各種の条件が設定される。この際、標準試料片１２１の画像が検出され、検出結果に応じて各部の設定値が適正値に補正される。また、ウェハ１０６のパターンレイアウトが設定される。この際、オペレータは、メモリセル２０４の繰り返しがある領域としてメモリマット２０３のレイアウトを長方形で指定し、メモリマット２０３の長方形の繰り返しとしてメモリマット群２０２を設定する。また、アライメント用のパターンとその座標の登録によりアライメント条件が設定される。また、検査対象とする検査領域の情報が登録される。例えば画素寸法、画像処理で使用する加算回数等が設定される。また、ウェハ単位で検出光量がばらつく場合でも一定の条件で検査できるようにキャリブレーション条件が設定される。例えば光量のキャリブレーションに適した画像を取得するための座標点と初期ゲインが設定される。
【００２８】
これら一般検査条件の設定が完了すると、全体制御部１１８によって仮検査が実行され、検出された画像が画像保存用メモリ１１５内に格納される（ステップ３０３）。この際、画像保存用メモリ１１５から２枚の検出画像が読み出され、その差画像ｉが生成される。この仮検査の段階では、１つの感度値だけが登録された感度調整用テーブルｌが使用される。従って、差画像ｉが差画像保存用メモリ１１６に格納される。
【００２９】
この後、特徴検出部１２２により、画像保存用メモリ１１５に格納された検出画像から特徴情報ｋが検出される（ステップ３０４）。
【００３０】
次に、オペレータが、コンソール１１９を通じ、各特徴量に対する感度係数ｇを設定する（ステップ３０５）。この感度係数ｇは、全体制御部１１８を通じて感度調整部１２３に与えられる。感度調整部１２３は、オペレータによって設定された感度係数ｇを用い、感度調整用テーブルｌを作成する。感度調整用テーブルｌは、検査領域内で検出された各特徴量に対する感度値と、その他の領域に対する感度値とで構成される。この感度調整用テーブルｌは、感度補正部１２５によって差画像ｉに適用される。この処理によって生成される調整後差画像ｊは、差画像保存用メモリ１１６に保存される。
【００３１】
この後、例えば図４に示すＧＵＩ（graphical user interface）画面を使用して、試し検査（ステップ３０６）、欠陥確認（ステップ３０７）、検査条件確認（ステップ３０８）、レシピ作成の終了判定（ステップ３０９）が実行される。なお、検査条件が確定しない間は、前述した一連のステップ３０２〜３０９が繰り返し実行される。
【００３２】
ここでは、図４を例に、ＧＵＩ画面の画面構成を簡単に説明する。図４に示すＧＵＩ画面は、試し検査（ステップ３０６）の実行時に使用されるＧＵＩ画面である。このＧＵＩ画面は、記憶画像をマップ形式で表示する領域（マップ表示部）４０１、マップ表示部４０１上でクリックされた検出画像や欠陥４０７の対応画像を表示する領域（画像表示部）４０２、画像表示部４０２に表示された欠陥４０７の欠陥情報を表示する領域（欠陥情報表示部）４０３、感度設定ボタン４０４、比較開始ボタン４０５、欠陥表示閾値調整ツールバー４０６で構成される。
【００３３】
図４の場合、画像表示部４０２の左上段に位置する表示領域４０８は検出画像の表示用であり、右上段に位置する表示領域４０９は再取得画像、参照画像、合成モデル画像等の表示用であり、左下段に位置する表示領域４１０は欠陥確認画像の表示用である。
【００３４】
ステップ３０６の試し検査は次のように行われる。まず、オペレータが欠陥表示閾値調整ツールバー４０６を操作して適切な閾値を設定した後、比較開始ボタン４０５をクリックする。これにより、予め記憶した画像に基づいた実パターン同士の比較が実行される。試し検査が実行されて閾値以上の差分を持った欠陥４０７が発見された場合には、この欠陥４０７がマップ表示部４０１に表示される。オペレータが欠陥４０７をクリックした場合、欠陥画像が画像表示部４０２（４１０）に表示され、欠陥情報が欠陥情報表示部４０３に表示される。
【００３５】
なお、オペレータが感度調整ボタン４０４をクリックすると、図５に示すＧＵＩ画面が表示される。このＧＵＩ画面による感度の調整は、感度調整テーブルの作成処理（ステップ３０５）に対応する。図５に示す感度調整用表示部５０１は、予め記録した画像と各形状に対する感度を表示する画像表示部５０２、画像表示部５０２に表示された画像から検出された形状情報を表示すると共に感度係数ｇの入力に用いられる感度調整部５０３、画像表示部５０２に表示された画像から特徴情報を検出する処理の実行を指示するための形状検出ボタン５０４、試し検査又は実際の検査に感度調整部５０３で設定された数値を適用するための適用ボタン５０５、感度調整部５０３で設定された数値を取り消すための取消ボタン５０６、感度設定部５０３で設定された数値を画像で確認するためのレビューボタン５０７で構成される。
【００３６】
なお、感度の設定（感度調整用テーブルｌの生成）は次のように行われる。まず、オペレータが、予め保存しておいた一枚の画像を画像表示部５０２に表示する。次に、オペレータは、形状検出ボタン５０４をクリックすると、画像表示部５０２に表示された検出画像から矩形、円形、エッジ等を検出し、各種形状を感度設定部５０３に表示する。オペレータは、この表示に基づき、各形状の領域内と領域外に対して感度係数ｇを入力する。すなわち、１枚の検出画像内に複数の感度係数ｇを設定する。
【００３７】
例えば、半導体製造工程の場合であれば、図６（Ａ）〜（Ｄ）に示すように様々なパターンが検査対象となり得るが、この形態例の場合には、各パターンに最適な複数の感度を１枚の検出画像内に設定することができる。因みに、図６（Ａ）〜（Ｃ）は、穴工程で作成された穴パターン６０１、６０２、６０３の例を示している。例えば穴パターン６０１は同一の直径を有する円６１１で形成されるパターンである。例えば穴パターン６０２は異なる直径を有する円６１２と円６１３で構成されるパターンである。穴パターン６０３は同一の直径を有する円６１４と同一のライン幅を有する２本の配線パターン６１５で構成されるパターンである。図６（Ｄ）は、配線パターン６０４の例を示している。配線パターン６０４は、あるライン幅を有する３本の配線６１６で構成されるパターンである。
【００３８】
一般に、オペレータは、ウェハに生成されたパターンのうちある特定のパターン部分に関する欠陥の検出に関心がある。従って、この感度の設定によって、オペレータの関心部分の感度を周辺部分に対して高くすることができる。なお、図５は、感度係数ｇが「高」、「中」、「低」のいずれかから選択される場合を表している。もっとも、感度係数ｇを数値で入力することもできる。また、図５の場合、拡張幅の「あり」と「なし」を設定することができる。拡張幅は、検出した線に対する感度係数ｇの設定範囲を線幅に対して拡張するか否かを与えるのに使用する。例えば線分上にある欠陥に対する感度を上げるのに使用する。図５の場合には、線幅を拡張するか否かの選択だけであるが、多段階に選択できる構成を採用することもできる。また、感度設定部５０３では、画像表示部５０２内における検出形状の表示を選択することができる。これは、形状検出ボタン５０４のクリック操作によって検出された形状の確認を容易にし、意図せぬ感度設定が行われないようにするための機能である。
【００３９】
次に、オペレータがレビューボタン５０７をクリックすると、画像表示部５０２に、感度設定部５０３で設定された形状とその感度が表示される。最後に、オペレータが適用ボタン５０５をクリックすると、感度設定部５０３で設定された感度係数に基づいて感度調整部１２３に特徴テーブルが生成される。これにより、感度設定画面５０１による感度の設定が完了し、感度設定部５０３で設定された個々の感度係数ｇを検査に適用できる状態になる。なお、オペレータは、取消ボタン５０６をクリックすることにより、感度設定部５０３で設定された数値を無効化することができる。また、感度設定画面５０１を強制的に終了させたい場合には取消ボタン５０６をクリックすれば良い。
【００４０】
この感度の設定（感度調整用テーブルｌの生成）後に、前述した図４に示すＧＵＩ画面が表示され、試し検査が実行される。前述したように、試し検査は、比較開始ボタン４０５のクリック操作によって開始される。このクリック操作によって、感度設定画面５０１で設定された感度係数ｇが感度調整用テーブルｌから読み出され、予め記憶されていた実パターン同士の比較が実行される。この後、オペレータは、画像表示部４０２を用いて検出された欠陥を確認し（ステップ３０７）、問題がなければ（ステップ３０９で肯定結果）でレシピの作成を終了する。レシピの作成終了後は、ウェハがアンロードされ、感度調整部１２３に設定された形状の特徴と感度係数ｇ等がレシピに保存される（ステップ３１０）。なお、検出された欠陥に問題があれば（ステップ３０９で否定結果）、一般検査条件設定に戻って、前述した一連の処理手順を実行する。
【００４１】
（ｂ）検査手順
図３（Ｂ）に基づいて、実際の検査手順を説明する。オペレータは、検査対象のウェハとレシピを指定して検査動作を開始する（ステップ３１１）。この後、指定されたウェハがロードされ（ステップ３１２）、電子光学系等の各部に対する光学条件が設定される（ステップ３１３）。引き続き、アライメント（ステップ３１４）、キャリブレーション（ステップ３１５）が実行される。以上で、検査のための準備作業が完了する。
【００４２】
この後、画像検出と欠陥判定とが実行される（ステップ３１６）。まず、設定されている領域から画像（検出画像）が取得される。検出画像は、図７に示すように、画像保存用メモリ１１５に格納される。特徴検出部１２２は、メモリ領域１１５ｂから検出画像を読み出し、検出画像から特徴情報ｋ（形状特徴）を抽出する。抽出された特徴情報ｋは、感度調整部１２３に与えられる。
【００４３】
次に、感度調整部１２３がレシピの特徴テーブルと特徴情報ｋを照合する。この際、感度調整部１２３は、一致する領域に対してレシピの感度係数を適用するように、検出画像に固有の感度調整用テーブルｌを作成する。ただし、検出した特徴情報ｋがレシピに存在しない場合、感度調整部１２３は、オペレータによって個別に設定された感度係数を感度調整用テーブルｌに書き込む。
【００４４】
この後、差画像生成部１２４が、検出画像（１１５ｂ）と参照画像（１１５ａ）の差画像ｉを作成する。作成された差画像ｉは、感度補正部１２５に与えられる。感度補正部１２５は、差画像ｉに対して感度調整用テーブルｌを適用し、検出画像内の特徴部分に設定された感度を適用した調整後差画像ｊを出力する。この調整後差画像ｊは、差画像保存用メモリ１１６に格納される。
【００４５】
この調整後画像ｊは、欠陥判定部１１７によって読み出される。欠陥判定部１１７は、閾値設定機能部７０１と欠陥判定機能部７０２で構成される。閾値設定機能部７０１は、オペレータが閾値情報を設定するのに使用される。設定された閾値は、閾値テーブル７０３として使用される。欠陥判定機能部７０２は、差画像保存用メモリ１１６から読み出した調整後差画像ｊに対して閾値テーブル７０３を適用する。すなわち、欠陥判定機能部７０２は、調整後差画像ｊの輝度と閾値テーブル７０３の閾値とを比較し、閾値より大きい輝度の領域を欠陥情報信号ｅとして出力する。
【００４６】
このように欠陥が判定されると、オペレータによる欠陥のレビューが実行される（ステップ３１７）。オペレータは、画像表示部４０２に表示される検査時に取得した検出画像、欠陥座標にステージを移動させて再取得した再取得画像、合成モデル画像、欠陥確認画像等に基づいて欠陥種別を確認する。
【００４７】
欠陥レビューが完了すると、欠陥種別毎の欠陥分布に基づいたウェハの品質判定や追加的な解析の必要性が判断される。これらの結果が全体制御部１１８に格納されると（ステップ３１８）、ウェハがアンロードされて検査が終了する（ステップ３１９）。
【００４８】
（１−４）特徴検出と感度調整の詳細動作
続いて、前述した特徴検出部１２２と感度調整部１２３の動作の詳細を説明する。まず、図８（Ａ）を使用し、試し検査時の処理動作の流れを説明する。なお、検出画像４０８に円形のパターン８０８が形成されているものとする。試し検査時には、特徴検出部１２２が画像４０８に対するノイズの除去処理とエッジの検出処理を実行する。この結果、エッジ画像８０３が生成される。エッジ検出により、パターン８０８のエッジ部分８０９が抽出される。この後、特徴検出部１２２は、エッジ画像８０３に対して直線ハフ変換と円形ハフ変換を適用し、エッジ画像８０３から円形、直線等の特徴情報を検出する。
【００４９】
感度調整部１２３は、検出された特徴情報を特徴テーブル８０４に登録する。その後、オペレータが特徴テーブル８０４に登録された特徴を画面上で確認し、ＤＯＩ欠陥としてオペレータが認識する特徴情報の部分に高い感度係数ｇを設定し、その他の部分に低い感度係数ｇを設定する。すなわち、 (i) 特徴情報、(ii)特徴情報が対応する領域、(iii) 特徴情報に対応する感度係数ｇを一組の情報とする特徴テーブル８０４がレシピに追記される。
【００５０】
次に、図８（Ｂ）を使用し、実際の検査時の処理動作の流れを説明する。実際の検査時においても、特徴検出部１２２は、検出画像８０５に対してノイズの除去処理とエッジの検出処理を実行する。これにより、エッジ画像８０６を得る。その後、エッジ画像８０６に対して直線ハフ変換と円形ハフ変換を適用し、エッジ画像８０６中に含まれる円形のパターン領域と直線のパターン領域を検出する。ここまでの処理は、試し検査時の動作と同じである。
【００５１】
感度調整部１２３では、検出された特徴情報と特徴テーブル８０４にある特徴情報との照合処理を実行する。特徴情報が一致した場合、感度調整部１２３は、特徴テーブル８０４に設定された感度係数ｇを、感度調整用テーブル８０７の調整領域８１０に書き込む。一致した特徴情報がない場合、感度調整部１２３は、オペレータが設定したデフォルトの感度係数ｇを感度調整用テーブル８０７の調整領域８１０に書き込む。
【００５２】
（１−５）部分領域に対する感度調整の効果
図９を使用して、この形態例における１枚の検出画面内に複数の感度を設定できることにより効果を説明する。なお、図９（Ａ）は、検出画像と参照画像から作成される差画像９０１である。また、図９（Ｂ）は、差画像９０１の一部分を拡大した拡大画像９０２である。また、図９（Ｃ）は、検出された特徴情報と特徴テーブルの特徴情報との照合により生成される感度調整用テーブル８０７である。また、図９（Ｄ）は、差画像９０１に感度調整用テーブル９０７を適用した後の調整後差画像ｊの拡大画像９０３である。
【００５３】
実際の検査では、前述したように、検査画像と参照画像から作成された差画像９０１に対して感度調整用テーブル８０７が適用される。図９（Ｂ）に拡大して示すように、差画像９０１には、円形領域９０６内に輝度の異なる欠陥９０５ａと９０５ｂが存在し、円形領域９０６の外部には、輝度の異なる欠陥９０４が複数存在している。
【００５４】
従来手法の場合には、これら全ての欠陥を区別することなく、１つの検出画像の全体に一つの感度を設定し、単一の閾値と比較することにより欠陥を判定した。
【００５５】
しかし、この形態例の場合には、図９（Ｃ）に示すように、感度調整用テーブル８０７によって、円形領域９０６に高感度値の領域９０７が書き込まれ、その外側領域に低感度値の領域９０８が書き込まれている。従って、感度調整用テーブル８０７を差画像９０１に適用すると、その拡大図である図９（Ｄ）に示すように、円形領域９０６内の欠陥９０５ａ及び９０５ｂだけを含む調整後差画像９０３を得ることができる。すなわち、低感度値９０８を設定した領域に存在する欠陥９０６は、調整後差画像９０３から除去される。
【００５６】
このように、形態例に係る技術の適用により、ＤＯＩ形状領域に存在する欠陥９０５ａ及び９０５ｂだけをオペレータに対して示すことができる。すなわち、同一感度によって検査領域から検出された欠陥に含まれる有意な欠陥とそれ以外の欠陥とを、オペレータ自身が分別する作業を省くことができる。結果的に、オペレータは、欠陥レビュー時に、ＤＯＩ領域にある欠陥だけを画面上でレビューすることができる。従って、オペレータによるレビュー効率を高めることができる。また、この形態例の場合には、特徴情報を用いて領域を指定することができる。このため、オペレータはＤＯＩ領域の位置を正確に計算する必要がなく、調整したい領域を簡単に指定することができる。その結果、ウェハ全体又はダイ全体で欠陥捕捉率を低下させることなく、虚報の発生を抑制することができる。また、特定の領域についての感度のみを向上させることができるので、実質的に高感度検査が可能となる。
【００５７】
また、この形態例の場合には、画像中に含まれる特徴量の指定を通じて感度を設定する手法を採用するので、検出画像が存在しない設計データの段階でも感度の調整領域を設定することができる。その結果、感度の調整領域を設定するために検出画像を取得する時間も省くことができる。この点でも、形態例に係る技術は、生産効率の向上に有効である。
【００５８】
また、この形態例の場合には、１枚の検出画像の領域内に複数の感度を設定することができる。従って、検出された欠陥に対する感度を別々適用することができる。その結果、虚報の比率を十分小さくすることができ、検査工程における作業効率を向上させることができる。
【００５９】
（２）形態例２
続いて、形態例２に係る回路パターン検査装置について説明する。なお、形態例２に係る回路パターン検査装置の基本的な装置構成と基本的な処理手順は形態例１と同じである。以下では、形態例１との相違点についてのみ説明する。
【００６０】
前述した形態例１の場合には、特徴検出部１２２における特徴情報の検出処理時に、ハフ変換を適用した。しかし、特徴情報はその他の手法によっても検出することができる。例えばテンプレートマッチングを適用することもできる。
【００６１】
この形態例の場合、特徴検出部１２２は、検出画像８０５に対してノイズ除去を実行し、ノイズ除去後の画像に対して予め用意したテンプレート画像とのマッチング処理を実行する。このような処理方法によっても、検出画像８０５の中から必要な特徴情報を検出することができる。なお、テンプレートマッチングは公知の技術であるので、詳細な説明は省略する。また、使用するテンプレートは、複数のテンプレートの中からオペレータが事前に選択する方法を適用することができる。
【００６２】
この形態例２の場合には、形態例１の効果に追加して以下の効果を期待することができる。すなわち、オペレータは、テンプレートの選択操作を通じ、自身が興味を有する領域を動的に指定することができる。このため、形態例１の場合以上にレビュー効率を高めることができる。また、オペレータによるテンプレートの選択は直感的に実行することができる。結果的に、オペレータに対するストレスも軽減することができる。
【００６３】
（３）形態例３
続いて、形態例３に係る回路パターン検査装置について説明する。この形態例３の場合も、回路パターン検査装置の基本的な装置構成と基本的な処理手順は形態例１と同じである。以下では、形態例１との相違点についてのみ説明する。
【００６４】
前述した形態例１の場合には、特徴検出部１２２が検出画像内の特徴情報として、円形、矩形、直線を有する場合について説明した。しかし、検出画像４０８に含まれる特徴情報は、勿論、これらに限らない。例えば特徴情報は多辺形の場合も考えられる。多辺形には、円形、矩形、直線の全部又は幾つかを組み合わせたものも含まれる。また、多辺形には、同種の複数個の形状を組み合わせたものも含まれる。
【００６５】
この形態例の特徴検出部１２２は、形態例１の特徴検出部１２２に多辺形の検出又は判定機能を追加することにより実現することができる。
【００６６】
この形態例３を用いれば、形態例１に比して、特徴情報として検出できる図形の範囲を拡張することができる。
【００６７】
（４）形態例４
続いて、形態例４に係る回路パターン検査装置について説明する。この形態例４の場合も、回路パターン検査装置の基本的な装置構成と基本的な処理手順は形態例１と同じである。以下では、形態例１との相違点についてのみ説明する。
【００６８】
前述した形態例１の場合には、感度調整部１２３が特徴テーブルに登録する形状が円形、直線、矩形である場合について説明した。しかし、特徴テーブルに登録する形状は、勿論、これらに限らない。例えば特徴テーブルに多辺形を登録しても良い。この形態例における多辺形にも、円形、矩形、直線の全部又は幾つかを組み合わせたものが含まれる。また、多辺形には、同種の複数個の形状を組み合わせたものが含まれる。
【００６９】
この形態例における感度調整部１２３は、形態例１の感度調整部１２３に対して多変形の検出機能又は多辺形の判定機能を追加することにより実現することができる。
【００７０】
この形態例４を用いれば、形態例１に比して、感度を調整できる範囲を拡張することができる。
【００７１】
（５）形態例５
続いて、形態例５に係る回路パターン検査装置について説明する。この形態例５の場合も、回路パターン検査装置の基本的な装置構成と基本的な処理手順は形態例１と同じである。以下では、形態例１との相違点についてのみ説明する。
【００７２】
前述した形態例１の場合には、特徴検出部１２２が検出画像４０８から特徴情報を検出する場合について説明した。しかし、特徴情報は、検出画像４０８以外から検出することもできる。例えば欠陥判定に使用する参照画像、複数の画像から作られた合成画像、設計データから生成された画像を特徴情報の検出に使用することができる。
【００７３】
（６）形態例６
続いて、形態例６に係る回路パターン検査装置について説明する。この形態例７の場合も、回路パターン検査装置の基本的な装置構成と基本的な処理手順は形態例１と同じである。以下では、形態例１との相違点についてのみ説明する。
【００７４】
前述した形態例１の場合には、感度調整部１２３が、検出画像から検出された形状に対して感度を設定する場合について説明した。しかし、感度の設定はこの手順に限らない。例えば予め用意しておいた特徴情報のデータベースを使用することにより、検出画像を取得する前に又は検出画像から特徴情報を取得する前に、特徴情報に対する感度を設定しても良い。
【００７５】
（７）形態例７
（７−１）装置構成
続いて、形態例７に係る回路パターン検査装置について説明する。この形態例６の場合も、回路パターン検査装置の基本的な装置構成と基本的な処理手順は形態例１と同じである。以下では、形態例１との相違点についてのみ説明する。
【００７６】
図１０に、この形態例に係る回路パターン検査装置の概略構成を示す。なお、図１０には図１との対応部分に同一符号を付して示す。この形態例７の場合、形態例１の装置構成に対して、背景特徴解析部１００１と背景特徴付加部１００２が追加される点で異なっている。
【００７７】
背景特徴解析部１００１は、画像保存用メモリ１１５に格納された検出画像と参照画像（複数の検出画像を合成した合成画像、設計データから生成した画像等）とを比較して白背景を有する領域と黒背景を有する領域を解析し、解析結果を背景特徴テーブルｍに記録する処理を実行する。
【００７８】
この明細書においては、白背景と黒背景を以下の意味において使用する。ここでは、画像１と画像２が存在するものとする。また、画像１を検出画像とし、画像２を参照画像とする。また、検出画像の輝度値から参照画像の輝度値を減算したものを差画像（＝画像１−画像２）というものとする。この明細書では、差画像において、０（ゼロ）より大きな輝度値が存在する領域を黒背景と呼び、０（ゼロ）また０（ゼロ）より小さい輝度値が存在する領域を白背景と呼ぶ。
【００７９】
この形態例における背景特徴解析部１００１は、白背景として検出された領域を白背景用感度調整テーブルｍａに登録し、黒背景として検出された領域を黒背景用感度調整テーブルｍｂに登録する。なお、背景特徴テーブルｍは、感度調整部１２３で作成された感度調整用テーブルｌの一部領域に追加的に形成する。もっとも、背景特徴テーブルｍは、感度調整用テーブルｌとは独立したテーブルとして作成しても良い。
【００８０】
図１１を用い、背景特徴解析部１００１により作成される背景特徴テーブルｍの詳細を説明する。図１１（Ａ）は、画像保存用メモリ１１５に格納される検出画像４０８である。図１１（Ｂ）は、比較用の参照画像１１０１である。図１１（Ｃ）は、背景特徴テーブル１１０２である。図１１（Ａ）の場合、検出画像４０８には参照画像１１０１に比して輝度が高い領域１１０３が黒背景であり、参照画像１１０１に比して輝度が低い領域１１０４が白背景である。従って、図１１（Ｃ）に示すように、白背景用感度調整テーブルｍａには領域１１０６が登録され、黒背景用感度調整テーブルｍｂには領域１１０５が登録される。
【００８１】
背景特徴付加部１００２は、感度補正部１２５から出力される調整後差画像ｊに背景特徴テーブルｍを適用し、検出された欠陥画像が白背景に属するか黒背景に属するかに応じて感度を調整する。すなわち、この形態例の場合、背景情報は調整後差分画像ｊの感度の再調整に使用される。なお、白背景に適用する感度と黒背景に適用する感度は、例えば感度調整部１２３において設定する。再調整後の調整後差分画像ｊは、差画像保存用メモリ１１６に格納される。
【００８２】
（７−２）処理動作の特徴
続いて、この形態例に特有の処理動作部分を説明する。従って、背景特徴解析部１００１と背景特徴付加部１００２の動作を中心に説明する。勿論、その他の回路部分では、形態例１と同様の処理が実行されている。
【００８３】
背景特徴解析部１００１は、画像保存用メモリ１１５から検出画像４０８と参照画像１１０１を呼び出し、画素毎に輝度差を取得する。ここで、検出画像４０８のある画素の輝度をＡ（ｘ，ｙ）とし、参照画像１１０１のある画素の輝度をＢ（ｘ，ｙ）とする。このとき、検出画像４０８と参照画像１１０１のある画素における輝度差（Ａ−Ｂ）がゼロであるか、ゼロより大きい値である場合は、この画素が黒背景を有するものと判定する。一方、輝度差（Ａ−Ｂ）がゼロより小さい値である場合、この画素が白背景を有するものと判定する。背景特徴解析部１００１は、全ての画素に対して輝度差を計算し、背景特徴テーブル１１０２を作成する。図１１（Ｃ）の場合、円形パターンの外部に黒背景を有する領域１１０５と白背景を有する領域１１０６が存在する。
【００８４】
この背景特徴テーブルｍの情報は、背景特徴付加部１００２において、調整後差分画像ｊに対して適用される。なお、この形態例７の場合には、形態例１の場合とは反対に、円形パターンの外部の感度を高く設定しているものとする。すなわち、感度補正部１２５から出力される調整後差分画像ｊでは、領域１１０３と領域１１０４の感度がいずれも高く設定されているものとする。
【００８５】
従って、背景特徴付加部１００２は、領域１１０３と領域１１０４が、白背景であるか又は黒背景であるかに応じて感度を補正する。例えば白背景と黒背景の感度を同じように上げ下げするだけでなく、いずれか一方の感度を上げ、他方の感度を下げるように動作する。
【００８６】
結果的に、オペレータは、背景の種類に応じて設定された感度に応じ、領域１１０３と領域１１０４の両方又はいずれか一方だけをＤＯＩ欠陥として検出画像内に見つけることができる。すなわち、オペレータは、欠陥レビューを容易に行えるだけでなく、ＤＯＩ領域についての欠陥解析と分類も同時に実行することができる。
【００８７】
なお、前述の説明とは異なり、背景特徴付加部１００２は、調整後差分画像ｊに対して背景情報を付加情報として付与する機能部として使用することもできる。この場合には、背景情報を欠陥判定部１１７の判定処理の段階で使用することもできる。例えば判定閾値の調整等に使用することもできる。また、欠陥判定部１１７の処理には背景情報を用いずに、そのまま付加情報として全体制御部１１８に出力する手法を採用することもできる。この場合には、全体制御部１１８で実行される各種の事後処理に用いることができる。
【００８８】
（８）形態例８
続いて、形態例８に係る回路パターン検査装置について説明する。なお、形態例８に係る回路パターン検査装置の基本的な装置構成と基本的な処理手順は形態例７（又は形態例１）と類似する。すなわち、この形態例８は、形態例７の変形例に対応する。
【００８９】
前述の形態例７の場合には、背景情報を調整後差分画像ｊに対して適用する場合について説明した。一方、この形態例の場合には、背景情報を、欠陥判定部１１７から出力される欠陥情報信号ｅに対して適用する。
【００９０】
図１２に、形態例８に係る回路パターン検査装置の概略構成を示す。なお、図１２には図１０との対応部分に同一符号を付して示す。この形態例８の場合、形態例７における背景特徴付加部１００２に代えて背景特徴付加部１２０１を使用する。背景特徴付加部１２０１は、欠陥判定部１１７と全体制御部１１８の間に配置する。従って、この形態例８における欠陥判定部１１７までの処理動作は形態例１と同じになる。
【００９１】
この形態例の場合、背景特徴付加部１２０１は、欠陥判定部１１７から出力される欠陥情報信号ｅに対して、例えば背景情報を付加情報として付与する機能部として機能させることもできる。この場合、事後的に白背景と黒背景の割合や欠陥の種類別の傾向を、全体制御部１１８において判定することができる。
【００９２】
また、この形態例の場合、背景特徴付加部１２０１は、欠陥判定部１１７から出力される欠陥情報信号ｅに含まれる各欠陥の感度を補正する機能部として機能させることができる。この場合、オペレータの注目するＤＯＩ欠陥だけを全体制御部１１８に格納させることができる。
【００９３】
（９）形態例９
続いて、形態例９に係る回路パターン検査装置について説明する。なお、形態例９に係る回路パターン検査装置の基本的な装置構成と基本的な処理手順は形態例１と同じである。以下では、形態例１との相違点についてのみ説明する。
【００９４】
前述した形態例１の場合には、特徴検出部１２２が検出画像４０８に含まれる形状に着目して特徴情報を検出する場合について説明した。しかし、特徴情報は、輝度や色を用いて検出することもできる。
【００９５】
図１３に、形態例９に係る感度設定画面５０１の表示例を示す。なお、図１３には、図５との対応部分に同一符号を付して示すものとする。図１３に示す感度調整用表示部５０１は、予め記録した画像と各形状に対する感度を表示する画像表示部５０２、画像表示部５０２に表示された画像の輝度分布を統計的に計算する処理の実行を指示するための統計計算ボタン１３０１、画像表示部５０２に表示された画像から計算された統計的な輝度分布を表示する統計量表示部１３０２、統計量の範囲とその範囲に適用する感度を設定するための感度設定部１３０３、試し検査又は実際の検査に感度調整部１３０３で設定された数値を適用するための適用ボタン５０５、感度調整部１３０３で設定された数値を取り消すための取消ボタン５０６、感度設定部１３０３で設定された数値を画像で確認するためのレビューボタン５０７で構成される。
【００９６】
以下では、この形態例に特有の処理動作を説明する。図１３に示す感度調整用表示部５０１は、図３（Ａ）の試し検査において、感度設定ボタン４０４がクリックされることで表示される。次に、オペレータは、画像表示部５０２を使用して、予め保存されていた検出画像を確認する。その後、統計値を求めるために、オペレータが統計計算ボタン１３０１をクリック操作する。全体制御部１１８は、このクリック操作を検出して統計値を計算する。計算された統計量は、統計量表示部１３０２に、グラフ、文字列、又は立体形式その他の形式で表示される。図１３では、輝度分布が曲線を用いて表示されている。
【００９７】
オペレータは統計量の値を確認し、感度設定部１３０３に、境界として使用する輝度と感度をそれぞれ設定する。図１３の場合、オペレータは、高輝度（輝度ｇ−輝度ｈの範囲）の感度を高く設定し、低輝度（輝度ｎ−輝度ｍの範囲）の感度を低く設定している。
【００９８】
この後、オペレータは、レビューボタン５０７をクリックし、画像表示部５０２に表示された感度補正後の検出画像を確認する。オペレータが感度補正後の検出画像に満足した場合、適用ボタン５０５をクリックする。一方、再調整が必要であるとオペレータが判断した場合、オペレータは感度設定部１３０３の値を再設定してレビューボタン５０７をクリックすることにより感度画像を確認する。なお、感度の調整を中止したい場合には、取消ボタン５０６をクリックする。
【００９９】
前述したように、適用ボタン５０５をクリックすると、その設定情報が検査条件に反映される。この後、オペレータは、再設定された感度条件に応じて実行された試し検査の結果を確認し、問題がなければレシピの作成を終了する。レシピの作成が終了すると、ウェハがアンロードされる。また、レシピには、感度調整部１２３に設定された輝度と感度係数の情報が保存される。
【０１００】
次に、実際の検査では、検査対象のウェハとレシピ情報とを指定して検査動作が開始される。図３（Ｂ）に示したように、検査の開始後は、指定されたウェハがロードされ、電子光学系等の各部に対する光学条件が設定される。続いて、アライメント、キャリブレーションが実行される。これらの準備作業が完了すると、設定されている領域の画像を取得し、検出画像から輝度分布を統計的に計算する。
【０１０１】
その後、感度調整部１２３が、検出画像の輝度値とレシピに設定された輝度値の領域とを照合し、輝度値の範囲が一致した領域について対応する感度係数ｇを登録する。すなわち、感度調整用テーブルｌを生成する。この間、画像保存用メモリ１１５に格納された検出画像と参照画像とから差画像ｉが作成される。感度補正部１２５は、差画像ｉに対して感度調整用テーブルｌを適用し、調整後差画像ｊとして差画像保存用メモリ１１６に格納する。その後、欠陥判定部１１７が、差画像保存用メモリ１１６に格納されている調整後差画像ｊに対して欠陥判定を実行する。
【０１０２】
この欠陥判定後、欠陥レビューが実行される。欠陥レビューでは、検査時に取得した検出画像４０８、欠陥座標にステージを移動させて再取得した再取得画像、複数の検出画像を合成して生成した合成画像、欠陥確認画像等に対して欠陥種別の確認がオペレータにより実行される。欠陥レビューが完了すると、欠陥種別毎の欠陥分布に基づいたウェハの品質判定や追加的な解析の必要性が判断される。これらの結果が全体制御部１１８に格納されると、ウェハがアンロードされて検査が終了する。
【０１０３】
この形態例のように、輝度分布を用いれば、必ずしも形状に関する情報が存在しない場合でも、例えば任意の形状に対しても特徴情報の検出と検査感度の設定とを実現することができる。また、この形態例の場合には、専ら輝度分布を用いる場合について説明したが、色（色位相）や彩度（飽和度）の分布を使用して特徴情報の検出と検査感度の設定を行うこともできる。色を用いる手法は、半導体製造装置以外の汎用的な製品検査等に適用して効果的である。
【０１０４】
（１０）形態例１０
続いて、形態例１０に係る回路パターン検査装置について説明する。なお、形態例１０に係る回路パターン検査装置の基本的な装置構成と基本的な処理手順は形態例１と同じである。以下では、形態例１との相違点についてのみ説明する。この形態例１０と形態例１の違いは、検出画像から調整後差画像を生成するまでの処理内容である。
【０１０５】
図１４に、形態例１０で採用する処理手順を示す。なお、図１４には図７との対応部分に同一符号を付して示す。
【０１０６】
この形態例の場合も、特徴検出部１２２は検出画像（１１５ｂ）から特徴情報を検出し、感度調整部１２３は検出された特徴情報に基づいて領域別の感度係数ｇを設定する。ただし、この形態例の場合には、感度調整部１２３で生成された感度調整用テーブルｌを検出画像（１１５ｂ）に適用する。すなわち、この形態例の場合には、差画像ｉを算出する前に、感度補正部１４０１において検出画像（１１５ｂ）の感度を調整する。これにより、検出画像（１１５ｂ）からＤＯＩ欠陥だけを抽出しておく。
【０１０７】
この後、この感度調整した検出画像（１１５ｂ）を差画像生成部１４０２に与え、参照画像（１１５ａ）との差分を算出する。このような処理手順によっても、ＤＯＩ欠陥だけを含む差画像を求めることができる。この形態例の場合、差画像生成部１４０２の出力は、差画像保存用メモリ１１６に格納される。欠陥判定部１１７以降の処理動作は、形態例１と同じであるため説明を省略する。
【０１０８】
（１１）形態例１１
続いて、形態例１１に係る回路パターン検査装置について説明する。なお、形態例１１に係る回路パターン検査装置の基本的な装置構成と基本的な処理手順は形態例１と同じである。以下では、形態例１との相違点についてのみ説明する。この形態例１１と形態例１の違いは、感度調整用テーブルｌの適用先である。形態例１の場合には、感度調整用テーブルｌを感度補正部１２５に与える場合について説明した。また、前述した形態例１０の場合には、感度調整用テーブルｌを感度補正部１４０１に与える場合について説明した。しかし、この形態例１１の場合には、感度調整用テーブルｌを欠陥判定部１１７の閾値の補正に使用する。
【０１０９】
図１５に、形態例１１で採用する処理手順を示す。なお、図１５には図７との対応部分に同一符号を付して示す。この形態例の場合も、特徴検出部１２２は検出画像（１１５ｂ）から特徴情報を検出し、感度調整部１２３は検出された特徴情報に基づいて領域別の感度係数ｇを設定する。また、この形態例の場合も、差画像生成部１２４により画像保存用メモリ１１５に格納されている検出画像（１１５ｂ）と参照画像（１１５ａ）との差画像を生成する。
【０１１０】
ただし、形態例の場合には、差画像生成部１２４において生成された差画像を差画像保存用メモリ１１６に格納し、感度調整部１２３で生成された感度調整用テーブルｌを欠陥判定部１１７の閾値補正部１５０１に与える。閾値補正部１５０１では、閾値設定機能部７０１から与えられる閾値テーブル７０３に感度調整用テーブルｌを適用し、１枚の検出画像の領域内に複数の閾値を設定する。例えばＤＯＩ欠陥に対応する領域の閾値は低く、その他の領域の閾値を高く設定する。ここで、欠陥判定機能部７０２は、閾値より大きい輝度の部分を欠陥と判定し、反対に閾値より小さい輝度を有する部分を欠陥でないと判定する。従って、この欠陥判定機能部７０２の出力は、形態例１における欠陥判定部７０２の出力と同じものになる。
【０１１１】
（１２）形態例１２
続いて、形態例１２に係る回路パターン検査装置について説明する。なお、形態例１２に係る回路パターン検査装置の基本的な装置構成と基本的な処理手順は形態例１と同じである。以下では、形態例１との相違点についてのみ説明する。
【０１１２】
前述した形態例１の場合には、特徴検出部１２２における特徴情報の検出処理時に、ハフ変換を適用した。
【０１１３】
しかし、図１６に示すような手法によっても、特徴情報を検出することができる。図１６は、被検査画像１６０１、第１の累計輝度グラフ１６０４、第２の累計輝度グラフ１６０５で構成される。なお、被検査画像１６０１には明るい領域１６０２と暗い領域１６０３があるものとする。
【０１１４】
この場合、特徴検出部１２２は、同じＸ座標を有する画素の輝度値をＹ座標方向に加算した第１の累計輝度グラフ１６０４を生成する。次に、同じＹ座標を有する画素の輝度値をＸ座標方向に加算して第２の累計輝度グラフ１６０５を生成する。
【０１１５】
被検査画像１６０１には、明るい領域１６０２と暗い領域１６０３が存在するため、第１の累計輝度グラフ１６０４について累計輝度値の低い領域ＸＡからＸＢを見つけることができる。同様に、第２の累計輝度グラフ１６０５について累計輝度値の低い領域ＹＡからＹＢを見つけることができる。この結果を利用することにより、特徴検出部１２２は、暗い領域１６０３の位置範囲を、４点（ＸＡ，ＹＡ）、（ＸＢ，ＹＡ）、（ＸＢ、ＹＢ）、（ＸＡ、ＹＢ）で囲まれた領域として検出することができる。勿論、明るい領域１６０２は、その外側の領域として検出することができる。
【０１１６】
特徴領域の形状が比較的シンプルな場合には、このような手法の適用により比較的少ない計算量で特徴領域を検出することができる。
【０１１７】
（１３）他の形態例
前述した形態例の場合には、専ら、検査対象をウェハ、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）、フォトマスク等の薄膜デバイスを対象とする場合について説明した。しかし、発明に係る技術は必ずしも電子線式の検査装置に限定されるものではなく、ランプ光又はレーザ光等を用いた外観検査装置にも適用できる。また、発明は、本来同一であるべきパターン同士を比較して欠陥を検査する装置であれば、被検査対象を限定することなく適用することができる。
【符号の説明】
【０１１８】
１０２…電子ビーム、１０５…帯電制御電極、１０６…ウェハ、１１０・・・二次信号、１１３…検出器、１１４…デジタル画像生成部、１１５…画像保存用メモリ、１１６…差画像保存用メモリ、１１７…欠陥判定部、１１８…全体制御部、１１９…コンソール、１２０…光学顕微鏡、１２１…標準試料片、１２２…特徴検出部、１２３…感度調整部、１２４…差画像生成部、１２５…感度補正部、２０１…ダイ、２０２…メモリマット群、２０３…メモリマット、２０４…メモリセル、４０１…マップ表示部、４０２…画像表示部、４０３…欠陥情報表示部、４０４…感度設定ボタン、４０５…比較開始ボタン、４０６…欠陥表示閾値調整ツールバー、４０７…欠陥、４０８、４０９、４１０…表示領域、５０１…感度調整用表示部、５０２…画像表示部、５０３…感度調整部、５０４…形状検出ボタン、５０５…適用ボタン、５０６…取消ボタン、５０７…レビューボタン、６０１、６０２、６０３…穴パターン、６０４…配線パターン、８０３…エッジ画像、８０４…特徴テーブル、８０５…検出画像、８０６…エッジ画像、８０７…感度調整用テーブル、９０１…差画像、９０２、９０３…拡大画像、９０４、９０５ａ、９０５ｂ…欠陥、９０６…円形領域、９０７…高感度値の領域、９０８…低感度値の領域、１００１…背景特徴解析部、１１０２…背景特徴付加部、１２０１…背景特徴付加部、１３０１…統計計算ボタン、１３０２…統計量表示部、１３０３…感度設定部、１４０１…感度補正部、１４０２…差画像生成部、１５０１…閾値補正部、ｅ…欠陥情報信号、ｇ…感度係数、ｈ…検出画像、ｉ…差画像、ｊ…調整後差画像、ｋ…特徴情報、ｌ…感度調整用テーブル、ｍ…背景特徴テーブル、ｍａ…白背景用感度調整テーブル、ｍｂ…黒背景用感度調整テーブル。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査領域から検出画像を取得する画像取得部と、
前記検出画像と参照画像との差画像を生成する差画像生成部と、
前記差画像に基づいて欠陥を判定する欠陥判定部と、
検査領域内の画像の特徴に基づいて、前記検査領域内に複数の感度領域を設定する感度調整部と、
前記検出画像、前記差画像又は前記欠陥判定部の判定用閾値に、各感度領域の設定感度を適用する感度補正部と
を有することを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項２】
前記差画像を構成するパターンを輝度レベルに応じて分別し、輝度レベル別の分別情報を生成する背景特徴解析部を更に有する
ことを特徴とする請求項１に記載の欠陥検査装置。
【請求項３】
前記複数の感度領域は、オペレータによる画面上での操作入力を通じて設定される
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の欠陥検査装置。
【請求項４】
前記画像の特徴は、オペレータによる画面上での操作入力を通じて設定される
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の欠陥検査装置。
【請求項５】
前記画像の特徴は、各検査領域に対応する画像を画像処理することによって検出される
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の欠陥検査装置。
【請求項６】
前記画像の特徴は、各検査領域内における輝度又は色の違いを通じて検出される
ことを特徴とする請求項５に記載の欠陥検査装置。
【請求項７】
画像取得部を通じ、検査領域から検出画像を取得する処理と、
記憶領域から前記検出画像と参照画像を読み出し、前記検出画像と前記参照画像の差画像を生成する処理と、
前記差画像に対して判定用閾値を適用し、欠陥を判定する処理と、
検査領域内の画像の特徴に基づいて、前記検査領域内に複数の感度領域を設定する処理と、
前記検出画像、前記差画像又は前記判定用閾値に、各感度領域の設定感度を適用する処理と
を有することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項８】
前記差画像を構成するパターンを輝度レベルに応じて分別し、輝度レベル別の分別情報を生成する処理を更に有する
ことを特徴とする請求項７に記載の欠陥検査方法。
【請求項９】
前記複数の感度領域は、オペレータによる画面上での操作入力を通じて設定される
ことを特徴とする請求項７又は８に記載の欠陥検査方法。
【請求項１０】
前記画像の特徴は、オペレータによる画面上での操作入力を通じて設定される
ことを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の欠陥検査方法。
【請求項１１】
前記画像の特徴は、各検査領域に対応する画像を画像処理することにより検出される
ことを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の欠陥検査方法。
【請求項１２】
前記画像の特徴は、各検査領域内における輝度又は色の違いを通じて検出される
ことを特徴とする請求項１１に記載の欠陥検査方法。
【請求項１】
検査領域から検出画像を取得する画像取得部と、
前記検出画像と参照画像との差画像を生成する差画像生成部と、
前記差画像に基づいて欠陥を判定する欠陥判定部と、
検査領域内の画像の特徴に基づいて、前記検査領域内に複数の感度領域を設定する感度調整部と、
前記検出画像、前記差画像又は前記欠陥判定部の判定用閾値に、各感度領域の設定感度を適用する感度補正部と
を有することを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項２】
前記差画像を構成するパターンを輝度レベルに応じて分別し、輝度レベル別の分別情報を生成する背景特徴解析部を更に有する
ことを特徴とする請求項１に記載の欠陥検査装置。
【請求項３】
前記複数の感度領域は、オペレータによる画面上での操作入力を通じて設定される
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の欠陥検査装置。
【請求項４】
前記画像の特徴は、オペレータによる画面上での操作入力を通じて設定される
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の欠陥検査装置。
【請求項５】
前記画像の特徴は、各検査領域に対応する画像を画像処理することによって検出される
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の欠陥検査装置。
【請求項６】
前記画像の特徴は、各検査領域内における輝度又は色の違いを通じて検出される
ことを特徴とする請求項５に記載の欠陥検査装置。
【請求項７】
画像取得部を通じ、検査領域から検出画像を取得する処理と、
記憶領域から前記検出画像と参照画像を読み出し、前記検出画像と前記参照画像の差画像を生成する処理と、
前記差画像に対して判定用閾値を適用し、欠陥を判定する処理と、
検査領域内の画像の特徴に基づいて、前記検査領域内に複数の感度領域を設定する処理と、
前記検出画像、前記差画像又は前記判定用閾値に、各感度領域の設定感度を適用する処理と
を有することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項８】
前記差画像を構成するパターンを輝度レベルに応じて分別し、輝度レベル別の分別情報を生成する処理を更に有する
ことを特徴とする請求項７に記載の欠陥検査方法。
【請求項９】
前記複数の感度領域は、オペレータによる画面上での操作入力を通じて設定される
ことを特徴とする請求項７又は８に記載の欠陥検査方法。
【請求項１０】
前記画像の特徴は、オペレータによる画面上での操作入力を通じて設定される
ことを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の欠陥検査方法。
【請求項１１】
前記画像の特徴は、各検査領域に対応する画像を画像処理することにより検出される
ことを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の欠陥検査方法。
【請求項１２】
前記画像の特徴は、各検査領域内における輝度又は色の違いを通じて検出される
ことを特徴とする請求項１１に記載の欠陥検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１０−２５６２４２（Ｐ２０１０−２５６２４２Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０８１５３（Ｐ２００９−１０８１５３）
【出願日】平成２１年４月２７日（２００９．４．２７）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２７日（２００９．４．２７）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
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