JP2009229230A - パターン検査装置及びパターン検査方法 - Google Patents

Abstract

【目的】パターンの用途或いは種別によって検査する際の判定閾値を多段階に変更可能な装置を提供することを目的とする。
【構成】パターン検査装置１００は、パターン形成されたフォトマスク１０１の光学画像データを取得する光学画像取得部１５０と、フォトマスク１０１のパターン形成の基となる設計パターンデータを入力し、参照画像データを作成する参照回路１１２と、設計パターンデータに定義される少なくとも一部のパターンを包含する領域データとパターンの重要度情報とを入力し、領域データを用いて重要度情報に基づいた多値の解像度で示される画素値を有する領域画像データを作成する展開回路１４０と、領域画像データの各画素の画素値によって定まる複数の閾値あるいは複数の欠陥判定処理方法の１つを用いて、領域画像データが示す領域内の光学画像データと参照画像データとを画素毎に欠陥判定する比較回路１０８と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、パターン検査装置及びパターン検査方法に関する。例えば、被検査対象に形成されたパターンの欠陥を検査する検査装置及び方法に関する。

近年、大規模集積回路（ＬＳＩ）の高集積化及び大容量化に伴い、半導体素子に要求される回路線幅はますます狭くなってきている。これらの半導体素子は、回路パターンが形成された原画パターン（マスク或いはレチクルともいう。以下、マスクと総称する）を用いて、いわゆるステッパと呼ばれる縮小投影露光装置でウェハ上にパターンを露光転写して回路形成することにより製造される。よって、かかる微細な回路パターンをウェハに転写するためのマスクの製造には、微細な回路パターンを描画することができる電子ビームを用いたパターン描画装置を用いる。かかるパターン描画装置を用いてウェハに直接パターン回路を描画することもある。或いは、電子ビーム以外にもレーザビームを用いて描画するレーザビーム描画装置の開発が試みられている。

そして、多大な製造コストのかかるＬＳＩの製造にとって、歩留まりの向上は欠かせない。しかし、１ギガビット級のＤＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）に代表されるように、ＬＳＩを構成するパターンは、サブミクロンからナノメータのオーダーになろうとしている。歩留まりを低下させる大きな要因の一つとして、半導体ウェハ上に超微細パターンをフォトリソグラフィ技術で露光、転写する際に使用されるマスクのパターン欠陥があげられる。近年、半導体ウェハ上に形成されるＬＳＩパターン寸法の微細化に伴って、パターン欠陥として検出しなければならない寸法も極めて小さいものとなっている。そのため、ＬＳＩ製造に使用される転写用マスクの欠陥を検査するパターン検査装置の高精度化が必要とされている。

一方、マルチメディア化の進展に伴い、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：液晶ディスプレイ）は、５００ｍｍ×６００ｍｍ、またはこれ以上への液晶基板サイズの大型化と、液晶基板上に形成されるＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：薄膜トランジスタ）等のパターンの微細化が進んでいる。従って、極めて小さいパターン欠陥を広範囲に検査することが要求されるようになってきている。このため、このような大面積ＬＣＤのパターン及び大面積ＬＣＤを製作する時に用いられるフォトマスクの欠陥を短時間で、効率的に検査するパターン検査装置の開発も急務となってきている。

検査手法としては、パターン設計されたＣＡＤデータをマスクにパターンを描画する時に描画装置に入力するための装置入力フォーマットに変換した描画データ（設計パターンデータ）を検査装置に入力して、これをベースに設計画像データ（参照画像）を生成して、それとパターンを撮像した測定データとなる光学画像とを比較する「ｄｉｅ ｔｏ ｄａｔａｂａｓｅ（ダイ−ツー−データベース）検査」がある。かかる検査装置における検査方法では、試料はステージ上に載置され、ステージが動くことによって光束が試料上を走査し、検査が行われる。試料には、光源及び照明光学系によって光束が照射される。試料を透過あるいは反射した光は光学系を介して、センサ上に結像される。センサで撮像された画像は測定データとして比較回路へ送られる。比較回路では、画像同士の位置合わせの後、測定データと参照データとを適切なアルゴリズムに従って比較し、一致しない場合には、パターン欠陥有りと判定する。

ここで、パターンの微細化が進むにしたがって、１枚のマスクには、様々な用途および種別のパターンが混在して形成されることがあり得る。これらのパターンが形成されたマスク全面について検査装置が単一の検査方式で検査すると、放置しても構わないパターンについても一律に欠陥として判定されてしまうといった問題があった。設計者としては、例えば、用途としてクロックに使用されるパターンについては高感度に、用途としてダミーやシールドに使用されるパターンについては低感度に、用途として電源に使用されるパターンについては中間の感度に判定閾値を設定したいといった用途に応じた要求がある。しかし、単一の検査方式で検査するとこの要求を満たすことができない。また、設計者が作成したＣＡＤデータは、例えばＯＡＳＩＳと呼ばれる階層化されたフォーマットのデータに変換される。そして、そのデータは、レイアウト解析プログラムが組み込まれた計算機によって機械的に光近接効果補正（ＯＰＣ）用パターンやその他のアシストパターンやダミーパターン等が加えられる。そして、その後に、描画装置に入力するための装置入力フォーマットである描画データに変換される。レイアウト解析プログラムによって加えられた設計者がＣＡＤデータを作成した時点では意図していないこれらのパターンについては形状が複雑となるゆえに参照画像と一致しにくい傾向があり、後述する擬似欠陥多発を招いていた。このため、これらのパターンのみを選択的に低感度に判定閾値を設定すれば足りる。しかし、単一の検査方式で検査するとこの要求を満たすことができない。

ここで、欠陥が試料内に出現した場合、ユーザによって欠陥のレビューが行なわれることが一般的である。しかし、例えば、ＯＰＣ用の微細パターンを１つとってみても、かなり多く（例えば、数万箇所）配置されているため、これら全てが欠陥と判定されてしまうとユーザによって欠陥のレビューを行なうにも作業量的及び時間的に限界を超えてしまう。このような欠陥とすべきでないにも関わらず欠陥と判定される誤判定（擬似欠陥）が試料内に多く出現した場合には検査そのものがやり直しとなってしまう。或いは、高価な試料そのものを再製作することになってしまう。逆に判定閾値を緩くすると寸法精度が要求されるパターンでの欠陥を検出することができなくなってしまう。

このような問題を解決するための技術に関連して、領域データごとに閾値が予め設定されている領域画像を領域データから作成して、その領域内のパターンを比較する際の判定閾値を領域画像の存在により予め設定された閾値に変更するという技術が文献に開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−６４８４３号公報

上述したように、レイアウトを設計した設計者の意図に沿った判定が行なえるようにすることが望ましい。さらには、レイアウト解析された結果加えられたパターンについても閾値を変更して判定が行なえるようにすることが望ましい。このように、パターンの用途或いは種別によって検査する際の判定閾値のレベルを多段階にわけることが擬似欠陥を低減する上で望ましい。

そこで、本発明は、上述した問題点を克服し、パターンの用途或いは種別によって検査する際の判定閾値を多段階に変更可能な装置および方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様のパターン検査装置は、
パターン形成された被検査試料の光学画像データを取得する光学画像取得部と、
被検査試料のパターン形成の基となる設計パターンデータを入力し、設計パターンデータに基づいて光学画像データに対応する参照画像データを作成する参照画像データ作成部と、
設計パターンデータに定義される少なくとも一部のパターンを包含する領域データとパターンの重要度情報とを入力し、領域データを用いて重要度情報に基づいた多値の解像度で示される画素値を有する領域画像データを作成する領域画像データ作成部と、
領域画像データの各画素の画素値によって定まる複数の閾値あるいは複数の欠陥判定処理方法の１つを用いて、領域画像データが示す領域内の光学画像データと参照画像データとを画素毎に欠陥判定する比較部と、
を備えたことを特徴とする。

かかる構成では、重要度情報に基づいて領域画像データの各画素の画素値が決定される。そして、その画素値によって画素ごとに複数の閾値あるいは複数の欠陥判定処理方法の１つが決定される。そして、画素ごとに領域画像データが示す領域内の光学画像データと参照画像データとが比較される。

また、領域画像データ作成部は、領域が重複する複数の領域データを入力し、領域が重複する複数の領域データを合成した領域を示す領域画像データを作成すると好適である。

そして、領域画像データ作成部は、複数の領域データと共に、複数の領域データのいずれかと対となる複数の重要度情報を入力し、
領域画像データが示す重複する領域の画素値は、重要度が高く定義された重要度情報に基づいた多値の解像度で示される画素値が用いられると好適である。

或いは、領域が重複する複数の領域データの一方の領域データと対となる重要度情報には、ユーザが所望する重要度に対応する情報が定義され、他方の領域データと対となる重要度情報には、パターン種別毎に予め設定された重要度に対応する情報が定義され、
領域画像データが示す重複する領域の画素値は、ユーザが所望する重要度に対応する情報が定義された重要度情報に基づいた多値の解像度で示される画素値が用いられると好適である。

本発明の一態様のパターン検査方法は、
パターン形成された被検査試料の光学画像データを取得する工程と、
被検査試料のパターン形成の基となる設計パターンデータを入力し、設計パターンデータに基づいて光学画像データに対応する参照画像データを作成する工程と、
設計パターンデータに定義される少なくとも一部のパターンを包含する領域データとパターンの重要度情報とを入力し、領域データを用いて重要度情報に基づいた多値の解像度で示される画素値を有する領域画像データを作成する工程と、
領域画像データの各画素の画素値によって定まる複数の閾値あるいは複数の欠陥判定処理方法の１つを用いて、領域画像データが示す領域内の光学画像データと参照画像データとを画素毎に欠陥判定する工程と、
を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、パターンの用途或いは種別によって検査する際の判定閾値を多段階に変更することができる。その結果、これまで擬似欠陥となっていたものを低減させることが可能となる。よって、検査のやり直しを防ぐなど装置の有効利用を可能にすることができる。

実施の形態１．

図１は、実施の形態１におけるパターン検査装置の構成を示す概念図である。
図１において、マスクやウェハ等の基板を試料として、かかる試料に形成されたパターンの欠陥を検査するパターン検査装置１００は、光学画像取得部１５０と制御系回路１６０を備えている。光学画像取得部１５０は、ＸＹθテーブル１０２、光源１０３、拡大光学系１０４、フォトダイオードアレイ１０５、センサ回路１０６、レーザ測長システム１２２、オートローダ１３０、照明光学系１７０を備えている。制御系回路１６０では、装置全体制御の機能を持つ制御計算機１１０が、データ伝送路となるバス１２０を介して、位置回路１０７、比較部の一例となる比較回路１０８、参照画像データ作成部の一例となる展開回路１１１及び参照回路１１２、領域画像データ作成部の一例となる展開回路１４０、オートローダ制御回路１１３、テーブル制御回路１１４、記憶装置の一例となる磁気ディスク装置１０９、磁気テープ装置１１５、フレシキブルディスク装置（ＦＤ）１１６、ＣＲＴ１１７、パターンモニタ１１８、プリンタ１１９に接続されている。また、ＸＹθテーブル１０２は、Ｘ軸モータ、Ｙ軸モータ、θ軸モータにより駆動される。図１では、本実施の形態１を説明する上で必要な構成部分以外については記載を省略している。パターン検査装置１００にとって、通常、必要なその他の構成が含まれることは言うまでもない。

図２は、実施の形態１におけるＣＡＤデータから設計データ生成までの流れを示す概念図である。
図２において、設計者（ユーザ）が作成したＣＡＤデータ１０は、例えばＯＡＳＩＳと呼ばれる階層化されたフォーマットの設計中間データ１２に変換される。設計中間データ１２では、レイヤ（層）毎に製作される各フォトマスク１０１に形成されるパターンデータが格納される。さらに、設計中間データ１２には、ＣＡＤデータ１０を作成した設計者によって任意に決められたマスクデータランク（ＭＤＲ）情報が格納される。パターンの用途によって検査する際に求められる精度が異なるため、ＭＤＲ情報にそのデータランクの識別コードとなるランクコード（重要度情報）と該当するパターンを含む領域を示すパターン領域データが格納される。設計者としては、例えば、用途としてクロックに使用されるパターンについては高感度に、用途としてダミーやシールドに使用されるパターンについては低感度に、用途として電源に使用されるパターンについては中間の感度に判定閾値を設定したいといった用途に応じた要求がある。そのため、図２において、ＭＤＲ情報に、例えば、ランクコード１として、クロックパターン領域データ、ランクコード２として、電源パターン領域データ、ランクコード３として、シールドパターン領域データ、ランクコード４として、ダミーパターン領域データが定義されている。このように変換された設計中間データ１２は、レイアウト解析プログラムが組み込まれた計算機によって機械的に解析処理が行なわれ、設計中間データ１４が生成される。レイアウト解析プログラムによって、機械的に光近接効果補正（ＯＰＣ）用パターンやその他のアシストパターンやダミーパターン等が加えられる。設計中間データ１４には、設計中間データ１２の内容にさらに追加されたパターンの種別（データタイプ）を識別する識別コードとなるデータタイプコード（重要度情報）と該当するパターンを含む領域を示すパターン領域データが格納される。図２において、解析結果情報には、例えば、データタイプコードＡとして、ＯＰＣパターン領域データ、データタイプコードＢとして、ダミーパターン領域データ、データタイプコードＣとして、アシストパターン領域データ、データタイプコードＤとして、コンタクトパターン領域データが定義されている。レイアウト解析プログラムによって加えられたパターンは、設計者がＣＡＤデータを作成した時点では意図していないものである。このようにして、作成された設計中間データ１４が、パターン検査装置１００に入力するための装置入力フォーマットである設計データ１６に変換される。

図３は、実施の形態１におけるパターン検査方法の要部工程を示すフローチャート図である。
図３において、パターン検査方法は、光学画像取得工程（Ｓ２０２）、設計パターンデータの記憶工程（Ｓ２１２）と、設計画像データ生成工程の一例となる展開工程（Ｓ２１４）、及びフィルタ処理工程（Ｓ２１６）と、領域データ等の記憶工程（Ｓ２２２）と、領域画像データ生成工程の一例となる展開工程（Ｓ２２４）と、比較工程（Ｓ２２６）という一連の工程を実施する。

Ｓ（ステップ）２０２において、光学画像取得工程として、光学画像取得部１５０は、設計パターンに基づいて設計パターンに含まれる図形データが示す図形が描画されたフォトマスク１０１における光学画像（測定データ）を取得する。具体的には、光学画像は、以下のように取得される。

被検査試料となるフォトマスク１０１は、ＸＹθ各軸のモータによって水平方向及び回転方向に移動可能に設けられたＸＹθテーブル１０２上に載置され、フォトマスク１０１に形成されたパターンには、ＸＹθテーブル１０２の上方に配置されている適切な光源１０３によって光が照射される。光源１０３から照射される光束は、照明光学系１７０を介して試料となるフォトマスク１０１を照射する。フォトマスク１０１の下方には、拡大光学系１０４、フォトダイオードアレイ１０５及びセンサ回路１０６が配置されており、露光用マスクなどの試料となるフォトマスク１０１を透過した光は拡大光学系１０４を介して、フォトダイオードアレイ１０５に光学像として結像し、入射する。拡大光学系１０４は図示しない自動焦点機構により自動的に焦点調整がなされていてもよい。

図４は、光学画像の取得手順を説明するための図である。
被検査領域は、図４に示すように、Ｙ方向に向かって、スキャン幅Ｗの短冊状の複数の検査ストライプ２０に仮想的に分割され、更にその分割された各検査ストライプ２０が連続的に走査されるようにＸＹθテーブル１０２の動作が制御され、Ｘ方向に移動しながら光学画像が取得される。フォトダイオードアレイ１０５では、図４に示されるようなスキャン幅Ｗの画像を連続的に入力する。そして、第１の検査ストライプ２０における画像を取得した後、第２の検査ストライプ２０における画像を今度は逆方向に移動しながら同様にスキャン幅Ｗの画像を連続的に入力する。そして、第３の検査ストライプ２０における画像を取得する場合には、第２の検査ストライプ２０における画像を取得する方向とは逆方向、すなわち、第１の検査ストライプ２０における画像を取得した方向に移動しながら画像を取得する。このように、連続的に画像を取得していくことで、無駄な処理時間を短縮することができる。

フォトダイオードアレイ１０５上に結像されたパターンの像は、フォトダイオードアレイ１０５によって光電変換され、更にセンサ回路１０６によってＡ／Ｄ（アナログデジタル）変換される。フォトダイオードアレイ１０５には、ＴＤＩ（タイムディレイインテグレータ）センサのようなセンサが設置されている。ステージとなるＸＹθテーブル１０２をＸ軸方向に連続的に移動させることにより、ＴＤＩセンサは試料となるフォトマスク１０１のパターンを撮像する。これらの光源１０３、拡大光学系１０４、フォトダイオードアレイ１０５、センサ回路１０６により高倍率の検査光学系が構成されている。

ＸＹθテーブル１０２は、制御計算機１１０の制御の下にテーブル制御回路１１４により駆動される。Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向に駆動する３軸（Ｘ−Ｙ−θ）モータの様な駆動系によって移動可能となっている。これらの、Ｘモータ、Ｙモータ、θモータは、例えばステップモータを用いることができる。そして、ＸＹθテーブル１０２の移動位置はレーザ測長システム１２２により測定され、位置回路１０７に供給される。また、ＸＹθテーブル１０２上のフォトマスク１０１はオートローダ制御回路１１３により駆動されるオートローダ１３０により自動的に搬送され、オペレータが楽にフォトマスク１０１の出し入れが行えるものとなっている。ＸＹθテーブル１０２の可動範囲には拡大光学系１０４とは別のレビュー用の撮像光学系を持ち、検査装置が検出した欠陥をＩＴＶ（工業用テレビ）カメラ付の顕微鏡でオペレータが目視確認することが可能になっている。

センサ回路１０６から出力された測定データ（光学画像）は、位置回路１０７から出力されたＸＹθテーブル１０２上におけるフォトマスク１０１の位置を示すデータとともに比較回路１０８に送られる。測定データは例えば８ビットの符号なしデータであり、各画素の明るさの階調を表現している。

Ｓ２１２において、記憶工程として、フォトマスク１０１のパターン形成時に用いた設計パターンデータは、記憶装置（記憶部）の一例である磁気ディスク装置１０９に記憶される。
Ｓ２１４において、展開工程として、展開回路１１１は、磁気ディスク装置１０９から制御計算機１１０を通して設計パターンデータを読み出し、読み出された被検査試料となるフォトマスク１０１の設計パターンデータを２値ないしは多値のイメージデータ（設計画像データ）に変換して、このイメージデータが参照回路１１２に送られる。

ここで、設計パターンに含まれる図形は長方形や三角形を基本図形としたもので、例えば、図形の基準位置における座標（ｘ、ｙ）、辺の長さ、長方形や三角形等の図形種を区別する識別子となる図形コードといった情報で各パターン図形の形、大きさ、位置等を定義した図形データが格納されている。かかる図形データとなる設計パターンが展開回路１１１に入力されると、図形ごとのデータにまで展開し、その図形データの図形形状を示す図形コード、図形寸法などを解釈する。そして、所定の量子化寸法のグリッドを単位とするマス目内に配置されるパターンとして２値ないしは多値の設計画像データを展開する。そして、展開された設計画像データは、画素に相当する領域（マス目）毎に設計パターンにおける図形が占める占有率を演算する。各画素内の図形占有率が画素値となる。

Ｓ２１６において、フィルタ処理工程として、参照回路１１２は、送られてきた図形のイメージデータである設計画像データに適切なフィルタ処理を施す。
図５は、フィルタ処理を説明するための図である。
センサ回路１０６から得られた光学画像としての測定データは、拡大光学系１０４の解像特性やフォトダイオードアレイ１０５のアパーチャ効果等によってフィルタが作用した状態、言い換えれば連続変化するアナログ状態にあるため、画像強度（濃淡値）がデジタル値の設計側のイメージデータである設計画像データにもフィルタ処理を施すことにより、測定データに合わせることができる。このようにして光学画像と比較する参照画像を作成する。

ここで、このまま、光学画像データと参照画像データを比較してしまうと、上述したように、欠陥とすべきでないにも関わらず欠陥と判定される誤判定（擬似欠陥）が生じてしまう。そこで、実施の形態１では、図１に示す展開回路１４０を用いて領域画像データを生成する。領域画像データを用いて検査閾値あるいは欠陥判定処理方法を可変にすることで擬似欠陥を抑制することを可能にする比較処理システムを構築した。

図６は、実施の形態１におけるパターン検査方法における要部工程のフローチャートに従った回路構成のブロック図である。
図６において、測定データは、上述したように、比較回路１０８に送られる。そして、設計パターンデータは、展開回路１１１及び参照回路１１２により設計画像データに変換され、比較回路１０８に送られる。一方、設計パターンデータと同一フォーマットで作成されたパターン領域データと重要度情報は、設計パターンデータの変換手段とは別個の回路系統となる展開回路１４０により領域画像データに変換され、比較回路１０８に送られる。別個の回路系統となる展開回路１４０により領域画像データに変換することで、設計パターンデータの変換処理とパターン領域データの変換処理とを並列処理することができる。

Ｓ２２２において、記憶工程として、パターン領域データと重要度情報は、記憶装置（記憶部）の一例である磁気ディスク装置１０９に記憶される。ここでは、図２に示したマスクデータランクに定義された情報と解析結果情報に定義された情報とが格納されている。

Ｓ２２４において、展開工程として、展開回路１４０は、磁気ディスク装置１０９から制御計算機１１０を通してパターン領域データと重要度情報を読み出し、パターン領域データを用いて重要度情報に基づいた多値の解像度で示される画素値を有するイメージデータ（領域画像データ）を作成する。ここでは、例えば、１／３２の解像度で画素値を設定する。すなわち、かかる解像度の場合、画素値は、０〜３１の値で定義される。この値の決定には、換算テーブルを用いる。

図７は、実施の形態１における換算テーブルの一例を示す図である。
図７において、換算テーブル３０は、ランクコードと感度指定情報の相関関係、及びデータタイプコードと感度指定情報の相関関係を定義する。図７では、例えば、用途がクロックを示すランクコード１は、感度指定情報がレベル４と対応する。例えば、用途が電源を示すランクコード２は、感度指定情報がレベル２と対応する。例えば、用途がシールドを示すランクコード３は、感度指定情報がレベル１と対応する。例えば、用途がダミーを示すランクコード４は、感度指定情報がレベル１と対応する。例えば、データ種別がＯＰＣパターンを示すデータタイプコードＡは、感度指定情報がレベル１と対応する。例えば、データ種別がダミーパターンを示すデータタイプコードＢは、感度指定情報がレベル１と対応する。例えば、データ種別がアシストパターンを示すデータタイプコードＣは、感度指定情報がレベル１と対応する。例えば、データ種別がコンタクトパターンを示すデータタイプコードＤは、感度指定情報がレベル４と対応する。ここでは、レベル値が大きいほど、高感度（判定閾値が厳しい値）となる。換算テーブル３０は、磁気ディスク装置１０９に記憶される。

図８は、実施の形態１におけるパターン領域データ用の展開回路の内部構成の一例を示す概念図である。
図８において、展開回路１４０は、展開部４０、複数のパターン発生部４２、及び合成部４４を有している。展開部４０は、パターン領域データと対応するランクコードを入力する。また、展開部４０は、パターン領域データと対応するデータタイプコードを入力する。

ここで、パターン領域データに含まれる情報は、領域を示す長方形や三角形を基本図形としたもので、例えば、領域図形の基準位置における座標（ｘ、ｙ）、辺の長さ、長方形や三角形等の図形種を区別する識別子となる図形コードといった情報で各図形の形、大きさ、位置等を定義した図形データが格納されている。例えば、所望するパターンを含むように、所望するパターンの外形に所定のマージンを加えた大きさの領域図形が指定される。マージンは、パターンの世代と同等な寸法分あるいは検査装置のセンサ画素寸法に相当する寸法にすると好適である。例えば、６５ｎｍノード世代のパターンであれば、片側６５ｎｍ分広めの領域図形が設定されていると好適である。かかるパターン領域データが展開回路１４０に入力されると、展開部４０は、領域図形ごとのデータにまで展開し、その領域図形データの図形形状を示す図形コード、図形寸法などを解釈する。そして、展開部４０は、磁気ディスク装置１０９から換算テーブル３０を読み出す。そして、展開部４０は、換算テーブル３０を参照して、ランクコードから該当するパターン領域データの感度指定情報を取得する。また、同様に、展開部４０は、換算テーブル３０を参照して、データタイプコードから該当するパターン領域データの感度指定情報を取得する。そして、パターン発生回路４２は、画素に相当するマス目内に多値の値を設定した領域画像データに展開する。その際、各画素の値は、感度指定情報のレベル値によって決定される。

図９は、実施の形態１における感度指定情報と画素値との関係の一例を示す図である。
図９において、例えば、感度指定情報がレベル１の場合、画素値が０〜７のいずれかに設定される。例えば、感度指定情報がレベル２の場合、画素値が８〜１５のいずれかに設定される。例えば、感度指定情報がレベル３の場合、画素値が１６〜２３のいずれかに設定される。例えば、感度指定情報がレベル４の場合、画素値が２４〜３１のいずれかに設定される。ここでは、画素値が０〜３１で定義される場合を示している。例えば、感度指定情報がレベル１の場合、画素値が０に設定される。例えば、感度指定情報がレベル２の場合、画素値が８に設定される。例えば、感度指定情報がレベル３の場合、画素値が１６に設定される。例えば、感度指定情報がレベル４の場合、画素値が２４に設定される。
通常パターンではパターンエッジの凹凸やピンドット欠陥などの形状欠陥が重要であることに対して、コンタクトホール形状のパターンでは、その位置精度やホール形状の寸法精度が重要になる。このため、コンタクトホールと通常パターンとでは欠陥判定方法自体も若干変更することが望ましく、この区別情報をこの関係テーブルで表現し、活用することが可能である。上述の通り、例えば画素値の下２桁は感度指定情報を反映し、１００の桁は適用したい欠陥判定方法の区別を記載する。例えば１００番台はコンタクトホール用の欠陥検出方法を適用したい領域、２００番台はコーナーパターン用の欠陥検出方法を適用したい領域、などである。これと下２桁を併せて合成部４４で合成されて検査装置内の比較判定処理に適用されるようにする。

そして、合成部４４は、パターン展開された領域画素データを合成する。例えば、参照データと測定データの比較単位の大きさで合成しても良いし、マスク１枚分で合成しても構わない。ここで、パターン領域データが示す領域は、該当するパターン寸法にマージンが付加された寸法となっているので、中には領域同士が重複してしまう場合もあり得る。また、設計者が設定したランクコードに該当する領域と解析ソフトによる解析の結果付加されたパターンの領域とが重複することもあり得る。すなわち、展開回路１４０は、領域が重複する複数の領域データと共に、複数の領域データのいずれかと対となる複数の重要度情報を入力する場合があり得る。
以上の説明では、感度指定情報はパターンデータと画素寸法同一のメッシュで処理する例を示しているが、アシストパターンなど極めて細い補助パターンを記述するためには、例えばパターンデータの半分の寸法でメッシュを取り、領域画素データを取り扱う必要があるかもしれない。

図１０は、実施の形態１における領域画像を合成する状況を説明するための概念図である。
図１０に示すように、領域３２と領域３４が重複する場合、合成部４４は、領域が重複する複数の領域データを合成した領域３６を示す領域画像データを作成する。そして、合成部４４は、設計者が設定した複数のランクコードのそれぞれに該当する異なる領域データが示す領域同士が重複する場合、次のように画素値を設定する。すなわち、合成後の領域画像データが示す重複する領域の画素値は、重要度が高く定義された重要度情報に基づいた多値の解像度で示される画素値が用いられる。すなわち、重要度情報によって指定された感度指定情報のレベル値が大きい方に合わせる。これにより厳しく検査すべき箇所を緩く検査してしまうことを防止することができる。或いは、合成部４４は、解析ソフトによって付加された複数のデータタイプコードのそれぞれに該当する異なる領域データが示す領域同士が重複する場合、同様に、重複する領域の画素値は重要度が高く定義された重要度情報に基づいた多値の解像度で示される画素値が用いられる。

また、合成部４４は、設計者が設定したランクコードに該当する領域データが示す領域と、解析ソフトによって付加されたデータタイプコードに該当する領域データとが重複する場合、次のように画素値を設定する。すなわち、合成後の領域画像データが示す重複する領域の画素値は、設計者（ユーザ）が所望する重要度に対応する情報が定義された重要度情報に基づいた多値の解像度で示される画素値が用いられる。これにより設計者の意図が反映できる。

以上のようにして形成された領域画像データでは、画素毎にその画素の画素値だけで次の工程での判定閾値のレベルが判断することができる。そのため、例えば、画素値をｎビットのデータとして持ち、あるビット目の値が「０」か「１」かによりその領域自体がどの領域なのかを判定し、その領域に予め設定される判定閾値を判断するといった作業が不要となる。このようにして形成された領域画像データでは、比較回路１０８に出力される。

Ｓ２２６において、比較工程として、比較回路１０８は、展開回路１４０で作成された領域画像データを取り込み、領域画像データの各画素の画素値によって定まる複数の検査閾値（検査感度）あるいは欠陥判定処理方法の１つを用いて、領域画像データが示す領域内の光学画像データと参照画像データとを画素毎に所定のアルゴリズムに従って比較し、欠陥の有無を判定する。ここで、各検査閾値は、図９に示したように、各画素の画素値が０〜７ではレベル１の閾値で、各画素の画素値が８〜１５ではレベル２の閾値で、各画素の画素値が１６〜２３ではレベル３の閾値で、各画素の画素値が２４〜３１ではレベル４の閾値で判定する。以上のように、領域画像データの画素値自体に基づいて検査閾値（検査感度）を変更して所定のアルゴリズムに従って比較し、欠陥の有無を判定する。また、欠陥判定処理方法の区別は１００の桁で示し、１００番台はコンタクトホール形状を包含する領域、２００番台はパターンコーナ部の領域などと表現し、各検査閾値と欠陥判定処理方法の組み合わせ指定を可能にする。

以上のように構成することで、比較回路１０８は領域画像データにより比較対象領域の比較判定閾値あるいは欠陥判定処理方法を画素毎に変更させながら欠陥判定を行うことになる。よって、欠陥判定を厳しく行わなければならない領域は厳しい判定閾値で検査され、それほど重要ではない領域に対しては不必要に厳しい判定閾値で検査しないようにすることができる。その結果、擬似欠陥を多発させないようにすることができる。

図１１は、別の光学画像取得手法を説明するための図である。
図１の構成では、スキャン幅Ｗの画素数（例えば２０４８画素）を同時に入射するフォトダイオードアレイ１０５を用いているが、これに限るものではなく、図１１に示すように、ＸＹθテーブル１０２をＸ方向に定速度で送りながら、レーザ干渉計で一定ピッチの移動を検出した毎にＹ方向に図示していないレーザスキャン光学装置でレーザビームをＹ方向に走査し、透過光を検出して所定の大きさのエリア毎に二次元画像を取得する手法を用いても構わない。

以上の説明において、「〜部」、「〜回路」或いは「〜工程」と記載したものは、コンピュータで動作可能なプログラムにより構成することができる。或いは、ソフトウェアとなるプログラムだけではなく、ハードウェアとソフトウェアとの組合せにより実施させても構わない。或いは、ファームウェアとの組合せでも構わない。また、プログラムにより構成される場合、プログラムは、磁気ディスク装置、磁気テープ装置、ＦＤ、或いはＲＯＭ（リードオンリメモリ）等の記録媒体に記録される。例えば、演算制御部を構成するテーブル制御回路１１４、展開回路１１１、展開回路１４０、参照回路１１２、比較回路１０８等は、電気的回路で構成されていても良いし、制御計算機１１０によって処理することのできるソフトウェアとして実現してもよい。また電気的回路とソフトウェアの組み合わせで実現しても良い。

以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、各実施の形態では、透過光を用いているが、反射光あるいは、透過光と反射光を同時に用いてもよい。また、上述した例では、重要度情報として、ランクコードとデータタイプコードを示しているが、重要度情報には、その他の情報が含まれていても構わないことは言うまでもない。例えば、ランクコードやデータタイプコードに該当するパターン領域データを識別する情報等が含まれる。重要度情報は、例えば、テキストフォーマットで作成されると好適である。例えば、ＡＳＣＩＩテキストフォーマット等を用いると好適である。

また、上述した図２では、ＭＤＲ情報にそのデータランクの識別コードとなるランクコード（重要度情報）と該当するパターンを含む領域を示すパターン領域データが格納されるように示したがこれに限るものではない。例えば、ＭＤＲ情報にそのデータランクの識別コードとなるランクコード（重要度情報）と該当するパターンデータが格納されるようにしてもよい。その場合には、別途、該当するパターンデータが示すパターン寸法に所定のマージンを付加したパターン領域データを生成する。そして、生成されたパターン領域データと該当するランクコードとをパターン検査装置１００に入力すればよい。同様に、上述した図２では、設計中間データ１４には、設計中間データ１２の内容にさらに追加されたパターンの種別（データタイプ）を識別する識別コードとなるデータタイプコード（重要度情報）と該当するパターンを含む領域を示すパターン領域データが格納されるように示したがこれに限るものではない。例えば、設計中間データ１４には、設計中間データ１２の内容にさらに追加されたパターンの種別（データタイプ）を識別する識別コードとなるデータタイプコード（重要度情報）と該当するパターンデータが格納されるようにしてもよい。その場合には、別途、該当するパターンデータが示すパターン寸法に所定のマージンを付加したパターン領域データを生成する。そして、生成されたパターン領域データと該当するデータタイプコードとをパターン検査装置１００に入力すればよい。

また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。

その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全てのパターン検査装置或いはパターン検査方法は、本発明の範囲に包含される。

実施の形態１におけるパターン検査装置の構成を示す概念図である。 実施の形態１におけるＣＡＤデータから設計データ生成までの流れを示す概念図である。 実施の形態１におけるパターン検査方法の要部工程を示すフローチャート図である。 光学画像の取得手順を説明するための図である。 フィルタ処理を説明するための図である。 実施の形態１におけるパターン検査方法における要部工程のフローチャートに従った回路構成のブロック図である。 実施の形態１における換算テーブルの一例を示す図である。 実施の形態１におけるパターン領域データ用の展開回路の内部構成の一例を示す概念図である。 実施の形態１における感度指定情報と画素値との関係の一例を示す図である。 実施の形態１における領域画像を合成する状況を説明するための概念図である。 別の光学画像取得手法を説明するための図である。

符号の説明

１０ ＣＡＤデータ
１２，１４ 設計中間データ
１６ 設計データ
２０ 検査ストライプ
３０ 換算テーブル
３２，３４，３６ 領域
４０ 展開部
４２ パターン発生部
４４ 合成部
１００ パターン検査装置
１０１ フォトマスク
１０２ ＸＹθテーブル
１０３ 光源
１０４ 拡大光学系
１０５ フォトダイオードアレイ
１０６ センサ回路
１０７ 位置回路
１０８ 比較回路
１０９ 磁気ディスク装置
１１０ 制御計算機
１１１，１４０ 展開回路
１１２ 参照回路
１１５ 磁気テープ装置
１５０ 光学画像取得部

Claims (5)

1. パターン形成された被検査試料の光学画像データを取得する光学画像取得部と、
   前記被検査試料のパターン形成の基となる設計パターンデータを入力し、前記設計パターンデータに基づいて前記光学画像データに対応する参照画像データを作成する参照画像データ作成部と、
   前記設計パターンデータに定義される少なくとも一部のパターンを包含する領域データと前記パターンの重要度情報とを入力し、前記領域データを用いて前記重要度情報に基づいた多値の解像度で示される画素値を有する領域画像データを作成する領域画像データ作成部と、
   前記領域画像データの各画素の画素値によって定まる複数の閾値あるいは複数の欠陥判定処理方法の１つを用いて、前記領域画像データが示す領域内の前記光学画像データと前記参照画像データとを画素毎に欠陥判定する比較部と、
   を備えたことを特徴とするパターン検査装置。
2. 前記領域画像データ作成部は、領域が重複する複数の領域データを入力し、領域が重複する複数の領域データを合成した領域を示す領域画像データを作成することを特徴とする請求項１記載のパターン検査装置。
3. 前記領域画像データ作成部は、前記複数の領域データと共に、前記複数の領域データのいずれかと対となる複数の重要度情報を入力し、
   前記領域画像データが示す重複する領域の画素値は、重要度が高く定義された重要度情報に基づいた多値の解像度で示される画素値が用いられることを特徴とする請求項２記載のパターン検査装置。
4. 前記領域が重複する複数の領域データの一方の領域データと対となる重要度情報には、ユーザが所望する重要度に対応する情報が定義され、他方の領域データと対となる重要度情報には、パターン種別毎に予め設定された重要度に対応する情報が定義され、
   前記領域画像データが示す重複する領域の画素値は、ユーザが所望する重要度に対応する情報が定義された重要度情報に基づいた多値の解像度で示される画素値が用いられることを特徴とする請求項２記載のパターン検査装置。
5. パターン形成された被検査試料の光学画像データを取得する工程と、
   前記被検査試料のパターン形成の基となる設計パターンデータを入力し、前記設計パターンデータに基づいて前記光学画像データに対応する参照画像データを作成する工程と、
   前記設計パターンデータに定義される少なくとも一部のパターンを包含する領域データと前記パターンの重要度情報とを入力し、前記領域データを用いて前記重要度情報に基づいた多値の解像度で示される画素値を有する領域画像データを作成する工程と、
   前記領域画像データの各画素の画素値によって定まる複数の閾値あるいは複数の欠陥判定処理方法の１つを用いて、前記領域画像データが示す領域内の前記光学画像データと前記参照画像データとを画素毎に欠陥判定する工程と、
   を備えたことを特徴とするパターン検査方法。

Images