JP2013167608A - 検査装置および検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】検査工程で生じる位置誤差を低減することのできる検査装置および検査方法を提供する。
【解決手段】マスク１０１の検査領域をストライプ２０ａ〜２０ｉによって仮想的に分割するとともに、位置誤差補正手段１０のパターンもストライプ２０ａ〜２０ｉによって仮想的に分割する。そして、マスク１０１と位置誤差補正手段１０の両方について、全てのストライプが連続して走査されるようにステージ１０２を移動させて、これらの光学画像を取得する。位置誤差補正手段１０の光学画像から位置誤差補正手段１０に形成されたパターンの位置座標の変動値を取得する。この変動値を基にマスク１０１の検査領域にある各パターンの位置座標の変動値を求めてこれらの位置座標を補正する。その後、マスク１０１の検査領域にある各パターンの位置座標の変動値からマップを作成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、検査装置および検査方法に関し、より詳しくは、マスク等の被検査試料に形成されたパターンの欠陥検出に用いられる検査装置および検査方法に関する。

近年、大規模集積回路（ＬＳＩ；Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）の高集積化および大容量化に伴い、半導体素子に要求される回路線幅は益々狭くなっている。こうした回路パターンは、原画パターンが描かれたマスクを用い、ステッパと称される縮小投影露光装置でウェハをパターンに露光転写することにより製造される。ここで、パターンの転写に使用されている深紫外線光の波長は１９３ｎｍであるのに対して、転写しようとするパターンのサイズは波長よりも短い。このため、リソグラフィ技術の複雑化も加速している。また、ＬＳＩを大量に生産するにあたっては、製品毎に異なるマスクパターンのデザイン変更に対する自由度も求められる。こうしたことから、マスク上に原画パターンを形成する際には、電子ビーム描画装置による電子ビームリソグラフィ技術が用いられている。

電子ビームリソグラフィ技術は、荷電粒子ビームを利用するために本質的に優れた解像度を有する。また、焦点深度を大きく確保することができるので、高い段差上でも寸法変動を抑制できるという利点も有している。それ故、マスクの製造現場だけではなく、ウェハ上にパターンを直接描画する際にも電子ビームリソグラフィ技術が用いられる。例えば、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）を代表とする最先端デバイスの開発に適用されている他、一部ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）の生産にも用いられている。

ところで、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。このため、歩留まり向上のための様々な方策がとられている。特に、マスクのパターン欠陥は、歩留まりを低下させる大きな要因となるので、マスク製造工程ではパターン欠陥を正確に検出することが求められる。

しかしながら、１ギガビット級のＤＲＡＭ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。このため、マスク上で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。それ故、ＬＳＩ製造に使用される転写用マスクの欠陥を検出する検査装置には、高い検査精度が必要とされる。

検査装置における欠陥検出の手法には、ダイ−トゥ−データベース（ｄｉｅ ｔｏ ｄａｔａｂａｓｅ）検査と、ダイ−トゥ−ダイ（ｄｉｅ ｔｏ ｄｉｅ）検査とがある。いずれも被検査試料の光学画像を、手本となる基準画像と比較して、欠陥を検出するものである。例えば、ダイ−トゥ−データベース検査では、描画データ（設計パターンデータ）を検査装置に入力し、これをベースに、基準画像となる設計画像データ（参照画像）を生成する。そして、パターンを撮像して得られた測定データ（光学画像）と、設計画像データ（参照画像）とを比較する。尚、描画データは、パターン設計されたＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）データが検査装置に入力可能なフォーマットに変換されたものである。

特許文献１には、ダイ−トゥ−データベース検査の具体的方法が開示されている。それによれば、まず、光源から出射された光が光学系を介して被検査試料であるマスクに照射される。マスクはステージ上に載置されており、ステージが移動することによって照射された光がマスク上を走査する。マスクを透過または反射した光はレンズを介して画像センサ上に結像し、画像センサで撮像された光学画像は測定データとして比較部へ送られる。比較部では、測定データと設計画像データとがアルゴリズムにしたがって比較される。そして、これらのデータが一致しない場合には欠陥ありと判定される。

特開２００８−１１２１７８号公報

上記のように、マスク上におけるパターンの微細化に伴い、検出されるべき欠陥の寸法も微細になっている。このため、検査装置には高倍率の光学系が必要となり、また、検査にかかる時間は長期化している。それ故、マスクに対して検査光が長時間照射されることによるマスクの熱膨張や、検査装置内部での気流の変動、あるいは、検査装置の各種熱源に起因した測長システムの測定誤差等によって、検査結果から得られるパターンの位置に変動が生じるという問題がある。今後もパターンは微細化の一途であることを考えると、かかる位置変動を是正することが必要となっている。

本発明は、こうした点に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明は、検査工程で生じる位置誤差を低減することのできる検査装置および検査方法を提供することにある。

本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。

本発明の第１の態様は、複数のストライプによって仮想的に分割される検査領域を有する被検査試料が載置されるステージと、
ステージ上で前記被検査試料とは異なる領域に配置され、上記と同一の複数のストライプによって仮想的に分割されるパターンが形成された位置誤差補正手段と、
被検査試料の検査領域と位置誤差補正手段に光を照射してこれらの光学画像を得る光学画像取得部と、
前記被検査試料の設計データから前記光学画像に対応する参照画像を作成する参照画像作成部と、
被検査試料の光学画像と参照画像を比較して、これらの差分値が所定の閾値を超える場合に欠陥と判定する比較部と、
位置誤差補正手段の光学画像と参照画像から位置誤差補正手段に形成されたパターンの位置座標の変動値を取得する変動値取得部と、
上記変動値を基に被検査試料の検査領域にある各パターンの位置座標の変動値を求めてこれらの位置座標を補正する変動値補正部とを有することを特徴とする検査装置に関する。

本発明の第１の態様は、被検査試料の検査領域にある各パターンの位置座標の変動値からマップを作成するマップ作成部を有することが好ましい。

本発明の第２の態様は、所定のパターンを有する位置誤差補正手段が配置されたステージ上に被検査試料を載置する工程と、
被検査試料の検査領域を複数のストライプによって仮想的に分割するとともに、位置誤差補正手段のパターンも上記と同一のストライプによって仮想的に分割し、被検査試料と位置誤差補正手段の両方について、全てのストライプが連続して走査されるようにステージを移動させて、これらの光学画像を取得する工程と、
前記被検査試料の設計データから光学画像に対応する参照画像を作成する工程と、
被検査試料の光学画像と参照画像を比較して、これらの差分値が所定の閾値を超える場合に欠陥と判定する工程と、
位置誤差補正手段の光学画像と参照画像から位置誤差補正手段に形成されたパターンの位置座標の変動値を取得する工程と、
上記変動値を基に被検査試料の検査領域にある各パターンの位置座標の変動値を求めてこれらの位置座標を補正する工程と、
被検査試料の検査領域にある各パターンの位置座標の変動値からマップを作成する工程とを有することを特徴とする検査方法に関する。

本発明の第２の態様において、位置誤差補正手段の光学画像と参照画像から位置誤差補正手段に形成されたパターンの位置座標の変動値を取得する工程は、
位置誤差補正手段に形成されたパターンの位置座標の真値から、所定領域に含まれるこれらのパターンの真値の平均値を求める工程と、
位置誤差補正手段の光学画像と参照画像から位置誤差補正手段に形成されたパターンの位置座標の実測値を求め、所定領域に含まれるこれらのパターンの実測値の平均値を求める工程と、
真値の平均値と実測値の平均値の差から、位置誤差補正手段に形成されたパターンの位置座標の変動値を取得する工程とを有することが好ましい。

本発明の第２の態様において、位置誤差補正手段には、白色パターンが形成されており、
光学画像を取得する工程は、被検査試料と位置誤差補正手段に光を照射し、被検査試料と位置誤差補正手段の各像を光学系を介して画像センサに結像する工程であり、
白色パターンの光学画像から、画像センサに結像する光学像の光量を求める工程と、
光量が所定値から低下した場合に光量のキャリブレーションを行う工程とを有することが好ましい。

本発明の第１の態様によれば、検査工程で生じる位置誤差を低減することのできる検査装置が提供される。

本発明の第２の態様によれば、検査工程で生じる位置誤差を低減することのできる検査方法が提供される。

実施の形態１における光学画像の取得手順を説明する図である。 実施の形態１の検査装置の構成を示す図である。 実施の形態１におけるデータの流れを示す概念図である。 実施の形態１の検査工程の概要を示すフローチャートである。 実施の形態１のフィルタ処理を説明する図である。 実施の形態１において、変動値取得、変動値補正およびマップ作成の各工程を示すフローチャートである。

実施の形態１．
本実施の形態の検査装置は、被検査試料が載置されるステージを有する。このステージ上には、表面に所定のパターンが形成された位置誤差補正手段が設けられている。被検査試料の検査領域は、複数のストライプによって仮想的に分割され、位置誤差補正手段におけるパターンもこれらのストライプによって仮想的に分割される。かかる位置誤差補正手段を設けることで、検査工程で生じるパターンの位置誤差を把握し、またこれを低減することができる。以下、本実施の形態の検査装置および検査方法について詳述する。

本実施の形態では、被検査試料として、フォトリソグラフィで使用されるマスクを用いる。但し、被検査試料はこれに限られるものではない。

本実施の形態におけるステージは、ＸＹθ各軸のモータによって水平方向および回転方向に移動可能なＸＹθステージである。マスクは、ＸＹθステージ上の所定位置に載置される。

検査を行う際には、マスクに形成されたパターンに対し、ＸＹθステージの上方から光を照射する。すると、マスクを透過した光は、フォトダイオードアレイに光学像として結像し、次いで、フォトダイオードアレイで光電変換される。さらにセンサ回路によってＡ／Ｄ（アナログデジタル）変換されてから、光学画像として比較回路へ出力される。

図１は、光学画像の取得手順を説明する図である。この図に示すように、ステージ１０２上には、被検査試料としてのマスク１０１が載置されている。

マスク１０１上で検査領域は、Ｙ方向に向かって、スキャン幅Ｗの短冊状の複数のストライプに仮想的に分割される。図１で、検査領域は、第１のストライプ２０ａから第９のストライプ２０ｉまでの９つのストライプに分割されている。ステージ１０２は、これらのストライプが連続的に走査されるように移動する。これにより、スキャン幅Ｗの画像がフォトダイオードアレイに連続的に入力され、光学画像が取得されていく。

具体的には、ステージ１０２が−Ｘ方向に移動しながら、第１のストライプ２０ａにおける画像がフォトダイオードアレイに入力される。次いで、ステージ１０２がＸ方向に移動しながら、第２のストライプ２０ｂについて同様にスキャン幅Ｗの画像がフォトダイオードアレイに連続的に入力される。第３のストライプ２０ｃについては、第２のストライプ２０ｂにおける画像を取得する方向（Ｘ方向）とは逆方向、すなわち、第１のストライプ２０ａにおける画像を取得した方向（−Ｘ方向）に、ステージ１０２が移動しながらフォトダイオードアレイに画像が入力される。以下同様にして、全てのストライプにおける画像がフォトダイオードアレイに入力される。このように、連続的に画像が入力されることで、効率的な光学画像の取得が可能となる。

本実施の形態では、ステージ１０２上に、位置誤差補正手段１０が設けられている。そして、位置誤差補正手段１０の表面にはパターンが形成されている。このパターンは、例えば、複数の十字パターンからなるパターンや、複数のラインパターンからなるパターン、複数のコンタクトホールからなるパターン等とすることができる。各パターンの位置、すなわち、Ｘ座標とＹ座標については、マスク１０１の検査工程とは別の測定工程によって把握される。この測定工程は、検査工程におけるような熱や気流の変動による影響を受けない。本実施の形態では、かかる測定工程によって得られた位置座標を、「位置誤差補正手段におけるパターン位置座標の真値」と称する。尚、真値の測定には、例えば、ライカ社製ＬＭＳ−ＩＰＲＯ等の座標測定装置等を用いることができる。真値の測定は、原則として１回でよく、検査の度に行う必要はない。

検査工程では、上記の通り、検査光の長時間照射による熱膨張や、検査装置内部での気流の変動、あるいは、検査装置の各種熱源に起因した測長システムの測定誤差等によって、検査結果から得られるパターンの位置に変動が生じる。そこで、本実施の形態では、検査工程において、マスク１０１のパターンの位置と併せて、位置誤差補正手段１０におけるパターンの位置を測定し、これを上記の真値と比較する。真値と測定値との差は、検査工程で生じる位置変動であるので、かかる変動値を用いてマスク１０１のパターン位置を補正することで、各パターンの正確な位置を求めることが可能となる。

検査工程で生じるパターン位置の変動値は、次のようにして求められる。

位置誤差補正手段１０に設けられたパターンを、マスク１０１上の検査領域を分割したストライプと同一のストライプ、すなわち、第１のストライプ２０ａから第９のストライプ２０ｉまでの９つのストライプによって仮想的に分割する。このようにすることにより、検査領域の画像をフォトダイオードアレイに入力するのと連続して、位置誤差補正手段１０のパターンの画像もフォトダイオードアレイに入力することができる。

すなわち、上記の通り、ステージ１０２が移動することにより、マスク１０１の検査領域を分割する、第１のストライプ２０ａ、第２のストライプ２０ｂ、第３のストライプ２０ｃ、・・・における各画像が取得されていく。ここで、ステージ１０２のＸ方向の移動範囲に、マスク１０１の検査領域だけでなく、位置誤差補正手段１０のパターン領域も含まれるようにする。但し、ここで言う移動範囲には、ステージ１０２が等速移動するまでに必要な領域、すなわち、ステージ１０２の加速領域は含まれないものとする。

上記のようにすると、位置誤差補正手段１０における、第１のストライプ２０ａ、第２のストライプ２０ｂ、第３のストライプ２０ｃ、・・・の各画像も上記ステージ１０２の一連の動きの中で取得される。つまり、ステージ１０２に無駄な動作をさせることなく、マスク１０１の検査領域の画像と、位置誤差補正手段１０のパターンの画像とを取得することができる。

上記方法により取得した、位置誤差補正手段１０のパターンの画像から、各パターンの位置座標を求める。得られた位置座標と、予め求めた位置座標の真値との差を求めることにより、検査工程で生じるパターンの位置座標の変動値が求められる。

例えば、位置誤差補正手段１０に複数の十字パターンが設けられているとする。この十字パターンの１つについて、その位置座標の真値を求める。同様にして、他の十字パターンの位置座標についても真値を求める。そして、所定領域に含まれる十字パターンの位置座標の平均値（真値の平均値）を求める。ここで、所定領域は、例えば、２ｍｍ×２ｍｍの大きさの領域とすることができる。尚、かかる所定領域が所定数集合することにより、１ストライプが形成される。

次に、マスク１０１の検査を行う。この際、マスク１０１上の検査領域を、Ｙ方向に向かって、第１のストライプ２０ａから第９のストライプ２０ｉまでの９つのストライプで仮想的に分割する。同様に、位置誤差補正手段１０のパターンについても、同じストライプ、すなわち、第１のストライプ２０ａから第９のストライプ２０ｉによって仮想的に分割する。そして、マスク１０１の検査領域と、位置誤差補正手段１０の両方について、全てのストライプが連続的に走査されるようにステージ１０２を移動させる。

例えば、図１において、矢印は画像が取得されていく方向を示している。位置誤差補正手段１０における第１のストライプ２０ａから始めて、ステージ１０２を−Ｘ方向に移動させることにより、マスク１０１における第１のストライプ２０ａを走査する。これにより、位置誤差補正手段１０の第１のストライプ２０ａの画像に続いて、マスク１０１の第１のストライプ２０ａの画像が取得される。次に、ステージ１０２を−Ｙ方向にステップ送りした後にＸ方向に移動させて、マスク１０１における第２のストライプ２０ｂの画像を取得する。続いて、位置誤差補正手段１０の第２のストライプ２０ｂの画像を取得する。その後も矢印の方向にしたがい、位置誤差補正手段１０とマスク１０１の双方について、第３のストライプ２０ｃ、第４のストライプ２０ｄ、・・・、第９のストライプ２０ｉの各画像を取得する。

上記工程で取得された位置誤差補正手段１０の光学画像を基に、位置誤差補正手段１０に設けられた各十字パターンの位置座標を求める。そして、真値を求めたときと同一の所定領域に含まれる十字パターンの位置座標の平均値（実測値の平均値）を算出する。

検査工程では、検査光の長時間照射による熱膨張や、検査装置内部での気流の変動、あるいは、検査装置の各種熱源に起因した測長システムの測定誤差等により、パターンの測定位置に誤差が生じる。つまり、位置誤差補正手段１０におけるパターンの位置座標は、予め求めた位置座標の真値に一致しない。そこで、上記で求めた＜真値の平均値＞と＜実測値の平均値＞の差を算出することにより、検査工程で生じるパターンの位置座標の変動値を知ることができる。

尚、平均値の差を変動値とせずに、各パターンの真値と実測値の差を変動値とすることもできる。しかし、各パターンの変動値を基に位置ずれ量を補正する場合、処理されるデータ量が膨大になる。一方、検査時において、隣接するパターン間での変動値の差は微小と考えられる。そこで、上述したように、所定領域に含まれるパターンについて、これらの真値と実測値の各平均値を求め、これらの差を変動値とすることが好ましい。

パターンの位置座標が変動する現象は、検査時間が長くなることに起因している。このため、変動値は、一定ではなく、基本的には、検査開始からの時間が経過するほど大きくなる。つまり、マスク１０１において、各パターンの位置座標の変動値は、第１のストライプ２０ａ、第２のストライプ２０ｂ、・・・、第９のストライプ２０ｉの順に大きくなる。同様に、位置誤差補正手段１０におけるパターン位置座標の変動値も、第１のストライプ２０ａ、第２のストライプ２０ｂ、・・・、第９のストライプ２０ｉの順に大きくなる。また、同じストライプであっても、最初に検査されたパターンよりも、後に検査されたパターンの方が、座標位置の変動値は大きい。そこで、位置誤差補正手段１０における、＜真値の平均値＞と＜実測値の平均値＞の差から求めた位置座標の変動値を用いて線形補間を行う。これにより、マスク１０１におけるパターンの位置座標の変動値を求めることができる。そして、この変動値を用いて実測値を補正することで、パターンの位置ずれ量を低減することが可能となる。

尚、マスク１０１におけるパターンの位置座標の変動値の求め方は、上記の線形補間に限られないのは言うまでもない。例えば、Ｂ−スプライン曲線等の高次の関数を用いた補間によってもよい。

また、例えば、位置誤差補正手段１０における所定の単位領域について、＜真値の平均値＞と＜実測値の平均値＞の差から求めた位置座標の変動値の平均値を求める。例えば、Ｘ座標が０〜２でＹ座標が０〜２の領域について、上記差から求めた位置座標の変動値の平均値を求める。この平均値を用いて、マスク１０１の検査領域でＹ座標が０〜２の範囲にある全実測値を補正することもできる。

尚、位置誤差補正手段１０を図１とは異なる配置とした場合にも、パターンの位置座標の変動値を求めることが可能である。例えば、マスク１０１に対して図１に示す位置とは反対の側に、位置誤差補正手段１０を設けてもよい。

但し、本実施の形態においては、図１に示すように、位置誤差補正手段１０を、そのストライプの配列方向がステージの移動方向（Ｘ方向）に対して垂直となるように配置することが好ましく、ストライプの配列方向がＹ方向と垂直となるように配置することは好ましくない。すなわち、図１の配置から９０度回転した方向に位置誤差補正手段１０を配置するのは適当でない。これは、次の理由による。

図１の配置であれば、上記の通り、第１のストライプ２０ａから第９のストライプ２０ｉを走査するためのステージ１０２の一連の動きのなかで、位置誤差補正手段１０とマスク１０１の双方の画像を取得できる。しかしながら、図１の配置から９０度回転した方向に位置誤差補正手段１０が配置される場合、パターン位置座標の変動値を求めることはできるものの、位置誤差補正手段１０のパターンを、マスク１０１と同一のストライプを用いて分割することができないため、ステージ１０２の一連の動きのなかで上記双方の画像を取得することはできなくなる。

例えば、位置誤差補正手段１０の第１のストライプを走査した後、ステージ１０２をＸ方向とＹ方向に移動させてから、マスク１０１の第１のストライプを走査することが必要になる。また、この際の走査方向も位置誤差補正手段１０の走査方向とは変える必要がある。そして、マスク１０１の第１のストライプを走査し終えた後は、再び位置誤差補正手段１０に戻って第２のストライプを走査する。この際にも、ステージ１０２をＸ方向とＹ方向に移動させなければならないうえに、走査方向もマスク１０１における走査方向と変えなければならない。以降についても、マスク１０１を走査する場合と、位置誤差補正手段１０を走査する場合とで、ステージ１０２の位置と移動方向を変えることが必要となる。

このように、ストライプの配列方向がＹ方向と垂直となるように配置し、位置誤差補正手段１０とマスク１０１の双方の画像を取得しようとすると、ステージ１０２の動きが煩雑にならざるを得ない。これは、検査の長時間化に繋がる。したがって、位置誤差補正手段１０は、そのストライプの配列方向がステージの移動方向（Ｘ方向）に対して垂直となるように配置することが好ましい。

次に、本実施の形態の検査装置について、さらに詳しく説明する。

図２は、本実施の形態の検査装置の構成を示す図である。この図に示すように、検査装置１００は、光学画像取得部Ａと制御部Ｂを有する。

光学画像取得部Ａは、光源１０３と、水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）および回転方向（θ方向）に移動可能なステージ１０２と、透過照明系を構成する照明光学系１７０と、拡大光学系１０４と、フォトダイオードアレイ１０５と、センサ回路１０６と、変動値取得回路１２５と、レーザ測長システム１２２と、オートローダ１３０とを有する。ステージ１０２上に載置されるマスク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から自動的に搬送され、検査終了後には自動的に排出されるようになっている。

制御部Ｂでは、検査装置１００全体の制御を司る制御計算機１１０が、データ伝送路となるバス１２０を介して、位置回路１０７、比較回路１０８、参照回路１１２、展開回路１１１、変動値取得回路１２５、変動値補正回路１２６、マップ作成回路１２７、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、フレキシブルディスク装置１１６、ＣＲＴ１１７、パターンモニタ１１８およびプリンタ１１９に接続されている。

尚、比較回路１０８、変動値取得回路１２５、変動値補正回路１２６、マップ作成回路１２７は、それぞれ、本発明の比較部、変動値取得部、変動値補正部、マップ作成部に対応する。

ステージ１０２は、テーブル制御回路１１４によって制御されたＸ軸モータ、Ｙ軸モータおよびθ軸モータによって駆動される。これらのモータには、例えば、ステップモータを用いることができる。

ステージ１０２の移動位置は、レーザ測長システム１２２により測定されて位置回路１０７へ送られる。また、センサ回路１０６から出力された光学画像２０４は、位置回路１０７から出力されたステージ１０２上でのマスク１０１の位置を示すデータとともに、比較回路１０８へ送られる。

データベース方式の基準データとなる設計パターンデータは、磁気ディスク装置１０９に格納されており、検査の進行に合わせて読み出されて展開回路１１１に送られる。次いで、展開回路１１１において、設計パターンデータはイメージデータ（設計画素データ）に変換される。その後、このイメージデータは、参照回路１１２に送られて、参照画像の生成に用いられる。生成した参照画像は、比較回路１０８へ送られる。

尚、本実施の形態の検査装置は、図１に示す構成要素以外に、マスクを検査するのに必要な他の公知要素が含まれていてもよい。例えば、後述するレビュー装置を検査装置自身が有していてもよい。

図３は、本実施の形態におけるデータの流れを示す概念図である。

図３に示すように、設計者（ユーザ）が作成したＣＡＤデータ２０１は、階層化されたフォーマットの設計中間データ２０２に変換される。設計中間データ２０２には、レイヤ（層）毎に作成されて各マスクに形成されるパターンデータが格納される。ここで、一般に、検査装置は、設計中間データ２０２を直接読み込めるようには構成されていない。すなわち、検査装置の製造メーカー毎に、異なるフォーマットデータが用いられている。このため、設計中間データ２０２は、レイヤ毎に各検査装置に固有のフォーマットデータ２０３に変換された後に検査装置１００に入力される。この場合、フォーマットデータ２０３は、検査装置１００に固有のデータとすることができるが、描画装置と互換性のあるデータとすることもできる。

図４は、検査工程の概要を示すフローチャートである。尚、以下では、ダイ−トゥ−データベース方式による検査方法を述べる。したがって、被検査試料の光学画像と比較される基準画像は、描画データ（設計パターンデータ）をベースに作成された参照画像である。尚、本発明の検査装置は、ダイ−トゥ−ダイ方式による検査方法にも適用可能であり、その場合の基準画像は、被検査試料とは異なる光学画像になる。

図４に示すように、検査工程は、光学画像取得工程（Ｓ１）と、参照画像取得工程を構成する、設計パターンデータの記憶工程（Ｓ２）、展開工程（Ｓ３）およびフィルタ処理工程（Ｓ４）と、光学画像と参照画像の比較工程（Ｓ５）と、位置座標補正手段における位置座標の変動値取得工程（Ｓ６）と、マスクパターンの位置座標を補正する変動値補正工程（Ｓ７）と、マスクパターン全体における位置座標変動値のマップ作成工程（Ｓ８）とを有する。

＜光学画像取得工程＞
図４において、Ｓ１の光学画像取得工程では、図２の光学画像取得部Ａが、マスク１０１の光学画像（以下、測定データとも称する。）と、位置誤差補正手段１０の光学画像とを取得する。ここで、マスク１０１の光学画像は、設計パターンに含まれる図形データに基づく図形が描画されたマスクの画像である。また、位置誤差補正手段１０の光学画像は、位置誤差を補正するための基準となるパターンを形成する図形の画像である。

光学画像の具体的な取得方法は、例えば、次に示す通りである。

図１において、被検査試料となるマスク１０１は、ＸＹθ各軸のモータによって水平方向および回転方向に移動可能に設けられたステージ１０２上に載置される。また、ステージ１０２上には、位置誤差補正手段１０が設けられている。マスク１０１の検査領域は、複数のストライプによって仮想的に分割され、位置誤差補正手段１０におけるパターンもこれらのストライプによって仮想的に分割される。

マスク１０１と位置誤差補正手段１０に形成された各パターンに対し、ステージ１０２の上方に配置された光源１０３から光が照射される。より詳しくは、光源１０３から照射される光束が、照明光学系１７０を介してマスク１０１と位置誤差補正手段１０に照射される。ステージ１０２の下方には、拡大光学系１０４、フォトダイオードアレイ１０５およびセンサ回路１０６が配置されている。マスク１０１と位置誤差補正手段１０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する。

拡大光学系１０４は、図示しない自動焦点機構によって自動的に焦点調整がなされるよう構成されていてもよい。また、位置誤差補正手段１０は、バネ機構等によって上下に可動な構造とすることができる。この構造によれば、厚みの異なるマスク１０１を被検査試料とする場合、位置誤差補正手段１０の位置を調整して、マスク１０１の高さと位置誤差補正手段１０の高さを一致させることができる。

位置誤差補正手段１０は、そのストライプの配列方向がステージの移動方向（Ｘ方向）に対して垂直となるように配置されている。ステージ１０２が−Ｘ方向に移動すると、マスク１０１と位置誤差補正手段１０の第１のストライプ２０ａにおける画像がフォトダイオードアレイに入力される。次いで、ステージ１０２が−Ｙ方向にステップ移動した後にＸ方向に移動すると、マスク１０１と位置誤差補正手段１０の第２のストライプ２０ｂにおける画像がフォトダイオードアレイに入力される。さらに、ステージ１０２が−Ｙ方向に移動した後に−Ｘ方向に移動すると、マスク１０１と位置誤差補正手段１０の第３のストライプ２０ｃにおける画像が入力される。以下同様にして、全てのストライプにおける画像がフォトダイオードアレイに入力される。

フォトダイオードアレイ１０５上に結像したパターンの像は、フォトダイオードアレイ１０５によって光電変換され、さらにセンサ回路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、画像センサが配置されている。本実施の形態の画像センサとしては、例えば、撮像素子としてのＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ）カメラを一列に並べたラインセンサが用いられる。ラインセンサの例としては、ＴＤＩ（Ｔｉｍｅ Ｄｅｌａｙ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）センサが挙げられる。ステージ１０２がＸ軸方向に連続的に移動しながら、ＴＤＩセンサによってマスク１０１のパターンが撮像される。ここで、光源１０３、拡大光学系１０４、フォトダイオードアレイ１０５およびセンサ回路１０６により高倍率の検査光学系が構成される。

ステージ１０２は、制御計算機１１０の制御の下、テーブル制御回路１１４によって駆動され、Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向に駆動する３軸（Ｘ−Ｙ−θ）モータのような駆動系によって移動可能となっている。これらの、Ｘ軸モータ、Ｙ軸モータ、θ軸モータには、例えばステップモータを用いることができる。そして、ステージ１０２の移動位置は、レーザ測長システム１２２により測定されて位置回路１０７に送られる。また、ステージ１０２上のマスク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から自動的に搬送され、検査終了後には自動的に排出されるようになっている。

以上のようにして光学画像取得工程（Ｓ１）で得られた光学画像２０４は、図２の比較回路１０８と変動値取得回路１２５へ送られる。

＜記憶工程＞
図４において、Ｓ２は記憶工程であり、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と、位置誤差補正手段１０のパターンデータとが、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。

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ある。磁気ディスク装置１０９には、例えば、図形の基準位置における座標、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あって、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る。また、位置誤差補正手段１０のパターンを構成する図形は、例えば、十字形状やライン形状等とすることができる。

一般に、数十μｍ程度の範囲に存在する図形の集合をクラスタまたはセルと称する。記憶工程では、これを用いてデータを階層化することが行われている。クラスタまたはセルには、各種図形を単独で配置したり、ある間隔で繰り返し配置したりする場合の配置座標や繰り返し記述も定義される。クラスタまたはセルデータは、幅が数百μｍであって、長さがマスクのＸ方向またはＹ方向の全長に対応する１００ｍｍ程度の短冊状領域（ストライプ）に配置される。

＜展開工程＞
図４のＳ３は展開工程である。この工程においては、図２の展開回路１１１が、磁気ディスク装置１０９から制御計算機１１０を通して各パターンデータを読み出し、読み出されたデータを２値ないしは多値のイメージデータに変換する。その後、これらのイメージデータは参照回路１１２へ送られる。

上記において、展開回路１１１は、パターンデータを図形毎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、図形寸法等を解釈する。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値ないしは多値のイメージデータを展開する。展開されたイメージデータは、センサ画素に相当する領域（マス目）毎に図形が占める占有率を演算する。各画素内の図形占有率は画素値となる。

＜フィルタ処理工程＞
図４のＳ４はフィルタ処理工程である。この工程では、参照回路１１２によって、送られてきた図形のイメージデータに適切なフィルタ処理が施される。

図５は、フィルタ処理を説明する図である。

センサ回路１０６から得られた光学画像２０４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、言い換えれば連続的に変化するアナログ状態にある。一方、設計側のイメージデータは、画像強度（濃淡値）がデジタル値となっている。そこで、イメージデータにもフィルタ処理を施すことで、測定データにイメージデータを合わせることができる。このようにして光学画像２０４と比較する参照画像を作成する。

＜比較工程＞
上述したように、図４のＳ１で取得された、センサ回路１０６からのマスク１０１の光学画像２０４のデータは、比較回路１０８へ送られる。また、マスク１０１のパターンデータも、展開回路１１１および参照回路１１２により参照画像データに変換された後、比較回路１０８へ送られる。さらに、レーザ測長システム１２２により測定されて位置回路１０７へ送られた、ステージ１０２上でのマスク１０１の位置を示すデータも比較回路１０８へ送られる。

比較回路１０８では，センサ回路１０６から送られた光学画像２０４と、参照回路１１２で生成した参照画像とが、適切な比較判定アルゴリズムを用いて比較され、誤差が所定の値を超えた場合にその箇所は欠陥と判定される。次いで、欠陥の座標と、欠陥判定の根拠となった光学画像２０４および参照画像とが、マスク検査結果２０５として磁気ディスク装置１０９に保存される。

尚、欠陥判定は、次の２種類の方法により行うことができる。１つは、参照画像における輪郭線の位置と、光学画像における輪郭線の位置との間に、所定の閾値寸法を超える差が認められる場合に欠陥と判定する方法である。他の１つは、参照画像におけるパターンの線幅と、光学画像におけるパターンの線幅との比率が所定の閾値を超える場合に欠陥と判定する方法である。この方法では、参照画像におけるパターン間の距離と、光学画像におけるパターン間の距離との比率を対象としてもよい。

＜変動値取得工程＞
光学画像取得工程（Ｓ１）で得られた光学画像２０４は、センサ回路１０６から変動値取得回路１２５へ送られる。また、参照画像取得工程で得られた参照画像も、参照回路１１２から変動値取得回路１２５へ送られる。さらに、位置回路１０７からは、レーザ測長システム１２２により測定されたステージ１０２の移動位置を示すデータが変動値取得回路１２５へ送られる。また、変動値取得回路１２５には、位置誤差補正手段１０におけるパターン位置座標の真値の平均値が格納されている。真値の平均値は、各パターンの位置座標の真値を求め、次いで、所定領域毎に真値の平均値を求めることで得られる。

変動値取得回路１２５では、送られた各データを基に、位置誤差補正手段１０に設けられた各パターンの位置座標が求められ、次いで、得られた値を用いて、真値の平均値を求めたときと同一の所定領域に含まれるパターンの位置座標の平均値（実測値の平均値）が求められる。そして、＜真値の平均値＞と＜実測値の平均値＞の差を算出する。これにより、位置誤差補正手段１０のパターンについて、検査工程で生じる位置座標の変動値が取得される。尚、変動値の取得はストライプ毎に行われ、全てのストライプについて位置座標の変動値を取得したところで、この工程（Ｓ６）を終える。

＜変動値補正工程＞
位置座標の変動値は、変動値取得回路１２５から変動値補正回路１２６へ送られる。また、変動値取得回路１２５からは、レーザ測長システム１２２により測定されたステージ１０２の移動位置を示すデータも変動値補正回路１２６へ送られる。

変動値補正回路１２６では、例えば、送られた変動値を用いた線形補間によって、マスク１０１におけるパターンの位置座標の変動値が求められる。この変動値を用いて、パターンの座標位置の実測値が補正される。

＜マップ作成工程＞
変動値補正回路１２６で得られた、マスク１０１におけるパターンの位置座標の変動値は、マップ作成回路１２７へ送られる。マップ作成回路１２７では、これらの変動値を基に、マスクパターン全体における位置座標変動値のマップが作成される。作成されたマップは、マスク検査結果２０５として磁気ディスク装置１０９に保存される。

上記の３つの工程、すなわち、変動値取得工程（Ｓ６）、変動値補正工程（Ｓ７）およびマップ作成工程（Ｓ８）によって、検査工程で生じるパターンの位置誤差を把握し、またこれを低減することができる。これらの工程について、図６を用いてさらに詳しく説明する。

図６において、Ｓ１０１では、位置誤差補正手段１０におけるパターン座標位置の真値の平均値が取得される。Ｓ１０１は、Ｓ１０２以降の検査工程とは異なる条件下で行われる。すなわち、Ｓ１０１は、検査工程におけるような熱や気流の変動による影響を受けない。真値は、例えば、ライカ社製ＬＭＳ−ＩＰＲＯ等の座標測定装置等によって測定される。

Ｓ１０１で真値の位置座標を取得した後は、検査工程（Ｓ１０２〜Ｓ１０７）をスタートする。尚、図６では省略しているが、図４の光学画像取得工程（Ｓ１）、設計パターンデータの記憶工程（Ｓ２）、展開工程（Ｓ３）、フィルタ処理工程（Ｓ４）、比較工程（Ｓ５）も検査工程に含まれることは言うまでもない。

まず、位置誤差補正手段１０とマスク１０１の双方について、１ストライプを走査してこれらの画像を取得する（Ｓ１０２）。次いで、取得した１ストライプ中における位置誤差補正手段の各パターンの位置座標を求める（Ｓ１０３）。その後、Ｓ１０３で得られた値を基に、所定領域内での各パターン位置の平均値を算出し、Ｓ１０１で求めた真値の平均値との差を算出する（Ｓ１０４）。これにより、位置誤差補正手段１０におけるパターン座標位置の変動値が求められる。尚、Ｓ１０３とＳ１０４は、変動値取得回路１２５で行われる。

次に、Ｓ１０５において、全てのストライプを走査したか否かを判定する。この判定は、制御計算機１１０で行うことができる。走査していないストライプがある場合には、Ｓ１０２に戻って上記工程を繰り返す。一方、全てのストライプを走査し終えた場合には、Ｓ１０６に進み、マスク１０１上に設けられた検査パターンの位置座標の変動値を求める。次いで、この変動値を用いて、パターンの座標位置の実測値を補正する。尚、Ｓ１０６は、変動値補正回路１２６で行われる。

次に、Ｓ１０７において、Ｓ１０６で求めた、マスク１０１におけるパターンの位置座標の変動値から、マスクパターン全体における位置座標変動値のマップを作成する。Ｓ１０７は、マップ作成回路１２７で行われる。Ｓ１０７の後は検査工程を終了する。

比較回路１０８における判定結果、すなわち、欠陥の座標と、欠陥判定の根拠となった光学画像および参照画像とは、マスク検査結果２０５として磁気ディスク装置１０９に保存される。また、マップ作成回路１２７で作成されたマップも、同様にマスク検査結果２０５として磁気ディスク装置１０９に保存される。その後、マスク検査結果２０５は、図３に示すように、レビュー装置５００に送られる。

レビューは、オペレータによって、検出された欠陥が実用上問題となるものであるかどうかを判断する動作である。具体的には、マスク検査結果２０５がレビュー装置５００に送られ、オペレータによるレビューによって修正の要否が判断される。このとき、オペレータは、欠陥判定の根拠となった参照画像と、欠陥が含まれる光学画像とを見比べてレビューする。

レビュー装置５００では、欠陥１つ１つの座標が観察できるように、マスクが載置されたテーブルを移動させながら、マスクの欠陥箇所の画像を表示する。また同時に欠陥判定の判断条件や、判定の根拠となった光学画像と参照画像を確認できるよう、レビュー装置５００に備えられた計算機の画面上にこれらを並べて表示する。

尚、検査装置１００にレビュー装置５００が備えられている場合には、検査装置１００の観察光学系を使って、マスクの欠陥箇所の画像を表示する。また同時に欠陥判定の判断条件や、判定根拠になった光学画像と参照画像等は、制御計算機１１０の画面を利用して表示される。

レビュー工程を経て判別された欠陥情報は、図２の磁気ディスク装置１０９に保存される。そして、レビュー装置５００で１つでも修正すべき欠陥が確認されると、マスクは、欠陥情報リスト２０７とともに、検査装置１００の外部装置である修正装置６００に送られる。修正方法は、欠陥のタイプが凸系の欠陥か凹系の欠陥かによって異なるので、欠陥情報リスト２０７には、凹凸の区別を含む欠陥の種別と欠陥の座標が添付される。

以上述べたように、本実施の形態では、ステージ上に位置誤差補正手段を設ける。そして、被検査試料の検査領域を、複数のストライプによって仮想的に分割し、位置誤差補正手段におけるパターンもこれらのストライプによって仮想的に分割する。検査の際には、被検査試料の検査領域と、位置誤差補正手段の両方について、全てのストライプが連続的に走査されるようにステージを移動させる。こうして得られた光学画像を基に、位置誤差補正手段に設けられた各パターンの位置座標の実測値を求める。そして、予め求めた位置座標の真値の平均値と、実測値の平均値との差から、検査工程で生じる位置座標の変動値を取得し、この値を用いて被検査試料のパターンの位置座標を補正することにより、検査工程で生じるパターンの位置誤差を低減することができる。また、被検査試料におけるパターンの位置座標の変動値から、被検査試料全体における位置座標変動値のマップを作成することにより、検査工程で生じる被検査試料パターンの位置誤差の分布を把握することができる。

実施の形態２．
本実施の形態では、ステージ上に、表面に白色パターンが設けられた光量校正手段が設けられている。被検査試料の検査領域は、複数のストライプによって仮想的に分割され、光量校正手段におけるパターンもこれらのストライプによって仮想的に分割される。かかる光量校正手段を設けることで、検査結果が適正であるか否かの判断基準となる光量の範囲を校正して、常に正確な検査が行われるようにすることができる。したがって、不適正な検査による位置誤差を低減することが可能となる。以下、本実施の形態の検査装置および検査方法について詳述する。尚、本実施の形態では、被検査試料として、フォトリソグラフィで使用されるマスクを用いるが、被検査試料はこれに限られるものではない。

本実施の形態の検査装置は、実施の形態１の位置誤差補正手段に代えて光量校正手段を設けることと、変動値取得回路１２５、変動値補正回路１２６およびマップ作成回路１２７を有さないこと以外は、実施の形態１の検査装置と同様である。

被検査試料としてのマスクは、検査装置のステージ上に載置される。検査工程では、マスクに形成されたパターンに対し、光源を用いてステージの上方から光を照射する。すると、マスクを透過した光は、フォトダイオードアレイに光学像として結像し、次いで、フォトダイオードアレイで光電変換される。さらにセンサ回路によってＡ／Ｄ（アナログデジタル）変換されてから、光学画像として比較回路へ出力される。

フォトダイオードアレイには、画像センサが配置されている。画像センサとしては、例えば、撮像素子としてのＣＣＤカメラを一列に並べたラインセンサが用いられる。また、ラインセンサの例としては、ＴＤＩセンサが挙げられる。

検査が適正に行われるためには、フォトダイオードアレイに結像する光学像の光量が適正である必要がある。例えば、光学像の光量が低すぎると、パターンの輪郭線がぼやける等して、欠陥判定に必要な線幅や線間距離等を正確に読み取ることが困難になる。このため、本来は欠陥ではないものを欠陥と判定したり、逆に、欠陥とすべきものを欠陥ではないと判定したりして、検査精度の低下を招く。同様に、光学像の光量が高すぎる場合にも、線幅や線間距離を正確に読み取ることが困難になり、検査精度の低下を招く。

そこで、検査前に、フォトダイオードアレイに対して、マスクの白部分と黒部分でキャリブレーションを行う。尚、この際には、光量のアンダーシュートやオーバーシュートも考慮される。

しかしながら、検査前にキャリブレーションを行っても、検査中に光学像の光量に変動が生じる場合がある。その原因として、例えば、光源のゆらぎが挙げられる。また、宇宙線等に起因して生じるホワイトスポットも原因となり得る。フォトダイオードアレイは、宇宙線に対し感度を有しているため、画像中の宇宙線が透過した位置には点状の疑似画像（ホワイトスポット）が生じる。ホワイトスポットは、周辺に比べて明るいため、ホワイトスポットが発生すると光学像の光量が増大する結果となる。

さらに、マスクを透過した光が屈折し、本来入射すべきセンサとは異なるセンサに入射することにより、光学像の光量が変化することもある。この場合、屈折した光が入射したセンサは、本来入射すべき光に加えて屈折光が入射するので、検査が適正に行われる光量の範囲を超える結果となる。一方、屈折光が入射すべきセンサには光が入射しなくなるので、上記範囲を下回る光量となる。

本実施の形態では、検査工程と並行して光量の測定を行う。測定した光量が、検査が適正に行われる光量の範囲を超えた場合には、検査中または検査後に、光量のキャリブレーション（校正）を行う。具体的には、ステージ上に光量校正手段を設ける。光量校正手段の表面には、白色パターンが形成されている。この白色パターンを用いて、フォトダイオードアレイの光量（白レベルの出力）をチェックする。尚、パターンの形状は特に限定されず、円形、矩形、ライン、十字等のいずれとしてもよい。

マスクの検査領域は、Ｙ方向に向かって、短冊状の複数のストライプに仮想的に分割される。また、光量校正手段に設けられたパターンも、マスクの検査領域を分割したストライプと同一のストライプによって仮想的に分割される。ステージは、例えば、実施の形態１の図１に矢印で示したのと同様に、これらのストライプが連続的に走査されるように移動する。これにより、マスクと光量校正手段の両方について、同じスキャン幅の画像がフォトダイオードアレイに連続的に入力され、光学画像が取得されていく。

例えば、光量校正手段の光学画像から、各ストライプの光量振幅をモニタし、フォトダイオードアレイの光量（白レベルの出力）に低下が認められる場合には、キャリブレーションでの補正値（ゲイン）を大きく設定して白レベルを引き上げる。これは、検査中にリアルタイムで行ってもよく、検査終了後に行ってもよい。

本実施の形態では、例えば、図１の変動値取得回路１２５、変動値補正回路１２６およびマップ作成回路１２７に代えて、光量校正回路を設けることができる。この光量校正回路は、フォトダイオードアレイに接続しているものとする。この構成によれば、光量校正回路において、フォトダイオードアレイに結像する光学像の光量をモニタし、必要に応じてキャリブレーションでの補正値を調整するよう制御計算機１１０に情報を送ることができる。制御計算機１１０は、この情報に基づいて、フォトダイオードアレイに対してキャリブレーションを行うことができる。

以上述べたように、本実施の形態では、ステージ上に光量校正手段を設ける。そして、被検査試料の検査領域を、複数のストライプによって仮想的に分割し、光量校正手段におけるパターンもこれらのストライプによって仮想的に分割する。検査の際には、被検査試料の検査領域と、光量校正手段の両方について、全てのストライプが連続的に走査されるようにステージを移動させる。こうして得られた光学画像を基に、各ストライプの光量振幅をモニタする。フォトダイオードアレイの光量（白レベルの出力）低下が認められる場合には、キャリブレーションでの補正値（ゲイン）を大きく設定して白レベルを引き上げる。これにより、検査精度の低下を防いで、マスクパターンの位置誤差を低減することができる。

本実施の形態では、光量校正手段と実施の形態１の位置誤差補正手段とを組み合わせてもよい。

例えば、実施の形態１の位置誤差補正手段に、光量校正用の白色パターンを設けることができる。この場合、被検査試料の検査領域を分割する複数のストライプと同一のストライプで、位置誤差補正手段に設けられた位置誤差補正用のパターンが分割される。また、白色パターンも同一のストライプで分割されることができる。そして、検査領域、位置誤差補正用のパターンおよび光量校正用のパターンの各画像が連続的に取得されるようにステージを移動させる。尚、白色ストライプは、必ずしも各ストライプにある必要はなく、ストライプを１つ置いて配置したり、２つ置いて配置したりする等してもよい。

上記構成を採る場合、検査装置は、図１の構成に加えて、光量校正回路を有することができる。この場合、光量校正回路は、フォトダイオードアレイに接続するとともに、データ伝送路となるバス１２０を介して制御計算機１１０に接続する。

かかる検査装置によれば、被検査試料の検査領域と、位置誤差補正手段の両方について、全てのストライプが連続的に走査されるようにステージを移動させることにより、これらの光学画像が得られる。得られた光学画像を基に、位置誤差補正手段に設けられた各パターンの位置座標の実測値を求めた後、位置座標の真値の平均値と、実測値の平均値との差から、検査工程で生じる位置座標の変動値を取得する。そして、この値を用いて被検査試料のパターンの位置座標を補正すれば、検査工程で生じるパターンの位置誤差を低減することができる。また、被検査試料におけるパターンの位置座標の変動値から、被検査試料全体における位置座標変動値のマップを作成することにより、検査工程で生じる被検査試料パターンの位置誤差の分布を把握することができる。さらに、位置誤差補正手段に設けられた白色パターンの光学画像を基に、各ストライプの光量振幅をモニタする。フォトダイオードアレイの光量（白レベルの出力）低下が認められる場合には、キャリブレーションでの補正値（ゲイン）を大きく設定して白レベルを引き上げる。これにより、検査精度の低下を防いで、マスクパターンの位置誤差を低減することができる。

尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することができる。

例えば、上記各実施の形態では、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要としない部分についての記載を省略したが、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ことは言うまでもない。その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更し得る全てのパターン検査装置またはパターン検査方法は、本発明の範囲に包含される。

１０ 位置誤差補正手段
２０ａ〜２０ｉ ストライプ
１００ 検査装置
１０１ マスク
１０２ ステージ
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 展開回路
１１２ 参照回路
１１３ オートローダ制御回路
１１４ テーブル制御回路
１１５ 磁気テープ装置
１１６ フレキシブルディスク装置
１１７ ＣＲＴ
１１８ パターンモニタ
１１９ プリンタ
１２０ バス
１２２ レーザ測長システム
１２５ 変動値取得回路
１２６ 変動値補正回路
１２７ マップ作成回路
１３０ オートローダ
１７０ 照明光学系
２０１ ＣＡＤデータ
２０２ 設計中間データ
２０３ フォーマットデータ
２０４ 光学画像
２０５ マスク検査結果
２０７ 欠陥情報リスト
５００ レビュー装置
６００ 修正装置

Claims (5)

1. 複数のストライプによって仮想的に分割される検査領域を有する被検査試料が載置されるステージと、
   前記ステージ上で前記被検査試料とは異なる領域に配置され、前記複数のストライプによって仮想的に分割されるパターンが形成された位置誤差補正手段と、
   前記被検査試料の検査領域と前記位置誤差補正手段に光を照射してこれらの光学画像を得る光学画像取得部と、
   前記被検査試料の設計データから前記光学画像に対応する参照画像を作成する参照画像作成部と、
   前記被検査試料の光学画像と参照画像を比較して、これらの差分値が所定の閾値を超える場合に欠陥と判定する比較部と、
   前記位置誤差補正手段の光学画像と参照画像から前記位置誤差補正手段に形成された前記パターンの位置座標の変動値を取得する変動値取得部と、
   前記変動値を基に前記被検査試料の検査領域にある各パターンの位置座標の変動値を求めて該位置座標を補正する変動値補正部とを有することを特徴とする検査装置。
2. 前記被検査試料の検査領域にある各パターンの位置座標の変動値からマップを作成するマップ作成部を有することを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
3. 所定のパターンを有する位置誤差補正手段が配置されたステージ上に被検査試料を載置する工程と、
   前記被検査試料の検査領域を複数のストライプによって仮想的に分割するとともに、前記位置誤差補正手段のパターンも前記ストライプによって仮想的に分割し、前記被検査試料と前記位置誤差補正手段の両方について、全てのストライプが連続して走査されるように前記ステージを移動させて、これらの光学画像を取得する工程と、
   前記被検査試料の設計データから前記光学画像に対応する参照画像を作成する工程と、
   前記被検査試料の光学画像と参照画像を比較して、これらの差分値が所定の閾値を超える場合に欠陥と判定する工程と、
   前記位置誤差補正手段の光学画像と参照画像から前記位置誤差補正手段に形成された前記パターンの位置座標の変動値を取得する工程と、
   前記変動値を基に前記被検査試料の検査領域にある各パターンの位置座標の変動値を求めて該位置座標を補正する工程と、
   前記被検査試料の検査領域にある各パターンの位置座標の変動値からマップを作成する工程とを有することを特徴とする検査方法。
4. 前記位置誤差補正手段の光学画像と参照画像から前記位置誤差補正手段に形成された前記パターンの位置座標の変動値を取得する工程は、
   前記位置誤差補正手段に形成された前記パターンの位置座標の真値から、所定領域に含まれる該パターンの真値の平均値を求める工程と、
   前記位置誤差補正手段の光学画像と参照画像から前記位置誤差補正手段に形成された前記パターンの位置座標の実測値を求め、前記所定領域に含まれる該パターンの実測値の平均値を求める工程と、
   前記真値の平均値と前記実測値の平均値の差から、前記位置誤差補正手段に形成された前記パターンの位置座標の変動値を取得する工程とを有することを特徴とする請求項３に記載の検査方法。
5. 前記位置誤差補正手段には、白色パターンが形成されており、
   前記光学画像を取得する工程は、前記被検査試料と前記位置誤差補正手段に光を照射し、該被検査試料と該位置誤差補正手段の各像を光学系を介して画像センサに結像する工程であり、
   前記白色パターンの光学画像から、前記画像センサに結像する光学像の光量を求める工程と、
   前記光量が所定値から低下した場合に前記光量のキャリブレーションを行う工程とを有することを特徴とする請求項３または４に記載の検査方法。
   

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