JP2019003203A - 検査方法および検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】欠陥の欠陥補正方法に基づいて欠陥の過剰な検出を防止したフォトリソグラフィマスクの検査をすることが出来る検査装置を提供する。【解決手段】検査装置は、欠陥を有する被検査試料に照明光を照射する照明部４００と、被検査試料を透過したまたは被検査試料によって反射された照明光を結像した光学画像を取得する結像部５００と、前記欠陥の欠陥補正方法情報を保存する第１の記憶部６３２と、欠陥補正方法情報に基づいて光学画像と参照画像の比較を行う比較部６１０と、比較部における比較の結果と欠陥補正方法情報に基づいて欠陥の補正の適否を判断する判断部６２４と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、検査装置および検査方法に関する。たとえば、半導体素子の製造等に用いられるマスクなどの被検査試料にレーザー光を照射してパターン像の光学画像を取得してパターンを検査する検査装置、および検査方法に関する。

近年、半導体素子に要求される回路線幅の精度管理の要求はますます高くなっている。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フォトリソグラフィマスクの製造には、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。

そして、多大な製造コストのかかるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などのＬＳＩの製造にとって、歩留まりの向上は欠かせない。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フォトリソグラフィ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好ましいとされている。

検査手法としては、拡大光学系を用いてフォトリソグラフィマスク等の試料上に形成されているパターンを所定の倍率で撮像した光学画像と、設計データ、あるいは試料上の同一パターンを撮像した光学画像と比較することにより検査を行う方法が知られている。例えば、パターン検査方法として、同一マスク上の異なる場所の同一パターンを撮像した光学画像データ同士を比較する「ｄｉｅ ｔｏ ｄｉｅ（ダイ−ダイ）検査」や、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が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（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−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、光検出器上に結像される。光検出器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。

パターン検査によって判定された欠陥の欠陥補正方法は多様化している。従来から、パターンをＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ）でスパッタリングして取り除く方法、レーザーＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって金属膜を堆積させる方法、ＦＩＢまたは電子線によってアモルファスカーボン膜をパターンとして堆積させる方法などが、補正方法として使用されてきた。特許文献１には、フォトリソグラフィマスクのパターンを有する基板の透過率をフェムト秒レーザパルスで変化させ、フォトリソグラフィマスクの転写像を補正する方法が記載されている。

このように欠陥の検査方法と欠陥補正方法が多様化しているため、欠陥の欠陥補正方法に基づいて欠陥の過剰な検出を防止したフォトリソグラフィマスクの検査をすることが出来る検査装置および検査方法が求められていた。

特開２０１２−０２２３２３号公報

本発明が解決しようとする課題は、欠陥の欠陥補正方法に基づいて欠陥の過剰な検出を防止したフォトリソグラフィマスクの検査をすることが出来る検査装置および検査方法を提供することである。

実施形態の検査装置は、欠陥を有する被検査試料に照明光を照射する照明部と、被検査試料を透過したまたは被検査試料によって反射された照明光を結像した光学画像を取得する結像部と、欠陥の欠陥補正方法情報を保存する第１の記憶部と、欠陥補正方法情報に基づいて光学画像と参照画像の比較を行う比較部と、比較部における比較の結果と欠陥補正方法情報に基づいて欠陥の補正の適否を判断する判断部と、を備える。

上記態様の検査装置において、転写パラメータと光学画像に基づいて転写像を作成する転写像作成部をさらに備えることが好ましい。

上記態様の検査装置において、比較部で用いる感度指定データを保存する第２の記憶部をさらに備えることが好ましい。

実施形態の検査方法は、欠陥を有する被検査試料に照明光を照射し、被検査試料を透過した照明光を結像した第１の光学画像と被検査試料によって反射された照明光を結像した第２の光学画像のいずれか一方または両方を取得し、被検査試料を透過した照明光を結像した光学画像の参照となる第１の参照画像と第１の光学画像を比較しまたは被検査試料によって反射された照明光を結像した光学画像の参照となる第２の参照画像と第２の光学画像を比較し、欠陥の欠陥補正の要否を判断し、欠陥の欠陥補正方法を判断し、欠陥の欠陥補正方法情報を保存し、欠陥補正方法を用いて欠陥を補正し、被検査試料に照明光を照射し、被検査試料を透過した照明光を結像した第３の光学画像と被検査試料によって反射された照明光を結像した第４の光学画像のいずれか一方または両方を取得し、欠陥補正方法情報に基づいて第１の参照画像と第３の光学画像を比較または第２の参照画像と第４の光学画像を比較し、比較の結果と欠陥補正方法情報に基づいて補正の適否を判断する。

上記態様の検査方法において、被検査試料は基板と、基板上に配置された遮光膜と、を有し、欠陥補正方法は基板の透過率を減少させる方法であり、欠陥補正方法情報は基板の透過率を減少させる方法という情報であり、第１の参照画像と第１の光学画像の比較により欠陥は検出され、第２の参照画像と第２の光学画像の比較により欠陥は検出され、第１の参照画像と第３の光学画像の比較により欠陥は検出されず、第２の参照画像と第４の光学画像の比較により欠陥は検出されるときに、補正は適切であると判断することが好ましい。

本発明によれば、欠陥の欠陥補正方法に基づいて欠陥の過剰な検出を防止したフォトリソグラフィマスクの検査をすることが出来る検査装置および検査方法の提供が可能となる。

第１の実施形態における検査装置の要部の模式図。 第１の実施形態における基板の透過率を減少させる補正をおこなったマスクを透過した照明光を結像した光学画像の断面を示す模式図。 第１の実施形態における欠陥を有するマスクの検査装置の要部の模式図。 第１の実施形態における欠陥を補正したマスクの検査装置の要部の模式図。 第１の実施形態におけるマスクの検査方法のフローチャート。 第２の実施形態における欠陥を補正したマスクの検査装置の要部の模式図。 第３の実施形態における欠陥を補正したマスクの検査装置の要部の模式図。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。

なお、以下の記載においては、フォトリソグラフィマスク（被検査試料）を単にマスクと表記する。

（第１の実施形態）
本実施形態の検査装置は、欠陥を有する被検査試料に照明光を照射する照明部と、被検査試料を透過したまたは被検査試料によって反射された照明光を結像した光学画像を取得する結像部と、欠陥の欠陥補正方法情報を保存する第１の記憶部と、欠陥補正方法情報に基づいて光学画像と参照画像の比較を行う比較部と、比較部における比較の結果と欠陥補正方法情報に基づいて欠陥の補正の適否を判断する判断部と、を備える。

本実施形態の検査方法は、欠陥を有する被検査試料に照明光を照射し、被検査試料を透過した照明光を結像した第１の光学画像と被検査試料によって反射された照明光を結像した第２の光学画像のいずれか一方または両方を取得し、被検査試料を透過した照明光を結像した光学画像の参照となる第１の参照画像と第１の光学画像を比較しまたは被検査試料によって反射された照明光を結像した光学画像の参照となる第２の参照画像と第２の光学画像を比較し、欠陥の欠陥補正の要否を判断し、欠陥の欠陥補正方法を判断し、欠陥の欠陥補正方法情報を保存し、欠陥補正方法を用いて欠陥を補正し、被検査試料に照明光を照射し、被検査試料を透過した照明光を結像した第３の光学画像と被検査試料によって反射された照明光を結像した第４の光学画像のいずれか一方または両方を取得し、欠陥補正方法情報に基づいて第１の参照画像と第３の光学画像を比較または第２の参照画像と第４の光学画像を比較し、比較の結果と欠陥補正方法情報に基づいて補正の適否を判断する。

図１は、第１の実施形態における検査装置１０００の模式図である。本実施形態の検査装置は、マスクの欠陥検査を行うパターン検査装置である。

保持部１００には、マスクＭが載置される。

ステージ２００は保持部１００の下に配置され、保持部１００を支持する。ステージ２００は、互いに直交する横方向であるＸ方向およびＹ方向に、それぞれ第１のモーター２１０ａおよび第２のモーター２１０ｂによって移動される。また、ステージ２００は、鉛直方向に垂直な面内で、第３のモーター２１０ｃによって回転される。レーザー測長計２２０は、ステージ２００のＸ方向における位置およびＹ方向における位置を測定する。

移動制御部３００は、後述する制御計算機６５０にバスライン６７０を介して接続される走査範囲設定機構３１０と、走査範囲設定機構３１０で設定される走査範囲内でステージ２００が移動されるように第１のモーター２１０ａ、第２のモーター２１０ｂおよび第３のモーター２１０ｃを制御するモーター制御機構３２０と、を備える。

照明部４００は、光源４１０と、第１の照明部用レンズ４２０と、第２の照明部用レンズ４３０と、第１の照明部用ミラー４４０と、コンデンサレンズ４５０と、第１の照明部用光束分配手段４６０と、第２の照明部用ミラー４７０と、第２の照明部用光束分配手段４８０と、対物レンズ４９０と、を備える。

光源４１０から出射されたレーザー光などの照明光は、第１の照明部用レンズ４２０および第２の照明部用レンズ４３０により平行な光束に拡径される。拡径された光束は、第１の照明部用ミラー４４０とコンデンサレンズ４５０によりマスクＭの上面に照射される。第１の照明部用レンズ４２０と、第２の照明部用レンズ４３０と、第１の照明部用ミラー４４０と、コンデンサレンズ４５０は、透過照明系を構成する。なお、光源４１０の波長は、マスクＭを用いて露光が行われた場合に近い状態でマスクＭの検査をすることができるため、マスクＭが用いられる露光装置が有する光源の波長と同程度であることが望ましい。

また、光源４１０から出射されたレーザー光などの照明光は、第１の照明部用レンズ４２０および第２の照明部用レンズ４３０により平行な光束に拡径された後、第２の照明部用レンズ４３０と第１の照明部用ミラー４４０との間に配置された第１の照明部用光束分配手段４６０により反射される。第１の照明部用光束分配手段４６０により反射された照明光は、第２の照明部用ミラー４７０と第２の照明部用光束分配手段４８０によりマスクＭの下面に照射される。第１の照明部用光束分配手段４６０と第２の照明部用ミラー４７０と第２の照明部用光束分配手段４８０は反射照明系を構成する。なお、第１の照明部用光束分配手段４６０および第２の照明部用光束分配手段４８０としては、具体的には、ハーフミラー、スリット、偏光ビームスプリッタなどを好ましく用いることができる。

結像部５００は、第１の光検出器５１０と、第１の結像部用レンズ５２０と、第２の光検出器５３０と、第２の結像部用レンズ５４０と、分離ミラー５５０と、を備える。

透過照明系によりマスクＭの上面に照射されマスクＭを透過した照明光は、透過光と呼ばれる。また、反射照明系によりマスクＭの下面に照射された後、マスクＭにより反射された照明光は、反射光と呼ばれる。透過光と反射光は、対物レンズ４９０と第２の照明部用光束分配手段４８０を通して分離ミラー５５０に入射される。透過光は、分離ミラー５５０から第１の結像部用レンズ５２０を通して第１の光検出器５１０に結像される。また、反射光は、分離ミラー５５０から第２の結像部用レンズ５４０を通して第２の光検出器５３０に結像される。

制御回路６００は、第１の比較部（比較部）６１０と、第２の比較部６１２と、参照部６２０と、展開部６２２と、第１の判断部（判断部）６２４と、第２の判断部６２６と、第３の判断部６２８と、第４の判断部６２９と、パターンデータ記憶部６３０と、第１の記憶部６３２と、第２の記憶部６３４と、第３の記憶部６３６と、第４の記憶部６３８と、第５の記憶部６３９と、位置検出部６４０と、制御計算機６５０と、マップ作成部６６０と、バスライン６７０と、レビュー部６８０と、転写像作成部６９０と、を備える。

マップ作成部６６０は、マスクＭの欠陥のマップを作成する。ここで、マスクＭの欠陥とは、マスクＭのパターンエッジのラフネス、マスクＭの線幅の分布（ＣＤマップ）、マスクＭのパターンの位置ずれ（ＲＥＧマップ）などがあげられる。

オートフォーカス部７００は、オートフォーカス光束分配手段７１０と、フォーカスずれ検出機構７２０と、フォーカス制御機構７３０と、オートフォーカス部用モーター７４０と、を備える。

オートフォーカス光束分配手段７１０は、反射光をフォーカスずれ検出部７２０に入射する。フォーカスずれ検出部７２０は、入射された反射光からフォーカスずれの程度を検出し、フォーカス制御部７３０にフォーカスずれの程度を入力する。フォーカス制御部７３０は、入力されたフォーカスずれの程度に基づいて、オートフォーカス手段用モーター７４０を制御して対物レンズ４９０を高さ方向に動かし、対物レンズ４９０の焦点をマスクＭ上にあわせる。なお、ステージ２００を鉛直方向に動かしてもよい。なお、オートフォーカス光束分配手段７１０としては、具体的には、ハーフミラー、スリット、偏光ビームスプリッタなどを好ましく用いることができる。

マスクＭの検査方法としては、たとえばＸ軸方向を主走査方向、Ｙ軸方向を副走査方向として、ステージ２００のＸ軸方向の移動により照明光をＸ軸方向に走査し、ステージ２００のＹ軸方向の移動により走査位置をＹ軸方向に所定のピッチで移動させる。なお、マスクＭの検査方法は、上記の記載に限定されない。

図２は、本実施形態における基板Ｓの透過率を減少させる補正をおこなったマスクＭを透過した照明光を結像した光学画像の断面を示す模式図である。基板Ｓはたとえば石英からなり、遮光膜Ｆはクロムなどの金属の薄膜からなる。遮光膜Ｆはパターンを構成する。図２（ａ）は欠陥を有するマスクＭ、図２（ｂ）は欠陥が補正された後のマスクＭ、図２（ｃ）は欠陥を有するマスクＭのＡ−Ａ’断面における透過光画像、図２（ｄ）は欠陥が補正された後のマスクＭのＡ−Ａ’断面における透過光画像である。図２（ａ）の中央の遮光膜Ｆは、遮光膜Ｆの一部が欠落している白欠陥Ｉを、欠陥として有する。この白欠陥が配置されている部分は、図２（ｃ）のように、他の遮光膜Ｆが配置されている部分に比べて、透過光の量が多くなる。

図２（ｂ）のマスクＭは、白欠陥Ｉ付近の基板をフェムト秒レーザパルスで溶解させて基板の透過率が減少した部分Ｃを有する。このため、図２（ｄ）では、中央の遮光膜が配置されている部分の周囲と他の遮光膜が配置されている部分の周囲とで、透過光の量が等しくなっている。このようにして、欠陥を補正することができる。なお、たとえば基板Ｓの膜厚を薄くすることにより、透過率を増加する補正をすることも可能である。

図３は、本実施形態における欠陥を有するマスクＭの検査装置の要部の模式図である。図４は、本実施形態における欠陥を補正したマスクＭの検査装置の要部の模式図である。図５は、本実施形態におけるマスクＭの検査方法のフローチャートである。

まず、制御計算機６５０が、照明部４００を用いて、欠陥を有するマスクＭに照明光を照射し（Ｓ１０）、結像部５００を用いてマスクＭを透過した照明光を結像した第１の光学画像とマスクＭによって反射された照明光を結像した第２の光学画像を取得する（Ｓ１２）。なお、第１の光学画像と第２の光学画像のいずれか一方を取得してもよい。取得された第１の光学画像と第２の光学画像は、第２の比較部６１２に送られる。

次に、制御計算機６５０が、パターンデータ記憶部６３０に保存されているパターンデータを、展開部６２２に入力して、各層ごとに展開する。パターンデータは設計者によってあらかじめ作成されている。ここで、パターンデータは通常検査装置１０００によって直接読みこめるように設計されていない。そのため、パターンデータは、まず各層（レイヤ）ごとに作成された中間データに変換された後に、各検査装置１０００によって直接読み込める形式のデータに変換され、その後展開部６２２に入力される。

次に、制御計算機６５０が、参照部６２０を用いて、展開部６２２で各層ごとに展開されたパターンデータから、マスクＭを透過した照明光を結像した光学画像の参照となる第１の参照画像と、マスクＭによって反射された照明光を結像した光学画像の参照となる第２の参照画像のいずれか一方あるいはその両方を作成する。

次に、制御計算機６５０が、第２の比較部６１２を用いて、第１の参照画像と第１の光学画像を比較し、第２の参照画像と第２の光学画像を比較する（Ｓ１４）。なお、欠陥の種別によっては、第１の参照画像と第１の光学画像の比較と第２の参照画像と第２の光学画像の比較のいずれか一方でもよい。ここで比較手法の一例としては、第１の光学画像のパターンの箇所の透過光量と、対応する第１の参照画像のパターンの箇所の透過光量を比較する手法が挙げられる。また、第２の光学画像のパターンの箇所の反射光量と、対応する第２の参照画像のパターンの箇所の反射光量を比較する手法が挙げられる。

第１の光学画像と第１の参照画像または第２の光学画像と第２の参照画像は、レビュー部６８０に送られ、オペレータによるレビューがおこなわれる。ここでレビューとは、オペレータによる光学画像と参照画像の比較の作業のことをいう。

なお、第１の比較部６１０と第２の比較部６１２とレビュー部６８０には、位置検出部６４０により求められたマスクＭの欠陥座標が入力される。位置検出部６４０は、たとえば、マスクＭの光学画像で基準となるマークと欠陥の場所との相対的な位置関係を測定し、相対的な座標として表すことにより、欠陥の場所を検出する。ここで、基準となるマークとしては、マスクＭ上の検査領域の四隅に配置されてプレート回転アラインメントに使用するアラインメントマークの一つを定義することが好ましく用いられる。

次に、第４の判断部６２９またはオペレータが、第２の比較部６１２における比較の結果に基づいて、マスクＭの欠陥の補正の要否を判断する（Ｓ１６）。ここで判断手法の一例としては、第１の光学画像のパターンの箇所の透過光量と、対応する第１の参照画像のパターンの箇所の透過光量の差に基づいて判断する手法が挙げられる。また、第２の光学画像のパターンの箇所の反射光量と、対応する第２の参照画像のパターンの箇所の反射光量の差に基づいて判断する手法が挙げられる。本実施形態においては、マスクＭが白欠陥をＩを有することから、第１の参照画像と第１の光学画像との比較で欠陥の補正が望ましいと判断され、また、第２の参照画像と第２の光学画像との比較で欠陥の補正が望ましいと判断される。

次に、第２の判断部６２６またはオペレータが、欠陥の補正が望ましいと認められたマスクＭの欠陥の欠陥種別を判断する（Ｓ１８）。判断された欠陥種別に関する欠陥の欠陥種別情報は、第３の記憶部６３６に保存される（Ｓ２０）。ここで欠陥の欠陥種別情報とは、マスクＭの欠陥の種別を示す情報であり、たとえば、パターンの形状の欠陥、パターンの線幅の欠陥、またはパターンの位置ずれの欠陥か、といった情報である。さらに、たとえば、反射光による光学画像により見つけられた欠陥か、あるいは透過光による光学画像により見つけられた欠陥か、といった情報であってもよい。本実施形態における欠陥の欠陥種別は白欠陥であり、本実施形態における欠陥の欠陥種別情報は「欠陥は白欠陥である」という情報である。

また、第３の判断部６２８またはオペレータが、欠陥の欠陥補正方法を判断する（Ｓ２２）。判断された欠陥補正方法に関する欠陥の欠陥補正方法情報は、第１の記憶部６３２に保存される（Ｓ２４）。ここで欠陥補正方法情報とは、その補正が望ましいと判断された欠陥を補正する方法の情報である。ここで欠陥補正方法としては、たとえば、遮光膜Ｆの近傍の基板の一部をフェムト秒レーザパルス等で溶解させる等により基板の透過率を減少させる欠陥補正方法、基板の膜厚を減少させる等により基板の透過率を増加させる欠陥補正方法、余剰な遮光膜Ｆをレーザー光またはＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ）によって取り除く欠陥補正方法、マスクＭの一部を局所的に腐食性ガス雰囲気にして余剰な遮光膜ＦをＦＩＢまたは電子線により取り除く欠陥補正方法、余剰な遮光膜ＦをＡＦＭカンチレバーの刃先で取り除く欠陥補正方法、レーザーＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により金属膜を堆積させる欠陥補正方法、ＦＩＢまたは電子線によってアモルファスカーボン膜を堆積させる欠陥補正方法があげられる。本実施形態の補正方法は基板の透過率を減少させる方法であり、本実施形態の欠陥補正方法情報は基板の透過率を減少させる欠陥補正方法という情報である。

次に、第４の判断部６２９またはオペレータが、補正が望ましいマスクＭの座標をまとめた補正箇所座標リストを作成し、第４の記憶部６３８に保存する。

補正箇所座標リストと欠陥種別情報と欠陥補正方法情報は、インターフェース８００を通じて、補正装置２０００に送られる。補正装置２０００は、補正箇所座標リストと欠陥種別情報と欠陥補正方法情報を用いてマスクＭの欠陥の補正をおこなう（Ｓ２６）。

次に、制御計算機６５０が、照明部４００を用いて、マスクＭに照明光を照射する（Ｓ２８）。次に、制御計算機６５０が、結像部５００を用いて、マスクＭを透過した照明光を結像した第３の光学画像とマスクＭによって反射された照明光を結像した第４の光学画像を取得する（Ｓ３０）。なお、第３の光学画像と第４の光学画像のいずれか一方を取得してもよい。取得された第３の光学画像と第４の光学画像は、第１の比較部６１０に送られる。

次に、制御計算機６５０が、第１の比較部６１０を用いて、補正箇所座標リストと欠陥種別情報と欠陥補正方法情報に基づいて、第１の参照画像と第３の光学画像の比較と第２の参照画像と第４の光学画像の比較をおこなう。（Ｓ３２）。なお、第１の参照画像と第３の光学画像の比較と第２の参照画像と第４の光学画像の比較のいずれか一方でもよい。

また、第３の光学画像と第１の参照画像または第４の光学画像と第２の参照画像は、レビュー部６８０に送られ、オペレータによるレビューがおこなわれる。

本実施形態においては、欠陥種別情報は「欠陥は白欠陥である」という情報であり、欠陥補正方法情報は「基板の透過率を減少させる欠陥補正方法」という情報である。そのため、補正された箇所で、透過光による光学画像と反射光による光学画像のいずれも参照画像と比較することが望ましい。そこで制御計算機６５０は、第１の比較部６１０を用いて、補正された箇所の座標で第３の光学画像と第１の参照画像および第４の光学画像と第２の参照画像の比較をおこなう。

次に、第１の判断部６２４またはオペレータが、第１の比較部６１０における比較の結果と欠陥種別情報と欠陥補正方法情報に基づいて補正の適否を判断する（Ｓ３４）。本実施形態においては、遮光膜Ｆの形状を変更していない。そのため、マスクＭによって反射された照明光を結像した光学画像には、補正前後で差があらわれず、第４の光学画像には欠陥が検出される。一方、マスクＭを透過した照明光を結像した光学画像には補正前後で差があらわれ、補正が適切であれば第３の光学画像には欠陥が検出されない。そこで本実施形態においては、第１の参照画像と第３の光学画像の比較により欠陥は検出されなければ、第２の参照画像と第４の光学画像の比較により欠陥は検出されても、補正は適切であると判断する。

次に、本実施形態の作用効果を説明する。

本実施形態における基板の透過率を変化させる補正は、遮光膜Ｆの形状に変化を与えないものである。そのため、欠陥補正前のマスクＭによって反射された照明光を結像した光学画像と欠陥補正後のマスクＭによって反射された照明光を結像した光学画像に変化は検出されない。よって、欠陥種別情報と欠陥補正方法情報を用いずに補正の適否を判断すると、補正が適切に行われなかったという判断となり、欠陥を過剰に検出するおそれがある。本実施形態のように、欠陥種別情報と欠陥補正方法情報に基づき判断することにより、欠陥の過剰な検出を防止し、補正の適否を適切に判断することが可能となる。

また、欠陥種別情報を用いると、展開部６２２を用いて、第１の光学画像と第２の光学画像のうち欠陥が検出されると予想される方の光学画像に対応する参照画像のみを展開するといった処理が可能となる。これにより、参照画像を作成する時間を少なくして、マスクＭの検査を迅速に行うことができる。また、欠陥を検出する工程で光学画像と参照画像の比較のため光学画像と参照画像の画像アライメントを合わせるときに、欠陥種別情報と補正箇所座標リストを用い、欠陥を有する場所については画像アライメントを合わせるために用いないようにすることができる。これにより、光学画像と参照画像の比較をより厳密に行うことが出来る。特に欠陥を有する場所に大局的な線幅の太りや細りがある場合には、画像アラインメントを合わせる精度が大きく向上する。

さらに、欠陥種別情報を用いると、第１の比較部６１０を用いて、第１の光学画像と第２の光学画像のうち欠陥があると判定された照明光に対応する光学画像のみについて、参照画像と比較をすることができる。これにより、マスクＭの検査を迅速におこなうことができる。また、パターンの形状の欠陥か、パターンの線幅の欠陥か、パターンの位置ずれの欠陥か、といった情報が第１の比較部６１０に入力されることにより、マスクＭの検査手順を省略することができるため、マスクＭの検査を効率的におこなうことができる。

補正箇所座標リストを用いると、余分なパターンをＦＩＢでスパッタリングして取り除く方法や、レーザーＣＶＤによって金属膜を堆積させる方法や、ＦＩＢまたは電子線によってアモルファスカーボン膜をパターンとして堆積させる方法と異なり、補正の際に用いられる遮光膜の原料が破片としてマスクＭ上に残留しない。そのため、欠陥と判定された座標箇所を中心とする所定の寸法範囲においてのみ光学画像と参照画像の比較をおこなえば足りる。これにより、マスクＭの検査を効率的に行うことが可能となる。なお、上記の所定の寸法範囲は、たとえば、１０μｍから１ｍｍ程度であり、補正の規模に応じて適宜設定することが出来る。

以上のように、本実施形態の検査装置および検査方法によれば、多様化するフォトリソグラフィマスクの欠陥補正方法に基づいて欠陥の過剰な検出を防止したフォトリソグラフィマスクの検査をすることが出来る検査装置および検査方法の提供が可能となる。

（第２の実施形態）
本実施形態の検査装置は、転写パラメータと光学画像に基づいて転写像を作成する転写像作成部をさらに備える点で、第１の実施形態の検査装置と異なっている。ここで、第１の実施形態と重複する点については、記載を省略する。

図６は、本実施形態における欠陥を補正した後のマスクの検査装置の模式図である。

第５の記憶部６３９に保存されている転写パラメータは、たとえば、点光源やダイポール光源といった露光に用いられる光源の種類、露光に用いられる波長、露光に用いられるレンズの開口数である。

転写像作成部６９０では、上記の転写パラメータと、結像部５００によって得られた光学画像に基づいて、欠陥を補正した後のマスクを用いたと仮定した場合におけるウェハに転写したときの転写像を作成する。作成された転写像は第１の比較部６１０に送られ、レビュー部６８０にてレビューに用いられる。

本実施形態においては、欠陥の補正が十分なものであるかどうかを、ウェハに転写したと仮定した場合の転写像により確認することが出来る。これにより、補正の可否をより具体的に判断することが可能となるため、マスクＭの補正の歩留まりを向上させることが可能となる。

以上のように、本実施形態の検査装置によれば、多様化するフォトリソグラフィマスクの欠陥補正方法に基づいて欠陥の過剰な検出を防止したフォトリソグラフィマスクの検査をすることが出来る検査装置および検査方法の提供が可能となる。

（第３の実施形態）
本実施形態の検査装置は、比較部で用いる感度指定データを記憶する第２の記憶部をさらに備える点で、第１の実施形態および第２の実施形態の検査装置と異なっている。ここで、第１の実施形態および第２の実施形態と重複する点については、記載を省略する。

図７は、本実施形態における欠陥を補正した後のマスクの検査装置の模式図である。

アシストバーなどのウェハ上に転写されないパターンやＣＭＰを均一に行うためのダミーパターンの欠陥は、ウェハ上に転写されるトランジスタ等のパターンの欠陥と比較して、厳密に判定されなくともよい。そこで、アシストバーやダミーパターンが配置される部分は、欠陥判定の感度が低くなるように感度指定データを決定する。これにより、マスクＭの歩留まりをあげることが出来る。

また、本実施形態の検査装置によりパターンの線幅や位置ずれの欠陥は補正出来たがパターンの形状欠陥がまだ残っているという場合がある。このときには、欠陥判定の感度が高くなるように感度指定データを決定することにより、形状欠陥を厳密に判定することが出来る。

本実施形態の検査装置によれば、多様化するフォトリソグラフィマスクの欠陥補正方法に基づいて欠陥の過剰な検出を防止したフォトリソグラフィマスクの検査をすることが出来る検査装置および検査方法の提供が可能となる。

本実施形態の検査装置は、欠陥を有する被検査試料に照明光を照射する照明部と、被検査試料を透過したまたは被検査試料によって反射された照明光を結像した光学画像を取得する結像部と、欠陥の欠陥補正方法情報を保存する第１の記憶部と、欠陥補正方法情報に基づいて光学画像と参照画像の比較を行う比較部と、比較部における比較の結果と欠陥補正方法情報に基づいて欠陥の補正の適否を判断する判断部と、を備えることにより、多様化するフォトリソグラフィマスクの欠陥補正方法に基づいて欠陥の過剰な検出を防止したフォトリソグラフィマスクの検査をすることが出来る検査装置の提供が可能となる。

以上の説明において、「記憶部」の処理内容或いは動作内容は、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み合わ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み合わせでも構わない。また、プログラムにより構成される場合、プログラムは、図示していない磁気ディスク装置、磁気テープ装置、ＦＤ、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＳＳＤ（ソリッドステートドライブ）の記録媒体に記録される。

実施形態では、構成等、本発明の説明に直接必要としない部分等については記載を省略したが、必要とされる構成等を適宜選択して用いることができる。また、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検査装置および検査方法は、本発明の範囲に包含される。本発明の範囲は、特許請求の範囲およびその均等物の範囲によって定義されるものである。

１００ 保持部
２００ ステージ
２１０ａ 第１のモーター
２１０ｂ 第２のモーター
２１０ｃ 第３のモーター
２２０ レーザー測長計
３００ 移動制御部
３１０ 走査範囲設定機構
３２０ モーター制御機構
４００ 照明部
４１０ 光源
４２０ 第１の照明部用レンズ
４３０ 第２の照明部用レンズ
４４０ 第１の照明部用ミラー
４５０ コンデンサレンズ
４６０ 第１の照明部用光束分配手段
４７０ 第２の照明部用ミラー
４８０ 第２の照明部用光束分配手段
４９０ 対物レンズ
５００ 結像部
５１０ 第１の光検出器
５２０ 第１の結像部用レンズ
５３０ 第２の光検出器
５４０ 第２の結像部用レンズ
５５０ 分離ミラー
６００ 制御回路
６１０ 第１の比較部
６１２ 第２の比較部
６２０ 参照部
６２２ 展開部
６２４ 第１の判断部
６２６ 第２の判断部
６２８ 第３の判断部
６２９ 第４の判断部
６３０ パターンデータ記憶部
６３２ 第１の記憶部
６３４ 第２の記憶部
６３６ 第３の記憶部
６３８ 第４の記憶部
６３９ 第５の記憶部
６４０ 位置検出部
６５０ 制御計算機
６６０ マップ作成部
６７０ バスライン
６８０ レビュー部
６９０ 転写像作成部
７００ オートフォーカス部
７１０ オートフォーカス光束分配手段
７２０ フォーカスずれ検出機構
７３０ フォーカス制御機構
７４０ オートフォーカス部用モーター
８００ インターフェース
１０００ 検査装置
２０００ 補正装置
Ｍ マスク
Ｓ 基板
Ｆ 遮光膜
Ｉ 白欠陥
Ｃ 基板の透過率が減少した部分

Claims (4)

1. 欠陥を有する被検査試料に照明光を照射する照明部と、
   前記被検査試料を透過したまたは前記被検査試料によって反射された前記照明光を結像した光学画像を取得する結像部と、
   欠陥補正方法の種別を示す欠陥補正方法情報を複数保存する第１の記憶部と、
   前記欠陥補正方法情報に基づいて前記光学画像と参照画像の比較を行う比較部と、
   前記比較部における比較の結果と前記欠陥補正方法情報に基づいて前記欠陥の補正の適否を判断する判断部と、
   を備える検査装置。
2. 前記欠陥補正方法は、遮光膜の近傍の基板の一部をフェムト秒レーザパルスで溶解させて基板の透過率を減少させる方法、基板の膜厚を減少させて基板の透過率を増加させる方法、余剰な遮光膜をレーザー光若しくはＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ）によって取り除く方法、マスクの一部を局所的に腐食性ガス雰囲気にして余剰な遮光膜をＦＩＢ若しくは電子線により取り除く方法、余剰な遮光膜をＡＦＭカンチレバーの刃先で取り除く方法、レーザーＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により金属膜を堆積させる方法、または、ＦＩＢ若しくは電子線によってアモルファスカーボン膜を堆積させる方法である、
   請求項１記載の検査装置。
3. 欠陥を有する被検査試料に照明光を照射し、
   前記被検査試料を透過した前記照明光を結像した第１の光学画像と前記被検査試料によって反射された前記照明光を結像した第２の光学画像のいずれか一方または両方を取得し、
   前記被検査試料を透過した前記照明光を結像した光学画像の参照となる第１の参照画像と前記第１の光学画像を比較しまたは前記被検査試料によって反射された前記照明光を結像した光学画像の参照となる第２の参照画像と前記第２の光学画像を比較し、
   前記欠陥の欠陥補正の要否を判断し、
   前記欠陥の欠陥補正方法を判断し、
   前記欠陥補正方法の種別を示す欠陥補正方法情報を複数保存し、
   前記欠陥補正方法を用いて前記欠陥を補正し、
   前記被検査試料に照明光を照射し、
   前記被検査試料を透過した前記照明光を結像した第３の光学画像と前記被検査試料によって反射された前記照明光を結像した第４の光学画像のいずれか一方または両方を取得し、
   前記欠陥補正方法情報に基づいて前記第１の参照画像と前記第３の光学画像を比較または前記第２の参照画像と前記第４の光学画像を比較し、
   前記比較の結果と前記欠陥補正方法情報に基づいて前記補正の適否を判断する、
   検査方法。
4. 前記欠陥補正方法は、遮光膜の近傍の基板の一部をフェムト秒レーザパルスで溶解させて基板の透過率を減少させる方法、基板の膜厚を減少させて基板の透過率を増加させる方法、余剰な遮光膜をレーザー光若しくはＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ）によって取り除く方法、マスクの一部を局所的に腐食性ガス雰囲気にして余剰な遮光膜をＦＩＢ若しくは電子線により取り除く方法、余剰な遮光膜をＡＦＭカンチレバーの刃先で取り除く方法、レーザーＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により金属膜を堆積させる方法、または、ＦＩＢ若しくは電子線によってアモルファスカーボン膜を堆積させる方法である、
   請求項３記載の検査方法。