JP7111496B2 - パターン検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、パターン検査装置に関する。例えば、半導体製造に用いる試料となる物体のパターン欠陥を検査するパターン検査技術に関し、半導体素子や液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を製作するときに使用されるフォトマスク、ウェハ、あるいは液晶基板などの極めて小さなパターンの欠陥を検査する方法に関する。

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。

検査手法としては、拡大光学系を用いて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（設計データ）を検査装置に入力して、これをベースに設計画像（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、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、許容内に入らない場合には、パターン欠陥有りと判定する。

ここで、描画データ（設計データ）上のパターンは所定のサイズ以下の複数の要素図形に分割されて定義される。ダイ－データベース検査において、描画データから画像展開する場合に、かかる複数の要素図形を画像展開していくことになるが、データサイズに応じて処理時間が長くかかってしまうといった問題があった。かかる問題に対して、パターンを構成する複数の要素図形を単純に合成して要素図形数を減らす、或いは、非接触のパターン同士を強制的に繋げて元のパターンから外れた近似パターンに変形してから複数の要素図形を合成して要素図形数を減らすといった手法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、データ処理機構上、個々の要素図形のサイズに制限があるため、上述した単純合成では、かかる制限を超えてしまう場合が多く、他の手法の確立が必要であった。

特開２０００－１０５８３２号公報

そこで、本発明の一態様は、検査対象基板に形成されるパターンの元データを使って、画像展開する場合に、データ処理時間を短縮可能な検査装置を提供する。

本発明の一態様のパターン検査装置は、
複数の第１の図形の組合せにより構成される図形パターンが定義された描画データに基づいてパターンが形成された基板から光学画像を取得する光学画像取得機構と、
描画データを記憶する記憶装置と、
記憶装置から描画データを読み出し、図形パターンの構成を、予め設定された最大サイズ内の新たな図形を配置し直すことで、複数の第１の図形の組合せとは異なる複数の第２の図形の組合せにより再構成する再構成処理部と、
再構成前の複数の第１の図形のデータと再構成された複数の第２の図形のデータとの一方を選択的に画像展開する展開処理部と、
画像展開された展開画像を用いて、検査対象の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、
前記光学画像と前記参照画像とを比較する比較部と、
を備えたことを特徴とする。

また、再構成前の複数の第１の図形のデータのデータサイズと再構成後の複数の第２の図形のデータのデータサイズとを比較するデータサイズ比較部をさらに備え、
展開処理部は、複数の第１の図形のデータが複数の第２の図形のデータよりもデータサイズが小さい場合には、複数の第１の図形のデータを画像展開し、複数の第２の図形のデータが複数の第１の図形のデータよりもデータサイズが小さい場合には、複数の第２の図形のデータを画像展開すると好適である。

或いは、再構成前の複数の第１の図形のデータの図形数と再構成後の複数の第２の図形のデータの図形数とを比較する図形数比較部をさらに備え、
展開処理部は、複数の第１の図形のデータが複数の第２の図形のデータよりも図形数が少ない場合には、複数の第１の図形のデータを画像展開し、複数の第２の図形のデータが複数の第１の図形のデータよりも図形数が少ない場合には、複数の第２の図形のデータを画像展開すると好適である。

また、再構成処理部は、縦横サイズ比が所定の範囲内の第１の矩形を優先適用して複数の第２の図形を作成する第１のタイプと、横サイズが縦サイズよりも所定の範囲を超えて長い第２の矩形を優先適用して複数の第２の図形を作成する第２のタイプと、縦サイズが横サイズよりも所定の範囲を超えて長い第３の矩形を優先適用して複数の第２の図形を作成する第３のタイプと、でそれぞれ複数の第２の図形を作成し、
第１のタイプにより作成された複数の第２の図形のデータのデータサイズと、第２のタイプにより作成された複数の第２の図形のデータのデータサイズと、第３のタイプにより作成された複数の第２の図形のデータのデータサイズと、を比較するタイプ比較部をさらに備え、
展開処理部は、第１～第３のタイプのうち、データサイズが最小となるタイプにより作成された複数の第２の図形のデータを画像展開すると好適である。

或いは、再構成処理部は、予め設定された最大サイズの第１の正方形を優先適用し、次に、最大サイズよりも小さいサイズの第２の正方形を優先適用して、複数の第２の図形を作成するようにしても好適である。

本発明の一態様によれば、検査対象基板に形成されるパターンの元データを使って、画像展開する場合に、データ処理時間を短縮できる。よって、その結果、検査時間を短縮できる。

実施の形態１におけるパターン検査装置の構成を示す構成図である。 実施の形態１における検査領域を説明するための概念図である。 実施の形態１における検査方法の要部工程を示すフローチャート図である。 実施の形態１における再構成処理回路の内部構成の一例を示す構成図である。 実施の形態１におけるデータ比較判定回路の内部構成の一例を示す構成図である。 実施の形態１における再構成処理工程の内部工程を示すフローチャート図である。 実施の形態１におけるサンプリング領域を説明するための図である。 実施の形態１における再構成する要素図形の一例を示す図である。 実施の形態１におけるパターンデータのフォーマットの一例を示す図である。 実施の形態１におけるパターンデータのフォーマットの他の一例を示す図である。 実施の形態１におけ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における比較回路の内部構成の一例を示す構成図である。 実施の形態２における再構成処理回路の内部構成の一例を示す構成図である。 実施の形態２における再構成処理工程の内部工程を示すフローチャート図である。 実施の形態２における再構成する要素図形の一例を示す図である。 実施の形態３における再構成処理工程の内部工程を示すフローチャート図である。 実施の形態３における再構成する要素図形の一例を示す図である。

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構成図である。図１において、検査対象基板、例えばマスクに形成されたパターンの欠陥を検査する検査装置１００は、光学画像取得機構１５０、及び制御系回路１６０を備えている。

光学画像取得機構１５０は、光源１０３、照明光学系１７０、移動可能に配置されたＸＹθテーブル１０２、拡大光学系１０４、フォトダイオードアレイ１０５（センサの一例）、センサ回路１０６、ストライプパターンメモリ１２３、及びレーザ測長システム１２２を有している。ＸＹθテーブル１０２上には、基板１０１が配置されている。基板１０１として、例えば、ウェハ等の半導体基板にパターンを転写する露光用のフォトマスクが含まれる。また、このフォトマスクには、検査対象となる複数のパターンが形成されている。基板１０１は、例えば、パターン形成面を下側に向けてＸＹθテーブル１０２に配置される。

制御系回路１６０では、検査装置１００全体を制御する制御計算機１１０が、バス１２０を介して、位置回路１０７、比較回路１０８、展開回路１１１、参照回路１１２、オートローダ制御回路１１３、テーブル制御回路１１４、再構成処理回路１４０、データ比較判定回路１４２、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、及びプリンタ１１９に接続されている。また、センサ回路１０６は、ストライプパターンメモリ１２３に接続され、ストライプパターンメモリ１２３は、比較回路１０８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。ＸＹθテーブル１０２は、ステージの一例となる。

なお、位置回路１０７、比較回路１０８、展開回路１１１、参照回路１１２、オートローダ制御回路１１３、テーブル制御回路１１４、再構成処理回路１４０、及びデータ比較判定回路１４２といった一連の「～回路」は、処理回路を有する。かかる処理回路には、電気回路、コンピュータ、プロセッサ、回路基板、量子回路、或いは、半導体装置等が含まれる。また、各「～回路」は、共通する処理回路（同じ処理回路）を用いてもよい。或いは、異なる処理回路（別々の処理回路）を用いても良い。例えば、位置回路１０７、比較回路１０８、展開回路１１１、参照回路１１２、オートローダ制御回路１１３、テーブル制御回路１１４、再構成処理回路１４０、及びデータ比較判定回路１４２といった一連の「～回路」は、制御計算機１１０によって構成され、実行されても良い。プロセッサ等を実行させるプログラムは、磁気ディスク装置１０９、磁気テープ装置１１５、ＦＤ１１６、或いはＲＯＭ（リードオンリメモリ）等の記録媒体に記録されればよい。

検査装置１００では、光源１０３、ＸＹθテーブル１０２、照明光学系１７０、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により高倍率の検査光学系が構成されている。また、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。ＸＹθテーブル１０２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である。そして、ＸＹθテーブル１０２上に配置された基板１０１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。

被検査基板１０１のパターン形成の基となる描画データ（設計データ）が検査装置１００の外部から入力され、磁気ディスク装置１０９に格納される。描画データには、複数の図形パターンが定義され、各図形パターンは、通常、複数の要素図形（第１の図形）の組合せにより構成される。なお、１つの図形で構成される図形パターンがあっても構わない。被検査基板１０１上には、かかる描画データに定義された各図形パターンに基づいて、それぞれ対応するパターンが形成されている。

ここで、図１では、実施の形態１を説明する上で必要な構成部分について記載している。検査装置１００にとって、通常、必要なその他の構成が含まれても構わないことは言うまでもない。

図２は、実施の形態１における検査領域を説明するための概念図である。基板１０１の検査領域１０（検査領域全体）は、図２に示すように、例えば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る。そして、検査装置１００では、検査ストライプ２０毎に画像（ストライプ領域画像）を取得していく。検査ストライプ２０の各々に対して、レーザ光を用いて、当該ストライプ領域の長手方向（Ｘ方向）に向かって当該ストライプ領域内に配置される図形パターンの画像を撮像する。ＸＹθテーブル１０２の移動によってフォトダイオードアレイ１０５が相対的にＸ方向に連続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２に示されるようなスキャン幅Ｗの光学画像を連続的に撮像する。言い換えれば、センサの一例となるフォトダイオードアレイ１０５は、ＸＹθテーブル１０２（ステージ）と相対移動しながら、検査光を用いて基板１０１に形成されたパターンの光学画像を撮像する。実施の形態１では、１つの検査ストライプ２０における光学画像を撮像した後、Ｙ方向に次の検査ストライプ２０の位置まで移動して今度は逆方向に移動しながら同様にスキャン幅Ｗの光学画像を連続的に撮像する。すなわち、往路と復路で逆方向に向かうフォワード（ＦＷＤ）－バックフォワード（ＢＷＤ）の方向で撮像を繰り返す。

また、実際の検査にあたって、各検査ストライプ２０のストライプ領域画像は、図２に示すように、例えば、スキャン幅で長手方向に向かって複数のフレーム画像３０に分割される。そして、フレーム画像３０毎に検査を行っていく。各検査ストライプ２０のストライプ領域がかかるフレーム画像３０のサイズに分割された領域がフレーム領域となる。言い換えれば、各検査ストライプ２０のストライプ領域が、図２に示すように、例えば、スキャン幅で長手方向に向かって複数のフレーム領域３０に分割される。例えば、１０２４×１０２４画素のサイズに分割される。よって、フレーム画像と比較される参照画像も同様にフレーム領域３０毎に作成されることになる。

ここで、撮像の方向は、フォワード（ＦＷＤ）－バックフォワード（ＢＷＤ）の繰り返しに限るものではない。一方の方向から撮像してもよい。例えば、ＦＷＤ－ＦＷＤの繰り返しでもよい。或いは、ＢＷＤ－ＢＷＤの繰り返しでもよい。

図３は、実施の形態１における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、実施の形態１における検査方法は、ストライプ画像取得工程（Ｓ１０１）と、パターンデータ入力工程（Ｓ１０２）と、再構成処理工程（Ｓ１０４）と、データ比較工程（Ｓ１０６）と、選択工程（Ｓ１０８）と、画像展開工程（Ｓ１１０）と、画像加工工程（Ｓ１１２）と、フレーム分割工程（Ｓ１１４）と、位置合わせ工程（Ｓ１２０）と、比較処理工程（Ｓ１２２）と、いう一連の工程を実施する。

図４は、実施の形態１における再構成処理回路の内部構成の一例を示す構成図である。図４において、再構成処理回路１４０内には、サンプリング領域抽出部５０、タイプＡ再構成処理部５２、タイプＢ再構成処理部５３、タイプＣ再構成処理部５４、タイプ比較部５８、選択部５９、再構成処理部６２、及び磁気ディスク装置等の記憶装置５１，５５，５６，５７，６０，６４が配置される。サンプリング領域抽出部５０、タイプＡ再構成処理部５２、タイプＢ再構成処理部５３、タイプＣ再構成処理部５４、タイプ比較部５８、選択部５９、及び再構成処理部６２といった一連の「～部」は、処理回路を有する。かかる処理回路には、電気回路、コンピュータ、プロセッサ、回路基板、量子回路、或いは、半導体装置等が含まれる。また、各「～回路」は、共通する処理回路（同じ処理回路）を用いてもよい。或いは、異なる処理回路（別々の処理回路）を用いても良い。サンプリング領域抽出部５０、タイプＡ再構成処理部５２、タイプＢ再構成処理部５３、タイプＣ再構成処理部５４、タイプ比較部５８、選択部５９、及び再構成処理部６２に必要な入力データ或いは演算された結果はその都度図示しないメモリに記憶される。

図５は、実施の形態１におけるデータ比較判定回路の内部構成の一例を示す構成図である。図５において、データ比較判定回路１４２内には、データサイズ比較部８２、選択部８４、図形数比較部８６、選択部８８、及び磁気ディスク装置等の記憶装置８０，８１，８９が配置される。データサイズ比較部８２、選択部８４、図形数比較部８６、及び選択部８８といった一連の「～部」は、処理回路を有する。かかる処理回路には、電気回路、コンピュータ、プロセッサ、回路基板、量子回路、或いは、半導体装置等が含まれる。また、各「～回路」は、共通する処理回路（同じ処理回路）を用いてもよい。或いは、異なる処理回路（別々の処理回路）を用いても良い。データサイズ比較部８２、選択部８４、図形数比較部８６、及び選択部８８に必要な入力データ或いは演算された結果はその都度図示しないメモリに記憶される。なお、データサイズ比較部８２と選択部８４との組、或いは図形数比較部８６と選択部８８との組、の一方だけ配置される場合であっても構わない。

ストライプ画像取得工程（Ｓ１０１）として、光学画像取得機構１５０は、検査ストライプ２０毎に基板１０１上に形態された図形パターンの光学画像を取得する。具体的には、以下のように動作する。まず、最初の検査ストライプ２０が撮像可能な位置にＸＹθテーブル１０２を移動させる。基板１０１に形成されたパターンには、適切な光源１０３から、検査光となる紫外域以下の波長のレーザ光（例えば、ＤＵＶ光）が照明光学系１７０を介して照射される。基板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（センサの一例）に光学像として結像し、入射する。

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の各受光素子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。そして、ストライプパターンメモリ１２３に、測定対象の検査ストライプ２０の画素データが格納される。かかる画素データ（ストライプ領域画像）を撮像する際、フォトダイオードアレイ１０５のダイナミックレンジは、例えば、照明光の光量が６０％入射する場合を最大階調とするダイナミックレンジを用いる。その後、ストライプ領域画像は、位置回路１０７から出力されたＸＹθテーブル１０２上における基板１０１の位置を示すデータと共に比較回路１０８に送られる。測定データ（画素データ）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（光量）を表現している。

パターンデータ入力工程（Ｓ１０２）として、再構成処理回路１４０は、検査ストライプ２０毎に、磁気ディスク装置１０９から描画データを入力する。入力された描画データは、記憶装置６０に格納される。

再構成処理工程（Ｓ１０４）として、再構成処理回路１４０（再構成処理部）は、記憶装置６０から描画データを読み出し、描画データに定義される図形パターン毎に、図形パターンの構成を、予め設定された最大サイズｄｍａｘ内の新たな図形を配置し直すことで、元の複数の要素図形（第１の図形）の組合せとは異なる複数の要素図形（第２の図形）の組合せにより再構成する。具体的には、以下のように動作する。ここでは、元の複数の要素図形同士を合成するのではなく、元の複数の要素図形（第１の図形）とは、形状および数量を変えた複数の要素図形（第２の図形）に再構成する。

図６は、実施の形態１における再構成処理工程の内部工程を示すフローチャート図である。図６において、実施の形態１における再構成処理工程（Ｓ１０４）は、その内部工程として、サンプリング領域抽出工程（Ｓ２０１）と、再構成（Ａ）工程（Ｓ２０２）と、再構成（Ｂ）工程（Ｓ２０４）と、再構成（Ｃ）工程（Ｓ２０６）と、データ比較工程（Ｓ２２０）と、選択工程（Ｓ２２２）と、再構成処理工程（Ｓ２２６）と、いう一連の工程を実施する。

サンプリング領域抽出工程（Ｓ２０１）として、サンプリング領域抽出部５０は、対象検査ストライプ２０内からサンプリング領域を抽出する。例えば、数か所のサンプリング領域を抽出する。或いは、フレーム領域３０毎に数か所のサンプリング領域を抽出してもよい。或いは、複数の検査ストライプ２０から数か所のサンプリング領域を抽出してもよい。或いは、基板１０１全体の領域から数か所のサンプリング領域を抽出してもよい。基板１０１には、例えば、１つのチップパターンが形成される場合が多い。かかるチップパターンには、同じ図形パターンが繰り返し配置されることも多い。その場合には、サンプリング領域として、基板１０１全体の領域から抽出する場合でも、全体の傾向としては同じ結果にできる。或いは、基板１０１全体が大まかな数個の領域に異なる図形パターン群が配置される場合には、サンプリング領域を、検査ストライプ２０、或いは複数の検査ストライプ２０から抽出すれば、それぞれの領域の傾向をとらえることができる。さらに、細かく異なる図形パターンが配置される場合には、フレーム領域３０毎にサンプリング領域を抽出すればよい。

図７は、実施の形態１におけるサンプリング領域を説明するための図である。図７において、サンプリング領域３２は、フレーム領域３０よりも小さい領域に設定される。例えば、少なくとも１つの図形パターンが配置可能なサイズであればよい。図７の例では、抽出されるサンプリング領域３２内に、設計上（描画データ上）、１つの図形パターン４０が配置される場合を示している。かかる図形パターン４０は、複数の要素図形４１によって構成される。図７の例における複数の要素図形４１には、例えば、６個の横長の矩形、及び６個の縦長の矩形等が含まれる。描画データ上の図形パターン４０を構成する例えば１２個の要素図形４１についても、図示しない描画装置に入力される前の段階で、上述した最大サイズｄｍａｘの制限のもと作成されている。言い換えれば、最大サイズｄｍａｘは、描画データのデータ処理上の処理可能なサイズの上限として設定される値となる。

再構成（Ａ）工程（Ｓ２０２）として、タイプＡ再構成処理部５２は、縦横サイズ比（ｘ，ｙサイズ比）が所定の範囲内の矩形（第１の矩形）を優先適用して複数の要素図形（第２の図形）を作成するタイプＡ（第１のタイプ）に沿って、描画データに定義される図形パターン４０を構成する組の複数の要素図形（第２の図形）を作成する。タイプＡでは、略正方形を優先適用する。

図８は、実施の形態１における再構成する要素図形の一例を示す図である。図８（ｂ）では、図８（ａ）に示す描画データ上の図形パターン４０を構成する複数の要素図形を、タイプＡに沿って再構成した場合の図形パターン４０を構成する複数の要素図形の一例を示している。図８（ａ）に示す描画データ上の図形パターン４０を構成する例えば１２個の要素図形は、図７に示す図形パターン４０を構成する複数の要素図形と同様である。タイプＡでは、所定の範囲として、例えば、要素図形のｘ方法サイズｄｘが、ｙ方向サイズｄｙに対して、以下の式（１）を満たすように作成される。
（１） ｄｙ×０．５＜ｄｘ＜ｄｙ×１．５

なお、式（１）の係数０．５及び係数１．５の値は、適宜変更しても構わない。タイプＡでは、後述するタイプＢ，Ｃに比べて、正方形に近い要素図形を優先適用することを意図している。図８（ｂ）の例では、図形パターン４０に、まず、最大サイズｄｍａｘの正方形ａ１を配置する。次に、一辺が最大サイズｄｍａｘで他辺ｄが最大サイズｄｍａｘ未満でかつ式（１）を満たす略正方形ａ２を配置する。次に、両辺が最大サイズｄｍａｘ未満でかつ式（１）を満たす２つの略正方形ａ３を配置する。そして、残りの領域に最大サイズｄｍａｘ未満のサイズの領域の矩形ａ４を配置する。これにより、図８（ｂ）の例では、図形パターン４０を５つの略正方形の要素図形によって再構成する。タイプＡで再構成されたサンプリング領域３２の図形パターン４０のパターンデータ（２Ａ）は、記憶装置５５に格納される。

再構成（Ｂ）工程（Ｓ２０４）として、タイプＢ再構成処理部５３は、横サイズ（ｘサイズ）が縦サイズ（ｙサイズ）よりも上述した所定の範囲以上に長い矩形（第２の矩形）を優先適用して複数の要素図形（第２の図形）を作成するタイプＢ（第２のタイプ）に沿って、描画データに定義される図形パターン４０を構成する組の複数の要素図形（第２の図形）を作成する。タイプＢでは、ｘ方向に長い長方形を優先適用する。図８（ｃ）では、図８（ａ）に示す描画データ上の図形パターン４０を構成する複数の要素図形を、タイプＢに沿って再構成した場合の図形パターン４０を構成する複数の要素図形の一例を示している。タイプＢでは、所定の範囲として、例えば、要素図形のｘ方法サイズｄｘが、ｙ方向サイズｄｙに対して、以下の式（２）を満たすように作成される。
（２） ｄｘ≧ｄｙ×１．５

なお、式（２）の係数１．５の値は、式（１）と連動させながら適宜変更しても構わない。タイプＢでは、タイプＡに比べて、横方向（ｘ方向）に延びた長方形の要素図形を優先適用することを意図している。図８（ｃ）の例では、図形パターン４０に、まず、ｘ方向サイズが最大サイズｄｍａｘで、ｙ方向サイズが式（２）を満たす３つの長方形ｂ１を配置する。次に、ｘ方向サイズが最大サイズｄｍａｘで、ｙ方向サイズが式（２）を満たし、かつ長方形ｂ１よりも小さい辺をもつ１つの長方形ｂ２を配置する。次に、ｘ方向サイズとｙ方法サイズが共に最大サイズｄｍａｘ未満で、かつ式（２）を満たす４つの長方形ｂ３を配置する。そして、残りの領域に最大サイズｄｍａｘ未満のサイズの領域の矩形ｂ４を配置する。これにより、図８（ｃ）の例では、図形パターン４０を９個の横長の長方形の要素図形によって再構成する。長方形の短辺は、できるだけ長辺に対して式（２）を満たす最大値を適用すると好適である。タイプＢで再構成されたサンプリング領域３２の図形パターン４０のパターンデータ（２Ｂ）は、記憶装置５６に格納される。

再構成（Ｃ）工程（Ｓ２０６）として、タイプＣ再構成処理部５４は、縦サイズ（ｙサイズ）が横サイズ（ｘサイズ）よりも上述した所定の範囲以上に長い矩形（第３の矩形）を優先適用して複数の要素図形（第２の図形）を作成するタイプＣ（第３のタイプ）に沿って、描画データに定義される図形パターン４０を構成する組の複数の要素図形（第２の図形）を作成する。タイプＣでは、ｙ方向に長い長方形を優先適用する。図８（ｄ）では、図８（ａ）に示す描画データ上の図形パターン４０を構成する複数の要素図形を、タイプＣに沿って再構成した場合の図形パターン４０を構成する複数の要素図形の一例を示している。タイプＣでは、所定の範囲として、例えば、要素図形のｙ方法サイズｄｙが、ｘ方向サイズｄｘに対して、以下の式（３）を満たすように作成される。
（３） ｄｙ≧ｄｘ×１．５

なお、式（３）の係数１．５の値は、式（１）と連動させながら適宜変更しても構わない。タイプＣでは、タイプＡに比べて、縦方向（ｙ方向）に延びた長方形の要素図形を優先適用することを意図している。図８（ｄ）の例では、図形パターン４０に、まず、ｙ方向サイズが最大サイズｄｍａｘで、ｘ方向サイズが式（３）を満たす３つの長方形ｃ１を配置する。次に、ｙ方向サイズが最大サイズｄｍａｘで、ｘ方向サイズが式（３）を満たし、かつ長方形ｃ１よりも小さい辺をもつ１つの長方形ｃ２を配置する。次に、ｙ方向サイズとｘ方法サイズが共に最大サイズｄｍａｘ未満で、かつ式（３）を満たす４つの長方形ｃ３を配置する。そして、残りの領域に最大サイズｄｍａｘ未満のサイズの領域の矩形ｃ４を配置する。これにより、図８（ｄ）の例では、図形パターン４０を９個の縦長の長方形の要素図形によって再構成する。長方形の短辺は、長辺に対して式（２）を満たす最大値を適用すると好適である。長方形の短辺は、できるだけ長辺に対して式（２）を満たす最大値を適用すると好適である。タイプＣで再構成されたサンプリング領域３２の図形パターン４０のパターンデータ（２Ｃ）は、記憶装置５５に格納される。

データ比較工程（Ｓ２２０）として、タイプ比較部５８は、タイプＡにより作成された複数の要素図形（第２の図形）のデータのデータサイズと、タイプＢにより作成された複数の要素図形（第２の図形）のデータのデータサイズと、タイプＣにより作成された複数の要素図形（第２の図形）のデータのデータサイズと、を比較する。

図９は、実施の形態１におけるパターンデータのフォーマットの一例を示す図である。図９の例では、要素図形毎に個別にパターンデータが作成される。図９におけるパターンデータのフォーマットは、図形コード、ｘ座標、ｙ座標、ｘサイズＬｘ、ｙサイズＬｙ、及び回転方向θによって定義される。１つの項目がｍバイトで定義される場合、図９におけるパターンデータのフォーマットでは、１つの要素図形あたり、６ｍバイトが必要となる。例えば、図８（ａ）に示す描画データ（設計データ）上の図形パターン４０を構成する１２個の要素図形のパターンデータ（１）が図９に示すパターンデータのフォーマットで作成された場合、１２×６ｍバイトが必要となる。これを図８（ｂ）に示すタイプＡで再構成した場合、再構成後の５つの要素図形のパターンデータ（２Ａ）では５×６ｍバイトにデータサイズを低減できる。例えば、図８（ｃ）に示すタイプＢで再構成した場合、再構成後の９つの要素図形のパターンデータ（２Ｂ）では９×６ｍバイトにデータサイズを低減できる。例えば、図８（ｄ）に示すタイプＣで再構成した場合、再構成後の９つの要素図形のパターンデータ（２Ｃ）では９×６ｍバイトにデータサイズを低減できる。
なお、パターンを構成する図形の寸法や数および配置が変わっても、もとのパターン形状を表現できているので、データサイズが小さくなっても、パターンの情報は同じにできる（劣化しない）。

図１０は、実施の形態１におけるパターンデータのフォーマットの他の一例を示す図である。図１０の例では、繰り返す要素図形については省略可能な要素図形種毎のパターンデータが作成される。図１０におけるパターンデータのフォーマットは、図形コード、ｘ座標、ｙ座標、ｘサイズＬｘ、ｙサイズＬｙ、回転方向θ、ｘ方向繰り返しピッチＰｘ、ｙ方向繰り返しピッチＰｙ、及び繰り返し数ｎによって定義される。１つの項目がｍバイトで定義される場合、図１０におけるパターンデータのフォーマットでは、１つの要素図形あたり、９ｍバイトが必要となる。図８（ａ）に示す描画データ（設計データ）上の図形パターン４０を構成する１２個の要素図形がすべて異なるサイズの場合、かかる１２個の要素図形のパターンデータ（１）が図１０に示すパターンデータのフォーマットで作成された場合、１２×９ｍバイトが必要となる。これを図８（ｂ）に示すタイプＡで再構成した場合、再構成後の５つの要素図形のパターンデータ（２Ａ）では略正方形ａ３が２つあるので、これを１つのデータにまとめることができるため４×９ｍバイトにデータサイズを低減できる。例えば、図８（ｃ）に示すタイプＢで再構成した場合、再構成後の９つの要素図形のパターンデータ（２Ｂ）では長方形ｂ１が３つ、及び長方形ｂ３が４つあるので、これらを１つずつのデータにまとめることができるため４×９ｍバイトにデータサイズを低減できる。例えば、図８（ｄ）に示すタイプＣで再構成した場合、再構成後の９つの要素図形のパターンデータ（２Ｃ）では長方形ｃ１が３つ、及び長方形ｃ３が４つあるので、これらを１つずつのデータにまとめることができるため４×９ｍバイトにデータサイズを低減できる。
なお、パターンを構成する図形の寸法や数および配置が変わっても、もとのパターン形状を表現できているので、データサイズが小さくなっても、パターンの情報は同じにできる（劣化しない）。

選択工程（Ｓ２２２）として、選択部５９は、タイプＡ～Ｃのうち、データサイズが最小となるタイプを選択する。図９に示した個別のパターンデータのフォーマットを用いた場合、タイプＡが選択されることになる。図１０に示した繰り返す要素図形については省略可能な要素図形種毎のパターンデータのフォーマットを用いた場合、タイプＡ～Ｃのいずれもが同じデータサイズになるので、いずれを選択しても良い。データサイズが同じになった場合にどのタイプを優先するかは、予め設定しておくと良い。ここでは、例えば、タイプＢが選択される。どのタイプが適しているかは、元の図形パターン４０の形状によって左右されることになる。

再構成処理工程（Ｓ２２６）として、再構成処理部６２は、対象検査ストライプ２０について、選択されたタイプで、描画データに定義される図形パターン毎に、図形パターンの構成を、元の複数の要素図形（第１の図形）の組合せとは異なる複数の要素図形（第２の図形）の組合せにより再構成する。再構成された各図形パターン４０のパターンデータ（２）は、記憶装置６４に格納される。また、再構成前の元の描画データ上に定義されていた各図形パターン４０のパターンデータ（１）と、再構成された各図形パターン４０のパターンデータ（２）は、データ比較判定回路１４２に出力される。

データ比較工程（Ｓ１０６）として、データ比較判定回路１４２は、再構成前の元の描画データ上に定義されていた各図形パターン４０のパターンデータ（１）と、再構成された各図形パターン４０のパターンデータ（２）についてデータ比較を行う。まず、データ比較判定回路１４２内に入力された再構成前の元の描画データ上に定義されていた各図形パターン４０のパターンデータ（１）は、記憶装置８０に記憶される。データ比較判定回路１４２内に入力された再構成された各図形パターン４０のパターンデータ（２）は、記憶装置８１に記憶される。そして、データ比較の方法として、データサイズ比較と、図形数比較との一方を用いると好適である。データサイズ比較を用いる場合、以下のように動作する。

データサイズ比較部８２は、再構成前の図形パターン４０の複数の要素図形（第１の図形）のデータのデータサイズと再構成後の図形パターン４０の複数の要素図形（第２の図形）のデータのデータサイズとを比較する。具体的には以下のように動作する。ここでは、例えば、上述したサンプリング領域３２において作成したデータを使って、サンプリング領域３２の図形パターン４０に対してデータサイズを比較する。或いは、再構成されているすべての図形パターンの合計を比較しても良いし、再構成されているすべての図形パターンの一部の図形パターンをサンプリング図形として、かかるサンプリング図形に対してデータサイズを比較してもよい。

選択工程（Ｓ１０８）として、選択部８４は、再構成前の図形パターン４０の複数の要素図形（第１の図形）のデータと再構成された図形パターン４０の複数の要素図形（第２の図形）のデータとの一方を選択する。ここでは、データサイズが小さい方を選択する。図形パターン４０を構成する複数の要素図形（第１の図形）を再構成することで、通常、データサイズは小さくできる。しかしながら、必ずデータサイズが小さくなるとは限らない。その場合に、あえてデータサイズが大きい方を画像展開するのではデータ処理時間の短縮が図れないばかりか、逆に長くなってしまう。そこで、データサイズが小さい方を選択する。

或いは、データ比較工程（Ｓ１０６）のデータ比較の方法として、図形数比較を用いる場合、以下のように動作する。

データ比較工程（Ｓ１０６）において、図形数比較部８６は、再構成前の図形パターン４０の複数の要素図形（第１の図形）の要素図形数と再構成後の図形パターン４０の複数の要素図形（第２の図形）の要素図形数とを比較する。具体的には以下のように動作する。ここでは、例えば、上述したサンプリング領域３２において作成したデータを使って、サンプリング領域３２の図形パターン４０に対しての要素図形数を比較する。或いは、再構成されているすべての図形パターンの合計を比較しても良いし、再構成されているすべての図形パターンの一部の図形パターンをサンプリング図形として、かかるサンプリング図形に対しての要素図形数を比較してもよい。

選択工程（Ｓ１０８）において、選択部８８は、再構成前の図形パターン４０の複数の要素図形（第１の図形）のデータと再構成された図形パターン４０の複数の要素図形（第２の図形）のデータとの一方を選択する。ここでは、要素図形数が少ない方を選択する。図形パターン４０を構成する複数の要素図形（第１の図形）を再構成することで、通常、要素図形数は少なくできる。しかしながら、必ず要素図形数が少なくなるとは限らない。要素図形数が少ない方が、一般的にはデータサイズを小さくできる。その場合に、あえてデータサイズが大きい方を画像展開するのではデータ処理時間の短縮が図れないばかりか、逆に長くなってしまう。そこで、要素図形数が少ない方を選択する。選択されたパターンデータ（３）は、記憶装置８９に格納される。

画像展開工程（Ｓ１１０）として、展開回路１１１（展開処理部）は、再構成前の図形パターン４０の複数の要素図形（第１の図形）のデータと再構成された図形パターン４０の複数の要素図形（第２の図形）のデータとの一方（パターンデータ（３））を選択的に画像展開する。ここでは、選択工程（Ｓ１０８）において選択されたデータについて画像展開する。言い換えれば、展開回路１１１（展開処理部）は、元の描画データに定義された図形パターン４０の複数の要素図形（第１の図形）のパターンデータ（１）が、再構成された図形パターン４０の複数の要素図形（第２の図形）のパターンデータ（２）よりもデータサイズが小さい場合には、元の描画データに定義された図形パターン４０の複数の要素図形（第１の図形）のパターンデータ（１）を画像展開し、再構成された図形パターン４０の複数の要素図形（第２の図形）のパターンデータ（２）が元の描画データに定義された図形パターン４０の複数の要素図形（第１の図形）のパターンデータ（１）よりもデータサイズが小さい場合には、再構成された図形パターン４０の複数の要素図形（第２の図形）のパターンデータ（２）を画像展開する。或いは、展開回路１１１（展開処理部）は、元の描画データに定義された図形パターン４０の複数の要素図形（第１の図形）のパターンデータ（１）が、再構成された図形パターン４０の複数の要素図形（第２の図形）のパターンデータ（２）よりも図形数が少ない場合には、元の描画データに定義された図形パターン４０の複数の要素図形（第１の図形）のパターンデータ（１）を画像展開し、再構成された図形パターン４０の複数の要素図形（第２の図形）のパターンデータ（２）が元の描画データに定義された図形パターン４０の複数の要素図形（第１の図形）のパターンデータ（１）よりも図形数が少ない場合には、再構成された図形パターン４０の複数の要素図形（第２の図形）のパターンデータ（２）を画像展開する。さらに言えば、展開回路１１１（展開処理部）は、タイプＡ～Ｃのうち、データサイズが最小となるタイプにより作成された図形パターン４０の複数の要素図形（第２の図形）のパターンデータ（２）を画像展開する。

ここで、描画データ（設計データ）に定義される要素図形は、例えば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）、及び辺の長さ、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、位置等を定義した要素図形データ（ベクトルデータ）が格納されている。

かかる要素図形データとなる設計パターンの情報が展開回路１１１に入力されると要素図形ごとのデータにまで展開し、その要素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し、出力する。言い換えれば、設計データを読み込み、検査領域を所定の寸法を単位とするマス目として仮想分割してできた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し、ｎビットの占有率データを出力する。例えば、１つのマス目を１画素として設定すると好適である。そして、１画素に１／２^８（＝１／２５６）の分解能を持たせるとすると、画素内に配置されている図形の領域分だけ１／２５６の小領域を割り付けて画素内の占有率を演算する。そして、画素毎に８ビットの占有率データの展開画像を作成する。展開画像のデータは、参照回路１１２に出力される。

画像加工工程（Ｓ１１２）として、参照回路１１２（参照画像作成部）は、画像展開された展開画像を用いて、検査対象の光学画像に対応する参照画像を作成する。

図１１は、実施の形態１におけるフィルタ処理を説明するための図である。基板１０１から撮像される光学画像の画素データは、撮像に使用される光学系の解像特性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、例えば、図１１に示すように、画像強度（濃淡値）がデジタル値の後述する展開画像（設計画像）とは異なっている。そのため、参照回路１１２は、展開画像に画像加工（フィルタ処理）を施して光学画像に近づけた参照画像を作成する。作成された参照画像のデータは、比較回路１０８に出力される。比較回路１０８（比較部）は、光学画像と参照画像とを比較する。

図１２は、実施の形態１における比較回路の内部構成の一例を示す構成図である。図１２において、比較回路１０８内には、磁気ディスク装置等の記憶装置７０，７２，７６、フレーム分割部７４、位置合わせ部７８、及び比較処理部７９が配置されている。フレーム分割部７４、位置合わせ部７８、及び比較処理部７９といった一連の「～部」は、処理回路を有する。かかる処理回路には、電気回路、コンピュータ、プロセッサ、回路基板、量子回路、或いは、半導体装置等が含まれる。また、各「～回路」は、共通する処理回路（同じ処理回路）を用いてもよい。或いは、異なる処理回路（別々の処理回路）を用いても良い。フレーム分割部７４、位置合わせ部７８、及び比較処理部７９に必要な入力データ或いは演算された結果はその都度図示しないメモリに記憶される。

比較回路１０８に入力されたストライプデータ（光学画像データ）は記憶装置７０に格納される。比較回路１０８に入力された参照画像データは記憶装置７２に格納される。

フレーム分割工程（Ｓ１１４）として、フレーム分割部７４は、ｘ方向に所定のサイズ（例えば、スキャン幅Ｗと同じ幅）でストライプ領域画像を分割する。例えば、１０２４×１０２４画素のフレーム画像に分割する。かかる処理により、複数のフレーム領域３０に応じた複数のフレーム画像（光学画像）が取得される。複数のフレーム画像は、記憶装置７６に格納される。以上により、検査のために比較される一方の画像（測定された画像）データが生成される。

位置合わせ工程（Ｓ１２０）として、位置合わせ部７８は、比較対象となるフレーム画像（光学画像）を記憶装置７６から読み出し、同様に比較対象となる参照画像を記憶装置７２から読み出す。そして、所定のアルゴリズムで位置合わせを行う。例えば、最小２乗法を用いて位置合わせを行う。

比較処理工程（Ｓ１２２）として、比較処理部７９（比較部）は、フレーム領域（検査単位領域）３０毎に、光学画像と参照画像を比較する。言い換えれば、比較処理部７９は、複数のフレーム領域３０（小領域）のフレーム領域３０毎に、当該フレーム領域３０のフレーム画像（光学画像）と当該フレーム画像に対応する参照画像とを画素毎に比較して、パターンの欠陥を検査する。比較処理部７９は、所定の判定条件に従って画素毎に両者を比較し、例えば形状欠陥といった欠陥の有無を判定する。判定条件としては、例えば、所定のアルゴリズムに従って画素毎に両者を比較し、欠陥の有無を判定する。例えば、画素毎に参照画像の画素値からフレーム画像の画素値を差し引いた差分値を演算し、差分値が閾値Ｔｈより大きい場合を欠陥と判定する。そして、比較結果が出力される。比較結果は、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（ＦＤ）１１６、ＣＲＴ１１７、パターンモニタ１１８に出力される、或いはプリンタ１１９から出力されればよい。

以上のように、実施の形態１では、図形パターン４０を構成する要素図形を新たに再構成することで、データサイズを低減できる。よって、検査対象基板１０１に形成されるパターンの元データを使って、画像展開する場合に、データ処理時間を短縮できる。その結果、検査時間を短縮できる。

実施の形態２．
実施の形態１では、複数のタイプＡ～Ｃの中から最適な再構成タイプを選択する場合について説明したが、これに限るものではない。実施の形態２では、予め設定された再構成手法に沿って要素図形を再構成する場合について説明する。実施の形態２における検査装置１００の構成は図１と同様である。また、実施の形態２における検査方法の要部工程を示すフローチャート図は、図３と同様である。また、以下、特に説明する点以外の内容は、実施の形態１と同様である。特に、再構成処理工程（Ｓ１０４）以外の各工程の内容は実施の形態１と同様である。

図１３は、実施の形態２における再構成処理回路の内部構成の一例を示す構成図である。図１３において、再構成処理回路１４０内には、再構成処理部６３、及び磁気ディスク装置等の記憶装置６０，６４が配置される。再構成処理部６３は、処理回路を有する。かかる処理回路には、電気回路、コンピュータ、プロセッサ、回路基板、量子回路、或いは、半導体装置等が含まれる。また、再構成処理部６３は、例えば、データ比較判定回路１４２内の「～部」といった他の「～部」と共通する処理回路（同じ処理回路）を用いてもよい。或いは、異なる処理回路（別々の処理回路）を用いても良い。再構成処理部６３に必要な入力データ或いは演算された結果はその都度図示しないメモリに記憶される。

再構成処理工程（Ｓ１０４）として、再構成処理回路１４０（再構成処理部）は、記憶装置６０から描画データを読み出し、描画データに定義される図形パターン毎に、図形パターンの構成を、予め設定された最大サイズｄｍａｘ内の新たな図形を配置し直すことで、元の複数の要素図形（第１の図形）の組合せとは異なる複数の要素図形（第２の図形）の組合せにより再構成する。具体的には、以下のように動作する。

図１４は、実施の形態２における再構成処理工程の内部工程を示すフローチャート図である。図１４において、実施の形態２における再構成処理工程（Ｓ１０４）は、その内部工程として、最大サイズ正方形割当工程（Ｓ２１０）と、最大サイズを含む矩形割当工程（Ｓ２１２）と、その他の図形割当工程（Ｓ２１４）と、いう一連の工程を実施する。

最大サイズ正方形割当工程（Ｓ２１０）として、再構成処理部６３は、予め設定された最大サイズｄｍａｘの正方形（第１の正方形）を優先適用して複数の要素図形（第２の図形）を作成する。

次に、最大サイズを含む矩形割当工程（Ｓ２１２）として、再構成処理部６３は、最大サイズを含む矩形を優先適用して複数の要素図形（第２の図形）を作成する。

そして、その他の図形割当工程（Ｓ２１４）として、再構成処理部６３は、残りの領域にその他の図形（例えば矩形）を割り当てる。

図１５は、実施の形態２における再構成する要素図形の一例を示す図である。図１５（ｂ）では、図１５（ａ）に示す描画データ上の図形パターン４０を構成する複数の要素図形を、最大サイズを含む要素図形を優先適用して再構成した場合の図形パターン４０を構成する複数の要素図形の一例を示している。図１５（ａ）に示す描画データ上の図形パターン４０を構成する例えば１２個の要素図形は、図７に示す図形パターン４０を構成する複数の要素図形と同様である。

図１５（ｂ）の例では、図形パターン４０に、まず、最大サイズｄｍａｘの正方形Ｆ１を配置する。次に、ｘ方向サイズが最大サイズｄｍａｘでｙ方向サイズが最大サイズｄｍａｘ未満のサイズｄの長方形Ｆ２を配置する。次に、ｙ方向サイズが最大サイズｄｍａｘでｘ方向サイズが最大サイズｄｍａｘ未満のサイズｄの長方形Ｆ３を配置する。そして、残りの領域に最大サイズｄｍａｘ未満のサイズの領域の矩形Ｆ４を配置する。これにより、図１５（ｂ）の例では、図形パターン４０を４つの要素図形によって再構成する。以上のように、実施の形態２における再構成処理部６３は、対象検査ストライプ２０について、描画データに定義される図形パターン毎に、図形パターンの構成を、元の複数の要素図形（第１の図形）の組合せとは異なる、最大サイズを含む要素図形を優先適用した複数の要素図形（第２の図形）の組合せにより再構成する。再構成された各図形パターン４０のパターンデータ（２）は、記憶装置６４に格納される。また、再構成前の元の描画データ上に定義されていた各図形パターン４０のパターンデータ（１）と、再構成された各図形パターン４０のパターンデータ（２）は、データ比較判定回路１４２に出力される。

例えば、図１５（ａ）に示す描画データ（設計データ）上の図形パターン４０を構成する１２個の要素図形のパターンデータ（１）が図９に示すパターンデータのフォーマットで作成された場合、１２×６ｍバイトが必要となる。これを図１５（ｂ）に示す手法で再構成した場合、再構成後の４つの要素図形のパターンデータ（２）では４×６ｍバイトにデータサイズを低減できる。

以降の各工程の内容は、実施の形態１と同様である。

以上のように、実施の形態２では、図形パターン４０を構成する要素図形を、最大サイズを含む要素図形を優先適用して新たに再構成することで、データサイズを低減できる。よって、検査対象基板１０１に形成されるパターンの元データを使って、画像展開する場合に、データ処理時間を短縮できる。その結果、検査時間を短縮できる。

実施の形態３．
実施の形態３では、実施の形態２とは異なる、予め設定された再構成手法に沿って要素図形を再構成する場合について説明する。実施の形態３における検査装置１００の構成は図１と同様である。また、実施の形態３における検査方法の要部工程を示すフローチャート図は、図３と同様である。実施の形態３における再構成処理回路の内部構成は図１３と同様である。また、以下、特に説明する点以外の内容は、実施の形態１と同様である。特に、再構成処理工程（Ｓ１０４）以外の各工程の内容は実施の形態１と同様である。

再構成処理工程（Ｓ１０４）として、再構成処理回路１４０（再構成処理部）は、記憶装置６０から描画データを読み出し、描画データに定義される図形パターン毎に、図形パターンの構成を、予め設定された最大サイズｄｍａｘ内の新たな図形を配置し直すことで、元の複数の要素図形（第１の図形）の組合せとは異なる複数の要素図形（第２の図形）の組合せにより再構成する。具体的には、以下のように動作する。

図１６は、実施の形態３における再構成処理工程の内部工程を示すフローチャート図である。図１６において、実施の形態３における再構成処理工程（Ｓ１０４）は、その内部工程として、最大サイズ正方形割当工程（Ｓ２２０）と、最大サイズ未満の正方形割当工程（Ｓ２２２）と、その他の図形割当工程（Ｓ２２４）と、いう一連の工程を実施する。

最大サイズ正方形割当工程（Ｓ２２０）として、再構成処理部６３は、予め設定された最大サイズｄｍａｘの正方形（第１の正方形）を優先適用して複数の要素図形（第２の図形）を作成する。

次に、最大サイズ未満の正方形割当工程（Ｓ２２２）として、再構成処理部６３は、最大サイズｄｍａｘよりも小さいサイズｄの正方形（第２の正方形）を優先適用して複数の要素図形（第２の図形）を作成する。

そして、その他の図形割当工程（Ｓ２２４）として、再構成処理部６３は、残りの領域にその他の図形（例えば矩形）を割り当てる。

図１７は、実施の形態３における再構成する要素図形の一例を示す図である。図１７（ｂ）では、図１７（ａ）に示す描画データ上の図形パターン４０を構成する複数の要素図形を、最大サイズを含む要素図形を優先適用して再構成した場合の図形パターン４０を構成する複数の要素図形の一例を示している。図１７（ａ）に示す描画データ上の図形パターン４０を構成する例えば１２個の要素図形は、図７に示す図形パターン４０を構成する複数の要素図形と同様である。

図１７（ｂ）の例では、図形パターン４０に、まず、最大サイズｄｍａｘの正方形Ｇ１を配置する。次に、最大サイズｄｍａｘよりも小さいサイズｄの３つの正方形Ｇ２を配置する。そして、残りの領域に最大サイズｄｍａｘ未満のサイズの領域の矩形Ｇ４と矩形Ｇ４を配置する。これにより、図１７（ｂ）の例では、図形パターン４０を６つの要素図形によって再構成する。以上のように、実施の形態３における再構成処理部６３は、対象検査ストライプ２０について、描画データに定義される図形パターン毎に、図形パターンの構成を、元の複数の要素図形（第１の図形）の組合せとは異なる、最大サイズｄｍａｘ以内のできるだけ大きい正方形の要素図形を優先適用した複数の要素図形（第２の図形）の組合せにより再構成する。再構成された各図形パターン４０のパターンデータ（２）は、記憶装置６４に格納される。また、再構成前の元の描画データ上に定義されていた各図形パターン４０のパターンデータ（１）と、再構成された各図形パターン４０のパターンデータ（２）は、データ比較判定回路１４２に出力される。

例えば、図１７（ａ）に示す描画データ（設計データ）上の図形パターン４０を構成する１２個の要素図形のパターンデータ（１）が図９に示すパターンデータのフォーマットで作成された場合、１２×６ｍバイトが必要となる。これを図１７（ｂ）に示す手法で再構成した場合、再構成後の４つの要素図形のパターンデータ（２）では６×６ｍバイトにデータサイズを低減できる。

以降の各工程の内容は、実施の形態１と同様である。

以上のように、実施の形態３では、図形パターン４０を構成する要素図形を、最大サイズｄｍａｘ以内のできるだけ大きい正方形の要素図形を優先適用して新たに再構成することで、データサイズを低減できる。よって、検査対象基板１０１に形成されるパターンの元データを使って、画像展開する場合に、データ処理時間を短縮できる。その結果、検査時間を短縮できる。

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、実施の形態では、照明光学系１７０として、透過光を用いた透過照明光学系を示したが、これに限るものではない。例えば、反射光を用いた反射照明光学系であってもよい。或いは、透過照明光学系と反射照明光学系とを組み合わせて、透過光と反射光を同時に用いてもよい。
また、光源１０３は、紫外線（光）の光源に限るものではなく、電子ビームの放出源であっても良い。ただし、電子ビームを検査光として用いる場合は、反射画像のみのＤＢ検査を行う。

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。例えば、検査装置１００を制御する制御部構成については、記載を省略したが、必要とされる制御部構成を適宜選択して用い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うる全てのパターン検査装置及びパターン検査方法は、本発明の範囲に包含される。

１０ 検査領域
２０ 検査ストライプ
３０ フレーム領域
３２ サンプリング領域
４０ 図形パターン
４１ 要素図形
５０ サンプリング領域抽出部
５１，５５，５６，５７，６０，６４ 記憶装置
５２ タイプＡ再構成処理部
５３ タイプＢ再構成処理部
５４ タイプＣ再構成処理部
５８ タイプ比較部
５９ 選択部
６２，６３ 再構成処理部
７０，７２，７６ 記憶装置
７４ フレーム分割部
７８ 位置合わせ部
７９ 比較処理部
８２ データサイズ比較部
８４ 選択部
８６ 図形数比較部
８８ 選択部
８０，８１，８９ 記憶装置
１００ 検査装置
１０１ 基板
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 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 ＦＤ
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
１２３ ストライプパターンメモリ
１４０ 再構成処理回路
１４２ データ比較判定回路
１５０ 光学画像取得機構
１６０ 制御系回路
１７０ 照明光学系

Claims (5)

1. 複数の第１の図形の組合せにより構成される図形パターンが定義された描画データに基づいてパターンが形成された基板から光学画像を取得する光学画像取得機構と、
   前記描画データを記憶する記憶装置と、
   前記記憶装置から前記描画データを読み出し、前記図形パターンの構成を、予め設定された最大サイズ内の新たな図形を配置し直すことで、前記複数の第１の図形の組合せとは異なる複数の第２の図形の組合せにより再構成する再構成処理部と、
   再構成前の前記複数の第１の図形のデータと再構成された前記複数の第２の図形のデータとの一方を選択的に画像展開する展開処理部と、
   画像展開された展開画像を用いて、検査対象の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、
   前記光学画像と前記参照画像とを比較する比較部と、
   を備え、
   再構成前の前記複数の第１の図形のデータのデータサイズと再構成後の前記複数の第２の図形のデータのデータサイズとを比較するデータサイズ比較部をさらに備え、
   前記展開処理部は、前記複数の第１の図形のデータが前記複数の第２の図形のデータよりもデータサイズが小さい場合には、前記複数の第１の図形のデータを画像展開し、前記複数の第２の図形のデータが前記複数の第１の図形のデータよりもデータサイズが小さい場合には、前記複数の第２の図形のデータを画像展開することを特徴とするパターン検査装置。
2. 複数の第１の図形の組合せにより構成される図形パターンが定義された描画データに基づいてパターンが形成された基板から光学画像を取得する光学画像取得機構と、
   前記描画データを記憶する記憶装置と、
   前記記憶装置から前記描画データを読み出し、前記図形パターンの構成を、予め設定された最大サイズ内の新たな図形を配置し直すことで、前記複数の第１の図形の組合せとは異なる複数の第２の図形の組合せにより再構成する再構成処理部と、
   再構成前の前記複数の第１の図形のデータと再構成された前記複数の第２の図形のデータとの一方を選択的に画像展開する展開処理部と、
   画像展開された展開画像を用いて、検査対象の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、
   前記光学画像と前記参照画像とを比較する比較部と、
   を備え、
   再構成前の前記複数の第１の図形のデータの図形数と再構成後の前記複数の第２の図形のデータの図形数とを比較する図形数比較部をさらに備え、
   前記展開処理部は、前記複数の第１の図形のデータが前記複数の第２の図形のデータよりも図形数が少ない場合には、前記複数の第１の図形のデータを画像展開し、前記複数の第２の図形のデータが前記複数の第１の図形のデータよりも図形数が少ない場合には、前記複数の第２の図形のデータを画像展開することを特徴とするパターン検査装置。
3. 複数の第１の図形の組合せにより構成される図形パターンが定義された描画データに基づいてパターンが形成された基板から光学画像を取得する光学画像取得機構と、
   前記描画データを記憶する記憶装置と、
   前記記憶装置から前記描画データを読み出し、前記図形パターンの構成を、予め設定された最大サイズ内の新たな図形を配置し直すことで、前記複数の第１の図形の組合せとは異なる複数の第２の図形の組合せにより再構成する再構成処理部と、
   再構成前の前記複数の第１の図形のデータと再構成された前記複数の第２の図形のデータとの一方を選択的に画像展開する展開処理部と、
   画像展開された展開画像を用いて、検査対象の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、
   前記光学画像と前記参照画像とを比較する比較部と、
   を備え、
   前記再構成処理部は、縦横サイズ比が所定の範囲内の第１の矩形を優先適用して前記複数の第２の図形を作成する第１のタイプと、横サイズが縦サイズよりも前記所定の範囲を超えて長い第２の矩形を優先適用して前記複数の第２の図形を作成する第２のタイプと、縦サイズが横サイズよりも前記所定の範囲を超えて長い第３の矩形を優先適用して前記複数の第２の図形を作成する第３のタイプと、でそれぞれ前記複数の第２の図形を作成し、
   前記第１のタイプにより作成された前記複数の第２の図形のデータのデータサイズと、前記第２のタイプにより作成された前記複数の第２の図形のデータのデータサイズと、前記第３のタイプにより作成された前記複数の第２の図形のデータのデータサイズと、を比較するタイプ比較部をさらに備え、
   前記展開処理部は、前記第１～第３のタイプのうち、データサイズが最小となるタイプにより作成された前記複数の第２の図形のデータを画像展開することを特徴とするパターン検査装置。
4. 前記再構成処理部は、縦横サイズ比が所定の範囲内の第１の矩形を優先適用して前記複数の第２の図形を作成する第１のタイプと、横サイズが縦サイズよりも前記所定の範囲を超えて長い第２の矩形を優先適用して前記複数の第２の図形を作成する第２のタイプと、縦サイズが横サイズよりも前記所定の範囲を超えて長い第３の矩形を優先適用して前記複数の第２の図形を作成する第３のタイプと、でそれぞれ前記複数の第２の図形を作成し、
   前記第１のタイプにより作成された前記複数の第２の図形のデータのデータサイズと、前記第２のタイプにより作成された前記複数の第２の図形のデータのデータサイズと、前記第３のタイプにより作成された前記複数の第２の図形のデータのデータサイズと、を比較するタイプ比較部をさらに備え、
   前記展開処理部は、前記第１～第３のタイプのうち、データサイズが最小となるタイプにより作成された前記複数の第２の図形のデータを画像展開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。
5. 前記再構成処理部は、予め設定された最大サイズの第１の正方形を優先適用し、次に、前記最大サイズよりも小さいサイズの第２の正方形を優先適用して、前記複数の第２の図形を作成することを特徴とする請求項１又は２記載のパターン検査装置。

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