JPH11153550A - 欠陥検査方法及び欠陥検査装置 - Google Patents

欠陥検査方法及び欠陥検査装置

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JPH11153550A
JPH11153550A JP18530598A JP18530598A JPH11153550A JP H11153550 A JPH11153550 A JP H11153550A JP 18530598 A JP18530598 A JP 18530598A JP 18530598 A JP18530598 A JP 18530598A JP H11153550 A JPH11153550 A JP H11153550A
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    • G—PHYSICS
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    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
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    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30108—Industrial image inspection
    • G06T2207/30148—Semiconductor; IC; Wafer

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンタクトホールやライン・スペースのパタ
ーンにおける欠陥を精度良く検出する。 【解決手段】 試料上に形成されたパターンの欠陥を検
出する欠陥検査方法において、試料の光学像をセンサデ
ータとして入力する工程１１と、センサデータに対応す
る参照データを入力する工程１２と、１つの開口部を含
む矩形領域Ｒを検査領域として複数の検査領域を指定す
る検査領域データを入力する工程１３と、検査領域デー
タで指定される各検査領域毎に、該領域に含まれるセン
サデータと該センサデータに対応する参照データを取り
出し、これらを基に透過率誤差と相対位置ずれを計算す
る工程３０と、得られた透過率誤差と相対位置ずれから
透過率欠陥，寸法欠陥，及び相対位置ずれ欠陥を判定す
る工程４０とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、欠陥検査技術に係
わり、特にパターンの形成された半導体製造用のフォト
マスク，レティクル，液晶基板等の試料の欠陥を検出す
るのに適した欠陥検査方法及び欠陥検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路は、一般に原盤となるレ
チクルの回路パターンを紫外線や遠紫外線光で縮小して
ウェハに焼き付ける工程を繰り返して製造される。昨今
のＤＲＡＭやＭＰＵの高性能化は、半導体集積回路の微
細加工技術によるところが大きく、更なる高性能化の要
求に応えるためには微細加工技術の革新が必要となる。
例えば、レチクルの品質においても、位置精度，寸法精
度，無欠陥等の要求が従来よりも厳しくなってきた。回
路パターン描画技術やマスクプロセス等のレチクル製造
技術の向上に伴い、製造されたレチクルの品質を最終的
に保証するためには検査技術の向上も必須となる。
【０００３】レチクルの欠陥としては、ピンドットやピ
ンホール等のパターン欠陥の他に、透過率欠陥，寸法欠
陥，パターンの位置ずれ等を検出する必要がある。矩形
開口部であるコンタクトホールのパターンでは、これら
の欠陥がウェハに形成される転写パターンの寸法に大き
な影響を与えるため、欠陥の検出が特に重要となってい
る。例えば、１ＧビットＤＲＡＭ世代のデザインルール
はウェハ上で１５０ｎｍ、即ち４倍体マスクで６００ｎ
ｍとなると言われている。これに対し寸法欠陥は２０ｎ
ｍ以下という厳しい仕様が必要と考えられており、これ
はコンタクトホールの開口部の透過率欠陥に換算する
と、３％以下となる。
【０００４】従来の検査技術として、レチクルを撮像し
た光学像をテレビカメラ等で画像入力し、この画像デー
タよりコンタクトホールのパターンエッジを求め平均透
過率及び開口部面積を画像処理から求める方法がある。
しかし、この方法ではコンタクトホールの寸法が小さく
なるにつれ、光学像のコントラストの低下のため平均透
過率及び開口部面積を算出する際の相対誤差が大きくな
る。従って現状の検査技術では、透過率欠陥として１０
％以下を検出するのは困難となっていた。
【０００５】また、上記の問題はコンタクトホールに限
らずライン・スペースのパターンに関しても同様に言え
ることである。また、光近接効果補正（ＯＰＣ）で用い
られるジョグ，セリフ等の微小な補助パターンは十分に
解像された光学像が得られないため、これらの補助パタ
ーンを用いた試料の欠陥検査では、相対誤差が更に大き
くなるおそれがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように従来、コン
タクトホールやライン・スペースのパターンが小さくな
るに伴い、これらの相対位置ずれ，透過率欠陥，寸法欠
陥等を高い精度で検出するのが困難となっている。ま
た、光近接効果補正（ＯＰＣ）のために微細なセリフ，
ジョグ等を含んだパターンでは、その欠陥を高い精度で
検出するのが益々困難となっている。
【０００７】本発明は、上記事情を考慮して成されたも
ので、その目的とするところは、コンタクトホールやラ
イン・スペースのパターンにおける欠陥を精度良く検出
することのできる欠陥検査方法及び欠陥検査装置を提供
することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】（構成）上記課題を解決
するために本発明は、次のような構成を採用している。
【０００９】即ち本発明は、試料上に形成されたパター
ンの欠陥を検出する欠陥検査方法であって、前記試料の
光学像をセンサデータとして入力する工程と、前記セン
サデータに対応する参照データを入力する工程と、前記
パターンの大きさ及び形状に応じた複数の検査領域毎
に、該領域に含まれるセンサデータと該センサデータに
対応する参照データを取り出し、これらを基に透過率誤
差と相対位置ずれを計算する工程と、前記計算された透
過率誤差と相対位置ずれから透過率欠陥，寸法欠陥，及
び相対位置ずれ欠陥を判定する工程とを含むことを特徴
とする。
【００１０】また本発明は、試料上に形成されたパター
ンの欠陥を検出する欠陥検査方法であって、前記試料の
光学像をセンサデータとして入力する工程と、前記セン
サデータに対応する参照データを入力する工程と、前記
パターンの大きさ及び形状に応じた複数の検査領域毎
に、該領域に含まれるセンサデータと該センサデータに
対応する参照データを取り出し、これらを基に透過率誤
差と相対位置ずれを計算する工程と、前記計算された相
対位置ずれを用いて前記参照データとセンサデータの位
置合わせを行う工程と、前記位置合わせされた前記参照
データとセンサデータにより前記透過率誤差と相対位置
ずれを再計算する工程と、前記再計算された透過率誤差
と相対位置ずれから透過率欠陥，寸法欠陥，及び相対位
置ずれ欠陥を判定する工程とを含むことを特徴とする。
【００１１】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は次のものがあげられる。
【００１２】(1) 複数の検査領域を定めるために、パタ
ーンの大きさ及び形状に応じた複数の検査領域を指定す
る検査領域データを入力する工程を有すること。
【００１３】(2) 複数の検査領域を定めるために、参照
データに対する被検査パターンを探索する工程を有する
こと。
【００１４】(3) 検査領域データを入力する工程とし
て、少なくとも１つの開口部を含む矩形領域を検査領域
として入力すること。
【００１５】(4) 開口部の重心を矩形領域の重心とほぼ
一致させ、かつ矩形領域が開口部を含み、かつ近接した
他の開口部を含まないような矩形領域の配列として検査
領域を入力すること。
【００１６】(5) 透過率誤差と相対位置ずれを計算する
工程として、開口部がコンタクトホールである場合、少
なくとも３つの独立な座標（ｘ，ｙ）におけるセンサデ
ータをＳ(x,y) 、前記参照データをＵ(x,y) 、参照デー
タのＸ方向微分値を dU/dx、参照データのＹ方向微分値
を dU/dyとして、透過率誤差ε及び相対位置ずれｘ0，
ｙ0 を未知数とする下記の式 で表される連立１次方程式を解くこと。
【００１７】(6) 透過率誤差と相対位置ずれを計算する
工程として、矩形領域のうち、試料の遮光部内部に対応
する領域を除いた座標において、（式１）で表される方
程式を最小自乗法によって解くこと。
【００１８】(7) 透過率誤差と相対位置ずれを計算する
工程として、開口部がライン・スペースである場合、少
なくとも２つの独立な座標（ｘ，ｙ）におけるセンサデ
ータをＳ(x,y) 、参照データをＵ(x,y) 、参照データの
前記ライン・スペースに直交する方向の微分値を dU/dl
として、透過率誤差ε及び相対位置ずれｌ0 を未知数と
する下記の式 で表される連立１次方程式を解くこと。
【００１９】(8) 透過率誤差と相対位置ずれを計算する
工程として、矩形領域のうち、試料の遮光部内部に対応
する領域を除いた座標において、（式２）で表される方
程式を最小自乗法によって解くこと。
【００２０】(9) 透過率誤差と相対位置ずれを計算する
工程として、開口部がコンタクトホールである場合、少
なくとも３つの独立な座標（ｘ，ｙ）におけるセンサデ
ータをＳ(x,y) 、第１の基準データをＲ1 (x,y) 、第１
の基準データのＸ方向微分値をdR1/dx、第１の基準デー
タのＹ方向微分値をdR1/dyとして、第１の透過率誤差ε
1 及び第１の相対位置ずれｘ0 ，ｙ0 を未知数とする下
記の（式３）で表される連立１次方程式を解き、さらに
参照データをＵ(x,y) 、第２の基準データをＲ2 (x,y)
、第２の基準データのＸ方向微分値をdR2/dx、第２の
基準データのＹ方向微分値をdR2/dyとして、第２の透過
率誤差ε2 及び第１の相対位置ずれｘ0 ，ｙ0 を未知数
とする下記の（式４）で表される連立１次方程式を解
き、第１の透過率誤差から第２の透過率誤差を引いてε
1 −ε2 を求め、第１の相対位置ずれから第２の相対位
置ずれを引いて（x 0 −x 0 ，y 0 −y 0 ）を求めるこ
と。
【００２１】 (10) 透過率誤差と相対位置ずれを計算する工程とし
て、開口部がライン・スペースである場合、少なくとも
２つの独立な座標（ｘ，ｙ）におけるセンサデータをＳ
(x,y) 、第１の基準データをＲ1 (x,y) 第１の基準デー
タのライン・スペースに直交する方向の微分値をdR1/dl
として、第１の透過率誤差ε1 及びライン・スペースに
直交する方向の相対位置ずれl 0 を未知数とする下記の
（式５）で表される連立１次方程式を解き、さらに参照
データをＵ(x,y) 、第２の基準データをＲ2 (x,y) 、第
２の基準データのライン・スペースに直交する方向の微
分値をdR2/dlとして、第２の透過率誤差ε2 及びライン
・スペースに直交する方向の相対位置ずれl 0 を未知数
とする下記の（式６）で表される連立１次方程式を解
き、第１の透過率誤差から第２の透過率誤差を引いてε
1 −ε2 を求め、第１の相対位置ずれから第２の相対位
置ずれを引いて（l 0 −l 0 ）を求めること。
【００２２】 ε1 ・Ｒ1 (x,y) ＋l 0 ・dR1/dl ＝Ｒ1 (x,y) −Ｓ(x,y) …（式５） ε2 ・Ｒ2 (x,y) ＋l 0 ・dR2/dl ＝Ｒ2 (x,y) −Ｕ(x,y) …（式６） (11)参照データは、センサデータに対応する設計データ
であること。この場合、検査はダイツーデータベース比
較検査となる。
【００２３】(12)参照データは、試料の光学像を検出し
て得られるセンサデータであること。この場合、検査は
ダイツーダイ比較検査となる。
【００２４】また本発明は、試料上に形成されたパター
ンの欠陥を検査する欠陥検査装置であって、前記試料の
光学像を検出して得られるセンサデータを記憶するセン
サデータ記憶部と、前記センサデータに対応する参照デ
ータを記憶する参照データ記憶部と、前記パターンの大
きさ及び形状に応じた複数の検査領域毎に該領域に含ま
れるセンサデータと参照データを取り出し、これらを基
に透過率誤差と相対位置ずれを計算する計算手段と、こ
の計算手段により計算された透過率誤差と前記相対位置
ずれから透過率欠陥，寸法欠陥，及び相対位置ずれ欠陥
を判定する欠陥判定手段とを具備してなることを特徴と
する。
【００２５】また本発明は、試料上に形成されたパター
ンの欠陥を検査する欠陥検査装置であって、前記試料の
光学像を検出して得られるセンサデータを記憶するセン
サデータ記憶部と、前記センサデータに対応する参照デ
ータを記憶する参照データ記憶部と、前記パターンの大
きさ及び形状に応じた複数の検査領域毎に該領域に含ま
れるセンサデータと参照データを取り出し、これらを基
に透過率誤差と相対位置ずれを計算する計算手段と、こ
の計算手段で計算された相対位置ずれを用いて前記参照
データとセンサデータの位置合わせを行う手段と、この
位置合わせ手段で位置合わせされた前記参照データとセ
ンサデータにより前記透過率誤差と相対位置ずれを再計
算する再計算手段と、この再計算手段により計算された
透過率誤差と前記相対位置ずれから透過率欠陥，寸法欠
陥，及び相対位置ずれ欠陥を判定する欠陥判定手段とを
具備してなることを特徴とする。
【００２６】ここで、上記の装置発明においても、先に
説明した (1)〜(12)と同様の実施態様を採用するのが望
ましい。
【００２７】（作用）本発明によれば、検査領域に含ま
れるセンサデータと参照データを基に透過率誤差と相対
位置ずれを計算し、得られた透過率誤差と相対位置ずれ
から透過率欠陥，寸法欠陥，及び相対位置ずれ欠陥を判
定することにより、コンタクトホールやライン・スペー
ス上の欠陥を高い精度で検出することが可能となる。さ
らに、ＯＰＣのためにジョグ，セリフ等の微小な補助パ
ターンを設けたパターンであっても誤差が大きくなる等
の不都合はない。従って、１ＧビットＤＲＡＭ等の次世
代のデバイスの欠陥検出にも十分対応でき、その有用性
は大である。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図示の実施
形態によって説明する。
【００２９】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態に係わる欠陥検査方法の基本動作をブロック
化して示す図である。
【００３０】本実施形態は、入力工程１１〜１３と、記
憶工程２１，２２と、展開工程２３と、計算工程３０
と、判定工程４０と、出力工程５０とからなる。入力工
程１１では試料の光学像をセンサデータとして入力し、
入力工程１２ではセンサデータに対応する参照データを
入力し、入力工程１３では検査領域を指定するデータを
入力する。
【００３１】ここで、工程１２で入力する参照データと
しては、センサデータに対応する設計データでもよい
し、試料の光学像を検出して得られるセンサデータでも
よい。参照データとしてセンサデータを利用する場合、
センサデータは工程１１で入力されることから、必ずし
も参照データを入力する工程１２を独立に設ける必要は
ない。また、工程１３では、パターンの寸法や形状等に
応じて複数の検査領域を指定するため、各々の検査領域
をマップ化した検査領域マップを検査領域データとして
入力する。
【００３２】記憶工程２１ではセンサデータを画像メモ
リに記憶し、記憶工程２２では参照データを画像メモリ
に記憶する。展開工程２３では、検査領域データから検
査マップを展開する。計算工程３０では、検査領域マッ
プで指定される各検査領域毎に、該領域に含まれるセン
サデータと参照データを取り出し、透過率誤差と相対位
置ずれを計算する。判定工程４０では、計算された透過
率誤差と相対位置ずれから透過率欠陥，寸法欠陥，及び
相対位置ずれ欠陥を判定する。そして、出力工程５０で
は、欠陥座標及び欠陥種類を出力する。
【００３３】図２に示すように、コンタクトホール（開
口部）８１が２次元アレイ状に配置されたものを検査す
ることを考える。コンタクトホール８１の形状は矩形に
限定されるものではなく、光近接効果補正（ＯＰＣ）の
ジョグやセリフ等の補助パターンの付加されたものでも
よい。図３に、コンタクトホール８１のエッジ部にセリ
フ８２が形成された例を示す。
【００３４】なお、コンタクトホールは必ずしも周期的
に配置されていなくてもよく、コンタクトホールの寸法
も一定である必要はない。また、回路パターンを形成す
る試料の遮光膜の材質としては、通常のクロム以外にモ
リブデンシリサイド等各種の位相シフトマスクに用いら
れるものであってもよい。
【００３５】Ｘ方向にｌx 、Ｙ方向にｌy のサイズを有
する矩形領域Ｒで、且つこの矩形領域Ｒの重心がコンタ
クトホールの重心とほぼ一致するようなものを設ける。
ここで、矩形領域Ｒを成す矩形の二辺の寸法ｌx ，ｌy
として、矩形領域Ｒが近接した他のコンタクトホールを
含まないようなものをとる。そのためにはコンタクトホ
ールの二辺の寸法をＸ方向にｄx 、Ｙ方向にｄy とし、
また近接したコンタクトホールとの最小ピッチをＸ方向
にｐx 、Ｙ方向にｐy とすると、次の（式７）及び（式
８）に示すように矩形領域Ｒの二辺の寸法ｌx ，ｌy を
とればよい。
【００３６】 ｄx ＜ｌx ＜ｐx …（式７） ｄy ＜ｌy ＜ｐy …（式８） このような矩形領域Ｒをとることで後述する計算の安定
性が得られる。また、必要な計算はコンタクトホールの
ある領域のみを選択して行えばよい。これは、画像全体
に一定のサイズのウインドウを走査させ、そのウインド
ウの内部のセンサデータと参照データを処理して検査す
る方法と比べて、必要な計算回数を大きく減らすことが
できる。
【００３７】また、複数の開口部の平均透過率誤差や平
均相対位置ずれを検査する場合には、上記のような１つ
の開口部のみを含むような矩形領域をとる以外に、複数
の開口部を含むような矩形領域Ｒをとり、この領域に対
して透過率誤差と相対位置ずれの測定を行う。
【００３８】一般に、マスクの欠陥検査にはダイツーダ
イ（die-to-die）比較検査とダイツーデータベース（di
e-to-database ）比較検査があり、前者は同じ２つのセ
ンサ画像同士を比較するもので、後者はセンサデータを
対応する設計データと比較するものである。前者の方が
装置構成が簡単ですむが、後者の方が隣り合ったコンタ
クトホールの共通欠陥でも確実に検出できるので現在全
世界で５０〜７５％程度がダイツーデータベース方式と
言われている。本発明は、ダイツーダイ方式にもダイツ
ーデータベース方式にも適用が可能である。
【００３９】本実施形態における参照データとしては、
ダイツーダイ方式では隣り合ったマスクパターンのセン
サデータを用い、ダイツーデータベース方式では設計デ
ータを用いればよい。他方、ダイツーダイ方式は、セン
サデータと参照データ共に同じセンサで撮像したデータ
であるので、像のプロファイルに十分な一致度が得ら
れ、欠陥の検出精度が高い。ダイツーデータベース方式
は、参照データを設計データから発生しているため、セ
ンサデータのようにノイズが乗ることがない点で有利で
ある。
【００４０】次の（式９）にセンサデータＳ(x,y) と参
照データＵ(x,y) の関係を示す。ここで、（ｘ0 ，
ｙ0 ）は参照データＵ(x,y) に対するセンサデータＳ
(x,y) の位置ずれ量であり、εは試料の透過率誤差であ
る。
【００４１】 （式９）において、（ｘ0 ，ｙ0 ）及びεが十分に小さ
いとすると、線形化により次の（式10）が近似式として
得られる。
【００４２】 この（式10）を満たす位置ずれ量（ｘ0 ，ｙ0 ）及び透
過率誤差εに対し、矩形領域Ｒに含まれる画素のセンサ
データと参照データを用いて最小自乗法で計算すればよ
い。開口部がコンタクトホールである場合、未知数が
ε，ｘ0 ，ｙ0 であるため、少なくとも３つの独立な座
標（ｘ，ｙ）において（式10）を解けばよい。以下、そ
の計算の方法を説明する。
【００４３】矩形領域Ｒの第ｋ番にあたる（ｉ，ｊ）画
素の参照データＵ（ｉ，ｊ）とセンサデータＳ（ｉ，
ｊ）の２次元配列を入力する。ｗ，ｕを次の（式11）及
び（式12）で定義する。
【００４４】 さらに、Ｘ方向微分値dU/dx とＹ方向微分値dU/dy を、
例えば次の（式13）及び（式14）により計算する。
【００４５】 dU/dx ＝｛Ｕ(i+1,j)-Ｕ(i-1,j)}／２ …（式13） dU/dy ＝｛Ｕ(i,j+1)-Ｕ(i,j-1)}／２ …（式14） 前記（式10）から分るように、参照データＵ(x,y) ，Ｘ
方向微分値dU/dx 及びＹ方向微分値dU/dy が全て０に近
い場合、即ちレクチルの遮光部内部にある画素の参照デ
ータとセンサデータはこの計算に寄与しないので、省略
することができる。そのためには、参照データＵ(i,j)
，Ｘ方向微分値dU/dx 及びＹ方向微分値dU/dy の絶対
値が共に適当なスレショルドを越えない場合に遮光部と
判定することができる。
【００４６】前記（式10）は次の（式15）で表される連
立一次方程式で表される。
【００４７】Ａｑ＝ｂ …（式15） ここで、変数ベクトルｑは次の（式16）で、また行列Ａ
は次の（式17）及び（式18）で、ベクトルｂは次の（式
19）及び（式20）により定義される。
【００４８】
【数１】
【００４９】（式15）で表される連立方程式はガウス消
去法等で容易に解くことができ、位置ずれ量（ｘ0 ，ｙ
0 ）及び透過率誤差εが求められる。この計算は、最小
自乗法による一種の統計計算であるので、従来の画像エ
ッジを求める方法と比べセンサデータのノイズ等の影響
を受けにくい長所がある。欠陥の判定は、位置ずれ量及
び透過率誤差が予め設定されたスレショルドを越える場
合に欠陥として出力すればよい。
【００５０】上記方法をコンタクトホールの相対位置ず
れ，透過率欠陥，及び寸法欠陥に対し適用した結果を示
す。前記図２に示したようにコンタクトホールが２次元
アレイ状に配置されている。この例では、コンタクトホ
ールのサイズは６画素幅になっている。図４に、コンタ
クトホールの相対位置ずれ，透過率欠陥，寸法欠陥があ
る場合を示す。
【００５１】参照データに対し、センサデータが相対位
置ずれを生じた場合（ｃａｓｅ−１）を図４（ａ）に示
す。中央のコンタクトホールのみＸ方向に１画素、Ｙ方
向に１画素ずれたものである。この場合の結果を図５に
示す。図５の（ａ）は透過率誤差分布、（ｂ）はＸ方向
位置ずれ分布、（ｃ）はＹ方向位置ずれ分布である。こ
れらから、透過率誤差分布は位置ずれの影響を受けてい
ないこと、またＸ方向位置ずれ及びＹ方向位置ずれが正
しく求められていることが分る。
【００５２】透過率欠陥が生じた場合（ｃａｓｅ−２）
を、図４（ｂ）に示す。中央のコンタクトホールのみが
５％の透過率低下が生じたものである。この場合の結果
を図６に示す。図６の（ａ）は透過率誤差分布、（ｂ）
はＸ方向位置ずれ分布、（ｃ）はＹ方向位置ずれ分布で
ある。これらから、Ｘ方向位置ずれ分布及びＹ方向位置
ずれ分布は透過率誤差の影響を受けていないこと、また
透過率誤差が正しく求められていることが分る。
【００５３】寸法欠陥が生じた場合（ｃａｓｅ−３）
を、図４（ｃ）に示す。中央のコンタクトホールのみが
０．２５画素だけ寸法（ＣＤ）が減少したものである。
この場合の結果を図７に示す。図７の（ａ）は透過率誤
差分布、（ｂ）はＸ方向位置ずれ分布、（ｃ）はＹ方向
位置ずれ分布である。これらから、寸法欠陥も面積が減
少することにより透過率誤差として検出できることが分
る。
【００５４】次に、ライン・スペースを検査する場合に
ついて説明する。ここで、ライン・スペースの寸法は一
定である必要はない。ライン・スペースの方向をＹ方向
としても一般性を失わないので、以下はこの前提で考え
る。
【００５５】ライン・スペースの場合も開口部であるス
ペース部の透過率誤差、又は寸法欠陥と相対位置ずれを
同様に求めることができる。この場合、上で説明したコ
ンタクトホールの長辺をＹ方向として、この長辺を延ば
したと考えることができる。Ｘ方向にｌx の幅を有する
矩形領域Ｒで、かつこの矩形領域Ｒの中心線がスペース
の中心線とほぼ一致するようなものを設ける。このよう
な矩形領域Ｒをとることで計算の安定性が得られる。こ
こで、矩形領域Ｒを成す矩形辺の寸法ｌx として、矩形
領域が近接した他を含まないようなものをとる。そのた
めには、スペース幅寸法をｄx とし、また近接したライ
ン・スペースとの最小ピッチをｐx とすると、次の（式
21）に示すように前記矩形領域ＲのＸ方向の寸法ｌx を
とればよい。また、Ｙ方向の寸法はライン・スペースの
全体を覆うようにとっても、一部のみをとってもよい。
【００５６】 ｄx ＜ｌx ＜ｐx …（式21） 参照データはＹ方向に一定となるので短辺方向（Ｘ方
向）の位置ずれｘ0 のみを計算すればよい。つまり、前
記（式10）は次の（式22）に置き換えられる。
【００５７】 このとき、開口部がライン・スペースであり、未知数が
ε，ｘ0 であるため、少なくとも２つの独立な座標
（ｘ，ｙ）において（式22）を解けばよい。
【００５８】同様に、ｗ，ｖを次の（式23）及び（式2
4）で定義する。
【００５９】 さらに、Ｘ方向微分値dU/dx を、例えば次の（式25）に
より計算する。
【００６０】 （式23）は次の（式26）で表される連立方程式で表され
る。
【００６１】 Ａｑ＝ｂ …（式26） ここで、変数ベクトルｑは次の（式27）で、また行列Ａ
は次の（式28）及び（式29）で、ベクトルｂは次の（式
30）及び（式31）により定義される。
【００６２】
【数２】
【００６３】コンタクトホールと同様に連立方程式を解
き、位置ずれ量ｘ0 及び透過率誤差εが求められる。こ
の場合も、コンタクトホールの相対位置ずれ，透過率欠
陥，寸法欠陥が正しく求められていることが確認され
た。
【００６４】このように本実施形態によれば、パターン
に応じた検査領域を矩形領域Ｒに設定し、各矩形領域Ｒ
毎にセンサデータと参照データの関係を（式９）のよう
に定義し、さらに（式10）（式22）のように線形化し、
これを満たす位置ずれ量（ｘ0 ，ｙ0 ）及び透過率誤差
εを最小自乗法で計算することにより、コンタクトホー
ルやライン・スペースの相対位置ずれ，透過率欠陥，寸
法欠陥を精度良く求めることができる。さらに、ＯＰＣ
のためにジョグ，セリフ等の微小な補助パターンを設け
たパターンであっても、計算結果による誤差が大きくな
る等の不都合はない。従って、フォトマスク，レティク
ル，液晶基板等の試料上の従来検出が困難であったコン
タクトホールやライン・スペース上の欠陥を高い精度で
検出することが可能となり、例えば１ＧビットＤＲＡＭ
等の次世代のデバイスの欠陥検出にも十分対応すること
ができる。
【００６５】（第２の実施形態）図９は、本発明の第２
の実施形態に係わる欠陥検査方法の基本動作をブロック
化して示す図である。なお、図１と同一部分には同一符
号を付して、その詳しい説明は省略する。
【００６６】本実施形態が先に説明した実施形態と異な
る点は、透過率誤差，相対位置ずれを計算する工程３０
を行った後で透過率欠陥，寸法欠陥，相対位置ずれ欠陥
を判定する工程４０を行う前に、相対位置ずれを補正す
る工程６０と透過率誤差，相対位置ずれを再計算する工
程３０’を行うことにある。
【００６７】即ち、前記計算で求められた位置ずれ量
（ｘ0 ，ｙ0 ）を用いて参照データを位置補正し、位置
ずれ量（ｘ0 ，ｙ0 ）及び透過率誤差εを求める計算工
程３０をもう一度繰り返す。これにより、透過率誤差ε
の計算精度を更に向上させることができる。
【００６８】この位置補正の第１の方法としてはＳの代
わりに、例えば次の（式32）に示すＳ’を用いればよ
い。
【００６９】 また、位置補正の第２の方法としてはＵ，dU/dx ，dU/d
y の代わりに、例えば次の（式33）（式34）（式35）に
示すＵ’，dU'/dx，dU'/dyを用いればよい。
【００７０】 上記のように、位置合わせの第１の方法の方はＳだけを
補正すればよい。これに対し、第２の方法はＵ，dU/dx
，dU/dy の３者を計算する必要があり、実際の計算を
行う場合には第１の方法の方が有利である。また、ライ
ン・スペースパターンの位置補正も上記と同様にして行
うことができる。
【００７１】（第３の実施形態）次に、本発明の第３の
実施形態について説明する。先にも説明したように、本
実施形態も、ダイツーダイ方式及びダイツーデータベー
ス方式のいずれにも適用が可能である。
【００７２】図１０で本発明による欠陥検査の原理を説
明する。まず、被検査パターン３と一致するものを参照
データから探索する。例えば、参照データ１や参照デー
タ２がその例である。次いで、被検査パターンと一致し
たパターンのｘｙ座標を出力する。例えば、参照データ
１に対しては座標（ｘ1 ，ｙ1 ）、参照データ２に対し
ては座標（ｘ2 ，ｙ2 ）となる。
【００７３】出力されたｘｙ座標から参照データと対応
するセンサデータを切り出すことができる。図１０で
は、透過率欠陥に対応する参照データ１及びセンサデー
タ１’と、位置ずれ欠陥に対応する参照データ２及びセ
ンサデータ２’を示している。従って、参照データ４の
ように、大きさや形状の異なるパターンは探索の対象か
ら外れる。しかし、このような場合も複数の種類のテン
プレートと、テンプレートの種類に応じて透過率誤差と
相対位置ずれを計算する手段と、テンプレートの種類に
応じて前記透過率誤差と前記相対位置ずれから透過率欠
陥及び相対位置ずれ欠陥等の欠陥を判定する手段を備え
れば検査することができる。
【００７４】透過率欠陥及び位置ずれ欠陥の検出を行う
ために、予め基準となる参照パターンを入力しておき、
この参照パターンに対するセンサデータの平均透過率誤
差と相対位置ずれを計算している。
【００７５】この参照パターンも、良品と判断されるセ
ンサデータを代表として選択しても良いし、設計データ
から発生しても良い。前者の方法では、センサデータと
テンプレート共に同じセンサで撮像したデータであるの
で、像のプロファイルに十分な一致度が得られ、欠陥の
検出精度が高いが、後者の方式はテンプレートを設計デ
ータから発生しているためセンサデータのようにノイズ
が乗ることが無い点で有利である。
【００７６】コンタクト系パターンに対する計算方法を
説明する。センサデータＳ(x,y) と参照データＵ(x,y)
の関係は前記（式９）であり、（ｘ0 ，ｙ0 ）及びεが
十分に小さいとすると、線形化により前記（式10）が近
似式として得られる。この（式10）を満たす位置ずれ量
（ｘ0 ，ｙ0 ）及び透過率誤差εに対し被検査パターン
領域に含まれる画素のセンサデータと参照パターンを用
いて最小自乗法で計算すれば良い。同様に、ライン・ス
ペース系パターンに対しても、ライン・スペースがｙ軸
と成す角をθと定義すると、 となり、ライン・スペースに直交する方向の微分値は
（式37）のように dU/dlとなり、透過率誤差ε及びライ
ン・スペースに直交する方向の相対位置ずれは次の（式
38）のようにｌ0 となる。
【００７７】 dU/dl ＝ dU/dx・cos θ＋ dU/dy・sin θ…（式37） ｌ0 ＝ｘ0 cos θ＋ｙ0 sin θ …（式38） 従って、次の（式39）を計算すればよい。
【００７８】 なお、平均透過率誤差と相対位置ずれの具体的計算方法
は先の第１の実施形態と同様にすればよい。
【００７９】図１１は、本実施形態に係わる欠陥検査方
法の基本動作をブロック化して示す第１の構成例であ
り、データ入力工程１１１，１１２と、データ記憶工程
１２１，１２２と、探索工程１２４と、計算工程１３０
と、判定工程１４０と、出力工程１５０とからなる。
【００８０】データ入力工程１１１では光学センサによ
り試料の光学像をセンサデータとして入力し、データ入
力工程１１２ではセンサデータに対応する参照データを
入力する。データ記憶工程１２１ではセンサデータを画
像メモリに記憶し、データ記憶工程１２２では参照デー
タを画像メモリに記憶する。探索工程１２４では、参照
データを画像メモリから入力し、検査すべき被検査パタ
ーンとのパターンマッチングを行い、一致した場合には
被検査パターンの位置を求める。
【００８１】計算工程１３０では、この被検査パターン
の位置を入力し、参照データに対応するセンサデータか
ら、この被検査パターンに対応する領域を切り出し、平
均透過率誤差と相対位置ずれを計算する。判定工程１４
０では、平均透過率誤差と相対位置ずれが許容範囲から
外れているか否かを判断し、外れている場合は欠陥と判
定する。出力工程１５０では、欠陥座標と欠陥種類を出
力する。
【００８２】図１２は、本実施形態に係わる欠陥検査方
法の基本動作をブロック化して示す第２の構成例であ
り、基本的には図１１と同様である。図１１と異なる点
は、計算工程１３０と判定工程１４０の間に位置補正工
程１６０と再計算工程１３０’が挿入されていることで
ある。
【００８３】この例では、一旦計算された相対位置ずれ
（ｘ0 ，ｙ0 ）を用いてセンサデータを位置補正した
後、位置ずれ量（ｘ0 ，ｙ0 ）及び透過率誤差εを再計
算している。これにより、透過率誤差εの計算精度をさ
らに向上させることができる。但し、この位置補正工程
１６０と再計算工程１３０’は位置ずれが十分に小さい
場合には行う必要はない。また、位置補正工程１６０と
再計算工程１３０’を省略すれば、検査速度の向上が可
能となる。
【００８４】図１３は、本実施形態に係わる欠陥検査装
置の回路構成を示すブロック図である。この装置は、セ
ンサデータバッファ１７１と、参照データバッファ１７
２と、透過率欠陥検出部１７３と、パターンマッチング
部１７４と、コントローラ１７５と、ファースト・イン
・ファースト・アウト（ＦＩＦＯ）メモリ１７６と、欠
陥情報メモリ１７７から構成される。
【００８５】センサデータバッファ１７１にはセンサデ
ータを記憶しておき、参照データバッファ１７２にはセ
ンサデータに対応する参照データを記憶しておく。パタ
ーンマッチング部１７４は、参照データを入力して被検
査パターンとパターンマッチングすることにより、被検
査パターンと一致するパターンが画像平面にあるかを探
索して、もしある場合にはどこにあるかをＦＩＦＯメモ
リ１７６に書き込む。コントローラ１７５はＦＩＦＯメ
モリ１７６に座標が書き込まれたかを監視しており、書
き込まれた場合はその座標を透過率欠陥検出部１７３に
渡す。
【００８６】透過率欠陥検出部１７３は、センサデータ
バッファ１７１から後述するバレルシフタを用いて被検
査パターンに対応する領域を切り出す。同時に、参照デ
ータバッファ１７２からもバレルシフタを用いて被検査
パターンに対応する領域を切り出し、センサデータと参
照データの両者を用いて透過率誤差と位置ずれの計算を
行う。そして、計算された透過率誤差及び位置ずれ誤差
に基づき欠陥か否かを判定する。欠陥であると判定され
た場合は、欠陥情報メモリ１７７に欠陥座標と欠陥種類
等を書き込む。
【００８７】パターンマッチングの方法としては、差分
絶対値の総和を用いるものや、整合フィルタを用いるも
のなどがある。整合フィルタによるパターンマッチング
の詳細は、例えば文献（土井、安藤著「画像信号処理
論」pp.163-166）に記述されている。
【００８８】パターンマッチング部１７４における候補
選択では、各々の画素を中心として前記テンプレートに
対する整合フィルタの出力があるスレッショルドを超え
た第１の場合と、前記中心画素の近傍３×３画素内で整
合フィルタの出力が最大となる第２の場合、が共に成り
立つときに画素の座標を被検査パターンの位置としてＦ
ＩＦＯメモリ１７６に出力することが考えられる。これ
により、被検査パターンと最も一致する候補だけを検出
することができ、効率的な検査ができる。また、ライン
・スペース系のパターンに対しては、前記中心画素３×
３画素のうちでライン・スペースに直交する方向の画素
だけに対して最大となるものを選べばよい。
【００８９】図１４に、透過率欠陥検出部の第１の構成
例を示す。この検出部は、参照パターン記憶部１９０
と、微分演算部１９１と、積和演算部１９２と、位置補
正部１９３と、総和演算部１９６と、行列演算部１９７
と、欠陥判定部１９８から構成される。センサデータバ
ッファ１７１からバレルシフタ１７８を用いて被検査パ
ターンに対応する領域を切り出し、位置補正部１９３に
与える。参照パターン記憶部１９０には参照データバッ
ファ１７２が含まれており、参照データバッファ１７２
からバレルシフタを用いて被検査パターンに対応する領
域を切り出し、微分演算部１９１に与えるようになって
いる。
【００９０】テンプレートに記憶する領域の大きさは、
被検査パターンの大きさを画素ピッチで割ったものより
も大きく取ればよい。この例では、最大１６×１６画素
の領域に含まれる被検査パターンの透過率誤差と位置ず
れ量を計算する場合を示している。参照パターンは空間
微分を行うため、１８×１８画素の画像を記憶する必要
がある。また、センサデータも以下に述べる位置補正の
ため１８×１８の画像を切り出すようにする必要があ
る。
【００９１】図１５に、微分演算部１９１と積和演算部
１９２の具体的な構成例を示す。参照パターン記憶部１
９０は基準となる参照パターンを各ライン毎に予め記憶
しておく。微分演算部１９１は、センサデータバッファ
と同時に読み出される参照パターンを入力して注目する
画素の濃淡値ｕ1 、及びＸ方向の空間微分ｕ2 、Ｙ方向
の空間微分ｕ3 を計算する。位置補正部１９３は、セン
サデータに二次元有限応答フィルタ（ＦＩＲ）をかける
ことにより補正を行う。フィルタ係数は位置ずれに応じ
て設定される。
【００９２】積和演算部１９２は、微分回路１９１と位
置補正されたセンサデータｓ1 を入力して（ｕ1 −
ｓ1 ）に対し、ｕ1 ，ｕ2 ，ｕ3 との積和ｗ1 ，ｗ2 ，
ｗ3 をパイプライン演算によりそれぞれ計算している。
そして、前記総和演算部１９６は次の（式40）に示すよ
うに各ラインで行われた上記積和演算結果の総和w 1 ，
w2 ，ｗ3 を求めている。
【００９３】
【数３】
【００９４】行列演算部１９７は、（式41）に示すよう
に、w 1 ，w 2 ，w 3 に３×３の行列Ａをかけ算して、
ｖ1 ，ｖ2 ，ｖ3 を求めている。ｖ1 ，ｖ2 ，ｖ3 はそ
れぞれ透過率誤差εと位置ずれ量ｘ0 ，ｙ0 である。こ
の行列Ａは（式42）に示すように、ｕ1 ，ｕ2 ，ｕ3 の
相互相関行列の逆行列である。このように高速処理を必
要とする場合には、この逆行列は前もって計算してお
く。被検査パターンの異なる複数の形状や寸法のパター
ンを検査する場合には、それぞれに対応する逆行列を記
憶するメモリを用意しておけばよい。
【００９５】欠陥判定部１９８は、ｕ1 ，ｕ2 ，ｕ3 の
絶対値の大小をもって欠陥か否かを判定する。行列演算
部１９７と欠陥判定部１９８の具体的回路構成を、図１
６に示す。前に述べたように、一旦計算された相対位置
ずれ（ｘ0 ，ｙ0 ）を用いてセンサデータを位置補正し
て再計算することにより、透過率誤差の計算精度を向上
することができる。また、位置補正は次の（式43）に示
すように、座標（ｉ，ｊ）のセンサデータを求めるた
め、この画素を中心とする３×３領域のセンサデータに
位置補正部１９３のＦＩＲの係数αxyは相対位置ずれ
（ｘ0 ，ｙ0 ）により可変となるようにする。
【００９６】 ｓ(i,j) ＝Σａxyｓ（ｉ−ｘ，ｊ−ｙ）…（式43） 以上の回路は、コンタクトホールのようなパターンばか
りではなく、ライン・スペースのようなパターンに対し
ても行列Ａを適当に設定することにより適用できる。
【００９７】図１７に、透過率欠陥検出部の第２の構成
例を示す。この回路は、センサデータと参照データの透
過率誤差及び相対位置ずれを直接計算する代わりに、セ
ンサデータと第１の基準データとで第１の透過率誤差及
び第１の相対位置ずれを求め、参照データと第２の基準
データとで第２の透過率誤差及び第２の相対位置ずれを
求め、それぞれの差を求めることで、透過率誤差と位置
ずれ量を計算している。ここで、第１の基準データはセ
ンサデータ、第２の基準データは参照データから選択す
る。
【００９８】即ち、前記図１４に示した１９０から１９
７までの構成要素が２組設けられ、一方の組でセンサデ
ータと第１の基準データから第１の透過率誤差及び第１
の相対位置ずれが求められ、他方の組みで参照データと
第２の基準データから第２の透過率誤差及び第２の相対
位置ずれが求められる。そして、それぞれの差を求める
ことで、欠陥判定部１９８により透過率誤差と位置ずれ
量が求められる。
【００９９】ここで、開口部がコンタクトホールである
場合、少なくとも３つの独立な座標（ｘ，ｙ）における
センサデータをＳ(x,y) 、第１の基準データをＲ1 (x,
y) 、第１の基準データのＸ方向微分値をdR1/dx、第１
の基準データのＹ方向微分値をdR1/dyとして、第１の透
過率誤差ε1 及び第１の相対位置ずれx 0 ，y 0 を未知
数とする式 ε1 ・Ｒ1 (x,y) ＋x 0 ・dR1/dx ＋y 0 ・dR1/dy ＝Ｒ1 (x,y) −Ｓ(x,y) …（式44） で表される連立１次方程式を解き、さらに参照データを
Ｕ(x,y) 、第２の基準データをＲ2 (x,y) 、第２の基準
データのＸ方向微分値をdR2/dx、第２の基準データのＹ
方向微分値をdR2/dyとして、第２の透過率誤差ε2 及び
第１の相対位置ずれx 0 ，y 0 を未知数とする式 ε2 ・Ｒ2 (x,y) ＋x 0 ・dR2/dx ＋y 0 ・dR2/dy ＝Ｒ2 (x,y) −Ｕ(x,y) …（式45） で表される連立１次方程式を解き、第１の透過率誤差か
ら第２の透過率誤差を引いてε1 −ε2 を求め、第１の
相対位置ずれから第２の相対位置ずれを引いて（x 0 −
x 0 ，y 0 −y 0 ）を求める。
【０１００】また、開口部がライン・スペースである場
合、少なくとも２つの独立な座標（ｘ，ｙ）におけるセ
ンサデータをＳ(x,y) 、第１の基準データをＲ1 (x,y)
第１の基準データのライン・スペースに直交する方向の
微分値をdR1/dlとして、第１の透過率誤差ε1 及びライ
ン・スペースに直交する方向の相対位置ずれl 0 を未知
数とする式 ε1 ・Ｒ1 (x,y) ＋l 0 ・dR1/dl ＝Ｒ1 (x,y) −Ｓ(x,y) …（式46） で表される連立１次方程式を解き、さらに参照データを
Ｕ(x,y) 、第２の基準データをＲ2 (x,y) 、第２の基準
データのライン・スペースに直交する方向の微分値をdR
2/dlとして、第２の透過率誤差ε2 及びライン・スペー
スに直交する方向の相対位置ずれl 0 を未知数とする式 ε2 ・Ｒ2 (x,y) ＋l 0 ・dR2/dl ＝Ｒ2 (x,y) −Ｕ(x,y) …（式47） で表される連立１次方程式を解き、第１の透過率誤差か
ら第２の透過率誤差を引いてε1 −ε2 を求め、第１の
相対位置ずれから第２の相対位置ずれを引いて（l 0 −
l 0 ）を求める。
【０１０１】図１８に示した第２の構成例の場合は図１
４に示した第１の構成例の場合と異なり、参照データの
透過率誤差と相対位置ずれを計算して、それらをセンサ
データから計算した透過率誤差と相対位置ずれから相殺
することができるため、被検査パターンの形状や寸法が
限定されてしまうことが無く、光近接効果補正のように
線幅に微小なバイアスを加えたものに対しても適用する
ことができる。
【０１０２】このように本実施形態によれば、パターン
エッジ等の位置を検出する必要が無く、従来検出が困難
とされてきた、透過率欠陥や寸法欠陥などの微小欠陥を
しかも高速に検出することができる。
【０１０３】（第４の実施形態）図１２は、本発明の第
４の実施形態に係わる欠陥検査方法の基本動作をブロッ
ク化して示す構成例である。なお、図１１及び図１２と
同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略
する。
【０１０４】本実施形態は、試料を撮像したセンサデー
タを入力する工程１１１と、センサデータに対応する参
照データを入力する工程１１２と、これらのデータを画
像メモリに記憶するデータ記憶工程１２１，１２２と、
画像メモリに記憶された参照データに基づいて被検査パ
ターンを探索する探索工程１２４と、二次元パターンの
形状及び大きさに応じて参照データとセンサデータを切
り出して透過率誤差と相対位置ずれを計算する計算工程
１３０と、センサデータの倍率誤差を補正する補正工程
１６５と、センサデータの倍率誤差を補正した後に透過
率欠陥や相対位置ずれ欠陥を判定する判定工程１４０
と、欠陥座標及び欠陥種類を出力する出力工程１５０と
から構成される。
【０１０５】センサデータの倍率誤差とは、光学結像系
の像歪みやセンサ歪みによるもので、先に述べたように
高感度な検査を行うためにはこの倍率誤差を相殺して欠
陥判定する必要がある。図１９に示すように、ラインセ
ンサ２０１は光学系視野２０２の中に配置されている。
ラインセンサ２０１の電気的走査はＹ軸方向であり、ま
た試料の機械的走査方向はＸ軸方向である。一般に、光
学系は視野中心に対し周辺に像歪みが生じる傾向がある
ため、ラインセンサの中央で撮像した画像と両端の近く
で撮像した画像は倍率に誤差が生じることになる。ま
た、倍率誤差はラインセンサと光学視野の位置だけで決
まるものであるから、一旦倍率誤差を各画素毎に求めれ
ば、検査パターンなどが変わっても不変である。
【０１０６】ラインセンサ２０１の走査方向に沿ってほ
ぼ等間隔で配置した二次元パターンを有する試料を撮像
したセンサデータと参照データから、二次元パターン毎
に計算された透過率誤差をもって推定される倍率誤差を
ラインセンサ２０１毎に記憶しておく。センサ画素毎の
倍率誤差は、等間隔に配置された二次元パターンに対応
する複数の透過率誤差のＹ方向の分布を内挿して求める
ことができる。
【０１０７】ここで、矩形の開口パターンをほぼ等間隔
に配置したものを用いてもよい。また、長細い矩形やＸ
軸方向に平行なライン／スペースパターンを用いてもよ
い。さらに、複数の開口パターンで倍率誤差を計算し、
それらの平均値を取ることにより二次元パターンの加工
誤差の影響を除くことも望ましい。
【０１０８】透過率誤差から倍率誤差を相殺した値の大
小をもって欠陥の有無を判定する工程１４０を有する。
図２０で倍率誤差を説明する。センサデータ２１１は参
照データ２１０に対しＹ軸方向にεの倍率誤差が生じて
いるとすると、参照データの寸法がＬに対しセンサデー
タは寸法Ｌ（１＋ε）になっていることが分かる。従っ
て、倍率誤差を補正しないと、高感度な寸法検査ができ
ないことになる。εを求めることが可能となるので、画
素毎に予め倍率誤差を求めて記憶しておけばよい。倍率
誤差の補正は、透過率誤差，相対位置ずれと共に、被検
査パターンを探索し足し算された透過率誤差に対して、
被検査パターンを探索した結果得られたパターン位置を
入力し、パターン位置に対応する画素の倍率誤差を引き
算することにより、像歪みを相殺して欠陥の有無を判定
する。
【０１０９】なお、本発明は上述した各実施形態に限定
されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、種
々変形して実施することができる。
【０１１０】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、コ
ンタクトホールやライン・スペースのパターンにおける
欠陥を計算により求めることができ、従来検出が困難で
あった微小なコンタクトホールやライン・スペース上の
欠陥を高い精度で検出することが可能となる。従って、
今後益々微細化が望まれるフォトマスク，レティクル，
液晶基板等の試料上のパターン欠陥検査に十分対処する
ことができ、その有用性は大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係わる欠陥検査方法の基本動
作をブロック化して示す図。
【図２】コンタクトホールの配列とホールに対する矩形
領域Ｒの位置関係を示す図。
【図３】コンタクトホールのエッジ部にセリフが形成さ
れた例を示す図。
【図４】コンタクトホールの各種欠陥の例を示す図。
【図５】相対位置ずれにおける透過率誤差分布とＸ，Ｙ
方向位置ずれ分布を示す図。
【図６】透過率欠陥における透過率誤差分布とＸ，Ｙ方
向位置ずれ分布を示す図。
【図７】寸法欠陥における透過率誤差分布とＸ，Ｙ方向
位置ずれ分布を示す図。
【図８】ライン・スペースの配列とスペースに対する矩
形領域Ｒの位置関係を示す図。
【図９】第２の実施形態に係わる欠陥検査方法の基本動
作をブロック化して示す図。
【図１０】欠陥検査の原理を説明するための図。
【図１１】第３の実施形態に係わる欠陥検査方法の基本
動作をブロック化して示す図。
【図１２】第３の実施形態に係わる欠陥検査方法の基本
動作をブロック化して示す図。
【図１３】欠陥検査装置の回路構成を示す図。
【図１４】透過率欠陥検出部の第１の構成例を示す図。
【図１５】微分演算部と積和演算部の具体的な構成例を
示す図。
【図１６】行列演算部と欠陥判定部の具体的回路構成を
示す図。
【図１７】透過率欠陥検出部の第２の構成例を示す図。
【図１８】第４の実施形態に係わる欠陥検査方法の基本
動作をブロック化して示す図。
【図１９】ラインセンサと視野の範囲を表す図。
【図２０】倍率誤差を説明するための図。
【符号の説明】
１，１’…透過率欠陥の参照データ及びセンサデータ ２，２’…位置ずれ欠陥の参照データ及びセンサデータ ３…被検査パターン ４…検査対象外パターン ５…遮光部 １１〜１３，１１１，１１２…データ入力工程 ２１，２２，１２１，１２２…データ記憶工程 ２３…マップ展開工程 ３０，１３０…透過率誤差，相対位置ずれの計算工程 ３０’，１３０’…透過率誤差，相対位置ずれの再計算
工程 ４０，１４０…欠陥判定工程 ５０，１５０…欠陥座標，種類の出力工程 ６０，１６０…透過率誤差，相対位置ずれの補正工程 ８１…コンタクトホール ８２…セリフ １２４…被検査パターン探索工程 １６５…倍率誤差を補正する工程 １７１…センサデータバッファ １７２…参照データバッファ １７３…透過率欠陥検出部 １７４…パターンマッチング部 １７５…コントローラ １７６…ＦＩＦＯメモリ １７７…欠陥情報メモリ ２０１…ラインセンサ ２０２…視野の範囲 ２１０…参照データ ２１１…センサデータ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】試料上に形成されたパターンの欠陥を検出
    する欠陥検査方法であって、 前記試料の光学像をセンサデータとして入力する工程
    と、前記センサデータに対応する参照データを入力する
    工程と、前記パターンの大きさ及び形状に応じた複数の
    検査領域毎に、該領域に含まれるセンサデータと該セン
    サデータに対応する参照データを取り出し、これらを基
    に透過率誤差と相対位置ずれを計算する工程と、前記計
    算された透過率誤差と相対位置ずれから透過率欠陥，寸
    法欠陥，及び相対位置ずれ欠陥を判定する工程とを含む
    ことを特徴とする欠陥検査方法。
  2. 【請求項２】試料上に形成されたパターンの欠陥を検出
    する欠陥検査方法であって、 前記試料の光学像をセンサデータとして入力する工程
    と、前記センサデータに対応する参照データを入力する
    工程と、前記パターンの大きさ及び形状に応じた複数の
    検査領域毎に、該領域に含まれるセンサデータと該セン
    サデータに対応する参照データを取り出し、これらを基
    に透過率誤差と相対位置ずれを計算する工程と、前記計
    算された相対位置ずれを用いて前記参照データとセンサ
    データの位置合わせを行う工程と、前記位置合わせされ
    た前記参照データとセンサデータにより前記透過率誤差
    と相対位置ずれを再計算する工程と、前記再計算された
    透過率誤差と相対位置ずれから透過率欠陥，寸法欠陥，
    及び相対位置ずれ欠陥を判定する工程とを含むことを特
    徴とする欠陥検査方法。
  3. 【請求項３】前記複数の検査領域を定めるために、パタ
    ーンの大きさ及び形状に応じた複数の検査領域を指定す
    る検査領域データを入力する工程、又は前記参照データ
    に対する被検査パターンを探索する工程を有することを
    特徴とする請求項１又は２記載の欠陥検査方法。
  4. 【請求項４】前記検査領域データを入力する工程とし
    て、少なくとも１つの開口部を含む矩形領域を検査領域
    として入力することを特徴とする請求項３記載の欠陥検
    査方法。
  5. 【請求項５】前記開口部の重心を矩形領域の重心とほぼ
    一致させ、かつ矩形領域が開口部を含み、かつ近接した
    他の開口部を含まないような矩形領域の配列として検査
    領域を入力することを特徴とする請求項４記載の欠陥検
    査方法。
  6. 【請求項６】前記透過率誤差と相対位置ずれを計算する
    工程として、前記開口部がコンタクトホールである場
    合、少なくとも３つの独立な座標（ｘ，ｙ）における前
    記センサデータをＳ(x,y) 、前記参照データをＵ(x,y)
    、前記参照データのＸ方向微分値を dU/dx、前記参照
    データのＹ方向微分値を dU/dyとして、前記透過率誤差
    ε及び前記相対位置ずれｘ0 ，ｙ0 を未知数とする下記
    の式 で表される連立１次方程式を解くことを特徴とする請求
    項４又は５記載の欠陥検査方法。
  7. 【請求項７】前記透過率誤差と相対位置ずれを計算する
    工程として、前記矩形領域のうち、試料の遮光部内部に
    対応する領域を除いた座標において、前記（式１）で表
    される方程式を最小自乗法によって解くことを特徴とす
    る請求項６記載の欠陥検査方法。
  8. 【請求項８】前記透過率誤差と相対位置ずれを計算する
    工程として、前記開口部がライン・スペースである場
    合、少なくとも２つの独立な座標（ｘ，ｙ）における前
    記センサデータをＳ(x,y) 、前記参照データをＵ(x,y)
    、前記参照データの前記ライン・スペースに直交する
    方向の微分値を dU/dlとして、前記透過率誤差ε及び前
    記相対位置ずれｌ0 を未知数とする下記の式 で表される連立１次方程式を解くことを特徴とする請求
    項４又は５記載の欠陥検査方法。
  9. 【請求項９】前記透過率誤差と相対位置ずれを計算する
    工程として、前記矩形領域のうち、試料の遮光部内部に
    対応する領域を除いた座標において、前記（式２）で表
    される方程式を最小自乗法によって解くことを特徴とす
    る請求項８記載の欠陥検査方法。
  10. 【請求項１０】試料上に形成されたパターンの欠陥を検
    査する欠陥検査装置であって、前記試料の光学像を検出
    して得られるセンサデータを記憶するセンサデータ記憶
    部と、前記センサデータに対応する参照データを記憶す
    る参照データ記憶部と、前記パターンの大きさ及び形状
    に応じた複数の検査領域毎に該領域に含まれるセンサデ
    ータと参照データを取り出し、これらを基に透過率誤差
    と相対位置ずれを計算する計算手段と、この手段により
    計算された透過率誤差と前記相対位置ずれから透過率欠
    陥，寸法欠陥，及び相対位置ずれ欠陥を判定する欠陥判
    定手段とを具備してなることを特徴とする欠陥検査装
    置。
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