(57)【要約】【目的】欠陥数の不要な増加を抑制することが可能な検査方法を提供する。【構成】本発明の一態様のパターン検査方法は、光学画像と設計画像とを用いて、画素毎に、所定のアルゴリズムによる欠陥判定用の反応値を演算する工程と、各画素の反応値をマップ値とする、反応値マップを作成する工程と、反応値マップを用いて、欠陥候補を識別する欠陥候補閾値以上の一群の複数の反応値が定義される欠陥候補領域における反応値のピーク位置を特定する工程と、異なる複数の判定閾値のいずれかに対応する複数の感度領域が定義された感度領域情報を入力して、複数の感度領域の中から欠陥候補領域におけるピーク位置が属する感度領域に対応する判定閾値を用いて、欠陥候補領域の各反応値について欠陥判定を行う工程と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図３
2014232071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターン形成された被検査試料の光学画像を取得する工程と、
前記被検査試料のパターン形成の基となる設計パターンに基づいて設計画像を生成する工程と、
前記光学画像と前記設計画像とを用いて、画素毎に、所定のアルゴリズムによる欠陥判定用の反応値を演算する工程と、
各画素の反応値をマップ値とする、反応値マップを作成する工程と、
前記反応値マップを用いて、欠陥候補を識別する欠陥候補閾値以上の一群の複数の反応値が定義される欠陥候補領域における反応値のピーク位置を特定する工程と、
異なる複数の判定閾値のいずれかに対応する複数の感度領域が定義された感度領域情報を入力して、前記複数の感度領域の中から前記欠陥候補領域における前記ピーク位置が属する感度領域に対応する判定閾値を用いて、前記欠陥候補領域の各反応値について欠陥判定を行う工程と、
を備えたことを特徴とするパターン検査方法。
【請求項２】
前記ピーク位置が前記複数の感度領域のうち２以上の感度領域に跨る場合に、跨られた前記２以上の感度領域に対応する複数の判定閾値のうち最も緩い判定閾値を用いて、前記欠陥候補領域の各反応値について欠陥判定を行うことを特徴とする請求項１記載のパターン検査方法。
【請求項３】
前記欠陥候補領域において複数のピーク位置が特定され、前記複数のピーク位置が異なる複数の感度領域に属する場合に、前記複数のピーク位置が属する複数の感度領域に対応する複数の判定閾値のうち最も緩い判定閾値を用いて、前記欠陥候補領域の各反応値について欠陥判定を行うことを特徴とする請求項１記載のパターン検査方法。
【請求項４】
パターン形成された被検査試料の光学画像を取得する光学画像取得部と、
前記被検査試料のパターン形成の基となる設計パターンに基づいて設計画像を生成する設計画像データ生成部と、
前記光学画像と前記設計画像とを用いて、画素毎に、所定のアルゴリズムによる欠陥判定用の反応値を演算する反応値演算部と、
各画素の反応値をマップ値とする、反応値マップを作成する反応値マップ作成部と、
前記反応値マップを用いて、欠陥候補を識別する欠陥候補閾値以上の一群の複数の反応値が定義される欠陥候補領域における反応値のピーク位置を特定するピーク位置特定部と、
複数の異なる判定閾値のいずれかに対応する複数の感度領域が定義された感度領域情報を入力して、前記複数の感度領域の中から前記欠陥候補領域における前記ピーク位置が属する感度領域に対応する判定閾値を用いて、前記欠陥候補領域の各反応値について欠陥判定を行う判定部と、
を備えたことを特徴とするパターン検査装置。
【請求項５】
前記判定部は、前記ピーク位置が前記複数の感度領域のうち２以上の感度領域に跨る場合に、跨られた前記２以上の感度領域に対応する複数の判定閾値のうち最も緩い判定閾値を用いて、前記欠陥候補領域の各反応値について欠陥判定を行うことを特徴とする請求項４記載のパターン検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターン検査方法及びパターン検査装置に関する。例えば、レーザ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及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
一方、マルチメディア化の進展に伴い、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ：液晶ディスプレイ）は、５００ｍｍ×６００ｍｍ、またはこれ以上への液晶基板サイズの大型化と、液晶基板上に形成されるＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：薄膜トランジスタ）等のパターンの微細化が進んでいる。従って、極めて小さいパターン欠陥を広範囲に検査することが要求されるようになってきている。このため、このような大面積ＬＣＤのパターン及び大面積ＬＣＤを製作する時に用いられるフォトマスクの欠陥を短時間で、効率的に検査するパターン検査装置の開発も急務となってきている。
【０００５】
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、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、アルゴリズムの反応値が閾値外の場合には、パターン欠陥有りと判定する。
【０００６】
設計インテント等の領域感度情報を検査装置に取り込むことによって、検査領域内の欠陥判定閾値を可変にすることが可能となる。しかし、低感度化したい領域に欠陥が存在した場合に、設定されたアルゴリズムによる欠陥判定反応値がかかる欠陥の影響により高くなった画素が、通常領域或いは高感度化したい領域にも跨ってしまう場合が生じる。かかる場合、通常領域に跨った部分の画素は通常領域の閾値で、或いは高感度化したい領域に跨った部分の画素は高感度化領域用の厳しい閾値で欠陥判定されてしまう。そのため、本来、検出しなくてもよい欠陥まで検出されてしまい、欠陥数の不要な増加を招いてしまうといった問題があった。
【０００７】
ここで、複数のエリアに欠陥が跨る場合に、最も厳しい許容度で欠陥判定する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、かかる検査装置では、欠陥数の不要な増加を防ぐことは困難となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１７０９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、かかる問題点を克服し、欠陥数の不要な増加を抑制することが可能な検査装置および方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様のパターン検査方法は、
パターン形成された被検査試料の光学画像を取得する工程と、
被検査試料のパターン形成の基となる設計パターンに基づいて設計画像を生成する工程と、
光学画像と設計画像とを用いて、画素毎に、所定のアルゴリズムによる欠陥判定用の反応値を演算する工程と、
各画素の反応値をマップ値とする、反応値マップを作成する工程と、
反応値マップを用いて、欠陥候補を識別する欠陥候補閾値以上の一群の複数の反応値が定義される欠陥候補領域における反応値のピーク位置を特定する工程と、
異なる複数の判定閾値のいずれかに対応する複数の感度領域が定義された感度領域情報を入力して、複数の感度領域の中から欠陥候補領域におけるピーク位置が属する感度領域に対応する判定閾値を用いて、欠陥候補領域の各反応値について欠陥判定を行う工程と、
を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、ピーク位置が複数の感度領域のうち２以上の感度領域に跨る場合に、跨られた２以上の感度領域に対応する複数の判定閾値のうち最も緩い判定閾値を用いて、欠陥候補領域の各反応値について欠陥判定を行うと好適である。
【００１２】
また、欠陥候補領域において複数のピーク位置が特定され、複数のピーク位置が異なる複数の感度領域に属する場合に、複数のピーク位置が属する複数の感度領域に対応する複数の判定閾値のうち最も緩い判定閾値を用いて、欠陥候補領域の各反応値について欠陥判定を行うと好適である。
【００１３】
本発明の一態様のパターン検査装置は、
パターン形成された被検査試料の光学画像を取得する光学画像取得部と、
被検査試料のパターン形成の基となる設計パターンに基づいて設計画像を生成する設計画像データ生成部と、
光学画像と設計画像とを用いて、画素毎に、所定のアルゴリズムによる欠陥判定用の反応値を演算する反応値演算部と、
各画素の反応値をマップ値とする、反応値マップを作成する反応値マップ作成部と、
反応値マップを用いて、欠陥候補を識別する欠陥候補閾値以上の一群の複数の反応値が定義される欠陥候補領域における反応値のピーク位置を特定するピーク位置特定部と、
複数の異なる判定閾値のいずれかに対応する複数の感度領域が定義された感度領域情報を入力して、複数の感度領域の中から欠陥候補領域におけるピーク位置が属する感度領域に対応する判定閾値を用いて、欠陥候補領域の各反応値について欠陥判定を行う判定部と、
を備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、判定部は、ピーク位置が複数の感度領域のうち２以上の感度領域に跨る場合に、跨られた２以上の感度領域に対応する複数の判定閾値のうち最も緩い判定閾値を用いて、欠陥候補領域の各反応値について欠陥判定を行うと好適である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、低感度化したい領域に存在する欠陥を高感度等の閾値で検出することを防止できる。よって、欠陥数の不要な増加を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】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２】実施の形態１における比較回路の内部構成を示す図である。
【図３】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４】実施の形態１における試料上のパターンとスキャン領域とを説明するための概念図である。
【図５】実施の形態１におけるテキストデータで構成される感度領域情報の一例を示す図である。
【図６】実施の形態１における感度領域データ作成工程の内部工程を示すフローチャート図である。
【図７】実施の形態１における参照画像とフレーム画像と反応値マップの一例を示す概念図である。
【図８】実施の形態１におけるフレーム画像と反応値マップと感度領域の一例を示す概念図である。
【図９】実施の形態１における反応値マップと感度領域の他の一例を示す概念図である。
【図１０】実施の形態１における反応値マップと感度領域の他の一例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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、試料、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、光学画像取得部１５０、及び制御系回路１６０（制御部）を備えている。
【００１８】
光学画像取得部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、及び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、試料１０１が配置されている。試料１０１として、例えば、ウェハ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図形によって構成されたパターンが形成されている。試料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。
【００１９】
制御系回路１６０では、コンピュータとなる制御計算機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、領域管理回路１４０、オートローダ制御回路１１３、テーブル制御回路１１４、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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
図２は、実施の形態１における比較回路の内部構成を示す図である。図２において、比較回路１０８内には、メモリ５０，５２，５４，５８，６６、フレーム分割部５６、位置合わせ部６０、反応値演算部６２、反応値マップ作成部６４、ピーク位置特定部６８、及び欠陥判定部７０が配置される。フレーム分割部５６、位置合わせ部６０、反応値演算部６２、反応値マップ作成部６４、ピーク位置特定部６８、及び欠陥判定部７０といった機能は、プログラムといったソフトウェアで構成されても良い。或いは、電子回路等のハードウェアで構成されてもよい。或いは、これらの組み合わせであってもよい。比較回路１０８内に必要な入力データ或いは演算された結果はその都度、メモリ５０，５２，５４，５８，６６或いは図示しないメモリに記憶される。
【００２３】
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４において、実施の形態１における検査方法は、光学画像取得工程（Ｓ１０２）と、参照画像作成工程（Ｓ１０４）と、感度領域データ作成工程（Ｓ１０６）と、フレーム分割工程（Ｓ１０８）と、位置合わせ工程（Ｓ１１０）と、反応値演算工程（Ｓ１１２）と、反応値マップ作成工程（Ｓ１１３）と、ピーク位置特定工程（Ｓ１１４）と、欠陥判定工程（Ｓ１１６）と、いう一連の工程を実施する。
【００２４】
光学画像取得工程（Ｓ１０２）として、光学画像取得部１５０は、パターン形成された被検査試料１０１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。
【００２５】
試料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。試料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として、例えば、ＴＤＩ（タイム・ディレイ・インテグレーション）センサ等を用いると好適である。
【００２６】
図４は、実施の形態１における試料上のパターンとスキャン領域とを説明するための概念図である。図４において、試料１０１の検査領域１０（検査領域全体）は、図４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（ストライプ領域の一例）毎にスキャン（走査）されることで光学画像が撮像されていく。このように、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４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、検査光を用いて試料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。
【００２７】
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。
【００２８】
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、検査ストライプ毎にストライプパターンメモリ１２３に画素データが格納される。かかる画像データ（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、照明光の光量が１００％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の画素データは、位置回路１０７から出力されたＸＹθテーブル１０２上における試料１０１の位置を示すデータと共に比較回路１０８に送られる。ストライプ領域画像の各画素の測定データは例えば８ビットの符号なしデータであり、各画素の明るさの階調（光量）を表現している。比較回路１０８内に出力されたストライプ画像データは、メモリ５０に格納される。
【００２９】
参照画像作成工程（Ｓ１０４）として、展開回路１１１及び参照回路１１２といった設計画像データ生成部の一例は、被検査試料１０１のパターン形成の基となる設計パターンに基づいて設計画像を生成する。まず、展開回路１１１は、磁気ディスク装置１０９から制御計算機１１０を通して設計パターンの情報を読み出し、読み出された被検査試料となる試料１０１の設計図形データとなる設計パターンを２値ないしは多値のイメージデータ（設計画像データ）に変換して、このイメージデータが参照回路１１２に送られる。
【００３０】
ここで、設計パターンに含まれる図形は長方形や三角形を基本図形としたもので、例えば、図形の基準位置における座標（ｘ、ｙ）、辺の長さ、長方形や三角形等の図形種を区別する識別子となる図形コードといった情報で各パターン図形の形、大きさ、位置等を定義した図形データが格納されている。
かかる図形データとなる設計パターンが展開回路１１１に入力されると、図形ごとのデータにまで展開し、その図形データの図形形状を示す図形コード、図形寸法などを解釈する。そして、所定の量子化寸法のグリッドを単位とするマス目内に配置されるパターンとして２値ないしは多値の設計画像データを展開する。言い換えれば、設計パターンの情報を読み込み、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１／２８（＝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として参照回路１１２に出力する。
【００３１】
参照回路１１２は、送られてきた図形のイメージデータである設計画像データに適切なフィルタ処理を施す。センサ回路１０６から得られた光学画像としての測定データは、拡大光学系１０４の解像特性やフォトダイオードアレイ１０５のアパーチャ効果等によってフィルタが作用した状態、言い換えれば連続変化するアナログ状態にあるため、画像強度（濃淡値）がデジタル値の設計側のイメージデータである設計画像データにもフィルタ処理を施すことにより、測定データに合わせることができる。このようにして光学画像（フレーム画像）と比較する参照画像（設計画像）を作成する。例えば、５１２×５１２画素の参照画像を生成する。参照画像は、比較回路１０８に出力され、メモリ５２に格納される。
【００３２】
ここで、まず、検査に先だって、予め、外部から異なる複数の判定閾値のいずれかに対応する複数の感度領域が定義された領域情報を入力し、磁気ディスク装置１０９等に格納しておく。領域情報として、例えば、テキストデータと図形パターンデータとを用いることができる。
【００３３】
図５は、実施の形態１におけるテキストデータで構成される感度領域情報の一例を示す図である。図５において、領域情報４６は、テキストデータで構成される感度領域情報の一例を示す。領域情報４６には、セル領域、口出し線領域、電源領域、及びダミー・フィル領域、・・・等の領域の位置が、テキストデータとして定義される。かかる各領域のうち、例えば、セル領域が、高感度判定領域となる。その他の領域は、低感度判定領域となる。セル領域については、セル領域１，セル領域２といったセル番号、ｘ，ｙ座標、ｘ，ｙサイズ（ｌｅｎｇｔｈ）、ｘ，ｙピッチといった配置周期が定義される。口出し線領域、電源領域、及びダミー・フィル領域等については、ｘ，ｙ座標、ｘ，ｙサイズ（ｌｅｎｇｔｈ）といった領域情報が定義される。
【００３４】
また、図形パターンデータで構成される領域情報としては、例えば、矩形の図形パターンデータによって定義される。図形パターンデータでは、図形の種類を示す図形コード、例えば、矩形の左下の角部といった基準点の座標、及び図形のｘ，ｙサイズが定義される。
【００３５】
感度領域データ作成工程（Ｓ１０６）として、異なる複数の判定閾値のいずれかに対応する複数の感度領域が定義された領域情報を用いて、感度領域データを作成する。
【００３６】
図６は、実施の形態１における感度領域データ作成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、感度領域データ作成工程（Ｓ１０６）は、テキスト解釈工程（Ｓ３０２）と、パターン展開工程（Ｓ３０４）との少なくとも一方を実施する。検査装置１００では、感度領域データを作成するために、上述したテキストデータで構成される領域情報と図形パターンデータで構成される領域情報のどちらにも対応可能に構成されている。入力される領域情報がテキストデータの場合には、テキスト解釈工程（Ｓ３０２）が実施される。入力される領域情報が図形パターンデータの場合には、パターン展開工程（Ｓ３０４）が実施される。よって、入力される領域情報のデータ形式に合わせて、感度領域データを作成すればよい。但し、これに限るものではなく、テキスト解釈工程（Ｓ３０２）と、パターン展開工程（Ｓ３０４）との一方だけを実施可能に構成しても構わない。
【００３７】
まず、入力される領域情報がテキストデータの場合、テキストデータで構成される領域情報が、検査装置１００の外部から入力され、例えば、磁気ディスク装置１０９に格納される。
【００３８】
テキスト解釈工程（Ｓ３０２）として、領域管理回路１４０は、例えば、磁気ディスク装置１０９からテキストデータで構成される領域情報を読み出し、テキストデータの内容を解釈する。そして、領域管理回路１４０は、テキストデータの中から、高感度領域となるセル領域の位置座標（ｘ，ｙ）、及びサイズを取得する。セル領域がアレイ配置されている場合には、最初のセル１の位置座標（ｘ，ｙ）とサイズ、最後のセル２の位置座標（ｘ，ｙ）とサイズ、及びｘ，ｙピッチを取得する。同様に、領域管理回路１４０は、テキストデータの中から、低感度判定領域となる口出し線領域、電源領域、或いは／及び、ダミー・フィル領域の位置座標（ｘ，ｙ）、及びサイズを取得する。そして、かかる座標やサイズといった領域を特定するためのデータと、高感度領域か低感度領域かを識別するための識別子データとを用いて感度領域データ（感度領域情報の一例）を作成する。作成された感度領域データは、比較回路１０８に出力され、メモリ５４に格納される。
【００３９】
或いは、入力される領域情報が図形パターンデータの場合、図形パターンデータで構成される領域情報が、検査装置１００の外部から入力され、例えば、磁気ディスク装置１０９に格納される。
【００４０】
パターン展開工程（Ｓ３０４）として、展開回路１１１は、磁気ディスク装置１０９から制御計算機１１０を通して、図形パターンデータで構成される領域情報を読み出す。そして、読み出された図形パターンデータをパターン展開して２値ないしは多値のイメージデータに変換して、領域画像データ（感度領域画像）を作成する。領域画像データは、例えば８ビットの符号なしデータとして作成され、各画素の明るさの階調（光量）を表現している。例えば、各画素の階調の値（或いは範囲）によって、かかる画素の位置が高感度領域か低感度領域かを識別すればよい。或いは、例えば８ビットの符号なしデータの中に、高感度領域か低感度領域かを識別する識別子を定義してもよい。領域画像データ（感度領域情報の一例）は、比較回路１０８に出力され、メモリ５４に格納される。
【００４１】
フレーム分割工程（Ｓ１０８）として、フレーム分割部５６は、メモリ５０からストライプ画像を読み出し、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複数のフレーム画像に分割する。例えば、５１２×５１２画素のフレーム画像に分割する。分割された複数のフレーム画像は、メモリ５８に格納される。
【００４２】
位置合わせ工程（Ｓ１１０）として、位置合わせ部６０は、フレーム画像と、対応する参照画像との位置合わせを行う。画像枠の荒い位置合わせの後、パターンを使用しての高精度な位置合わせを行うと好適である。例えば、サブ画素単位の位置合わせを行う。
【００４３】
反応値演算工程（Ｓ１１２）として、反応値演算部６２は、フレーム画像（光学画像）と参照画像（設計画像）とを用いて、画素毎に、所定のアルゴリズムによる欠陥判定用の反応値を演算する。例えば、フレーム画像（光学画像）と参照画像（設計画像）の対象画素および対象画素の周囲の複数の画素の画素値を用いて反応値を演算する。例えば、フレーム画像（光学画像）内の連続する複数の画素から推定されるパターンエッジ（端部）の傾きが参照画像（設計画像）の対応する箇所に対して大きく変化する場合に反応値を高くする等が好適である。アルゴリズムは適宜設定すればよい。
【００４４】
反応値マップ作成工程（Ｓ１１３）として、反応値マップ作成部６４は、演算された画素毎の反応値をそれぞれのマップ値として、反応値マップを作成する。作成された反応値マップは、メモリ６６に格納される。
【００４５】
図７は、実施の形態１における参照画像とフレーム画像と反応値マップの一例を示す概念図である。図７（ａ）では、参照画像のパターン３４の一例を示す。図７（ｂ）では、図７（ａ）の参照画像に対応する位置のフレーム画像のパターン３２（センサ画像）の一例を示す。図７（ａ）と図７（ｂ）に示すメッシュは、各画素３０を示している。かかるフレーム画像と参照画像とを用いて得られる反応値マップを図７（ｃ）に示している。フレーム画像のパターン３２には、欠陥部３６が存在している。対象画素の欠陥反応値を演算する際、その周囲の画素の影響も考慮するアルゴリズムを用いる場合、欠陥部３６（○印）の画素だけではなく、周囲の画素の欠陥反応値も欠陥部３６からの影響を受ける。よって、図７（ｃ）に示す反応値マップにおいても、欠陥部３６（○印）及びその周辺画素の欠陥反応値が高くなっている。
【００４６】
図８は、実施の形態１におけるフレーム画像と反応値マップと感度領域の一例を示す概念図である。図８（ｂ）では、フレーム画像のパターン３２（センサ画像）の一例を示す。図８（ｂ）に示すメッシュは、各画素３０を示している。図８（ｂ）では、かかるフレーム画像内に低感度領域４０と高感度領域４２が存在する場合を示している。図８（ｂ）の例では、低感度領域４０にパターン３２が位置する場合を示している。よって、図８（ｂ）の例では、低感度領域４０に欠陥部３６も位置している。しかしながら、図８（ａ）に示すように、反応値マップでは、低感度領域４０の欠陥部３６の画素の他に、高感度領域４２にも跨るように、反応値が高い領域が生じてしまう。よって、単純に、対象画素が位置する感度領域の判定閾値で欠陥かどうかを判定してしまうと、低感度領域４０の欠陥部３６に起因して反応値が高くなった高感度領域４２の画素は、高感度の判定閾値（厳しい閾値）で判定されてしまう。その場合、低感度の判定閾値（緩い閾値）であれば欠陥判定されない場合でも欠陥判定されてしまうことが生じる。その結果、欠陥数の不要な増加を招いてしまうといった問題が生じる。そこで、実施の形態１では、欠陥部の影響を受けた画素群のピーク位置を特定して、ピーク位置で判定閾値を選択する。
【００４７】
ピーク位置特定工程（Ｓ１１４）として、ピーク位置特定部６８は、反応値マップを用いて、欠陥候補を識別する欠陥候補閾値以上の一群の複数の反応値が定義される欠陥候補領域における反応値のピーク位置を特定する。具体的には、反応値マップにおいて、反応値の値に応じた等高線を仮想定義する。例えば、図８（ａ）の例では、最大反応値７０をピークに、６０台の反応値の画素が隣接し、その周囲に５０台の反応値の画素が位置する。例えば、欠陥候補閾値を５０に設定すると、反応値５０以上の一群の複数の反応値によって定義される欠陥候補領域４４が特定できる。ピーク位置特定部６８は、欠陥候補領域４４における反応値のピークを示す画素の位置４８（ピーク位置）を特定する。図８（ａ）の例では、最大反応値７０を示す画素の位置がピーク位置４８として特定される。
【００４８】
欠陥判定工程（Ｓ１１６）として、欠陥判定部７０（判定部の一例）は、メモリ５４から異なる複数の判定閾値のいずれかに対応する複数の感度領域が定義された感度領域データを読み出して（入力して）、複数の感度領域の中から欠陥候補領域４４におけるピーク位置４８が属する感度領域に対応する判定閾値を用いて、欠陥候補領域４４の各反応値について欠陥判定を行う。図８（ａ）の例では、ピーク位置４６が属する感度領域は、低感度領域４０なので、欠陥候補領域４４内のすべての画素について、低感度領域４０に対応する判定閾値を用いて、各画素の反応値を判定する。以上により、欠陥候補領域４４の画素が高感度領域４２にも跨っている場合でも、高感度領域４２内の欠陥候補領域４４の各画素は、低感度領域４０に対応する判定閾値で欠陥判定できる。よって、低感度領域４０の欠陥部３６に起因して反応値が高くなった高感度領域４２の画素について、低感度領域４０に対応する判定閾値で欠陥判定できる。よって、欠陥数の不要な増加を抑制或いは低減できる。
【００４９】
図９は、実施の形態１における反応値マップと感度領域の他の一例を示す概念図である。図９に示すように、ピーク位置４８が低感度領域４０と高感度領域４２との２つの感度領域に跨ることもあり得る。図９の例では、２つの感度領域に跨る場合を示したがこれに限るものではない。３つ以上の感度領域に跨る場合であってもよい。このように、ピーク位置４８が複数の感度領域のうち２以上の感度領域に跨る場合に、欠陥判定部７０は、跨られた２以上の感度領域に対応する複数の判定閾値のうち最も緩い判定閾値を用いて、欠陥候補領域４４の各反応値について欠陥判定を行う。これにより、欠陥数の不要な増加を抑制或いは低減できる。
【００５０】
図１０は、実施の形態１における反応値マップと感度領域の他の一例を示す概念図である。図１０に示すように、欠陥候補領域４４において複数のピーク位置４８ａ，４８ｂが特定され、複数のピーク位置４８ａ，４８ｂが異なる複数の感度領域に属する場合もあり得る。図１０の例では、ピーク位置４８ａが高感度領域４２に位置し、ピーク位置４８ｂが低感度領域４０に位置する場合を示している。かかる現象はアルゴリズムの内容によっては発生してしまう。例えば、欠陥部が複数の画素に跨っていて、欠陥部の端部におけるパターンエッジの向きが参照画像の対応する部分のパターンエッジの向きから大きく異なっているにも関わらず、欠陥部の中央部におけるパターンエッジの向きが参照画像の対応する部分のパターンエッジの向きと同じになっている場合等が挙げられる。かかる場合に、欠陥判定部７０は、複数のピーク位置４８ａ，４８ｂが属する複数の感度領域に対応する複数の判定閾値のうち最も緩い判定閾値を用いて、欠陥候補領域４４の各反応値について欠陥判定を行う。これにより、欠陥数の不要な増加を抑制或いは低減できる。
【００５１】
以上のようにして、欠陥判定部７０は、位置合わせされた、フレーム画像（光学画像）と参照画像（設計画像）を画素毎に欠陥判定する。そして、判定された結果は、出力される。判定結果は、例えば、パターンモニタ１１８に表示される。或いはプリンタ１１９から出力される。或いは、その他の手段で外部に出力されてもよい。
【００５２】
以上のように、実施の形態１によれば、低感度化したい領域に存在する欠陥を高感度等の閾値で検出することを防止できる。よって、欠陥数の不要な増加を抑制できる。その結果、パターン検査の信頼性向上および歩留りの改善を図ることができる。
【００５３】
以上の説明において、「〜回路」或いは「〜工程」と記載したものは、電子回路等のハードウェアで構成することができる。或いは、コンピュータで動作可能なプログラムにより構成することができる。或いは、ソフトウェアとなるプログラムだけではなく、ハードウェアとソフトウェアとの組合せにより実施させても構わない。或いは、ファームウェアとの組合せでも構わない。また、プログラムにより構成される場合、プログラムは、磁気ディスク装置、磁気テープ装置、ＦＤ、或いはＲＯＭ（リードオンリメモリ）等の記録媒体に記録される。例えば、演算制御部を構成するテーブル制御回路１１４、展開回路１１１、参照回路１１２、領域管理回路１４０、比較回路１０８等は、電気的回路で構成されていても良いし、制御計算機１１０によって処理することのできるソフトウェアとして実現してもよい。また電気的回路とソフトウェアの組み合わせで実現しても良い。
【００５４】
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、実施の形態では、測定データと設計データから作成した参照画像とを比較するダイ−データベース検査を行っているが、これに限るものではない。測定データ同士を比較するダイ−ダイ検査を行う場合に適用しても好適である。また、上述した例では、高感度領域と低感度領域とを例に説明したが、中間感度領域等の他の感度領域が存在しても構わないことは言うまでもない。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【符号の説明】
【００５７】
１０  検査領域
２０  検査ストライプ
３０  画素
３２，３４  パターン
４０  低感度領域
４２  高感度領域
４４  欠陥候補領域
４６  領域情報
４８  ピーク位置
５０，５２，５４，５８，６６  メモリ
５６  フレーム分割部
６０  位置合わせ部
６２  反応値演算部
６４  反応値マップ作成部
６８  ピーク位置特定部
７０  欠陥判定部
１００  検査装置
１０１  試料
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  領域管理回路
１５０  光学画像取得部
１６０  制御系回路
１７０  照明光学系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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