(57)【要約】【目的】  ２次元の補正が可能なレチクル検査装置を提供することを目的とする。【構成】  レチクル１０１上のＸ座標位置を測定するＸ軸レーザ干渉計２０１とＸ軸レーザスケール２０２と、前記レチクル１０１上のＹ座標位置を測定するＹ軸レーザ干渉計２１１とＹ軸レーザスケール２１２と、前記レチクル１０１上の光学画像を取得する光学画像取得部となるレーザ光学装置１０３、及び透過光検出部１０５等と、前記レチクル１０１上の複数の所定の位置における設計上のＸＹ座標と前記Ｘ軸レーザ干渉計２０１とＸ軸レーザスケール２０２と前記Ｙ軸レーザ干渉計２１１とＹ軸レーザスケール２１２とにより測定される前記複数の所定の位置のＸＹ座標とに基づいて、前記光学画像取得部により取得された前記光学画像の位置を補正する光学画像補正部１４０と、補正された位置で前記光学画像と所定の参照画像とを比較する画像比較部１０８と、を備えたことを特徴とする。【選択図】        図１
2006266864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査試料上のＸ座標位置を測定する第１と第２のＸ座標測定部と、
前記被検査試料上のＹ座標位置を測定する第１と第２のＹ座標測定部と、
前記被検査試料上の光学画像を取得する光学画像取得部と、
前記被検査試料上の複数の所定の位置における設計上のＸＹ座標と前記第１と第２のＸ座標測定部と前記第１と第２のＹ座標測定部とにより測定される前記複数の所定の位置のＸＹ座標とに基づいて、前記光学画像取得部により取得された前記光学画像の位置を補正する補正部と、
補正された位置で前記光学画像と所定の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試料検査装置。
【請求項２】
前記補正部は、
設計上の前記複数の所定の位置のＸＹ座標と前記第１と第２のＸ座標測定部と前記第１と第２のＹ座標測定部とにより測定される前記複数の所定の位置のＸＹ座標とに基づいて、前記第１のＸ座標測定部と前記第１のＹ座標測定部とにより測定される場合の前記被検査試料上の測定開始位置と測定終了位置とを結ぶ仮想線と、前記第２のＸ座標測定部と前記第２のＹ座標測定部とにより測定される場合の前記被検査試料上の測定開始位置と測定終了位置とを結ぶ仮想線との傾きを演算する第１の演算部と、
前記第１のＸ座標測定部により測定される場合の前記被検査試料上の測定開始位置のＸ座標と前記第１のＸ座標測定部により測定された前記光学画像におけるＸ座標との偏差と、前記傾きとの積値を前記第１のＹ座標測定部により測定される場合の前記光学画像におけるＹ座標値に加減する第２の演算部と、
を有することを特徴とする請求項１記載の試料検査装置。
【請求項３】
前記光学画像取得部は、前記被検査試料を透過する透過光を用いて前記被検査試料上の光学画像を取得し、
前記所定の参照画像には、前記被検査試料の設計データに基づいて作成された画像を用いることを特徴とする請求項１記載の試料検査装置。
【請求項４】
前記光学画像取得部は、前記被検査試料を反射する反射光を用いて前記被検査試料上の光学画像を取得し、
前記所定の参照画像には、前記被検査試料の設計データに基づいて作成された画像を用いることを特徴とする請求項１記載の試料検査装置。
【請求項５】
前記光学画像取得部は、前記被検査試料を透過する透過光を用いて前記被検査試料上の光学画像を取得し、
前記所定の参照画像には、前記被検査試料の別の光学画像に基づいて作成された画像を用いることを特徴とする請求項１記載の試料検査装置。
【請求項６】
前記光学画像取得部は、前記被検査試料を反射する反射光を用いて前記被検査試料上の光学画像を取得し、
前記所定の参照画像には、前記被検査試料の別の光学画像に基づいて作成された画像を用いることを特徴とする請求項１記載の試料検査装置。
【請求項７】
被検査試料上の複数の所定の位置のＸＹ座標をそれぞれ複数の測定器にて測定する測定工程と、
前記複数の測定器のうち、前記被検査試料上の複数の所定の位置の設計上のＸＹ座標と測定された前記被検査試料上の複数の所定の位置のＸＹ座標とに基づいてＸ座標が補正された測定器にて測定された位置にて前記被検査試料上の光学画像を取得する光学画像取得工程と、
前記被検査試料上の複数の所定の位置の設計上のＸＹ座標とそれぞれ複数の測定器にて測定された前記被検査試料上の複数の所定の位置のＸＹ座標とに基づいて、取得された光学画像の位置を前記複数の測定器のいずれかにて測定された場合のＹ座標位置から他の測定器にて測定される場合のＹ座標位置に補正する補正工程と、
補正された位置での光学画像と所定の参照画像とを比較する比較工程と、
を備えたことを特徴とする試料検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料検査装置又は試料検査方法に係り、例えば、半導体製造に用いるレチクルのパターンの欠陥を検査するパターン欠陥検査装置及びパターン欠陥検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、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、マスクとレチクルとは同等のものを意味するものとする。）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。電子ビーム描画装置については、文献にも記載されている（例えば、特許文献１参照）。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おり、文献に開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
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、大規模集積回路（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ＬＳＩの製造における歩留まりの低下の大きな原因の一つとして、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欠陥があげられる。特に、半導体ウェハ上に形成されるＬＳＩの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。よって、かかる欠陥を検査する装置の開発が行われている。
【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高精度に検査する試料検査装置の開発も急務となってきている。
【０００５】
ここで、マスクの欠陥検査方法としては、同一マスク上の異なる場所の同一パターンを比較する「ｄｉｅ  ｔｏ  ｄｉｅ検査」や、マスクパターンを描画する時に使用したＣＡＤデータ（設計データ）と比較する「ｄｉｅ  ｔｏ  ｄａｔａｂａｓｅ検査」がある。かかる検査装置における検査方法では、例えば、マスクの検査領域をＹ方向に重なり部分をもつストライプ状（帯状）の複数の検査領域（検査ストライプ）に分割し、各検査領域ごとに順次検査を行い、最後に全ての検査領域の欠陥を統合してマスク全体の欠陥を検出する。
【０００６】
ここで、従来のレチクル検査装置が文献に開示されている（例えば、特許文献３参照）。以下、従来のレチクル検査装置について説明する。
（１）まず、レーザスキャン光学装置では、レチクルを搭載したＸＹステージを検査ストライプの検査開始位置まで移動させる。そして、ＸＹステージをＸ方向に移動させながらＸＹステージ上に置かれたレチクルにレーザ光線を照射する。
（２）そして、透過光検出部が、レチクルを透過したレーザ光線を受光し、Ａ／Ｄ変換して、画像データを光学画像入力部に格納する。
（３）ＸＹステージのＸ軸方向位置座標は、Ｘ軸レーザ干渉計とＸ軸レーザスケールにより計測され、その結果が偏差検出部に転送される。
（４）そして、光学画像入力部が、画像比較部に画像データに転送する。
（５）そして、データ変換部は、上位システムから転送されたＣＡＤデータを基に、偏差検出部からのＸ軸方向の偏差データを参照して、参照画像を作成し、画像比較部に転送する。
（６）画像比較部では、光学画像入力部からの画像とデータ変換部からの画像とを比較判定し、検査結果を上位システムに転送する。
【０００７】
ここで、かかる従来のレチクル検査装置では、Ｘ方向の１軸のみの補正対応のため、２次元の補正が必要なレチクルの変動に対応することができない。
【特許文献１】特開２００２−２３７４４５号公報
【特許文献２】米国特許５３８６２２１号公報
【特許文献３】特開平１１−１６００３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上のように、従来のレチクル検査装置では、Ｘ方向の１軸のみの補正対応のため、２次元の補正が必要なレチクルの変動に対応することができない。
【０００９】
本発明は、上述した問題点を克服し、２次元の補正が可能なレチクル検査装置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】
本発明の一態様である試料検査装置は、
被検査試料上のＸ座標位置を測定する第１と第２のＸ座標測定部と、
前記被検査試料上のＹ座標位置を測定する第１と第２のＹ座標測定部と、
前記被検査試料上の光学画像を取得する光学画像取得部と、
前記被検査試料上の複数の所定の位置における設計上のＸＹ座標と前記第１と第２のＸ座標測定部と前記第１と第２のＹ座標測定部とにより測定される前記複数の所定の位置のＸＹ座標とに基づいて、前記光学画像取得部により取得された前記光学画像の位置を補正する補正部と、
補正された位置で前記光学画像と所定の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。
【００１１】
また、本発明の一態様である試料検査方法は、
被検査試料上の複数の所定の位置のＸＹ座標をそれぞれ複数の測定器にて測定する測定工程と、
前記複数の測定器のうち、前記被検査試料上の複数の所定の位置の設計上のＸＹ座標と測定された前記被検査試料上の複数の所定の位置のＸＹ座標とに基づいてＸ座標が補正された測定器にて測定された位置にて前記被検査試料上の光学画像を取得する光学画像取得工程と、
前記被検査試料上の複数の所定の位置の設計上のＸＹ座標とそれぞれ複数の測定器にて測定された前記被検査試料上の複数の所定の位置のＸＹ座標とに基づいて、取得された光学画像の位置を前記複数の測定器のいずれかにて測定された場合のＹ座標位置から他の測定器にて測定される場合のＹ座標位置に補正する補正工程と、
補正された位置での光学画像と所定の参照画像とを比較する比較工程と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一態様である試料検査装置によれば、第１と第２のＸ座標測定部と第１と第２のＹ座標測定部とを備えたので、ＸＹ座標の２次元の位置を得ることができる。そして、設計上のＸＹ座標と前記第１と第２のＸ座標測定部と前記第１と第２のＹ座標測定部とにより測定される前記複数の所定の位置のＸＹ座標とに基づいて、前記光学画像取得部により取得された前記光学画像の位置に対してＸＹ座標の２次元の補正をおこなうことができる。２次元の補正を行なうことができるので、被検査試料の光学画像と参照画像の一致度を向上させることができる。その結果、擬似欠陥を抑制することができる。よって、検査の効率や精度を向上させることができる。
【００１３】
また、本発明の一態様である試料検査方法によれば、前記被検査試料上の複数の所定の位置の設計上のＸＹ座標と測定された前記被検査試料上の複数の所定の位置のＸＹ座標とに基づいてＸ座標が補正された測定器にて測定された位置にて前記被検査試料上の光学画像を取得することにより、Ｘ座標を補正することができる。そして、取得された光学画像の位置を前記複数の測定器のいずれかにて測定された場合のＹ座標位置から他の測定器にて測定される場合のＹ座標位置に補正することで、Ｙ座標を補正することができる。よって、２次元の補正を行なうことができるので、被検査試料の光学画像と参照画像の一致度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
実施の形態１．
本実施の形態では、ＸＹステージのＸ軸とＹ軸の双方に測定器としてレーザ干渉計とレーザスケールの両方を設置し、レーザスケールの出力をトリガとし、レーザ干渉計で計測したピッチで採取した光学画像を、光学画像補正部によりＸ方向及びＹ方向の２次元の補正が掛けられるようにしたレチクル検査装置について説明する。
【００１５】
図１は、実施の形態１におけるレチクル検査装置の構成を示す概念図である。
図１において、マスクやウェハ等の基板を試料して、かかる試料の欠陥を検査する試料検査装置の一例として、レチクル検査装置１００は、光学画像取得部と制御系回路を備えている。光学画像取得部は、ＸＹステージ１０２、レーザ光学装置１０３、拡大光学系の一例である対物レンズ１０４、フォトダイオードアレイ等の透過光検出部１０５、光学画像入力部１０６、コレクタレンズ１２０、測定器の一例となるＸ軸レーザ干渉計２０１、Ｘ軸レーザスケール２０２、Ｙ軸レーザ干渉計２１１、Ｙ軸レーザスケール２１２を備えている。制御系回路では、例えば、コンピュータとなる全体制御部１１０が、図示していないバスを介して、位置データ入力部１０７、比較部の一例となる画像比較部１０８、参照画像生成部１１２、磁気ディスク装置１０９、補正部の一例となる光学画像補正部１４０に接続されている。また、ＸＹステージ１０２は、図示していないＸ軸モータ、Ｙ軸モータ、θ軸モータ等により駆動される。
【００１６】
図１において、レーザ光学装置１０３は、コレクタレンズ１２０を介して、ＸＹステージ１０２上に置かれたレチクル１０１にレーザ光線を照射する。レチクル１０１を透過したレーザ光線は、対物レンズ１０４を介して透過光検出部１０５に結像され、透過光検出部１０５によりＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換されて、光学画像入力部１０６に格納される。このとき、光学画像のＸ軸方向及びＹ軸方向の画像データと位置データ入力部に格納された位置データとが関連づけられて格納される。ここで、ＸＹステージ１０２のＸ軸方向位置座標は、Ｘ軸レーザ干渉計２０１とＸ軸レーザスケール２０２とにより計測され、その結果は位置データ入力部１０７に格納される。一方、ＸＹステージのＹ軸方向位置座標は、Ｙ軸レーザ干渉計２１１とＹ軸レーザスケール２１２により計測され、その結果は位置データ入力部１０７に格納される。
【００１７】
光学画像補正部１４０は、位置データ入力部１０７に格納された位置座標を基に、光学画像入力部１０６の画像データを補正し画像比較部１０８に格納する。参照画像生成部１１２は、上位システムから転送された作画データ、或いは磁気ディスク装置１０９に格納された設計上の作画データを基に、位置データ入力部１０７の位置座標を参照して、参照画像を作成し、画像比較部１０８に転送する。画像比較部１０８は、位置データ入力部１０７の位置座標を参照して、光学画像補正部１４０からの画像データと参照画像生成部１１２からの参照画像データとを比較判定し、検査結果を上位システムに転送する。かかるシステム全体を全体制御部１１０が制御する。
【００１８】
図２は、光学画像が取得される流れに沿った構成の要部を示すブロック図である。
図２において、光学画像補正部１４０は、変換係数演算部１４２、傾き量演算部１４４、Ｘ座標補正部１４６、Ｙ座標補正部１４８を有している。画像比較部１０８は、切出し部２１５、位置合わせ部２１６、比較判定処理部２１８を有している。光学画像取得部１５０により取得された光学画像は、光学画像補正部１４０により諸所の演算の結果、補正され、画像比較部１０８において、比較判定処理される。
【００１９】
図３は、実施の形態１におけるレチクル検査方法の要部を示すフローチャート図である。
図３に示すように、実施の形態１におけるレチクル検査方法は、Ｓ３０２〜Ｓ３３０までの一連の工程を実施する。
【００２０】
図４は、レチクルの一例を示す図である。
図４に示すように、レチクル１０１には、パターンを取り囲むように、４つのアライメントマーク４０１，４０２，４０３，４０４が、アライメントポイントとして形成されている。ここでは、アライメントポイントが４点ある場合について説明するが、必ず４点が必要というわけではない。また、アライメントマークを用いずに、パターンの一部をアライメントポイントとして用いても構わない。
【００２１】
Ｓ（ステップ）３０２において、アライメントポイント移動工程として、まず、第１アライメントポイントとなるアライメントマーク４０１にレーザ光線が照射されるようにＸＹステージ１０２を移動する。
【００２２】
Ｓ３０４において、座標測定工程として、第１アライメントポイントの位置におけるレーザスケール座標値とレーザ干渉計座標値を読み取る。言い換えれば、第１アライメントポイントの位置におけるＸＹステージ１０２のＸ軸方向位置座標は、Ｘ軸レーザ干渉計２０１とＸ軸レーザスケール２０２とにより計測され、その結果は位置データ入力部１０７に格納される。一方、ＸＹステージ１０２のＹ軸方向位置座標は、Ｙ軸レーザ干渉計２１１とＹ軸レーザスケール２１２により計測され、その結果は位置データ入力部１０７に格納される。
【００２３】
Ｓ３０６において、番号判定工程において、アライメントポイント番号ｎがｎｍａｘかどうかを判定する。言い換えれば、全てのアライメントポイントについて、レーザスケール座標値とレーザ干渉計座標値を読み取ったかどうかを判定する。ここでは、アライメントポイントが４点あるため、残りの３点についてＳ３０２とＳ３０４とを繰り返す。すなわち、第２アライメントポイントとなるアライメントマーク４０２に移動し、第２アライメントポイントの位置におけるレーザスケール座標値とレーザ干渉計座標値を読み取る。そして、同様に、第３アライメントポイントとなるアライメントマーク４０３に移動し、第３アライメントポイントの位置におけるレーザスケール座標値とレーザ干渉計座標値を読み取る。そして、同様に、第４アライメントポイントとなるアライメントマーク４０４に移動し、第４アライメントポイントの位置におけるレーザスケール座標値とレーザ干渉計座標値を読み取る。
【００２４】
図５は、４点のアライメントポイントについて、設計座標系にレーザスケール座標値とレーザ干渉計座標値とをプロットした状態を示す図である。
図５では、第１アライメントポイントの座標として、レーザスケール座標値（ｘｓ１，ｙｓ１）とレーザ干渉計座標値（ｘｋ１，ｙｋ１）が、第２アライメントポイントの座標として、レーザスケール座標値（ｘｓ２，ｙｓ２）とレーザ干渉計座標値（ｘｋ２，ｙｋ２）が、第３アライメントポイントの座標として、レーザスケール座標値（ｘｓ３，ｙｓ３）とレーザ干渉計座標値（ｘｋ３，ｙｋ３）が、第４アライメントポイントの座標として、レーザスケール座標値（ｘｓ４，ｙｓ４）とレーザ干渉計座標値（ｘｋ４，ｙｋ４）が示されている。
【００２５】
図５に示すように、レーザスケールにて測定された４点のアライメントポイント位置も、レーザ干渉計により測定された４点のアライメントポイント位置も設計値からずれを生じている。ここでは、第１アライメントポイント位置の設計値を原点として記載している。特に、レーザ干渉計でのずれ量は大きいものとなっている。図１では、レーザ干渉計のすぐ下側にレーザスケールが配置されているように見えるが、ＸＹステージ１０２の下部と上部とでは、ＸＹステージ１０２が移動する場合の振れ量が異なる。通常、下部側に駆動機構があるＸＹステージ１０２では、上部になればなるほど振れ量が大きくなってしまう。よって、下部側に配置されているレーザスケールの値と、実際にレチクル１０１が載置された上部とでは、その位置も異なってしまう。よって、レチクル１０１に近い位置を計測しているレーザ干渉計での測定値は、設計値からずれを生じている。さらに、レーザ干渉計は、使用環境（温度、湿度、気圧）が変動すると誤差が大きくなるという特性がある。これは、環境変動により空気の屈折率が変化し、レーザ干渉計から発するレーザ光の波長が変化してしまうことに起因する。よって、さらに、かかる誤差分のずれも生じてしまう。一方、環境変動に強いレーザスケールでも、完全に設計値に一致することは難しい。
【００２６】
Ｓ３０８において、変換係数演算工程として、変換係数演算部１４２は、既に採取した４点のレーザスケール座標値のセットを使用して、レチクル座標系となる設計座標とレーザスケール座標値との変換係数を求める。
【００２７】
図６は、レーザスケール座標値への変換関数を示す図である。
図６には、設計上の所定の点（ｘＲ，ｙＲ）をレーザスケールにて測定した場合の座標値（ｘｓ，ｙｓ）へと変換する変換関数式を示している。変換係数演算部１４２は、かかる変換関数式の係数ａｓ０、ｂｓ０、ａｓ１、ｂｓ１、ｃｓ１、ａｓ２、ｂｓ２、ｃｓ２を第１アライメントポイントのレーザスケール座標値（ｘｓ１，ｙｓ１）と、第２アライメントポイントのレーザスケール座標値（ｘｓ２，ｙｓ２）と、第３アライメントポイントのレーザスケール座標値（ｘｓ３，ｙｓ３）と第４アライメントポイントの座標として、レーザスケール座標値（ｘｓ４，ｙｓ４）とを用いて、演算して求める。かかる係数を求めることで、設計上の所定の点（ｘＲ，ｙＲ）をレーザスケールにて測定した場合の座標値（ｘｓ，ｙｓ）へと変換することができる。
【００２８】
Ｓ３１０において、変換係数演算工程として、変換係数演算部１４２は、既に採取した４点のレーザ干渉計座標値のセットを使用して、レチクル座標系となる設計座標とレーザ干渉計座標値との変換係数を求める。
【００２９】
図７は、レーザスケール座標値への変換関数を示す図である。
図７には、設計上の所定の点（ｘＲ，ｙＲ）をレーザ干渉計にて測定した場合の座標値（ｘｋ，ｙｋ）へと変換する変換関数式を示している。変換係数演算部１４２は、かかる変換関数式の係数ａｋ０、ｂｋ０、ａｋ１、ｂｋ１、ｃｋ１、ａｋ２、ｂｋ２、ｃｋ２を第１アライメントポイントのレーザ干渉計座標値（ｘｋ１，ｙｋ１）と、第２アライメントポイントのレーザ干渉計座標値（ｘｋ２，ｙｋ２）と、第３アライメントポイントのレーザ干渉計座標値（ｘｋ３，ｙｋ３）と、第４アライメントポイントのレーザ干渉計座標値（ｘｋ４，ｙｋ４）とを用いて、演算して求める。かかる係数を求めることで、設計上の所定の点（ｘＲ，ｙＲ）をレーザ干渉計にて測定した場合の座標値（ｘｋ，ｙｋ）へと変換することができる。
【００３０】
Ｓ３１２において、画像採取開始位置移動工程として、ＸＹステージ１０２をレーザスケール座標系により制御して、第ｎ検査ストライプの画像採取開始位置へ移動させる。
【００３１】
図８は、光学画像の取得手順を説明するための図である。
被検査領域は、図８に示すように、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に仮想的に分割され、更にその分割された各検査ストライプが連続的に走査されるようにＸＹステージ１０２の動作が制御され、画像採取開始位置から画像採取終了位置に向かってＸ方向に移動しながら光学画像が取得される。よって、ここでは、ＸＹステージ１０２を第ｎ検査ストライプの画像採取開始位置へ移動させる。
【００３２】
Ｓ３１４において、傾き量演算工程として、傾き量演算部１４４は、第ｎ検査ストライプの画像採取開始位置と画像採取終了位置とを結ぶ仮想線に対して、レーザスケール座標値の傾き量とレーザ干渉計の傾き量との差を演算する。
【００３３】
図９は、傾き量演算工程の説明をするための図である。
上述したように、設計上の所定の点（ｘＲ，ｙＲ）をレーザ干渉計にて測定した場合の座標値（ｘｋ，ｙｋ）へと変換する変換関数式を得ているため、第ｎ検査ストライプの画像採取開始位置と画像採取終了位置との設計上の座標値をレーザ干渉計にて測定した場合の座標値に変換することができる。その結果、第ｎ検査ストライプの画像採取開始位置と画像採取終了位置とのレーザ干渉計にて測定した場合の座標値を得ることができる。同様に、設計上の所定の点（ｘＲ，ｙＲ）をレーザスケールにて測定した場合の座標値（ｘｓ，ｙｓ）へと変換する変換関数式を得ているため、第ｎ検査ストライプの画像採取開始位置と画像採取終了位置との設計上の座標値をレーザスケールにて測定した場合の座標値に変換することができる。その結果、第ｎ検査ストライプの画像採取開始位置と画像採取終了位置とのレーザスケールにて測定した場合の座標値を得ることができる。
【００３４】
ここで、図９に示すように、傾き量演算部１４４は、レーザ干渉計にて測定した場合の第ｎ検査ストライプの画像採取開始位置と画像採取終了位置とを設計座標上で結ぶ仮想線の傾きθｋを求める。同様に、傾き量演算部１４４は、レーザスケールにて測定した場合の第ｎ検査ストライプの画像採取開始位置と画像採取終了位置とを設計座標上で結ぶ仮想線の傾きθｓを求める。そして、傾き量演算部１４４は、傾きθｋと傾きθｓとの差分値である傾き量θを演算する。
【００３５】
ここで、傾き量θは、検査ストライプごとに異なる場合があるため、検査ストライプごとに傾き量θを演算することが望ましい。
【００３６】
Ｓ３１６において、ピッチ演算工程として、Ｘ座標補正部１４６は、透過光検出部１０５が入力するピッチを補正する。
透過光検出部１０５は、図８に示されるようなスキャン幅Ｗの画像を連続的に入力する。そして、第１検査ストライプにおける画像を取得した後、第２検査ストライプにおける画像を今度は逆方向に移動しながら同様にスキャン幅Ｗの画像を連続的に入力する。そして、第３検査ストライプにおける画像を取得する場合には、第２検査ストライプにおける画像を取得する方向とは逆方向、すなわち、第１検査ストライプにおける画像を取得した方向に移動しながら画像を取得する。このように、蛇行させて画像を取得していくことで、無駄な移動時間を短縮することができる。
【００３７】
図１０は、画像入力ピッチを説明するための図である。
ＸＹステージ１０２をＸ方向に定速度で送りながら、Ｘ軸レーザ干渉計２０１で一定ピッチの移動を検出した毎に透過光検出部１０５は、スキャン幅Ｗの画像を入力する。かかるピッチは、Ｘ軸レーザ干渉計２０１から発するレーザ光の波長λを所定の分解能で分解した値を１パルスとして、設定した画素の大きさに合わせて必要パルス数だけ検出した場合に１ピッチとしている。例えば、６３２．５ｎｍの波長をもつレーザ光を照射して、分解能として１／１０２４とすると、１００パルスで１ピッチとした場合、１ピッチで６２ｎｍ移動した毎に透過光検出部１０５が画像を入力することになる。
【００３８】
しかし、上述した画像採取開始位置と画像採取終了位置とで、Ｘ軸レーザ干渉計２０１に測定されるＸ座標が設計値からずれていた場合、入力される画像もＸ軸方向に伸縮していることになる。そこで、Ｘ座標補正部１４６は、Ｘ軸レーザ干渉計２０１に測定される画像採取開始位置と画像採取終了位置との距離Ｌｋと設計上での画像採取開始位置と画像採取終了位置との距離ＬＲとの偏差分だけかかる１ピッチあたりの検出パルス数を補正する。例えば、１ピッチあたりの検出パルス数を１００パルスから９９パルスに補正する。かかる補正により、後述する画像取得工程において、Ｘ軸方向を補正することができる。
【００３９】
ここで、偏差は、検査ストライプごとに異なる場合があるため、検査ストライプごとに偏差を演算し、１ピッチあたりの検出パルス数を補正することが望ましい。
【００４０】
Ｓ３１８において、画像取得工程として、光学画像取得部１５０は、第ｎ検査ストライプの画像採取開始位置から画像採取終了位置に向かって、光学画像を取得する。すなわち、透過光検出部１０５は、第ｎ検査ストライプについて、図８に示されるようなスキャン幅Ｗの画像を連続的に入力する。
【００４１】
Ｓ３２０において、画像採取終了位置移動工程として、ＸＹステージ１０２をレーザスケール座標系での画像採取終了位置へ移動させる。
ＸＹステージ１０２が移動している間に、Ｘ軸レーザ干渉計２０１、Ｙ軸レーザ干渉計２１１、Ｘ軸レーザスケール２０２、Ｙ軸レーザスケール２１２を用いて、レーザスケールの座標値とレーザ干渉計の座標値が等間隔で採取され、その際の画像データが透過光検出部１０５から光学画像入力部１０６に転送される。
【００４２】
Ｓ３２２において、画像補正工程として、光学画像入力部１０６に画像データが転送されると、Ｙ座標補正部１４８は、その画像データに対応する位置座標データを位置データ入力部１０７から読み取り、その画像データのＸ座標の画像採取開始位置からの偏差に、予め転送された傾き量θを掛けた値をＹ座標から加減し、その値と画像データのＹ座標の差分だけ、画像データをシフトすることにより、画像データを補正する。
【００４３】
図１１は、Ｙ座標補正の手法を説明するための図である。
第ｎ検査ストライプの画像採取開始位置のＸ座標とその画像データのＸ座標との差分（偏差）をΔｘｋとすると、Ｙ軸方向の補正量は、Δｘｋ・ｔａｎθとなる。そして、Ｙ座標補正部１４８は、その画像データの座標（ｘｋｎ，ｙｋｎ）のうち、ｙｋｎについてΔｘｋ・ｔａｎθだけ加減し、Ｙ座標を補正する。
【００４４】
図１２は、補正前後の画像の様子を示す図である。
図１２（ａ）に示すように、２次元の画像補正をしない場合、画像は歪んでしまう。本実施の形態における２次元の補正を行なうことにより、図１２（ｂ）に示すように、画像の歪みを解消することができる。
【００４５】
Ｓ３２４において、画像転送工程として、光学画像補正部１４０は、補正した画像を画像比較部１０８に転送する。
【００４６】
Ｓ３２６において、参照画像転送工程として、参照画像生成部１１２は、磁気ディスク装置１０９から設計データを読み込んで、作画データから、指定された画素ピッチの対応する参照画像を作成し、画像比較部１０８に転送する。
【００４７】
Ｓ３２８において、比較判定工程として、切出し部２１５が、補正された画像データと、参照画像とを所定の領域（エリア）の画像として切り出す。そして、位置合わせ部２１６が、画像データと参照画像との位置合わせ（エリアアライメント）を行い、比較判定処理部２１８が、エリアアライメントされた画像データと参照画像とを比較して検査し、例えば、その差分が設定された閾値以上であれば欠陥として判定する。そして、判定結果を上位システムに通知する。
【００４８】
Ｓ３３０において、判定工程として、以上の処理を必要回数処理すれば終了し、まだ必要回数に至っていない場合は、ＸＹステージ１０２をレーザスケール座標系での画像採取開始位置へ移動させるところから繰り返す。
【００４９】
以上説明したように、本実施の形態によれば、ＸＹステージ１０２の次の検査ストライプへの動作のたびに傾き量θを変更しながら、光学画像補正部１４０が画像データをシフトさせ、補正していくことにより、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の２次元での補正をすることができる。
【００５０】
以上の説明において、画像比較部１０８での比較対象を、参照画像生成部１１２からの画像データではなく、光学画像補正部１４０にある別の位置座標の画像データとしたものでも構わない。言い換えれば、ｄｉｅ  ｔｏ  ｄｉｅ検査に用いても構わない。或いは、参照画像生成部１１２からの画像データと光学画像補正部１４０にある別の位置座標の画像データとの両方を利用した場合であっても構わない。すなわち、ｄｉｅ  ｔｏ  ｄａｔａｂａｓｅ検査とｄｉｅ  ｔｏ  ｄｉｅ検査との双方を利用したものでも構わない。また、上記実施の形態では、レチクル１０１を透過した透過光を検出する場合について説明したが、レチクル１０１を反射した反射光を検出する場合であっても構わない。すなわち、透過光検出部を反射光検出部に置き換え、反射光学系を構成したものであっても構わない。或いは、透過光を検出する場合と反射光を検出する場合との両方を利用した場合であっても構わない。すなわち、透過光検出部と反射光検出部の双方を利用したものでも構わない。
【００５１】
また、光学画像と参照画像との関係では、以下の場合でも好適である。
（１）光学画像取得部１５０は、前記被検査試料を透過する透過光を用いてレチクル１０１上の光学画像を取得し、参照画像には、レチクル１０１の設計データに基づいて作成された画像を用いる場合でもよい。
或いは、（２）光学画像取得部１５０は、レチクル１０１を反射する反射光を用いて前記レチクル１０１上の光学画像を取得し、参照画像には、前記レチクル１０１の設計データに基づいて作成された画像を用いる場合でもよい。
或いは、（３）光学画像取得部１５０は、前記レチクル１０１を透過する透過光を用いて前記レチクル１０１上の光学画像を取得し、参照画像には、前記レチクル１０１の別の光学画像に基づいて作成された画像を用いる場合でもよい。
或いは（４）光学画像取得部１５０は、レチクル１０１を反射する反射光を用いてレチクル１０１上の光学画像を取得し、参照画像には、レチクル１０１の別の光学画像に基づいて作成された画像を用いる場合でもよい。
【００５２】
以上の説明において、「〜回路」或いは「〜工程」と記載したものは、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。
【００５３】
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。実施の形態では、光学画像を参照画像に合うように補正したが、逆に参照画像を光学画像に合うように補正しても構わない。
【００５４】
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。
【００５５】
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試料検査装置及び試料検査方法は、本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】実施の形態１におけるレチクル検査装置の構成を示す概念図である。
【図２】光学画像が取得される流れに沿った構成の要部を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１におけるレチクル検査方法の要部を示すフローチャート図である。
【図４】レチクルの一例を示す図である。
【図５】４点のアライメントポイントについて、設計座標系にレーザスケール座標値とレーザ干渉計座標値とをプロットした状態を示す図である。
【図６】レーザスケール座標値への変換関数を示す図である。
【図７】レーザスケール座標値への変換関数を示す図である。
【図８】光学画像の取得手順を説明するための図である。
【図９】傾き量演算工程の説明をするための図である。
【図１０】画像入力ピッチを説明するための図である。
【図１１】Ｙ座標補正の手法を説明するための図である。
【図１２】補正前後の画像の様子を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１００  レチクル検査装置
１０１  レチクル
１０２  ＸＹステージ
１０３  レーザ光学装置
１０４  対物レンズ
１０５  透過光検出部
１０６  光学画像入力部
１０７  位置データ入力部
１０８  画像比較部
１０９  磁気ディスク装置
１１０  全体制御部
１１２  参照画像生成部
１４０  光学画像補正部
２０１  Ｘ軸レーザ干渉計
２０２  Ｘ軸レーザスケール
２１１  Ｙ軸レーザ干渉計
２１２  Ｙ軸レーザスケール
２１５  切出し部
２１６  位置合わせ部
２１８  比較判定処理部
【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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【図１１】
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【図１２】
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