(57)【要約】 【課題】多数の欠陥の検出をともなう検査において、検査装置のエラーに起因する欠陥を迅速に検出して検査を停止させることができる検査方法および検査装置を提供する。【解決手段】試料２の検査領域２０１に光を走査し、光の走査の進行に応じて、走査された光を結像した光学画像を取得し、光学画像の取得の進行に応じて、取得された光学画像の参照となる参照画像を作成し、光学画像の取得の進行に応じて、取得された光学画像と光学画像の参照画像とを比較してパターンの第１の欠陥を検出し、第１の欠陥の検出の進行中に、取得された光学画像と参照画像との差の分布に基づいて、検査装置１の誤動作に起因する第２の欠陥を検出し、第２の欠陥が検出された場合に、検査を停止する。【選択図】図２
2018205184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料に設けられたパターンの欠陥を検査する検査装置を用いて前記パターンの欠陥を検査する検査方法であって、
前記試料の検査領域に光を走査し、
前記光の走査の進行に応じて、前記走査された光を結像した光学画像を取得し、
前記光学画像の取得の進行に応じて、前記取得された光学画像の参照となる参照画像を作成し、
前記光学画像の取得の進行に応じて、前記取得された光学画像と当該光学画像の前記参照画像とを比較して前記パターンの第１の欠陥を検出し、
前記第１の欠陥の検出の進行中に、前記取得された光学画像と前記参照画像との差の分布に基づいて、前記検査装置の誤動作に起因する前記パターンの第２の欠陥を検出し、
前記第２の欠陥が検出された場合に、前記検査を停止する、検査方法。
【請求項２】
前記第２の欠陥の検出は、
前記光学画像内の１または連続する複数のフレーム毎に、前記光学画像と前記参照画像との差と、前記差の閾値である第１の閾値とを比較し、
前記差が前記第１の閾値以上となる前記１または複数のフレームが、前記１または複数のフレームの連続数についての閾値である第２の閾値以上の連続数で連続的に分布する場合に、前記連続的に分布する１または複数のフレームを前記第２の欠陥として検出することを含む、請求項１に記載の検査方法。
【請求項３】
前記光学画像と前記参照画像との差は、前記光学画像と前記参照画像との画素毎の階調値差の総和および位置ずれ量の総和の少なくとも一方であり、
前記第２の欠陥の検出は、
前記光学画像と前記参照画像との前記階調値差および前記位置ずれ量の少なくとも一方の総和が前記第１の閾値以上となる前記１または複数のフレームが、前記第２の閾値以上の連続数で連続的に分布する場合に、当該連続的に分布する１または複数のフレームを前記第２の欠陥として検出することを含む、請求項２に記載の検査方法。
【請求項４】
前記第２の欠陥の検出は、
前記光学画像内に、前記光学画像と前記参照画像との間において白色と黒色が反転した画素またはフレーム、もしくは、前記光学画像と前記参照画像との差に応じた欠陥判定用の反応値が最大値となった画素またはフレームが、前記画素またはフレームの連続数についての閾値である第３の閾値以上の連続数で連続的に分布する場合に、当該連続的に分布する画素またはフレームを前記第２の欠陥として検出すること、および／または、
前記光学画像内に、前記光学画像と前記参照画像との間において白色と黒色が反転した画素またはフレーム、もしくは、前記反応値が最大値となった画素またはフレームが、前記画素またはフレームの飛び数についての閾値である第４の閾値以下の飛び数で周期的または離散的に分布する場合に、当該周期的または離散的に分布する画素またはフレームを前記第２の欠陥として検出することを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の検査方法。
【請求項５】
試料に設けられたパターンの欠陥を検査する検査装置であって、
前記試料の検査領域に光を走査する光走査部と、
前記光走査部の走査の進行に応じて、前記走査された光を結像した光学画像を取得する光学画像取得部と、
前記光学画像取得部の光学画像の取得の進行に応じて、前記取得された光学画像の参照となる参照画像を作成する参照画像作成部と、
前記光学画像取得部の光学画像の取得の進行に応じて、前記取得された光学画像と前記参照画像作成部が作成する当該光学画像の前記参照画像とを比較して前記パターンの第１の欠陥を検出する第１検出部と、
前記第１の欠陥の検出の進行中に、前記取得された光学画像と前記参照画像との差の分布に基づいて、前記検査装置の誤動作に起因する前記パターンの第２の欠陥を検出する第２検出部と、
前記第２の欠陥が検出された場合に、前記検査を停止させる検査停止部と、
を備える検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査方法および検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フォトリソグラフィに用いるマスクに形成されたパターンの欠陥の検査においては、従前の検査においてウェハへの転写によって初めて確認することができたパターンの欠陥を事前に検出できるようにするため、ウェハへの欠陥の転写条件を考慮した欠陥転写性考慮検査が採用されるようになった。
【０００３】
欠陥転写性考慮検査では、先ず、マスクを撮像した光学画像と、マスクの設計データに基づいて生成された参照画像とを比較し、光学画像と参照画像との差が欠陥判定用の所定の閾値以上となる箇所を欠陥として検出する第１の検査を行う。欠陥の検出精度を上げるため、第１の検査では、閾値を低い値に設定して、意図的に過剰な個数の欠陥を検出する。第１の検査に続いて、欠陥転写性考慮検査では、第１の検査で検出された欠陥の中から、ウェハへの欠陥の転写条件を考慮した所定のアルゴリズムにしたがって真の欠陥を検出する第２の検査を行う。
【０００４】
第１の検査では、例えば、マスク全面において１００万個もの大量の欠陥が検出されることがある。第１の検査で検出される欠陥の中には、真の欠陥も数多く含まれ得る。しかるに、Ｄ−ＤＢ(Die to Database)検査では、マスクの設計データに基づいて参照画像を生成するところ、参照画像の生成過程において参照化け等の検査装置のエラーに起因する参照画像の異常が発生することがある。参照画像の異常が発生することで、第１の検査で検出される欠陥の中には、参照画像の異常による欠陥も多発することがある。また、検査装置のエラーに起因する欠陥としては、参照画像の異常による欠陥以外にも、マスクのアライメントずれや、マスクの光学画像を検出するための光源の光量変動等による欠陥も多発することがある。これらの検査装置のエラーに起因する欠陥すなわち疑似欠陥は、真の欠陥ではないため、欠陥として看過されることを防止することが求められる。
【０００５】
ここで、欠陥転写性考慮検査を採用する以前の検査では、マスク全面で数個〜数十個程度の比較的少数の欠陥を検出していたため、欠陥の発生数が過剰となったことに基づいて検査装置のエラーに起因する欠陥を検出し、検査をエラー停止させることが可能であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６０−２４５２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、欠陥転写性考慮検査では、第１の検査において１００万個もの過剰な個数の欠陥を検出することがあるため、検出された欠陥の中に検査装置のエラーに起因する欠陥が含まれていたとしても、これを第１の検査中において欠陥の発生数のみに基づいて検出して、第１の検査をエラー停止させることは困難であった。このため、欠陥転写性考慮検査においては、マスク全面について第１の検査が完了した後に、第１の検査で検出された欠陥が真の欠陥であるか、または、検査装置のエラーに起因する欠陥であるかを確認する作業を要していた。
【０００８】
したがって、従来は、多数の欠陥の検出をともなう検査において、検査装置のエラーに起因する欠陥を迅速に検出して検査を停止させることが困難であるといった問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、多数の欠陥の検出をともなう検査において、検査装置のエラーに起因する欠陥を迅速に検出して検査を停止させることができる検査方法および検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様である検査方法は、試料に設けられたパターンの欠陥を検査する検査装置を用いて前記パターンの欠陥を検査する検査方法であって、試料の検査領域に光を走査し、光の走査の進行に応じて、前記走査された光を結像した光学画像を取得し、光学画像の取得の進行に応じて、取得された光学画像の参照となる参照画像を作成し、光学画像の取得の進行に応じて、取得された光学画像と当該光学画像の参照画像とを比較してパターンの第１の欠陥を検出し、第１の欠陥の検出の進行中に、取得された光学画像と参照画像との差の分布に基づいて、検査装置の誤動作に起因するパターンの第２の欠陥を検出し、第２の欠陥が検出された場合に、検査を停止する。
【００１１】
上述の検査方法において、第２の欠陥の検出は、光学画像内の１または連続する複数のフレーム毎に、光学画像と参照画像との差と、差の閾値である第１の閾値とを比較し、差が第１の閾値以上となる１または複数のフレームが、１または複数のフレームの連続数についての閾値である第２の閾値以上の連続数で連続的に分布する場合に、連続的に分布する１または複数のフレームを第２の欠陥として検出することを含んでもよい。
【００１２】
上述の検査方法において、光学画像と参照画像との差は、光学画像と参照画像との画素毎の階調値差の総和および位置ずれ量の総和の少なくとも一方であり、第２の欠陥の検出は、光学画像と参照画像との階調値差および位置ずれ量の少なくとも一方の総和が第１の閾値以上となる１または複数のフレームが、第２の閾値以上の連続数で連続的に分布する場合に、連続的に分布する１または複数のフレームを第２の欠陥として検出することを含んでもよい。
【００１３】
上述の検査方法において、第２の欠陥の検出は、光学画像内に、光学画像と参照画像との間において白色と黒色が反転した画素またはフレーム、もしくは、光学画像と参照画像との差に応じた欠陥判定用の反応値が最大値となった画素またはフレームが、画素またはフレームの連続数についての閾値である第３の閾値以上の連続数で連続的に分布する場合に、連続的に分布する画素またはフレームを第２の欠陥として検出すること、および／または、光学画像内に、光学画像と参照画像との間において白色と黒色が反転した画素またはフレーム、もしくは、反応値が最大値となった画素またはフレームが、画素またはフレームの飛び数についての閾値である第４の閾値以下の飛び数で周期的または離散的に分布する場合に、周期的または離散的に分布する画素またはフレームを第２の欠陥として検出することを含んでもよい。
【００１４】
本発明の一態様である検査装置は、試料に設けられたパターンの欠陥を検査する検査装置であって、試料の検査領域に光を走査する光走査部と、光走査部の走査の進行に応じて、走査された光を結像した光学画像を取得する光学画像取得部と、光学画像取得部の光学画像の取得の進行に応じて、取得された光学画像の参照となる参照画像を作成する参照画像作成部と、光学画像取得部の光学画像の取得の進行に応じて、取得された光学画像と参照画像作成部が作成する当該光学画像の参照画像とを比較してパターンの第１の欠陥を検出する第１検出部と、第１の欠陥の検出の進行中に、取得された光学画像と参照画像との差の分布に基づいて、検査装置の誤動作に起因するパターンの第２の欠陥を検出する第２検出部と、第２の欠陥が検出された場合に、検査を停止させる検査停止部と、を備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、多数の欠陥の検出をともなう検査において、検査装置のエラーに起因する欠陥を迅速に検出して検査を停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態によるパターン検査装置を示す図である。
【図２】第１の実施形態によるパターン検査方法を示すフローチャートである。
【図３】第１の実施形態によるパターン検査方法を示す斜視図である。
【図４】第１の実施形態によるパターン検査方法において、第２の欠陥の検出工程を説明するための説明図である。
【図５】図５（ａ）は、第１の実施形態によるパターン検査方法において、正常な参照画像を示す平面図であり、図５（ｂ）は、参照画像の異常の一例を示す平面図であり、図５（ｃ）は、参照画像の異常の他の一例を示す平面図である。
【図６】第１の実施形態の変形例によるパターン検査方法を示すフローチャートである。
【図７】第１の実施形態の変形例によるパターン検査方法において、第２の欠陥の検出工程を説明するための説明図である。
【図８】第２の実施形態によるパターン検査方法を示すフローチャートである。
【図９】第２の実施形態によるパターン検査方法において、第２の欠陥の検出工程を説明するための説明図である。
【図１０】第２の実施形態の変形例によるパターン検査方法を示すフローチャートである。
【図１１】第２の実施形態の変形例によるパターン検査方法において、第２の欠陥の検出工程を説明するための説明図である。
【図１２】第３の実施形態によるパターン検査方法を示すフローチャートである。
【図１３】図１３（ａ）は、第３の実施形態によるパターン検査方法において、光学画像の一例を示す平面図であり、図１３（ｂ）は、参照画像の一例を示す平面図である。
【図１４】図１４（ａ）は、第３の実施形態によるパターン検査方法において、光学画像の他の一例を示す平面図であり、図１４（ｂ）は、参照画像の他の一例を示す平面図である。
【図１５】第４の実施形態によるパターン検査方法を示すフローチャートである。
【図１６】第４の実施形態によるパターン検査方法において、欠陥反応値の一例を示す平面図である。
【図１７】第４の実施形態によるパターン検査方法において、欠陥反応値の他の一例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。実施形態は、本発明を限定するものではない。また、実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１８】
（第１の実施形態）
図１は、本発明に係る検査装置の一例として、第１の実施形態によるパターン検査装置１を示す図である。図１のパターン検査装置１は、例えば、Ｄ−ＤＢ検査によって試料の一例であるマスク２に形成されたパターンの欠陥を検査するために用いることができる。
【００１９】
図１に示すように、パターン検査装置１は、光の進行方向順に、光源３と、偏光ビームスプリッタ４と、照明光学系５と、ＸＹθテーブル６と、拡大光学系７と、光学画像取得部の一例であるフォトダイオードアレイ８とを備える。なお、偏光ビームスプリッタ４とＸＹθテーブル６との間に、光の偏光方向を変化させる波長板を設けてもよい。
【００２０】
光源３は、偏光ビームスプリッタ４に向けてレーザ光を出射する。偏光ビームスプリッタ４は、光源３からの光を照明光学系５に向けて反射する。照明光学系５は、偏光ビームスプリッタ４で反射された光をＸＹθテーブル６に向けて照射する。ＸＹθテーブル６に載置されたマスク２は、照明光学系５から照射された光を反射する。このマスク２の反射光によって、マスク２が照明される。マスク２の反射光は、照明光学系５および偏向ビームスプリッタ４を透過した後、拡大光学系７に入射する。拡大光学系７は、入射したマスク２の反射光を、マスク２の光学画像としてフォトダイオードアレイ８に結像させる。フォトダイオードアレイ８は、マスク２の光学画像を光電変換する。光電変換されたマスク２の光学画像に基づいて、マスク２に形成されたパターンの欠陥が検査される。
【００２１】
また、図１に示すように、パターン検査装置１は、オートローダ９と、Ｘ軸モータ１０Ａ、Ｙ軸モータ１０Ｂおよびθ軸モータ１０Ｃと、レーザ測長システム１１と、Ｚセンサ１２と、フォーカス機構１３と、を備える。
【００２２】
オートローダ９は、ＸＹθテーブル６上にマスク２を自動搬送する。Ｘ軸モータ１０Ａ、Ｙ軸モータ１０Ｂおよびθ軸モータ１０Ｃは、それぞれ、ＸＹθテーブル６をＸ方向、Ｙ方向およびθ方向に移動させる。ＸＹθテーブル６を移動させることで、ＸＹθテーブル６上のマスク２に対して光源３の光がスキャンされる。レーザ測長システム１１は、ＸＹθテーブル６のＸ方向およびＹ方向の位置を検出する。
【００２３】
Ｚセンサ１２は、パターン側のマスク２の表面であるマスク面の高さすなわちＺ方向の位置を検出する。Ｚセンサ１２は、例えば、マスク面に光を照射する投光器と、照射された光を受光する受光器とを備えていてもよい。
【００２４】
フォーカス機構１３は、照明光学系５の焦点をマスク面に合わせるフォーカス合わせを行う。フォーカス合わせは、例えば、Ｚセンサ１２で検出されたマスク面の高さに応じた移動量でＸＹθテーブル６をＺ方向に移動させることで行う。
【００２５】
また、図１に示すように、パターン検査装置１は、バス１４に接続された各種の回路を備える。具体的には、パターン検査装置１は、オートローダ制御回路１５と、光走査部の一例であるテーブル制御回路１７と、オートフォーカス制御回路１８とを備える。また、パターン検査装置１は、位置回路２２と、展開回路２３と、参照画像作成部の一例である参照回路２４と、第１検出部および第２検出部の一例である比較回路２５と、検査停止部の一例であるエラー停止判断回路２６とを備える。また、パターン検査装置１は、センサ回路１９を備えており、このセンサ回路１９は、フォトダイオードアレイ８と比較回路２５との間に接続されている。
【００２６】
オートローダ制御回路１５は、オートローダ９を制御することで、ＸＹθテーブル６上にマスク２を自動搬送する。
【００２７】
テーブル制御回路１７は、パターンの欠陥を検査すべきマスク２の検査領域２０１（図３参照）を複数の短冊状に仮想的に分割したストライプ２０２に沿って検査領域２０１に光源３からの光をスキャンする制御を行う。具体的には、テーブル制御回路１７は、ストライプ２０２に沿って検査領域２０１に光源３からの光がスキャンされるように、モータ１０Ａ〜１０Ｃを駆動制御してＸＹθテーブル６を移動させる。ストライプ２０２に沿った光のスキャンの進行に応じて、フォトダイオードアレイ８によるストライプ２０２毎のマスク２の光学画像の取得が進行する。なお、ストライプ２０２毎のマスク２の光学画像は、ストライプ２０２の延伸方向すなわちスキャンの進行方向に対応するＸ方向に所定画素（例えば、５１２画素）、ストライプ２０２の幅方向に対応するＹ方向に所定画素（例えば、５１２画素）の画素の集合であるフレームで構成される。
【００２８】
オートフォーカス制御回路１８は、Ｚセンサ１２で検出されたマスク面の高さに応じてフォーカス機構１３を制御することで、光源３の光を自動的にマスク面に合焦させる。
【００２９】
センサ回路１９は、フォトダイオードアレイ８で光電変換された光学画像を取り込み、取り込まれた光学画像をＡ／Ｄ変換する。そして、センサ回路１９は、Ａ／Ｄ変換した光学画像を参照回路２４および比較回路２５に出力する。センサ回路１９は、例えば、ＴＤＩ(Time Delay Integration)センサの回路であってもよい。ＴＤＩセンサを用いることで、パターンを高精度に撮像できる。
【００３０】
レーザ測長システム１１は、ＸＹθテーブル６の移動位置を検出し、検出された移動位置を位置回路２２に出力する。位置回路２２は、レーザ測長システム１１から入力された移動位置に基づいて、ＸＹθテーブル６上でのマスク２の位置を検出する。そして、位置回路２２は、検出されたマスク２の位置を比較回路２５に出力する。
【００３１】
展開回路２３は、後述する磁気ディスク装置３１に収集された設計データを、磁気ディスク装置３１から読み出し、読み出された設計データを２値または多値の画像データに変換する。そして、展開回路２３は、変換された画像データを参照回路２４に出力する。
【００３２】
参照回路２４は、展開回路２３から入力された画像データに適切なフィルタ処理を行うことで、マスク２の欠陥検査に用いる参照画像を生成する。すなわち、参照回路２４は、生成された参照画像を比較回路２５に出力する。
【００３３】
比較回路２５は、センサ回路１９から入力されたマスク２の光学画像と、参照回路２４から入力された参照画像との比較に基づいて、マスク２に形成されたパターンの欠陥を検査する。
【００３４】
具体的には、比較回路２５は、欠陥の有無を判定するための閾値を低く設定して過剰に欠陥を検出する第１の検査と、第１の検査で検出された欠陥の中から真の欠陥を検出する第２の検査とによる欠陥転写性考慮検査を行う。
【００３５】
第１の検査において、テーブル制御回路１７は、モータ１０Ａ〜Ｃの駆動制御によってＸＹθテーブル６を移動させることで、ストライプ２０２に沿ってマスク２の検査領域２０１に光源３からの光をスキャンさせる。フォトダイオードアレイ８は、ストライプ２０２に沿った光のスキャンの進行に応じて、スキャンされた光のマスク２からの反射光を結像したストライプ２０２毎の光学画像を取得する。
【００３６】
参照回路２４は、光学画像の取得の進行に応じて、マスク２の設計データに基づいて参照画像を生成する。
【００３７】
比較回路２５は、光学画像の取得の進行に応じて、取得された光学画像と、当該光学画像の参照となる参照画像とを比較してパターンの第１の欠陥を検出する。欠陥の検出精度を高くするため、比較回路２５は、第１の欠陥の検出において、第１の欠陥の有無を判定するための閾値として、例えば１００万個程度の大量の第１の欠陥を検出し得るように抑制された低い閾値を用いる。この閾値は、後述する第２の検査において第１の欠陥の中から真の欠陥を検出するために用いる閾値より低い値であってもよい。比較回路２５は、光学画像と参照画像との間でパターンの線幅や階調値を比較し、線幅や階調値の差が閾値以上となるパターンの箇所を第１の欠陥として検出してもよい。
【００３８】
また、第１の検査においては、設計パターンと転写パターンとを一致させることを意図してパターンに設けられたＯＰＣ（Optical Proximity Correction：光近接効果補正）による微小な補正箇所を適切に反映した光学画像を得るため、開口率の高い拡大光学系７を通して光学画像を結像してもよい。この場合、パターンの補正箇所が反映されることで、フォトダイオードアレイ８で検出される光学画像としては、設計データに基づく参照画像との差が大きくなる。これにより、閾値との比較によって検出される第１の欠陥の個数が多くなり易くなり、第１の欠陥の検出精度を確保し易くなる。
【００３９】
比較回路２５は、第１の欠陥の検出の進行中に、取得された光学画像と参照画像との差の分布に基づいて、パターン検査装置１の誤動作すなわちエラーに起因する第２の欠陥を検出する。すなわち、比較回路２５は、光学画像と参照画像との差の分布を判断基準として第２の欠陥の有無を判断することで、第２の欠陥を検出する。パターン検査装置１の誤動作は、例えば、参照化け、マスク２のアライメントずれ、および光源３の光量変動などである。
【００４０】
第２の欠陥の検出において、比較回路２５は、ストライプ２０２毎の光学画像内の１つのフレーム毎に、光学画像と参照画像との差の一例である画素の階調値差の総和と、当該階調値差の総和についての閾値である第１の閾値とを比較する。ここで、１つのフレーム毎の光学画像と参照画像との画素の階調値差の総和は、言い換えれば、光学画像内の１つのフレームと、このフレームに対応する参照画像内の１つのフレームとの間における対応する画素同士の階調値の差を合計した値である。比較回路２５は、階調値差の総和が第１の閾値以上となるフレームが、当該フレームの連続数についての閾値である第２の閾値以上の連続数で連続的に分布する場合に、連続的に分布するフレームを第２の欠陥として判断し、判断された第２の欠陥を検出する。以下、第２の欠陥の有無の判断について特に言及はしないが、第２の欠陥の検出は、第２の欠陥の有無の判断において第２の欠陥が有ると判断されたことを前提としているものとする。
【００４１】
もし、単に欠陥の発生数が多いことのみを以て第２の欠陥を検出する場合、多数の欠陥の検出を前提とした第１の検査中に第２の欠陥を検出することは困難である。これに対して、第１の実施形態では、パターン検査装置１の誤動作に起因する第２の欠陥が局所的に多発するといった第２の欠陥の局所性を考慮し、光学画像と参照画像との差の分布に基づいて第２の欠陥を検出する。具体的には、階調値差の総和が第１の閾値以上であり、連続数が第２の閾値以上である連続的に分布するフレームを第２の欠陥として検出する。このような第２の欠陥の局所性に適合した第２の欠陥の検出を行うことで、第１の検査で検出される第１の欠陥の個数が多い場合にも、第２の欠陥を適切に検出して第１の検査をエラー停止させることができる。
【００４２】
エラー停止判断回路２６は、第２の欠陥の検出の有無に基づいて第１の検査をエラー停止させるべきか否かを判断する。第２の欠陥が検出された場合、エラー停止判断回路２６は、第１の検査をエラー停止させるべきと判断し、第１の検査をエラー停止する制御を行う。第１の検査をエラー停止する制御は、例えば、比較回路２５による光学画像と参照画像との比較を停止させる制御や、テーブル制御回路１７にＸＹθテーブル６の移動を停止させる制御や、光源３による光の出射を停止させる制御などであってもよい。
【００４３】
第１の検査がエラー停止されずに最終ストライプまで完了した場合に、比較回路２５は、第２の検査を行う。第２の検査において、比較回路２５は、第１の検査で検出された第１の欠陥の中から真の欠陥を検出する。第２の検査は、例えば、線幅の差や階調値差などの光学画像と参照画像との差を閾値と比較することで行ってもよい。第２の検査における閾値は、第１の欠陥を検出するための閾値より高い値であってもよい。また、第２の検査においては、ＯＰＣによるパターンの補正箇所の影響を抑制してより転写パターンに近い光学画像を得るため、絞りの調整等によって開口率が低減された拡大光学系７を通して光学画像を結像してもよい。この場合、ＯＰＣによるパターンの補正箇所が反映され難いことで、フォトダイオードアレイ８で検出される光学画像としては、参照画像との差が小さくなる。これにより、閾値との比較によって検出される欠陥を、真の欠陥へと絞り込むことができる。
【００４４】
上記構成以外にも、図１に示すように、パターン検査装置１は、制御計算機３０と、磁気ディスク装置３１と、磁気テープ装置３２と、フロッピーディスク（登録商標）３３と、ＣＲＴ３４と、プリンタ３５とを備える。これらの構成部３０〜３５は、いずれもバス１４に接続されている。制御計算機３０は、バス１４に接続された各構成部に対して、欠陥検査に関連する各種の制御や処理を実行する。磁気ディスク装置３１は、マスク２の設計データを記憶する。磁気テープ装置３２およびフロッピーディスク３３は、欠陥検査に関連する各種の情報を記憶する。ＣＲＴ３４は、欠陥検査に関連する各種の画像を表示する。プリンタ３５は、欠陥検査に関連する各種の情報を印刷する。
【００４５】
第１の実施形態のパターン検査装置１によれば、第１の欠陥の検出の進行中に第２の欠陥を検出することで、第１の検査中にパターン検査装置１の誤動作に起因する第２の欠陥を迅速に検出して第１の検査をすみやかにエラー停止させることができる。これにより、第２の欠陥が検出されたストライプ以降のストライプについて無駄な第１の検査が続行されることを防止することができるので、検査効率の向上およびコストの削減を図ることも可能となる。
【００４６】
（パターン検査方法）
次に、図１のパターン検査装置１を適用した第１の実施形態のパターン検査方法について説明する。図２は、第１の実施形態によるパターン検査方法を示すフローチャートである。図３は、第１の実施形態によるパターン検査方法を示す斜視図である。図３に示すように、マスク２上の検査領域２０１は、短冊状の複数のストライプ２０２に仮想的に分割されている。フォトダイオードアレイ８は、ＸＹθテーブル６の移動にともなって、マスク２をストライプ２０２毎に撮像する。このとき、図３の破線矢印に示す方向に各ストライプ２０２が連続的にスキャンされるように、テーブル制御回路１７はＸＹθテーブル６の動作を制御する。ＸＹθテーブル６を移動させながら、フォトダイオードアレイ８で撮像された光学画像に基づいてストライプ２０２上のパターンの欠陥を検査する。
【００４７】
具体的には、先ず、図２に示すように、比較回路２５は、光学画像と参照画像とを比較してパターンの第１の欠陥を検出する第１の検査を開始する（ステップＳ１）。第１の検査において、比較回路２５は、光学画像と参照画像との間でパターンの線幅や階調値を比較し、線幅や階調値の差が閾値以上となるパターンの箇所を第１の欠陥として検出する。閾値は意図的に低い値に設定されているため、第１の検査では、例えば１００万個にも及ぶ多数の第１の欠陥が検出され得る。
【００４８】
第１の検査を開始した後、比較回路２５は、パターン検査装置１の誤動作に起因するパターンの第２の欠陥を検出する。第２の欠陥の検出において、比較回路２５は、第２の欠陥の局所性を考慮し、光学画像と参照画像との差の分布に基づいて第２の欠陥を検出する。
【００４９】
具体的には、図２に示すように、比較回路２５は、光学画像と参照画像との間で階調値差の総和が第１の閾値以上となるフレームが、第２の閾値以上の連続数で連続して発生すなわち分布したか否かを判定する（ステップＳ２）。
【００５０】
階調値差の総和が第１の閾値以上となるフレームが第２の閾値以上の連続数で連続して発生した場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、比較回路２５は、発生した連続するフレームを第２の欠陥として検出し、エラー停止判断回路２６は、第２の欠陥の検出に応じて第１の検査をエラー停止させる（ステップＳ３）。
【００５１】
図４は、第１の実施形態によるパターン検査方法において、第２の欠陥の検出工程を説明するための説明図である。図４には、１つのストライプ２０２に対応する光学画像として、ストライプ２０２の幅方向に対応するＹ方向に整列された第１〜第７フレームｆ１〜ｆ７が示されている。なお、ストライプ２０２との対応関係が分かり易いように、図４では、第１〜第７フレームｆ１〜ｆ７をストライプ２０２上に重ねて図示している。
【００５２】
第１〜第７フレームｆ１〜ｆ７のそれぞれは、例えば、Ｘ方向に５１２画素×Ｙ方向に５１２画素のピクセルｐで構成されている。図４の例において、第１〜第５フレームｆ１〜ｆ５は、光学画像と参照画像との間における階調値差の総和ΣＤｇｖ＿ｆ１〜ΣＤｇｖ＿ｆ５が、第１の閾値Ｔｈ１以上である。一方、第６および第７フレームｆ６、ｆ７は、光学画像と参照画像との間における階調値差の総和ΣＤｇｖ＿ｆ６、ΣＤｇｖ＿ｆ７が、第１の閾値Ｔｈ１未満である。
【００５３】
図４の例において、階調値差の総和が第１の閾値Ｔｈ１以上であるフレームの連続数ＮΣＤｇｖ＿ｆ≧Ｔｈ１についての第２の閾値Ｔｈ２を、“４”とする。この場合、階調値差の総和が第１の閾値Ｔｈ１以上である第１〜第５フレームｆ１〜ｆ５の連続数ＮΣＤｇｖ＿ｆ≧Ｔｈ１は“５”であるため、連続数ＮΣＤｇｖ＿ｆ≧Ｔｈ１は、第２の閾値Ｔｈ２以上（ステップＳ２：Ｙｅｓ）となる。したがって、図４の例においては、連続する第１〜第５フレームｆ１〜ｆ５が第２の欠陥として検出され、第１の検査がエラー停止される。なお、図４の例においては、階調値差の総和が第１の閾値Ｔｈ１以上であるフレームｆ１〜ｆ５が、Ｙ方向において第２の閾値Ｔｈ２以上連続している。これ以外にも、例えば、階調値差の総和が第１の閾値Ｔｈ１以上であるフレームがＸ方向において単調に又はＸ方向の連続とＹ方向の連続とを混合した状態で第２の閾値Ｔｈ２以上連続する場合にも、連続するフレームが第２の欠陥として検出されてもよい。
【００５４】
図５（ａ）は、第１の実施形態によるパターン検査方法において、正常な参照画像を示す平面図である。図５（ｂ）は、参照画像の異常の一例を示す平面図である。図５（ｃ）は、参照画像の異常の他の一例を示す平面図である。光学画像と参照画像との階調値差が大きいフレームが連続的に分布している場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、例えば、図５（ａ）に示すような正常な参照画像に対して、図５（ｂ）に示すような参照画像のパターンの欠落や、図５（ｃ）に示すような全く異なるパターンの参照画像が発生しているとみなすことができる。この場合は、比較回路２５は、該当するフレームを第２の欠陥であると判断して、第１の検査をエラー停止する。
【００５５】
一方、図２に示すように、階調値差の総和が第１の閾値以上となるフレームが第２の閾値以上の連続数で連続して発生しなかった場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、比較回路２５は、検査領域２０１の全域についての第１の検査の完了後に、第２の検査を実施する（ステップＳ４）。
【００５６】
以上述べたように、第１の実施形態によれば、第１の検査の進行中に第２の欠陥を検出し、第２の欠陥が検出された場合に第１の検査をエラー停止させることができる。これにより、多数の欠陥を検出する第１の検査において、第２の欠陥の検出によるエラー停止を迅速に行うことができる。また、階調値差の総和が大きいフレームの連続数に基づくことで、局所的に多発する傾向を有する第２の欠陥を適切に検出することができる。
【００５７】
（変形例）
次に、第２の欠陥の検出において第１の閾値に対する階調値差の総和の比較の単位をフレーム群とする第１の実施形態の変形例について説明する。図６は、第１の実施形態の変形例によるパターン検査方法を示すフローチャートである。
【００５８】
図２の例では、第２の欠陥の検出において、第１の閾値に対する階調値差の総和の比較の単位を１つのフレームとし、階調値差の総和が第１の閾値以上となる１つのフレームが第２の閾値以上の連続数で連続して発生した場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、発生した連続するフレームを第２の欠陥としていた。
【００５９】
これに対して、変形例では、第２の欠陥の検出において、第１の閾値に対する階調値差の総和の比較の単位を、連続する複数のフレーム（以下、フレーム群とも呼ぶ）とする。
【００６０】
具体的には、比較回路２５は、第２の欠陥の検出において、ストライプ２０２毎の光学画像内のフレーム群毎に、画素の階調値差の総和と第１の閾値とを比較する。ここで、フレーム群毎の光学画像と参照画像との画素の階調値差の総和は、言い換えれば、光学画像内のフレーム群と、このフレーム群に対応する参照画像内のフレーム群との間における対応する画素同士の階調値の差を合計した値である。比較回路２５は、階調値差の総和が第１の閾値以上となるフレーム群が、当該フレーム群の連続数についての閾値である第２の閾値以上の連続数で連続的に分布する場合に、連続的に分布するフレーム群を第２の欠陥として検出する。
【００６１】
すなわち、図６に示すように、比較回路２５は、階調値差の総和が第１の閾値以上となるフレーム群が第２の閾値以上の連続数で連続して発生したか否かを判定する（ステップＳ２１）。そして、階調値差の総和が第１の閾値以上となるフレーム群が第２の閾値以上の連続数で連続して発生した場合（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、比較回路２５は、発生した連続するフレーム群を第２の欠陥として検出し、エラー停止判断回路２６は、第２の欠陥の検出に応じて第１の検査をエラー停止させる（ステップＳ３）。
【００６２】
図７は、第１の実施形態の変形例によるパターン検査方法において、第２の欠陥の検出工程を説明するための説明図である。図７には、１つのストライプ２０２に対応する光学画像として、ストライプ２０２の幅方向に対応するＹ方向に整列された第１〜第３フレーム群ｆｇ１〜ｆｇ３が示されている。
【００６３】
第１〜第３フレーム群ｆｇ１〜ｆｇ３は、Ｘ方向に２フレーム×Ｙ方向に２フレームの連続する４つのフレームｆで構成されている。図７の例において、第１および第２フレーム群ｆｇ１、ｆｇ２は、光学画像と参照画像との間における階調値差の総和ΣＤｇｖ＿ｆｇ１、ΣＤｇｖ＿ｆｇ２が、第１の閾値Ｔｈ１以上である。一方、第３フレーム群ｆｇ３は、光学画像と参照画像との間における階調値差の総和ΣＤｇｖ＿ｆｇ３が第１の閾値Ｔｈ１未満である。
【００６４】
図７の例において、階調値差の総和が第１の閾値Ｔｈ１以上であるフレーム群の連続数ＮΣＤｇｖ＿ｆｇ≧Ｔｈ１についての第２の閾値Ｔｈ２を、“２”とする。この場合、階調値差の総和が第１の閾値Ｔｈ１以上である第１および第２フレーム群ｆｇ１、ｆｇ２の連続数ＮΣＤｇｖ＿ｆｇ≧Ｔｈ１は“２”であるため、連続数ＮΣＤｇｖ＿ｆｇ≧Ｔｈ１は第２の閾値Ｔｈ２以上（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）となる。したがって、図７の例においては、連続する第１、第２フレーム群ｆｇ１、ｆｇ２が第２の欠陥として検出され、第１の検査がエラー停止される。なお、図７の例においては、階調値差の総和が第１の閾値Ｔｈ１以上であるフレーム群ｆｇ１、ｆｇ２が、Ｙ方向において第２の閾値Ｔｈ２以上連続している。これ以外にも、例えば、階調値差の総和が第１の閾値Ｔｈ１以上であるフレーム群がＸ方向において単調に又はＸ方向の連続とＹ方向の連続とを混合した状態で第２の閾値Ｔｈ２以上連続する場合にも、連続するフレーム群が第２の欠陥として検出されてもよい。
【００６５】
変形例においても、階調値差の総和が大きいフレーム群の連続数に基づくことで、局所的に多発する傾向を有する第２の欠陥を迅速に検出して第１の検査をエラー停止させることができる。
【００６６】
（第２の実施形態）
次に、位置ずれ量の差の総和に基づいて第２の欠陥を検出する第２の実施形態について説明する。図８は、第２の実施形態によるパターン検査方法を示すフローチャートである。
【００６７】
第１の実施形態では、階調値差の総和についての第１の閾値と、階調値差の総和が第１の閾値以上となるフレームの連続数についての第２の閾値とに基づいて、第２の欠陥を検出していた。これに対して、第２の実施形態では、光学画像と参照画像との画素の位置ずれ量の総和についての第１の閾値と、位置ずれ量の総和が第１の閾値以上となるフレームの連続数についての第２の閾値とに基づいて、第２の欠陥を検出する。
【００６８】
具体的には、比較回路２５は、第２の欠陥の検出において、ストライプ２０２毎の光学画像内のフレーム毎に、画素の位置ずれ量の総和と第１の閾値とを比較する。ここで、フレーム毎の光学画像と参照画像との画素の位置ずれ量の総和は、言い換えれば、光学画像内のフレームと、このフレームに対応する参照画像内のフレームとの間における対応する画素同士の位置ずれ量を合計した値である。比較回路２５は、位置ずれ量の総和が第１の閾値以上となるフレームが、当該フレームの連続数についての閾値である第２の閾値以上の連続数で連続的に分布する場合に、連続的に分布するフレームを第２の欠陥として検出する。
【００６９】
すなわち、図８に示すように、比較回路２５は、位置ずれ量の総和が第１の閾値以上となるフレームが第２の閾値以上の連続数で連続して発生したか否かを判定する（ステップＳ２２）。位置ずれ量の総和が第１の閾値以上となるフレームが第２の閾値以上の連続数で連続して発生した場合（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、比較回路２５は、発生した連続するフレームを第２の欠陥として検出し、エラー停止判断回路２６は、第２の欠陥の検出に応じて第１の検査をエラー停止させる（ステップＳ３）。
【００７０】
図９は、第２の実施形態によるパターン検査方法において、第２の欠陥の検出工程を説明するための説明図である。図９には、ストライプ２０２の幅方向に対応するＹ方向に整列された第１〜第７フレームｆｇ１〜ｆｇ７が示されている。
【００７１】
図９の例において、第１〜第５フレームｆ１〜ｆ５は、光学画像と参照画像との間におけるパターンの位置ずれ量の総和ΣＤｐ＿ｆ１〜ΣＤｐ＿ｆ５が、第１の閾値Ｔｈ１以上である。一方、第６および第７フレームｆ６、ｆ７は、光学画像と参照画像との間におけるパターンの位置ずれ量の総和ΣＤｐ＿ｆ６、ΣＤｐ＿ｆ７が、第１の閾値Ｔｈ１未満である。なお、位置ずれ量は、例えば、参照画像を固定し、参照画像のパターンの対象画素に光学画像のパターンの対応する画素が重なるまで光学画像を移動したときの移動量を、位置ずれ量として算出してもよい。位置ずれ量は、例えば、画素数を単位としてもよいが、これに限定されない。また、位置ずれ量の総和は、例えば、フレームに含まれる参照画像のパターンの全画素を対象画素として算出された対象画素毎の位置ずれ量を合計した値であってもよいが、これに限定されない。
【００７２】
図９の例において、位置ずれ量の総和が第１の閾値Ｔｈ１以上であるフレームの連続数ＮΣＤｐ＿ｆ≧Ｔｈ１についての第２の閾値Ｔｈ２を、“４”とする。この場合、位置ずれ量の総和が第１の閾値Ｔｈ１以上である第１〜第５フレームｆ１〜ｆ５の連続数ＮΣＤｐ≧Ｔｈ１は“５”であるため、連続数ＮΣＤｐ＿ｆ≧Ｔｈ１は第２の閾値Ｔｈ２以上（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）となる。したがって、図９の例においては、連続する第１〜第５フレームｆ１〜ｆ５が第２の欠陥として検出され、第１の検査がエラー停止される。なお、図９の例においては、位置ずれ量の総和が第１の閾値Ｔｈ１以上であるフレームｆ１〜ｆ５が、Ｙ方向において第２の閾値Ｔｈ２以上連続している。これ以外にも、例えば、位置ずれ量の総和が第１の閾値Ｔｈ１以上であるフレームがＸ方向において単調に又はＸ方向の連続とＹ方向の連続とを混合した状態で第２の閾値Ｔｈ２以上連続する場合にも、連続するフレームが第２の欠陥として検出されてもよい。
【００７３】
第２の実施形態においても、位置ずれ量の総和が大きいフレームの連続数に基づくことで、局所的に多発する傾向を有する第２の欠陥を迅速に検出して第１の検査をエラー停止させることができる。
【００７４】
（変形例）
次に、第２の欠陥の検出において第１の閾値に対する位置ずれ量の総和の比較の単位をフレーム群とする第２の実施形態の変形例について説明する。図１０は、第２の実施形態の変形例によるパターン検査方法を示すフローチャートである。
【００７５】
図８の例では、第２の欠陥の検出において、第１の閾値に対する位置ずれ量の総和の比較の単位を１つのフレームとし、位置ずれ量の総和が第１の閾値以上となる１つのフレームが第２の閾値以上の連続数で連続して発生した場合（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、発生した連続するフレームを第２の欠陥としていた。
【００７６】
これに対して、変形例では、第２の欠陥の検出において、第１の閾値に対する位置ずれ量の総和の比較の単位を、連続する複数のフレーム（以下、フレーム群とも呼ぶ）とする。
【００７７】
具体的には、比較回路２５は、第２の欠陥の検出において、ストライプ２０２毎の光学画像内のフレーム群毎に、画素の位置ずれ量の総和と第１の閾値とを比較する。ここで、フレーム群毎の光学画像と参照画像との画素の位置ずれ量の総和は、言い換えれば、光学画像内のフレーム群と、このフレーム群に対応する参照画像内のフレーム群との間における対応する画素同士の位置ずれ量を合計した値である。比較回路２５は、位置ずれ量の総和が第１の閾値以上となるフレーム群が、当該フレーム群の連続数についての閾値である第２の閾値以上の連続数で連続的に分布する場合に、連続的に分布するフレーム群を第２の欠陥として検出する。
【００７８】
すなわち、図１０に示すように、比較回路２５は、位置ずれ量の総和が第１の閾値以上となるフレーム群が第２の閾値以上の連続数で連続して発生したか否かを判定する（ステップＳ２３）。位置ずれ量の総和が第１の閾値以上となるフレーム群が第２の閾値以上の連続数で連続して発生した場合（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、比較回路２５は、発生した連続するフレーム群を第２の欠陥として検出し、エラー停止判断回路２６は、第２の欠陥の検出に応じて第１の検査をエラー停止させる（ステップＳ３）。
【００７９】
図１１は、第２の実施形態の変形例によるパターン検査方法において、第２の欠陥の検出工程を説明するための説明図である。図１１には、ストライプ２０２の幅方向に対応するＹ方向に整列された第１〜第３フレーム群ｆｇ１〜ｆｇ３が示されている。
【００８０】
第１〜第３フレーム群ｆｇ１〜ｆｇ３は、Ｘ方向に２フレーム×Ｙ方向に２フレームの連続する４つのフレームｆで構成されている。図１１の例において、第１および第２フレーム群ｆｇ１、ｆｇ２は、光学画像と参照画像との間における位置ずれ量の総和ΣＤｐ＿ｆｇ１、ΣＤｐ＿ｆｇ２が第１の閾値Ｔｈ１以上である。一方、第３フレーム群ｆｇ３は、光学画像と参照画像との間における位置ずれ量の総和ΣＤｐ＿ｆｇ３が第１の閾値Ｔｈ１未満である。
【００８１】
図１１の例において、位置ずれ量の総和が第１の閾値Ｔｈ１以上であるフレーム群の連続数ＮΣＤｐ＿ｆｇ≧Ｔｈ１についての第２の閾値Ｔｈ２を、“２”とする。この場合、位置ずれ量の総和が第１の閾値Ｔｈ１以上である第１および第２フレーム群ｆｇ１、ｆｇ２の連続数ＮΣＤｐ＿ｆｇ≧Ｔｈ１は“２”であるため、連続数ＮΣＤｐ＿ｆｇ≧Ｔｈ１は第２の閾値Ｔｈ２以上（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）となる。したがって、図１１の例においては、連続する第１および第２フレーム群ｆｇ１、ｆｇ２が第２の欠陥として検出され、第１の検査がエラー停止される。なお、図１１の例においては、位置ずれ量の総和が第１の閾値Ｔｈ１以上であるフレーム群ｆｇ１、ｆｇ２が、Ｙ方向において第２の閾値Ｔｈ２以上連続している。これ以外にも、例えば、位置ずれ量の総和が第１の閾値Ｔｈ１以上であるフレーム群がＸ方向において単調に又はＸ方向の連続とＹ方向の連続とを混合した状態で第２の閾値Ｔｈ２以上連続する場合にも、連続するフレーム群が第２の欠陥として検出されてもよい。
【００８２】
変形例においても、位置ずれ量の総和が大きいフレーム群の連続数に基づくことで、局所的に多発する傾向を有する第２の欠陥を迅速に検出して第１の検査をエラー停止させることができる。
【００８３】
（第３の実施形態）
次に、光学画像と参照画像との間における白黒パターンの反転状態に基づいて第２の欠陥を検出する第３の実施形態について説明する。図１２は、第３の実施形態によるパターン検査方法を示すフローチャートである。
【００８４】
第３の実施形態において、比較回路２５は、ストライプ２０２毎の光学画像内に、光学画像と参照画像との間において白色と黒色が反転した画素が、当該画素の連続数についての閾値である第３の閾値以上の連続数で連続的に分布する場合に、当該連続的に分布する画素を第２の欠陥として検出する。
【００８５】
また、第３の実施形態において、比較回路２５は、ストライプ２０２毎の光学画像内に、光学画像と参照画像との間において白色と黒色が反転した画素が、当該画素の飛び数についての閾値である第４の閾値以下の飛び数で周期的または離散的に分布する場合に、当該周期的または離散的に分布する画素を第２の欠陥として検出する。なお、周期的とは、例えば、白色と黒色が反転した画素の飛び数が一定のことである。また、離散的とは、例えば、白色と黒色が反転した画素の飛び数が不規則であることである。
【００８６】
すなわち、第３の実施形態において、比較回路２５は、図１２に示すように、同一ストライプ２０２に対応する光学画像内において、第３の閾値以上の連続数で連続して、または第４の閾値以下の飛び数で周期的または離散的に白黒パターンが反転したか否かを判定する（ステップＳ２４）。第３の閾値以上の連続数で連続して、または第４の閾値以下の飛び数で周期的または離散的に白黒パターンが反転した場合（ステップＳ２４：Ｙｅｓ）、比較回路２５は、白黒パターンが反転した画素を第２の欠陥として検出し、エラー停止判断回路２６は、第１の検査をエラー停止させる（ステップＳ３）。
【００８７】
図１３（ａ）は、第３の実施形態によるパターン検査方法において、光学画像の一例を示す平面図である。図１３（ｂ）は、参照画像の一例を示す平面図である。図１３（ａ）の例においては、光学画像のフレームｆ内において、黒色の画素Ｐ＿ｂが８画素分連続して分布している。図１３（ｂ）の例においては、図１３（ａ）の光学画像のフレームｆに対応する参照画像のフレームｆ内において、図１３（ａ）の黒色の画素Ｐ＿ｂに対応する連続する８画素が、いずれも白色の画素Ｐ＿ｗに反転している。図１３（ａ）および図１３（ｂ）の例において、白黒パターンの反転の連続数についての第３の閾値を“５”とする。この場合、図１３（ｂ）の参照画像に対する図１３（ａ）の光学画像の白黒パターンの反転の連続数は“８”であるため、反転の連続数は第３の閾値以上となる。したがって、図１３（ａ）および図１３（ｂ）の例においては、連続する８画素の黒色の画素Ｐ＿ｂが第２の欠陥として検出され、第１の検査がエラー停止される。
【００８８】
図１４（ａ）は、第３の実施形態によるパターン検査方法において、光学画像の他の一例を示す平面図である。図１４（ｂ）は、参照画像の他の一例を示す平面図である。図１４（ａ）の例においては、光学画像のフレームｆ内において、黒色の画素Ｐ＿ｂが２つ飛びで周期的に分布している。図１４（ｂ）の例においては、図１４（ａ）の光学画像のフレームｆに対応する参照画像のフレームｆ内において、図１４（ａ）の黒色の画素Ｐ＿ｂに対応する画素が、いずれも反転して白色の画素Ｐ＿ｗになっている。図１４（ａ）および図１４（ｂ）の例において、白黒パターンの反転の飛び数についての第４の閾値を“４”とする。この場合、図１４（ｂ）の参照画像に対する図１４（ａ）の光学画像の白黒パターンの反転の飛び数は“２”であるため、反転の飛び数は第４の閾値以下となる。したがって、図１４（ａ）および図１４（ｂ）の例においては、２つ飛びで分布している黒色の画素Ｐ＿ｂが第２の欠陥として検出され、第１の検査がエラー停止される。
【００８９】
なお、比較回路２５は、第２の欠陥の検出において、第３の閾値との比較の単位を画素の替わりにフレームとしてもよい。すなわち、比較回路２５は、ストライプ２０２毎の光学画像内に、光学画像と参照画像との間において白色と黒色が反転したフレームが、当該フレームの連続数についての閾値である第３の閾値以上の連続数で連続的に分布する場合に、当該連続的に分布するフレームを第２の欠陥として検出してもよい。
【００９０】
また、比較回路２５は、第２の欠陥の検出において、第４の閾値との比較の単位を画素の替わりにフレームとしてもよい。すなわち、比較回路２５は、ストライプ２０２毎の光学画像内に、光学画像と参照画像との間において白色と黒色が反転したフレームが、当該フレームの飛び数についての閾値である第４の閾値以下の飛び数で周期的または離散的に分布する場合に、当該周期的または離散的に分布するフレームを第２の欠陥として検出してもよい。
【００９１】
第３の実施形態においても、白黒パターンが反転した画素の連続数に基づくことで、局所的に多発する傾向を有する第２の欠陥を迅速に検出して第１の検査をエラー停止させることができる。
【００９２】
（第４の実施形態）
次に、欠陥反応値に基づいて第２の欠陥を検出する第４の実施形態について説明する。図１５は、第４の実施形態によるパターン検査方法を示すフローチャートである。
【００９３】
第４の実施形態において、比較回路２５は、ストライプ２０２毎の光学画像内に、光学画像と参照画像との差に応じた欠陥判定用の反応値（以下、欠陥反応値とも呼ぶ）が最大値となった画素が、当該画素の連続数についての閾値である第３の閾値以上の連続数で連続的に分布する場合に、当該連続的に分布する画素を第２の欠陥として検出する。ここで、欠陥反応値は、光学画像と参照画像との差を欠陥の有無の判定に用いるために変換した値である。例えば、欠陥反応値は、光学画像と参照画像との間のパターンの対応する画素同士の階調値差また位置ずれ量を変換した２５６段階の値すなわち０〜２５５である。
【００９４】
また、第４の実施形態において、比較回路２５は、ストライプ２０２毎の光学画像内に、欠陥反応値が最大値となった画素が、当該画素の飛び数についての閾値である第４の閾値以下の飛び数で周期的または離散的に分布する場合に、当該周期的または離散的に分布する画素を第２の欠陥として検出する。
【００９５】
すなわち、図１５に示すように、比較回路２５は、同一ストライプに対応する光学画像内において、第３の閾値以上の連続数で連続して、または第４の閾値以下の飛び数で周期的または離散的に欠陥反応値が最大値となったか否かを判定する（ステップＳ２５）。第３の閾値以上の連続数で連続して、または第４の閾値以下の飛び数で周期的または離散的に欠陥反応値が最大値となった場合（ステップＳ２５：Ｙｅｓ）、比較回路２５は、欠陥反応値が最大値となった画素を第２の欠陥として検出し、エラー停止判断回路２６は、第１の検査をエラー停止させる（ステップＳ３）。
【００９６】
図１６は、第４の実施形態によるパターン検査方法において、欠陥反応値の一例を示す平面図である。図１６の例においては、光学画像内において、欠陥反応値が最大値２５５となる画素ｐが、８画素連続している。図１６の例において、欠陥反応値が最大値となる画素の連続数についての第３の閾値を“５”とする。この場合、欠陥反応値が最大値となる画素ｐの連続数は“８”であるため、連続数は第３の閾値以上となる。したがって、図１６の例においては、連続する８画素ｐが第２の欠陥として検出され、第１の検査がエラー停止される。
【００９７】
図１７は、第４の実施形態によるパターン検査方法において、欠陥反応値の他の例を示す平面図である。図１７の例においては、光学画像内において、欠陥反応値が最大値２５５となる画素ｐが、２つ飛びで周期的に分布している。図１７の例において、欠陥反応値が最大値となる画素の飛び数についての第４の閾値を“４”とする。この場合、欠陥反応値が最大値となる画素の飛び数は“２”であるため、飛び数は第４の閾値以下となる。したがって、図１７の例においては、２つ飛びで分布している欠陥反応値が最大値となる画素ｐが第２の欠陥として検出され、第１の検査がエラー停止される。
【００９８】
なお、比較回路２５は、第２の欠陥の検出において、第３の閾値との比較の単位を画素の替わりにフレームとしてもよい。すなわち、比較回路２５は、ストライプ２０２毎の光学画像内に、欠陥反応値が最大値となったフレームが、当該フレームの連続数についての閾値である第３の閾値以上の連続数で連続的に分布する場合に、当該連続的に分布するフレームを第２の欠陥として検出してもよい。
【００９９】
ここで、フレームの欠陥反応値は、フレームに含まれる画素毎の欠陥反応値の平均値であってもよいが、これに限定されない。
【０１００】
また、比較回路２５は、第２の欠陥の検出において、第４の閾値との比較の単位を画素の替わりにフレームとしてもよい。すなわち、比較回路２５は、ストライプ２０２毎の光学画像内に、欠陥反応値が最大値となったフレームが、当該フレームの飛び数についての閾値である第４の閾値以下の飛び数で周期的または離散的に分布する場合に、当該周期的または離散的に分布するフレームを第２の欠陥として検出してもよい。
【０１０１】
第４の実施形態においても、欠陥反応値が最大値となる画素の連続数に基づくことで、局所的に多発する傾向を有する第２の欠陥を迅速に検出して第１の検査をエラー停止させることができる。
【０１０２】
また、欠陥転写性考慮検査と異なる多数の欠陥の検出をともなう検査のために上記各実施形態を適用することもできる。
【０１０３】
パターン検査装置１の少なくとも一部は、ハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、パターン検査装置１の少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。
【０１０４】
上述の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１０５】
１  パターン検査装置
２  マスク
２０１  検査領域
２０２  ストライプ
８  フォトダイオードアレイ
１７  テーブル制御回路
２４  参照回路
２５  比較回路
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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