(57)【要約】      （修正有）【課題】被検査試料上のパターンの、参照画像からの正確な位置ずれ量を検出することが出来る検査装置を提供する。【解決手段】第１の照明光を出射する照明部４００と、第１の照明光を第２と第３の照明光に分岐する分岐部９１０と、位置ずれ測定用の参照用パターンを有する参照部材９３０と、第２と第３の照明光を検出する検出部８００と、第２の照明光を用い被検査試料の光学画像を、第３の照明光を用い参照用パターン画像を取得する結像部５００と、パターンデータに基づいて参照画像を生成する参照画像生成部６２０と、光学画像と参照画像の比較を行う比較部６１０と、参照用パターン画像を用いた第１の位置ずれ量取得部６９２と、光学画像の基準位置からの偏差に基づく第２の位置ずれ量取得部６９６と、比較部６１０の比較結果と、第１の位置ずれ量と、第２の位置ずれ量と、に基づく第３の位置ずれ量に基づいた位置ずれ量補正部６９８と、を備える。【選択図】図１
2019128271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の照明光を出射する光源を有する照明部と、
前記第１の照明光を第２の照明光と第３の照明光に分岐する分岐部と、
位置ずれを測定するための参照用パターンを有する参照部材と、
前記第２の照明光と前記第３の照明光を検出する検出部と、
前記第２の照明光を用いて被検査試料のパターンの光学画像を取得し、前記第３の照明光を用いて前記参照用パターンの参照用パターン画像を取得する結像部と、
前記パターンの基となるパターンデータに基づいて参照画像を生成する参照画像生成部と、
前記光学画像と前記参照画像の比較を行う比較部と、
前記参照用パターン画像を用いて第１の位置ずれ量を取得する第１の位置ずれ量取得部と、
前記光学画像の基準位置からの偏差を測定し、測定した前記偏差に基づく第２の位置ずれ量を取得する第２の位置ずれ量取得部と、
前記比較部の比較結果と、前記第１の位置ずれ量と、前記第２の位置ずれ量と、に基づき第３の位置ずれ量を求め、求めた前記第３の位置ずれ量に基づいた補正をおこなう位置ずれ量補正部と、
を備える検査装置。
【請求項２】
前記参照部材は反射板である請求項１記載の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査装置に関する。たとえば、半導体素子の製造等に用いられるマスクなどの被検査試料にレーザー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に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体素子に要求される回路線幅の精度管理の要求はますます高くなっている。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（フォトリソグラフィ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出来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。
【０００３】
そして、多大な製造コストのかかるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）などのＬＳＩの製造にとって、歩留まりの向上は欠かせない。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望ましいとされている。
【０００４】
検査手法としては、拡大光学系を用いてフォト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、設計パターンデータ、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（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、光検出器上に結像される。光検出器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、一致しない場合には、パターン欠陥有りと判定する。
【０００５】
特許文献１には、パターンが形成された被検査試料の光学画像と、位置ずれ量が補正された参照画像の比較を行うパターン検査装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−００２６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、被検査試料上のパターンの、参照画像からの正確な位置ずれ量を取得することが出来る検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様の検査装置は、第１の照明光を出射する光源を有する照明部と、第１の照明光を第２の照明光と第３の照明光に分岐する分岐部と、位置ずれを測定するための参照用パターンを有する参照部材と、第２の照明光と第３の照明光を検出する検出部と、第２の照明光を用いて被検査試料のパターンの光学画像を取得し、第３の照明光を用いて参照用パターンの参照用パターン画像を取得する結像部と、パターンの基となるパターンデータに基づいて参照画像を生成する参照画像生成部と、光学画像と参照画像の比較を行う比較部と、参照用パターン画像を用いて第１の位置ずれ量を取得する第１の位置ずれ量取得部と、光学画像の基準位置からの偏差を測定し、測定した偏差に基づく第２の位置ずれ量を取得する第２の位置ずれ量取得部と、比較部の比較結果と、第１の位置ずれ量と、第２の位置ずれ量と、に基づき第３の位置ずれ量を求め、求めた第３の位置ずれ量に基づいた補正をおこなう位置ずれ量補正部と、を備える。
【０００９】
上記態様の検査装置において、参照部材は反射板であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様によれば、被検査試料上のパターンの、参照画像からの正確な位置ずれ量を取得することが出来る検査装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態の検査装置の模式図である。
【図２】実施形態の検査装置で検査される被検査試料（マスク）の模式図である。
【図３】実施形態の検査方法のフローチャートである。
【図４】光学系視野と第１の位置ずれ量の関係を示す模式図である。
【図５】偏差（角度θ）に基づく、取得される光学画像と参照画像のずれを示す模式図である。
【図６】偏差（角度θ）に基づく第２の位置ずれ量の補正の方法を示す模式図である。
【図７】第１の位置ずれ量の補正の方法を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１３】
なお、以下の記載においては、フォトリソグラフィマスク（被検査試料）を単にマスクと表記する。
【００１４】
実施形態の検査装置は、第１の照明光を出射する光源を有する照明部と、第１の照明光を第２の照明光と第３の照明光に分岐する分岐部と、位置ずれを測定するための参照用パターンを有する参照部材と、第２の照明光と第３の照明光を検出する検出部と、第２の照明光を用いて被検査試料のパターンの光学画像を取得し、第３の照明光を用いて参照用パターンの参照用パターン画像を取得する結像部と、パターンの基となるパターンデータに基づいて参照画像を生成する参照画像生成部と、光学画像と参照画像の比較を行う比較部と、参照用パターン画像を用いて第１の位置ずれ量を取得する第１の位置ずれ量取得部と、光学画像の基準位置からの偏差を測定し、測定した偏差に基づく第２の位置ずれ量を取得する第２の位置ずれ量取得部と、比較部の比較結果と、第１の位置ずれ量と、第２の位置ずれ量と、に基づき第３の位置ずれ量を求め、求めた第３の位置ずれ量に基づいた補正をおこなう位置ずれ量補正部と、を備える。
【００１５】
図１は、本実施形態の検査装置１０００の模式図である。本実施形態の検査装置は、マスクＭの欠陥検査を行うパターン検査装置である。
【００１６】
保持部１００には、マスクＭが載置される。
【００１７】
ステージ２００は保持部１００の下に配置され、保持部１００を支持する。ステージ２００は、互いに直交する横方向であるＸ方向及びＹ方向に、それぞれ第１のステージ制御部２１０ａ及び第２のステージ制御部２１０ｂによって移動される。また、ステージ２００は、Ｘ方向及びＹ方向に垂直な方向であるＺ方向に、第３のステージ制御部２１０ｃによって移動される。さらに、ステージ２００は、Ｚ方向に垂直な面内で、第４のステージ制御部２１０ｄによって回転される。なお、第１のステージ制御部２１０ａ、第２のステージ制御部２１０ｂ、第３のステージ制御部２１０ｃ及び第４のステージ制御部２１０ｄは、例えば公知のモーター又はピエゾ素子である。
【００１８】
レーザー測長計２２０は、ステージ２００のＸ方向における位置、Ｙ方向における位置、Ｚ方向における位置、及びＺ方向に垂直な面内での回転量を測定する。測定されたステージ２００の位置は、後述する位置検出部６４０に入力される。
【００１９】
移動制御機構３００は、後述する制御計算機６５０にバスライン６７０を介して接続される走査範囲設定機構３１０と、走査範囲設定機構３１０で設定される走査範囲内でステージ２００が移動されるように第１のステージ制御部２１０ａ、第２のステージ制御部２１０ｂ、第３のステージ制御部２１０ｃ及び第４のステージ制御部２１０ｄを制御するステージ制御機構３２０と、を有する。
【００２０】
照明部４００は、開口絞り４０８と、光源４１０と、第１の照明部用レンズ４２０と、第２の照明部用レンズ４３０と、第１の照明部用ミラー４４０と、コンデンサレンズ４５０と、第１の照明部用光束分配手段４６０と、第２の照明部用ミラー４７０と、第２の照明部用光束分配手段４８０と、を有する。
【００２１】
結像部５００は、第１の光検出器５１０と、第２の光検出器５２０と、を有する。第２の光検出器５２０は、第１の光検出部５２０ａと、第２の光検出部５２０ｂと、を有する。
【００２２】
検出部８００は、対物レンズ８１０と、検出部用光束分配手段８２０と、第１の検出部用レンズ８３０と、第２の検出部用レンズ８４０と、を有する。
【００２３】
また、検査装置１０００は、分岐部９１０と、第１の位置ずれ量計測部用ミラー９２０と、参照部材９３０と、を有する。
【００２４】
参照部材９３０は、位置ずれを測定するための参照用パターンを有する。ここで参照用パターンとは、例えば所定のラインアンドスペースパターンであるが、これに限定されない。
【００２５】
参照部材９３０は、例えば反射板である。しかし、参照部材９３０を透過板として、第３の照明光が参照部材９３０を透過する構成としても良い。
【００２６】
光源４１０から出射されたレーザー光などの第１の照明光は、開口絞り４０８を通過した後、第１の照明部用レンズ４２０及び第２の照明部用レンズ４３０により平行な光束に拡径される。開口絞り４０８は、光束の太さ、すなわち開口数（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ：ＮＡ）を調整する。
【００２７】
平行な光束に拡径された第１の照明光は、第１の照明部用光束分配手段４６０により反射された後、第２の照明部用ミラー４７０と第２の照明部用光束分配手段４８０によりマスクＭの下面に照射される。第１の照明部用光束分配手段４６０と第２の照明部用ミラー４７０と第２の照明部用光束分配手段４８０は反射照明系を構成する。
【００２８】
また、平行な光束に拡径された第１の照明光は、第１の照明部用光束分配手段４６０を通過した後に、分岐部９１０で第２の照明光と第３の照明光に分岐される。
【００２９】
第２の照明光は、第１の照明部用ミラー４４０とコンデンサレンズ４５０によりマスクＭの上面に照射される。第１の照明部用レンズ４２０と、第２の照明部用レンズ４３０と、第１の照明部用ミラー４４０と、コンデンサレンズ４５０は、透過照明系を構成する。
【００３０】
透過照明系によりマスクＭの上面に照射されマスクＭを透過した第２の照明光は、透過光と呼ばれる。また、反射照明系によりマスクＭの下面に照射された後、マスクＭにより反射された第１の照明光は、反射光と呼ばれる。透過光と反射光は、対物レンズ８１０と第２の照明部用光束分配手段４８０を通過した後に、検出部用光束分配手段８２０に入射される。透過光は、検出部用光束分配手段８２０から第２の検出部用レンズ８４０を通して、第２の光検出器５２０の第１の光検出部５２０ａに結像される。また、反射光は、検出部用光束分配手段８２０から第１の検出部用レンズ８３０を通して第１の光検出器５１０に結像される。なお、第２の照明光を反射照明系によりマスクＭの下面に照射した後、マスクＭに反射させるものとしても良い。
【００３１】
第３の照明光は、第１の位置ずれ量計測部用ミラー９２０と、参照部材９３０によって反射され、検出部用光束分配手段８２０から第２の検出部用レンズ８４０を通して、第２の光検出器５２０の第２の光検出部５２０ｂに結像される。
【００３２】
光源４１０の波長は、マスクＭを用いて露光が行われた場合に近い状態でマスクＭの検査をすることが出来るため、マスクＭが用いられる露光装置が有する光源の波長と同程度であることが望ましい。
【００３３】
オートフォーカス機構７００は、オートフォーカス光束分配手段７１０と、フォーカスずれ検出部７２０と、フォーカス制御部７３０と、オートフォーカス手段用モーター７４０と、を備える。
【００３４】
オートフォーカス光束分配手段７１０は、反射光をフォーカスずれ検出部７２０に入射する。フォーカスずれ検出部７２０は、入射された反射光からフォーカスずれの程度を検出し、フォーカス制御部７３０にフォーカスずれの程度を入力する。フォーカス制御部７３０は、入力されたフォーカスずれの程度に基づいて、オートフォーカス手段用モーター７４０を制御して対物レンズ８１０を高さ方向に動かし、対物レンズ８１０のフォーカスをマスクＭ上にあわせる。なお、第３のステージ制御部２１０ｃを用いて、ステージをＺ方向に動かすことにより、対物レンズ８１０のフォーカスをマスクＭ上にあわせてもよい。
【００３５】
光束分配手段及び分岐部９１０としては、具体的には、ハーフミラー、スリット、偏光ビームスプリッタなどを好ましく用いることが出来る。
【００３６】
制御部６００は、比較部６１０と、参照画像生成部６２０と、展開部６２２と、パターンデータ保存部６３０と、画像保存部６３６と、位置検出部６４０と、制御計算機６５０と、判断部６６０と、バスライン６７０と、レビュー部６８０と、マップ作成部６９０と、第１の位置ずれ量取得部６９２と、第２の位置ずれ量取得部６９６と、位置ずれ量補正部６９８と、を備える。
【００３７】
図２は、実施形態の検査装置で検査される被検査試料（マスク）の模式図である。図２（ａ）は、実施形態で検査されるマスクＭの模式図である。
【００３８】
マスクＭは、基板Ｓ上に設けられた検査領域Ｉを有する。基板Ｓは例えば石英からなる。検査領域Ｉ内には、ラインアンドスペースパターンＢやベタパターンＣ等のパターンが配置されている。「ベタパターン」とは、スキャン中の光学系視野Ｅの内部にパターンが入らない部分のことをいう。
【００３９】
マスクＭの検査方法としては、例えばステージ２００をＹ軸方向に駆動して、光学系視野Ｅの中に検査領域Ｉを通過させることにより、第１の光検出器５１０又は第２の光検出器５２０又は第１の光検出部５２０ａが有するセンサ幅の短冊状の領域画像Ｆを取得する。次に、ステージ２００をＸ軸方向に所定のピッチで移動させる。次に、ステージ２００をＹ軸方向に駆動して、検査領域Ｉの他の部分の領域画像を取得する。これを繰り返して全ての検査領域Ｉの領域画像を取得する。
【００４０】
図２（ｂ）は、領域画像Ｆの検査方法を示す模式図である。取得された領域画像Ｆは、比較部６１０で複数の処理ブロックＧに分割される。そして、処理ブロックＧごとに、後述する比較が行われる。
【００４１】
なお、マスクＭの検査方法は、上記の記載に限定されない。
【００４２】
図３は、実施形態の検査方法のフローチャートである。
【００４３】
まず、検査準備を行う（Ｓ１０）。マスクＭをステージ２００上に載置する。
【００４４】
次に、パターンデータ保存部６３０に保存されている設計パターンデータを、展開部６２２に入力して、各層ごとに展開する。設計パターンデータは設計者によってあらかじめ作成されている。ここで、設計パターンデータは通常検査装置１０００によって直接読みこめるように設計されていない。そのため、設計パターンデータは、まず各層（レイヤ）ごとに作成された中間データに変換された後に、各検査装置１０００によって直接読み込める形式のデータに変換され、その後展開部６２２に入力される。
【００４５】
次に、参照画像生成部６２０を用いて、展開部６２２で各層ごとに展開された、マスクＭのパターンの基となるパターンデータから、光学画像の参照となる参照画像を作成する。作成された参照画像は、比較部６１０に入力される。
【００４６】
次に、照明部４００の光源４１０を用いて、第１の照明光を出射する。出射された第１の照明光は、分岐部９１０で第２の照明光と第３の照明光に分岐される。
【００４７】
次に、結像部５００は、第３の照明光を用いて、参照パターンの参照用パターン画像を取得する（Ｓ１２）。
【００４８】
次に、比較部６１０は、参照用パターン画像と、参照用パターンの参照である参照用パターン参照画像の比較を行う。ここで比較の一例としては、参照用パターン画像のパターンの箇所の光量と、対応する参照用パターン参照画像のパターンの箇所の光量を比較する手法が挙げられる。
【００４９】
次に、第１の位置ずれ量取得部６９２は、参照用パターン画像と参照用パターン参照画像の比較を用いて、第１の位置ずれ量を取得する（Ｓ１４）。
【００５０】
なお、参照用パターン参照画像は、例えば参照画像生成部６２０を用いて作成しても良いし、画像保存部６３６に保存されていても良い。
【００５１】
図４は、光学系視野と第１の位置ずれ量の関係を示す模式図である。
【００５２】
検出部８００内の温度変化や空気の揺らぎにより、光学系視野は揺らぎを生じる。この揺らぎにより取得されるパターンの位置ずれ量が、第１の位置ずれ量である。図４（ａ）は、第１の位置ずれ量がない場合の、光学系視野と第２の光検出部５２０ｂの位置関係を示す模式図である。図４（ｂ）は、第１の位置ずれ量がない場合の、参照部材９３０の参照用パターン画像の模式図である。第１の位置ずれ量がない場合は、参照用パターン画像は、ずれ無く取得される。
【００５３】
図４（ｃ）は、第１の位置ずれ量がある場合の、光学系視野と第２の光検出部５２０ｂの位置関係を示す模式図である。図４（ｃ）の場合は、第１の位置ずれ量のため光学系視野が紙面で左側にずれている。図４（ｄ）は、図４（ｃ）の場合の、参照部材９３０の参照用パターン画像の模式図である。光学系視野が紙面で左側にずれているため、取得された参照用パターン画像も紙面で左側にずれている。
【００５４】
図４（ｅ）は、第１の位置ずれ量のため光学系視野が紙面で右側にずれている場合の、光学系視野と第２の光検出部５２０ｂの位置関係を示す模式図である。図４（ｆ）は、図４（ｅ）の場合の、参照部材９３０の参照用パターン画像の模式図である。光学系視野が紙面で右側にずれているため、取得された参照用パターン画像も紙面で右側にずれている。
【００５５】
また、結像部５００は、第２の照明光を用いて、マスクＭのパターンの光学画像を取得する（Ｓ２２）。取得された光学画像は、画像保存部６３６に保存される。また、取得された光学画像は、比較部６１０に入力される。
【００５６】
ここで、第３の照明光を用いた参照パターンの参照用パターン画像の取得（Ｓ１２）と、第２の照明光を用いたマスクＭのパターンの光学画像の取得（Ｓ２２）は、同時におこなうことが好ましい。検出部８００内の温度変化や空気の揺らぎによる光学系視野の揺らぎは、第２の光検出器５２０と第２の照明部用光束分配手段４８０の間で特に大きいと考えられる。よって、後述する第３の位置ずれ量を求める際に、第３の照明光を用いた参照パターンの参照用パターン画像の取得と第２の照明光を用いたマスクＭのパターンの光学画像の取得を同時におこなえば、参照パターンの参照用パターン画像で取得された光学系視野の揺らぎに伴う位置ずれ量と、マスクＭのパターンで取得された光学系視野の揺らぎに伴う位置ずれ量は同等と考えられる。そのため、参照パターンの参照用パターン画像で取得された第１の位置ずれ量で、マスクＭのパターンで取得された光学系視野の揺らぎに伴う位置ずれ量を精度よくおきかえることが出来るためである。
【００５７】
次に、比較部６１０は、光学画像と参照画像の比較を行う（Ｓ２４）。ここで比較の一例としては、光学画像のパターンの箇所の光量と、対応する参照画像のパターンの箇所の光量を比較する手法が挙げられる。
【００５８】
次に、第２の位置ずれ量取得部６９６は、光学画像と参照画像の比較に基づき、光学画像の基準位置からの偏差を測定する（Ｓ２６）。次に、第２の位置ずれ量取得部６９６は、偏差（角度θ）に基づく第２の位置ずれ量を取得する（Ｓ２８）。
【００５９】
図５は、偏差（角度θ）に基づく、取得される光学画像と参照画像のずれを示す模式図である。図５（ａ）は、取得される光学画像と参照画像のずれを示す模式図である。図５（ｂ）は、光学画像と参照画像のずれをグラフに示す模式図である。図５（ｂ）で、点線は例えば各検査領域で比較部６１０の比較結果により得られた位置ずれ量であり、実線は位置ずれ量を近似する直線である。
【００６０】
マスクＭが、ステージ２００の走査方向であるｘ方向に対して、角度θだけ傾いて載置されることがある。この場合、取得されるパターンには、参照画像に対して、角度θに起因する位置ずれが生じる。この位置ずれに起因する位置ずれ量が、第２の位置ずれ量である。参照画像からの正確な位置ずれ量を取得するためには、第２の位置ずれ量を取り除くことが好ましい。
【００６１】
図５（ａ）において、参照画像の点Ａからの光学画像の点Ａ’のｘ方向の位置ずれΔｘは、Δｘ＝１−ｃｏｓθである。また、ｙ方向の位置ずれΔｙは、Δｙ＝ｓｉｎθである。もし偏差（角度θ）が微小であれば、Δｘは０で、Δｙはθで近似される。よってこの場合、第２の位置ずれ量は、図５（ｂ）に示すように、偏差（角度θ）の一次の項による近似直線で表すことが可能である。
【００６２】
次に、位置ずれ量補正部６９８は、比較部６１０による光学画像と参照画像の比較結果と第１の位置ずれ量と、第２の位置ずれ量と、に基づき第３の位置ずれ量を求め（Ｓ３０）、第３の位置ずれ量に基づいた補正を行う（Ｓ３２）。
【００６３】
図６は、偏差（角度θ）に基づく第２の位置ずれ量の補正の方法を示す模式図である。上記のとおり、偏差（角度θ）が小さい場合には、偏差（角度θ）の一次の項による近似直線を、比較部６１０の比較結果により得られた位置ずれ量から差し引くことにより、偏差（角度θ）に基づく第２の位置ずれ量を良好に補正することが出来る。なお、第２の位置ずれ量の補正方法は、これに限定されない。
【００６４】
図７は、第１の位置ずれ量の補正の方法を示す模式図である。図６に示された、第２の位置ずれ量が補正された位置ずれ量から、例えば第１の位置ずれ量を差し引くことにより、第１の位置ずれ量及び第２の位置ずれ量が補正された第３の位置ずれ量を求めることが出来る。
【００６５】
なお、マップ作成部６９０を用いて、第３の位置ずれ量に基づき、マスクパターンの位置ずれ分布のマップ（Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎマップ、又はＲｅｇマップと略される）を作成しても良い。
【００６６】
次に、実施形態の検査装置の作用効果を記載する。
【００６７】
光学画像と参照画像の比較を行って差分を得る際には、光学画像と参照画像の位置を合わせる作業を行う。この作業は、検査領域の全面に対して行われる。このときに取得される、参照画像上のパターンに対する光学画像上のパターンの位置偏差の分布は、マスクパターンの位置ずれ分布のマップとして取得される。
【００６８】
マスクパターンの位置ずれ分布のマップでの誤差の原因の一つは、検出部８００での光学系視野の揺らぎである。この揺らぎを検出するために、本実施形態の検査装置１０００では、第１の照明光を第２の照明光と第３の照明光に分岐する分岐部９１０と、参照用パターンを有する参照部材９３０と、を備える。そして、第２の照明光を用いてマスクＭのパターンの光学画像を取得すると共に、第３の照明光を用いて参照用パターンの参照用パターン画像を取得する結像部５００を備える。
【００６９】
第２の照明光と第３の照明光は、検出部８００を通過している。そのため、参照用パターン画像の、例えばラインアンドスペースパターンのエッジ位置を連続的に検出することにより、検出部８００での光学系視野揺らぎに起因する第１の位置ずれ量を検出することが出来る。
【００７０】
また、光学画像の取得に用いられた第２の照明光と参照用パターン画像の取得に用いられた第３の照明光は、いずれも同じ光源４１０から出射された第１の照明光が、分岐部９１０により分岐されたものである。そのため、第１の照明光そのものが有する揺らぎの影響を取り除くことが可能である。
【００７１】
さらに、マスクＭをステージ２００の走査方向に対して完全に平行に載置することは難しい。偏差（角度θ）だけ傾いてマスクＭが載置された場合、取得された光学画像は参照画像に対して偏差（角度θ）だけ傾くこととなる。これに対して参照用パターンから検出される第１の位置ずれ量については、参照部材９３０等を正確に載置することにより、偏差（角度θ）の影響を取り除くことが出来る。そのため、マスクＭの載置から生じる偏差（角度θ）の影響は、マスクパターンの位置ずれ分布のマップ作成の際に取り除くことが好ましい。
【００７２】
本実施形態の検査装置１０００では、光学画像の基準位置からの偏差を測定し、測定した偏差に基づく第２の位置ずれ量を取得する第２の位置ずれ量取得部６９６と、を備える。これにより、マスクＭの載置から生じる偏差（角度θ）の影響を取り除くことが出来る。
【００７３】
さらに、本実施形態の検査装置１０００では、比較部６１０の比較結果と、第１の位置ずれ量と、第２の位置ずれ量と、に基づき第３の位置ずれ量を求め、求めた第３の位置ずれ量に基づいた補正を行う位置ずれ量補正部６９８を備える。これにより、光学系の揺らぎに起因する第１の位置ずれ量と、マスクＭの載置から生じる偏差（角度θ）に起因する第２の位置ずれ量を補正した第３の位置ずれ量を求め、光学画像の補正を行うことが出来る。
【００７４】
実施形態の検査装置によれば、被検査試料上のパターンの、参照画像からの正確な位置ずれ量を検出することが出来る検査装置の提供が可能となる。
【００７５】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明した。上記の実施形態はあくまで、例として挙げられているだけであり、本発明を限定するものではない。また、各実施形態の構成要素を適宜組み合わせてもかまわない。
【００７６】
例えば、上記の説明では、第２の光検出器５２０を用いて、第２の照明光の透過光と第３の照明光を検出するものとした。しかし、第１の光検出器５１０を用いて、第２の照明光と反射光と第３の照明光を検出しても良い。
【００７７】
実施形態では、装置構成や製造方法等、本発明の説明に直接必要と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製造方法等を適宜選択して用いることが出来る。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検査装置は、本発明の範囲に包含される。本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその均等物の範囲によって定義されるものである。
【符号の説明】
【００７８】
１００        保持部
２００        ステージ
２１０ａ      第１のステージ制御部
２１０ｂ      第２のステージ制御部
２１０ｃ      第３のステージ制御部
２１０ｄ      第４のステージ制御部
２２０        レーザー測長計
３００        移動制御機構
３１０        走査範囲設定機構
３２０        ステージ制御機構
４００        照明部
４０８        開口絞り
４１０        光源
４２０        第１の照明部用レンズ
４３０        第２の照明部用レンズ
４４０        第１の照明部用ミラー
４５０        コンデンサレンズ
４６０        第１の照明部用光束分配手段
４７０        第２の照明部用ミラー
４８０        第２の照明部用光束分配手段
５００        結像部
５１０        第１の光検出器
５２０        第２の光検出器
５２０ａ      第１の光検出部
５２０ｂ      第２の光検出部
６００        制御部
６１０        比較部
６２０        参照画像生成部
６２２        展開部
６３０        パターンデータ保存部
６３６        画像保存部
６４０        位置検出部
６５０        制御計算機
６６０        判断部
６７０        バスライン
６８０        レビュー部
６９０        マップ作成部
６９２        第１の位置ずれ量取得部
６９６        第２の位置ずれ量取得部
６９８        位置ずれ量補正部
７００        オートフォーカス機構
７１０        オートフォーカス光束分配手段
７２０        フォーカスずれ検出機構
７３０        フォーカス制御部
７４０        オートフォーカス機構用モーター
８００        検出部
８１０        対物レンズ
８２０        検出部用光束分配手段
８３０        第１の検出部用レンズ
８４０        第２の検出部用レンズ
９１０        分岐部
９２０        第１の位置ずれ量計測部用ミラー
９３０        参照部材
１０００      検査装置
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４  アライメントマーク
Ｂ            ラインアンドスペースパターン
Ｃ            ベタパターン
Ｅ            光学系視野
Ｆ            領域画像
Ｇ            処理ブロック
Ｉ            検査領域
Ｍ            マスク
Ｓ            基板
【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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