(57)【要約】【課題】対物レンズの切替えが容易で、高い精度で対物レンズを配置することができる対物レンズ切替機構を提供し、検査装置を提供する。【解決手段】対物レンズ切替機構１は、回転テーブル２およびＺ軸ステージ３からなる回転ベース４と、２つのレンズマウント５と、２つの対物レンズ６と、Ｚ軸ステージ３上に設けられた保持アーム７と、各対物レンズ６と保持アーム７との間を連結する２つの連結材８とを有して構成される。各対物レンズ６は、Ｚ軸ステージ３の動作により、レンズマウント５上の第１の位置と、レンズマウント５から離間する第２の位置との間で移動し、回転テーブル２の動作により、その第２の位置と、それとは別のレンズマウント５から離間する第２の位置との間で移動する。対物レンズ切替機構１を用いて検査装置を構成する。【選択図】図１
2015099092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転テーブルおよび該回転テーブル上に配置されたステージからなる回転機構と、
前記回転機構の周囲に配置された複数のレンズマウントと、
前記複数のレンズマウントぞれぞれの上に配置された複数の対物レンズと、
前記回転機構の前記ステージ上に設けられ、前記複数の対物レンズそれぞれを保持するためのレンズ保持体と、
前記レンズ保持体に付設され、前記複数の対物レンズのぞれぞれと該レンズ保持体との間を連結する複数の連結材とを有し、
前記複数の対物レンズが、前記回転機構の前記ステージの動作により、前記レンズマウント上の第１の位置と、該レンズマウントから離間する第２の位置との間で移動し、前記回転テーブルの動作により、前記レンズマウントから離間する第２の位置と、それとは別のレンズマウントから離間する第２の位置との間で移動して、
前記複数の対物レンズのうちの選択された１つが、所望位置の前記レンズマウント上に配置されることを特徴とする対物レンズ切替機構。
【請求項２】
前記第１の位置は、前記対物レンズの前記レンズマウント上での設置位置であり、前記第２の位置は、前記レンズマウントから鉛直方向上方側に離間する位置であることを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ切替機構。
【請求項３】
前記レンズ保持体は、前記対物レンズの一部に接触して下方から支持するための支持部材を有し、
前記支持部材は、前記ステージの動作により前記レンズ保持体が移動して前記対物レンズが前記第１の位置から前記第２の位置に移動するときに、該対物レンズに接触して支持することを特徴とする請求項１または２に記載の対物レンズ切替機構。
【請求項４】
前記連結材は、前記ステージの動作方向と平行な方向には柔軟性を有し、前記ステージの動作方向と垂直な方向には剛性を有するバネ材であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の対物レンズ切替機構。
【請求項５】
検査対象となる試料の光学画像を撮像する受光部と、
前記試料へ向けて検査用の光を照明する照明光学系と、
複数の対物レンズを有し、そのうちの１つの前記対物レンズを選択して検査位置に配置し、前記照明光学系によって照明されて前記試料を透過または反射した光を前記受光部に結像する対物レンズ切替機構とを有する検査装置であって、
前記対物レンズ切替機構は、
回転テーブルおよび該回転テーブル上に配置されたステージからなる回転機構と、
前記回転機構の周囲に配置された複数のレンズマウントと、
前記複数のレンズマウント上にそれぞれ配置された前記複数の対物レンズと、
前記回転機構の前記ステージ上に設けられ、前記複数の対物レンズそれぞれを保持するためのレンズ保持体と、
前記レンズ保持体に付設され、前記複数の対物レンズのぞれぞれと該レンズ保持体との間を連結する複数の連結材とを有してなり、
前記複数の対物レンズが、前記回転機構の前記ステージの動作により、前記レンズマウント上の第１の位置と、該レンズマウントから離間する第２の位置との間で移動し、前記回転テーブルの動作により、前記レンズマウントから離間する第２の位置と、それとは別のレンズマウントから離間する第２の位置との間で移動して、
前記複数の対物レンズのうちの選択された１つが、所望位置の前記レンズマウント上である検査位置に配置されることを特徴とする検査装置。
【請求項６】
前記対物レンズ切替機構の前記連結材は、前記ステージの動作方向と平行な方向には柔軟性を有し、前記ステージの動作方向と垂直な方向には剛性を有するバネ材であることを特徴とする請求項５に記載の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対物レンズ切替機構および検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大規模集積回路（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ；ＬＳＩ）の高集積化および大容量化に伴い、半導体素子に要求される回路寸法は狭小化の一途を辿っている。例えば、最近の代表的なロジックデバイスでは、数十ｎｍの線幅のパターン形成が要求される状況となってきており、製造コストも多大なものとなっている。
【０００３】
多大な製造コストのかかるＬＳＩにとって、製造工程における歩留まりの向上は欠かせない。ここで、半導体素子は、その製造工程において、ステッパまたはスキャナと呼ばれる縮小投影露光装置により、回路パターンが形成された原画パターン（マスクまたはレチクルを指す。以下では、マスクと総称する。）がウェハ上に露光転写される。そして、半導体素子の歩留まりを低下させる大きな要因として、マスクのパターン欠陥や、露光転写時におけるプロセス諸条件の変動が挙げられる。
【０００４】
ウェハ上に形成されるＬＳＩパターンの寸法が微細化していることに伴って、マスクのパターン欠陥も微細化している。また、マスクの寸法精度を高めることで、プロセス諸条件の変動を吸収しようとしてきたこともあり、マスク検査においては、極めて小さなパターンの欠陥を検出することが必要になっている。こうしたことから、ＬＳＩ製造に使用される転写用マスクの寸法を検査する検査装置に対しては、高い検査精度が要求され、併せて、高い検査効率が求められている。
【０００５】
検査装置において、光源から出射された光は、照明光学系を介して検査対象であるマスクに照射される。マスクはテーブル上に載置されており、テーブルが移動することによって照射された光がマスク上を走査する。マスクを透過または反射した光は、通常、検査装置内に取り付けられた１つの性能の対物レンズを介して受光部となる画像センサ上に光学像として結像される。そして、その画像センサで撮像された光学画像は、測定データとして比較部へ送られる。比較部では、測定データと参照データとが、適当なアルゴリズムにしたがって比較される。そして、これらのデータが一致しない場合には、欠陥ありと判定される（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１１２１７８号公報
【特許文献２】特開２００７−２４８０８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上のような検査装置では、マスク上に形成されるパターンに対応して、または、異なる種類のマスクに対応して、より好ましい性能の対物レンズを選択し、検査に使用することを求められる場合がある。すなわち、元々装着されていた対物レンズに対して、異なる性能の対物レンズを切替えて使用し、パターンの欠陥を検出することが求められる場合がある。例えば、ＮＡ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ；開口数）の異なる複数の対物レンズを準備し、マスクのパターンやマスクの種類に対応して、より好適となる１つの対物レンズを選択し、マスクの検査を行うことがある。
【０００８】
従来の検査装置では、上述したように、通常、１つの対物レンズが装着されて検査に用いられている。したがって、異なる性能の対物レンズを切替えて使用しようとすると、対物レンズを検査装置から取り外す作業、および、新たな対物レンズを取り付ける作業が必要となる。したがって、従来の検査装置において、対物レンズの切替えは、煩雑さを伴う作業となって、検査効率を低下させる要因となる。
【０００９】
また、対物レンズは、高い検査精度を実現するために、高い位置精度で設置される必要がある。例えば、対物レンズが、専用のレンズマウント上に配置されて、検査を行うための検査位置に配置される場合がある。その場合、対物レンズは、高い水平設置精度をもってレンズマウントのマウント面に密着されて設置される必要がある。そして、そのような対物レンズの高い配置の精度は、対物レンズの切替作業の後も維持されることが求められる。
【００１０】
以上から、マスク等の検査する検査装置においては、対物レンズの選択と切替えが容易で、選択された対物レンズを高い精度で配置することができる対物レンズ切替機構が求められている。そして、検査装置においては、高い検査効率の実現が求められている。
【００１１】
本発明は、こうした点に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、対物レンズの切替えが容易で、高い精度で対物レンズを配置することができる対物レンズ切替機構を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の目的は、対物レンズの切替えが容易で、高い検査効率を実現することができる検査装置を提供することにある。
【００１３】
本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１の態様は、回転テーブルおよびその回転テーブル上に配置されたステージからなる回転機構と、
回転機構の周囲に配置された複数のレンズマウントと、
複数のレンズマウントぞれぞれの上に配置された複数の対物レンズと、
回転機構の前記ステージ上に設けられ、複数の対物レンズそれぞれを保持するためのレンズ保持体と、
レンズ保持体に付設され、複数の対物レンズのぞれぞれとそのレンズ保持体との間を連結する複数の連結材とを有し、
複数の対物レンズが、回転機構のステージの動作により、レンズマウント上の第１の位置と、そのレンズマウントから離間する第２の位置との間で移動し、回転テーブルの動作により、レンズマウントから離間する第２の位置と、それとは別のレンズマウントから離間する第２の位置との間で移動して、
複数の対物レンズのうちの選択された１つが、所望位置のレンズマウント上に配置されることを特徴とする対物レンズ切替機構に関する。
【００１５】
本発明の第１の態様において、第１の位置は、対物レンズのレンズマウント上での設置位置であり、第２の位置は、レンズマウントから鉛直方向上方側に離間する位置であることを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ切替機構。
【００１６】
本発明の第１の態様において、レンズ保持体は、対物レンズの一部に接触して下方から支持するための支持部材を有し、
支持部材は、ステージの動作によりレンズ保持体が移動して対物レンズが第１の位置から第２の位置に移動するときに、その対物レンズに接触して支持することが好ましい。
【００１７】
本発明の第１の態様において、連結材は、ステージの動作方向と平行な方向には柔軟性を有し、ステージの動作方向と垂直な方向には剛性を有するバネ材とすることができる。
【００１８】
本発明の第２の態様は、検査対象となる試料の光学画像を撮像する受光部と、
試料へ向けて検査用の光を照明する照明光学系と、
複数の対物レンズを有し、そのうちの１つの対物レンズを選択して検査位置に配置し、照明光学系によって照明されて試料を透過または反射した光を受光部に結像する対物レンズ切替機構とを有する検査装置であって、
対物レンズ切替機構は、
回転テーブルおよびその回転テーブル上に配置されたステージからなる回転機構と、
回転機構の周囲に配置された複数のレンズマウントと、
複数のレンズマウント上にそれぞれ配置された複数の対物レンズと、
回転機構のステージ上に設けられ、複数の対物レンズそれぞれを保持するためのレンズ保持体と、
レンズ保持体に付設され、複数の対物レンズのぞれぞれとそのレンズ保持体との間を連結する複数の連結材とを有してなり、
複数の対物レンズが、回転機構のステージの動作により、レンズマウント上の第１の位置と、そのレンズマウントから離間する第２の位置との間で移動し、回転テーブルの動作により、レンズマウントから離間する第２の位置と、それとは別のレンズマウントから離間する第２の位置との間で移動して、
複数の対物レンズのうちの選択された１つが、所望位置のレンズマウント上である検査位置に配置されることを特徴とする検査装置に関する。
【００１９】
本発明の第２の態様において、対物レンズ切替機構の連結材は、ステージの動作方向と平行な方向には柔軟性を有し、ステージの動作方向と垂直な方向には剛性を有するバネ材とすることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の第１の態様によれば、対物レンズの切替えが容易で、高い精度で対物レンズを配置することができる対物レンズ切替機構が提供される。
【００２１】
本発明の第２の態様によれば、対物レンズの切替えが容易で、高い検査効率を実現する検査装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態である対物レンズ切替機構の構造を模式的に説明する側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態の対物レンズ切替機構における対物レンズと保持アームとの連結部分を示す模式的な断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の対物レンズ切替機構の連結材に用いられるダイヤフラムを示す平面図である。
【図４】本発明の第１実施形態の対物レンズ切替機構における連結材の作用を説明する模式的な断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態の対物レンズ切替機構における連結材の設置方法を示す模式的な断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態の対物レンズ切替機構における、対物レンズのＺ軸方向の移動方法を例示する模式的な断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態である検査装置の概略構成図である。
【図８】本発明の第２実施形態におけるデータの流れを示す概念図である。
【図９】検査方法を示すフローチャートである。
【図１０】フィルタ処理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
実施の形態１．
以下、本発明の第１実施形態の対物レンズ切替機構について、適宜、図面を用いて説明する。
【００２４】
図１は、本発明の第１実施形態である対物レンズ切替機構の構造を模式的に説明する側面図である。
【００２５】
図１に示すように、本発明の第１実施形態の対物レンズ切替機構１は、回転テーブル２および回転テーブル２上に配置されたステージの例であるＺ軸ステージ３からなる回転ベース４を回転機構として有する。そして、対物レンズ切替機構１は、回転ベース４の周囲に配置された２つのレンズマウント５と、各レンズマウント５上にそれぞれ配置された２つの対物レンズ６とを有する。また、対物レンズ切替機構１は、レンズ保持体として、回転ベース４のＺ軸ステージ３上に設けられた保持アーム７を有する。保持アーム７は、レンズ保持体として、２つの対物レンズ６それぞれを保持することができる。またさらに、レンズ切替機構１は、保持アーム７に付設された２つの連結材８を有する。２つの連結材８はそれぞれ、２つの対物レンズ６のぞれぞれと保持アーム７との間を連結する。
【００２６】
本発明の第１実施形態の対物レンズ切替機構１においては、２つの対物レンズ６が、回転機構である回転ベース４のＺ軸ステージ３の動作により、レンズマウント５上での設置位置である第１の位置と、レンズマウント５からＺ軸方向（鉛直方向）の上方側に離間する第２の位置との間で移動するように構成される。そして、対物レンズ切替機構１においては、回転テーブル２の動作により、レンズマウント５から離間する第２の位置と、それとは別のレンズマウント５からＺ軸方向の上方側に離間する第２の位置との間で移動するように構成される。
【００２７】
本発明の第１実施形態の対物レンズ切替機構１は、例えば、後述する本発明の検査装置の構成に用いることができ、検査対象となる試料の例であるマスク１０１の検査に用いることができる。
【００２８】
以下で、本発明の第１実施形態の対物レンズ切替機構１の各構成要素等について、詳述する。
【００２９】
対物レンズ切替機構１において、回転テーブル２は、Ｚ軸方向と垂直なＸＹ平面内での回転動作が可能となるように構成される。そして、回転テーブル２は、その上に配置された、ステージの例であるＺ軸ステージ３をＸＹ平面内で回転させることができる。
【００３０】
Ｚ軸ステージ３は、Ｚ軸方向、すなわち、図の上下方向に沿って動作することができるように構成される。したがって、Ｚ軸ステージ３は、それに付設された保持アーム７をＺ軸方向、すなわち、図の上下方向に沿って持ち上げることができる。そしてさらに、Ｚ軸ステージ３は、持ち上げられた保持アーム７を下降させることができる。
【００３１】
回転ベース４の周囲に配置された複数のレンズマウント５はそれぞれ、通常は円筒形状を有する対物レンズ６の形状に対応し、例えば、対物レンズ６より径の大きな扁平な円筒形状を有する。そして、レンズマウント５は、上面をマウント面として、そこに対物レンズ６を配置することができる。このとき、対物レンズ６は、その光軸がＺ軸方向と平行となるように配置されることが好ましい。対物レンズ６は、レンズマウント５上に設置され、上述した第１の位置に配置されることになる。
【００３２】
尚、図１に示すレンズ切替機構１では、回転ベース４を挟んで対向配置された２つのレンズマウント５を有し、それらの上に配置される２つの対物レンズ６を有する。レンズ切替機構１において、２つの対物レンズ６は、回転ベース４を挟んで対向し、それらが直線状の配置となるように設けられている。しかし、本発明の第１実施形態の対物レンズ切替機構１において、レンズマウント５および対物レンズ６の数は、それぞれ２つに限られるわけではなく、それぞれ３つとすることや４つとする等、それぞれ３つ以上の数とすることができる。
【００３３】
対物レンズ６は、レンズマウント５上で、例えば、真空チャック機構や磁気を利用した吸着機構等を用いて、固定するように配置されることが好ましい。そして、対物レンズ６は、高い精度での配置が可能となるように、その底面側でレンズマウン５と密着するように設置されることが好ましい。このとき、対物レンズ６の水平設置精度は、±２μｍ以下であることが好ましい。
【００３４】
対物レンズ切替機構１において、保持アーム７は、回転ベース４を挟んで対向配置された２つの対物レンズ６のそれぞれを、同様に保持するために設けられる。
【００３５】
対物レンズ切替機構１において、保持アーム７は、それぞれの先端部分で円筒形状の対物レンズ６を保持できるように、両端がそれぞれ丸みを帯びた短冊状の形状を備える。
【００３６】
尚、上述したように、本発明の第１実施形態の対物レンズ切替機構１において、レンズマウント５および対物レンズ６の数は、それぞれ２つに限られるわけではなく、それぞれ３つとすることや４つとする等、それぞれ３つ以上の数とすることができる。
【００３７】
その場合、保持アーム７は、対物レンズ６の個数に対応した好ましい形状とすることができる。例えば、平面視で、それぞれの先端部分が丸みを帯びたＹ字状やＴ字状として、３つの対物レンズ６を保持できる形状とすることや、それぞれの先端部分が丸みを帯びた十字状として、４つの対物レンズ６を保持できる形状とすることができる。その場合、後述する連結材は、保持アーム７の、各対物レンズ６を保持するそれぞれの先端部分に配置される。
【００３８】
そして、対物レンズ切替機構１は、上述したように、２つの対物レンズ６のぞれぞれと保持アーム７との間を連結するように、保持アーム７に付設された２つの連結材８を有する。
【００３９】
図２は、本発明の第１実施形態の対物レンズ切替機構における対物レンズと保持アームとの連結部分を示す模式的な断面図である。
【００４０】
対物レンズ切替機構１において、連結材８としては、Ｚ軸ステージ３の動作方向と平行な方向には柔軟性を有し、Ｚ軸ステージ３の動作方向（Ｚ方向）と垂直な方向、すなわち、図の水平方向（ＸＹ方向）には剛性を有するバネ材を選択することができる。
【００４１】
本発明の第１実施形態の対物レンズ切替機構１において、連結材８として好ましい例として、Ｚ軸ステージ３の動作方向と平行な方向には柔軟性を有し、Ｚ軸ステージ３の動作方向と垂直な水平方向には剛性を有するダイヤフラムを挙げることができる。
【００４２】
図３は、本発明の第１実施形態の対物レンズ切替機構の連結材に用いられるダイヤフラムを示す平面図である。
【００４３】
連結材８として用いられるダイヤフラムは、図３に示すように、中心部分が円形状に開口してリング状をなす円板状のバネ材である。ダイヤフラムは、直径の異なる大小２つのリング状板部材からなり、互いが離間するように、大きな方のリング状板部材のリング内に小さな方のリング状板部材を収め、それぞれのリング中心を一致させるとともに複数のハリによって互いが連結される構造を有する。
【００４４】
ダイヤフラムである連結材８は、中心の開口部内に挿入された部材に対し、バネ作用する。すなわち、ダイヤフラムである連結材８は、開口部内に挿入された部材が、連結材８の設置平面に対して垂直に移動しようとすると、その移動を許容する一方で元の位置に戻すように付勢する。それに対し、開口部内に挿入された部材が、連結材８の設置平面に対して平行な方向（ＸＹ方向）に移動しようとすると、その剛性に従い、部材の移動を抑止する。
【００４５】
図２に示したように、連結材８は、保持アーム７の、対物レンズ６との連結部分に設置され、保持アーム７と対物レンズ６とを連結する。
【００４６】
次に、図２に示した具体的な連結構造の例について説明する。
【００４７】
保持アーム７は、その先端部分に、開口部９が設けられている。保持アーム７の開口部９は、そこに挿入される円筒状の対物レンズ６の形状に対応するように、対物レンズ６の径より大きな直径の円形状をなして構成される。
【００４８】
そして、中心が開口する円板状の連結材８は、開口部９の周縁部を覆うように保持アーム７の先端部分の上に配置されている。このとき、開口部９の中心と、連結材８の開口部分の中心は、一致するように設置されることが好ましい。
【００４９】
したがって、円筒状の対物レンズ６は、連結材８の開口部分に挿入されるとともに、保持アーム７の開口部９に挿入されて、レンズマウント５上の第１の位置に配置される。このとき、保持アーム７の開口部９の直径は円筒形状の対物レンズ６の円形の断面の直径より大きくなるように設定されており、連結部分において、対物レンズ６は、保持アーム７の開口部９の周縁部と離間するように挿入される。そして、対物レンズ６が、後述するように、嵌着された連結リング１０を有する場合、対物レンズ６は、その連結リングの外周面が保持アーム７の開口部９の周縁部とも離間するように、開口部９に挿入される。
【００５０】
一方、連結材８の円形の開口部分の直径は、対物レンズ６の断面の直径と等しくなるか若干小さくなるように設定されている。したがって、対物レンズ６は、保持アーム７との連結部分において、対物レンズ６の外周面で連結材８の開口部分の周縁部と接するように挿入される。
【００５１】
そして、対物レンズ６は連結リング１０を有する。連結リング１０は対物レンズ６に嵌着されて設けられ、対物レンズ６の外周面上で固定されている。円筒状の対物レンズ６において、連結リング１０が嵌着された部分は、連結リング６がつば状に突設しており、その径が他の部分に比べて大きく設定された部分となる。したがって、図に示すように、連結材８は、連結材８の開口部分に挿入された対物レンズ６に対し、対物レンズ６の外周面およびその外周面に配置された連結リング１０の上面で接触する。
【００５２】
そして、連結材８の設置平面に対し、対物レンズ６が、垂直方向であるＺ軸方向に移動しようとする場合、その移動を許容する。
【００５３】
図４は、本発明の第１実施形態の対物レンズ切替機構における連結材の作用を説明する模式的な断面図である。
図４では、１つの対物レンズ６を示し、連結材８の作用を説明している。
【００５４】
図４に示すように、連結材８の設置平面に対し、対物レンズ６を、垂直方向であるＺ軸方向に移動させようとする場合、連結材８はＺ軸方向に撓む変形をして、その移動を許容する。その一方で、対物レンズ６がそのような移動をする前の、対物レンズ６と連結材７との間のＺ軸方向の相対位置、ひいては、対物レンズ６と保持アーム７との間のＺ軸方向の相対位置を維持しようと付勢する。
【００５５】
それに対し、連結材８は、対物レンズ６が連結材８の設置平面に対し、元の位置から平行な方向に移動しようとすると、その剛性に従い、移動を抑止する。すなわち、ＸＹ平面上に設置された連結材８は、対物レンズ６のＸＹ方向の移動を抑止する。
【００５６】
したがって、Ｚ軸ステージ３の動作により保持アーム７がＺ軸方向の上方に移動して、対物レンズ６が、レンズマウント５上の第１の位置から、レンズマウント５と離間する第２の位置に移動する場合、連結材８により、第１の位置における対物レンズ６とレンズマウント５との間のＸＹ方向の相対位置の関係は維持される。そして、その場合に、対物レンズ６と保持アーム７との間のＺ軸方向の変位は許容されるが、対物レンズ６が第１の位置にあるときの対物レンズ６と保持アーム７との間のＺ軸方向の相対位置関係が復元されるように、連結材８により付勢される。
【００５７】
図５は、本発明の第１実施形態の対物レンズ切替機構における連結材の設置方法を示す模式的な断面図である。
図５では、１つの対物レンズ６を示し、連結材８の設置方法を説明している。
【００５８】
連結材８は、上述したように、保持アーム７の先端の開口部９の周縁部を覆うように保持アーム７の先端部分の上に設けられ、保持アーム７上に固定されている。保持アーム７への連結材８の固定は、保持アーム側リング１２を用いて行われる。保持アーム側リング１２は、中心が開口してリング状をなし、保持アーム７の開口部９の周縁部を覆うように設けられる。そして、保持アーム側リング１２は、保持アーム７との間で連結材８の外周側周縁部分を挟み込み、連結材８を保持アーム７に固定する。
【００５９】
さらに、本発明の第１実施形態の対物レンズ切替機構１においては、図５に示すように、レンズ側リング１３を有することができる。レンズ側リング１３は、対物レンズ６の連結リング１０と同様に、中心が開口してリング状をなし、対物レンズ６の連結リング１０と同様に、対物レンズ６に嵌着されてその外周面上に設けられている。そして、レンズ側リング１３は、連結リング１０との間で連結材８の開口部分の周縁部分を挟み込み、連結材８の開口部分の周縁部分を連結リング１０との間で固定する。このようにレンズ側リング１３を設けることで、連結材８の設置平面に対し、対物レンズ６が垂直方向に変位する場合、その変位を許容する一方で、対物レンズ６が傾くこと等を高精度に制御することができる。そして、対物レンズ６と保持アーム７との間の相対位置関係が、対物レンズ６が第１の位置にあるときの状態に戻るように、対物レンズ６に対し付勢することができる。
【００６０】
また、本発明の第１実施形態の対物レンズ切替機構１は、図２、図４および図５等に示すように、対物レンズ６を支持するための支持部材１１を有することができる。
【００６１】
図６は、本発明の第１実施形態の対物レンズ切替機構における、対物レンズのＺ軸方向の移動方法を例示する模式的な断面図である。
図６では、図４と同様、１つの対物レンズ６を示し、その移動方法を説明している。
【００６２】
レンズ切替機構１は、支持部材１１を有することにより、複数の対物レンズ６が、回転ベース４のＺ軸ステージ３の動作により、レンズマウント５上の第１の位置と、レンズマウント５からＺ軸方向上方に離間する第２の位置との間で移動する場合、それを安定して移動させることができる。
【００６３】
支持部材１１の構造としては、例えば、図６に示すように、対物レンズ６を第１の位置から第２の位置に移動させるときに対物レンズ６を支持できるよう、中心部分が円形状に開口した円板形状を有することができる。
【００６４】
そのようなリング状の支持部材１１は、保持アーム７の先端部分にある開口部９の周囲に垂設された吊持部材１５により保持されて、開口部９の下方側に配置される。このとき、支持部材１１の開口中心は、保持アーム７上に配置された連結材８の開口部分の中心と一致させることが好ましい。支持部材１１は、Ｚ軸ステージ３の動作に伴い、保持アーム７がＺ軸方向と平行な方向に移動すると、その動きに追随し、Ｚ軸方向と平行な方向に移動する。
【００６５】
そして、対物レンズ６は、保持リング１６を有することができる。保持リング１６は対物レンズ６に嵌着されて設けられ、対物レンズ６の外周面上に固定されている。円筒状の対物レンズ６において、保持リング１６が嵌着された部分は、連結リング６がつば状に突設され、その径が他の部分に比べて大きく設定された部分となる。
【００６６】
このような保持リング１６を有する対物レンズ６は、支持部材１１の開口部分に挿入され、さらに、連結材８の開口部分および保持アーム７の開口部９に挿入された状態で、レンズマウント５上の第１の位置に配置される。このとき、対物レンズ切替機構１では、支持部材１１が、対物レンズ６の保持リング１６と離間するように、保持リング１６の下方に配置されるように構成されている。
【００６７】
したがって、図６に示すように、支持部材１１は、Ｚ軸ステージ３の動作による保持アーム７の上昇により、連結材８の開口部分に挿入された対物レンズ６に対して、その保持リング１６と下方側から接触する。そしてさらに、Ｚ軸ステージ３によって保持アーム７が上昇すると、対物レンズ６はレンズマウント５から支持部材１１に受け渡される。こうして、支持部材１１は保持リング１６を介して対物レンズ６を下方から支持するようになる。そして、保持アーム７は、支持部材１１によって、対物レンズ６をレンズマウント５上の第１の位置から、レンズマウント５にＺ軸方向上方に離間する第２の位置に持ち上げることができる。
【００６８】
第２の位置としては、対物レンズ６の底面側とレンズマウント５のマウント面との間の離間幅が５０μｍ〜２００μｍとなる位置とすることが好ましい。
【００６９】
このとき、本発明の第１実施形態の対物レンズ切替機構１においては、保持アーム７上の連結材８が上述したバネ作用をする。
【００７０】
すなわち、対物レンズ６が第２の位置にあるとき、対物レンズ６および保持アーム７においては、連結材８によって、対物レンズ６が第１の位置にあるときのＸＹ方向の相対位置の関係が維持される。その結果、対物レンズ６が第２の位置にあるとき、対物レンズ６とレンズマウント５とは、連結材８によって、対物レンズ６が第１の位置にあるときのＸＹ方向の相対位置の関係が維持される。
【００７１】
その一方で、対物レンズ６および保持アーム７においては、対物レンズ６が第２の位置にあるとき、対物レンズ６が第１の位置にあるときの両者のＺ軸方向の相対位置関係から、Ｚ軸方向に、若干の変動が生ずることが許容される。そして、対物レンズ６が第１の位置にあるときの対物レンズ６と保持アーム７との間のＺ軸方向の相対位置関係が復元されるように、連結材８により付勢される。
【００７２】
以上の各構成要素を有して構成される本発明の第１実施形態の対物レンズ切替機構１は、上述したように、２つの対物レンズ６が、回転ベース４のＺ軸ステージ３の動作により、保持アーム７と支持部材１１により支持されて、それらをレンズマウント５上での設置位置である第１の位置と、レンズマウント５からＺ軸方向の上方側に離間する第２の位置との間で移動させることができる。
【００７３】
そして、対物レンズ切替機構１においては、２つの対物レンズ６が、回転テーブル２の動作により、保持アーム７と支持部材１１により支持されて、それらをレンズマウント５から離間する第２の位置と、それとは別のレンズマウント５からＺ軸方向の上方側に離間する第２の位置との間で移動させることができる。
【００７４】
その結果、本発明の第１実施形態の対物レンズ切替機構１は、２つの対物レンズ６それぞれを、元々配置されたレンズマウント５上から別レンズマウント上に切替えて配置することができる。すなわち、２つの対物レンズ６のうちの１つを選択し、その選択された１つを、元々のレンズマウント５上の第１の位置から、所望位置にある別のレンズマウント５上に配置することができる。
【００７５】
具体的には、レンズマウント５上の第１の位置にある対物レンズ６を、回転ベース４のＺ軸ステージ３の上昇動作により、レンズマウント５から支持部材１１に引き渡す。そして、保持アーム７および支持部材１１によって対物レンズ６を支持し、Ｚ軸方向と平行な上方側に持ち上げる。その結果、対物レンズ６を、それが元々配置されていたレンズマウント５から離間する第２の位置に移動させる。
【００７６】
次に、保持アーム７および支持部材１１により支持した状態のまま、対物レンズ６を、回転テーブル２の回転動作により、上述の第２の位置から、上述のレンズマウント５とは異なる、所望とする別のレンズマウント５から離間する第２の位置に移動させる。
【００７７】
次に、上述の所望とするレンズマウント５から離間する第２の位置にある対物レンズ６を、Ｚ軸ステージ３の下降動作により、保持アーム７および支持部材１１によって支持したまま、その所望とするレンズマウント５側に下降させる。そして、対物レンズ６を、所望とするレンズマウント５に引き渡し、所望とするレンズマウント５のマウント面上に配置する。
【００７８】
このとき、上述したように、対物レンズ６は連結材８を介して、保持アーム７と連結されている。連結材８は、Ｚ軸ステージ３の動作方向と平行な方向に柔軟性を有し、Ｚ軸ステージ３の動作方向（Ｚ方向）と垂直な方向、すなわち、図の水平方向（ＸＹ方向）には剛性を有するバネ材である。
【００７９】
したがって、連結材８は、開口部内に挿入された対物レンズ６が、連結材８の設置平面に対して垂直な方向に移動しようとすると、その移動を許容し、さらに、対物レンズ６の若干の傾斜も許容することができる。そのうえで、連結材８は、対物レンズ６を元の状態に戻すように付勢する。それに対し、開口部内に挿入された対物レンズ６が、連結材８の設置平面に対して平行な方向（ＸＹ方向）に移動しようとすると、その剛性に従い、対物レンズ６の移動を抑止する。
【００８０】
したがって、対物レンズ６は、レンズマウント５上で高精度の位置の設定を一度行うことができれば、上述の第１の位置と第２の位置との間の移動、および、異なる第２の位置間での移動が繰り返されても、保持アーム７との間の相対位置にずれが生じさせることがない。その結果、対物レンズは、上述の第１の位置と第２の位置との間の移動、および、異なる第２の位置間での移動が繰り返されても、それぞれのレンズマウント５上で、ＸＹ方向の位置ずれがない配置を実現することができる。
【００８１】
また、連結材８がその設置平面に対する垂直な方向の移動を許容することから、対物レンズ６が、保持アーム７の支持部材１１で支持されていない状態においては、対物レンズ６と保持アーム７との間の微小な相対傾きは許容される。したがって、対物レンズ切替機構１は、レンズマウント５のマウント面と保持アーム７との間の相対傾斜の影響を受けることなく、対物レンズ６の底面側をレンズマウント５のマウント面に密着させて、対物レンズ６をレンズマウント５上に配置することができる。
【００８２】
さらに、対物レンズ切替機構１は、上述したように、保持アーム７および支持部材１１によって支持した状態でＺ軸ステージ３を下降動作させ、対物レンズ６をレンズマウント５のマウント面上に配置する。その場合、連結材８のバネ作用により、対物レンズ６がレンズマウント５のマウント面と接触し始める瞬間の対物レンズ６の重量を相殺することができる。そのため、対物レンズ切替機構１は、レンズマウント５上に対物レンズ６を設置する瞬間に、対物レンズ６にかかる衝撃力を緩和することができ、対物レンズに損傷等を与えることがない安全な設置を実現することができる。
【００８３】
以上から、本発明の第１実施形態の対物レンズ切替機構１は、対物レンズ６と保持アーム７との間の相対位置精度を維持し、対物レンズ６を高い位置精度で確実にレンズマウント５のマウント面に密着させて配置することができる。さらに、対物レンズ切替機構１は、その配置時において、対物レンズ６に加わる衝撃を緩和し、レンズマウント５上での対物レンズの安全な配置を実現することができる。
【００８４】
したがって、本発明の第１実施形態の対物レンズ切替機構１は、対物レンズの切替えを容易かつ安全に行うことができ、高い精度で対物レンズを配置することができる。
【００８５】
そして、例えば、本発明の第１実施形態の対物レンズ切替機構１は、本発明の検査装置の構成に用いることができる。その検査装置においては、検査に使用する対物レンズ６を性能に従い切替えながら、検査を行う場合がある。その場合、対物レンズ切替機構１が有する２つの対物レンズ６のうち、所望とする性能を備えた１つを選択し、元々配置されていたレンズマウント５上から検査位置にある別のレンズマウント５上に移動させて配置することができる。その結果、本発明の検査装置は、検査に使用する対物レンズ６を、優れた設置位置精度で、容易かつ安全に、所望の性能のものに切替えて、検査を行うことができる。
【００８６】
実施の形態２．
以下、本発明の第２実施形態の検査装置について、図面等を用いて説明する。
【００８７】
図７は、本発明の第２実施形態である検査装置の概略構成図である。
【００８８】
尚、図７では、本実施形態を構成可能な要素を記載しているが、検査に必要な他の公知要素が含まれていてもよい。また、本明細書において、「〜部」または「〜回路」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が、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やファームウェアとの組合せによって実施されるものであってもよい。プログラムにより構成される場合、プログラムは、磁気ディスク装置等の記録装置に記録される。
【００８９】
また、本実施形態においては、検査対象となる試料を、フォトリソグラフィ法等で使用されるマスクとしているが、これに限られるものではなく、例えば、ウェハを検査対象の試料としてもよい。
【００９０】
図７に示すように、検査装置１００は、検査対象となる試料の例であるマスク１０１の光学画像を取得するための構成部Ａと、構成部Ａで取得された光学画像を用いて検査に必要な処理等を行う構成部Ｂとを有する。構成部Ａには、上述した本発明の第１実施形態の対物レンズ切替機構１が含まれる。したがって、本発明の第２実施形態の検査装置１００は、本発明の第１実施形態の対物レンズ切替機構１を用いることにより、対物レンズ６を容易に切替えることができ、高い検査効率を実現することができる。
【００９１】
構成部Ａは、検査用の光を放出する光源１０３と、検査対象となるマスク１０１が載置されるテーブルの一例である、水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）および回転方向（θ方向）に移動可能なＸＹθテーブル１０２と、ＸＹθテーブル１０２上に載置されたマスク１０１に法線方向（上下方向）から光源１０３からの検査用の光を照射して透過照明系を構成する照明光学系１７０と、複数の対物レンズ６を備えた対物レンズ切替機構１と、受光部の一例となるフォトダイオードアレイ１０５およびセンサ回路１０６と、レーザ測長システム１２２とを有する。
【００９２】
構成部Ａの対物レンズ切替機構１は、図１等に示されたものであり、例えば、２つの対物レンズ６等を有してなる、本発明の第１実施形態の対物レンズ切替機構１である。検査装置１００は、検査対象のマスク１０１上に形成されるパターンに対応して、または、異なる種類のマスク１０１の検査に対応して、対物レンズ切替機構１が有する複数の対物レンズ６のうち、検査に好適となる性能を備えた１つの対物レンズ６を選択する。そして、その選択に従い、対物レンズ切替機構１を用いて、高い設置位置の精度で安全に対物レンズ６の切替えを行うことができる。その結果、検査装置１００は、マスク１０１の検査に最適となる性能を備えた１つの対物レンズ６を、検査のための検査位置に配置することができ、マスク１０１の検査を行うことができる。
【００９３】
尚、構成部Ｂは、構成部Ａの対物レンズ切替機構１に対応して、対物レンズ切替制御回路１２４を有することができる。
その場合、検査装置１００は、対物レンズ切替制御回路１２４により構成部Ａの対物レンズ切替機構１を駆動し、上述した所望とする性能を備えた対物レンズ６への切替を自動的にオンラインで行うことができる。
【００９４】
また、構成部Ａは、図７に示すように、オートローダ１３０を有することができる。尚、構成部Ｂは、構成部Ａがオートローダ１３０を有する場合に対応して、オートローダ制御回路１１３を有することができる。
【００９５】
構成部Ａでは、検査対象となるマスク１０１の光学画像が取得される。マスク１０１の光学画像は、マスク１０１の設計パターンデータに含まれる図形データに基づく図形が描画されたマスクの画像である。例えば、マスクの光学画像は、８ビットの符号なしデータであって、各画素の明るさの階調を表現する。
【００９６】
検査装置１００において、検査対象の試料となるマスク１０１は、構成部ＡのＸＹθテーブル１０２上に載置される。ＸＹθテーブル１０２は、互いに直交する水平２方向たるＸ方向およびＹ方向にそれぞれＸモータおよびＹモータにより移動されるとともに、鉛直のθ軸線回りにθモータにより回転される。レーザ測長システム１２２は、ＸＹθテーブル１０２のＸ方向およびＹ方向の位置を計測する。
【００９７】
そして、マスク１０１に形成されたパターンは、ＸＹθテーブル１０２の上方に配置された光源１０３から検査用の光によって照明される。より詳しくは、光源１０３から照射される光束が、照明光学系１７０を介してマスク１０１に照射される。マスク１０１の下方には、複数の対物レンズ６を備えた対物レンズ切替機構１、フォトダイオードアレイ１０５およびセンサ回路１０６が配置されている。マスク１０１を透過した光は、対物レンズ切替機構１の有する複数の対物レンズ６から選択された所望の１つを介して、フォトダイオードアレイ１０５に光学像として結像する。
【００９８】
フォトダイオードアレイ１０５上に結像したマスク１０１のパターン像は、フォトダイオードアレイ１０５によって光電変換され、さらにセンサ回路１０６によってＡ／Ｄ（アナログデジタル）変換される。フォトダイオードアレイ１０５には、センサ（図示されない）が配置されている。このセンサの例としては、ＴＤＩ（Ｔｉｍｅ  Ｄｅｌａｙ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）センサなどが挙げられる。この場合、ＸＹθテーブル１０２が連続的に移動しながら、ＴＤＩセンサによってマスク１０１のパターンが撮像される。尚、フォトダイオードアレイ１０５は、使用時の発熱が懸念されるため、冷却のための水冷手段を有することが望ましい。
【００９９】
構成部Ａにおいては、光源１０３、照明光学系１７０、対物レンズ切替機構１の有する対物レンズ６、フォトダイオードアレイ１０５およびセンサ回路１０６により高倍率の検査光学系を構成することができる。
【０１００】
次に、検査装置１００の、上述の構成部Ａで取得された光学画像を用いて検査に必要な処理等を行う構成部Ｂについて説明する。
【０１０１】
図７に示すように、構成部Ｂでは、検査装置１００全体の制御を司る制御計算機１１０が、データ伝送路となるバス１２０を介して、構成部Ａの対物レンズ切替機構１の有する対物レンズ６の切替えを行う対物レンズ切替制御回路１２４、位置回路１０７、比較回路１０８、参照回路１１２、展開回路１１１、オートローダ制御回路１１３、テーブル制御回路１１４、記憶装置の一例となる磁気ディスク装置１０９、磁気テープ装置１１５、フレキシブルディスク装置１１６、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）１１７、パターンモニタ１１８およびプリンタ１１９に接続されている。
【０１０２】
図７で「〜部」または「〜回路」と記載したものは、既に述べたように、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が、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やファームウェアとの組合せによって実施されるものであってもよい。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１０９に記録されることができる。例えば、対物レンズ切替制御回路１２４、オートローダ制御回路１１３、テーブル制御回路１１４、比較回路１０８および位置回路１０７内の各回路は、電気的回路で構成されてもよく、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されてもよい。また、電気的回路とソフトウェアの組合せによって実現されてもよい。
【０１０３】
制御計算機１１０は、対物レンズ切替制御回路１２４を制御して、構成部Ａの対物レンズ切替機構１において、検査に使用する対物レンズ６が所望とする性能を備えたものであるように、複数の対物レンズ６間で対物レンズの切替えを行う。
【０１０４】
また、制御計算機１１０は、テーブル制御回路１１４を制御して、ＸＹθテーブル１０２を駆動する。ＸＹθテーブル１０２の移動位置は、レーザ測長システム１２２により測定されて位置回路１０７に送られる。
【０１０５】
データベース方式の基準データとなる設計パターンデータは、磁気ディスク装置１０９に格納されており、検査の進行に合わせて読み出されて展開回路１１１に送られる。展開回路１１１では、設計パターンデータがイメージデータ（設計画素データ）に変換される。その後、このイメージデータは、参照回路１１２に送られて参照画像の生成に用いられる。
【０１０６】
比較回路１０８では、センサ回路１０６から送られた光学画像と、参照回路１１２で生成した参照画像とが、適切な比較判定アルゴリズムを用いて比較され、誤差が所定の値を超えた場合にその箇所は欠陥と判定される。
【０１０７】
尚、本実施形態の検査装置１００は、図７に示す構成要素以外に、マスク１０１を検査するのに必要な他の公知要素が含まれていてもよい。例えば、後述するレビュー装置を検査装置自身が有していてもよい。
【０１０８】
図８は、本発明の第２実施形態におけるデータの流れを示す概念図である。
【０１０９】
図８に示すように、設計者（ユーザ）が作成したＣＡＤデータ２０１は、階層化されたフォーマットの設計中間データ２０２に変換される。設計中間データ２０２には、レイヤ（層）毎に作成されてマスク１０１に形成されるパターンデータが格納される。ここで、一般に、検査装置は、設計中間データ２０２を直接読み込めるようには構成されていない。すなわち、検査装置の製造メーカ毎に、異なるフォーマットデータが用いられている。このため、設計中間データ２０２は、レイヤ毎に各検査装置に固有のフォーマットデータ２０３に変換された後に検査装置１００に入力される。この場合、フォーマットデータ２０３は、検査装置１００に固有のデータとすることができる。
【０１１０】
次に、図７に示す検査装置１００を用いてマスク１０１を検査する方法の一例について説明する。検査装置１００を用いた本実施形態の検査方法を説明することによって、構成部Ａおよび構成部Ｂの各要素の機能をより詳細に説明する。
【０１１１】
図９は、検査方法を示すフローチャートである。
【０１１２】
尚、以下では、ダイ−トゥ−データベース方式による検査方法を述べる。したがって、検査対象の光学画像と比較される基準画像は、描画データ（設計パターンデータ）をベースに作成された参照画像である。但し、本発明において、検査装置は、ダイ−トゥ−ダイ方式による検査方法にも適用可能であり、その場合の基準画像は、検査対象とは異なる光学画像になる。
【０１１３】
図９に示すように、検査方法は、光学画像取得工程（Ｓ１）と、設計パターンデータの記憶工程（Ｓ２）と、展開工程（Ｓ３）およびフィルタ処理工程（Ｓ４）と、光学画像と参照画像の比較工程（Ｓ５）とを有する。
【０１１４】
＜光学画像取得工程＞
図９において、Ｓ１の光学画像取得工程では、図７の構成部Ａが、マスク１０１の光学画像（測定データ）を取得する。ここで、光学画像は、設計パターンに含まれる図形データに基づく図形が描画されたマスク１０１の画像である。光学画像の具体的な取得方法の一例を、図７および図９を用いて説明する。
【０１１５】
マスク１０１は、ＸＹθテーブル１０２上に載置される。ＸＹθテーブル１０２は、互いに直交する水平２方向たるＸ方向およびＹ方向にそれぞれ移動されるとともに、鉛直のθ軸線回りに回転される。具体的には、ＸＹθテーブル１０２は、図７の制御計算機１１０の制御の下、テーブル制御回路１１４によって駆動され、Ｘ方向に駆動するＸモータとＹ方向に駆動するＹモータと、鉛直のθ軸線回りに回転するθモータによって移動可能となっている。Ｘモータ、Ｙモータおよびθモータには、例えば、ステップモータを用いることができる。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により測定されて位置回路１０７に送られる。また、検査装置１０１が、オートローダ１３０を有する場合、ＸＹθテーブル１０２上のマスク１０１は、オートローダ制御回路１１３により駆動されるオートローダ１３０から自動的に搬送され、検査終了後には自動的に排出される。
【０１１６】
光源１０３は、試料であるマスク１０１に対して、検査用の光を照射する。光源１０３から出射された光は、照明光学系１７０を透過してマスク１０１の上に集光される。照明光学系は、例えば、コンデンサレンズ等のレンズやミラー等を用いて構成される。
【０１１７】
図７に示すように、光源１０３から照射されてマスク１０１を透過した光は、対物レンズ切替機構１の対物レンズ６を介して、フォトダイオードアレイ１０５に光学像として結像する。
【０１１８】
このとき、図１等を用いて説明したように、対物レンズ切替機構１の対物レンズ６は、検査対象であるマスク１０１の種類やパターンに対応して、対物レンズ切替機構１が有する複数の対物レンズ６のうち、検査に好適となる性能を備えた１つが選択されたものである。そして、その選択に従い、対物レンズ切替機構１を用いて容易に切替えられて、高い設置位置の精度で安全に設置されたものである。したがって、検査装置１００は、マスク１０１の検査に最適となる性能を備えた１つの対物レンズ６を、検査のための検査位置に高い位置精度で容易かつ安全に配置して、後述する方法で、マスク１０１の検査を行うことができる。
【０１１９】
そして、図７のフォトダイオードアレイ１０５上に結像したパターンの像は、フォトダイオードアレイ１０５によって光電変換され、さらにセンサ回路１０６によってＡ／Ｄ（アナログデジタル）変換される。フォトダイオードアレイ１０５には、画像センサが配置されている。本実施形態の画像センサとしては、例えば、撮像素子としてのＣＣＤカメラを一列に並べたラインセンサが用いられる。ラインセンサの例としては、ＴＤＩ（Ｔｉｍｅ  Ｄｅｌａｙ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）センサが挙げられる。ＸＹθテーブル１０２がＸ軸方向に連続的に移動しながら、ＴＤＩセンサによってマスク１０１のパターンが撮像される。
【０１２０】
以上のようにして光学画像取得工程（Ｓ１）で得られた光学画像は、図７および図８の比較回路１０８へ送られる。
【０１２１】
＜記憶工程＞
図９において、Ｓ２は記憶工程である。図７において、マスク１０１のパターン形成時に用いた設計パターンデータは、記憶装置の一例である磁気ディスク装置１０９に記憶される。
【０１２２】
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ある。磁気ディスク装置１０９には、例えば、図形の基準位置における座標、辺の長さ、長方形や三角形など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あって、各パターン図形の形、大きさ、位置などを定義した図形データが格納される。
【０１２３】
さらに、数十μｍ程度の範囲に存在する図形の集合を一般にクラスタまたはセルと称するが、これを用いてデータを階層化することが行われている。クラスタまたはセルには、各種図形を単独で配置したり、ある間隔で繰り返し配置したりする場合の配置座標や繰り返し記述も定義される。クラスタまたはセルデータは、さらにフレームに配置される。フレームは、例えば、幅が数百μｍであって、長さがマスク１０１のＸ方向またはＹ方向の全長に対応する１００ｍｍ程度の短冊状領域である。
【０１２４】
＜展開工程＞
図９のＳ３は展開工程である。この工程においては、図７の展開回路１１１が、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データを読み出し、読み出された試料１０１の設計パターンデータを２値ないしは多値のイメージデータ（設計画像データ）に変換する。そして、このイメージデータは参照回路１１２に送られる。
【０１２５】
図形データとなる設計パターンデータが展開回路１１１に入力されると、展開回路１１１は、設計パターンデータを図形毎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。展開された設計画像データは、センサ画素に相当する領域（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する。そして、各画素内の図形占有率が画素値となる。
【０１２６】
＜フィルタ処理工程＞
図９のＳ４はフィルタ処理工程である。この工程では、図７の参照回路１１２によって、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が施される。
【０１２７】
図１０は、フィルタ処理を説明する図である。
【０１２８】
図７のセンサ回路１０６から得られた光学画像としての測定データは、対物レンズ切替機構１の対物レンズの解像特性やフォトダイオードアレイ１０５のアパーチャ効果などによってフィルタが作用した状態、言い換えれば連続的に変化するアナログ状態にある。したがって、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パターン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と比較する参照画像を作成する。
【０１２９】
＜比較工程＞
図９のＳ５は比較工程である。図７において、センサ回路１０６からの光学画像データは、比較回路１０８へ送られる。また、設計パターンデータも、展開回路１１１および参照回路１１２により参照画像データに変換されて比較回路１０８に送られる。また、レーザ測長システム１２２に接続されて光学画像のマスク１０１上の位置を検出する位置検出回路１０７からの位置データが比較回路１０８に入力される。
【０１３０】
そして、比較回路１０８では、センサ回路１０６から送られた光学画像と、参照回路１１２で生成した参照画像とが、適切な比較判定アルゴリズムを用いて比較され、誤差が所定の値を超えた場合にその箇所は欠陥と判定される。次いで、欠陥の座標と、欠陥判定の根拠となった光学画像および参照画像とが、図８に示す検査結果２０５として、磁気ディスク装置１０９に保存される。
【０１３１】
尚、欠陥判定は、次の２種類の方法により行うことができる。１つは、参照画像における輪郭線の位置と、光学画像における輪郭線の位置との間に、所定の閾値寸法を超える差が認められる場合に欠陥と判定する方法である。他の１つは、参照画像におけるパターンの線幅と、光学画像におけるパターンの線幅との比率が所定の閾値を超える場合に欠陥と判定する方法である。この方法では、参照画像におけるパターン間の距離と、光学画像におけるパターン間の距離との比率を対象としてもよい。
【０１３２】
以上のようにして得られた検査結果２０５は、図８に示すように、レビュー装置５００に送られる。レビューは、オペレータによって、検出された欠陥が実用上問題となるものであるかどうかを判断する動作である。具体的には、検査結果２０５がレビュー装置５００に送られ、オペレータによるレビューによって修正の要否が判断される。このとき、オペレータは、欠陥判定の根拠となった参照画像と、欠陥が含まれる光学画像とを見比べてレビューする。
【０１３３】
レビュー装置５００では、欠陥１つ１つの座標が観察できるように、マスク１０１が載置されたテーブルを移動させながら、マスク１０１の欠陥箇所の画像を表示する。また同時に欠陥判定の判断条件や、判定の根拠となった光学画像と参照画像を確認できるよう、レビュー装置５００に備えられた計算機の画面上にこれらを並べて表示する。
【０１３４】
尚、検査装置１００にレビュー装置５００が備えられている場合には、検査装置１００の光学系を使って、マスク１０１の欠陥箇所の画像を表示する。また同時に、欠陥判定の判断条件や、判定根拠になった光学画像と参照画像等は、図７に示す制御計算機１１０の画面を利用して表示される。
【０１３５】
レビュー工程を経て判別された欠陥情報は、図７の磁気ディスク装置１０９に保存される。そして、図８において、レビュー装置５００で１つでも修正すべき欠陥が確認されると、マスク１０１は、欠陥情報リスト２０７とともに、検査装置１００の外部装置である修正装置６００に送られる。修正方法は、欠陥のタイプが凸系の欠陥か凹系の欠陥かによって異なるので、欠陥情報リスト２０７には、凹凸の区別を含む欠陥の種別と欠陥の座標が添付される。
【０１３６】
本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することができる。
【０１３７】
また、上記の各実施形態では、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要としない部分についての記載を省略したが、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ことは言うまでもない。その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更し得る全ての対物レンズ切替機構、検査装置または検査方法は、本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【０１３８】
１  対物レンズ切替機構
２  回転テーブル
３  Ｚ軸ステージ
４  回転ベース
５  レンズマウント
６  対物レンズ
７  保持アーム
８  連結材
９  開口部
１０  連結リング
１１  支持部材
１２  保持アーム側リング
１３  レンズ側リング
１５  吊持部材
１６  保持リング
１００  検査装置
１０１  マスク
１０２  ＸＹθテーブル
１０３  光源
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  フレキシブルディスク装置
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
１２４  対物レンズ切替制御回路
１３０  オートローダ
１７０  照明光学系
２０１  ＣＡＤデータ
２０２  設計中間データ
２０３  フォーマットデータ
２０５  検査結果
２０７  欠陥情報リスト
５００  レビュー装置
６００  修正装置
【図１】
2015099092.tif 000003
【図２】
2015099092.tif 000004
【図３】
2015099092.tif 000005
【図４】
2015099092.tif 000006
【図５】
2015099092.tif 000007
【図６】
2015099092.tif 000008
【図７】
2015099092.tif 000009
【図８】
2015099092.tif 000010
【図９】
2015099092.tif 000011
【図１０】
2015099092.tif 000012