(57)【要約】【課題】  対象物のパターン全体の状態を解析することができるパターン・ムラ解析装置およびパターン・ムラ解析方法を提供すること。【解決手段】  対象物２００のパターンのパターン・ムラを解析するためのパターン・ムラ解析装置１であって、対象物２００を保持する対象物保持手段２と、パターンに対して光Ｌｉを照射する光源３と、パターンからの反射光Ｌｒを受光する受光手段５と、対象物２００に対する受光手段５の角度を調節する受光角度調節手段６と、受光手段５が受光した反射光Ｌｒの反射光データを格納するデータ格納手段７と、対象物２００の同一領域内の複数の反射光データから領域の特徴を表す特徴データを算出するデータ演算手段８と、を具備し、この特徴データからパターン・ムラを解析する。【選択図】        図１
2008145307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物のパターンのパターン・ムラを解析するためのパターン・ムラ解析装置であって、
前記対象物を保持する対象物保持手段と、
前記パターンに対して光を照射する光源と、
前記パターンからの反射光を受光する受光手段と、
前記対象物に対する前記受光手段の角度を調節する受光角度調節手段と、
前記受光手段が受光した反射光の反射光データを格納するデータ格納手段と、
を具備することを特徴とするパターン・ムラ解析装置。
【請求項２】
対象物のパターンのパターン・ムラを解析するためのパターン・ムラ解析装置であって、
前記対象物を保持する対象物保持手段と、
前記パターンに対して光を照射する光源と、
前記パターンからの反射光を受光する受光手段と、
前記対象物に対する前記受光手段の角度を調節する受光角度調節手段と、
前記受光手段が受光した反射光の反射光データ及び当該反射光データを所定の方法によって正規化した正規化データを格納するデータ格納手段と、
を具備することを特徴とするパターン・ムラ解析装置。
【請求項３】
前記対象物の同一領域内の複数の反射光データから前記領域の特徴を表す特徴データを算出するデータ演算手段を具備することを特徴とする請求項１記載のパターン・ムラ解析装置。
【請求項４】
前記対象物の同一領域内の複数の反射光データから生成した正規化データから前記領域の特徴を表す特徴データを算出するデータ演算手段を具備することを特徴とする請求項２記載のパターン・ムラ解析装置。
【請求項５】
所定のデータを表示するデータ表示手段を具備し、
前記データ演算手段は、複数の対象物について前記特徴データをそれぞれ算出し、前記反射光の角度をｘ軸、当該角度に対応する前記特徴データをｙ軸としてそれぞれグラフを作成し、前記データ表示手段に複数の前記グラフを同時に表示させることを特徴とする請求項３又は４記載のパターン・ムラ解析装置。
【請求項６】
所定のデータを表示するデータ表示手段を具備し、
前記データ演算手段は、所定のパターンを有する型及び前記型によって転写されたパターンを有する転写パターンサンプルを前記対象物として、それぞれ前記特徴データを算出し、前記反射光の角度をｘ軸、当該角度に対応する前記特徴データをｙ軸として２本のグラフを作成し、前記データ表示手段に一方のグラフのｘ軸方向及びｙ軸方向を反転して同時に表示させることを特徴とする請求項３又は４記載のパターン・ムラ解析装置。
【請求項７】
前記データ演算手段は、所定のパターンを有する型及び前記型によって転写されたパターンを有する転写パターンサンプルを前記対象物として、それぞれ前記特徴データを算出し、算出された前記特徴データ同士の相関性を算出し、前記データ表示手段に表示させる
ことを特徴とする請求項３又は４記載のパターン・ムラ解析装置。
【請求項８】
前記データ格納手段は、前記対象物のパターンの状態を判定するための判定用特徴データを格納し、
前記データ演算手段は、前記特徴データと前記判定用特徴データとを比較して前記対象物が有するパターンの状態を判定することを特徴とする請求項３又は４記載のパターン・ムラ解析装置。
【請求項９】
前記光源が前記パターンに対して照射する照射光の角度を調節する照射角度調節手段を具備することを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載のパターン・ムラ解析装置。
【請求項１０】
対象物のパターンのパターン・ムラを解析するためのパターン・ムラ解析方法であって、
前記パターンに対して光を照射する照射工程と、
前記パターンからの反射光を複数の角度で受光する受光工程と、
前記受光工程で受光した反射光の反射光データを格納するデータ格納工程と、
を有することを特徴とするパターン・ムラ解析方法。
【請求項１１】
対象物のパターンのパターン・ムラを解析するためのパターン・ムラ解析方法であって、
前記パターンに対して光を照射する照射工程と、
前記パターンからの反射光を複数の角度で受光する受光工程と、
前記受光工程で受光した反射光の反射光データ及び当該反射光データを所定の方法によって正規化した正規化データを格納するデータ格納工程と、
を有することを特徴とするパターン・ムラ解析方法。
【請求項１２】
前記対象物の同一領域内の複数の反射光データから前記領域の特徴を表す特徴データを算出する特徴データ算出工程を有することを特徴とする請求項１０記載のパターン・ムラ解析方法。
【請求項１３】
前記対象物の同一領域内の複数の反射光データから生成した正規化データから前記領域の特徴を表す特徴データを算出する特徴データ算出工程を有することを特徴とする請求項１１記載のパターン・ムラ解析方法。
【請求項１４】
複数の対象物について前記特徴データの算出をそれぞれ行い、前記反射光の角度をｘ軸、当該角度に対応する前記特徴データをｙ軸としてそれぞれグラフを作成し、作成された前記グラフを複数同時に表示させるグラフ作成工程を有することを特徴とする請求項１２又は１３記載のパターン・ムラ解析方法。
【請求項１５】
所定のパターンを有する型及び前記型によって転写されたパターンを有する転写パターンサンプルについて前記特徴データの算出をそれぞれ行い、前記反射光の角度をｘ軸、当該角度に対応する前記特徴データをｙ軸として２本のグラフを作成し、一方のグラフのｘ軸方向及びｙ軸方向を反転して同時に表示させるグラフ作成工程を有することを特徴とする請求項１２又は１３記載のパターン・ムラ解析方法。
【請求項１６】
所定のパターンを有する型及び前記型によって転写されたパターンを有する転写パターンサンプルについて前記特徴データの算出をそれぞれ行い、算出された前記特徴データ同士の相関性を算出し表示させる相関性表示工程を有することを特徴とする請求項１２又は１３記載のパターン・ムラ解析方法。
【請求項１７】
前記対象物のパターンの状態を判定するための判定用特徴データと前記特徴データとを比較して前記対象物が有するパターンの状態を判定するパターン判定工程を有することを特徴とする請求項１２又は１３記載のパターン・ムラ解析方法。
【請求項１８】
前記パターンに対して照射する照射光の角度を調節する照射角度調節工程を有することを特徴とする請求項１０ないし１７記載のパターン・ムラ解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、凹凸からなるパターンの状態を解析するパターン・ムラ解析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子や液晶パネル等のパターン検査には、凹凸からなるパターンを回折格子とみなし、パターンに可視光を照射したときに発生する回折光を利用するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
近年、パターンの微細化が進んでいるが、凹凸のピッチが小さくなると、回折光を発生させるには、照射する光の波長を短くする必要が生じる。しかし、可視光よりも波長の短い紫外域（４００ｎｍ以下）の光を光源として使用すると、レジストパターンが露光されてしまうという問題があった。また、人間は紫外光に視感度がないため、光学系の設定や回折光の測定をおこなうのに非常に労力を要し時間がかかるという問題もあった。さらに、受光器として使用する紫外線センサーは高価であり、また大面積の紫外線センサーは入手さえも困難な場合があった。
【０００４】
そこで、パターンを構成する凹凸の上面と側面の間のエッジからの反射光量をモニターし、エッジからの反射光量が多い場合は、そのエッジを含むパターンの誤差は小さく、逆にエッジからの反射光量が少ない場合は、そのエッジを含むパターンの誤差は大きいとして、パターンの誤差を検出するものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１４１６５７号明細書
【特許文献２】ＷＯ２００３／０４６５３０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のものは、所定の角度における反射光の光量のみを測定していたため、予めパターンの誤差が生じる部分を把握できない場合には、パターンの検査を行うことができなかった。また、従来のものは、パターンの一部分のみを検査するものであり、パターン全体の形状を把握することはできなかった。
【０００７】
そこで本発明は、対象物のパターン全体の状態を解析することができるパターン・ムラ解析装置およびパターン・ムラ解析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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明のパターン・ムラ解析装置は、対象物のパターンのパターン・ムラを解析するためのパターン・ムラ解析装置であって、前記対象物を保持する対象物保持手段と、前記パターンに対して光を照射する光源と、前記パターンからの反射光を受光する受光手段と、前記対象物に対する前記受光手段の角度を調節する受光角度調節手段と、前記受光手段が受光した反射光の反射光データを格納するデータ格納手段と、を具備することを特徴とする。
【０００９】
この場合、前記格納手段は、前記反射光データを所定の方法によって正規化した正規化データも格納するようにする方が好ましい。
【００１０】
また、前記対象物の同一領域内の複数の反射光データ又は前記反射光データから生成された正規化データから前記領域の特徴を表す特徴データを算出するデータ演算手段を具備する方が好ましい。
【００１１】
また、所定のデータを表示するデータ表示手段を具備し、前記データ演算手段は、複数の対象物について前記特徴データをそれぞれ算出し、前記反射光の角度をｘ軸、当該角度に対応する前記特徴データをｙ軸としてそれぞれグラフを作成し、前記データ表示手段に複数の前記グラフを同時に表示させる方が好ましい。この場合、前記データ演算手段は、所定のパターンを有する型及び前記型によって転写されたパターンを有する転写パターンサンプルを前記対象物として、それぞれ前記特徴データを算出し、前記反射光の角度をｘ軸、当該角度に対応する前記特徴データをｙ軸として２本のグラフを作成し、前記データ表示手段に一方のグラフのｘ軸方向及びｙ軸方向を反転して同時に表示させるようにすることもできる。
【００１２】
また、前記データ演算手段は、所定のパターンを有する型及び前記型によって転写されたパターンを有する転写パターンサンプルを前記対象物として、それぞれ前記特徴データを算出し、算出された前記特徴データ同士の相関性を算出し、前記データ表示手段に表示させるようにする方が好ましい。
【００１３】
また、前記データ格納手段は、前記対象物のパターンの状態を判定するための判定用特徴データを格納し、前記データ演算手段は、前記特徴データと前記判定用特徴データとを比較して前記対象物が有するパターンの状態を判定する方が好ましい。
【００１４】
また、前記光源が前記パターンに対して照射する照射光の角度を調節する照射角度調節手段を具備する方が好ましい。
【００１５】
また、本発明のパターン・ムラ解析方法は、対象物のパターンのパターン・ムラを解析するためのパターン・ムラ解析方法であって、前記パターンに対して光を照射する照射工程と、前記パターンからの反射光を複数の角度で受光する受光工程と、前記受光工程で受光した反射光の反射光データを格納するデータ格納工程と、を有することを特徴とする。
【００１６】
この場合、前記データ格納工程は、反射光データを所定の方法によって正規化した正規化データも格納する方が好ましい。
【００１７】
また、前記対象物の同一領域内の複数の反射光データ又は前記反射光データから生成した正規化データから前記領域の特徴を表す特徴データを算出する方が好ましい。
【００１８】
また、複数の対象物について前記特徴データの算出をそれぞれ行い、前記反射光の角度をｘ軸、当該角度に対応する前記特徴データをｙ軸としてそれぞれグラフを作成し、作成された前記グラフを複数同時に表示させるグラフ作成工程を有する方が好ましい。この場合、前記グラフ作成工程は、所定のパターンを有する型及び前記型によって転写されたパターンを有する転写パターンサンプルについて前記特徴データの算出をそれぞれ行い、前記反射光の角度をｘ軸、当該角度に対応する前記特徴データをｙ軸として２本のグラフを作成し、一方のグラフのｘ軸方向及びｙ軸方向を反転して同時に表示させるようにしても良い。
【００１９】
また、所定のパターンを有する型及び前記型によって転写されたパターンを有する転写パターンサンプルについて前記特徴データの算出をそれぞれ行い、算出された前記特徴データ同士の相関性を算出し表示させる相関性表示工程を有する方が好ましい。
【００２０】
また、前記対象物のパターンの状態を判定するための判定用特徴データと前記特徴データとを比較して前記対象物が有するパターンの状態を判定するパターン判定工程を有する方が好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１，２，１０，１１に記載の発明は、パターンの複数の角度の反射光データ又は前記反射光データから生成した正規化データを取得するので、パターン全体の形状を解析することができる。
【００２２】
請求項３，４，１２，１３記載の発明は、対象物の同一領域内の複数の反射光データから領域の特徴を表す特徴データを算出するので、対象物の所定範囲の領域のパターン形状の傾向を解析することができる。
【００２３】
請求項５，１４に記載の発明は、複数の対象物について、反射光の角度をｘ軸、特徴データをｙ軸としてそれぞれグラフを作成し、作成されたグラフを複数同時に表示させるので、更に簡易に対象物のパターン形状の傾向を解析することができる。
【００２４】
請求項６，１５記載の発明は、所定のパターンを有する型及び当該型によって転写されたパターンを有する転写パターンサンプルについて、反射光の角度をｘ軸、特徴データをｙ軸として２本のグラフを作成し、一方のグラフのｘ軸方向及びｙ軸方向を反転して同時に表示させるので、型に対するパターン形状の傾向を解析したり、型のパターンの経時的な変化（型の劣化具合等）を解析したりすることができる。
【００２５】
請求項７，１６記載の発明は、型の特徴データと当該型によって転写されたパターンを有する転写パターンサンプルの特徴データ間の相関性を算出し、データ表示手段に表示させるので、更に簡易に型と対象物のパターン形状の傾向を解析することができる。
【００２６】
請求項８，１７記載の発明は、対象物のパターンの状態を判定するための判定用特徴データと測定する対象物の特徴データとを比較して対象物が有するパターンの状態を判定するので、更に簡易に対象物のパターン形状の傾向や良否を解析することができる。
【００２７】
請求項９記載の発明によれば、パターンに対して照射する照射光の角度を調節するので、更に精度良くパターン全体の形状を解析することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明のパターン・ムラ解析装置１は、対象物２００の凹凸からなるパターンのパターン・ムラを解析するためのもので、図１に示すように、対象物２００を保持する対象物保持手段２と、パターンに対して光を照射する光源３と、光源３がパターンに対して照射する照射光Ｌｉの角度を調節する照射角度調節手段４と、パターンからの反射光Ｌｒを受光する受光手段５と、対象物２００に対する受光手段５の角度を調節する受光角度調節手段６と、受光手段５が受光した反射光Ｌｒに関するデータを格納するデータ格納手段７と、反射光Ｌｒに関するデータについて種々の演算処理を行うデータ演算手段８と、所定のデータを表示するデータ表示手段９と、で主に構成される。
【００２９】
本発明のパターン・ムラ解析装置１が解析する対象物２００は、少なくとも連続する複数の凹凸を有するパターンであればどのようなものにも適用可能である。例えば、半導体上の微細な導体回路パターンや、半導体レーザ用のグレーテイング、カラーフィルター等の光学用パターン、ナノインプリント技術に用いる型やこの型によって転写された微細パターンなどに適用できる。
【００３０】
対象物保持手段２は、対象物２００を保持するものであればどのようなものでも良いが、例えば図１に示すように、測定対象となるパターンを有する基板（対象物２００）を載置するワークホルダーを用いることができる。また、このワークホルダー（対象物保持手段２）は、図示しないが、コントローラによって制御されるモータによって回転移動、または水平あるいは垂直方向に移動可能に形成される。これにより、ワークホルダー（対象物保持手段２）を周方向に任意の角度に回転させて、他方向からも検査が行えるようになっている。
【００３１】
光源３としては、単色光を発光できるものが好ましい。これは、受光手段５が反射光Ｌｒを受光した時の感度や視認性を高くすることができるからである。ただし、これに限られるものではなく、ある波長及びその波長に近い複数の波長を含む光であっても良い。また、光源３は、均一な面発光のものが好ましい。これは、広い領域に、同時に照射光Ｌｉを照射することができるからである。また、光源３は、指向性をもった光束である方が好ましい。このような光源３としては、例えば、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を縦横に並べてアレイとして構成し、パターン全体に照射光Ｌｉを照射可能な面発光光源を用いることができる。ＬＥＤを用いた面発光光源は、発光面の輝度を均一にして、照射光Ｌｉの指向性を高くするのに好適だからである。また、光源３の指向性を上げるためには、例えば２０ｍｍ×３００ｍｍのように横長状（線状）の形状とする方が好ましい。また、光源３の明るさは、例えば、外部から制御できるようにすることが望ましい。
【００３２】
また、図２は本発明の一実施の形態の光源３周りの様子を示した図である。ＬＥＤの前面には拡散板３１を配置し、光源３からの照射光Ｌｉの拡散角度γ（中心光に対する最上光Ｌｉ（ｍax）または最下光Ｌｉ（ｍｉｎ）の角度を３５度以下にする方が好ましい。拡散角度γを３５度以下にする理由は、種々の実験を行った結果、回折光、散乱光などの余計な光を除いて、検出感度を高めるためには最適であるとの知見を得たからである。本発明で使用するＬＥＤ及び拡散板の構成の例を下記に示す。ただし、他の波長のＬＥＤであっても良いことは言うまででもない。
＜ＬＥＤ及び拡散板の構成の例＞
ＬＥＤ：主波長：５３５ｎｍ、光度：３．４ｃｄ、指向特性：±１５度
個数：２４０個、サイズ：２５０ｍｍ×４８ｍｍ
拡散板：透過率：６０％
照射角度調節手段４は、パターンに対して照射する照射光Ｌｉの角度を調節できるものであれば、光源３又は対象物２００のどちらを動かすようにしても良い。例えば、コントローラによって制御されるモータにより、対象物保持手段２の中心を中心とする所定の円弧４１に沿って光源３の位置を任意に変えられるように構成することができる。光源３の位置としては、エッジ部分の接線方向に対して垂直な角度に位置決めするのが好ましい。
【００３３】
受光手段５は、例えば、受光素子としてＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）を用いたカメラを用いることができる。ＣＣＤが受光した反射光Ｌｒは、光量に応じて画像データに変換され、後述するデータ格納手段７に格納（保存）される。カメラ（受光手段５）は、パターン１２の上面に対して上方に２５〜９０度の範囲の位置に移動可能に形成される。ただし、光源３とカメラ（受光手段５）が、照射光Ｌｉの同一線上に配置されると、カメラ（受光手段５）が反射光Ｌｒを確認することができない。したがって、光源３とカメラＰとは、角度位置をずらす必要がある。また同一線上に並ぶときは、その部分の画像は撮像しない。なお、受光手段５は、エリアセンサ型ではなく、指向性を持った光を検出できるラインセンサ型が好ましい。
【００３４】
受光角度調節手段６は、例えば、垂直多関節ロボットの先端に設置され、ロボットコントローラで制御され、対象物保持手段２の中心を中心とする所定の円弧５１に沿って受光手段５の位置を調節するものである。これにより、対象物２００のパターン上で様々な方向へ反射する反射光Ｌｒを各角度において受光できるように、対象物２００に対する受光手段５の角度を調節することができる。
【００３５】
データ格納手段７は、受光手段５が受光した反射光Ｌｒを、光量に応じてｎビット（例えば８ビットや１６ビット）のデジタルデータ（反射光データ）に変換したデジタル画像として保存（格納）するもので、メモリやハードディスク等の記憶媒体を用いることができる。
【００３６】
また、データ格納手段７は、反射光データの他、反射光データを所定の方法によって正規化した正規化データも保存（格納）するようにしても良い。これにより、各反射光データの誤差を抑え、比較し易いデータに変形して利用することができる。正規化する方法としては、例えば、反射光データを一定角度ごとに測定し、ある角度での反射光データの前後数点を平均した移動平均とする方法や、任意の輝度を設定し、各反射光データの平均値が前期任意の輝度と同じ値になるように画像の輝度を変換するといった方法がある。
【００３７】
データ演算手段８は、反射光Ｌｒに関するデータについて種々の演算処理を行い、パターンの状態を解析するもので、例えば中央演算処理装置（ＣＰＵ）を用いれば良い。
【００３８】
このデータ演算手段８は、対象物２００の一定範囲を占める同一領域内の複数の反射光データ又はこれら複数の反射光データから生成した正規化データから、当該領域の特徴を表す特徴データを算出する。これにより、対象物２００の領域ごとのパターンの傾向を調べることができる。一定範囲を占める同一領域としては、対象物２００の測定したい任意の領域を選択すれば良く、例えば、図３に示すように、対象物２００を３×３のマスに区切って、中央部２０１や角部２０２、辺部２０３等の任意の領域を設定すれば良い。また、特徴データの算出方法としては、例えば、複数データの平均値や標準偏差、領域内の最大値・最小値、微分係数等を計算し用いる方法がある。
【００３９】
また、データ演算手段８は、このように算出された特徴データを複数の対象物２００ごとに算出し、反射光Ｌｒの角度をｘ軸、当該角度に対応する特徴データをｙ軸としてそれぞれグラフを作成する。そして、これら複数のグラフを後述するデータ表示手段９に同時に表示する。
【００４０】
データ表示手段９としては、例えば、モニターやプリンタを用いることができ、モニター上の画面に表示したり、プリンタによって紙に印刷して表示したりすることができる。これにより、対象物２００ごとのパターンの傾向を比較することができる。
【００４１】
また、対象物２００としては、同種のものだけでなく、ナノインプリント等の転写技術に用いられる型とこの型によって転写される転写パターンサンプルのように、異種の対象物同士を比較することも可能である。この場合には、データ演算手段８は、所定のパターンを有する型及び型によって転写されたパターンを有する転写パターンサンプルのそれぞれについて特徴データを算出し、反射光Ｌｒの角度をｘ軸、当該角度に対応する特徴データをｙ軸として２本のグラフを作成する。そして、このうちの一方のグラフのｘ軸方向及びｙ軸方向を反転してデータ表示手段９に同時に表示させる。これにより、転写されたパターンの良否や、型のパターンの経時的な変化（型の劣化具合等）等の傾向を調べることができる。また、型のパターンの特徴データと転写されたパターンの特徴データの相関性を算出し表示させるようにすることも可能である。相関性の算出方法としては、例えば、各グラフの移動平均を用いることができる。
【００４２】
また、データ格納手段７に、対象物２００のパターンの状態を判定するための判定用特徴データを保存（格納）しておき、データ演算手段８によって、特徴データと判定用特徴データとを比較して対象物２００が有するパターンの状態を判定するようにしても良い。例えば、判定用特徴データとして所定のしきい値を用い、特徴データがこのしきい値内であればパターンが正常であると判定し、特徴データがこのしきい値外であれば、パターンに不良が発生していると判定することができる。判定用特徴データとしては、例えば、複数のサンプルの反射光データ又はその正規化データから算出された特徴データと、当該サンプルのパターンの実際の状態や良否をデータベース化して用いることができる。サンプルの実際の状態は、ＳＥＭ等の観察手段で観察したデータを用いたり、実際にそのサンプルを利用した結果のデータを用いたりすることができる。
【００４３】
次に、このパターン・ムラ解析装置１を用いたパターン・ムラ解析方法とその原理について説明する。
【００４４】
まず、パターンの解析を行いたい対象物を対象物保持手段に載置した後、照射角度調節手段４によって光源３の位置を調節し、パターン面に対して概ね２０度の方向から光源３の光を照射する（照射工程）。この際、照射光Ｌｉは、図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、パターン２００ａの状態に応じて反射するため、パターンの状態によって反射光の角度が異なる。
【００４５】
次に、受光角度調節手段６によって受光手段の位置を２５〜９０度の範囲で移動させ、パターンから反射してくる反射光Ｌｒを所定の角度ごとに複数の角度で受光する（受光工程）。この際、図４（ａ）と図４（ｂ）のように、パターン２００ａの状態によって反射光の角度は異なるため、パターンの状態が異なると各角度での反射光Ｌｒの受光量に違いが生じることになる。
【００４６】
次に、受光工程で受光した反射光Ｌｒの光量に応じてｎビット（例えば８ビットや１６ビット）のデジタルデータ（反射光データ）に変換し、データ格納手段７に保存（格納）する（データ格納工程）。この際、この反射光データを所定の方法によって正規化した正規化データも保存（格納）するようにしても良い。正規化する方法としては、例えば、反射光データを一定角度ごとに測定し、ある角度での反射光データの前後数点を平均した移動平均とする方法や、任意の輝度を設定し、各反射光データの平均値が前期任意の輝度と同じ値になるように画像の輝度を変換するといった方法がある。
【００４７】
更に、データ格納手段７に格納された複数の反射光データ又は正規化データから、データ演算手段８が所定の計算式によって、対象物２００の任意の同一領域ごとに、当該領域の特徴を表す特徴データを算出する（特徴データ算出工程）。特徴データの算出方法としては、例えば、複数データの平均値や標準偏差、領域内の最大値・最小値、微分係数等を計算し用いる方法がある。
【００４８】
このように複数の対象物２００について照射工程、受光工程、データ格納工程、特徴データ算出工程を繰り返し、複数の対象物について特徴データの算出をそれぞれ行う。算出された特徴データは、反射光の角度をｘ軸、当該角度に対応する特徴データをｙ軸としてそれぞれグラフを作成し、作成されたグラフを複数同時に表示させる（グラフ作成工程）。これにより、対象物２００ごとのパターンの傾向を比較することができる。なお、対象物２００は、同種のものだけでなく、ナノインプリント等の転写技術に用いられる型とこの型によって転写される転写パターンサンプルのように、異種の対象物同士を比較することも可能である。この場合には、所定のパターンを有する型及び前記型によって転写されたパターンを有する転写パターンサンプルについて特徴データをそれぞれ算出し、反射光の角度をｘ軸、当該角度に対応する特徴データをｙ軸として２本のグラフを作成し、一方のグラフのｘ軸方向及びｙ軸方向を反転して同時に表示させるようにすれば良い。ｘ軸方向の反転は、通常は４５度を中心に反転すれば良いが、パターンの形状によっては反射方向にぶれが生じるため、適宜４５度付近の所定の角度を中心に反転しても良い。また、ｙ軸方向の反転は、他方のグラフと比較し易い位置に反転すれば良い。
【００４９】
また、グラフ作成工程の代わりに、あるいは、グラフ作成工程と共に、対象物２００のパターンの状態を判定するための判定用特徴データと、測定している対象物２００の特徴データとを比較して対象物２００が有するパターンの状態を判定することも可能である（パターン判定工程）。
【００５０】
また、所定のパターンを有する型及びこの型によって転写されたパターンを有する転写パターンサンプルについて特徴データの算出をそれぞれ行い、算出された特徴データ同士の相関性を算出して表示させるようにすることも可能である（相関性表示工程）。相関性の算出方法としては、例えば、連続する受光角度の特徴データの移動平均等を用いることができる。
【実施例】
【００５１】
以下に実施例により本発明を説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００５２】
本実施例では、ハニカム状のパターンを転写可能なニッケル製の金型とこの金型によってパターンが転写されたフィルムについて、本発明のパターン・ムラ解析装置を用いて検査した。
【００５３】
なお、金型は、転写可能領域が５０ｍｍ×５０ｍｍ（金型の外形は５５ｍｍ×５５ｍｍ）の正方形であるものを用いた。また、ハニカム構造は、線幅が２５０ｎｍでこの線の高さが３８０ｎｍ（アスペクト比が約１．５）、一つのセル（六角形）の最大内径が２μｍ（すなわち、線幅も含めた最大外径が２．５μｍ）のものを用いた。また、フィルムとしては、ガラス転移温度が１３６℃のシクロオレフィンポリマーからなる膜厚１００μｍの透明なフィルム（日本ゼオン株式会社製：ＺＦ１４）を用いた。
【００５４】
まず、金型を対象物保持手段に載置した後、照射角度調節手段によって光源の位置を調節し、金型のパターン面に対して約２０度の方向から光を照射した。次に、受光角度調節手段によって受光手段の位置を２７〜９０度の範囲で移動させ、パターンから反射してくる反射光を０．５度ごとに受光した。これを受光量に応じた８ビットの反射光データに変換し、メモリ（格納手段）に保存した。また、この際、５０ｍｍ×５０ｍｍの転写パターン領域のうちの２８ｍｍ×２８ｍｍの領域の複数の反射光データからコンピュータを用いて標準偏差を計算し、これをパターンの特徴データとした。図５の実線は、ｘ軸を受光角度、ｙ軸を特徴データとして金型の特徴データをグラフにしたものである。
【００５５】
また、同様にして、フィルムを対象物保持手段に載置した後、照射角度調節手段によって光源の位置を調節し、フィルムのパターン面に対して約２０度の方向から光を照射した。次に、受光角度調節手段によって受光手段の位置を２７〜９０度の範囲で移動させ、パターンから反射してくる反射光を０．５度ごとに受光した。これを受光量に応じた８ビットの反射光データに変換し、メモリ（格納手段）に保存した。また、この際、５０ｍｍ×５０ｍｍの転写パターン領域のうちの２８ｍｍ×２８ｍｍの領域の複数の反射光データからコンピュータを用いて標準偏差を計算し、これをパターンの特徴データとした。図５の波線は、ｘ軸を受光角度、ｙ軸を特徴データとしてフィルムの特徴データをグラフにしたものを、ｙ軸方向及びｘ軸方向（５８．５度を中心に反転）を反転して表示させたものである。
【００５６】
また、図６は、特徴データ同士の相関性を見るために、図５のグラフから角度ごとの特徴データの１０区間移動平均を計算し、グラフに表示したものである。
【００５７】
図５、図６からパターン全体の形状の傾向を簡易に把握することができると共に、金型のパターンとフィルムに転写されたパターンとの相関性等も把握することができ、パターンのムラを解析することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明のパターン・ムラ解析装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の光源を示す概略正面図である。
【図３】領域の設定の仕方の一例を説明する対象物の平面図である。
【図４】パターン上の照射光と反射光の関係を説明する説明図である。
【図５】パターンの特徴データを表示するグラフである。
【図６】パターンの特徴データ同士の相関性を表示するグラフである。
【符号の説明】
【００５９】
Ｌｉ    入射光
Ｌｒ    反射光
１    パターン・ムラ解析装置
２    対象物保持手段
３    光源
４    照射角度調節手段
５    受光手段
６    受光角度調節手段
７    データ格納手段
８    データ演算手段
９    データ表示手段
２００    対象物
【図１】
2008145307.tif 000003
【図２】
2008145307.tif 000004
【図３】
2008145307.tif 000005
【図４】
2008145307.tif 000006
【図５】
2008145307.tif 000007
【図６】
2008145307.tif 000008