(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料のパターンを測定して測定画像を生成する測定画像生成部と、
測定画像内の第１の画素と前記第１の画素に隣接する第２の画素との間の差分値を求め、さらに、前記第１の画素と前記第２の画素との間の差分値が所定値を超えるかどうかを判定し、判定の結果、前記差分値が所定値を超えており、以前に前記差分値の判定を行っていない場合に、前記測定画像生成部に前記測定画像の領域を再測定して２回目の測定画像を生成するように指示を出力する測定画像画素差算出部と、
を備え、
前記測定画像生成部は、前記指示を受けて、前記測定画像の領域を再測定して２回目の測定画像を生成し、
前記試料検査装置は、さらに、
前記測定画像画素差算出部による判定の結果、前記差分値が所定値を超えていなかった場合に前記測定画像と基準画像とを比較し、前記差分値が所定値を超えていた場合に前記２回目の測定画像と前記基準画像とを比較する比較部を備えた、試料検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の試料検査装置において、
測定画像画素差算出部は、測定画像内の前記第１の画素を中央とする隣接する３画素について、両端の２画素の差分値と中央と端の２画素の差分値を求め、両端の２画素の差分値が所定値より小さく、中央と端の２画素の差分値が所定値を超える場合に、前記指示を出力する、試料検査装置。
【請求項３】
請求項１に記載の試料検査装置において、
測定画像画素差算出部は、測定画像内の前記第１の画素と、前記第１の画素と第１の方向に隣接する前記第２の画素との間についての差分値と、前記第１の画素と第２の方向に隣接する第３の画素と、前記第２の画素と第２の方向に隣接する第４の画素との間についての差分値の差が所定値を超える場合に、前記指示を出力する、試料検査装置。
【請求項４】
試料のパターンを測定して測定画像を生成する測定画像生成部と、
測定画像と基準画像の差画像を求め、差画像内の第１の画素と前記第１の画素に隣接する第２の画素の差分値を求め、さらに、前記第１の画素と前記第２の画素との間の差分値が所定値を超えるかどうかを判定し、判定の結果、前記差分値が所定値を超えており、以前に前記差分値の判定を行っていない場合に、前記測定画像生成部に前記測定画像の領域を再測定して２回目の測定画像を生成するように指示を出力する差画像画素差算出部と、
を備え、
前記測定画像生成部は、前記指示を受けて、前記測定画像の領域を再測定して２回目の測定画像を生成し、
前記試料検査装置は、さらに、
前記差画像画素差算出部による判定の結果、前記差分値が所定値を超えていなかった場合に前記測定画像と基準画像とを比較し、前記差分値が所定値を超えていた場合に前記２回目の測定画像と前記基準画像とを比較する比較部を備えた、試料検査装置。
【請求項５】
請求項４に記載の試料検査装置において、
差画像画素差算出部は、差画像内の前記第１の画素を中央とする隣接する３画素について、両端の２画素の差分値と中央と端の２画素の差分値を求め、両端の２画素の差分値が所定値より小さく、中央と端の２画素の差分値が所定値を超える場合に、前記指示を出力する、試料検査装置。
【請求項６】
請求項４に記載の試料検査装置において、
差画像画素差算出部は、差画像内の前記第１の画素と、前記第１の画素と第１の方向に隣接する前記第２の画素との間についての差分値と、前記第１の画素と第２の方向に隣接する第３の画素と、前記第２の画素と第２の方向に隣接する第４の画素との間についての差分値の差が所定値を超える場合に、前記指示を出力する、試料検査装置。
【請求項７】
試料のパターンを測定して測定画像を生成し、
測定画像内の第１の画素と前記第１の画素に隣接する第２の画素との間の差分値を求め、前記第１の画素と前記第２の画素との間の差分値が所定値を超えるかどうかを判定し、判定の結果、前記差分値が所定値を超えており、以前に前記差分値の判定を行っていない場合に、前記測定画像の領域を再測定して２回目の測定画像を生成するように指示を出力し、
前記指示を受けて、前記測定画像の領域を再測定して２回目の測定画像を生成し、
前記判定の結果、前記差分値が所定値を超えていなかった場合に前記測定画像と基準画像とを比較し、前記差分値が所定値を超えていた場合に前記２回目の測定画像と前記基準画像とを比較する、試料検査方法。
【請求項８】
試料のパターンを測定して測定画像を生成し、
測定画像と基準画像の差画像を求め、差画像内の第１の画素と前記第１の画素に隣接する第２の画素との間の差分値を求め、前記第１の画素と前記第２の画素との間の差分値が所定値を超えるかどうかを判定し、判定の結果、前記差分値が所定値を超えており、以前に前記差分値の判定を行っていない場合に、前記測定画像の領域を再測定して２回目の測定画像を生成するように指示を出力し、
前記指示を受けて、前記測定画像の領域を再測定して２回目の測定画像を生成し、
前記判定の結果、前記差分値が所定値を超えていなかった場合に前記測定画像と基準画像とを比較し、前記差分値が所定値を超えていた場合に前記２回目の測定画像と前記基準画像とを比較する、試料検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料のパターンの検査に関し、特に半導体素子や液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を製作するときに使用されるフォトマスク、ウェハ、あるいは液晶基板などの極めて小さなパターンの欠陥検査に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
１ギガビット級のＤＲＡＭ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フォト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。このため、このような欠陥を検査する装置の開発が行われている。
【０００３】
一方、マルチメディア化の進展に伴い、ＬＣＤ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短時間で、効率的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。
【０００４】
従来の装置では、試料の画像を取得するためのセンサにおいて、宇宙線又はセンサ内部の電気的なノイズにより、微小なパターンがあるように見える偽像が発生しているため、十分な検査が出来ないなどの問題がある。そのため、センサに宇宙線が衝突したことを検出するためのセンサを設置し、宇宙線の影響を除去する技術があるが（特許文献１参照）、装置構成が大きく構成が複雑になり、また、センサ内部で発生するノイズの影響が残る問題がある。
【特許文献１】特開平５−３１２９５５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
（１）本発明は、試料の正確なパターン検査にある。
（２）また、本発明は、一時的に発生する測定画像の偽像を排除できるパターン検査にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の実施の形態の試料検査装置は、試料のパターンを測定して測定画像を生成する測定画像生成部と、
測定画像内の第１の画素と前記第１の画素に隣接する第２の画素との間の差分値を求め、さらに、前記第１の画素と前記第２の画素との間の差分値が所定値を超えるかどうかを判定し、判定の結果、前記差分値が所定値を超えており、以前に前記差分値の判定を行っていない場合に、前記測定画像生成部に前記測定画像の領域を再測定して２回目の測定画像を生成するように指示を出力する測定画像画素差算出部と、
を備え、
前記測定画像生成部は、前記指示を受けて、前記測定画像の領域を再測定して２回目の測定画像を生成し、
前記試料検査装置は、さらに、
前記測定画像画素差算出部による判定の結果、前記差分値が所定値を超えていなかった場合に前記測定画像と基準画像とを比較し、前記差分値が所定値を超えていた場合に前記２回目の測定画像と前記基準画像とを比較する比較部を備えている。
（２）又、本発明の実施の形態の試料検査装置は、試料のパターンを測定して測定画像を生成する測定画像生成部と、
測定画像と基準画像の差画像を求め、差画像内の第１の画素と前記第１の画素に隣接する第２の画素の差分値を求め、さらに、前記第１の画素と前記第２の画素との間の差分値が所定値を超えるかどうかを判定し、判定の結果、前記差分値が所定値を超えており、以前に前記差分値の判定を行っていない場合に、前記測定画像生成部に前記測定画像の領域を再測定して２回目の測定画像を生成するように指示を出力する差画像画素差算出部と、
を備え、
前記測定画像生成部は、前記指示を受けて、前記測定画像の領域を再測定して２回目の測定画像を生成し、
前記試料検査装置は、さらに、
前記差画像画素差算出部による判定の結果、前記差分値が所定値を超えていなかった場合に前記測定画像と基準画像とを比較し、前記差分値が所定値を超えていた場合に前記２回目の測定画像と前記基準画像とを比較する比較部を備えている。
（３）又、本発明の実施の形態の試料検査方法は、試料のパターンを測定して測定画像を生成し、
測定画像内の第１の画素と前記第１の画素に隣接する第２の画素との間の差分値を求め、前記第１の画素と前記第２の画素との間の差分値が所定値を超えるかどうかを判定し、判定の結果、前記差分値が所定値を超えており、以前に前記差分値の判定を行っていない場合に、前記測定画像の領域を再測定して２回目の測定画像を生成するように指示を出力し、
前記指示を受けて、前記測定画像の領域を再測定して２回目の測定画像を生成し、
前記判定の結果、前記差分値が所定値を超えていなかった場合に前記測定画像と基準画像とを比較し、前記差分値が所定値を超えていた場合に前記２回目の測定画像と前記基準画像とを比較する。
（４）又、本発明の実施の形態の試料検査方法は、試料のパターンを測定して測定画像を生成し、
測定画像と基準画像の差画像を求め、差画像内の第１の画素と前記第１の画素に隣接する第２の画素との間の差分値を求め、前記第１の画素と前記第２の画素との間の差分値が所定値を超えるかどうかを判定し、判定の結果、前記差分値が所定値を超えており、以前に前記差分値の判定を行っていない場合に、前記測定画像の領域を再測定して２回目の測定画像を生成するように指示を出力し、
前記指示を受けて、前記測定画像の領域を再測定して２回目の測定画像を生成し、
前記判定の結果、前記差分値が所定値を超えていなかった場合に前記測定画像と基準画像とを比較し、前記差分値が所定値を超えていた場合に前記２回目の測定画像と前記基準画像とを比較する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の詳細を実施の形態によって説明する。
図１は、本発明の実施の形態の試料検査装置と試料検査方法を説明するブロック図である。試料検査装置１０は、フォトマスク、ウェハ、あるいは液晶基板などの試料のパターン１２を検査するものである。試料検査装置１０は、特に、宇宙線などの放射線、又はセンサ内部の電気的なノイズなどによって一時的に発生する測定画像の偽像の影響を排除して、試料のパターン１２を検査するものである。試料検査装置１０は、試料のパターン１２の透過光や反射光を測定画像生成部１４で測定して、透過画像や反射画像の一方、又は両方の測定画像を生成する。試料検査装置１０は、試料のパターンの設計データ２０を参照画像生成部２２で処理して測定画像に類似する参照画像を生成する。
【０００８】
画素差算出部３０は、測定画像画素差算出部３２、差画像画素差算出部３４、又は両方を備えている。測定画像画素差算出部３２は、測定画像生成部１４で作成した測定画像について、隣接する画素間の出力値の差の差分値、即ち傾斜量を測定し、差分値が所定値を超えているか否かを求める。差画像画素差算出部３４は、測定画像と基準画像の出力値の差の差分値を求めて得られた差画像について、隣接する画素間の出力値の差の差分値を測定し、差分値が所定値を超えているか否かを求める。ここで、基準画像は、参照画像生成部２２で作成した参照画像、又は、測定画像生成部１４で作成した測定画像、例えば、検査対象の透過画像に対する反射画像にフィルタ処理を施した画像又は検査対象の反射画像に対する透過画像にフィルタ処理を施した画像、又は同一試料上の異なる場所にある同一パターンなども含めて、基準として利用する画像である。
【０００９】
測定画像画素差算出部３２と差画像画素差算出部３４は、いずれも、隣接する画素間の出力値の差が所定値を超えている場合、測定画像生成部１４に指示を出す。指示を受けた測定画像生成部１４は、これらの画素を含む領域のパターンを再度測定して、測定画像を求め直す。宇宙線や電気的なノイズなどによる測定画像の偽像は、一時的な影響で発生するので、再度、測定することにより、これら偽像を排除することができる。
【００１０】
試料検査装置１０は、比較部２４を備え、画素差算出部３０で偽像が排除された測定画像と基準画像とを比較処理して、その差異が所定値を超えた場合、欠陥と判定するパターン検査を行う。比較部２４は、参照画像生成部２２で生成した参照画像を基準画像として用い、偽像が排除された測定画像とＤ−ＤＢ比較を行い、又は、測定画像生成部１４で生成した同一試料上の異なる場所の同一パターンを撮像して偽像が排除された測定画像を基準画像として用い、偽像が排除された測定画像とＤ−Ｄ比較を行う。
【００１１】
（試料検査装置）
図２は、試料検査装置１０の内部構成を示す概念図である。試料検査装置１０は、マスクやウェハ等の基板を試料１００として、試料１００のパターンの欠陥を検査するものである。試料検査装置１０は、光学画像取得部１１０や制御系回路１５０などを備えている。光学画像取得部１１０は、オートローダ１１２、透過光の照明光を発生する照明装置１１４、反射光の照明光を発生する照明装置１１４０、ＸＹθテーブル１１６、ＸＹθモータ１１８、レーザ測長システム１２０、拡大光学系１２２、ピエゾ素子１２４、透過光や反射光を受信するＣＣＤ、ＴＤＩやフォトダイオードアレイなどの受光部１２６、センサ回路１２８などを備えている。制御系回路１５０では、制御計算機となるＣＰＵ１５２が、データ伝送路となるバス１５４を介して、大容量記憶装置１５６、メモリ装置１５８、表示装置１６０、印字装置１６２、オートローダ制御回路１７０、テーブル制御回路１７２、オートフォーカス制御回路１７４、展開回路１７６、参照回路１７８、比較回路１８０、位置回路１８２などに接続されている。
【００１２】
画素差算出部３０は、センサ回路１２８内、比較回路１８０内に設けても、又は、センサ回路１２８又は比較回路１８０に接続しても良い。展開回路１７６、参照回路１７８、比較回路１８０、位置回路１８２は、図２に示すように、相互に接続されている。
【００１３】
なお、図１の測定画像生成部１４は、図２の光学画像取得部１１０により、構成することができる。参照画像生成部２２は、展開回路１７６と参照回路１７８により、構成することができる。又、比較部２４は、比較回路１８０により構成することができる。図２では、本実施の形態を説明する上で必要な構成部分以外については記載を省略している。試料検査装置１０にとって、通常、必要なその他の構成が含まれる。
【００１４】
（光学画像取得部の動作）
試料１００は、オートローダ制御回路１７０により駆動されるオートローダ１１２から自動的に搬送され、ＸＹθテーブル１１６の上に配置される。試料１００は、照明装置１１４によって上方から光が照射される。また、試料１００は、照明装置１１４０によって下方から光が照射される。試料１００の下方には、拡大光学系１２２、受光部１２６及びセンサ回路１２８が配置されている。露光用マスクなどの試料１００を透過した光又は反射した光は、拡大光学系１２２を介して、受光部１２６に光学像として結像する。オートフォーカス制御回路１７４は、試料１００のたわみやＸＹθテーブル１１６のＺ軸（Ｘ軸とＹ軸と直交する）方向への変動を吸収するため、ピエゾ素子１２４を制御して、試料１００への焦点合わせを行なう。
【００１５】
図３は、測定画像の取得手順を説明するための図である。試料１００の被検査領域は、Ｙ軸方向にスキャン幅Ｗで仮想的に分割される。即ち、被検査領域は、スキャン幅Ｗの短冊状の複数のストライプ１０２に仮想的に分割される。更にその分割された各ストライプ１０２が連続的に走査されるようにＸＹθテーブル１１６が制御される。ＸＹθテーブル１１６は、Ｘ軸に沿って移動して、測定画像は、ストライプ１０２として取得される。ストライプ１０２は、図３では、Ｙ軸方向のスキャン幅Ｗを持ち、長手方向がＸ軸方向の長さを有する矩形の形状である。試料１００を透過した光、又は試料１００で反射した光は、拡大光学系１２２を介して受光部１２６に入射する。受光部１２６上には、図３に示されるような仮想的に分割されたパターンの短冊状領域の一部が拡大された光学像として結像される。図３に示されるようなスキャン幅Ｗの画像を連続的に受光する。受光部１２６は、第１のストライプ１０２における画像を取得した後、第２のストライプ１０２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。スキャン幅Ｗは、例えば２０４８画素程度とする。第３のストライプ１０２における画像を取得する場合には、第２のストライプ１０２における画像を取得する方向とは逆方向、即ち、第１のストライプ１０２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。
【００１６】
ＸＹθテーブル１１６は、ＣＰＵ１５２の制御の下にテーブル制御回路１７２により駆動される。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、θ方向に駆動する３軸（Ｘ−Ｙ−θ）モータ１１８の様な駆動系によって移動可能となる。これらのＸモータ、Ｙモータ、θモータは、例えばステップモータを用いることができる。ＸＹθテーブル１１６の移動位置は、レーザ測長システム１２０により測定され、位置回路１８２に供給される。受光部１２６で受光した光学像は、センサ回路１２８で測定画像の電子データとなる。センサ回路１２８から出力された試料１００の光学画像は、位置回路１８２から出力されたＸＹθテーブル１１６上における試料１００の位置を示すデータとともに比較回路１８０に送られる。
【００１７】
（参照画像の生成）
試料１００のパターン形成時に用いた設計データ２０は、大容量記憶装置１５６に記憶される。設計データ２０は、ＣＰＵ１５２によって大容量記憶装置１５６から展開回路１７６に入力される。設計データの展開工程として、展開回路１７６は、試料１００の設計データを２値ないしは多値の原イメージデータに変換して、この原イメージデータが参照回路１７８に送られる。参照回路１７８は、原イメージデータに適切なフィルタ処理を施し、参照画像を生成する。センサ回路１２８から得られた測定画像は、拡大光学系１２２の解像特性や受光部１２６のアパーチャ効果等によってフィルタが作用した状態にあると言える。この状態では測定画像と設計側の原イメージデータとの間に差異があるので、設計側の原イメージデータに対して参照回路１７８によりフィルタ処理を施すことで、測定画像に合わせることができる。
【００１８】
測定画像画素差算出部３２は、測定画像の隣接する画素間の出力値の差の差分値を求め、差分値が所定値を超えている場合、これらの画素を含む領域を再度測定し、比較対象となる測定画像を求める。差画像画素差算出部３４は、測定画像と基準画像の出力値の差を求めて得られた差画像について、隣接する画素間の出力値の差の差分値を測定し、差分値が所定値を超えているか否か判断をする。超えている場合、これらの画素を含む領域を再度測定するように、測定画像生成部１４に指示を出す。差分値を求める基準画像は、参照回路で生成した参照画像、または透過画像に対して試料上の異なる場所の同一パターンを撮像した透過画像や、同一場所の反射画像にフィルタ処理を施した画像、また、反射画像に対して試料上の同一パターンを撮像した反射画像や、透過画像にフィルタ処理を施した画像を利用することもできる。
【００１９】
なお、ＸＹθテーブル１１６上の試料１００は、オートローダ制御回路１７０により検査終了後に自動的に排出される。なお、光学画像は、例えば８ビットの符号なしデータであり、各画素の明るさの階調を表現している。
【００２０】
（測定画像の再取得）
画素差算出部３０は、測定画像のＸ方向又はＹ方向あるいは両方向の隣接する画素間の差分値を求め、又は差画像のＸ方向、Ｙ方向又は両方向の隣接画素間の差分値を求め、Ｘ方向、Ｙ方向又は両方向の画素間の傾きを算出し、あらかじめ設定されている所定値と比較を行う。所定値を超える傾きが計測された場合には、次のストライプの取得を進めることなく、同一のストライプを再度、取得する。これにより一時的な偽像に影響されない測定画像が取得でき、高感度な検査が可能となる。
【００２１】
（第１の実施形態）
図４は、測定画像１６のＸ方向に隣接する２画素Ａ、Ｂ、及び、隣接する３画素Ｃ、Ｄ、Ｅを示している。図４の画素Ａ、Ｂは、各々、画素値ａ、ｂを有している。画素値は、例えば、０〜２５５階調の輝度を有している。画素値は、例えば、０階調は一番暗く、２５５階調は一番明るいと定義できる。なお、上記Ｘ方向は、Ｙ方向でも、別の方向でも良い。ここで使用する受光部１２６は、２画素以上で構成されるラインセンサを２段以上用いた時間遅延積分センサを使用すると良い。
【００２２】
２画素Ａ、Ｂの画素値ａ、ｂに対して、その差分値（ｂ−ａ）の絶対値が所定値Ｚを超える場合（｜ｂ−ａ｜＞Ｚ）、画素値ａ又はｂは、パターンの光学画像ではない偽像と判定し、画素Ａ、Ｂを含むストライプの画像を再度取得する。即ち、差分値（ｂ−ａ）の絶対値が所定の傾斜量を超えると、偽像と判定する。これにより、宇宙線などの一時的な影響による偽像を排除できる。なお、所定値Ｚは、例えば、Ｚ＝１００程度の値が用いられる
【００２３】
図５は、第１の実施形態の検査方法を示す流れ図である。先ず、試料検査装置１０を初期化して、例えばフラグflagを０とする（ステップＳ１）。次に測定画像生成部１４で測定画像１６を作成する（ステップＳ２）。測定画像１６の隣接する画素間の差分値が所定値Ｚ以下か否かを調べる（ステップＳ３）。画素間の差分値が所定値Ｚ以下の場合、通常のパターンの欠陥検査を行う（ステップＳ６）。隣接する画素間の差分値が所定値Ｚ以上の場合、以前に同一画素についてステップＳ３の処理を行ったか否かを示すフラグflagの値を調べる。フラグflagが１の場合、既に同一画素についてステップＳ３の処理を行っているので、通常のパターンの欠陥検査を行う（ステップＳ６）。フラグflagが０の場合、同一画素についてステップＳ３の処理を未だ行っていないので、再度、測定画像１６を生成するために、フラグflagを１として、測定画像生成の処理に進む（ステップＳ５）。
【００２４】
宇宙線などの偽像は、一時的な影響によるものであるために、このように同一画素を再度測定することにより、宇宙線などの偽像の影響を排除することができる。これらの検査は、測定画像のすべての画素について行うか、又は、必要に応じて、特に精密を要求する画素を行うか、又は、偽像が発生する確率の高い画素を行う。
【００２５】
（第２の実施形態）
図６は、Ｘ方向の隣接する画素（横軸）に対する画素値（縦軸）を示しており、特に、図４のＸ方向に隣接する３画素Ｃ、Ｄ、Ｅの明るさの画素値、即ち出力データｃ、ｄ、ｅを示している。なお、上記Ｘ方向は、Ｙ方向でも、別の方向でも良い。３画素Ｃ、Ｄ、Ｅの画素値ｃ、ｄ、ｅに対して、両端の画素Ｃ、Ｅの値ｃ、ｅがある閾値、即ち所定値ｔｈ（ｖ）以下の黒部（ｃ＜ｔｈ（ｖ）及びｅ＜ｔｈ（ｖ））、又は、所定値ｔｈ（ｗ）以上の白部（ｃ＞ｔｈ（ｗ）及びｅ＞ｔｈ（ｗ））で、画素値ｃ、ｅの差である差分値（ｃ−ｅ）の絶対値が所定値ｚ以下の平坦な領域（｜ｃ−ｅ｜＜ｚ）と判定された場合に、中央の画素Ｄの画素値ｄと両端の画素値ｃ、又はｅとの差である差分値（ｄ−ｃ）又は（ｅ−ｄ）の絶対値が所定値Ｚ１を超えたとき（|ｄ−ｃ|＞Ｚ１、又は|ｅ−ｄ|＞Ｚ１）、画素値ｄは、パターンの光学像ではない偽像と判定し、画素Ｄを含むストライプの画像を再度取得して検査を行う。
【００２６】
これにより、平坦な領域における宇宙線などの一時的な影響による偽像に影響されず、試料のパターン検査を行うことが可能となる。なお、各所定値は、典型的には、ｔｈ（ｖ）＝６０、ｔｈ（ｗ）＝２３０、ｚ＝５、Ｚ１＝１０程度の値が用いられる。以上のように、３画素による偽像の検査について説明したが、画素数を多くすれば処理が複雑になるが、より精度を高めることができる。
【００２７】
（第３の実施形態）
図７は、図５の測定画像１６の代わりに測定画像と基準画像の差画像で偽像を検査する手順を示す流れ図である。図７に示すように測定画像を採取した後（ステップＳ２）、転送された設計データ（ステップＳ３１）から参照画像を作成して基準画像を生成し、又は、測定画像から基準となる基準画像を選択する（ステップＳ３２）。検査の対象の測定画像とステップＳ３２で求めた基準画像との画素値の差をとった差画像を生成する（ステップＳ３３）。第１又は第２の実施形態と同様に、隣接する２画素又は３画素について、画素間の差分値が所定値Ｚ２以下か判定する（ステップＳ３４）。所定値Ｚ２以下の場合、通常の欠陥検査の処理（ステップＳ６）に進む。所定値Ｚ２以上の場合、宇宙線など偽像の影響と推定し、図５の流れ図と同様の処理を行う（ステップＳ４、Ｓ５）。このように、ストライプの画像を再度取得することで、測定パターンデータに任意のパターンがある場合でも、宇宙線などの影響による偽像に影響されず、検査を行うことが可能となる。
【００２８】
（第４の実施形態）
図８は、透過光の測定画像と反射光の測定画像との差画像について、図７と類似の処理をする流れ図である。図８に示すように透過測定画像と反射測定画像を採取する（ステップＳ２１）。その後、反射測定画像を画素値の反転などの適切なフィルタ処理を行い、透過画像に類似した基準画像を生成する（ステップＳ３１１）。次に、透過測定画像とステップＳ３１１で求めた基準画像との画素値の差をとった差画像を生成する（ステップＳ３１２）。第１〜第３の実施形態と同様に、隣接する２画素又は３画素について、画素間の差分値が所定値Ｚ３以下か判定する（ステップＳ３１３）。所定値Ｚ３以下の場合、通常の欠陥検査の処理（ステップＳ６）に進む。所定値Ｚ３以上の場合、宇宙線など偽像の影響と推定し、図５又は図７の流れ図と同様の処理を行う（ステップＳ４、Ｓ５）。なお、透過測定画像に適切なフィルタ処理をして反射測定画像に類似する基準画像を作成し、この基準画像と反射測定画像との差画像を作成してもよい。
【００２９】
（第５の実施形態）
図９は、横軸にＸ軸の画素の位置を示し、縦軸にＹ軸の画素の位置を示している。図９は、測定画像１６のＸ１〜Ｘ３軸とＹ１軸〜Ｙ３軸の交点の隣接する９個の画素を示している。図１０は、横軸にＹ軸の画素の位置を示し、縦軸に画素値を示している。図１０は、Ｘ１軸（太い破線）、Ｘ２軸（細かい破線）、Ｘ３軸（１点破線）に関して、隣接する３画素の画素値を検出し、Ｙ１軸の３画素（Ｘ１Ｙ１、Ｘ２Ｙ１、Ｘ３Ｙ１）の画素値（ｘ１ｙ１、ｘ２ｙ１、ｘ３ｙ１）の傾き成分、Ｙ２軸の３画素（Ｘ１Ｙ２、Ｘ２Ｙ２、Ｘ３Ｙ２）の画素値（ｘ１ｙ２、ｘ２ｙ２、ｘ３ｙ２）の傾き成分、及び、Ｙ３軸の３画素（Ｘ１Ｙ３、Ｘ２Ｙ３、Ｘ３Ｙ３）の画素値（ｘ１ｙ３、ｘ２ｙ３、ｘ３ｙ３）の傾き成分を示している。これにより、中央の画素Ｘ２Ｙ２の画素値ｘ２ｙ２と、それにＸ２軸においての隣接する画素Ｘ２Ｙ１またはＸ２Ｙ３の画素値の差分値が、Ｘ１軸の中央の画素Ｘ１Ｙ２と両端の画素Ｘ１Ｙ１またはＸ１Ｙ３の画素値の差分値より所定値Ｚ４以上大きく、さらにＸ３軸の中央の画素Ｘ３Ｙ２と両端の画素Ｘ３Ｙ１またはＸ３Ｙ３の画素値の差分値より所定値Ｚ４以上大きい場合、宇宙線などの影響によるノイズと判定し、該画素のストライプの画像を再度取得する。即ち、測定画像画素差算出部は、測定画像や差画像の隣接する２画素についての差分値と、それぞれの画素に隣接する画素間についての差分値の差が所定値を超える場合、該画素を含む領域のパターンの測定を再度行う。
【００３０】
これにより、宇宙線などの影響による測定画像の偽像に影響されず、パターン検査を行うことが可能となる。所定値Ｚ４は、典型的には、Ｚ４＝２０程度の値が用いられる。特に、センサ面にほぼ平行に宇宙線が入射すると、測定画像に線状の偽像が発生する。そのため、異なった２方向以上の複数方向について、それぞれ隣接する画素値を測定することにより、より正確に宇宙線などによる偽像を検出することができる。また、複数方向の交差する角度は、直交しても、又は他の角度でも良い。ここで使用する受光部１２６は、３画素以上で構成されるラインセンサを２段以上用いた時間遅延積分センサを使用すると良い。
【００３１】
以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。これらの実施の形態に示すように、センサに入射した宇宙線などの放射線、又はセンサ内部で発生した電気的なノイズによる偽像を検出し、偽像を含むストライプを再検査することでノイズによる疑似欠陥を抑制でき、検出感度の高い検査を行うことができる。これらの実施の形態の検査は、測定画像のすべての画素について行うか、又は、必要に応じて、特に精密を要求する画素のみを行うか、又は、偽像が発生する確率の高い画素のみを行っても良い。
【００３２】
以上の説明において、「〜部」、「〜回路」或いは「〜工程」、「〜ステップ」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。又は、これらの組み合わせで実現しても良い。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。
【００３３】
本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。各実施の形態では、ＸＹθテーブル１１６が移動することで検査位置が走査されているが、ＸＹθテーブル１１６を固定し、その他の光学系が移動するように構成しても構わない。すなわち、相対移動すればよい。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。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は、本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施の形態における試料検査装置と試料検査方法を説明するためのブロック図である。
【図２】実施の形態における試料検査装置の内部構成を示す概念図である。
【図３】測定画像の取得手順を説明するための図である。
【図４】測定画像の隣接する画素を示す図である。
【図５】測定画像の画素間の差分値を取り、偽像を検出する流れ図である。
【図６】測定画像の隣接する画素の画素値を示す図である。
【図７】測定画像と基準画像の差画像の画素間の差分値を取り、偽像を検出する流れ図である。
【図８】透過測定画像と反射測定画像の差画像の画素間の差分値を取り、偽像を検出する流れ図である。
【図９】測定画像のＸ方向とＹ方向の隣接する画素を示す図である。
【図１０】測定画像のＸ方向とＹ方向の隣接する画素の画素値の変化を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０・・・試料検査装置
１２・・・試料のパターン
１４・・・測定画像生成部
１６・・・測定画像
２０・・・試料のパターンの設計データ
２２・・・参照画像生成部
２４・・・比較部
３０・・・画素差算出部
３２・・・測定画像画素差算出部
３４・・・差画像画素差算出部
１００・・試料
１０２・・ストライプ
１１０・・光学画像取得部
１１２・・オートローダ
１１４・・透過照明装置
１１４０・反射照明装置
１１６・・ＸＹθテーブル
１１８・・ＸＹθモータ
１２０・・レーザ測長システム
１２２・・拡大光学系
１２４・・ピエゾ素子
１２６・・受光部（センサ）
１２８・・センサ回路
１５０・・制御系回路
１５２・・ＣＰＵ
１５４・・バス
１５６・・大容量記憶装置
１５８・・メモリ装置
１６０・・表示装置
１６２・・印字装置
１７０・・オートローダ制御回路
１７２・・テーブル制御回路
１７４・・オートフォーカス制御回路
１７６・・展開回路
１７８・・参照回路
１８０・・比較回路
１８２・・位置回路
【図１】
0004634478.tif 000002
【図２】
0004634478.tif 000003
【図３】
0004634478.tif 000004
【図４】
0004634478.tif 000005
【図５】
0004634478.tif 000006
【図６】
0004634478.tif 000007
【図７】
0004634478.tif 000008
【図８】
0004634478.tif 000009
【図９】
0004634478.tif 000010
【図１０】
0004634478.tif 000011