(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上のパターンに対するパターン欠陥の検査方法であって、
前記基板上の被検査パターンの画像の情報を抽出するステップと、
前記被検査パターンに対応する基準パターンの情報を、設計情報から得るステップと、
前記基準パターンの角部の数に応じて、検出感度を設定するステップと、
前記被検査パターンの画像と前記基準パターンとを比較するステップと、
前記検出感度を使用して前記パターン欠陥を検出するステップと
を有することを特徴とするパターン欠陥検査方法。
【請求項２】
前記角部の数が予め定められた所定値より大きい場合の前記検出感度を、前記角部の数が前記所定値以下の場合よりも低く設定することを特徴とする請求項１に記載のパターン欠陥検査方法。
【請求項３】
前記検出するステップの前に、
前記角部の数と前記検出感度とを関連付けた関連付け情報を抽出するステップを有し、
前記検出するステップにおいて、前記関連付け情報に基づいて前記検出感度を調節することを特徴とする請求項１に記載のパターン欠陥検査方法。
【請求項４】
前記被検査パターンの画像と前記基準パターンとを比較した結果は、パターンずれが生じている箇所における座標及びずれ量を含む不一致情報であることを特徴とする請求項１に記載のパターン欠陥検査方法。
【請求項５】
前記基準パターンの有する角部のうち、隣り合う検査領域内で同じ座標に存在する角部を除いたものを、検査対象の角部として認識することを特徴とする請求項１に記載のパターン欠陥検査方法。
【請求項６】
基板上のパターンに対するパターン欠陥の検査方法であって、
前記基板上の被検査パターンの画像の情報を抽出するステップと、
前記被検査パターンに対応する基準パターンの情報を、設計情報から得るステップと、
前記基準パターンの角部の角度に応じて、検出感度を設定するステップと、
前記被検査パターンの画像と前記基準パターンとを比較した後、前記検出感度を使用して前記パターン欠陥を検出するステップと
を有することを特徴とするパターン欠陥検査方法。
【請求項７】
前記角部の角度が予め定められた所定値以下の場合の前記検出感度を、前記角部の角度が前記所定値よりも大きい場合よりも低く設定することを特徴とする請求項６に記載のパターン欠陥検査方法。
【請求項８】
基板上の複数パターンに対するパターン欠陥の検査方法であって、
前記基板上の被検査パターンの画像の情報を抽出するステップと、
前記被検査パターンに対応する基準パターンの情報を、設計情報から得るステップと、
前記基準パターンの隣り合う角部間の距離に応じて、検出感度を検出するステップと、
前記被検査パターンの画像と前記基準パターンとを比較するステップと、
前記検出感度を使用して前記パターン欠陥を検出するステップと
を有することを特徴とするパターン欠陥検査方法。
【請求項９】
前記隣り合う角部間の距離が予め定められた所定値以下の場合の前記検出感度を、前記隣り合う角部間の距離が前記所定値よりも大きい場合よりも低く設定することを特徴とする請求項８に記載のパターン欠陥検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はパターン欠陥検査方法及び当該パターン欠陥検査を含んだ半導体装置の製造方法に関し、特に、レチクルあるいは半導体ウェーハを対象としたパターン欠陥検査方法及び当該パターン欠陥検査を含んだ半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体ＩＣの製造に際しては、レチクルあるいは半導体ウェーハ上に設計通り正しくパターンが形成されているか否かの検査が必要となる。通常、このようなパターン欠陥検査には、レチクルパターンやウェーハパターン等の被検査パターンを設計データに基づいて描画した基準パターンと比較し、そのずれを検出する方法が用いられる。【０００３】
レチクルを例にとると、レチクルパターンは石英基板上にフォトリソグラフィ工程及びドライエッチング工程を経て形成されたクロムパターンから成っており、基準パターンからのずれは、フォトリソグラフィ工程やドライエッチンク工程で生じたクロムのピンホールやクロムの付着物によるものが多い。【０００４】
このようなパターン形状のずれは、半導体ＩＣの動作に影響を及ぼさない程度の小さなものであれば、実質的には欠陥として作用しない。そこで、パターン欠陥検査においては、基準パターンからのずれの許容値をあらかじめ定めておき、検出したパターンのずれがこのしきい値を超えたときに欠陥とみなすようにする。【０００５】
ここで、しきい値とは、パターン欠陥検査における検査感度を決めるものである。検査感度を高くするためにはしきい値を小さな値に設定し、検査感度を低くするためにはしきい値を大きな値に設定することになる。【０００６】
前記しきい値は、通常、発生した欠陥が漏らさずに認識できるように、所定のマージンを加えた（より高い検査感度になる）値に設定される。そのため、本来欠陥ではないものまで欠陥と見なして処理することになり、後工程で修正するのに多大な時間を要する。なお、このように、欠陥として検出されるもののうち、実質的に欠陥として作用しない欠陥のことを、「擬似欠陥」という。【０００７】
逆に、検査感度を低く設定しすぎると、真正な欠陥を見逃すことになり半導体ＩＣの歩留まりを低下させる。従って、パターン欠陥検査に際しては、歩留まりや検査時間等を考慮して、適正な検査感度を設定することが要求される。【０００８】
一般に、レチクル間あるいは同一レチクルであっても、パターン形成箇所によりパターンのずれがデバイス特性に与える影響はそれぞれ異なり、従って設定すべき検査感度の適正値も異なる。検査感度は、同一半導体ＩＣの製造に用いる全てのレチクルに対して同一の値に設定される場合が多いので、このような場合には、上述したように、最も高い検査感度が要求される箇所の検査感度に合わせる必要がある。そのため、それ以外の個所では、不必要に検査感度が高く設定されることになるという問題がある。【０００９】
そこで、レチクルを複数の検査領域に分割し、検査領域ごとに異なる検査感度を設定する方法が提案されている。このとき、各検査領域の検査感度をどのように設定するかということを、その検査領域に存在する配線パターンの機能によって決定する。具体的には、例えば、幅の狭い信号線と幅の広い電源線に対しては、断線等の障害を引き起こす可能性が大きく異なることを考慮し、それぞれについて、異なる検査感度を割り当てることを行なう（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−４５０６６号公報
【発明の開示】
【００１０】
（発明が解決しようとする課題）
信号線や電源線といった極く単純な形状のパターンに対しては、以上の例のように検査感度の適切な設定が可能であるが、パターン形状がより複雑且つ微小になると、以下述べるような問題が生じ、検査感度を適正化することが難しくなる。
【００１１】
前述したクロムのピンホールあるいはクロムの付着物は、パターン形成工程中にレチクル上に付着したゴミに起因するものが大部分である。
【００１２】
一方、基準パターンからのずれが生じる原因としては、これらの要因以外に、フォトリソグラフィ工程における露光量の過不足あるいはドライエッチングの過不足等に起因するものがある。これら過不足に起因する場合においても、同様に、基準パターンからのずれを生じさせる。たとえばクロム膜に対するエッチングが過剰になったときには、パターン幅の狭小化が生じ、これが基準パターンからのパターンずれとして検出されることになる。
【００１３】
パターン形状が複雑且つ微小になるにつれて、露光時における近接効果等の干渉が顕著になり、その結果、パターンずれが大きくなる傾向がある。
【００１４】
しかしながら、従来のパターン欠陥検査では、基準パターンからのずれを検出したときにはパターンずれが生じる原因を考慮することなく、設定されたしきい値を超えるか否かを判定している。その結果、検出する必要のないもの（擬似欠陥）を、数多く欠陥として検出してしまうという問題があった。その結果、このような擬似欠陥を後で取り除くのに多くの手間や時間を要するという問題があった。
【００１５】
そこで、本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、レチクル或いは半導体ウェーハに形成された複雑な形状のパターン（これらのパターンのことを、「実パターン」ともいう。）に対する欠陥検査に際して、擬似欠陥の数を減少させ、欠陥検査に要する時間を大幅に短縮することを目的とする。
【００１６】
（課題を解決するための手段）
上記の課題について、本発明者は、実パターンと基準パターンとのずれに関して、当該ずれの発生に規則性が存在し、尚且つ、その規則性が基準パターンの形状と関連性があることを見出し、本発明をなすに至った。
【００１７】
本発明では、レチクル或いは半導体ウェーハに形成されたパターンに対する欠陥検査の際に、基準パターンの形状（複雑度）に応じて検査感度を調整することにより、検査感度を適正に設定し、パターン欠陥に含まれる擬似欠陥の数を大幅に減少させる。
【００１８】
本発明の一観点によれば、本発明のパターン欠陥検査方法は、基板上のパターンに対するパターン欠陥の検査方法であって、前記基板上の被検査パターンの画像の情報を抽出するステップと、前記被検査パターンに対応する基準パターンの情報を、設計情報から得るステップと、前記基準パターンの角部の数に応じて、検出感度を設定するステップと、前記被検査パターンの画像と前記基準パターンとを比較するステップと、前記検出感度を使用して前記パターン欠陥を検出するステップとを有する。
【００１９】
また、本発明の他の観点によれば、本発明のパターン欠陥検査方法は、基板上のパターンに対するパターン欠陥の検査方法であって、前記基板上の被検査パターンの画像の情報を抽出するステップと、前記被検査パターンに対応する基準パターンの情報を、設計情報から得るステップと、前記基準パターンの角部の角度に応じて、検出感度を設定するステップと、前記被検査パターンの画像と前記基準パターンとを比較した後、前記検出感度を使用して前記パターン欠陥を検出するステップとを有する。
【００２０】
また、本発明の他の観点によれば、本発明のパターン欠陥検査方法は、基板上の複数パターンに対するパターン欠陥の検査方法であって、前記基板上の被検査パターンの画像の情報を抽出するステップと、前記被検査パターンに対応する基準パターンの情報を、設計情報から得るステップと、前記基準パターンの隣り合う角部間の距離に応じて、検出感度を検出するステップと、前記被検査パターンの画像と前記基準パターンとを比較するステップと、前記検出感度を使用して前記パターン欠陥を検出するステップとを有する。
【００２１】
また、本発明の他の観点によれば、本発明のパターン欠陥検査方法は、パターン欠陥検査装置により、所定の検査領域ごとに、レチクル或いは半導体ウェーハ上に形成された被検査パターンについてのパターン欠陥を検出するパターン欠陥検査方法において、設計データに基づいた基準パターンの画像と、前記被検査パターンの画像とを比較して、パターンずれが生じている箇所における座標及びずれ量を含む不一致情報を検出する第１の工程と、前記不一致情報の中から、前記ずれ量が所定のしきい値よりも小さい箇所の不一致情報を抽出する第２の工程とを備え、前記基準パターンの有する角部のうち、隣り合う前記検査領域内で同じ座標に存在する角部を除いたものを、検査対象の角部として認識した後、前記検査対象の角部の数が所定の値以上のときのしきい値を、前記検査対象における角部の数が前記所定の値より小さいときのしきい値と比べて大きな値に設定して、前記抽出を行なうことを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の他の観点によれば、本発明の半導体装置の製造方法は、パターン欠陥検査を行なったレチクルを使用して、ウェーハ上にパターンを形成する半導体装置の製造方法において、前記レチクルのパターン欠陥検査は、被検査パターンの画像を基準パターンの画像と比較して、前記被検査パターンの欠陥を検査する際に、前記基準パターンにおけるパターン形状に応じて検査感度を調整することにより行なうことを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の他の観点によれば、本発明の半導体装置の製造方法は、パターン欠陥検査を行なったレチクルを使用して、ウェーハ上にパターンを形成する半導体装置の製造方法において、前記レチクルのパターン欠陥検査は、記憶部を備えたパターン欠陥検査装置により、基準パターンの画像と被検査パターンの画像とを比較して、前記被検査パターンの欠陥を検査する方法であって、前記基準パターンにおけるパターン形状に応じた検査感度の関連付け情報を、予め、前記記憶部に記憶する工程と、前記記憶部から抽出した前記関連付け情報に基づいて、前記パターン欠陥検査装置の検査感度を調整する工程とを備えることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の他の観点によれば、本発明の半導体装置の製造方法は、被検査パターンの画像を基準パターンの画像と比較して、前記被検査パターンの欠陥を検査するパターン欠陥検査工程と、当該欠陥を修復する工程とを備え、前記パターン欠陥検査工程では、前記基準パターンにおけるパターン形状に応じて検査感度を調整することを特徴とする。
【００２５】
（発明の効果）
本発明によれば、本発明のパターン欠陥検査方法では、レチクルあるいは半導体ウェーハに形成された複雑且つ微小なパターンの欠陥検査に際し、パターンの複雑度に応じて検査感度を変えるようにしているので、従来に比べて、検査感度のより適切な設定が可能となる。そして、本発明のパターン欠陥検査方法は、擬似欠陥の数を大幅に減少することを実現可能とし、検査精度の向上とともに検査時間の短縮を図る上で有益である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】は、本発明の実施例に係るパターン欠陥検査装置を示すブロック図である。
【図２】は、本発明の実施例１に係るレチクルパターンと基準パターンを示す図（その１）である。
【図３】は、本発明の実施例１に係るレチクルパターンと基準パターンを示す図（その２）である。
【図４】は、本発明の実施例２に係るレチクルパターンと基準パターンを示す図（その３）である。
【図５】は、本発明の実施例２に係るレチクルパターンと基準パターンを示す図（その４）である。
【図６】は。本発明の実施例３に係るレチクルパターンと基準パターンを示す図（その５）である。
【図７】は、本発明の実施例３に係るレチクルパターンと基準パターンを示す図（その６）である。
【図８】は、本発明の実施例４に係るレチクルパターンと基準パターンを示す図（その７）である。
【図９】は、本発明の実施例４に係るレチクルパターンと基準パターンを示す図（その８）である。
【図１０】は、本発明の実施例５に係る検査フローである。
【図１１】は、本発明の実施例５に係る画像データの合成例である。
【図１２】は、本発明の実施例５に係る検査感度をグリッド状に設定する具体例である。
【図１３】は、本発明の実施例５に係る欠陥を検出する方法の具体例である。
【図１４】は、本発明の実施例５に係る微小検査エリア単位での検査対象設定例である。
【図１５】は、本発明の実施例５に係る各部数に基づいた擬似欠陥と欠陥の識別例である。
【図１６】は、本発明の実施例５に係る検査感度条件の具体例である。
【図１７】は、検査条件に基づいて検査感度を設定したことによる効果について示した図である。
【発明の実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に、本発明の実施形態に係る詳細を、図面を参照しながら説明する。
【００２８】
（実施例１)
図１は、本発明の実施に用いるパターン欠陥検査装置を示すブロック図である。
【００２９】
図１に示されるように、前記パターン欠陥装置は、例えば、レチクル１、ＸＹステージ２、照明用光源３、対物レンズ４、ハーフミラー５、ＣＣＤイメージセンサ６、画像取得部７、比較部８、画像処理部９、ステージ制御部１０、基準データ生成部１１、検査感度設定部１２、欠陥判定部１３、欠陥記憶部１４等から構成される。
【００３０】
同図に見られるように、検査対象となるレチクル１はＸＹステージ２に固定される。欠陥検査に際して、レチクル１の表面は複数の検査領域に分けられ、各検査領域ごとに検査される。ＸＹステージ２は、ステージ制御部１０からの指示により移動し、レチクル１の表面を、検査領域ごとに、Ｘ方向、Ｙ方向に走査する。
【００３１】
ＸＹステージ２の上方には、レチクル照明用光源３、ハーフミラー５、対物レンズ４からなる照明光学系及びＣＣＤイメージセンサ６が配置されており、レチクル照明用光源３を出射した光はハーフミラー５で反射され対物レンズ４で絞られた後レチクル１に入射する。そして、その反射光が対物レンズ４、ハーフミラー５を通ってＣＣＤイメージセンサ６に取り込まれ画像信号として画像取得部７へ送られる。画像取得部７はＣＣＤイメージセンサ６から送られてきた画像信号を被検査パターンとなるレチクルパターンに変換し、当該変換されたレチクルパターンを比較部８に入力する。
【００３２】
一方、レチクルパターンの設計データのうちレチクル１の各検査領域に対応する設計データが、ＸＹステージ２の走査範囲と同期して基準データ生成部１１に取り込まれる。ステージ制御部１０は、ＸＹステージ２を制御するとともに、前記ＸＹステージ２の走査範囲の情報を基準データ生成部１１に送出する。
【００３３】
基準データ生成部１１に取り込まれた基準データは、画像処理部９に送られて基準パターンに変換される。この基準パターンは、先に画像取得部７で生成されたレチクルパターン（実パターン）に対応するものである。このようにして画像処理部９で生成された基準パターンは、比較部８に入力される。
【００３４】
比較部８は、レチクルパターンを基準パターンの形状と比較する。そして、不一致個所があればその位置座標とパターン不一致幅を検出し、これらの不一致情報を欠陥判定部１３に送る。なお、ここで、不一致情報とは、前記不一致（パターンずれ）が生じている箇所における座標と不一致の量（ずれ量）を含む情報のことをいう。
【００３５】
欠陥判定部１３では、比較部８から送られてきたパターン不一致幅が所定のしきい値を超えるか否かを判定する。そして、パターン不一致幅が所定のしきい値を超えるときには、前記不一致個所を欠陥と判断して、欠陥記憶部１４にその欠陥箇所の位置座標を記憶させる。ここで、欠陥か否かを判定する基準として、所定のしきい値が設定される。しきい値は、パターン欠陥検査における検査感度を決めるものであり、検査感度設定部１２で、検査領域ごとに設定される。その後、この設定値（検査領域ごとに設定されたしきい値）が欠陥判定部１３へ通知される。
【００３６】
本実施例では、パターン形状の複雑度に応じて検査感度を調整する。
【００３７】
以下、図２、３を参照し、検査感度を調整した例を説明する。本例では、パターン形状の複雑度を示す指標としてパターンの角部の数（以下、「各部数」という。）を用い、この角部数が所定数を超えるか否かに応じて、異なるしきい値を設定する。
【００３８】
本実施例において、検査感度設定部１２は、基準パターンの角部数が５個を越えるパターンに対してはしきい値２０ｎｍを設定し、超えないパターンにはこれより小さなしきい値５ｎｍを設定する。そしてし、これらの設定値を欠陥判定部１３へ通知する。
【００３９】
図２（ａ）は一つの検査領域に含まれる基準パターン２１、図２（ｂ）はこの基準パターン２１に対応した実パターンであるレチクルパターン２２をそれぞれ示したものである。基準パターン２１は、図中丸印で囲んだ記号ａからｇの位置に、全部で７個の角部を有している。図２（ｂ）に示したレチクルパターン２２が描かれている座標には、基準パターン２１とのパターン不一致箇所と不一致幅をわかりやすく示すため、点線で描いた基準パターン２１を、（当該レチクルパターン２２に）重ねて描いている。
【００４０】
比較部８は、基準パターン２１とレチクルパターン２２を比較して、各角部ごとにパターン不一致幅を検出する。たとえば、図２（ｂ）に示すように、角部ａで検出されたパターン不一致幅は１５ｎｍとなる。
【００４１】
ここで、基準パターン２１の角部数は７個となるのでしきい値として２０ｎｍが設定される。従って、欠陥判定部１３は、角部ａにおけるパターン不一致幅がしきい値２０ｎｍを越えないので、角部ａを欠陥ではないと判定し、この角部ａを欠陥記憶部１４には通知しない。他の角部ｂからｇまでの箇所についても、同様な判定を行う。
【００４２】
図３（ａ）（ｂ）は、図２で示した基準パターン２１とは別の基準パターン２３と、この基準パターン２３に対応したレチクルパターン２４を示したものである。レチクルパターン２４が描かれている座標には、図２（ｂ）と同様に、基準パターン２３とのパターンずれをわかりやすく示すため、点線で描いた基準パターン２３を、（当該レチクルパターン２４に）重ねて描いており、この図から角部ａで検出されたパターン不一致幅は１０ｎｍであることがわかる。
【００４３】
この例においては、基準パターン２３は角部数が４個となるので、しきい値として５ｎｍが設定される。従って、基準パターン２３とレチクルパターン２４の不一致幅はしきい値５ｎｍを超えるため、（最大の不一致幅が１０ｎｍであるにもかかわらず、）欠陥判定部１３はこの角部ａを欠陥と判定し、その位置座標を欠陥記憶部１４に通知する。他の角部ｂ、ｃ、ｄについても同様の処理を行う。
【００４４】
以上のように、本実施例によれば不一致幅２０ｎｍのレチクルパターン２２が欠陥ではないと判定される一方、不一致幅１０ｎｍのレチクルパターン２４が欠陥であると判定されることになる。これは本発明によりレチクルパターン２２、２４の形状の相違を考慮して得られた結果であり、従来に比べてより適切な欠陥判定が可能となる。
【００４５】
以下、上記の判定が、従来の検査方法と比較してメリットがある理由について説明する。例えば、図２におけるレチクルパターン２２のケースでは、基準パターンの角部数が所定数を超えていることから、パターン不一致（パターンずれ）として検出されたものの中に、本来欠陥として扱う必要の無い擬似欠陥が存在する可能性が高い。そこで、この場合には、検出感度が低くなるようにしきい値を下げることによって、パターン不一致（パターンずれ）として検出される可能性のあるものの中から、擬似欠陥である可能性の高いものを意図的に抽出しないようにする。その結果、欠陥である可能性が高いものを、選択的に検出することが可能となる。
【００４６】
なお、本実施例においては特に説明していないが、上記のような検出感度の調整は、通常、所定の特定されたエリア（或いは、特定されたパターン）について行なう。
【００４７】
なお、本実施例においては、擬似欠陥の数が減少すれば十分であるから、図３（ｂ）の例のように、高い検出感度のしきい値に設定したエリアについては、欠陥であると判定されたものの中に、擬似欠陥が混じっていても構わない。
【００４８】
また、一番低い検出感度のしきい値に設定したエリアについては、欠陥でないと判定したものの中に、欠陥が１００％存在していない（すなわち、欠陥の抽出漏れが無い）状態になるような検出感度のしきい値を設定することが望ましい。
【００４９】
（実施例２）
次に、図１に示したパターン欠陥検査装置を利用したパターン欠陥検査において、パターン形状の複雑度を示す指標としてパターンの角部数に代えてパターン角部における角度を用いる。本実施例では、この角度が所定値を超えるか否かに応じて異なるしきい値を設定する例について述べる。
【００５０】
この例において、検査感度設定部１２は基準パターンにおける角部の角度が９０度を越えないときにはしきい値２０ｎｍ、超えるときにはこれより小さなしきい値５ｎｍを設定し、欠陥判定部１３に通知するものとする。
【００５１】
図４（ａ）は一つの検査領域に含まれる基準パターン２５、図４（ｂ）はこの基準パターン２５に対応したレチクルパターン２６を示したものである。図４（ｂ）では、図２（ｂ）と同様に、基準パターン２５とレチクルパターン２６のずれをわかりやすくするため、レチクルパターン２６に点線で基準パターン２５を重ねて描いている。図中の基準パターン２５の角部ａにおける角度は２０度であり、角度が９０度を越えていないので、しきい値として２０ｎｍが設定される。
【００５２】
比較部８は基準パターン２５とレチクルパターン２６を比較してその不一致幅を検出する。ここで、図４（ｂ）に示したように角部ａにおけるパターン不一致幅は１５ｎｍとなる。欠陥判定部１３は、角部ａにおけるパターン不一致幅がしきい値２０ｎｍを越えないので、角部ａを欠陥ではないと判定し、この角部ａを欠陥記憶部１４には通知しない。
【００５３】
図５（ａ）、（ｂ）は、図４で示した基準パターン２５とは別の基準パターン２７とこの基準パターン２７に対応したレチクルパターン２８を示したものである。レチクルパターン２８が描かれている座標には、点線で描いた基準パターン２７を、（当該レチクルパターン２８に）重ねて描いている。同図から角部ａで検出されたパターン不一致幅は１０ｎｍであることがわかる。
【００５４】
この例において、基準パターン２７の角部ａにおける角度は１３０度となっているので、しきい値５ｎｍが設定される。従って、レチクルパターン２８の不一致幅がしきい値５ｎｍを超えているので、欠陥判定部１３はこの角部ａを欠陥と判定し、その位置座標を欠陥記憶部１４に通知する。
【００５５】
図４、５に見られるように、一般に、パターン角部の角度が小さくなるほどパターンの不一致幅は大きくなる。このような現象が発生する理由は、パターン角部の角度が小さくなるほどパターン形状がフォトリソグラフィ工程やエッチング工程の影響を受け易くなるためである。ここで、検出された不一致幅について、その全てが必ずしも欠陥として作用することを意味するものではなく、従って、本実施例で示した検査感度設定により擬似欠陥を低減することが可能となる。
【００５６】
（実施例３）
次に、図６、図７を参照し、検査感度を調整した例を説明する。本実施例では、パターン形状の複雑度を示す指標として、基準パターンにおける隣り合う角部間の距離を用い、この距離が所定値を超えるか否かに応じて、異なるしきい値を設定する。
【００５７】
なお、本実施例のパターン欠陥検査においても、図１に示したパターン欠陥検査装置を利用する。この例において、検査感度設定部１２は、基準パターンにおける角部間の距離が５０ｎｍを越えないときにはしきい値２０ｎｍ、超えるときにはこれより小さなしきい値５ｎｍを設定する。そして、これらの設定値を欠陥判定部１３へ通知する。
【００５８】
図６（ａ）は一つの検査領域に含まれる基準パターン２９、図６（ｂ）はこの基準パターン２９に対応したレチクルパターン３０を示したものである。図６（ｂ）では、レチクルパターン３０が描かれている座標に、点線で描いた基準パターン２９を、（当該レチクルパターン３０に）重ねて描いている。基準パターン２９における隣り合う角部ａとｂの間の距離が３０ｎｍとすれば、これは５０ｎｍを越えていないので、しきい値として２０ｎｍが設定される。
【００５９】
比較部８は基準パターン２９とレチクルパターン３０を比較してその不一致幅を検出する。図６（ｂ）に示したように角部ａにおけるパターン不一致幅は１５ｎｍとなっている。欠陥判定部１３は、角部ａにおけるパターン不一致幅がしきい値２０ｎｍを越えないので、角部ａを欠陥ではないと判定し、この角部ａを欠陥記憶部１４には通知しない。
【００６０】
なお、このとき、欠陥記憶部１４に対して、「欠陥が存在しない。」という情報を通知しても良い。
【００６１】
図７（ａ）、（ｂ）は、図６（ａ）とは別の基準パターン３１と、この基準パターン３１に対応したレチクルパターン３２とを示したものである。図７（ｂ）のレチクルパターン３２が描かれている座標には、点線で描いた基準パターン３１を、（当該レチクルパターン３２に）重ねて描いている。同図から角部ａで検出されたパターン不一致幅は１０ｎｍであることがわかる。この例において基準パターン３１の隣り合う角部ａとｂの間の距離が７０ｎｍであるとすれば、これは５０ｎｍを越えているのでしきい値として５ｎｍが設定される。従って、レチクルパターン３２の不一致幅がしきい値５ｎｍを超えることになり、欠陥判定部１３はこの角部ａを欠陥と判定し、その位置座標を欠陥記憶部１４に通知する。
【００６２】
一般に隣り合う角部間の距離が小さくなると、パターンの相互干渉が大きくなってパターンの不一致幅は大きくなる。しかしながら、このように検出された角部については、不一致幅が大きい場合であっても、（擬似欠陥であるケースが殆どであることから）、相対的に、欠陥である確率が小さくなる。従って、本実施例で示した検査感度設定により擬似欠陥を低減することが可能となる。
【００６３】
（実施例４）
次に、図８、図９を参照し、検査感度を調整した例を説明する。本実施例では、パターン形状の複雑度を示す指標として、基準パターンにおけるパターンの幅、すなわち、パターンの長手方向に対する垂直の方向の長さを用い、この長さが所定値を超えるか否かに応じて、異なるしきい値を設定する。
【００６４】
なお、本実施例のパターン欠陥検査においても、図１に示したパターン欠陥検査装置を使用する。
【００６５】
本実施例において、図８（ａ）は一つの検査領域に含まれる基準パターン４５、図８（ｂ）はこの基準パターン４５に対応したレチクルパターン４６を示したものである。図８（ｂ）では、レチクルパターン４６が描かれている座標に、点線で描いた基準パターン４５を、（当該レチクルパターン４６に）重ねて描いている。このとき、図に示すように、基準パターン４５における幅が３０ｎｍとする。
【００６６】
同様に、図９（ａ）は一つの検査領域に含まれる基準パターン４７、図９（ｂ）はこの基準パターン４７に対応したレチクルパターン４８を示したものである。図９（ｂ）では、レチクルパターン４８が描かれている座標に、点線で描いた基準パターン４７を、（当該レチクルパターン４８に）重ねて描いている。このとき、図に示すように、基準パターン４７における幅が１００ｎｍとする。
【００６７】
本実施例において、検査感度設定部１２は、基準パターンにおける幅が５０ｎｍを越えないときにはしきい値２０ｎｍを設定し、基準パターンにおける幅５０ｎｍを超えるときにはしきい値５ｎｍを設定する。そして、これらの設定値を欠陥判定部１３へ通知する。
【００６８】
図８（ｂ）に示したように、角部ａにおけるパターン不一致幅は１５ｎｍとなっているが、欠陥判定部１３は、角部ａにおけるパターン不一致幅がしきい値２０ｎｍを越えないので、角部ａを欠陥ではないと判定する。そして、この角部ａについての情報を、欠陥記憶部１４には通知しない。
【００６９】
一方、図９（ｂ）に示したように、角部ａにおけるパターン不一致幅は１０ｎｍとなっているが、欠陥判定部１３は、角部ａにおけるパターン不一致幅がしきい値５ｎｍを越えているので、角部ａを欠陥であると判定する。そして、この角部ａについての不一致情報を、欠陥記憶部１４に通知する。
【００７０】
パターンの幅が狭くなると、実施例３と同様に、パターンの相互干渉が大きくなり、パターンの不一致幅は大きくなる。そのため、上記のようにパターン不一致であると検出された角部については、（不一致幅が大きい場合であっても、）擬似欠陥であるケースが殆どであり、相対的に、欠陥であるという確率が小さくなる。従って、検査感度を低く（すなわち、検査感度をゆるめに）設定することにより、擬似欠陥を低減することが可能となる。
【００７１】
（実施例５）
次に、図１０〜図１７を参照し、本実施形態による検査の流れを説明する。なお、本実施例のパターン欠陥検査においても、説明の際に、図１に示したパターン欠陥装置のブロック図を使用する。
【００７２】
図１０は、本実施形態に係る検査フローを示した図である。図１０では、図の中央に記載した「画像データの合成（ステップＳ１３１）」に至までに、大きく３つのフローが存在するため、最初にそれらのフローについて説明する。
【００７３】
フロー（１）
【００７４】
図１０の左側のフローは、検査データを入手する手順を示したものであり、データ変換（１）及びデータ変換（２）の処理により、検査データの画像データ１０５を取得する。
【００７５】
具体的には、先ず、基準データ生成部１１において、設計データ１０１のうち、検査に必要な部分のみを抽出するとともに、検査装置用に形式変換を行い、検査用設計データ１０３を作成する（ステップＳ１０２）。そして、変換された検査用設計データ１０３を、画像処理部９に送出する。続いて、検査用設計データ１０３は、画層処理部９において、画像データ１０５の形式に変換される（ステップＳ１０４）。そして、変換された画像データ形式の検査データ１０５は比較部８に送出される。なお、検査データ１０５の一例を、図１１（ａ）に示す。
【００７６】
フロー（２）
【００７７】
一方、図１０の右側のフローは、レチクル上に形成された実パターン（レチクルパターン）の画像データを取得する手順を示したものである。
【００７８】
具体的には、先ず、検査装置のステージ２にレチクル１をセットする（ステップＳ１２１）。続いて、検査感度設定部１２等に対して、検査条件の設定を行ない（ステップＳ１２２）、パターン欠陥検査をスタートする（ステップＳ１２３）。
【００７９】
次に、ステージ制御部１０からの指令によって、レチクルパターンのスキャン動作（レチクルスキャン）が可能になるようにステージ２を移動させ（ステップＳ１２４）、レチクルパターンの形状を画層取得部７に取り込む（ステップＳ１２５）。なお、取り込まれたレチクルパターン形状の画像信号は、画像取得部７において被検査用の画像データであるレチクルパターン１２６に変換されて、比較部８に送出される。なお、前記レチクルパターン１２６の一例を、図１１（ｃ）に示す。
【００８０】
次に、比較部８において、検査データの画像データ１０５と、レチクルパターンの画像データ１２６とを比較する。
【００８１】
比較部８においては、レチクル１がステージ２に正しくセットされているか否かの判定を行なうとともに、正しくセットされている場合には、検査データの画像データ１０５とレチクルパターンの画像データ１２６とを詳細に比較する。
【００８２】
具体的には、先ず、レチクル上に設けられた（図示しない）アライメントパターン等を使用して、画像データ１０５と画像データ１２６とが全体的に一致しているか否かの確認を行なう（ステップＳ１３０）。
【００８３】
不一致の場合には、ステップ１２４に戻って、レチクルパターン取り込みのスキャン動作を再度行なう。なお、このとき、ステージ２へレチクル１をセットする動作（ステップＳ１２１）からやり直しても良い。
【００８４】
一致した場合には、画像データ１０５と画像データ１２６とを比較した結果が、欠陥判定部１３に送出される。なお、欠陥判定部１３に送出される結果とは、例えば、パターンの不一致が存在する箇所についての座標及び不一致の幅等の情報（不一致情報）である。
【００８５】
そして、欠陥判定部１３では、検査データの画像データ１０５とレチクルパターンの画像データ１２６とを合成して、詳細に比較する（ステップＳ１３１）。
【００８６】
フロー（３）
【００８７】
また、図１０の中央のフローは、検査感度データを取得する手順を示したものである。
【００８８】
具体的には、先ず、基準データ生成部１１から送出された検査用設計データ１０３を、検査感度設定部１３が入手する。そして、検査感度設定部１３において、その入手した検査データ１０３に基づいて、特定エリア２１０の抽出を行なう（ステップ１１２）。
【００８９】
この特定エリア２１０の情報を抽出する処理については、例えば、次のような方法で行なう。
【００９０】
先ず、上記特定エリア２１０の抽出を行なう前に、パターンの形状に応じた特定エリアを決定する。すなわち、パターン形状の特徴によって、どの範囲を特定エリアにするかについて、関連付けをしておく。
【００９１】
次ぎに、その関連付けられた特定エリア２１０の情報を、予め、記憶が可能な（図示しない）記憶部に記憶させておく。
【００９２】
最後に、上記特定エリア２１０の抽出を行なう際に、前記検査用設計データ１０３から得たパターン形状の特徴を、前記記憶部に送出する。そして、前記記憶部から、パターン形状の特徴に応じた特定エリア２１０の情報を入手する。
【００９３】
なお、この特定エリア２１０を抽出する処理については、上記のように、システム中に設けられている記憶部を使用せずに、オペレータが、処理を行なっても良い。すなわち、オペレータが、検査用設計データ１０３のパターン形状を確認し、（オペレータが、）自分が所望する特定エリア２１０の情報を作成し、（オペレータが、）作成した特定エリア２１０の情報を検査装置に入力するようにしても良い。
【００９４】
次ぎに、入手した特定エリア２１０の情報から、検査感度データ１１４を作成する（ステップ１１３）。具体的には、特定エリアとそれ以外のエリアについて、検査感度を決定する「しきい値」を設定する。そして、エリア別に異なる検査感度が設定された検査感度データ１１４が完成する。
【００９５】
この検査感度１１４を設定する処理については、例えば、次のような方法で行なう。
【００９６】
例えば、検査感度データ１１４を作成する前に、（基準パターンにおける角部の数、各角部についての角度、隣り合う角部間の距離等の）条件ごとに、どのような「しきい値」を設定するかを、予め決めておく。このとき、各条件について、前記特定エリアの内外で、それぞれ、異なる「しきい値」が設定される。
【００９７】
次ぎに、上記の「しきい値」に関する情報を、記憶が可能な（図示しない）記憶部に記憶させておく。
【００９８】
最後に、上記検査感度データ１１４を作成する際に、前記検査用設計データ１０３から得たパターン形状の特徴を、前記記憶部に送出する。そして、前記記憶部から、パターン形状の特徴に応じた「しきい値」に関する情報を入手する。
【００９９】
なお、この検査感度データ１１４を作成する処理については、上記のように、システム中に設けられている記憶部を使用せずに、オペレータが、処理を行なっても良い。すなわち、オペレータが、検査用設計データ１０３のパターン形状を確認し、（オペレータが、）自分が所望する検査感度データ１１４を作成し、（オペレータが、）作成した検査感度データ１１４の情報を検査装置に入力するようにしても良い。
【０１００】
そして、このようにして検査感度設定部１２にて作成された検査感度データ１１４は、欠陥判定部１３に送出される。
【０１０１】
次に、欠陥判定部１３において、フロー（１）〜（３）において作成した３種類の画像データを合成して、欠陥の判定を行なう（ステップＳ１３１）。
【０１０２】
具体的には、図１１（ａ）の検査データ１０５、図１１（ｂ）のレチクルパターン１２６及び図１１（ｃ）の検査感度データ１１４を、図１１（ｄ）に示すように、画像上で、重ね合わせる。
【０１０３】
図１１（ｄ）の場合、欠陥として検出されるのは、欠陥２２０の１個のみである。ここで、太い点線で示した特定エリア２１０内でパターンずれが生じている箇所については、欠陥として検出しない。なお、図１１（ａ）〜（ｄ）の枠２００は検査を行なう際の最小エリアを表したものであり、全て同面積である。）
【０１０４】
図１２に、検査感度をグリッド状に設定する具体例を示す。
【０１０５】
図１２において、丸が付されたエリア（角部１〜１４）は、検査データ１０５の全角部を示したものである。また、図中、太い点線の四角で区画されたエリアが、特定エリア２１０である。
【０１０６】
一方、図中、細い点線で示されたグリット２５０は、検査を行なう際の微小検査エリアを表したものである。このように、検査感度は、通常、小さく分割された領域ごとに設定される。
【０１０７】
次ぎに、欠陥を検出する方法の具体例を図１３に示す。
【０１０８】
図１３（ｅ）は、検査データとレチクルパターンとを重ね合わせたものであり、太い点線の丸が付された８箇所（２７１〜２７８）が、検査データ１０５とレチクルパターン１２６との間で、パターンずれが生じている箇所である。
【０１０９】
図１３（ｆ）は、検査感度のデータを示す。図中、太い点線の枠が特定エリア２２０である。特定エリア２２０の内側のエリアには、その外側のエリアよりも検査感度よりも低くなるようなしきい値が設定されている。
【０１１０】
図１３（ｄ）は、図１３（ｅ）と図１３（ｆ）とのデータを重ね合わせた図である。このように重ね合わせた結果、一箇所（２７２）のみが、欠陥として検出される。
【０１１１】
図１４は、微小検査エリア単位での検査対象設定例について示した図である。
【０１１２】
図１４に示すように、微小検査エリアを分割した場合には、検出した角部のうち、検査条件の対象として認識すべきでないケースが発生する。
【０１１３】
具体的には、図１４（ｂ）の拡大図において、８箇所の角部（角部２８１〜２８８）が存在する。しかしながら、そのうち、５箇所の角部（角部２８１、２８２、２８５、２８６及び２８８）は、検査領域を微小検査エリアに分割したことにより角部として認識されてしまったものである。すなわち、この５箇所の角部は、実際にはパターンの角部ではないので、検査条件の対象として認識すべきでない。
【０１１４】
そこで、本当の角部か否かを判断するために、例えば、隣り合う微小検査エリアのデータを照合する。具体的には、照合させた結果、その両方の微小検査エリアに同座標の角部が存在する場合には、その角部を検査条件の対象から外す。そして、その対象から外された角部以外の角部のみを、検査条件の対象として認識することにより、本当の角部のみを抽出することが可能となる。
【０１１５】
本実施例では、実線の丸で囲まれた３箇所の角部（角部２８３、２８４、２８７）を検査条件の対象として認識する。
【０１１６】
図１５は、角部数に基づいた擬似欠陥と欠陥の識別例について示した図である。本図では、本実施例の理解し易くするために、便宜上、同一のパターン上に、擬似欠陥と欠陥とが並んで存在する例を示している。レチクルパターンにおける形状Ａと形状Ｂとは略同じパターン形状に形成されているが、本実施例を適用した場合、レチクルパターンの形状Ｂを欠陥と認識し、形状Ａを擬似欠陥と認識することが可能となる。
【０１１７】
図１６は、検査感度条件の具体例を示した図である。図に示すように、例えば、検査感度条件について、条件１〜条件５（或いはそれ以上）の複数の条件を同時に設定する。このように、検査感度条件を複合的に設定して欠陥検査を行なうことも可能である。
【０１１８】
以上のような方法により、（図１０の検査フローにおいて、）欠陥判定部１３では、比較部８からの比較結果と、検査感度設定部１２からの検査感度データとに基づいて、パターン欠陥が存在するか否かの判定をおこなう（ステップＳ１３２）。
【０１１９】
パターン欠陥が見つかった場合には、そのパターン欠陥に関する情報が欠陥記憶部１４に送出され、欠陥記憶部１４において、その情報が記憶される（ステップＳ１３３）。なお、上記のパターン欠陥に関する情報には、レチクル或いは半導体ウェーハ上における座標等が含まれる。
【０１２０】
パターン欠陥が１つも見つからなかった場合には、レチクル検査を続行するか否かを判断する（ステップＳ１３４）。例えば、まだ検査が必要なエリアが残っている場合には、レチクルパターン取り込みのためスキャン動作（ステップＳ１２４）に戻って検査を続行する。
【０１２１】
検査が必要なエリアが残っていない場合には、レチクルの欠陥検査を終了する（ステップＳ１３５）。
【０１２２】
このようにして、レチクルの欠陥検査を終了した後、パターン欠陥であると認識されたものについては、それが本当にパターン欠陥であるか否かを確認する。そして、本当にパターン欠陥であるものについては、当該欠陥部分の修復を行なう。
【０１２３】
上記の確認工程及び修復工程については、例えば、集束イオンビーム装置（ＦＩＢ：Focused Ion Beam）を使用して行なうことが可能である。集束イオンビーム装置は、ガリウムイオン源から取り出したイオンビームを、５〜１０ｎｍに集束させた上で資料に照射させる装置である。パターン修復工程については、例えば、レチクルのパターン欠陥部分に、原料となるガスを吹付けながら上記イオンビームを照射することにより、当該欠陥部分のパターンを修復させる。
【０１２４】
以上が、実施例１〜５についての説明である。
【０１２５】
続いて、これら実施例１〜５を実施した場合の効果について、図１７を使用して説明する。図１７は、検査条件に基づいて検査感度を設定したことによる効果を示した図である。
【０１２６】
図１７に示すように、検査データ１１４の角部は全部で１２個存在する。このとき、この検査データ１１４に対応するレチクルパターン１２６については、全ての角部についてパターンずれが発生しているが、欠陥の数はゼロである。
【０１２７】
図１７のケースにおいて、従来の検査感度を設定した場合には、図に示したように、全１２個の角部のうちのいくつかは、欠陥として認識される。例えば、本ケースでは、７箇所（１〜７）が欠陥として認識されている。すなわち、本ケースでは、上記１〜７のそれぞれについて、１個の角部が欠陥であると認識されている。なお、その欠陥であると認識した７個の角部は、その全てが擬似欠陥である。
【０１２８】
それに対して、本実施例に係る検査条件を付加して、検査感度の設定を調整した場合には、上記の７箇所（１〜７）のエリアについて、感度が低く設定されるため、欠陥として認識される数はゼロとなる。従って、本ケースにおいては、検出した欠陥の数は、実際の欠陥の数と等しくなる。
【０１２９】
以上の実施例では、パターン形状の複雑度を示す指標として、
（１）パターンの角部数を用い、パターンの角部数が所定数を超えるか否かに応じて異なるしきい値を設定した例、
（２）パターン角部における角度が所定値を超えるか否かに応じて異なるしきい値を設定した例、
（３）基準パターンにおける隣り合う角部間の距離が所定値を超えるか否かに応じて異なるしきい値を設定した例、
（４）基準パターンにおけるパターンの幅が所定値を超えるか否かに応じて異なるしきい値を設定した例
について述べたが、これらの指標を組み合わせて用いることによって、より実際的な検出感度の設定を行うことも可能である。
【０１３０】
また、以上の実施例ではレチクルパターンを例にして述べたが、半導体ウェーハ上に形成されたパターンに対しても同様な欠陥検査が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１３１】
半導体ウェーハ上に形成されたパターンの欠陥検査、あるいは半導体ＩＣのパターン形成に用いられるレチクルのパターン欠陥検査に用いることができる。
【符号の説明】
【０１３２】
１    レチクル
２    ＸＹステージ
３    照明用光源
４    対物レンズ
５    ハーフミラー
６    ＣＣＤイメージセンサ
７    画像取得部
８    比較部
９    画像処理部
１０    ステージ制御部
１１    基準データ生成部
１２    検査感度設定部
１３    欠陥判定部
１４    欠陥記憶部
２１、２３、２５、２７、２９、３１、４５、４７    基準パターン
２２、２４、２６、２８、３０、３２、４６、４８    レチクルパターン
１０１    設計データ
１０３    検査用設計データ
１０５    検査データ
１１４    検査感度データ
１２６    レチクルパターン
２００    枠
２１０    特定エリア
２２０    欠陥
２５０    グリッド
【図１】
0004644210.tif 000002
【図２】
0004644210.tif 000003
【図３】
0004644210.tif 000004
【図４】
0004644210.tif 000005
【図５】
0004644210.tif 000006
【図６】
0004644210.tif 000007
【図７】
0004644210.tif 000008
【図８】
0004644210.tif 000009
【図９】
0004644210.tif 000010
【図１０】
0004644210.tif 000011
【図１１】
0004644210.tif 000012
【図１２】
0004644210.tif 000013
【図１３】
0004644210.tif 000014
【図１４】
0004644210.tif 000015
【図１５】
0004644210.tif 000016
【図１６】
0004644210.tif 000017
【図１７】
0004644210.tif 000018