(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の図形パターンが形成された試料を検査装置のステージの上に載置する工程と、
前記試料の検査領域を短冊状に仮想分割して得られた複数のストライプ領域を、任意の数のストライプ領域を各々が含む複数のグループに分ける工程と、
レーザ干渉計を用いて前記ステージの位置座標を測定しながら、前記複数のグループの１つのグループにおける少なくとも１つのストライプ領域内に配置された図形パターンの光学画像を該ストライプ領域の長手方向に向かって前記ステージを移動しつつ取得した後、前記１つのグループにおける前記少なくとも１つのストライプ領域から距離的に離れた位置にある異なるグループにおけるストライプ領域まで、前記ストライプ領域の短手方向に前記ステージを移動して、前記異なるグループの少なくとも１つのストライプ領域内に配置された図形パターンの光学画像を該ストライプ領域の長手方向に向かって前記ステージを移動しつつ取得し、前記１つのグループと前記異なるグループとにわたって前記ステージの前記短手方向の移動を繰り返して前記ストライプ領域の全てにおける前記光学画像を取得する工程と、
を有することを特徴とする検査方法。
【請求項２】
前記複数のストライプ領域を分ける複数のグループは、それぞれ、連続して前記長手方向に図形パターンの光学画像を取得する所定数のストライプ領域単位からなる複数のサブグループによって構成され、
前記１つのグループにおける前記少なくとも１つのストライプ領域と前記異なるグループにおける少なくとも１つのストライプ領域は、前記サブグループを単位とする、
ことを特徴とする請求項１に記載の検査方法。
【請求項３】
複数の図形パターンが形成された試料を検査装置のステージの上に載置する工程と、
前記試料の検査領域を短冊状に仮想分割して得られた複数のストライプ領域を、任意の数のストライプ領域を各々が含む複数のグループに分け、各グループが、所定数の隣り合うストライプ領域を含む複数のサブグループによって構成されるようにする工程と、
レーザ干渉計を用いて前記ステージの位置座標を測定しながら、
前記複数のグループの１つのグループにおける前記サブグループの１つのストライプ領域内に配置された図形パターンの光学画像を該ストライプ領域の長手方向に向かって前記ステージを移動しつつ取得し、前記サブグループを構成する前記所定数のストライプ領域内に配置された全ての図形パターンの光学画像を取得した後、前記１つのグループにおける前記サブグループのストライプ領域から距離的に離れた位置にある異なるグループにおけるサブグループのストライプ領域まで、前記ストライプ領域の短手方向に前記ステージを移動して、前記異なるグループにおける前記サブグループの各々のストライプ領域内に配置された図形パターンの光学画像を該ストライプ領域の長手方向に向かって前記ステージを移動しつつ取得し、前記１つのグループと前記異なるグループとにわたって、前記サブグループを単位として、前記ステージの前記短手方向の移動を繰り返して前記ストライプ領域の全てにおける前記光学画像を取得する工程と、
を有することを特徴とする検査方法。
【請求項４】
複数の図形パターンが形成された試料を検査装置のステージの上に載置する工程と、
前記試料の検査領域を短冊状に仮想分割して得られた複数のストライプ領域を、任意の数のストライプ領域を各々が含む複数のグループに分ける工程と、
レーザ干渉計を用いた前記ステージの位置座標の測定と、前記ストライプ領域の温度測定とを行いながら、
前記複数のグループの１つのグループにおける少なくとも１つのストライプ領域内に配置された図形パターンの光学画像を該ストライプ領域の長手方向に向かって前記ステージを移動しつつ取得し、現時点で図形パターンの光学画像を取得する対象であるストライプ領域の温度が所定値に達するまで前記１つのグループ内のストライプ領域からの光学画像の取得を続け、前記所定値に達したところで、前記１つのグループにおける前記少なくとも１つストライプ領域から距離的に離れた位置にある異なるグループにおけるストライプ領域まで、前記ストライプ領域の短手方向に前記ステージを移動して、前記異なるグループの少なくとも１つのストライプ領域内に配置された図形パターンの光学画像を該ストライプ領域の長手方向に向かって前記ステージを移動しつつ取得して、前記１つのグループと前記異なるグループとにわたって、光学画像が取得されているストライプ領域の温度が前記所定値に達したところで前記ステージの前記短手方向の移動を繰り返して前記ストライプ領域の全てにおける前記光学画像を取得する工程と、
を有することを特徴とする検査方法。
【請求項５】
複数の図形パターンが形成された試料を検査装置のステージの上に載置する工程と、
前記試料の検査領域を短冊状に仮想分割して得られた複数のストライプ領域を複数のグループに分ける工程と、
前記複数のストライプ領域について、各々のストライプ領域の温度を測定しながら、所定の順序で該ストライプ領域の短手方向に前記ステージを移動しながら各ストライプ領域の図形パターンの光学画像を取得することにより、最初の光学画像を取得してからの経過時間と、光学画像が取得されるストライプ領域の温度との関係を取得する工程と、
レーザ干渉計を用いて前記ステージの位置座標を測定しながら、最初の光学画像を取得してからの時間が、ストライプ領域についての温度が所定値に達する時間になるまで、前記複数のグループの１つのグループにおける少なくとも１つのストライプ領域内に配置された図形パターンの光学画像を該ストライプ領域の長手方向に向かって前記ステージを移動しつつ取得する工程と、
最初の光学画像を取得してからの時間が、ストライプ領域についての温度が前記所定値に達する時間を経過したところで、前記１つのグループにおける前記少なくとも１つストライプ領域から距離的に離れた位置にある異なるグループにおけるストライプ領域まで、前記ストライプ領域の短手方向に前記ステージを移動して、前記光学画像を取得したグループとは異なるグループの少なくとも１つのストライプ領域内に配置された図形パターンの光学画像を該ストライプ領域の長手方向に向かって前記ステージを移動しつつ取得する工程と、
最初の光学画像を取得してからの時間が、ストライプ領域についての温度が所定値に達する時間に達したところで、前記１つのグループと前記異なるグループとにわたる前記ステージの前記短手方向の移動を繰り返す工程と、
を有することを特徴とする検査方法。
【請求項６】
複数の図形パターンが形成された試料を検査装置のステージの上に載置する工程と、
前記ステージの上に載置された前記試料の検査領域を短冊状に仮想分割して得られた複数のストライプ領域について、前記ストライプ領域の短手方向の温度分布を測定する工程と、
前記温度分布を所定の閾値温度で１次グループ群に分け、さらに該１次グループ群の境界をそれぞれの近傍に位置する前記ストライプ領域同士の境界にあてはめることにより、前記複数のストライプ領域を、所定の閾値温度に対応する少なくとも１つのストライプ領域を各々が含む複数のグループに分ける工程と、
レーザ干渉計を用いて前記ステージの位置座標を測定しながら、前記複数のグループの１つのグループにおける少なくとも１つのストライプ領域内に配置された図形パターンの光学画像を該ストライプ領域の長手方向に向かって前記ステージを移動しつつ取得した後、前記１つのグループにおける前記少なくとも１つのストライプ領域から距離的に離れた位置にある異なるグループにおけるストライプ領域まで、前記ストライプ領域の短手方向に前記ステージを移動して、前記異なるグループの少なくとも１つのストライプ領域内に配置された図形パターンの光学画像を該ストライプ領域の長手方向に向かって前記ステージを移動しつつ取得して、前記１つのグループと前記異なるグループとにわたって前記ステージの前記短手方向の移動を繰り返して前記ストライプ領域の全てにおける前記光学画像を取得する工程と、
を有することを特徴とする検査方法。
【請求項７】
前記ステージの位置座標の測定値と、前記図形パターンの光学画像と、前記図形パターンの設計データから作成された参照画像とから、前記図形パターンの位置座標を求めて、前記光学画像と前記参照画像との位置ずれ量を取得し、該位置ずれ量と前記光学画像の取得順序との関係を示す第１の位置ずれ情報を得る工程と、
前記第１の位置ずれ情報の近似曲線である第２の位置ずれ情報を得る工程と、
前記第１の位置ずれ情報と前記第２の位置ずれ情報との差分である第３の位置ずれ情報を得る工程と、
前記第３の位置ずれ情報における位置ずれ量と、前記設計データから得られる設計位置座標との関係により、前記設計位置座標における前記図形パターンの真の位置ずれ量に対応する第４の位置ずれ情報を得る工程と、
をさらに有することを特徴とする、請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査方法に関する。
【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微細化の一途を辿っている。
【０００３】
近年、こうした微細パターンを形成する技術として、ＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）リソグラフィや、ナノインプリントリソグラフィ（Ｎａｎｏｉｍｐｒｉｎｔ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ；ＮＩＬ）が注目されている。
【０００４】
ＥＵＶリソグラフィは、極端紫外光を照射する露光装置を介し、ウェハ上のレジストに対し、マスクに形成されたパターンを転写する技術である。一方、ナノインプリントリソグラフィは、ナノスケールの微細構造のパターンが形成されたテンプレートをウェハ上のレジストに圧力印加することで、レジストにこのパターンを転写する技術である。ＥＵＶリソグラフィおよびナノインプリントリソグラフィのいずれにおいても、原版となるマスクやテンプレートに形成されるパターンは、ＡｒＦ光を照射する露光装置を用いるＡｒＦリソグラフィに比して微細となる。このため、こうした技術に使用されるマスクやテンプレートの検査には、高い精度での欠陥検出が要求される。
【０００５】
マスクの検査工程では、マスク上のパターン領域が短冊状の複数のストライプ領域に仮想的に分割され、各ストライプ領域上を検査光が長手方向に走査されて、パターンの光学画像が取得されていく。検査光による走査は、実際には、マスクが載置されたステージが移動することによって行われる。そして、取得された光学画像を用いて、各ストライプ領域内におけるパターンの欠陥の有無が調べられる。光学画像の取得は連続して行われ、１つのストライプ領域が検査光によって走査されると、続いて、隣接するストライプ領域が走査される。これを繰り返しながら、パターン領域全体が走査されて検査が行われる。尚、被検査対象がテンプレートの場合も同様である。こうした検査方法の具体例としては、例えば、特許文献１〜３に記載のものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−４０８７３号公報
【特許文献２】特開２００５−２３５７７７号公報
【特許文献３】特開２００９−１９２３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
マスクやテンプレートの検査における重要な欠陥判定項目の１つとして、パターンの位置ずれが挙げられる。パターンの位置ずれ量を求めるには、パターンの正確な位置を測定することが必要になるが、これは、実際には、マスクやテンプレートが載置されたステージの位置座標を測定して求められる。例えば、ステージの位置座標の測定値と、ステージとマスクの位置関係とからパターンの位置座標を求め、これとパターンの設計座標とのずれ量を求めることによって、パターンの位置ずれ量が求められる。ここで、ステージの位置座標は、検査装置に備えられたレーザ干渉計によって測定される。
【０００８】
レーザ干渉計は、レーザヘッドから出射されたレーザ光をステージに固定したステージミラーに入反射させてステージの位置座標を測定する装置である。上述したように、レーザ干渉計によって測定されたステージの位置座標と、ステージとマスクの位置関係とから、マスク上における位置座標が分かるので、この位置座標からマスクに形成されたパターンの位置座標が求められる。
【０００９】
ところで、レーザ干渉計では、使用するレーザ光の波長が距離測定の基準となる。レーザ光の波長は、それが伝播する媒質の屈折率によって変化する。検査装置におけるステージの位置座標の測定に使用されるレーザ干渉計の場合、レーザ光が伝播する媒質は空気であり、その屈折率は大気圧や温度変化によって変化する。屈折率が変化すると、レーザ光の波長が変化して測定値が変動するため、ステージの位置座標を正確に把握できず、結果として、マスクやテンプレートに形成されたパターンの正確な位置座標が求められなくなる。
【００１０】
そこで、大気圧センサや温度センサで大気圧や温度をモニタし、これらの変化に起因する波長変化によって生じる測定誤差を補正することが考えられる。しかしながら、こうした補正のみで測定誤差を十分に低減するのは困難である。かかる問題は、ＥＵＶリソグラフィにおけるマスクや、ナノインプリントリソグラフィにおけるテンプレートのように、高い検査精度が要求される被検査対象では特に深刻であり解決が急務となっている。
【００１１】
本発明は、上記の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、被検査対象の位置座標を正確に測定して検査を行うことのできる検査方法を提供することにある。
【００１２】
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】
【００１３】
本発明の第１の態様は、複数の図形パターンが形成された試料を検査装置のステージ上に載置する工程と、
前記試料の検査領域を短冊状に仮想分割して、複数のストライプ領域を得る工程と、
前記複数のストライプ領域を複数のグループに分ける工程と、
レーザ干渉計を用いて前記ステージの位置座標を測定しながら、
前記グループの１つにおけるストライプ領域内に配置された図形パターンの光学画像を該ストライプ領域の長手方向に向かって前記ステージを移動しつつ取得した後、前記ストライプ領域の短手方向に前記ステージを移動して、前記光学画像を取得したグループとは異なるグループのストライプ領域内に配置された図形パターンの光学画像を該ストライプ領域の長手方向に向かって前記ステージを移動しつつ取得して、前記ストライプ領域の全てにおける前記光学画像を取得する工程と、
前記ステージの位置座標の測定値と、前記図形パターンの光学画像と、前記図形パターンの設計データから作成された参照画像とから、前記図形パターンの位置座標を求めて、前記光学画像と前記参照画像との位置ずれ量を取得し、該位置ずれ量と前記光学画像の取得順序との関係を示す第１の位置ずれ情報を得る工程と、
前記第１の位置ずれ情報の近似曲線である第２の位置ずれ情報を得る工程と、
前記第１の位置ずれ情報と前記第２の位置ずれ情報との差分である第３の位置ずれ情報を得る工程と、
前記第３の位置ずれ情報における位置ずれ量と、前記設計データから得られる設計位置座標との関係を示す第４の位置ずれ情報を得る工程とを有することを特徴とする検査方法に関する。
【００１４】
前記複数のストライプ領域を分ける複数のグループは、それぞれ、所定数のストライプ領域単位からなる複数のサブグループによって構成されていることが好ましい。
【００１５】
本発明の第２の態様は、複数の図形パターンが形成された試料を検査装置のステージ上に載置する工程と、
前記試料の検査領域を短冊状に仮想分割して得られた複数のストライプ領域を複数のグループに分け、各グループが所定数のストライプ領域単位からなる複数のサブグループによって構成されるようにする工程と、
レーザ干渉計を用いて前記ステージの位置座標を測定しながら、
前記グループの１つにおける前記サブグループの１つのストライプ領域内に配置された図形パターンの光学画像を該ストライプ領域の長手方向に向かって前記ステージを移動しつつ取得し、所定数の前記サブグループを構成するストライプ領域内に配置された全ての図形パターンの光学画像を取得した後、前記ストライプ領域の短手方向に前記ステージを移動して、前記光学画像を取得したグループとは異なるグループにおける前記サブグループの１つのストライプ領域内に配置された図形パターンの光学画像を該ストライプ領域の長手方向に向かって前記ステージを移動しつつ取得して、前記ストライプ領域の全てにおける前記光学画像を取得する工程と、
前記ステージの位置座標の測定値と、前記図形パターンの光学画像と、前記図形パターンの設計データから作成された参照画像とから、前記図形パターンの位置座標を求めて、前記光学画像と前記参照画像との位置ずれ量を取得し、該位置ずれ量と前記光学画像の取得順序との関係を示す第１の位置ずれ情報を得る工程と、
前記第１の位置ずれ情報の近似曲線である第２の位置ずれ情報を得る工程と、
前記第１の位置ずれ情報と前記第２の位置ずれ情報との差分である第３の位置ずれ情報を得る工程と、
前記第３の位置ずれ情報における位置ずれ量と、前記設計データから得られる設計位置座標との関係を示す第４の位置ずれ情報を得る工程とを有することを特徴とする検査方法に関する。
【００１６】
本発明の第３の態様は、複数の図形パターンが形成された試料を検査装置のステージ上に載置する工程と、
前記試料の検査領域を短冊状に仮想分割して得られた複数のストライプ領域を複数のグループに分ける工程と、
レーザ干渉計を用いた前記ステージの位置座標の測定と、前記ストライプ領域の温度測定とを行いながら、
前記グループの１つにおけるストライプ領域内に配置された図形パターンの光学画像を該ストライプ領域の長手方向に向かって前記ステージを移動しつつ取得し、該ストライプ領域の温度が所定値に達したところで前記ストライプ領域の短手方向に前記ステージを移動して、前記光学画像を取得したグループとは異なるグループのストライプ領域内に配置された図形パターンの光学画像を該ストライプ領域の長手方向に向かって前記ステージを移動しつつ取得して、前記ストライプ領域の全てにおける前記光学画像を取得する工程と、
前記ステージの位置座標の測定値と、前記図形パターンの光学画像と、前記図形パターンの設計データから作成された参照画像とから、前記図形パターンの位置座標を求めて、前記光学画像と前記参照画像との位置ずれ量を取得し、該位置ずれ量と前記光学画像の取得順序との関係を示す第１の位置ずれ情報を得る工程と、
前記第１の位置ずれ情報の近似曲線である第２の位置ずれ情報を得る工程と、
前記第１の位置ずれ情報と前記第２の位置ずれ情報との差分である第３の位置ずれ情報を得る工程と、
前記第３の位置ずれ情報における位置ずれ量と、前記設計データから得られる設計位置座標との関係を示す第４の位置ずれ情報を得る工程とを有することを特徴とする検査方法に関する。
【００１７】
本発明の第４の態様は、複数の図形パターンが形成された試料を検査装置のステージ上に載置する工程と、
前記試料の検査領域を短冊状に仮想分割して得られた複数のストライプ領域を複数のグループに分ける工程と、
前記ストライプ領域の温度を測定しながら、該ストライプ領域の１つについて、図形パターンの光学画像を取得した後、該ストライプ領域の短手方向に前記ステージを移動して、該ストライプ領域に連続して配列するストライプ領域について図形パターンの光学画像を取得し、
最初の光学画像を取得してからの経過時間と、光学画像がまさに取得されているストライプ領域の温度との関係を取得する工程と、
レーザ干渉計を用いて前記ステージの位置座標を測定しながら、
光学画像がまさに取得されているストライプ領域の温度が所定値に達する時間になるまで、前記グループの１つにおけるストライプ領域内に配置された図形パターンの光学画像を取得した後、該ストライプ領域の短手方向に前記ステージを移動して、該ストライプ領域に連続して配列するストライプ領域の図形パターンの光学画像を取得する工程を繰り返し、
光学画像がまさに取得されているストライプ領域の温度が前記所定値に達する時間が経過したところで、前記ストライプ領域の短手方向に前記ステージを移動して、前記光学画像を取得したグループとは異なるグループのストライプ領域内に配置された図形パターンの光学画像を該ストライプ領域の長手方向に向かって前記ステージを移動しつつ取得して、前記ストライプ領域の全てにおける前記光学画像を取得する工程と、
前記ステージの位置座標の測定値と、前記図形パターンの光学画像と、前記図形パターンの設計データから作成された参照画像とから、前記図形パターンの位置座標を求めて、前記光学画像と前記参照画像との位置ずれ量を取得し、該位置ずれ量と前記光学画像の取得順序との関係を示す第１の位置ずれ情報を得る工程と、
前記第１の位置ずれ情報の近似曲線である第２の位置ずれ情報を得る工程と、
前記第１の位置ずれ情報と前記第２の位置ずれ情報との差分である第３の位置ずれ情報を得る工程と、
前記第３の位置ずれ情報における位置ずれ量と、前記設計データから得られる設計位置座標との関係を示す第４の位置ずれ情報を得る工程とを有することを特徴とする検査方法に関する。
【００１８】
本発明の第５の態様は、複数の図形パターンが形成された試料を検査装置のステージ上に載置する工程と、
前記ステージ上に載置された前記試料の検査領域を短冊状に仮想分割して得られた複数のストライプ領域について短手方向の温度分布を測定する工程と、
前記温度分布を所定の閾値温度で１次グループ群に分け、さらに該１次グループ群の境界をそれぞれの近傍に位置する前記ストライプ領域同士の境界にずらして新たなグループ群を生成し、前記ストライプ領域を前記新たなグループ群に分ける工程と、
レーザ干渉計を用いて前記ステージの位置座標を測定しながら、
前記グループの１つにおけるストライプ領域内に配置された図形パターンの光学画像を該ストライプ領域の長手方向に向かって前記ステージを移動しつつ取得した後、前記ストライプ領域の短手方向に前記ステージを移動して、前記光学画像を取得したグループとは異なるグループのストライプ領域内に配置された図形パターンの光学画像を該ストライプ領域の長手方向に向かって前記ステージを移動しつつ取得して、前記ストライプ領域の全てにおける前記光学画像を取得する工程と、
前記ステージの位置座標の測定値と、前記図形パターンの光学画像と、前記図形パターンの設計データから作成された参照画像とから、前記図形パターンの位置座標を求めて、前記光学画像と前記参照画像との位置ずれ量を取得し、該位置ずれ量と前記光学画像の取得順序との関係を示す第１の位置ずれ情報を得る工程と、
前記第１の位置ずれ情報の近似曲線である第２の位置ずれ情報を得る工程と、
前記第１の位置ずれ情報と前記第２の位置ずれ情報との差分である第３の位置ずれ情報を得る工程と、
前記第３の位置ずれ情報における位置ずれ量と、前記設計データから得られる設計位置座標との関係を示す第４の位置ずれ情報を得る工程とを有することを特徴とする検査方法に関する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の検査方法によれば、被検査対象である試料の位置座標を正確に測定して検査を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施の形態における検査装置の概略構成図である。
【図２】光学画像の取得手順の比較例を説明する図である。
【図３】本実施の形態による光学画像の取得手順の一例である。
【図４】本実施の形態による検査方法のフローチャートである。
【図５】マスクのパターンの真の位置ずれ量を表す図である。
【図６】比較例による位置ずれ量の測定値の変動を表す図である。
【図７】比較例による位置ずれ量の測定値の図である。
【図８】第１の位置ずれ情報の一例である。
【図９】第１の位置ずれ情報を多項式近似して得られた第２の位置ずれ情報の図である。
【図１０】第３の位置ずれ情報の図である。
【図１１】第３の位置ずれ情報を設計位置座標に対してプロットした第４の位置ずれ情報の図である。
【図１２】本実施の形態による検査光の走査方法の他の例である。
【図１３】本実施の形態におけるグループとサブグループの関係を示す図の一例である。
【図１４】ステージ上に載置されたマスクの検査領域について、ストライプ領域のＹ方向における温度分布を測定した一例である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
実施の形態１．
本発明の第１実施形態の検査方法は、被検査対象である試料の位置座標を測定して検査を行う検査方法であり、例えば、被検査対象である試料としてマスクを用いる。特に、被検査対象である試料としては、ＥＵＶリソグラフィで使用されるマスクが好適である。但し、被検査対象はマスクに限られるものではなく、例えば、ナノインプリントリソグラフィで使用されるテンプレートとしてもよい。そして、本発明の第１実施形態の検査方法は、例えば、次の検査装置を用いて以下のように実施することができる。
【００２２】
図１は、本実施の形態における検査装置１００の概略構成図である。尚、この図では、本実施の形態で必要な構成部を記載しているが、検査に必要な他の公知の構成部が含まれていてもよい。
【００２３】
図１に示すように、検査装置１００は、光学画像取得部を構成する構成部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などを行う構成部Ｂとを有する。
【００２４】
構成部Ａは、光源１０３と、水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）および回転方向（θ方向）に移動可能なステージ１０２と、透過照明系を構成する照明光学系１７０と、拡大光学系１０４と、フォトダイオードアレイ１０５と、センサ回路１０６と、レーザ測長システム１２２と、オートローダ１３０とを有する。
【００２５】
構成部Ａでは、被検査対象となるマスク１０１の光学画像が取得される。これは、具体的には、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パターン（図形パターン）の画像である。
【００２６】
マスク１０１は、オートローダ１３０によって、ステージ１０２上に載置される。すると、光源１０３から照射される検査光が、照明光学系１７０を介してマスク１０１に照射される。マスク１０１を透過した光は、拡大光学系１０４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。
【００２７】
拡大光学系１０４は、自動焦点機構によって自動的に焦点調整がなされるように構成されていてもよい。さらに、検査装置１００は、マスク１０１の下方から光を照射し、マスク１０１で反射した光を拡大光学系を介してフォトダイオードアレイ１０５に導く構成としてもよい。
【００２８】
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。これにより、光学画像は、例えば、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データになる。尚、フォトダイオードアレイ１０５には、センサ（図示せず）が配置されている。このセンサの例としては、例えば、ＴＤＩ（Ｔｉｍｅ  Ｄｅｌａｙ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）センサなどが挙げられる。
【００２９】
構成部Ｂでは、検査装置１００全体の制御を司る制御部としての制御計算機１１０が、データ伝送路となるバス１２０を介して、位置回路１０７、比較回路１０８、参照回路１１２、展開回路１１１、搬送制御回路１２１、オートローダ制御回路１１３、ステージ制御回路１１４、保存部としての磁気ディスク装置１０９、磁気テープ装置１１５およびフレキシブルディスク装置１１６、ＣＲＴ１１７、パターンモニタ１１８並びにプリンタ１１９に接続されている。
【００３０】
尚、本明細書において、「〜回路」または「〜部」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、磁気ディスク装置などの記録装置に記録され得る。例えば、図１で「〜回路」と記載したものが、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、搬送制御回路１２１、オートローダ制御回路１１３、ステージ制御回路１１４、展開回路１１１、参照回路１１２、比較回路１０８および位置回路１０７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み合わせによって実現されてもよい。
【００３１】
制御計算機１１０は、ステージ制御回路１１４を制御する。ステージ制御回路１１４は、Ｘ軸モータ、Ｙ軸モータおよびθ軸モータを制御してステージ１０２を駆動する。これらの駆動機構には、例えば、エアスライダと、リニアモータやステップモータなどとが組み合わせて用いられる。
【００３２】
ステージ１０２の位置座標は、レーザ測長システム１２２によって測定される。そして、その測定データは、レーザ測長システム１２２から位置回路１０７へ送られる。
【００３３】
レーザ測長システム１２２については図示を省略するが、その構成は例えば次の通りである。レーザ測長システム１２２は、ヘテロダイン干渉計などのレーザ干渉計を備えている。レーザ干渉計において、レーザヘッドから出射したレーザ光は、ビームスプリッタによって参照光と測定光に分けられる。その後、参照光はリファレンスミラーへ入射し、測定光はステージ１０２に取り付けられたミラーに入射する。次いで、これらのミラーによって反射した光をＣＣＤなどの受光素子に入射させる。リファレンスミラーで反射した光と、ステージ１０２のミラーで反射した光とが重ね合わせされると、それらの光路差によって干渉縞が発生するので、これを解析することで、ステージ１０２の位置座標が把握される。尚、レーザ測長システム１２２では、ステージ１０２のＸ軸方向に設けられたミラーに向けてレーザ光を照射するレーザ干渉計によって、ステージのＸ方向の位置座標が測定される。また、ステージ１０２のＹ軸方向に設けられたミラーに向けてレーザ光を照射するレーザ干渉計によって、ステージのＹ方向の位置座標が測定される。
【００３４】
また、制御計算機１１０は、オートローダ制御回路１１３を制御して、オートローダ１３０を駆動する。オートローダ１３０は、マスク１０１を自動的に搬送し、検査終了後には自動的にマスク１０１を搬出する。
【００３５】
構成部Ａで取得されたマスク１０１の光学画像は、制御部Ｂに送られた後、参照回路１１２で生成された参照画像と比較されて欠陥の有無が検査される。ここで、パターンの位置ずれ量は、重要な欠陥判定項目である。特に、パターン寸法の微細化が進む昨今にあっては、マスク全面におけるパターンの位置ずれ量の変動も考慮して欠陥判定を行うことが求められており、微少な位置ずれ量を正確に把握して検査を行うことが必要となっている。また、マスクにおけるパターンの位置ずれ量を正確に把握して位置ずれマップを作成し、マスクの製造工程にフィードバックすることも重要である。
【００３６】
パターンの位置ずれ量は、マスク１０１の光学画像を基に、設計パターンから作成された参照画像を手本として求められる。そこで、次に、図１の検査装置１００を用いてマスク１０１の光学画像を取得する方法を説明するが、本実施の形態による方法を説明する前に、まず、本発明の比較例による方法について触れる。
【００３７】
図２は、マスク１０１に形成されたパターンの欠陥を検出するための光学画像の取得手順の比較例を説明する図である。尚、マスク１０１は、図１のステージ１０２の上に載置されているものとする。
【００３８】
マスク１０１上の検査領域は、図２に示すように、短冊状の複数の検査領域、すなわち、ストライプ領域２０１，２０２，２０３，２０４，・・・に仮想的に分割されている。各ストライプ領域の幅Ｗは、光学画像が撮像される幅（撮像幅）、例えば、数百μｍの幅とすることができる。一方、各ストライプ領域の長さは、マスク１０１のＸ方向またはＹ方向の全長に対応する１００ｍｍ程度の長さとすることができる。尚、図２では、Ｘ方向が各ストライプ領域の長手方向に対応し、Ｙ方向が各ストライプ領域の短手方向に対応する。
【００３９】
光学画像は、ストライプ領域毎に取得される。図２の比較例では、各ストライプ領域２０１，２０２，２０３，２０４，・・・が検査光によって連続的に走査されるように、ステージ１０２の動作が制御される。例えば、第１のストライプ領域２０１がＸ方向に走査される場合には、ステージ１０２がその反対方向、すなわち、−Ｘ方向に移動する。そして、ステージ１０２の移動とともに、フォトダイオードアレイ１０５に走査幅Ｗの画像が連続的に入力されて、マスク１０１の光学画像が取得されていく。
【００４０】
図２の比較例によれば、検査光による走査は、検査領域の端に位置する第１のストライプ領域２０１から始まって、第２のストライプ領域２０２、第３のストライプ領域２０３というように、順に隣のストライプ領域へと移っていく。
【００４１】
具体的には、まず、第１のストライプ領域２０１におけるパターンの光学画像が取得されると、次いで、第２のストライプ領域２０２におけるパターンの光学画像が取得される。第１のストライプ領域２０１から第２のストライプ領域２０２への移動の際には、ステージ１０２が−Ｙ方向にステップ移動する。続いて、ステージ１０２は、第１のストライプ領域２０１における画像の取得時の方向（−Ｘ方向）とは逆方向（Ｘ方向）に移動する。それとともに、第２のストライプ領域２０２における走査幅Ｗの画像がフォトダイオードアレイに連続的に入力される。
【００４２】
第２のストライプ領域２０２におけるパターンの光学画像を取得した後は、第３のストライプ領域２０３へと移動する。すなわち、ステージ１０２が−Ｙ方向にステップ移動した後、第２のストライプ領域２０２における画像を取得する方向（Ｘ方向）とは逆方向、すなわち、第１のストライプ領域２０１における画像を取得した方向（−Ｘ方向）にステージ１０２が移動する。そして、第３のストライプ領域２０３における走査幅Ｗの画像がフォトダイオードアレイに連続的に入力される。
【００４３】
第３のストライプ領域２０３におけるパターンの光学画像を取得した以降も同様の工程を繰り返し、第１のストライプ領域２０１とは反対の端に位置するストライプ領域まで走査する。
【００４４】
図２でストライプ領域上にある矢印は、光学画像が取得されていく方向と順序を示している。また、斜線部分は、上記の光学画像の取得が済んだ領域を表している。図２の比較例のように、検査領域の端に位置するストライプ領域から始まって、順に隣のストライプ領域へと走査が進む方法によれば、時間的には効率よく光学画像が取得されていく。しかしながら、図２に示すように、熱源２０１がステージ１０２の近傍に配置されていると、ステージ１０２の熱源２０１に近い部分は、その熱的影響を受ける。尚、熱源２０１としては、例えば、対物レンズや、ステージ１０２のＸ軸モータ、Ｙ軸モータ、θ軸モータなどが挙げられる。
【００４５】
図２において、熱源２０１は、検査光による走査が行われているストライプ領域の近傍に配置されている。このため、第１のストライプ領域２０１を走査している間に、第１のストライプ領域２０１の温度が熱源２０１の影響によって上昇する。また、熱源２０１の影響は、第１のストライプ領域２０１に隣接する第２のストライプ領域２０２にも及ぶので、第２のストライプ領域２０２の温度も上昇する。第１のストライプ領域２０１の走査を終えた後は、第２のストライプ領域２０２を走査するため、ステージ１０２を−Ｙ方向に移動させる。この動作は、第２のストライプ領域２０２を熱源２０１に近付けることになるので、第２のストライプ領域２０２の温度はさらに上昇する。第２のストライプ領域２０２の走査を終えた後は、第２のストライプ領域２０２は次第に熱源２０１から離れていくが、熱源２０１の影響を受けなくなるまでには相当の時間を要する。また、同様のことは、第３のストライプ領域２０３などについても言えるため、各ストライプ領域に累積した熱によって、マスク１０１が熱膨張を起こしたり、マスク１０１の温度上昇の影響がレーザ干渉計に及んだりして、マスク１０１のパターンの位置座標を正確に測定できなくなる。このように、マスク１０１の検査領域を端から順に走査していく方法の場合、各ストライプ領域が熱源２０１の近傍に留まる時間が長くなる。これによって、上記のような問題が生じることになる。
【００４６】
次に、環境変化による測定値の変動について説明する。図５は、マスク１０１のパターンの各位置座標について、このパターンの設計データの位置座標（設計位置座標）からの位置ずれ量を表したものである。図５の位置ずれ量は、測定誤差を含まない真の位置ずれ量であると仮定する。
【００４７】
また、図６は、図２の比較例の方法にしたがって上記同一マスク１０１のパターンを走査したときの位置ずれ量の測定値の変動を表したものである。すなわち、図６は、検査領域の端に位置するストライプ領域から始めて、順に隣のストライプ領域へと走査する方法により光学画像を取得して、パターンの位置ずれ量を測定したときの測定値の変動を表している。図６の横軸の設計位置座標は、位置座標の測定順に並んでいて、時間軸にも対応しており、図の右側へ行くほど測定開始からの時間が長くなる。測定中に起こる環境変化には、上記の熱源の影響による温度上昇の他、検査光が照射されることによる温度上昇や検査装置内の気圧変化、検査装置外の温度変化などもあり、これらが組み合わされて、環境は変化する。それ故、位置座標を測定したときの環境の変化に応じて位置ずれ量の測定値が変動し、さらにその変動量も変化する。
【００４８】
例えば、図５において、位置座標Ｐの位置ずれ量（真の位置ずれ量）はゼロであるので、パターンの位置座標は、本来的には設計位置座標に一致する。しかし、検査装置内における温度変化や気圧変化といった環境の変化によって位置座標の測定値は変動する。図６の例であれば、位置座標Ｐの位置ずれ量の変動値は５５ｎｍになる。つまり、この場合、５５ｎｍの測定誤差が生じていることになる。
【００４９】
図７は、図５と同じマスク１０１におけるパターンの位置座標を測定し、各位置座標に対応する設計位置座標からの位置ずれ量をプロットした図である。図５は、真の位置ずれ量を表したものであるので、環境変化による測定値の誤差が含まれなければ、図７は図５と同じ曲線になるはずである。しかしながら、図７の測定値には、図６に示す環境変化による影響が作用する。つまり、図５のずれ量に図６の変動量が加わる結果、図７は図５とは異なる曲線の図となる。
【００５０】
次に、本実施の形態によるマスク１０１の光学画像を取得する方法について説明する。
【００５１】
図３は、本実施の形態による光学画像の取得手順を説明する図である。図３では、マスク１０１の検査領域が、Ｓ１からＳ１０までのストライプ領域によって仮想的に分割されている。また、これらのストライプ領域は、さらに２つのグループ（Ｇ１，Ｇ２）に分けられている。尚、各ストライプ領域内の矢印は、検査光による走査方向を表している。また、Ｘ方向が各ストライプ領域の長手方向に対応し、Ｙ方向が各ストライプ領域の短手方向に対応する。
【００５２】
図３に示す光学画像の取得手順によれば、検査光による走査は、グループＧ１における１つのストライプ領域を終えると、グループＧ２に移動する。そして、グループＧ２における１つのストライプ領域を終えると、再びグループＧ１に戻るという動作を繰り返す。
【００５３】
まず、グループＧ１における第１のストライプ領域Ｓ１を走査する。具体的には、ステージ１０２が−Ｘ方向に移動することにより、第１のストライプ領域Ｓ１がＸ方向に走査されて光学画像が取得される。第１のストライプ領域Ｓ１の走査を終えた後は、ステージ１０２が−Ｙ方向に移動して、検査光により走査されるグループＧ２の第２のストライプ領域Ｓ２がＳ１の位置に来るようにする。そして、第２のストライプ領域Ｓ２について、ステージ１０２がＸ方向に移動することにより、第２のストライプ領域Ｓ２が−Ｘ方向に走査されて光学画像が取得される。
【００５４】
第２のストライプ領域Ｓ２の走査を終えた後は、再びグループＧ１に戻り、第１のストライプ領域Ｓ１に隣接する第３のストライプ領域Ｓ３を上記と同様に走査する。それ故、ステージ１０２は、Ｙ方向に移動して、検査光により走査される第３のストライプ領域Ｓ３がＳ２の位置に来るようにする。次いで、ステージ１０２が−Ｘ方向に移動することにより、第３のストライプ領域Ｓ３がＸ方向に走査されて光学画像が取得される。
【００５５】
図３の例のように、グループＧ１に属するストライプ領域と、グループＧ２に属するストライプ領域とを交互に走査する方法では、１つのストライプ領域の走査を終えると、距離の離れたストライプ領域に移動して走査することになる。これにより、１つのストライプ領域が熱源の近くに長く留まるのを回避することができる。
【００５６】
例えば、図３に示す位置に熱源２０１が配置されており、これが検査光による走査が行われているストライプ領域の近傍であるとすると、第１のストライプ領域Ｓ１を走査している間に、隣接する第３のストライプ領域Ｓ３の温度も上昇してしまう。それ故、第１のストライプ領域Ｓ１に続いて第３のストライプ領域Ｓ３を走査すると、温度上昇によるマスク１０１の熱膨張やマスク周囲の空気の温度上昇などによって、マスク１０１のパターンの位置座標を正確に測定できなくなることがある。これに対して、グループＧ２にあるストライプ領域については、第１のストライプ領域Ｓ１に対して少なくとも隣接しているストライプではなく、いずれも熱源２０１から距離的に離れているため、熱源２０１からの熱的影響を受け難く、マスク１０１やその周囲の温度が上昇し難い。したがって、第１のストライプ領域Ｓ１に続いて第２のストライプ領域Ｓ２を走査すれば、熱源２０１による熱的影響を低減した状態での位置測定が可能となる。
【００５７】
次に、第２のストライプ領域Ｓ２の走査をしている間に、隣接する第４のストライプ領域Ｓ４の温度も上昇する。そこで、第２のストライプ領域Ｓ２の走査を終えた後は、グループＧ１に戻って第３のストライプ領域Ｓ３を走査する。第３のストライプ領域Ｓ３は、第２のストライプ領域Ｓ２から距離的に離れているので、第２のストライプ領域Ｓ２が走査されている間は熱源２０１からも離れた距離にある。したがって、熱源２０１からの熱的影響を受け難く、温度が上昇し難い。また、第１のストライプ領域Ｓ１を走査している間に上昇した温度は、第２のストライプ領域Ｓ２を走査している間に低下する。つまり、グループＧ１とグループＧ２を交互に走査する方法によれば、各ストライプ領域を一定の温度以下に保持することができる。
【００５８】
ここで、グループＧ１には、第９のストライプ領域Ｓ９も含まれる。しかし、第９のストライプ領域Ｓ９は、第２のストライプ領域Ｓ２に隣接しているため、第２のストライプ領域Ｓ２が走査されている間に温度が上昇してしまう。そこで、グループＧ１のうちで熱源２０１の影響を最も受け難いストライプ領域、換言すると、第２のストライプ領域Ｓ２から最も離れたストライプ領域（この場合は、第３のストライプ領域Ｓ３）を次の走査領域として選択するようにする。第３のストライプ領域Ｓ３を走査した後も同様である。すなわち、グループＧ１のストライプ領域の走査を終えた後は、そのストライプ領域を走査している間に熱源２０１の影響を最も受け難い位置にあったストライプ領域をグループＧ２から選択する。
【００５９】
このように、１つのストライプ領域の走査を終えた後は、このストライプ領域から距離的に離れた位置に配置されているストライプ領域を走査するようにすることにより、各ストライプ領域が熱源の近くに留まる時間を短くして、熱源が測定値に与える影響を低減することができる。すなわち、レーザ干渉計から測定点までの空間に温度変化が生じると、レーザ光が伝播する媒質（空気）の屈折率が変わり、レーザ光の波長が変化して測定値が変動する結果となるが、１つのストライプ領域の走査を終えた後、このストライプ領域から距離的に離れた位置のストライプ領域を走査する方法によれば、レーザ干渉計から測定点までの空間における温度変化が抑制されるので、レーザ干渉計による測定値の変動が低減されると考えられる。加えて、この走査方法によれば、ストライプ領域の温度上昇が抑制されるので、マスク１０１の熱膨張も低減でき、正確な位置座標の測定値が得られる。
【００６０】
図４は、本発明の第１実施形態の検査方法のフローチャートである。この検査方法は、上述したように、図１の検査装置を用いて実施することができる。
【００６１】
図４の検査方法では、まず、マスク１０１の検査領域が複数のストライプ領域に仮想分割される（Ｓｔｅｐ１）。各ストライプ領域は、光学画像が撮像される幅（撮像幅）と、マスク１０１のＸ方向またはＹ方向の全長に対応する長さを有する領域とすることができる。
【００６２】
次に、複数のストライプ領域を２つ以上のグループに分ける（Ｓｔｅｐ２）。この工程では、例えば、図３のように、連続して配列された複数のストライプ領域を複数のグループに分けることができる。但し、１つのグループ内に含まれるストライプ領域の数は２以上であればよく、また、グループ数は２以上であればよい。
【００６３】
グループ分けは、図３の例のように、一律に行うことができる。この場合、図１３に示すように、複数のストライプ領域（Ｓ１〜Ｓ８）を分ける複数のメイングループ（Ｇ１，Ｇ２）が、それぞれ、所定数のストライプ領域単位（図１３では、２つのストライプ領域単位）からなる複数のサブグループ（ＳＧ１〜ＳＧ４）によって構成されていてもよい。
【００６４】
次に、検査光によるストライプ領域の走査順序を決定する（Ｓｔｅｐ３）。最初に走査するストライプ領域は任意とすることができるが、それ以降については、検査装置内での熱的影響を受け難い位置にあるストライプ領域から順に走査するようにする。既に述べたように、熱源に近い位置にあるストライプ領域は温度が上昇し易いので、次に走査されるストライプ領域として好ましくない。また、検査光の照射によるマスク１０１の温度上昇も考えられるので、熱源の近くに配置されていなくても、走査直後のストライプ領域に隣接するストライプ領域を続けて走査するのは好ましくない。ここで、熱源や検査光の照射の影響はマスク１０１に対して局所的である。したがって、次に走査されるストライプ領域として好ましいのは、走査直後のストライプ領域から距離的に離れた位置に配置されているストライプ領域である。全てのストライプ領域はＳｔｅｐ２でグループ分けされているので、あるストライプ領域の走査を終えた後、このストライプ領域が属するグループとは異なるグループのストライプ領域を選択することで、物理的に離れたストライプ領域を走査することが可能である。
【００６５】
上述の図３は、本実施の形態による検査光の走査方法の一例である。また、図１２は、本実施の形態による検査光の走査方法のその他の例である。図１２では、Ｓ１からＳ１０までのストライプ領域が、Ｇ１１からＧ１５までの５つのグループに分けられている。各ストライプ領域内の矢印は、検査光による走査方向を表している。この走査方法によれば、検査光による走査は、グループＧ１１のストライプ領域Ｓ１を終えると、グループＧ１２のストライプ領域Ｓ２に移動する。そして、ストライプ領域Ｓ２を終えると、グループＧ１３のストライプ領域Ｓ３に移動するというように、矢印で示す方向にしたがって走査が進んでいく。グループＧ１５のストライプ領域Ｓ５の走査を終えると、グループＧ１１に戻ってストライプ領域Ｓ６を走査し、その後は、ストライプ領域Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１０の順に走査していく。
【００６６】
次に、Ｓｔｅｐ３で決定した順序にしたがってストライプ領域を走査し、マスク１０１のパターンの光学画像を取得する（Ｓｔｅｐ４）。また、走査と併せて、レーザ測長システム１２２によるステージ１０２の位置座標の測定を行う。
【００６７】
Ｓｔｅｐ４の工程は、次の（１）から（２）までの工程を繰り返して、ストライプ領域の全てにおける光学画像を取得する工程である。
【００６８】
（１）Ｓｔｅｐ２で定めたグループの１つにおけるストライプ領域内に配置されたパターンの光学画像をＸ方向（または−Ｘ方向）にステージ１０２を移動しつつ取得する。
【００６９】
（２）次に、−Ｙ方向にステージ１０２を移動して、（１）で光学画像を取得したグループとは異なるグループにおけるストライプ領域内に配置されたパターンの光学画像をＸ方向（または−Ｘ方向）にステージ１０２を移動しつつ取得する。
【００７０】
（２）の工程を終えた後は、（１）の工程に戻る。このとき、上記の（１）と同一のグループにおける、光学画像を取得していないストライプ領域を走査してもよく、あるいは、上記の（１）とは異なる（当然であるが、上記の（２）とも異なる）グループにおけるストライプ領域を走査してもよい。
【００７１】
Ｓｔｅｐ４において、（Ｓｔｅｐ２で定めた）グループを移動するタイミングは、図３に例示するように、１つのストライプ領域の走査を終える毎となり、各ストライプ領域の走査毎にグループを移動することになる。
【００７２】
本実施の形態においては、例えば、Ｓｔｅｐ１からＳｔｅｐ３を検査装置１００の外部で行った後、ストライプ領域、グループおよび走査順序に関する情報を磁気ディスク装置１０９に入力し、これを制御計算機１１０が読み出してステージ制御回路１１４を制御することができる。ステージ制御回路１１４は、各ストライプ領域が決められた順序で走査されるようステージ１０２の移動を制御する。
【００７３】
全ストライプ領域の走査を終えたら、マスク１０１におけるパターンの位置ずれ量を取得する。検査装置１００では、センサ回路１０６から光学画像データが、参照回路１１２から参照画像データが、位置回路１０７からステージ１０２の位置座標の測定値が、それぞれ比較回路１０８の位置ずれ量取得回路へ送られる。そして、位置ずれ量取得回路において、図４のＳｒｅｐ５からＳｔｅｐ８の各工程が行われて、マスク１０１のパターンの位置ずれ量が求められる。
【００７４】
まず、位置ずれ量取得回路へ送られたデータを基に第１の位置ずれ情報を取得する（Ｓｔｅｐ５）。この工程は、具体的には次のようにして行われる。
【００７５】
Ｓｔｅｐ４で各ストライプ領域を走査することにより、マスク１０１のパターンの光学画像が得られる。この光学画像は、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。これにより、例えば、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光学画像データが得られる。また、レーザ測長システム１２２によって、ステージ１０２の位置座標が測定される。
【００７６】
上記の光学画像データとステージ１０２の位置座標の測定値とから、マスク１０１のパターンの位置座標が求められる。例えば、まず、ストライプ単位で取得された光学画像データを、ブロック（またはフレーム）と称される小領域に分割する。そして、光学画像の所定領域と、この所定領域に対応する設計データから作成された参照画像とを比較し、パターンマッチングによってこれらの画像の差分値の絶対値、または、差分の二乗和が最小となる位置にステージ１０２を平行移動させる。このときの平行移動量と、そのブロックに記録されたレーザ測長システム１２２のデータとから、マスク１０１のパターンの位置座標を決定する。
【００７７】
次に、マスク１０１のパターンの位置座標について、設計座標からの位置ずれ量を求める。位置ずれ量は、光学画像と参照画像との差分値の絶対値、または、差分の二乗和が最小となる値である。
【００７８】
次に、上記で得られた位置ずれ量を時間軸に対してプロットする。つまり、位置ずれ量を測定した順にプロットする。これにより、第１の位置ずれ情報が得られる。
【００７９】
図８は、第１の位置ずれ情報の一例である。本実施の形態によれば、１つのストライプ領域の走査を終えた後、このストライプ領域から距離的に離れた位置に配置されているストライプ領域を走査するので、熱源や検査光の照射に起因する温度上昇によって生じる位置ずれ量の変動を抑制することができる。
【００８０】
ここで、図５〜図８を用いて説明したように、検査領域の端に位置するストライプ領域から始まって、順に隣のストライプ領域へと走査が進む比較例の方法によれば、レーザ測長システム１２２を用いたステージ１０２の位置座標の測定中に起こる環境変化に応じて、位置ずれ量の測定値が変動し、さらにその変動量も変化する。ここで、環境変化には、熱源の影響による温度上昇や、検査光が照射されることによる温度上昇の他、検査装置内の気圧変化などもある。本実施の形態による検査光の走査方法によれば、熱源や検査光の照射などに起因する局所的な環境変化およびそれから波及してマスク１０１に加わる変化を低減することができる。
【００８１】
一方、上記の通り、環境変化には局所的でない変化も含まれるため、正確な測定値を得るには、かかる局所的でない環境変化による測定誤差を補正する必要がある。そこで、この測定誤差を補正する方法について説明する。
【００８２】
本実施の形態で得られた第１の位置ずれ情報は、局所的な環境変化の影響が低減された状態で得られた測定値である。つまり、第１の位置ずれ情報は、真の位置ずれ量に、各ストライプ領域に共通した環境変化による位置ずれ量の変動量が加わったものとみなせる。ここで、各ストライプ領域に共通した環境変化としては、例えば、検査装置内における気圧変化や、マスク１０１の全体に影響する温度変化などが挙げられる。
【００８３】
次に、第１の位置ずれ情報の近似曲線（第２の位置ずれ情報）を取得する（Ｓｔｅｐ６）。図９は、第２の位置ずれ情報を示しており、図８に示す第１の位置ずれ情報を多項式近似して得られたものである。第２の位置ずれ情報は、各ストライプ領域に共通した環境変化による位置ずれ量を表す。
【００８４】
尚、第２の位置ずれ情報は、多項式近似に限られるものではなく、時間軸による移動平均値を求めることにより得てもよい。あるいは、第１の位置ずれ情報の図において、時間軸でブロックに分け、ブロック毎の平均値を３次のスプライン補間によって得てもよい。さらに、第１の位置ずれ情報の図において、時間軸でブロックに分け、ブロック毎に多項式近似で基準点の位置ずれ量を求め、基準点間を３次のスプラインで補間してもよい。
【００８５】
次に、第１の位置ずれ情報と第２の位置ずれ情報との差分を求める（Ｓｔｅｐ７）。上述したように、第１の位置ずれ情報は、真の位置ずれ量に、各ストライプ領域に共通した環境変化による位置ずれ量の変動量が加わったものとみなせる。そして、第２の位置ずれ情報は、各ストライプ領域に共通した環境変化による位置ずれ量である。したがって、第１の位置ずれ情報と第２の位置ずれ情報との差分を求めることにより、真の位置ずれ量に対応する第３の位置ずれ情報が得られる。図１０は、第３の位置ずれ情報を表している。
【００８６】
第３の位置ずれ情報は、時間軸に対してプロットしたものであるので、座標軸に変えてプロットし直す（Ｓｔｅｐ８）。図１１は、図１０の第３の位置ずれ情報を設計位置座標に対してプロットした第４の位置ずれ情報の図である。第４の位置ずれ情報は、座標軸に対する真の位置ずれ量に対応する。そこで、測定誤差を含まない真の位置ずれ量を表す図５と比較すると、図１１は図５とよく似た形状を示していることが分かる。これは、図２の比較例の方法により走査して得られた位置ずれ量を表す図７が、図５とは全く異なる形状となっているのと対照的である。つまり、本実施の形態の走査方法によれば、被検査対象のパターンの位置座標を測定する際の誤差を低減して正確な位置座標が得られ、それによって正確な位置ずれ量を求めることができる。
【００８７】
第４の位置ずれ情報は、マスク１０１の欠陥検査に使用することができる。上記の通り、これは、マスク１０１のパターンの正確な位置ずれ量を表したものであるので、パターン寸法の微細化が進む昨今において、マスク全面におけるパターンの位置ずれ量の変動も考慮して欠陥判定を行うことが求められている状況下であっても、正確な検査結果を導くことができる。また、第４の位置ずれ情報から、マスク１０１の正確な位置ずれマップを作成できるので、これを製造工程にフィードバックすることにより、マスクの製造歩留まりを向上させることができる。
【００８８】
次に、パターンの位置ずれ量を求める際の基準となる参照画像データの作成方法について述べる。この参照画像データは、ダイ−トゥ−データベース比較における基準画像としても用いられる。
【００８９】
参照画像データは、検査対象となるパターンの設計データから、図１の検査装置１００内で次のようにして作成される。
【００９０】
設計者（ユーザ）が作成したＣＡＤデータは、ＯＡＳＩＳなどの階層化されたフォーマットの設計中間データに変換される。設計中間データでは、レイヤ（層）毎に製作される各マスク１０１に形成されるパターンデータ（設計パターンデータ）が格納される。
【００９１】
パターンデータは、図１の検査装置１００の磁気ディスク装置１０９に記憶されている。パターンデータに含まれる図形は、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、図形の基準位置における座標（ｘ，ｙ）の他、辺の長さ、長方形や三角形等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、位置等を定義した図形データが格納される。
【００９２】
設計中間データは、電子ビーム描画装置で読み込み可能なフォーマットのフォーマットデータに変換される。これにより、検査装置１００は、電子ビーム描画装置の描画データをそのまま読み込むことができる。
【００９３】
図１の展開回路１１１は、制御計算機１１０を通して磁気ディスク装置１０９からパターンデータを読み出す。次いで、展開回路１１１は、読み出したパターンデータを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。具体的には、展開回路１１１は、描画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、パターンデータを２値ないしは多値のイメージデータに展開する。さらに、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が演算され、各画素内の図形占有率が画素値となる。
【００９４】
展開回路１１１で変換されたイメージデータは、参照回路１１２に送られる。
【００９５】
参照回路１１２は、図形のイメージデータであるパターンデータに適切なフィルタ処理を施す。これにより、参照画像データが生成する。尚、フィルタ処理を施す理由は、次の通りである。
【００９６】
マスク１０１に形成されたパターンは、その製造工程でコーナーの丸まりや線幅の仕上がり寸法などが加減されており、設計パターンと厳密には一致しない。また、図１のセンサ回路１０６で得られた光学画像データは、拡大光学系１０４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ぼやけた状態、言い換えれば、空間的なローパスフィルタが作用した状態にある。そこで、検査に先だって検査対象となるマスク１０１を観察し、その製造プロセスや検査装置１００の光学系による変化を模擬したフィルタ係数を学習して、パターンデータに２次元のデジタルフィルタをかける。このようにして、参照画像データに対して光学画像データに似せる処理を行う。
【００９７】
フィルタ係数の学習は、製造工程で決められた基準となるマスクのパターンを用いて行ってもよく、また、被検査対象となるマスク（本実施の形態ではマスク１０１）のパターンの一部を用いて行ってもよい。後者であれば、学習に用いられた領域のパターン線幅やコーナーの丸まりの仕上がり具合を踏まえたフィルタ係数が取得され、マスク全体の欠陥判定基準に反映されることになる。
【００９８】
尚、被検査対象となるマスク１０１を使用してフィルタ係数の学習を行う場合、製造ロットのばらつきや、検査装置１００のコンディション変動といった影響を排除したフィルタ係数の学習ができるという利点がある。しかし、マスク１０１の面内で寸法変動があると、学習に用いた個所に対しては最適なフィルタ係数になるが、他の領域に対しては必ずしも最適な係数とはならないため、疑似欠陥を生じる原因になり得る。そこで、面内での寸法変動の影響を受け難いマスク１０１の中央付近で学習することが好ましい。あるいは、マスク１０１の面内の複数の個所で学習を行い、得られた複数のフィルタ係数の平均値を用いてもよい。
【００９９】
本実施の形態において、比較回路１０８は、位置ずれ量の取得の他にも、光学画像データと、マスク１０１の製造に使用された設計パターンデータから生成される参照画像データとをダイ−トゥ−データベース（Ｄｉｅ  ｔｏ  Ｄａｔａｂａｓｅ）比較して、マスク１０１におけるパターンの形状欠陥や線幅異常を検出する。尚、位置ずれ量取得回路を比較回路１０８から独立して設け、比較回路１０８は、ダイ−トゥ−データベース比較による欠陥検出のみを行うようにしてもよい。
【０１００】
比較回路１０８でのダイ−トゥ−データベース比較による欠陥検出は、次のようにして行われる。
【０１０１】
上記したように、パターンデータに含まれる図形は、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（ｘ、ｙ）、辺の長さ、長方形や三角形等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、位置等を定義した図形データが格納される。また、クラスタ（またはセル）を用いて階層化されたデータは、ストライプに配置されるが、ストライプは、適当なサイズに分割されてサブストライプとなる。そして、光学画像から切り出されたサブストライプと、光学画像に対応する参照画像から切り出されたサブストライプとが、比較回路１０８内の比較ユニットに投入される。
【０１０２】
比較回路１０８に投入されたサブストライプは、さらに検査フレームと称される矩形の小領域に分割される。そして、比較ユニットにおいてフレーム単位で比較されて欠陥が検出される。比較回路１０８には、複数の検査フレームが同時に並列して処理されるよう、数十個の比較ユニットが装備されている。各比較ユニットは、１つの検査フレームの処理が終わり次第、未処理のフレーム画像を取り込む。これにより、多数の検査フレームが順次処理されていく。
【０１０３】
比較ユニットでの処理は、具体的には次のようにして行われる。まず、光学画像と、参照画像とを位置合わせする。このとき、パターンのエッジ位置や、輝度のピークの位置が揃うように、センサ画素単位で平行シフトさせる他、近隣の画素の輝度値を比例配分するなどして、センサ画素未満の合わせ込みも行う。位置合わせを終えた後は、センサフレーム画像と参照フレーム画像との画素毎のレベル差を評価したり、パターンエッジ方向の画素の微分値同士を比較したりするなどして、適切な比較アルゴリズムにしたがって欠陥を検出していく。比較の結果、両者の差異が欠陥判定閾値を超えた場合には、その個所が欠陥と判定される。欠陥と判定されると、その座標と、欠陥判定の根拠となった光学画像データおよび参照画像データとが、検査結果として磁気ディスク装置１０９に格納される。
【０１０４】
以上述べたように、本実施の形態によれば、熱源や検査光の照射などに起因する局所的な環境変化およびそれから波及して被検査対象に加わる変化を低減することができる。さらに、局所的でない環境変化による測定誤差も補正により低減できるので、被検査対象の位置座標を正確に測定することができ、それによって正確な検査を行うことができる。
【０１０５】
実施の形態２．
本発明の第２実施形態の検査方法は、本発明の第１実施形態の検査方法と同様に、被検査対象である試料の位置座標を測定して検査を行う検査方法であり、例えば、被検査対象である試料としてマスクを用いる。特に、被検査対象である試料としては、ＥＵＶリソグラフィで使用されるマスクが好適である。但し、被検査対象はマスクに限られるものではなく、本発明の第１実施形態の検査方法と同様に、例えば、ナノインプリントリソグラフィで使用されるテンプレートとしてもよい。
【０１０６】
そして、本発明の第２実施形態の検査方法は、図４に示された本発明の第１実施形態の検査方法と同様に、Ｓｔｅｐ１〜Ｓｔｅｐ８の各工程によって構成され、例えば、図１の検査装置１００を用い、上述したのと同様のマスクの光学画像を取得する方法を行って、実施することができる。但し、本発明の第２実施形態の検査方法においては、ストライプ領域をグループ分けするＳｔｅｐ２の工程において、個々の状況（例えば、マスクの温度分布）を考慮したうえで、ストライプ領域のグループ分けを行うようにする。すなわち、本発明の第１実施形態の検査方法では、図３の例のように、一律にストライプ領域のグループ分けを行ったが、本発明の第２実施形態の検査方法では、例えば、マスクの温度分布等の個々の状況を考慮したうえで、ストライプ領域のグループ分けを行うようにする。
【０１０７】
本発明の第２実施形態の検査方法は、ストライプ領域をグループ分けするＳｔｅｐ２の工程が異なる方法を含む以外、他のＳｔｅｐ１およびＳｔｅｐ３〜Ｓｔｅｐ８の各工程は、上述した本発明の第１実施形態の検査方法と同様である。したがって、以下では、本発明の第２実施形態の検査方法について、ストライプ領域をグループ分けするＳｔｅｐ２の工程の、上述した本発明の第１実施形態の検査方法と異なる点を主に説明することにする。そして、その他の本発明の第１実施形態の検査方法と共通する各Ｓｔｅｐの工程については、その説明を省略する。
【０１０８】
本発明の第２実施形態の検査方法では、図４に示した、マスク１０１の検査領域を複数のストライプ領域に仮想分割するＳｔｅｐ１の工程の後、ストライプ領域をグループ分けするＳｔｅｐ２の工程において、上述したように、個々の状況を考慮したうえで、ストライプ領域のグループ分けを行う。
【０１０９】
その場合、図４のＳｔｅｐ２の工程のグループ分けは、例えば、マスク１０１の温度分布にしたがって行うことが好ましい。この場合、本発明の第２実施形態の検査方法では、まず、光学画像を取得する前に、マスク１０１をステージ１０２の上に載置した状態で、ストライプ領域のＹ方向に沿って端から順に温度を測定して、マスク１０１のＹ方向における温度分布を取得する。これにより、検査光の照射に関係なく、ステージ１０２上での位置に応じたマスク１０１の温度分布が把握される。ステージ１０２上の熱源に近い位置では温度が高くなり、熱源から離れた位置では温度が低くなる。そこで、閾値となる温度を決め、この温度より高温または低温になるストライプ領域の境界でグループ分けする。この時、閾値となる温度としては、例えば、検査装置の設定温度から１×１０−１Ｋ〜５×１０−１Ｋの範囲内の温度とすることが好ましい。但し、閾値となる温度によって分けられる境界と、ストライプ領域の境界とは通常一致しない。そこで、次のようにしてグループ分けすることが好ましい。
【０１１０】
図１４は、ステージ１０２上に載置されたマスク１０１の検査領域について、ストライプ領域のＹ方向における温度分布を測定した一例である。この温度分布は、所定の閾値温度で１次グループ群（Ｇ１−１〜Ｇ１−５）に分けられる。すなわち、検査領域は、Ｇ１−１からＧ１−５までの５つのグループに分けられる。このとき、１次グループ群の境界は、通常、ストライプ領域の境界に一致しない。そこで、１次グループ群の境界をそれぞれの近傍に位置するストライプ領域同士の境界にずらして新たなグループ群（Ｇ２−１〜Ｇ２−５）を生成し、この新たなグループ群によってストライプ領域を分けることができる。このとき、新たなグループ群（Ｇ２−１〜Ｇ２−５）にはそれぞれ、マスク１０１の温度分布に対応するように、最適な数のストライプ領域が含まれることになり、各グループに含まれるストライプ領域の数は異なることがある。
【０１１１】
その後、本発明の第２実施形態の検査方法においては、上述した本発明の第１実施形態の検査方法と同様のＳｔｅｐ３の工程によって、検査光によるストライプ領域の走査順序の決定を行う。すなわち、あるストライプ領域の走査を終えた後、このストライプ領域が属するグループとは異なるグループ（または、サブグループ）のストライプ領域を選択して物理的に離れたストライプ領域を走査するように、走査順序を決定する。
【０１１２】
次いで、本発明の第２実施形態の検査方法は、上述した本発明の第１実施形態の検査方法と同様のＳｔｅｐ４の工程によって、ストライプ領域の全てにおける光学画像を取得する。その後、図４に示したように、上述した本発明の第１実施形態の検査方法と同様のＳｒｅｐ５からＳｔｅｐ８の各工程が行われて、マスク１０１のパターンの位置ずれ量が求められる。
【０１１３】
こうして、本発明の第２実施形態の検査方法は、熱膨張やマスク周囲の空気の温度上昇の影響を低減し、被検査対象である試料の位置座標をより正確に測定して検査を行うことが可能となる。
【０１１４】
実施の形態３．
本発明の第３実施形態の検査方法は、本発明の第１実施形態および第２実施形態の検査方法と同様に、被検査対象である試料の位置座標を測定して検査を行う検査方法であり、例えば、被検査対象である試料としてマスクを用いる。特に、被検査対象である試料としては、ＥＵＶリソグラフィで使用されるマスクが好適である。但し、被検査対象はマスクに限られるものではなく、本発明の第１実施形態等の検査方法と同様に、例えば、ナノインプリントリソグラフィで使用されるテンプレートとしてもよい。
【０１１５】
そして、本発明の第３実施形態の検査方法は、図４に示された本発明の第１実施形態の検査方法と同様に、Ｓｔｅｐ１〜Ｓｔｅｐ８の各工程によって構成され、例えば、図１の検査装置１００を用いて実施することができる。
【０１１６】
ここで、上述した本発明の第１実施形態の検査方法では、図３および図１２の例のように、検査光によってあるストライプ領域の走査を終えた後、隣接するストライプ領域が続けて走査されるのを避けて走査順序が決定されていた。すなわち、検査光の走査を終えたストライプ領域とは物理的に離れたストライプ領域を走査するように、走査されたストライプ領域が属するグループとは異なるグループ（または、サブグループ）のストライプ領域を選択して走査順序が決定されていた。このように、１つのストライプ領域の走査を終えた後、このストライプ領域から距離的に離れた位置のストライプ領域を走査するように走査順序を決定することで、熱源による熱的影響を低減した状態での位置測定が可能とされる。
【０１１７】
しかし、例えば、隣接するストライプ領域を続けて走査することがあっても、これらのストライプ領域の温度上昇が比較的緩やかであることがある。そうした場合には、マスク１０１のパターンの位置座標測定に支障がなければ、１つのグループ内で隣り合う複数のストライプ領域を続けて走査した後に、異なるグループに移動し、そのグループ内で隣り合う複数のストライプ領域を走査することも可能である。このような方法によれば、１つのストライプ領域を走査する度に別のグループに移動して走査する方法に比べて、時間的に効率よく光学画像を取得していくことができる。
【０１１８】
そこで、本発明の第３実施形態の検査方法では、隣接するストライプ領域が検査光によって連続して走査されても、これらストライプ領域の温度上昇が比較的緩やかでマスク１０１のパターンの位置座標測定に支障がない場合に、１つのグループ内で隣り合う複数のストライプ領域を続けて走査する。そして、その後に、異なるグループに移動し、そのグループ内で隣り合う複数のストライプ領域を走査するようにする。
【０１１９】
すなわち、本発明の第３実施形態の検査方法は、Ｓｔｅｐ３の工程において、検査光によるストライプ領域の走査によって生じる温度上昇がマスク１０１のパターンの位置座標測定に支障とならない範囲内で、１つのグループ内で隣り合う複数のストライプ領域を続けて走査するように、検査光によるストライプ領域の走査順序を決定する。
【０１２０】
そして、続くＳｔｅｐ４の工程において、Ｓｔｅｐ３の工程で決定した順序にしたがってストライプ領域を走査し、マスク１０１のパターンの光学画像を取得する。このときグループを移動するタイミングは、例えば、所定数のストライプ領域の走査を終えたときとすることができる。この場合、「所定数」は、１以上であって、そのグループを構成するストライプ領域の総数以下になる。第１実施形態で説明した図１３の例であれば、例えば、グループＧ１からグループＧ２へ移動するタイミングは、グループＧ１における１つのサブグループＳＧ１を構成するストライプ領域（Ｓ１，Ｓ２）内における全てのパターンの光学画像を取得したときとすることができる。かかるタイミングは、走査順序の決定とともにＳｔｅｐ３で決定することができる。
【０１２１】
したがって、本発明の第３実施形態の検査方法は、Ｓｔｅｐ３の工程およびＳｔｅｐ４の工程において異なる方法が含まれる以外、他のＳｔｅｐ１、Ｓｔｅｐ２およびＳｔｅｐ５〜Ｓｔｅｐ８の各工程は、上述した本発明の第１実施形態の検査方法と同様である。そのため、以下では、本発明の第３実施形態の検査方法について、Ｓｔｅｐ３の工程およびＳｔｅｐ４の工程における、上述した本発明の第１実施形態の検査方法と異なる点を主に説明することにする。そして、その他の本発明の第１実施形態の検査方法と共通する各Ｓｔｅｐの工程ステップについては、その説明を省略する。
【０１２２】
本発明の第３実施形態の検査方法では、図４に示された本発明の第１実施形態の検査方法と同様に、マスク１０１の検査領域を複数のストライプ領域に仮想分割するＳｔｅｐ１の工程の後、Ｓｔｅｐ２の工程において、ストライプ領域のグループ分けを行う。このとき、グループ分けは、図３の例のように、一律に行うことができる。
【０１２３】
続くＳｔｅｐ３の工程では、検査光によるストライプ領域の走査順序を決定する。次いで、Ｓｔｅｐ４の工程では、Ｓｔｅｐ３の工程で決定された順序にしたがってストライプ領域の走査が行われ、マスク１０１のパターンの光学画像が取得される。
【０１２４】
このとき、本発明の第３実施形態の検査方法では、Ｓｔｅｐ３の工程において、隣接するストライプ領域を続けて走査した場合であっても、これらのストライプ領域の温度上昇が比較的緩やかであり、マスク１０１のパターンの位置座標測定に支障がなければ、１つのグループ内で隣り合う複数のストライプ領域を続けて走査した後に、異なるグループに移動し、そのグループ内で隣り合う複数のストライプ領域を走査するように走査順序を決定することができる。そして、Ｓｔｅｐ４の工程は、Ｓｔｅｐ３の工程における決定に従い、次の（１）から（２）までの工程を繰り返して、ストライプ領域の全てにおける光学画像を取得する。
【０１２５】
（１）Ｓｔｅｐ２で定めたグループの１つにおけるストライプ領域内に配置されたパターンの光学画像をＸ方向（または−Ｘ方向）にステージ１０２を移動しつつ取得する。この後、−Ｙ方向にステージ１０２を移動し、同じグループ内で隣接して配置されたストライプ領域内のパターンの光学画像を取得してもよい。また、さらに隣接するストライプ領域内のパターンの光学画像を取得するというように、同様の工程を繰り返して、同じグループにおける３以上のストライプ領域内に配置されたパターンの光学画像を取得してもよい。
【０１２６】
（２）次に、−Ｙ方向にステージ１０２を移動して、（１）で光学画像を取得したグループとは異なるグループにおけるストライプ領域内に配置されたパターンの光学画像をＸ方向（または−Ｘ方向）にステージ１０２を移動しつつ取得する。この後、−Ｙ方向にステージ１０２を移動し、同じグループ内で隣接して配置されたストライプ領域内のパターンの光学画像を取得してもよい。また、さらに隣接するストライプ領域内のパターンの光学画像を取得するというように、同様の工程を繰り返して、同じグループにおける３以上のストライプ領域内に配置されたパターンの光学画像を取得してもよい。
【０１２７】
Ｓｔｅｐ４の工程において、（Ｓｔｅｐ２で定めた）グループを移動するタイミングは、Ｓｔｅｐ３での走査順序の決定に従い、例えば、所定数のストライプ領域の走査を終えたときとすることができる。
【０１２８】
上記のように、各グループに対して同じ所定数を適用してもよいが、走査中における温度変化をセンサなどで測定し、Ｓｔｅｐ３で決定した走査順序と移動のタイミングにしたがって、所定の温度に達したら別のグループに移動するようにしてもよい。より詳しくは、光学画像の取得とともに、この光学画像がまさに取得されているストライプ領域の温度を測定し、測定温度が所定値に達したところで、グループを移動するようにすることができる。例えば、閾値となる温度を決めておき、測定温度が閾値温度に達したら、グループを移動することができる。このとき、閾値は、例えば、検査装置の設定温度から１×１０−１Ｋ〜５×１０−１Ｋの範囲内の温度とすることが好ましい。
【０１２９】
あるいは、走査時間と温度との関係から所定温度に達するまでの時間を予め求めておき、Ｓｔｅｐ３での走査順序の決定に従い、走査時間が上述の時間に達したら別のグループに移動するようにしてもよい。例えば、図３の例において、温度を測定しながら、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，・・・，Ｓ１０の順にストライプ領域を走査する。そして、最初のストライプ領域Ｓ１の走査を開始してからの経過時間と、まさに走査されているストライプ領域の温度との関係を取得する。尚、この関係は、Ｓｔｅｐ４の工程の前に取得しておく。これにより、最初の光学画像を取得してから所定時間を経過したときに走査されているストライプ領域の温度が予め分かるので、Ｓｔｅｐ３での走査順序の決定に従い、閾値となる所定温度に対応する時間が経過したところで、グループを移動するようにする。このとき、所定温度は、例えば、検査装置の設定温度から１×１０−１Ｋ〜５×１０−１Ｋの範囲内の温度とすることが好ましい。
【０１３０】
本発明の第３実施形態の検査方法は、以上のようなＳｔｅｐ３の工程およびＳｔｅｐ４の工程を有することによって、時間的に効率よく光学画像を取得するとともに、熱膨張やマスク周囲の空気の温度上昇の影響を低減し、被検査対象である試料の位置座標をより正確に測定して検査を行うことができる。
【０１３１】
本発明は上記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。
【０１３２】
例えば、上記実施の形態では、ダイ−トゥ−データベース比較方式による検査を述べたが、これに限られるものではない。例えば、マスクの一部分または全体に同一のパターン構成を有する複数のチップが配置されている場合に、マスクの異なるチップの同一パターン同士を比較する方法（ダイ−トゥ−ダイ（Ｄｉｅ  ｔｏ  Ｄｉｅ）比較方式）による検査であってもよい。また、光学解像限界以下のパターンの場合には、１つの画像内で注目する画素とその周辺の画素とを比較する方式による検査とすることもできる。
【０１３３】
また、上記実施の形態では、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検査方法は、本発明の範囲に包含される。
以下に、本願出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］
複数の図形パターンが形成された試料を検査装置のステージ上に載置する工程と、
前記試料の検査領域を短冊状に仮想分割して得られた複数のストライプ領域を複数のグループに分ける工程と、
レーザ干渉計を用いて前記ステージの位置座標を測定しながら、
前記グループの１つにおけるストライプ領域内に配置された図形パターンの光学画像を該ストライプ領域の長手方向に向かって前記ステージを移動しつつ取得した後、前記ストライプ領域の短手方向に前記ステージを移動して、前記光学画像を取得したグループとは異なるグループのストライプ領域内に配置された図形パターンの光学画像を該ストライプ領域の長手方向に向かって前記ステージを移動しつつ取得して、前記ストライプ領域の全てにおける前記光学画像を取得する工程と、
前記ステージの位置座標の測定値と、前記図形パターンの光学画像と、前記図形パターンの設計データから作成された参照画像とから、前記図形パターンの位置座標を求めて、前記光学画像と前記参照画像との位置ずれ量を取得し、該位置ずれ量と前記光学画像の取得順序との関係を示す第１の位置ずれ情報を得る工程と、
前記第１の位置ずれ情報の近似曲線である第２の位置ずれ情報を得る工程と、
前記第１の位置ずれ情報と前記第２の位置ずれ情報との差分である第３の位置ずれ情報を得る工程と、
前記第３の位置ずれ情報における位置ずれ量と、前記設計データから得られる設計位置座標との関係を示す第４の位置ずれ情報を得る工程とを有することを特徴とする検査方法。
［Ｃ２］
前記複数のストライプ領域を分ける複数のグループは、それぞれ、所定数のストライプ領域単位からなる複数のサブグループによって構成されていることを特徴とする［Ｃ１］に記載の検査方法。
［Ｃ３］
複数の図形パターンが形成された試料を検査装置のステージ上に載置する工程と、
前記試料の検査領域を短冊状に仮想分割して得られた複数のストライプ領域を複数のグループに分け、各グループが所定数のストライプ領域単位からなる複数のサブグループによって構成されるようにする工程と、
レーザ干渉計を用いて前記ステージの位置座標を測定しながら、
前記グループの１つにおける前記サブグループの１つのストライプ領域内に配置された図形パターンの光学画像を該ストライプ領域の長手方向に向かって前記ステージを移動しつつ取得し、所定数の前記サブグループを構成するストライプ領域内に配置された全ての図形パターンの光学画像を取得した後、前記ストライプ領域の短手方向に前記ステージを移動して、前記光学画像を取得したグループとは異なるグループにおける前記サブグループの１つのストライプ領域内に配置された図形パターンの光学画像を該ストライプ領域の長手方向に向かって前記ステージを移動しつつ取得して、前記ストライプ領域の全てにおける前記光学画像を取得する工程と、
前記ステージの位置座標の測定値と、前記図形パターンの光学画像と、前記図形パターンの設計データから作成された参照画像とから、前記図形パターンの位置座標を求めて、前記光学画像と前記参照画像との位置ずれ量を取得し、該位置ずれ量と前記光学画像の取得順序との関係を示す第１の位置ずれ情報を得る工程と、
前記第１の位置ずれ情報の近似曲線である第２の位置ずれ情報を得る工程と、
前記第１の位置ずれ情報と前記第２の位置ずれ情報との差分である第３の位置ずれ情報を得る工程と、
前記第３の位置ずれ情報における位置ずれ量と、前記設計データから得られる設計位置座標との関係を示す第４の位置ずれ情報を得る工程とを有することを特徴とする検査方法。
［Ｃ４］
複数の図形パターンが形成された試料を検査装置のステージ上に載置する工程と、
前記試料の検査領域を短冊状に仮想分割して得られた複数のストライプ領域を複数のグループに分ける工程と、
レーザ干渉計を用いた前記ステージの位置座標の測定と、前記ストライプ領域の温度測定とを行いながら、
前記グループの１つにおけるストライプ領域内に配置された図形パターンの光学画像を該ストライプ領域の長手方向に向かって前記ステージを移動しつつ取得し、該ストライプ領域の温度が所定値に達したところで前記ストライプ領域の短手方向に前記ステージを移動して、前記光学画像を取得したグループとは異なるグループのストライプ領域内に配置された図形パターンの光学画像を該ストライプ領域の長手方向に向かって前記ステージを移動しつつ取得して、前記ストライプ領域の全てにおける前記光学画像を取得する工程と、
前記ステージの位置座標の測定値と、前記図形パターンの光学画像と、前記図形パターンの設計データから作成された参照画像とから、前記図形パターンの位置座標を求めて、前記光学画像と前記参照画像との位置ずれ量を取得し、該位置ずれ量と前記光学画像の取得順序との関係を示す第１の位置ずれ情報を得る工程と、
前記第１の位置ずれ情報の近似曲線である第２の位置ずれ情報を得る工程と、
前記第１の位置ずれ情報と前記第２の位置ずれ情報との差分である第３の位置ずれ情報を得る工程と、
前記第３の位置ずれ情報における位置ずれ量と、前記設計データから得られる設計位置座標との関係を示す第４の位置ずれ情報を得る工程とを有することを特徴とする検査方法。
［Ｃ５］
複数の図形パターンが形成された試料を検査装置のステージ上に載置する工程と、
前記試料の検査領域を短冊状に仮想分割して得られた複数のストライプ領域を複数のグループに分ける工程と、
前記ストライプ領域の温度を測定しながら、該ストライプ領域の１つについて、図形パターンの光学画像を取得した後、該ストライプ領域の短手方向に前記ステージを移動して、該ストライプ領域に連続して配列するストライプ領域について図形パターンの光学画像を取得し、
最初の光学画像を取得してからの経過時間と、光学画像がまさに取得されているストライプ領域の温度との関係を取得する工程と、
レーザ干渉計を用いて前記ステージの位置座標を測定しながら、
光学画像がまさに取得されているストライプ領域の温度が所定値に達する時間になるまで、前記グループの１つにおけるストライプ領域内に配置された図形パターンの光学画像を取得した後、該ストライプ領域の短手方向に前記ステージを移動して、該ストライプ領域に連続して配列するストライプ領域の図形パターンの光学画像を取得する工程を繰り返し、
光学画像がまさに取得されているストライプ領域の温度が前記所定値に達する時間が経過したところで、前記ストライプ領域の短手方向に前記ステージを移動して、前記光学画像を取得したグループとは異なるグループのストライプ領域内に配置された図形パターンの光学画像を該ストライプ領域の長手方向に向かって前記ステージを移動しつつ取得して、前記ストライプ領域の全てにおける前記光学画像を取得する工程と、
前記ステージの位置座標の測定値と、前記図形パターンの光学画像と、前記図形パターンの設計データから作成された参照画像とから、前記図形パターンの位置座標を求めて、前記光学画像と前記参照画像との位置ずれ量を取得し、該位置ずれ量と前記光学画像の取得順序との関係を示す第１の位置ずれ情報を得る工程と、
前記第１の位置ずれ情報の近似曲線である第２の位置ずれ情報を得る工程と、
前記第１の位置ずれ情報と前記第２の位置ずれ情報との差分である第３の位置ずれ情報を得る工程と、  前記第３の位置ずれ情報における位置ずれ量と、前記設計データから得られる設計位置座標との関係を示す第４の位置ずれ情報を得る工程とを有することを特徴とする検査方法。
［Ｃ６］
複数の図形パターンが形成された試料を検査装置のステージ上に載置する工程と、
前記ステージ上に載置された前記試料の検査領域を短冊状に仮想分割して得られた複数のストライプ領域について短手方向の温度分布を測定する工程と、
前記温度分布を所定の閾値温度で１次グループ群に分け、さらに該１次グループ群の境界をそれぞれの近傍に位置する前記ストライプ領域同士の境界にずらして新たなグループ群を生成し、前記ストライプ領域を前記新たなグループ群に分ける工程と、
レーザ干渉計を用いて前記ステージの位置座標を測定しながら、
前記グループの１つにおけるストライプ領域内に配置された図形パターンの光学画像を該ストライプ領域の長手方向に向かって前記ステージを移動しつつ取得した後、前記ストライプ領域の短手方向に前記ステージを移動して、前記光学画像を取得したグループとは異なるグループのストライプ領域内に配置された図形パターンの光学画像を該ストライプ領域の長手方向に向かって前記ステージを移動しつつ取得して、前記ストライプ領域の全てにおける前記光学画像を取得する工程と、
前記ステージの位置座標の測定値と、前記図形パターンの光学画像と、前記図形パターンの設計データから作成された参照画像とから、前記図形パターンの位置座標を求めて、前記光学画像と前記参照画像との位置ずれ量を取得し、該位置ずれ量と前記光学画像の取得順序との関係を示す第１の位置ずれ情報を得る工程と、
前記第１の位置ずれ情報の近似曲線である第２の位置ずれ情報を得る工程と、
前記第１の位置ずれ情報と前記第２の位置ずれ情報との差分である第３の位置ずれ情報を得る工程と、
前記第３の位置ずれ情報における位置ずれ量と、前記設計データから得られる設計位置座標との関係を示す第４の位置ずれ情報を得る工程とを有することを特徴とする検査方法。
【符号の説明】
【０１３４】
１００  検査装置
１０１  マスク
１０２  ステージ
１０３  光源
１０４  拡大光学系
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  ステージ制御回路
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
１２１  搬送制御回路
１２２  レーザ測長システム
１３０  オートローダ制御回路
１７０  照明光学系
２０１  熱源
【図１】
0006293023.tif 000002
【図２】
0006293023.tif 000003
【図３】
0006293023.tif 000004
【図４】
0006293023.tif 000005
【図５】
0006293023.tif 000006
【図６】
0006293023.tif 000007
【図７】
0006293023.tif 000008
【図８】
0006293023.tif 000009
【図９】
0006293023.tif 000010
【図１０】
0006293023.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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