(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプル光学画像データと前記サンプル光学画像データに対応する階調値を定義した設計画像データを入力し、前記サンプル光学画像データと前記設計画像データとを用いて、所定の光学モデル関数の複数の係数を取得する工程と、
パターン形成された被検査試料における実光学画像データを取得する工程と、
前記複数の係数の１つを用いて、前記被検査試料の実光学画像データに対応する参照画像データを作成する工程と、
前記被検査試料の実光学画像データと前記参照画像データとを比較して、欠陥候補パターンを検出する工程と、
前記欠陥候補パターンを含む参照画像データについて、前記複数の係数のうち参照画像データの作成に用いていない残りの係数を用いて、残りの係数分の参照画像データを作成する工程と、
前記残りの係数分の各参照画像データと前記欠陥候補パターンを含む実光学画像データとを比較する工程と、
前記複数の係数分の各参照画像データと前記欠陥候補パターンを含む実光学画像データとの複数の比較結果のうち、所定の条件に沿った比較結果を出力する工程と、
を備えたことを特徴とするパターン検査方法。
【請求項２】
前記パターン検査方法は、さらに、
前記複数の係数のうち、第１番目の参照画像データを作成する際に用いる係数を選択する工程と、
前記複数の係数のうち、前記所定の条件に沿った比較結果を生じさせた係数を選択する工程と、
前記所定の条件に沿った比較結果を生じさせた係数を用いて、新たな参照画像データを作成する工程と、
前記新たな参照画像データと前記欠陥候補パターンを含む実光学画像データとを改めて比較する工程と、
を備え、
前記比較結果を出力する際に、前記改めて比較された結果を出力することを特徴とする請求項１記載のパターン検査方法。
【請求項３】
前記所定の条件として、欠陥数が少ないという条件を用いることを特徴とする請求項１又は２記載のパターン検査方法。
【請求項４】
サンプル光学画像データと前記サンプル光学画像データに対応する階調値を定義した設計画像データを入力し、前記サンプル光学画像データと前記設計画像データとを用いて、所定の光学モデル関数の複数の係数を取得する係数取得部と、
パターン形成された被検査試料における実光学画像データを取得する光学画像取得部と、
前記複数の係数の１つを用いて、前記被検査試料の実光学画像データに対応する参照画像データを作成する参照画像データ作成部と、
前記被検査試料の実光学画像データを入力し、前記参照画像データと比較する比較部と、
を備え、
前記参照画像データ作成部は、比較された結果、欠陥と判定されたパターンを含む参照画像データについて、前記複数の係数のうち参照画像データの作成に用いていない残りの係数を用いて、改めて参照画像データを作成し、
前記比較部は、改めて作成された参照画像データと前記欠陥と判定されたパターンを含む実光学画像データとを比較することを特徴とするパターン検査装置。
【請求項５】
サンプル光学画像データと前記サンプル光学画像データに対応する階調値を定義した設計画像データを入力し、前記サンプル光学画像データと前記設計画像データとを用いて、所定の光学モデル関数の複数の係数を取得して、記憶装置に記憶する処理と、
前記複数の係数の１つを前記記憶装置から読み出して、読み出した係数を用いて、前記被検査試料の実光学画像データに対応する参照画像データを作成する処理と、
パターン形成された被検査試料から取得された実光学画像データと前記参照画像データとを比較して、欠陥候補パターンを検出する処理と、
前記欠陥候補パターンを含む参照画像データについて、前記複数の係数のうち参照画像データの作成に用いていない残りの係数を前記記憶装置から読み出して、読み出した残りの係数を用いて、残りの係数分の参照画像データを作成する処理と、
前記残りの係数分の各参照画像データと前記欠陥候補パターンを含む実光学画像データとを比較する処理と、
前記複数の係数分の各参照画像データと前記欠陥候補パターンを含む実光学画像データとの複数の比較結果のうち、所定の条件に沿った比較結果を出力する処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターン検査方法、パターン検査装置及びプログラムに係り、例えば、半導体製造に用いる試料となる物体のパターン欠陥を検査するパターン検査技術に関し、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を検査する装置およびその検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大規模集積回路（ＬＳＩ）の高集積化及び大容量化に伴い、半導体素子に要求される回路線幅はますます狭くなってきている。これらの半導体素子は、回路パターンが形成された原画パターン（マスク或いはレチクルともいう。以下、マスクと総称する）を用いて、いわゆるステッパと呼ばれる縮小投影露光装置でウェハ上にパターンを露光転写して回路形成することにより製造される。よって、かかる微細な回路パターンをウェハに転写するためのマスクの製造には、微細な回路パターンを描画することができるパターン描画装置を用いる。かかるパターン描画装置を用いてウェハに直接パターン回路を描画することもある。例えば、電子ビームやレーザビームを用いて描画される。
【０００３】
そして、多大な製造コストのかかるＬＳＩの製造にとって、歩留まりの向上は欠かせない。しかし、１ギガビット級のＤＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）に代表されるように、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。歩留まりを低下させる大きな要因の一つとして、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マスクのパターン欠陥があげられる。近年、半導体ウェハ上に形成されるＬＳＩ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。そのため、ＬＳＩ製造に使用される転写用マスクの欠陥を検査するパターン検査装置の高精度化が必要とされている。
【０００４】
一方、マルチメディア化の進展に伴い、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ：液晶ディスプレイ）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（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：薄膜トランジスタ）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、効率的に検査するパターン検査装置の開発も急務となってきている。
【０００５】
ここで、従来のパターン検査装置では、拡大光学系を用いてリソグラフィマスク等の試料上に形成されているパターンを所定の倍率で撮像した光学画像と、設計画像データ、あるいは試料上の同一パターンを撮像した光学画像と比較することにより検査を行うことが知られている。例えば、パターン検査方法として、同一マスク上の異なる場所の同一パターンを撮像した光学画像データ同士を比較する「ｄｉｅ  ｔｏ  ｄｉｅ検査」や、マスクパターンを描画する時に使用したＣＡＤデータを検査装置入力フォーマットに変換した描画データ（設計パターンの情報）をベースに設計画像データを参照画像データとして生成して、参照画像データとパターンを撮像した測定データとなる光学画像データとを比較する「ｄｉｅ  ｔｏ  ｄａｔａｂａｓｅ検査」がある。かかる検査装置における検査方法では、試料はステージ上に載置され、ステージが動くことによって光束が試料上を走査し、検査が行われる。試料には、光源及び照明光学系によって光束が照射される。試料を透過あるいは反射した光は光学系を介して、センサ上に結像される。センサで撮像された画像は測定データとして比較回路へ送られる。比較回路では、画像同士の位置合わせの後、測定データと参照データとを適切なアルゴリズムに従って比較し、一致しない場合には、パターン欠陥有りと判定する。
【０００６】
ここで、ｄｉｅ  ｔｏ  ｄａｔａｂａｓｅ検査（ＤＢ検査）では、参照画像生成モデルの精度が重要である。すなわち参照画像と光学画像がなるべく一致するように参照画像生成モデルのパラメータを選択する必要がある。従来、設計データと光学画像を何枚か学習データとして用意しておき、これらから参照画像生成モデルのパラメータを推定することが行われてきた。また、パラメータの推定に当たっては、異なる初期値からスタートさせた複数の推定結果を求め、得られた複数の推定結果の中から最良のものを選択することが行われてきた。
【０００７】
しかしながら、ＤＢ検査前に行うパラメータの推定は、あくまで予め準備された学習用画像に対する最適化である。よって、学習用画像に現れないパターンに対しては十分なパラメータの最適化が行われるとは限らない。したがって、参照画像と光学画像の不一致を招くことにより擬似欠陥が発生する場合があるといった問題があった。
【０００８】
ここで、参照画像を生成する機構の一例が文献に開示されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この処理は、十分なパラメータの最適化を行なうものではなく、上述した問題を解決するものではない。
【特許文献１】特開２００６−２６８３４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、参照画像生成モデルの精度が悪く、参照画像と光学画像の不一致を招くことにより擬似欠陥が発生する場合があるといった問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、上述した問題点を克服し、参照画像生成モデルの精度をより向上させることが可能なパターン検査方法および装置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】
【００１１】
本発明の一態様のパターン検査方法は、
サンプル光学画像データと前記サンプル光学画像データに対応する階調値を定義した設計画像データを入力し、前記サンプル光学画像データと前記設計画像データとを用いて、所定の光学モデル関数の複数の係数を取得する工程と、
パターン形成された被検査試料における実光学画像データを取得する工程と、
前記複数の係数の１つを用いて、前記被検査試料の実光学画像データに対応する参照画像データを作成する工程と、
前記被検査試料の実光学画像データと前記参照画像データとを比較して、欠陥候補パターンを検出する工程と、
前記欠陥候補パターンを含む参照画像データについて、前記複数の係数のうち参照画像データの作成に用いていない残りの係数を用いて、残りの係数分の参照画像データを作成する工程と、
前記残りの係数分の各参照画像データと前記欠陥候補パターンを含む実光学画像データとを比較する工程と、
前記複数の係数分の各参照画像データと前記欠陥候補パターンを含む実光学画像データとの複数の比較結果のうち、所定の条件に沿った比較結果を出力する工程と、
を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の一態様のパターン検査装置は、
サンプル光学画像データと前記サンプル光学画像データに対応する階調値を定義した設計画像データを入力し、前記サンプル光学画像データと前記設計画像データとを用いて、所定の光学モデル関数の複数の係数を取得する係数取得部と、
パターン形成された被検査試料における実光学画像データを取得する光学画像取得部と、
前記複数の係数の１つを用いて、前記被検査試料の実光学画像データに対応する参照画像データを作成する参照画像データ作成部と、
前記被検査試料の実光学画像データを入力し、前記参照画像データと比較する比較部と、
を備え、
前記参照画像データ作成部は、比較された結果、欠陥と判定されたパターンを含む参照画像データについて、前記複数の係数のうち参照画像データの作成に用いていない残りの係数を用いて、改めて参照画像データを作成し、
前記比較部は、改めて作成された参照画像データと前記欠陥と判定されたパターンを含む実光学画像データとを比較することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の一態様のコンピュータに実行させるためのプログラムは、
サンプル光学画像データと前記サンプル光学画像データに対応する階調値を定義した設計画像データを入力し、前記サンプル光学画像データと前記設計画像データとを用いて、所定の光学モデル関数の複数の係数を取得して、記憶装置に記憶する処理と、
前記複数の係数の１つを前記記憶装置から読み出して、読み出した係数を用いて、前記被検査試料の実光学画像データに対応する参照画像データを作成する処理と、
パターン形成された被検査試料から取得された実光学画像データと前記参照画像データとを比較して、欠陥候補パターンを検出する処理と、
前記欠陥候補パターンを含む参照画像データについて、前記複数の係数のうち参照画像データの作成に用いていない残りの係数を前記記憶装置から読み出して、読み出した残りの係数を用いて、残りの係数分の参照画像データを作成する処理と、
前記残りの係数分の各参照画像データと前記欠陥候補パターンを含む実光学画像データとを比較する処理と、
前記複数の係数分の各参照画像データと前記欠陥候補パターンを含む実光学画像データとの複数の比較結果のうち、所定の条件に沿った比較結果を出力する処理と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、より適切な参照画像生成モデルの係数を使って作成された参照画像データを用いて比較した結果を得ることができる。よって、擬似欠陥を低減させることができる。その結果、検査のやり直しを防ぐなど装置の有効利用を可能にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１におけるパターン検査装置の構成を示す概念図である。
図１において、マスクやウェハ等の基板を試料として、かかる試料の欠陥を検査するパターン検査装置１００は、光学画像取得部１５０と制御回路１６０を備えている。光学画像取得部１５０は、ＸＹθテーブル１０２、光源１０３、拡大光学系１０４、フォトダイオードアレイ１０５、センサ回路１０６、レーザ測長システム１２２、オートローダ１３０、照明光学系１７０を備えている。制御回路１６０では、コンピュータとなる制御計算機１１０が、データ伝送路となるバス１２０を介して、位置回路１０７、比較部の一例となる比較回路１０８、展開回路１１１、参照画像データ作成部の一例となる参照回路１１２、オートローダ制御回路１１３、テーブル制御回路１１４、モデル係数推定回路１４０、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（ＦＤ）１１６、ＣＲＴ１１７、パターンモニタ１１８、プリンタ１１９に接続されている。また、ＸＹθテーブル１０２は、Ｘ軸モータ、Ｙ軸モータ、θ軸モータにより駆動される。図１では、本実施の形態１を説明する上で必要な構成部分について記載している。パターン検査装置１００にとって、通常、必要なその他の構成が含まれても構わないことは言うまでもない。
【００１６】
検査を行なう際には、まず、検査開始前に、まず、オートローダ制御回路１１３により制御されたオートローダ１３０により被検査試料となるフォトマスク１０１は、ＸＹθ各軸のモータによって水平方向及び回転方向に移動可能に設けられたＸＹθテーブル１０２上にロードされ、そして、ＸＹθテーブル１０２上に載置される。
【００１７】
ＸＹθテーブル１０２は、制御計算機１１０の制御の下にテーブル制御回路１１４により駆動される。Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向に駆動する３軸（Ｘ−Ｙ−θ）モータの様な駆動系によって移動可能となっている。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。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、位置回路１０７に供給される。また、ＸＹθテーブル１０２上のフォトマスク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、検査終了後に自動的に排出されるものとなっている。
【００１８】
図２は、実施の形態１における光学画像の取得手順を説明するための図である。
被検査領域は、図２に示すように、例えばＹ方向に向かって、スキャン幅Ｗの短冊状の複数の検査ストライプ２０に仮想的に分割される。そして、更にその分割された各検査ストライプ２０が連続的に走査されるようにＸＹθテーブル１０２の動作が制御され、Ｘ方向に移動しながら光学画像が取得される。フォトダイオードアレイ１０５では、図２に示されるようなスキャン幅Ｗの画像を連続的に入力する。そして、第１の検査ストライプ２０における画像を取得した後、第２の検査ストライプ２０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。そして、第３の検査ストライプ２０における画像を取得する場合には、第２の検査ストライプ２０における画像を取得する方向とは逆方向、すなわち、第１の検査ストライプ２０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。このように、連続的に画像を取得していくことで、無駄な処理時間を短縮することができる。ここでは、フォワード（ＦＷＤ）−バックワード（ＢＷＤ）手法を用いているが、これに限るものではなくフォワード（ＦＷＤ）−フォワード（ＦＷＤ）手法を用いても構わない。
【００１９】
そして、パターン形成された被検査試料となるフォトマスク１０１における光学画像データ（測定データ）を取得する。測定データは、光学画像取得部１５０によって取得される。具体的には、光学画像データは、以下のように取得される。フォトマスク１０１に形成されたパターンには、ＸＹθテーブル１０２の上方に配置されている適切な光源１０３によって光が照射される。光源１０３から照射される光束は、照明光学系１７０を介して試料となるフォトマスク１０１を照射する。フォトマスク１０１の下方には、拡大光学系１０４、フォトダイオードアレイ１０５及びセンサ回路１０６が配置されており、露光用マスクなどの試料となるフォトマスク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し、入射する。拡大光学系１０４は図示しない自動焦点機構により自動的に焦点調整がなされていてもよい。
【００２０】
フォトダイオードアレイ１０５上に結像されたパターンの像は、フォトダイオードアレイ１０５によって光電変換され、更にセンサ回路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、例えばＴＤＩ（タイムディレイインテグレータ）センサのようなセンサが設置されている。ステージとなるＸＹθテーブル１０２をＸ軸方向に連続的に移動させることにより、ＴＤＩセンサはフォトマスク１０１のパターンを撮像する。これらの光源１０３、拡大光学系１０４、フォトダイオードアレイ１０５、センサ回路１０６により高倍率の検査光学系が構成されている。
【００２１】
センサ回路１０６から出力された測定データ（光学画像）は、位置回路１０７から出力されたＸＹθテーブル１０２上におけるフォトマスク１０１の位置を示すデータとともに比較回路１０８に送られる。測定データは例えば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例えば０〜２５５で表現している。
【００２２】
他方、測定データと比較される画像データ（参照データ）は、展開回路１１１及び参照回路１１２によって以下のように作成される。フォトマスク１０１のパターン形成時に用いた設計パターンの情報は、記憶装置（記憶部）の一例である磁気ディスク装置１０９に記憶される。そして、展開回路１１１は、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の情報を読み出し、読み出されたフォトマスク１０１の設計図形データとなる設計パターンを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が参照回路１１２に送られる。参照回路１１２は、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を施す。
【００２３】
以上のように、パターン形成された被検査試料となるフォトマスク１０１における光学画像データ（測定データ）は、光学画像取得部１５０によって取得される。しかし、光学画像取得部１５０の構成要素となるセンサ回路１０６から得られた光学画像としての測定データは、拡大光学系１０４の解像特性やフォトダイオードアレイ１０５のアパーチャ効果等によってフィルタが作用した状態、言い換えれば連続変化するアナログ状態にある。そのため、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画像データとそのまま比較したのでは、実際には欠陥ではないものを欠陥と誤判定（擬似欠陥検出）してしまう。そのため、設計画像データにもフォトマスク１０１及び光学特性をモデル化した参照画像作成モデル（光学モデル）で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。そして、設計画像データをフィルタ処理した参照データとフォトマスク１０１から得られた測定データとを比較することになる。この参照データｙは、設計画像データｕに参照画像作成モデル関数ｆ（光学モデル関数）を畳み込み積分（コンボリューション）して求めることができる。これを周波数空間で表すと例えば以下の式（１）のように示すことができる。
【００２４】
【数１】
0004448181.tif 000002
【００２５】
この参照画像作成モデル関数ｆの係数Ｐｉを適切に設定することで高精度に測定データに合わせ込まれた参照データを作成することができる。そのために、まず、フォトマスク１０１の検査前にかかる光学モデル関数ｆの複数の係数Ｐｉの集合を求める。
【００２６】
図３は、実施の形態１におけるパターン検査方法の要部工程を示すフローチャート図である。
図３において、実施の形態１におけるパターン検査方法は、パラメータ推定工程（Ｓ１０２）、最適パラメータＰｋ選択工程（Ｓ１０４）、参照画像（Ｐｋ）作成工程（Ｓ１０６）、ＤＢ検査（Ｐｋ）工程（Ｓ１０８）、参照画像（Ｐｉ）作成工程（Ｓ１１０）、ＤＢ検査（Ｐｉ）工程（Ｓ１１２）、最適パラメータＰｍ選択工程（Ｓ１１４）、参照画像（Ｐｍ）作成工程（Ｓ１１６）、ＤＢ検査（Ｐｍ）工程（Ｓ１１８）、結果出力工程（Ｓ１２０）という一連の工程を実施する。
【００２７】
ステップ（Ｓ）１０２において、パラメータ推定工程として、モデル係数推定回路１４０は、サンプル光学画像データと前記サンプル光学画像データに対応する階調値を定義したサンプル設計画像データを入力し、前記サンプル光学画像データとサンプル設計画像データとを用いて、参照画像作成モデル関数ｆの複数のＰｉの集合を取得する。モデル係数推定回路１４０は、係数取得部の一例である。ここで、学習用のサンプル光学画像データは、被検査試料となるフォトマスク１０１の一部の画像を光学画像取得部１５０により取得してもよいし、別途、用意しても構わない。そして、サンプル光学画像データは、磁気ディスク装置１０９に格納される。サンプル光学画像データに対応するサンプル設計画像データについても被検査試料となるフォトマスク１０１のパターン形成に用いた設計データから展開回路１１１によって展開された画像を用いてもよいし、別途、用意しても構わない。設計画像データは、磁気ディスク装置１０９に格納される。
【００２８】
図４は、実施の形態１におけるモデル係数推定部の内部構成を示す概念図である。
図４において、モデル係数推定回路１４０は、演算部３０、選択部３２，３４、及びメモリ３６を有している。
【００２９】
ここで、サンプル光学画像データをＡｉ（ｐ）、サンプル設計画像データをＢｉ（ｐ）とし、参照画像作成モデルによって作成される参照画像データをｆ（Ｐａｒａｍ，Ｂｉ，ｐ）とする。ｐは画像上の特定の画素を示すインデックスである。また、Ｐａｒａｍは、参照画像作成モデル関数ｆのパラメータ（係数）である。Ｂｉは、参照画像作成モデルに入力されるサンプル設計画像データである。このとき、演算部３０は、式（２）を演算して、以下に示す式（２）の関数Ｉを極小化するＰａｒａｍを取得（推定）する。
【００３０】
【数２】
0004448181.tif 000003
【００３１】
図５は、実施の形態１における関数Ｉのグラフの一例を示す図である。
式（２）に示す関数Ｉは、図５に示すように複数の極小値を示す。図５では、中央の極小値になる場合の参照画像作成モデル関数ｆの係数Ｐｉと１つの前の極小値になる場合の係数Ｐｉ−１と１つの後の極小値になる場合の係数Ｐｉ＋１とを示している。また、さらに、初期値を変更しながら複数回、式（２）の演算を行なっても好適である。これらの極小値をとる係数Ｐｉは、メモリ３６に記憶される。或いは、磁気ディスク装置１０９或いは磁気テープ装置１１５に記憶される。メモリ３６、磁気ディスク装置１０９或いは磁気テープ装置１１５は、記憶装置の一例である。このようにして、複数の係数Ｐｉの集合Ｐ（Ｐ＝｛Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，・・・Ｐｉ｝）を取得する。例えば、１００近い数の係数Ｐｉの集合Ｐを取得する。
【００３２】
Ｓ１０４において、最適パラメータＰｋ選択工程として、選択部３２は、複数の係数Ｐｉの集合Ｐの中から所定の条件に従った１つの係数Ｐｋを選択する。例えば、関数Ｉの最小値になる場合の係数を選択すると好適である。
【００３３】
Ｓ１０６において、参照画像（Ｐｋ）作成工程として、参照回路１１２は、係数Ｐｋを用いて、パターン形成された被検査試料となるフォトマスク１０１の実光学画像データに対応する参照画像データを作成する。参照画像データは、実光学画像データに対応する展開回路１１１で展開された設計画像データと係数Ｐｋの参照画像作成モデル関数ｆとを畳み込み積分することで求めることができる。参照回路１１２は、参照画像データ作成部の一例である。
【００３４】
Ｓ１０８において、ＤＢ検査（Ｐｋ）工程として、まず、光学画像取得部１５０は、上述した動作により実光学画像データを取得する。そして、センサ回路１０６から出力された実光学画像データは、位置回路１０７から出力されたＸＹθテーブル１０２上におけるフォトマスク１０１の位置を示すデータとともに比較回路１０８に送られる。そして、比較回路１０８は、参照回路１１２で作成された参照画像データと取得された実光学画像データとを入力して、入力した実光学画像データと参照画像データの位置合わせを行なった後、所定のアルゴリズムに従って画素毎に両者を比較し、欠陥の有無を判定し、欠陥候補を検出する。ここで、比較された結果、欠陥と判定されたパターンは、欠陥候補として、その他の比較結果と共に図示しないメモリ或いは磁気テープ装置１１５といった記憶装置に格納される。比較回路１０８は、比較部の一例となる。
【００３５】
Ｓ１１０において、参照画像（Ｐｉ）作成工程として、参照回路１１２は、欠陥候補パターンを含む参照画像データについて、複数の係数Ｐｉの集合Ｐのうち参照画像（Ｐｋ）作成工程（Ｓ１０６）において参照画像データの作成に用いていない残りの係数Ｐｉ（Ｐｉ∈Ｐ）を用いて、残りの係数分の参照画像データを作成する。参照画像データは、展開回路１１１で展開された欠陥候補パターンを含む設計画像データと各係数Ｐｉの参照画像作成モデル関数ｆとをそれぞれ畳み込み積分することで求めることができる。
【００３６】
Ｓ１１２において、ＤＢ検査（Ｐｉ）工程として、比較回路１０８は、残りの係数分の各参照画像データと欠陥候補パターンを含む実光学画像データとをそれぞれ比較する。比較された結果、欠陥と判定されたパターンは、欠陥候補として、その他の比較結果と共に図示しないメモリ或いは磁気テープ装置１１５といった記憶装置に格納される。
【００３７】
Ｓ１１４において、最適パラメータＰｍ選択工程として、選択部３４は、複数の係数Ｐｉの集合Ｐのうち、所定の条件に沿った比較結果を生じさせた係数を改めて選択する。例えば、所定の条件として、欠陥数が少ないという条件を用いると好適である。このようにして、欠陥数が最小となった参照画像データを作成した参照画像作成モデル関数ｆの係数Ｐｍを選択する。
【００３８】
Ｓ１１６において、参照画像（Ｐｍ）作成工程として、参照回路１１２は、係数Ｐｍを用いて、欠陥候補パターンを含む参照画像データについて、新たな参照画像データを作成する。参照画像データは、展開回路１１１で展開された、欠陥候補パターンを含む設計画像データと係数Ｐｍの参照画像作成モデル関数ｆとを畳み込み積分することで求めることができる。改めて作成する代わりに、参照画像（Ｐｋ）作成工程（Ｓ１０６）及び参照画像（Ｐｉ）作成工程（Ｓ１１０）において作成した複数の参照画像データを図示しないメモリ、磁気ディスク装置１０９或いは磁気テープ装置１１５といった記憶装置に記憶しておく。そして、係数Ｐｍ用いた作成された参照画像データを記憶された記憶装置から読み出しても好適である。
【００３９】
Ｓ１１８において、ＤＢ検査（Ｐｍ）工程として、比較回路１０８は、係数Ｐｍ用いた作成された新たな参照画像データと欠陥候補パターンを含む実光学画像データとを改めて比較する。改めて比較する代わりに、ＤＢ検査（Ｐｋ）工程（Ｓ１０８）及びＤＢ検査（Ｐｉ）工程（Ｓ１１２）における比較結果が格納された図示しないメモリ或いは磁気テープ装置１１５といった記憶装置から係数Ｐｍ用いた作成された参照画像データと欠陥候補パターンを含む実光学画像データとの比較結果を読み出しても好適である。
【００４０】
Ｓ１２０において、結果出力工程として、比較回路１０８は、複数の係数分の各参照画像データと欠陥候補パターンを含む実光学画像データとの複数の比較結果のうち、所定の条件に沿った比較結果を出力する。所定の条件として、例えば、上述したように欠陥数が最小となる参照画像データとの比較結果を出力する。ここでは、係数Ｐｍ用いた作成された参照画像データと欠陥候補パターンを含む実光学画像データとの間で改めて比較された比較結果を出力する。比較結果は、磁気テープ装置１１５に出力される。そして、パターンモニタ１１８でその比較結果を表示させても好適である。
【００４１】
以上のように、実施の形態１では、実際に欠陥と判定されたパターンを含む画像について各パラメータで作成した参照画像で検査しなおすことで、最適なパラメータを見出すと共に、この光学モデルを用いることで、擬似欠陥検出を低減することができる。
【００４２】
以上の説明において、「〜部」、「〜回路」或いは「〜工程」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。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１０９、磁気テープ装置１１５、ＦＤ１１６、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。例えば、演算制御部を構成するテーブル制御回路１１４、展開回路１１１、参照回路１１２、モデル係数推定回路１４０、或いは比較回路１０８等は、電気的回路で構成されていても良いし、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してもよい。また電気的回路とソフトウェアの組み合わせで実現しても良い。
【００４３】
以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、各実施の形態では、透過光を用いているが、反射光あるいは、透過光と反射光を同時に用いてもよい。反射光を用いる場合には、透過部から得られる画素値と遮光部から得られる画素値の大小が逆になることは言うまでもない。
【００４４】
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。
【００４５】
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パターン検査装置或いはパターン検査方法は、本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】実施の形態１におけるパターン検査装置の構成を示す概念図である。
【図２】実施の形態１における光学画像の取得手順を説明するための図である。
【図３】実施の形態１におけるパターン検査方法の要部工程を示すフローチャート図である。
【図４】実施の形態１におけるモデル係数推定部の内部構成を示す概念図である。
【図５】実施の形態１における関数Ｉのグラフの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１００  パターン検査装置
１０１  フォトマスク
１０２  ＸＹθテーブル
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
１１５  磁気テープ装置
１４０  モデル係数推定回路
１５０  光学画像取得部
１６０  制御回路
【図１】
0004448181.tif 000004
【図２】
0004448181.tif 000005
【図３】
0004448181.tif 000006
【図４】
0004448181.tif 000007
【図５】
0004448181.tif 000008