(57)【要約】レチクル上の形状のエッジ部の直線を検査するための方法及び装置であって、該形状エッジ部についてピクセルごとではなくピクセルの小さなグループとして局所的欠陥を解析する、前記方法及び装置を提供する。実施例においては、レクチルを画像化してグレーレベルをもちｘとｙ座標と関係付けられたピクセルを得る。ターゲット形状のエッジ部上の層が識別される２×２配列のようなピクセルの小さな配列の平面が、ｘ座標、ｙ座標、及び配列内のピクセルの各々のグレーレベルに基づいて計算され、参照ラインと計算した面と参照面の交差するラインと間の角度αが計算される。第１配列に隣接した他のいくつかのエッジ部をまたいでいる配列が識別され、各々の角度αが計算され、すべてのαが比較される。αが実質的に同じである場合には、ターゲット形状のエッジ部が直線であると決定され、αが実質的に同じでない場合には、ターゲット形状のエッジ部が湾曲していると決定される。対応した参照形状の画像がターゲット形状の画像と同じ方法で解析され、ターゲット形状のエッジ部が湾曲し、参照形状のエッジ部が直線であるときに欠陥がターゲット形状に存在すると決定される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面上に形成された、エッジ部を含むターゲット形状を検査する方法であって、
該ターゲット形状を画像化して該ターゲット形状を表すピクセルのマトリックスをつくり、各ピクセルがグレーレベルをもち、該表面上の各々の位置に対応したｘとｙの座標と関係付けられているステップと、
現状ピクセルと該現状ピクセルに隣接した複数の第１ピクセルを識別するステップと、
該ｘ座標、該ｙ座標及び該現状ピクセルと該複数の第１ピクセルの各々の該グレーレベルに基づいて第１平面を決定するステップと、
第１参照ラインと、該第１平面と参照面の交差する第１交差ラインとの間の第１角度を計算するステップと、
第２現状ピクセルと該第２現状ピクセルに隣接した複数の第２ピクセルを識別するステップと、
該ｘ座標、該ｙ座標及び該第２現状ピクセルと該複数の第２ピクセルの各々の該グレーレベルに基づいて第２平面を決定するステップと、
該第１参照ラインに対応した第２参照ラインと、該第２平面と該参照面の交差する第２交差ラインとの間の第２角度を計算するステップと、
該第１角度と該第２角度を比較して欠陥が該ターゲット形状に存在しているかを決定するステップと、
を含む、前記方法。
【請求項２】
該現状ピクセルと該複数の第１ピクセルの各々の該グレーレベルを相互に比較することにより、該形状エッジ部と関係付けられた該現状ピクセルと該複数の第１ピクセルを識別するステップと、
該第２現状ピクセルと該複数の第２ピクセルの各々の該グレーレベルを相互に比較することにより、該形状エッジ部と関係付けられた該第２現状ピクセルと該複数の第２ピクセルを識別するステップと、
を含んでいる、請求項１記載の方法。
【請求項３】
該現状ピクセルと該複数の第１ピクセルの各々と、該複数の第１ピクセルの各々と相互との間のグレーレベル差を計算するステップと、
該グレーレベル差をコントラスト閾値と比較するステップと、
該グレーレベル差の１つが該コントラスト閾値より大きいか同じであるときに該現状ピクセルと該複数の第１ピクセルが該形状エッジ部と関係していることを決定するステップと、
該第２現状ピクセルと該複数の第２ピクセルの各々と、該複数の第２ピクセルの各々と相互との間の更新グレーレベル差を計算するステップと、
該更新グレーレベル差を該コントラスト閾値と比較するステップと、
該更新グレーレベル差の１つが該コントラスト閾値より大きいか同じであるときに該第２現状ピクセルと該複数の第２ピクセルが該形状エッジ部と関係していることを決定するステップと、
を含んでいる、請求項２記載の方法。
【請求項４】
２×２配列において相互に対角線的に横切るピクセルの対の該グレーレベルと該更新グレーレベル差と、対角のコントラスト閾値とを比較するステップと、
該対角のグレーレベル差の１つが該対角のコントラスト閾値より大きいか同じであるときに該現状ピクセルと該複数の第１ピクセルが該形状エッジ部と関係していることを決定するステップと、
該対角の更新グレーレベル差の１つが該対角のコントラスト閾値より大きいか同じであるときに該第２現状ピクセルと該複数の第２ピクセルが該形状エッジ部と関係していることを決定するステップと、
を含んでいる、請求項３記載の方法。
【請求項５】
最小二乗法解析に基づいて該第１平面を決定するステップを含んでいる、請求項１記載の方法。
【請求項６】
下記方程式
【数１】
2004500565.tif 000011
（式中、αは該第１角度と該第２角度であり、それぞれ下つき添え字の第１数字と第２数字が該配列の該ピクセルの各々の該ｘとｙの座標に対応し、Ｚが該配列の別個の該ピクセルの各々の該グレーレベルに対応している。）
に基づいてそれぞれ該第１角度と該第２角度を計算するステップを含んでいる、該現状ピクセルと該複数の第１ピクセルが第１ピクセルの２×２配列であり、該第２現状ピクセルと該複数の第２ピクセルが第２ピクセルの２×２配列である、請求項５記載の方法。
【請求項７】
該ピクセルの該ｘとｙの座標のみを通る該参照面を決定するステップを含んでいる、請求項１記載の方法。
【請求項８】
第３現状ピクセルと該第３現状ピクセルに隣接した複数の第３ピクセルを識別し、相互に該形状エッジ部と関係付けられているステップと、
該第３現状ピクセルと該複数の第３ピクセルの各々の該ｘ座標、該ｙ座標及び該ｙ座標及び該グレーレベルに基づいて第３平面を決定するステップと、
該第１参照ラインに対応した第３参照ラインと、該第３平面と参照面の交差する第３交差ラインとの間の第３角度を計算するステップと、
第４現状ピクセルと該第４現状ピクセルに隣接した複数の第４ピクセルを識別し、相互に該形状エッジ部と関係付けられているステップと、
該第４現状ピクセルと該複数の第４ピクセルの各々の該ｘ座標、該ｙ座標及び該グレーレベルに基づいて第４平面を決定するステップと、
該第１参照ラインに対応する第４参照ラインと、該第４平面と該参照面の交差する第４交差ラインとの間の第４角度を計算するステップと、
を含み、
該現状ピクセルと該複数の第１ピクセルが第１ピクセルの２×２配列であり、該第２現状ピクセルと該複数の第２ピクセルが第２ピクセルの２×２配列であり、該第３現状ピクセルと該複数の第３ピクセルが第３ピクセルの２×２配列であり、第４現状ピクセルと該複数の第４ピクセルが第４ピクセルの２×２配列であり、
該第１配列、第２配列、第３配列及び第４配列が中央に該現状ピクセルをもつピクセルの３×３配列を形成するように該マトリックス上に相互に隣接し、
該比較ステップが欠陥が該ターゲット形状に存在しているかを決定するために該第１角度、第２角度、第３角度及び第４角度を比較するステップを含んでいる、請求項１記載の方法。
【請求項９】
該第１角度と該第２角度が実質的に同じでないときに該エッジ部が湾曲していること、又は該第１角度と該第２角度が実質的に同じであるときに該エッジ部が直線であることを決定するステップと、
該ターゲット形状エッジ部と、該ターゲット形状に対応している参照形状のエッジ部とを比較して欠陥が該ターゲット形状に存在しているかを決定するステップと、
を含んでいる、請求項１記載の方法。
【請求項１０】
該参照形状を表すピクセルのマトリックスを導入し、各参照形状がグレーレベルをもち、該ターゲット形状ピクセルとほとんど同じ表面上の位置に対応したｘとｙの座標と関係付けられているステップと、
現状の参照形状ピクセルと該現状の参照ピクセルに隣接した複数の第１参照形状ピクセルを識別し、相互に該参照形状エッジ部と関係付けられているステップと、
該ｘ座標、該ｙ座標及び該参照形状ピクセルと該第１参照形状ピクセルの各々の該グレーレベルに基づいて第１参照形状面を決定するステップと、
第１参照ベースラインと、該第１参照形状面と参照形状ベース面の交差する第１交差ラインとの間の第１参照形状角度を計算するステップと、
現状の第２参照形状ピクセルと該現状の参照形状ピクセルに隣接した複数の第２参照形状ピクセルを識別し、相互に該参照形状エッジ部と関係付けられているステップと、
該ｘ座標、該ｙ座標及び該参照形状ピクセルと該第１参照形状ピクセルの各々の該グレーレベルに基づいて第２参照形状面を決定するステップと、
第１参照ベースラインと対応した第２参照ベースラインと、該第２参照形状面と該参照形状ベース面の交差する第２交差ラインとの間の第２参照形状角度を計算するステップと、
該第１参照形状角度と該第２参照形状角度が実質的に同じでないときに該エッジ部が湾曲していること、又は該第１参照形状角度と該第２参照形状角度が実質的に同じであるときに該参照エッジ部が直線であることを決定するステップと、
該ターゲットエッジ部が湾曲し該参照形状エッジ部が直線であるときに該ターゲット形状エッジ部に欠陥が存在していることを決定するステップと、
を含んでいる、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
表面上に形成されたターゲット形状を検査するための命令をもつコンピュータ読み出し可能媒体であって、前記命令が実行されたときに、１以上のプロセッサが
該ターゲット形状を画像化して該ターゲット形状を表すピクセルのマトリックスをつくるイメージャを制御し、各ピクセルがグレーレベルをもち、該表面上の各々の位置に対応したｘとｙの座標と関係付けられているステップと、
現状ピクセルと該現状ピクセルに隣接した複数の第１ピクセルを識別し、相互に該形状エッジ部と関係付けられているステップと、
該ｘ座標、該ｙ座標及び該現状ピクセルと該複数の第１ピクセルの各々の該グレーレベルに基づいて第１平面を決定するステップと、
第１参照ラインと、該第１平面と参照面の交差する第１交差ラインとの間の第１角度を計算するステップと、
第２現状ピクセルと該第２現状ピクセルに隣接した複数の第２ピクセルを識別し、相互に該形状エッジ部と関係付けられているステップと、
該ｘ座標、該ｙ座標及び該第２現状ピクセルと該複数の第２ピクセルの各々の該グレーレベルに基づいて第２平面を決定するステップと、
該第１参照ラインに対応する第２参照ラインと、該第２平面と該参照面の交差する第２交差ラインとの間の第２角度を計算するステップと、
該第１角度と該第２角度を比較して欠陥が該ターゲット形状に存在しているかを決定するステップと、
を行うように配列されている、前記コンピュータ読み出し可能媒体。
【請求項１２】
該命令が実行されたときに、１以上の該プロセッサが
該現状ピクセルと該複数の第１ピクセルの各々の該グレーレベルを相互に比較することにより、該形状エッジ部と関係付けられた該現状ピクセルと該複数の第１ピクセルを識別するステップと、
該第２現状ピクセルと該複数の第２ピクセルの各々の該グレーレベルを相互に比較することにより、該形状エッジ部と関係付けられた該第２現状ピクセルと該複数の第２ピクセルを識別するステップと、
を行うように配列されている、請求項１１記載のコンピュータ読み出し可能媒体。
【請求項１３】
該命令が実行されたときに、１以上の該プロセッサが
該現状ピクセルと該複数の第１ピクセルのそれぞれと、該複数の第１ピクセルのそれぞれ相互との間のグレーレベル差を計算するステップと、
該グレーレベル差をコントラスト閾値と比較するステップと、
該グレーレベル差の１つが該コントラスト閾値より大きいか同じであるときに該現状ピクセルと該複数の第１ピクセルが該形状エッジ部と関係していることを決定するステップと、
該第２現状ピクセルと該複数の第２ピクセルのそれぞれと、該複数の第２ピクセルのそれぞれ相互との間の更新グレーレベル差を計算するステップと、
該更新グレーレベル差を該コントラスト閾値と比較するステップと、
該更新グレーレベル差の１つが該コントラスト閾値より大きいか同じであるときに該第２現状ピクセルと該複数の第２ピクセルが該形状エッジ部と関係していることを決定するステップと、
を行うように配列されている、請求項１２記載のコンピュータ読み出し可能媒体。
【請求項１４】
該命令が実行されたときに、１以上の該プロセッサが
２×２配列において相互に対角線的に横切るピクセルの対の該グレーレベル差と該更新グレーレベル差を、対角のコントラスト閾値と比較するステップと、
該対角のグレーレベル差の１つが該対角のコントラスト閾値より大きいか同じであるときに該現状ピクセルと該複数の第１ピクセルが該形状エッジ部と関係していることを決定するステップと、
該対角の更新グレーレベル差の１つが該対角のコントラスト閾値より大きいか同じであるときに該第２現状ピクセルと該複数の第２ピクセルが該形状エッジ部と関係していることを決定するステップと、
を行うように配列されている、請求項１３記載のコンピュータ読み出し可能媒体。
【請求項１５】
該命令が実行されたときに、１以上の該プロセッサが最小二乗法解析に基づいて該第１平面を決定するステップを行うように配列されている、請求項１０記載のコンピュータ読み出し可能媒体。
【請求項１６】
該命令が実行されたときに、１以上の該プロセッサが下記方程式
【数２】
2004500565.tif 000012
（式中、αは該第１角度と該第２角度であり、それぞれ下つき添え字の第１数字と第２数字が該配列の該ピクセルの各々の該ｘとｙの座標に対応し、Ｚが該配列の別個の該ピクセルの各々の該グレーレベルに対応している。）
に基づいてそれぞれ該第１角度と該第２角度を計算するステップを行うように配列されている、該現状ピクセルと該複数の第１ピクセルが第１ピクセルの２×２配列であり、該第２現状ピクセルと該複数の第２ピクセルが第２ピクセルの２×２配列である、請求項１５記載のコンピュータ読み出し可能媒体。
【請求項１７】
該命令が実行されたときに、１以上の該プロセッサが該ピクセルの該ｘとｙの座標のみを通る該参照面を決定するステップを行うように配列されている、請求項１０記載のコンピュータ読み出し可能媒体。
【請求項１８】
該命令が実行されたときに、１以上の該プロセッサが
第３現状ピクセルと該第３現状ピクセルに隣接した複数の第３ピクセルを識別し、相互に該形状エッジ部と関係付けられているステップと、
該第３現状ピクセルと該複数の第３ピクセルの各々の該ｘ座標、該ｙ座標及び該グレーレベルに基づいて第３平面を決定するステップと、
該第１参照ラインに対応する第３参照ラインと、該第３平面と参照面の交差する第３交差ラインとの間の第３角度を計算するステップと、
第４現状ピクセルと該第４現状ピクセルに隣接した複数の第４ピクセルを識別し、相互に該形状エッジ部と関係付けられているステップと、
該第４現状ピクセルと該複数の第４ピクセルの各々の該ｘ座標、該ｙ座標及び該グレーレベルに基づいて第４平面を決定するステップと、
該第１参照ラインに対応する第４参照ラインと、該第４平面と該参照面の交差する第４交差ラインとの間の角度を計算するステップと、
を行うように配置され、
該現状ピクセルと該複数の第１ピクセルが第１ピクセルの２×２配列であり、該第２現状ピクセルと該複数の第２ピクセルが第２ピクセルの２×２配列であり、該第３現状ピクセルと該複数の第３ピクセルが第３ピクセルの２×２配列であり、第４現状ピクセルと該複数の第４ピクセルが第４ピクセルの２×２配列であり、
該第１配列、第２配列、第３配列及び第４配列が該マトリックス上に相互に隣接して中央に該現状ピクセルをもつ３×３配列のピクセルを形成し、
該比較ステップが欠陥が該ターゲット形状に存在しているかを決定するために該第１角度、第２角度、第３角度及び第４角度を比較するステップを含んでいる、請求項１０記載のコンピュータ読み出し可能媒体。
【請求項１９】
該命令が実行されたときに、１以上の該プロセッサが
該第１角度と該第２角度が実質的に同じでないときに該エッジ部が湾曲していること、又は該第１角度と該第２角度が実質的に同じであるときに該エッジ部が直線であることを決定するステップと、
該ターゲット形状エッジ部を、該ターゲット形状に対応した参照形状のエッジ部と比較して欠陥が該ターゲット形状に存在しているかを決定するステップと、を行うように配列されている、請求項１０記載のコンピュータ読み出し可能媒体。
【請求項２０】
該命令が実行されたときに、１以上の該プロセッサが
該参照形状を表すピクセルのマトリックスを受け取り、各参照形状がグレーレベルをもち、該ターゲット形状ピクセルとほとんど同じ表面上の位置に対応したｘとｙの座標と関係付けられているステップと、
現状の参照形状ピクセルと該現状の参照ピクセルに隣接した複数の第１参照形状ピクセルを識別し、相互に該参照形状エッジ部と関係付けられているステップと、
該ｘ座標、該ｙ座標及び該参照形状ピクセルと該第１参照形状ピクセルの各々の該グレーレベルに基づいて第１参照形状面を決定するステップと、
第１ベース参照ラインと、該第１参照形状面とベース参照形状面の交差する第１交差ラインとの間の第１参照形状角度を計算するステップと、
現状の第２参照形状ピクセルと該現状の参照形状ピクセルに隣接した複数の第２参照形状ピクセルを識別し、相互に該参照形状エッジ部と関係付けられているステップと、
該ｘ座標、該ｙ座標及び該参照形状ピクセルと該第１参照形状ピクセルの各々の該グレーレベルに基づいて第２参照形状面を決定するステップと、
第１ベース参照ラインと対応している第２ベース参照ラインと、該第２参照形状面と該ベース参照形状面の交差する第２交差ラインとの間の第２参照形状角度を計算するステップと、
該第１参照形状角度と該第２参照形状角度が実質的に同じでないときに該参照形状エッジ部が湾曲していること、又は該第１参照形状角度と該第２参照形状角度が実質的に同じであるときに該参照エッジ部が直線であることを決定するステップと、
該ターゲット形状エッジ部が湾曲し該参照形状エッジ部が直線であるときに該ターゲット形状エッジ部に欠陥が存在していることを決定するステップと、
を行うように配列されている、請求項１９記載のコンピュータ読み出し可能な媒体。
【請求項２１】
表面上に形成されたターゲット形状を検査するための検査ツールであって、
該ターゲット形状を画像化して該ターゲット形状を表すピクセルのマトリックスをつくり、各ピクセルがグレーレベルをもち、該表面上の各々の位置に対応したｘとｙの座標と関係付けられているイメージャと、
現状ピクセルと該現状ピクセルに隣接した複数の第１ピクセルを識別し、相互に該形状エッジ部と関係付けられているステップと、
該ｘ座標、該ｙ座標及び該現状ピクセルと該複数の第１ピクセルの各々の該グレーレベルに基づいて第１平面を決定するステップと、
第１参照ラインと、該第１平面と参照面の交差する第１交差ラインとの間の第１角度を計算するステップと、
該形状エッジ部と関係付けられた第２現状ピクセルと該第２現状ピクセルに隣接した複数の第２ピクセルを識別するステップと、
該ｘ座標、該ｙ座標及び該第２現状ピクセルと該複数の第２ピクセルの各々の該グレーレベルに基づいて第２平面を決定するステップと、
該第１参照ラインに対応する第２参照ラインと、該第２平面と該参照面の交差する第２交差ラインとの間の第２角度を計算するステップと、
該第１角度と該第２角度を比較して欠陥が該ターゲット形状に存在しているかを決定するステップと、
のためのプロセッサを含む、前記検査ツール。
【請求項２２】
該プロセッサが
該現状ピクセルと該複数の第１ピクセルの各々の該グレーレベルを相互に比較することにより、該形状エッジ部と関係付けられた該現状ピクセルと該複数の第１ピクセルを識別するステップと、
該第２現状ピクセルと該複数の第２ピクセルの各々の該グレーレベルを相互に比較することにより、該形状エッジ部と関係付けられた該第２現状ピクセルと該複数の第２ピクセルを識別するステップと、
を行うように更に構成されている、請求項２１記載の検査ツール。
【請求項２３】
該プロセッサが
該現状ピクセルと該複数の第１ピクセルの各々と、該複数の第１ピクセルの各々相互との間のグレーレベル差を計算するステップと、
該グレーレベル差をコントラスト閾値と比較するステップと、
該グレーレベル差の１つが該コントラスト閾値より大きいか同じであるときに該現状ピクセルと該複数の第１ピクセルが該形状エッジ部と関係していることを決定するステップと、
該第２現状ピクセルと該複数の第２ピクセルの各々と、該複数の第２ピクセルの各々相互と間の更新グレーレベル差を計算するステップと、
該更新グレーレベル差を該コントラスト閾値と比較するステップと、
該更新グレーレベル差の１つが該コントラスト閾値より大きいか同じであるときに該第２現状ピクセルと該複数の第２ピクセルが該形状エッジ部と関係していることを決定するステップと、
を行うように構成されている、請求項２２記載の検査ツール。
【請求項２４】
該プロセッサが
２×２配列において相互に対角線的に横切るピクセルの対の該グレーレベルと該更新グレーレベル差を、対角のコントラスト閾値と比較するステップと、
対角の該グレーレベル差の１つが該対角のコントラスト閾値より大きいか同じであるときに該現状ピクセルと該複数の第１ピクセルが該形状エッジ部と関係していることを決定するステップと、
該対角の更新グレーレベル差の１つが該対角のコントラスト閾値より大きいか同じであるときに該第２現状ピクセルと該複数の第２ピクセルが該形状エッジ部と関係していることを決定するステップと、
を行うように構成されている、請求項２３記載の検査ツール。
【請求項２５】
該プロセッサが最小二乗法解析に基づいて該第１平面を決定するステップを行うように構成されている、請求項２１記載の検査ツール。
【請求項２６】
該プロセッサが下記方程式
【数３】
2004500565.tif 000013
（式中、αは該第１角度と該第２角度であり、それぞれ下つき添え字の第１数字と第２数字が該配列の該ピクセルの各々の該ｘとｙの座標に対応し、Ｚが該配列の別個の該ピクセルの各々の該グレーレベルに対応している。）
に基づいてそれぞれ該第１角度と該第２角度を計算するステップを行うように構成されている、該現状ピクセルと該複数の第１ピクセルが第１ピクセルの２×２配列であり、該第２現状ピクセルと該複数の第２ピクセルが第２ピクセルの２×２配列である、請求項２５記載の検査ツール。
【請求項２７】
該プロセッサが該ピクセルの該ｘとｙの座標のみを通る該参照面を決定するステップを行うように構成されている、請求項２１記載の検査ツール。
【請求項２８】
該プロセッサが
第３現状ピクセルと該第３現状ピクセルに隣接した複数の第３ピクセルを識別し、相互に該形状エッジ部と関係付けられているステップと、
該第３現状ピクセルと該複数の第３ピクセルの各々の該ｘ座標、該ｙ座標及び該グレーレベルに基づいて第３平面を決定するステップと、
該第１参照ラインに対応する第３参照ラインと、該第３平面と参照面の交差する第３交差ラインとの間の第３角度を計算するステップと、
第４現状ピクセルと該第４現状ピクセルに隣接した複数の第４ピクセルを識別し、相互に該形状エッジ部と関係付けられているステップと、
該第４現状ピクセルと該複数の第４ピクセルの各々の該ｘ座標、該ｙ座標及び該グレーレベルに基づいて第４平面を決定するステップと、
該第１参照ラインに対応する第４参照ラインと、該第４平面と該参照面の交差する第４交差ラインとの間の角度を計算するステップと、
を行うように構成され、
該現状ピクセルと該複数の第１ピクセルが第１ピクセルの２×２配列であり、該第２現状ピクセルと該複数の第２ピクセルが第２ピクセルの２×２配列であり、該第３現状ピクセルと該複数の第３ピクセルが第３ピクセルの２×２配列であり、第４現状ピクセルと該複数の第４ピクセルが第４ピクセルの２×２配列であり、
該第１配列、第２配列、第３配列及び第４配列が該マトリックス上に相互に隣接して中央に該現状ピクセルをもつ３×３配列のピクセルを形成し、
欠陥が該ターゲット形状に存在しているかを決定するために該プロセッサが該第１角度、第２角度、第３角度及び第４角度を比較するように構成されている、請求項２１記載の検査ツール。
【請求項２９】
該プロセッサが
該第１角度と該第２角度が実質的に同じでないときに該エッジ部が湾曲していること、又は該第１角度と該第２角度が実質的に同じであるときに該エッジ部が直線であることを決定するステップと、
該ターゲット形状エッジ部を、該ターゲット形状に対応している参照形状のエッジ部と比較して欠陥が該ターゲット形状に存在しているかを決定するステップと、
を行うように設定されている、請求項２１記載の検査ツール。
【請求項３０】
該プロセッサが
該参照形状を表すピクセルのマトリックスを受け取り、各参照形状がグレーレベルをもち、該ターゲット形状ピクセルとほとんど同じ表面上の位置に対応したｘとｙの座標と関係付けられているステップと、
該参照形状エッジ部と関係付けられた現状の参照形状ピクセルと該現状の参照ピクセルに隣接した複数の第１参照形状ピクセルを識別するステップと、
該ｘ座標、該ｙ座標及び該現状の参照形状ピクセルと該第１参照形状ピクセルの各々の該グレーレベルに基づいて第１参照形状面を決定するステップと、
第１参照ベースラインと、該第１参照形状面と参照形状ベース面の交差する第１交差ラインとの間の第１参照形状角度を計算するステップと、
現状の第２参照形状ピクセルと該現状の参照形状ピクセルに隣接した複数の第２参照形状ピクセルを識別し、相互に該参照形状エッジ部と関係付けられているステップと、
該ｘ座標、該ｙ座標及び該現状の第２参照形状ピクセルと該複数の第２参照形状ピクセルの各々の該グレーレベルに基づいて第２参照形状面を決定するステップと、
第１ベース参照ラインと対応した第２ベース参照ラインと、該第２参照形状面と該ベース参照形状面の交差する第２交差ラインとの間の第２参照形状角度を計算するステップと、
該第１参照形状角度と該第２参照形状角度が実質的に同じでないときに該参照エッジ部が湾曲していること、又は該第１参照形状角度と該第２参照形状角度が実質的に同じであるときに該参照エッジ部が直線であることを決定するステップと、
該ターゲット形状エッジ部が湾曲し該参照形状エッジ部が直線であるときに該ターゲット形状エッジ部に欠陥が存在していることを決定するステップと、
を行うように構成されている、請求項２９記載の検査ツール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体デバイスの製造に用いられるフォトリトグラフのレチクルを検査する方法に関し、特にレチクルの形状のエッジ部を検査する方法に関する。本発明はサブミクロンの設計形状をもつレチクルのインライン検査に特に応用可能である。
【０００２】
【従来の技術】
超大規模集積回路に対しての高密度及び高性能化に対する現代の要求項目は、サブミクロン形状、トランジスタや回路の高速化、そして信頼性の向上を要求する。この要求は、高精度で均一なデバイス形状の形成を必要とする。言い換えれば、注意深いプロセス監視を必要とする。
【０００３】
注意深い検査を必要とする重要なプロセスがフォトリトグラフで、そこではマスク、即ち、『レチクル』が回路形状を半導体ウエハ上に転写するのに用いられる。典型的には、一連のそのようなレチクルはあらかじめ設定された工程の中で用いられる。各フォトリトグラフのレチクルはガラス基板上のクロム形状同様ウエハ上に集積される回路構成に一致した複雑な一組の幾何形状を含んでいる。一連の各レチクルはシリコンウエハ上に形成されるポリシリコン又は金属層のようにあらかじめ層の上にコーティングされた感光性層（即ち、フォトレジスト層）上にその対応する形状を転写するのに用いられる。フォトレジスト層上のレチクル形状の転写は従来、フォトレジストを露光するためにレチクルを通して光又は放射線を向けるスキャナー又はステッパーのような露光ツールを用いて行われている。その後、フォトレジストはフォトレジストのマスクを形成するように現像され、下にあるポリシリコン又は金属層がウエハ上のライン又はゲートの様な形状を形成するマスクに従って、選択的にエッチングされる。
【０００４】
レチクルの製造は処理や設計上の制約によってあらかじめ決められた設計ルールに従って行われる。これらの設計ルールはデバイス又はラインが好ましくない形でお互いに重なったり、影響しあわないように、例えば、デバイスと相互接続するラインの間の空間許容量やライン自体の幅を規定している。設計ルールの制約はデバイスの製造において許容される線の最小幅、或いは二つの線の最小空間として定義される『クリティカル寸法』と呼ばれる。超大規模集積回路の応用における設計ルールはミクロンオーダーのものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
設計ルールの縮みとプロセスウィンドウ（即ち、処理における誤差マージン）が小さくなるにつれ、設計寸法からのわずかな形状ずれが完成した半導体デバイスの性能に悪影響を与えることがあるので、レチクルの形状の検査や計測がますます重要になっている。例えば、レチクルの表面上の形状は、相互接続するライン又はゲートを形成するようにレチクル表面を横切って伸びる直線を含んでいる。図１Ａ〜１Ｂは、直線形状の典型的な欠陥のいくつかを図示している。図１Ａはライン上の“こぶ”として示されるラインの一部を拡大したものである。非欠陥形状の寸法は点線で示されている。図１Ｂは線から切り取られた“かみつき”として示される線の細くなった部分を示しており、非欠陥形状の寸法が点線で示されている。
【０００６】
図１Ａ〜１Ｂに示される直線の余分な又は不足したクロムのようなレチクル上の欠陥が繰り返し処理中にウエハ上に転写され、そのため製造ラインの生産効率を著しく低下させてしまうことは当業者によって認識されている。従って、レチクルを検査し、その上の欠陥を検出することが非常に重要である。検査は一般にカリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアル社から入手可能なＲＴ８２００かＡＲＩＳ−ｉレチクル検査システムのような光学系システムよって行われる。マスクショップ、即ち、マスクやレチクルが製造されるところでは、検査システムはマスクを走査し、得られた画像をマスクをつくるのに用いられるデータベースと比較するために用いられる。画像とデータベースの差が疑わしい位置として検出される。
【０００７】
特に、典型的な従来の検査スキームではレチクルの表面は、例えば、光電子増倍管（ＰＭＴ）又は電荷結合デバイス（ＣＣＤ）を用いて画像化され、得られる画像は『ピクセル』と呼ばれるデータ要素の配列であり、各ピクセルは強度に応じた『グレーレベル』を割り当てられる。言い換えると、各ピクセルはレチクルの一部によってシステム設計に応じて透過した、反射した、又はその両方に対応した光に比例したグレーレベルが割り当てられる。例えば、走査中に用いられる光をあて画像化する技術に応じて、不透明な形状の中間に位置するピクセルは非常に高いグレーレベルをもち、一方各形状の間の空間に位置するピクセルは低いグレーレベルをもつか、或いはその逆の形でグレーレベルをもつ。
ピクセルは、典型的には、一度に解析され、欠陥の存在を決めるために、データベースの様な参照データと同じ対応する位置のピクセルと比較されるか、又は対応する隣接のダイにおける同じ位置のピクセルと比較される。検査するレチクルの各ピクセルのグレーレベルは寸法測定のために形状のエッジ部を検出するように隣接するピクセルのグレーレベルとも比較される。
【０００８】
不利なことに、従来のレチクル検出ツールは直線形状における小さな或いは“局所的な”欠陥を常に正確に或いは確実に検出することができない。従来の技術の検査ツールは一度に一つのピクセルの解析を行うしかできなかったために必要な感度に欠けている。直線の欠陥を正確に検査できる簡単で迅速、かつ安価なレチクルの検査方法が求められている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の利点は、検査時間を増すことがなく直線形状の欠陥を確実に検査する性能である。
【００１０】
本発明よれば、上記利点及び他の利点は表面上に形成されるターゲット形状を検査する方法であって、ターゲット形状を代表するピクセルのマトリックスをつくるようにターゲットの形状を画像化し、各ピクセルに表面の各位置に対応するグレーレベルもたせ、ｘ、ｙ座標を関連させるステップを含む前記方法によって部分的に達成される。ターゲット形状のエッジ部の上の２×２の配列のような小さなピクセルの配列が識別され、平面が配列内の各ピクセルのｘ座標、ｙ座標及びグレーレベルに基づいて計算され、参照ライン（正のｘ軸のような）と計算された面と参照面が交差する直線との間の角αが計算される。最初の配列に隣り合い、ターゲット形状のエッジ部に位置するいくつかの別の配列、例えば、およそ４つの他の２×２の配列が識別され、各々の角αが計算される。次に角αが比較される。αが実質的に等しいターゲット形状のエッジ部が直線であると決定される。他方、αが実質的に等しくない場合には、ターゲット形状のエッジ部が湾曲していると決定される。対応する参照形状の画像がターゲット形状の画像と同じ方法で解析され、ターゲット形状のエッジ部が湾曲し、参照形状のエッジ部が直線のときにターゲット形状に欠陥があると決定され、それはターゲット形状のエッジ部に不要なかみつき或いはこぶがあることを示している。
【００１１】
本発明の他の態様は上記方法の各ステップを行う検査ツールである。
【００１２】
本発明の他の利点は、次の詳細な説明から当業者に容易に明らかになり、ここでは本発明を行うために企図された最良の方法をを単に例示することによって本発明の好適実施例のみが図示され、記載されている。認識されるように、本発明は、他の異なる実施例が可能であり、そのいくつかの詳細は本発明から逸脱することなく、さまざまな明確な点で変更が可能である。従って、本来図面と説明は例示であり、限定するものではない。
【００１３】
添付の図面について説明する際、同じ符号の要素は、全体を通して同じ要素を表すようにしている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
フォトリトグラフのレチクルの表面上に形成される形状を検査する従来の方法では、かみつきやこぶのような直線形状の局所的欠陥を、正確に、確実にしかも経済的に検出することが、できない。本発明は、グレーレベルのデータを局所形状のエッジ部情報に変換し、検査される形状エッジ部がエッジ部のかみつきやこぶの可能性を示す局所的に直線か、局所的に曲線かを決定するためにお互いに容易に比較できる複数の角度値にエッジ部情報をマッピングすることによってこれらの問題を説明し、解決する。そのような情報は次に検査される形状の欠陥を検査するために参照データベースからたんねんに集めた対応する情報と比較し得る。本発明が画像形成プロセス（即ち、グレーレベルの情報）中に集められる情報を用いていることから、本方式は検査時間をあまり増加させることなく、また検査プロセスの全体の感度を増加させるように従来の検査法に付加的に用いることができる。
【００１５】
本発明の実施例の方法に従って、レチクルはレチクル上の各々の位置に対応してそれぞれがグレーレベルをもち、ｘとｙ座標に関連付けられたピクセルのマトリックスとしてレチクルを画像化するＲＴ８２００やＡＲＩＳ−ｉなどの従来からある検査ツールを用いて検査される。著しいコントラストが配列内のピクセルのグレーレベル間に存在することを決定することによるように、ターゲット形状のエッジ部にある２×２配列のようなピクセルの小さな配列が識別される。例えば、配列内の対のピクセルのグレーレベルの差が計算され、その差が閾値と比較される。次に、配列内のピクセルの各々のｘ座標、ｙ座標及びグレーレベルを用いて最小二乗法によるように、例えば、エッジ部にまたがる４つのピクセルのようなピクセルを通じて平面が『当てはめ』られる。参照ライン（正のｘ座標軸のような）と、ピクセルのｘとｙの座標を通る平面のような参照面と当てはめられた面が交差する直線とのなす角が計算される。
【００１６】
最初の配列に隣接し、ターゲット形状のエッジ部に位置する別のいくつかの配列、例えば、およそ４つの他の２×２の配列が識別され、各々の角度αが計算される。次に角度αが比較される。αが実質的に等しい場合には、ターゲット形状のエッジ部は解析されたピクセルグループの近傍において直線であることが決定される。他方、αが実質的に等しくない場合には、ターゲット形状のエッジ部が解析されたピクセルグループの近傍において湾曲していることが決定される。上述の解析はまた参照データベースから得られる対応した参照形状画像上においても行われる。ターゲット形状のエッジ部が曲線で参照形状のエッジ部が直線であるとき、ターゲット形状に欠陥があると決定される。
【００１７】
このようにして、本方法においてはピクセルの小さいグループのグレーレベル情報が形状エッジ部を検出し、エッジ部をまたぐピクセルのグループを識別するように解析される。次に、ピクセルグループのグレーレベルと座標の情報は形状エッジ部が局所的に直線か、湾曲しているかを決定すべく、相互に比較される角度値へマッピングされる。本発明は一度に小さな数のピクセル（例えば、一度に４つ）を解析するので、極端に小さなレチクルの形状の局所的な湾曲を検出することができる。本発明の感度は従来技術の検査法では容易に或いは確実に検出できないような直線の欠陥を早期に検出可能にする。
【００１８】
本発明の実施例を図２〜９に示す。本発明は、典型的には光電子増倍管（ＰＭＴ）又はＣＣＤとランプ又はレーザー等の光源を用い、レチクルＲの表面を高速で画像化するためのイメージャ３１０を備えた、図３に示される検査ツール３００で実現される。レチクルＲは、典型的には、透明基板（ガラス表面上のクロム等）の上の金属形状を有し、ＣＣＤに基板を通して光を透過させるか、形状からの光をＣＣＤに反射させるか、又はその両方を行うことによって画像化することができる。検査ツール３００はここでは電子的に開示される解析を行うことが好ましいプロセッサー３２０と、プロセッサー３２０の解析結果を表示するためのモニタを含んでいる。プロセッサー３２０は従来のレチクル参照設計データベース３５０と半導体メモリーのような記憶デバイス３４０とを通信して処理することができる。プロセッサー３２０の機能はソフトウェアで実現される処理と比べてより速い速度に対して論理ゲートのようなハードウェアで実現されることが好ましい。
【００１９】
図２は本発明の欠陥検出プロセスの全体図である。発明のプロセスは両者がほとんど同一の２つの主要なチャンネル：図の上側にある参照用（データベース）チャンネルと図の下側にある検査チャンネルをもっている。図２のステップ２００ａにおいて、レチクルＲは従来の方法でイメージャ３１０により画像化され，その画像は各ピクセルがグレーレベルをもち、レチクルＲ上の位置に関連する『ピクセル』と呼ばれる複数のデータ要素として画像を処理するプロセッサー３２０によって受信される。ステップ２００ｂの参照データはデータベースからのものかイメージャ３１０からのものかいずれかであり得る。データベースからのものである場合には、それは、例えば、ここで参考に取り込まれている米国特許第５，９０７，６２８号に記述されるシステムを用いることによって取得することができ、この開示内容は本明細書に援用される。他方、データはイメージャ３１０の入力を２チャンネルに分割し、１チャンネルの１つのセル或いはダイの遅れを与えるような周知の手法を用いた隣接するダイ上の対応する位置から得ることができる。
【００２０】
図４はエッジ部Ｅと表面ＳをもつレチクルＲ上の理想的レチクル形状４００（例えば、形状４００がデータベース３５０に現れるような）を表している。四角の配列はどのようにピクセルが形成され、どのくらいのグレーが各ピクセルにあるか、例えば、ピクセルＰ１−Ｐ１２がエッジ部Ｅの近くにあることを示している。形状４００に対応するレチクルＲ上の実際の形状は典型的にはわずかなずれをもつ形状４００に似たものである。実際のピクセルはそのグレーレベルを表す数のマトリックスで、各ピクセルは形状４００の画像内の位置に対応したｘ、ｙ座標と関連付けられている。
【００２１】
ステップ２１０ａ、２１０ｂにおいて、検査されるチャンネルのピクセルは本発明によって検査されるレチクルＲの形状のエッジ部に関連しているピクセルのグループを識別するよう解析される。そして参照チャンネルのピクセルは各グループ内のピクセルのグレーレベルを比較することによって、対応する参照形状のエッジ部に関連したピクセルグループを識別するように解析される。２×２のピクセルマトリックスのようにグループ内のいかなる２つのピクセルもグレーレベルにおいてあらかじめ決められた閾値量だけ異なる場合には、それはグループが形状エッジ部をまたいでいることを示している。
【００２２】
ステップ２２０ａ、２２０ｂにおいて識別されたエッジ部ピクセルグループの各々は最小二乗計算を用いることによって、グループのピクセルのグレーレベルに基づいてグループ内のすべてのピクセルを通る平面を適合させることにより、また参照ライン（例えば、正のｘ軸）と適合された平面とピクセルのｘとｙ軸を通る平面のような参照平面が交差するラインとの間の角度を計算することによって各角度に（即ち、グレーレベルから角度に変換されるように）マッピングされる。ステップ２３０ａ、２３０ｂにおいて隣接するエッジ部ピクセルのグループ（例えば、４つの隣接するグループ）がお互いに比較される。それらが実質的に同じである場合には、エッジ部はその局所的なところにおいて直線であると決定され、それらが閾値量より異なっている場合には、エッジ部は湾曲していると決定される。湾曲したエッジ部がステップ２３０ａで画像チャンネルの中にあり、ステップ２３０ｂにおいて参照チャンネルの中にない場合にはステップ２４０で検査される形状の中に欠陥があると決定される。
【００２３】
ピクセルの小さなグループが形状エッジ部上にあるものとして識別されるステップ２１０ａと２１０ｂは、ここで図５と図６Ａのフローチャートによって詳述される。このステップでは、ピクセルの２×２マトリックスのような４つの隣接するピクセルのグレーレベルが比較される。４つのピクセルのいずれか２つの組み合わせのグレーレベル間の差が閾値より大きい場合には、配列は形状エッジ部にあるものとして識別される。
【００２４】
図５は比較される４つのピクセルＺｉ，ｊ、Ｚｉ＋１，ｊ、Ｚｉ，ｊ＋１、Ｚｉ＋１，ｊ＋１の２×２配列を示している図である。Ｚはそれらのグレーレベル値であり、ｉとｊはそれぞれｘとｙ軸の座標であり、Ｃ．Ｐ．は『現状ピクセル』である。即ち、それは次の手順の結果が関係する任意に選ばれたピクセルのことである。ｉ軸は左から右で、ｊ軸は下方向である。
【００２５】
ステップ６０１において現状ピクセルＣ．Ｐ．はそのグレーレベルがそのグレーレベルを高低の閾値に対して比較することによって正当な範囲内にあることを保証するようチェックされる。Ｃ．Ｐ．のグレーレベルが範囲内に入らず、それによってそれがエッジ部近くにないことを示すと、別のピクセルがステップ６０２において現状ピクセルとして選ばれる。Ｃ．Ｐ．のグレーレベルが範囲内にある場合には、Ｃ．Ｐ．と配列内の他のピクセルの各々の間のグレーレベルの差の絶対値が計算される。（ステップ６０３を参照されたい）。言い換えると、次の６対のピクセルのグレーレベルが比較される。
【００２６】
【数４】
2004500565.tif 000002
　次に、グレーレベルの差、即ち、『勾配』が適当な閾値と比較される。ステップ６０４において、お互いに直交して隣接するピクセル対の間の差がコントラストの閾値、例えば、約４０のグレーレベル値と比較される。ステップ６０５において、対角に隣接するピクセル間の差（ＳＬとＢＳＬラインを参照されたい）が対角の閾値と比較される。直交して隣接し、対角にあるピクセル対は対角にあるピクセル間の距離が直行して隣接するピクセル間の距離より長く、それらのグレーレベルの勾配に影響を与えることを考慮して別の閾値と比較される。
【００２７】
ピクセルの６つの対のどの対もグレーレベル勾配がそれがステップ６０４と６０５で比較された閾値より大きくなくまた等しくもない場合には、ステップ６０６でピクセルの２×２配列が形状エッジ部にないということが決定され、ステップ６０７でもう一つの現状ピクセルが選択される。しかしながら、６つのピクセル対のいずれかのグレーレベル傾斜がそれらが比較される閾値より大きいか等しい場合には、配列の解析がステップ６０８へと続き、そこで配列は形状エッジ部に位置するというより、リッジ部或いは『サドル部』を形成しているかどうかを決定すべくチェックされる。このテストは配列の直交するピクセルＳＬ、ＢＳＬの対のグレーレベルを比較することによって行われる。スラッシュ方向の対角（ＳＬ）の最も低いグレーレベルが反スラッシュ方向の対角（ＢＳＬ）の最も高いグレーレベルより大きい場合には、或いはＢＳＬの最も低いグレーレベルがＳＬの最も高いグレーレベルより大きい場合には、配列がリッジ部或いはサドル部を形成していることが決定され、別の現状ピクセルがステップ６０９で選択される。さもなければ、ステップ６１０で配列が形状のエッジ部上にあることが決定される。
【００２８】
もう一度図２を参照して、形状エッジ部にあるピクセルグループのグレーレベルが角度に変換されるステップ２２０ａ、２２０ｂは図５、図６のフローチャート及び図７によって詳細に説明する。図５の２×２配列の４つのピクセルＺｉｊ、Ｚｉ＋１，ｊ、Ｚｉ，ｊ＋１、Ｚｉ＋１，ｊ＋１のおのおのが図７に示されるように三次元グラフ７００のデータ点と考えられ、そこでは形状の画像におけるピクセルの位置のｘとｙの座標がグラフ７００のｘとｙ寸法に対応し、ピクセルのグレーレベルがそのｚ寸法に対応する。計算される角度は正のｘ軸（即ち、『参照ライン』）と、ピクセルのｘ、ｙ座標を通るｘ−ｙ面Ｐ２（即ち、『参照面』）で４つのデータポイントに適合する平面Ｐ１の交差するラインＩＬとの間でなす角度である。
【００２９】
周知の最小二乗法が４つのピクセルに適合する面Ｐ１を見つけるのに用いられる。三次元（ｉ，ｊ，ｚ）における平面の方程式は下記方程式である。
【００３０】
【数５】
2004500565.tif 000003
　方程式（１）へ最小二乗法を適用し、次の方程式が得られる。
【００３１】
【数６】
2004500565.tif 000004
（式中、ΣΣはそれぞれｉとｊについての総和であり、ε２は最小二乗法によって最小化される誤差である。）
変数Ａ、Ｂ、Ｃの各々に関して、方程式（２）を微分し、誤差の和を最小化する。
【００３２】
【数７】
2004500565.tif 000005
　ｉ、ｊ座標は次のように定義される。現状ピクセル（Ｃ．Ｐ．）は軸ｉとｊの原点、即ち、（０，０）で、従って、ｉは０〜１の値を、ｊも同じ範囲の値をとる。変数ｚはグレーレベルＺｉｊである。これらの値を方程式（３）−（５）に適用すると、下記を得る。
【００３３】
【数８】
2004500565.tif 000006
　方程式（６）−（８）を用いれば、変数Ａ、Ｂ、ＣはＺ００、Ｚ０１、Ｚ１０、Ｚ１１の関数として表すことができる。
【００３４】
局所的な面Ｐ１の座標と、画像の全体の軸ｘ、ｙ、ｚは同じ系に基づいているので（唯一の差はそれらがシフトしているだけである）、面Ｐ１は一つの系―局所的な系−から全体の系（即ち、画像系）へ通過し得る。従って、面Ｐ１とＰ２の間の交差するラインＩＬはｘ−ｙ面Ｐ１の方程式を得るようにｚ＝０の値を挿入することによって面の方程式（１）から直接表すことができ、その結果は下記方程式である。
【００３５】
【数９】
2004500565.tif 000007
　角αはｘ軸に関して直線ＩＬの勾配から求められ、これはｔａｎαに等しい。つまり、
【００３６】
【数１０】
2004500565.tif 000008
　変数ＡとＢの表現がグレーレベルの値Ｚ００、Ｚ０１、Ｚ１０、Ｚ１１の関数として知られているので（方程式（６）−（８）を参照されたい）、周知の数学的手法を用いて、次の式がグレーレベルの値を角度αに変換するように導かれ得る。
【００３７】
【数１１】
2004500565.tif 000009
　ここで図６Ｂを参照して、ステップ６１１において角度αは図６Ａのステップ６１０において形状エッジ部上にあるとわかったピクセルの２×２配列に対して方程式（１１）を用いて計算される。次に、ステップ６０１−６１１の上記のプロセスは現状ピクセルとしてＣ．Ｐ．に隣接する別のピクセルを用いて一連の隣接する角度αが計算されるまで（ステップ６１２、６１３を参照されたい）繰り返される。例えば、ピクセルの４つの隣接する２×２配列が形状エッジ部にあるものとして識別され、それらの角度αが計算されるまで繰り返される。好ましくは、対称性のために、４つの隣接する配列は図８に示すようにその中央にＣ．Ｐ．をもつ３×３のマトリックスを形成する。図４を再び参照し、そのような３×３配列が次のピクセルを有する４つの２×２ピクセル配列を含んでいる、中央にピクセルＰ５をもつピクセルＰ１−Ｐ９の配列と対比することができる。
【００３８】
【数１２】
2004500565.tif 000010
　もちろん、１以上の解析される２×２のピクセル配列が形状エッジ部上にない場合には、望ましいαの値を得ることができない。そのような場合には、その配列は次に続く計算では用いられない。
【００３９】
図２を再び参照して、計算される角度αが形状エッジ部が湾曲しているか直線であるかを決定するために互いに比較するステップ２３０ａ、２３０ｂが図８と図６Ｂのフローチャートについて詳細に説明される。あらかじめ決められた角度α、例えば、図８のαｉｊ、αｉ，ｊ−１、αｉ−１，ｊ−１、及びαｉ−１，ｊのような隣接する角度αのｎ×ｎ配列が計算された後、それらはお互いに対比され、それらがお互いに実質的に等しい場合には、形状エッジ部は直線と決定される。それに対し、角度αが実質的に互いに等しくない場合には、形状エッジ部は湾曲していると決定される。
【００４０】
例えば、ステップ６１４で４つの角度αの各々とお互いの間の差が計算され、（全部で６つの角度の差）、そしてステップ６１５でαの差が閾値角度の差と比較される。αの差のいずれかが閾値角度の差より大きい場合には、形状エッジ部はステップ６１６で湾曲していると決定される。αの差のいずれも閾値角度の差より大きくない場合には、形状エッジ部はステップ６１７で直線と決定される。異なる閾値角の差は感度を改善するのに用いることができる。例えば、角度を決定するのに用いられる各２×２の配列のピクセル間のグレーレベル間の差が小さければ小さいほど、湾曲したエッジ部を決めるのに許容される角度差が広くなるということが好ましい。
【００４１】
図２を見て、上で述べたように、ステップ６０１−６１７はターゲットの（検査される）形状のエッジ部が直線か湾曲しているかを決定し、また対応する参照形状のエッジ部が直線か湾曲しているかを決定するために検査されるチャンネル（ステップ２００ａ−２３０ａ）のピクセル上と参照チャンネル（ステップ２００ｂ−２３０ｂ）の対応するピクセル上のピクセルデータの２つの流れの上で行われる。ステップ２４０において、参照とターゲット形状のエッジ部が比較され、ステップ２５０−２７０でターゲット形状のエッジ部が湾曲し、対応する参照形状のエッジ部が直線である場合には、ターゲット形状に欠陥があると決定される。本発明の実施例においては、参照チャンネル又は検査されるチャンネルが湾曲したエッジ部を発見するときは常に『フラグ』が立てられる。フラグが検査されるチャンネルに立てられ、１つ又は複数のフラグが参照チャンネルのほぼ同じ位置に立たない場合には、ターゲット形状は欠陥があると決定される。このフラグ比較法を使うことによって検査されるチャンネルと参照されるチャンネルの間に完全なデータ登録が必要なく、それによって検査時間を短縮することができる。
【００４２】
図９は図３に示される本発明の実施例を示すブロック図である。この実施例に従って、図３に示されるプロセッサ３２０には情報を伝達するバス９０２又はその他の通信手段、及び情報を処理するためのバス９０２と結合した中央処理装置（ＣＰＵ）９０４が含まれている。プロセッサ３２０は、また、ＣＰＵ９０４によって実行される情報や指示を記憶させておくためのバス９０２に結合されたランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）又は他のダイナミックな記憶装置のような主記憶装置９０６を含んでいる。主記憶装置９０６は、また、一時的変数又はＣＰＵ９０４で実行される命令の実行中の他の中間情報を記憶するためにも用いることができる。プロセッサ３２０は、更に、ＣＰＵ９０４のための静的情報や命令を記録するためのバス９０２に結合された読み出し専用メモリー（ＲＯＭ）９０８も含んでいる。磁気ディスク又は光ディスクのような記憶装置９１０は情報や命令を記録するためバス９０２に結合される。記録装置９１０は、また、図３のメモリ３４０としても動作することができる。
【００４３】
プロセッサ３２０は利用者に情報を表示するためカソードレイチューブ（ＣＲＴ）のようなモニタ装置３３０（図３）にバス９０２を経て結合される。英数字又はその他のキーを含む入力装置９１４は、ＣＰＵ９０４に情報と命令の選択を伝達するためにバス９０２に結合される。利用者の他の入力装置の形式としてＣＰＵ９０４へ方向情報と命令の選択を伝達し、モニタ装置３３０上のカーソルを制御するためにマウス、トラックボール、又はカーソル方向キーのようなカーソル制御装置９１６がある。
【００４４】
イメージャ３１０（図３）は上で述べたように検査中のレチクルの画像を表すデータをバス９０２に入力する。そのようなデータは主記憶装置９０６及び／又は記録装置３４０に格納されることができ、それが命令を実行するときにＣＰＵ９０４によって用いられる。イメージャ３１０は、また、ＣＰＵ９０４からバス９０２を経て命令を受け取ることができる。
【００４５】
同様に、データベース３５０（図３）は上で述べたように実質的に欠陥のないレチクルを表すデータをバス９０２に入力する。そのようなデータは主記憶装置９０６及び／又は記録装置３４０に格納されることができ、それが命令を実行するときにＣＰＵ９０４によって用いられる。
【００４６】
本発明は、レチクルの表面を検査するプロセッサ３２０の使用に関する。本発明の実施例によれば、レチクルの検査は主記憶装置９０６に含まれる１以上の命令の１以上の系列を実行するＣＰＵ９０４に応答するプロセッサ３２０によって提供される。そのような命令は記録装置９１０のようなもう一つの計算機読み出し可能媒体から主記憶装置９０６に読み込むことができる。主記憶装置９０６に含まれる命令の系列の実行はＣＰＵ９０４に上述のプロセスステップを行わせる。多重処理装置の１以上のプロセッサは主記憶装置９０６に含まれる命令の系列を実行するのにも用いることができる。上述のように代替的実施例においては、本発明を実現するのにソフトウェアの命令の代わりに又はそれと組み合わせて有線で結合された回路を用いることができる。従って、本発明の実施例はハードウェア回路とソフトウェアのいかなる特定の組み合わせにも限られるものではない。装置のプログラミングは図２、６Ａ、及び６Ｂのフローチャートを用いて当業者によって容易に達成される。
【００４７】
本明細書に用いられる『計算機読み出し可能媒体』と言う言葉は実行のためにＣＰＵ９０４に命令を与える際に関与するいかなる媒体をも意味する。そのような媒体は不揮発性の媒体、揮発性の媒体又は伝送媒体を含むが、それらに限定されない多くの形をとることができる。不揮発性の媒体には、例えば、記録装置９１０のような光ディスク或いは磁気ディスクが含まれる。揮発性の媒体には、主記憶装置９０６のようなダイナミックメモリが含まれる。伝送媒体には、バス９０２を含む電線のような同軸ケーブル、銅線、光ファイバーが含まれる。伝送媒体は、また、無線周波（ＲＦ）及び赤外（ＩＲ）データ通信中に生成されるもののように音波、光波の形もとりうる。例えば、計算機読み出し可能な共通の形のものには、フロッピーディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、その他のいかなる磁気的な手段、ＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ，その他のいかなる光学的な媒体、パンチカード、紙テープ、穴の形をもつその他のいかなる物理的な媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、又はＥＰＲＯＭ，フラッシュ−ＥＰＲＯＭ，その他のいかなるメモリチップ又はカートリッジ、又はコンピュータが読むことのできるいかなるその他の媒体も含まれる。
【００４８】
コンピュータ読み出し可能手段のさまざまな形は実行のためにＣＰＵ９０４へ１以上の命令の１以上の系列を実行することも含まれる。例えば、命令が始めにリモートコンピュータの磁気ディスク上で生成されてもよい。リモートコンピュータは命令をそのダイナミックメモリーにロードし、モデムを用いた電話線を通して命令を送ることができる。プロセッサ３２０に付属するモデムは電話線上のデータを受け取り、データを赤外信号に変換する赤外送信機を用いることができる。バス９０２に結合した赤外検出器は赤外信号で運ばれるデータを受信し、データをバス９０２上に伝送することができる。バス９０２は主記憶装置９０６へデータを運び、そこからＣＰＵ９０４が命令を取り出し、実行する。主記憶装置９０６で受信された命令はＣＰＵ９０４による実行の前或いは後のいずれかに記憶装置９１０上に格納されてもよい。
【００４９】
従って、本発明の方法を用いることにより形状エッジ部を検出し、エッジ部をまたぐピクセルグループを識別するピクセルの小さなグループのグレーレベル情報を解析し、次にエッジ部ピクセルグループのグレーレベル情報をお互いに対比される角度値にマッピングすることによって形状エッジ部の直線性を正確にかつ確実に検査することができる。これにより、小さな局所的エッジ部の曲がりを見逃し、不正確な結果を与える従来のレチクル検査ツールのピクセルごとの比較検査の方法が避けられる。更に、検査される形状と実質的に同じレチクル上の参照形状の対比可能な角度値とエッジ部直線性を計算することによって、検査する形状エッジ部の直線の欠陥が容易に決定され得る。更に、ターゲット形状と参照形状における湾曲したエッジ部にフラグを立て、ターゲットと参照形状のフラグの位置を比較することによって欠陥が参照チャンネルと検査チャンネルの間の完璧なデータ登録をすることなく検出することができ、それによって検査時間を短縮することができる。
【００５０】
本発明は、半導体のデバイスの製造に用いられるフォトリトグラフのレチクルの検査に応用することができ、サブミクロンの設計形状をもつ高密度半導体デバイスの製造において用いられるレチクルの工程内検査に特に有効である。
【００５１】
本発明は、従来の材料、方法及び装置を用いて実施することができる。従って、そのような材料、装置、方法の詳細はここでは詳細には述べない。以前の説明において、本発明を完全に理解するために、個々の材料、構造、化学製品、プロセス等の数多くの個々の詳細が示されている。しかしながら、本発明が特に示される詳細によることなく実施し得ることは認識されるべきである。換言すれば、本発明を不必要にあいまいにしないため、周知の処理構造の詳述は行わなかった。
【００５２】
本発明の好適実施例とその有用性のいくつかの実例のみが本開示に図示され、記載されている。本発明がさまざまなほかの組み合わせと環境の中で用いられることができ、本明細書に表される発明の概念の範囲内で変更又は修正が可能であることは理解されるべきである。例えば、本発明のシステムと方法が半導体ウエハの検査システムに取り込まれ得ることは評価されるべきである。適切なシステムは、ここでは参考文献として取り込まれている、例えば、米国特許第５，６９９，４４７号に開示され、この開示内容は本明細書に援用されている。もちろんこの場合においては、画像はむしろ送信光のものというより反射光のものである。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】
レチクル上の起こりうる欠陥を示す図である。
【図１Ｂ】
レチクル上の起こりうる欠陥を示す図である。
【図２】
本発明の実施例の方法における一連のステップを示すフローチャートである。
【図３】
本発明の実施例を示すブロック図である。
【図４】
本発明の実施例を実施するのに用いられる画像生成処理を示す図である。
【図５】
本発明の実施例の方法を実施するのに用いられるピクセルの幅を示す図である。
【図６Ａ】
本発明の実施例の方法の一連のステップを示すフローチャートである。
【図６Ｂ】
本発明の実施例の方法の一連のステップを示すフローチャートである。
【図７】
本発明の実施例において計算される角度と面を示す図である。
【図８】
本発明の実施例の方法を実施するのに用いられるピクセルの配列を示す図である。
【図９】
本発明の実施例を示すブロック図である。
【符号の説明】
３００…検査ツール、３１０…イメージャ、３２０…プロセッサ、３４０…記憶デバイス、３５０…レチクル参照設計データベース。
【図２】
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【図３】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図９】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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