(57)【要約】【課題】検査対象試料の画像の劣化を検査する、パターン検査装置、パターン検査方法、それにより得られた検査対象試料、又は、検査対象試料の管理方法を得ること。【解決手段】検査対象試料の光学画像を取得する光学画像取得部と、検査対象試料の光学画像を基準画像として記憶する基準画像用メモリ装置と、基準画像の取得後に検査対象試料の光学画像を光学画像取得部で取得して、該光学画像を被検査画像として記憶する被検査画像用メモリ装置と、基準画像と被検査画像とを比較する比較処理部と、を備え、基準画像用メモリ装置から読み出した検査対象試料の基準画像と被検査画像用メモリ装置から読み出した該検査対象試料の被検査画像とを比較する、パターン検査装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象試料の光学画像を取得する光学画像取得部と、
検査対象試料の光学画像を基準画像として記憶する基準画像用メモリ装置と、
基準画像の取得後に検査対象試料の光学画像を光学画像取得部で取得して、該光学画像を被検査画像として記憶する被検査画像用メモリ装置と、
基準画像と被検査画像とを比較する比較処理部と、を備え、
基準画像用メモリ装置から読み出した検査対象試料の基準画像と被検査画像用メモリ装置から読み出した該検査対象試料の被検査画像とを比較する、パターン検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載のパターン検査装置において、
基準画像の取得時の検査条件又は検査結果を記憶する校正データメモリ装置を備えている、パターン検査装置。
【請求項３】
請求項１に記載のパターン検査装置において、
基準画像は、光学画像取得部により過去に取得した検査対象試料の光学画像であり、
被検査画像は、該光学画像取得部により検査時に取得した該検査対象試料の光学画像である、パターン検査装置。
【請求項４】
請求項１に記載のパターン検査装置において、
基準画像は、光学画像取得部により取得した検査対象試料のほぼ作成時の状態の光学画像であり、
被検査画像は、該光学画像取得部により検査対象試料の検査時に取得した該検査対象試料の劣化の可能性のある光学画像である、パターン検査装置。
【請求項５】
請求項１に記載のパターン検査装置において、
画像を処理する画像処理部を備え、
基準画像と被検査画像との比較の際、基準画像と被検査画像は画像処理されている、パターン検査装置。
【請求項６】
請求項１に記載のパターン検査装置において、
光学画像取得部は、透過画像、反射画像、散乱画像、偏光散乱画像、偏光透過画像、又は位相強調画像の少なくとも１つを取得する取得機構を有し、
基準画像と被検査画像は、透過画像、反射画像、散乱画像、偏光散乱画像、偏光透過画像、又は位相強調画像である、パターン検査装置。
【請求項７】
請求項１に記載のパターン検査装置において、
比較処理部は、透過率、光量、線幅、エッジラフネスの作成と比較機構を有する、パターン検査装置。
【請求項８】
請求項１に記載のパターン検査装置において、
基準画像と被検査画像の非露光領域を比較し、基準画像を一様な劣化レベルに補正する補正処理部を有する、パターン検査装置。
【請求項９】
請求項１に記載のパターン検査装置において、
設計データから作成された参照画像と光学画像取得部で取得した光学画像を比較するＤＢ比較部と、
基準画像をＤＢ比較して、差分画像を記憶する差分メモリ装置と、を備えている、パターン検査装置。
【請求項１０】
請求項１に記載のパターン検査装置において、
光学画像取得部は、キャリブレーション機能を備え、
光学画像取得部により基準画像を取得した時の状態に、該光学画像取得部をキャリブレーションし、被検査画像を取得する、パターン検査装置
【請求項１１】
請求項１に記載のパターン検査装置において、
画像を分配する、画像分配部と、
分配された各部分画像を並列処理する並列処理部と、を備えている、パターン検査装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のパターン検査装置において、
並列処理部に画像を処理する画像処理部を有し、
基準画像から分配された各部分画像は、並列に画像処理される、パターン検査装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載のパターン検査装置において、
基準画像から分配された複数の部分画像を記憶する複数のローカル基準画像用メモリ装置を備えている、パターン検査装置。
【請求項１４】
請求項１１に記載のパターン検査装置において、
並列処理部に画像を低分解能に変換する低分解能変換部を有し、
基準画像から分配された複数の部分画像は、並列に低分解能変換されて、各基準画像用メモリ装置に記憶される、パターン検査装置。
【請求項１５】
検査対象試料の光学画像を被検査画像として取得するステップと、
過去に基準画像として取得した該検査対象試料の光学画像と被検査画像とを比較するステップと、を備える、パターン検査方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載のパターン検査方法において、
受入検査時、又は、出荷検査時に基準画像として検査対象試料の光学画像を取得するステップと、
検査対象試料を使用した後に被検査画像として該検査対象試料の光学画像を取得するステップと、を備える、パターン検査方法。
【請求項１７】
請求項１５に記載のパターン検査方法において、
基準画像と被検査画像を画像処理するステップと、
画像処理された基準画像と被検査画像とを比較するステップと、を備える、パターン検査方法。
【請求項１８】
請求項１５に記載のパターン検査方法において、
基準画像と被検査画像は、透過画像、反射画像、散乱画像、偏光散乱画像、偏光透過画像、又は位相強調画像として取得される、パターン検査方法。
【請求項１９】
請求項１５に記載のパターン検査方法において、
基準画像と被検査画像の非露光領域を比較し、基準画像を一様な劣化レベルに補正する補正ステップを備えている、パターン検査方法。
【請求項２０】
請求項１５に記載のパターン検査方法において、
基準画像と被検査画像は、複数の各部分画像に分配されるステップと、
基準画像と被検査画像との複数に分配された各部分画像を並列に比較するステップと、を備える、パターン検査方法。
【請求項２１】
請求項１５に記載のパターン検査方法において、
光学画像取得部により基準画像を取得した時の状態に、該光学画像取得部をキャリブレーションする、パターン検査方法。
【請求項２２】
検査対象試料の過去に取得した基準画像と、該検査対象試料の検査時に取得した被検査画像とを比較して得られた、検査対象試料。
【請求項２３】
検査対象試料の光学画像を被検査画像として取得するステップと、
過去に基準画像として取得した該検査対象試料の光学画像と被検査画像とを比較するステップと、を備える、検査対象試料の管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象試料のパターン検査装置、パターン検査方法、検査された検査対象試料、及び、検査対象試料の管理方法に関するものであり、特に、半導体素子や液晶ディスプレイパネル、その製造に使用するレチクル（マスク）のパターン検査装置、パターン検査方法、検査された検査対象試料、及び、検査対象試料の管理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、パターン検査装置は、レチクル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同士を比較して、又は、この光学画像と設計データから得られた参照画像とを比較して検査を行うことが知られている（例えば、特許文献１参照）。詳しくは、パターン検査方法として、同一レチクル上の異なる場所の同一パターンを取得した光学画像同士を比較するｄｉｅ−ｄｉｅ検査（ＤＤ検査）がある。又は、レチクルに描画された光学画像に類似する参照画像をレチクルの設計データから作成し、光学画像と参照画像を比較して、レチクルのパターンの欠陥を検出しているｄｉｅ−ｄａｔａｂａｓｅ検査（ＤＢ検査）がある。この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光学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、光学画像同士、又は光学画像と参照画像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。このパターン検査方法では、レチクルの画像の劣化を適切に検出することが難しい。
【特許文献１】特開平８−７６３５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
（１）本発明は、検査対象試料の画像の劣化を検査することにある。
（２）又は、本発明は、検査対象試料の画像の劣化を早めに検出することにある。
（３）又は、本発明は、検査対象試料の画像の劣化を検査する、パターン検査装置、パターン検査方法、それにより得られた検査対象試料、又は、検査対象試料の管理方法を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（１）本発明は、検査対象試料の光学画像を取得する光学画像取得部と、検査対象試料の光学画像を基準画像として記憶する基準画像用メモリ装置と、基準画像の取得後に検査対象試料の光学画像を光学画像取得部で取得して、該光学画像を被検査画像として記憶する被検査画像用メモリ装置と、基準画像と被検査画像とを比較する比較処理部と、を備え、基準画像用メモリ装置から読み出した検査対象試料の基準画像と被検査画像用メモリ装置から読み出した該検査対象試料の被検査画像とを比較する、パターン検査装置にある。
（２）また、本発明は、検査対象試料の光学画像を被検査画像として取得するステップと、過去に基準画像として取得した該検査対象試料の光学画像と被検査画像とを比較するステップと、を備える、パターン検査方法にある。
（３）また、本発明は、検査対象試料の過去に取得した基準画像と、該検査対象試料の検査時に取得した被検査画像とを比較して得られた、検査対象試料にある。
（４）また、本発明は、検査対象試料の光学画像を被検査画像として取得するステップと、過去に基準画像として取得した該検査対象試料の光学画像と被検査画像とを比較するステップと、を備える、検査対象試料の管理方法にある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
以下、本発明の実施形態によるレチクルなどの検査対象試料のパターン検査について説明する。
【０００６】
本発明の実施の形態のパターン検査は、出来るだけ、検査対象試料の良い状態での光学画像を基準画像として保存する。その後、検査対象試料が劣化した可能性のある光学画像を被検査画像として取得する。更に、基準画像と被検査画像とを比較して、検査対象試料の画像の劣化の状態を検査する。本発明の実施の形態は、画像の劣化を検査するパターン検査装置、パターン検査方法、検査されて得られた検査対象試料、又は、検査対象試料の管理方法に関するものである。
【０００７】
基準画像は、過去に検査対象試料から取得した光学画像である。基準画像は、光学画像の劣化検査より前の過去に取得したもので、例えば、検査対象試料の製造時、製造工場からの出荷検査時、又は、受入検査時の初期検査のような最も良い状態の光学画像である。校正データを記憶する任意のメモリ装置に基準画像の取得時の検査条件及び検査結果を記憶する。劣化検査時には、この記憶してある検査条件又は検査結果をそのまま使用し、又は、劣化程度や検査方法に応じて使用する。
【０００８】
被検査画像は、基準画像の取得後に、同一の検査対象試料から取得した光学画像である。被検査画像は、例えば、検査対象試料を使用して画像が劣化した可能性のある光学画像である。なお、光学画像は、光学画像取得部で取得された画像である。以下、検査対象試料としてレチクルについて説明するが、検査対象試料は、画像が形成されるものであればどのようなものでもよく、例えば、マスク、ウエーハなどがある。
【０００９】
レチクルの画像の劣化の原因は、ＡｒＦ、Ｆ２と露光用光源の短波長化が進展するとともに、レチクル上の「成長する欠陥：グローティング・デフェクト」があると考えられる。画像の劣化について、特に、以下のような問題がある。（１）露光して得られたデバイスに問題が生じる様になった時点では、レチクルの劣化が進展しすぎており、洗浄しても欠陥の除去が十分にできない。（２）欠陥の発生が確率的であり、欠陥の発生部位の特定が出来ない。（３）欠陥の早期発見と早期洗浄により、劣化となる核の除去が効果的である。（４）欠陥の発生は表面劣化によるため、反射検査が重要になる。（５）この劣化の検査では、反復的に実施するものであり、検査時間及び準備時間を短縮することが必須である。例えば、劣化の可能性がある場合は、緊急に検査できることが必須である。この為、累積露光回数に応じて、例えば、最初は間隔を長くし、徐々に間隔を短くして検査し、初期の状態と比較して軽度の劣化が生じていることを早期に検出する必要がある。この問題は、特に１枚のレチクルに対して、露光回数の多いメモリ、又はＣＰＵなどで起こり易い。なお、この様な時間差を用いた検査は、特に、記憶装置の大容量化と処理画像（シミュレーション画像）間の高度な比較方式が有用である。
【００１０】
（パターン検査装置）
図１は、パターン検査装置の概略図を示している。パターン検査装置は、光学画像取得部３、基準画像用メモリ装置４５、被検査画像用メモリ装置（バッファメモリ）３６、比較処理部５などを備えている。時間差をおいて同一のレチクルの光学画像を光学画像取得部３で取得する。最初に取得した光学画像を基準画像として基準画像用メモリ装置４５に記憶する。次に、時間をおいて取得した光学画像を被検査画像として被検査画像用メモリ装置３６に記憶する。基準画像と被検査画像を比較処理部５で比較して、劣化の可能性の無い基準画像を基準として、被検査画像の劣化の状態を検査する。このような劣化の状態を検査する機能を通常のパターン検査装置に組み込むことにより、劣化検査を簡単に、高速にでき、かつ、高感度なパターン検査を行うことができる。基準画像は、予め設計データ（例、描画データ）から得られた参照画像とＤＢ比較処理を行い、レチクルに描画された画像の欠陥を検出しておくとよい。
【００１１】
図２は、パターン検査装置１の全体図を示す。パターン検査装置１は、主に、光学画像取得部３とデータ処理部４を備えている。光学画像取得部３は、主に、光源３１、レチクル２を載置するＸＹθテーブル３４、θモータ３４２、Ｘモータ３４３、Ｙモータ３４４、レーザ測長システム３４１、拡大光学系３２、フォトダイオードアレイ３３、センサ回路３５、バッファメモリ３６を備えている。データ処理部４は、主に、中央演算処理部４０、バス４９、ＸＹθテーブル３４を制御するテーブル制御部４１、データメモリ４７、プログラムメモリ４８、高速記憶装置４２、展開部４３、参照部４４、比較処理部５、基準画像用メモリ装置４５、位置部４６を備えている。展開部４３と参照部４４は、中央演算処理部４０のバス４９を介して高速記憶装置４２、データメモリ４７やプログラムメモリ４８の外部記憶装置などに接続されている。外部記憶装置としては、磁気ディスク装置、光ディスク装置、光磁気ディスク装置、磁気ドラム装置、磁気テープ装置などを使用できる。データメモリ４７は、例えば、設計パターンデータを記憶している。設計パターンデータは、レチクルの検査エリア全体を短冊状のエリアに分けて格納されている。設計パターンデータは、展開部４３と参照部４４により、レチクル２の設計データから光学画像に似せた参照画像として作成される。参照画像は、比較処理部に送られ、光学画像とＤＢ比較される。なお、パターン検査装置１は、電子回路、プログラム、ＰＣ、又は、これらの組み合わせにより構成できる。
【００１２】
パターン検査装置１は、主に、操作者からのデータや命令などの入力を受け付ける入力部（図示省略）、検査結果を出力する出力部（図示省略）、設計パターンデータなどを格納したデータメモリ４７、及び検査プログラムなどを格納したプログラムメモリ４８を有している。入力部（図示省略）は、キーボード、マウス、ライトペンまたはフロッピー（登録商標）ディスク装置などで構成される。また出力部（図示省略）は、ディスプレイ装置やプリンタ装置などで構成される。
【００１３】
パターン検査装置１は、キャリブレーション（校正）を行うことができる。初期検査時の基準画像を取得する際、パターン検査装置１の状態などキャリブレーション用データ（校正データ）を取得し、校正データメモリ装置６１などのメモリ装置に保持する。劣化検査時に、パターン検査装置１で取得した校正データを用いてキャリブレーションにより初期検査時の状態に調整することができる。
【００１４】
（光学画像取得部）
光学画像取得部３は、レチクル２の光学画像を取得する。レチクル２は、ＸＹθテーブル３４上に載置される。ＸＹθテーブル３４は、中央演算処理部４０から指令を受けたテーブル制御部４１により、Ｘ方向、Ｙ方向に移動でき、θ方向に回転可能な３軸（Ｘ−Ｙ−θ）マニピュレータである。Ｘ方向にはＸモータ３４３で、Ｙ方向にはＹモータ３４４で、θ方向にはθモータ３４２で駆動制御される。Ｘモータ３４３、Ｙモータ３４４、θモータ３４２は公知のサーボモータやステップモータ等を用いることができる。ＸＹθテーブル３４の位置座標は、例えばレーザ測長システム３４１により測定され、その出力が位置部４６に送られる。位置部４６から出力された位置座標はテーブル制御部４１にフィードバックされる。
【００１５】
レチクル２は、オートローダ（図示省略）によりＸＹθテーブル３４上に自動的に供給され、検査終了後に自動的に排出される。ＸＹθテーブル３４の上方には、光源３１及び光照射部が配置されている。光源３１からの光は、集光レンズを介してレチクル２を照射する。レチクル２の下方には、拡大光学系３２及びフォトダイオードアレイ３３からなる信号検出部が配置されている。レチクル２を透過した透過光は、拡大光学系３２を介してフォトダイオードアレイ３３の受光面に結像される。拡大光学系３２は、ピエゾ素子等の焦点調整装置（図示省略）で自動的に焦点調整される。この焦点調整装置は、中央演算処理部４０に接続されたオートフォーカス制御回路（図示省略）により制御される。焦点調整は、別途設けられた観察スコープでモニタリングしてもよい。光電変換部としてのフォトダイオードアレイ３３は、複数の光センサを配設したラインセンサもしくはエリアセンサである。ＸＹθテーブル３４をＸ軸方向に連続的に移動させることにより、フォトダイオードアレイ３３は、レチクル２の被検査画像に対応した測定信号を検出する。
【００１６】
この測定信号は、センサ回路３５でデジタルデータに変換され、光学画像のデータとして、バッファメモリ３６に入力される。バッファメモリ３６は、複数設けることができる。バッファメモリ３６の出力は、比較処理部５に送られる。光学画像のデータは、例えば８ビットの符号なしデータであり、各画素の明るさを表現するものとする。この種のパターン検査装置１は、通常、これらのパターンデータを１０ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ程度のクロック周波数に同期して、フォトダイオードアレイ３３から読み出し、適当なデータの並び替えを経て、ラスター走査された２次元画像データとして取り扱われる。
【００１７】
図３は、光学画像の取得手順の一例を示している。レチクル２の被検査領域は、Ｙ方向に向かって、走査幅Ｗの短冊状の複数のストライプ２１に仮想的に分割される。その分割されたストライプ２１は、連続的に走査されるように、ＸＹθテーブル３４は、テーブル制御部４１の制御のもとでＸ方向に移動する。その移動に従って、各ストライプ２１は、フォトダイオードアレイ３３により取得される。フォトダイオードアレイ３３は、走査幅Ｗの画像を連続的に取得する。フォトダイオードアレイ３３は、第１のストライプ２１を取得した後、その画像の取得と逆方向であるが、同様な方法で、第２のストライプ２１を走査幅Ｗで連続的に取得する。第３のストライプ２１は、第２のストライプ２１を取得する方向とは逆方向、すなわち、第１のストライプ２１を取得した方向に取得される。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、例えば、走査幅Ｗは、２０４８画素とする。
【００１８】
センサ回路３５から出力されたストライプ２１の測定パターンデータは、位置部４６から出力されたＸＹθテーブル３４上のレチクル２の位置を示すデータとともに、比較処理部５に送られる。比較される光学画像は、適当な画素サイズのエリアに切り出される。例えば、５１２×５１２画素の領域に切り出される。なお、光学画像は、上記記載では透過光を利用しているが、従来から知られている、反射光、散乱光、偏光散乱光、偏光透過光などを利用するものでもよい。特に、表面劣化のレチクル２では、表面で反射する反射画像が効果的である。これらの画像の光を検出するために、画像取得部３は、反射光、散乱光、偏光散乱光、偏光透過光などの光の画像を取得する、従来から知られている取得機構を有する。また、光学画像取得部３は、キャリブレーション機能を備え、初期検査時の基準画像を取得する際、キャリブレーション用データ（校正データ）を取得し、校正データメモリ装置６１などの任意のメモリ装置に保持する。劣化検査時に、キャリブレーション機能で得られた校正データを用いてキャリブレーションにより初期検査時の状態に調整することができる。
【００１９】
（参照画像の作成）
参照画像は、レチクル２の設計データから種々の変換を行って、光学画像に似せて作成された画像である。参照画像は、例えば図２では、展開部４３と参照部４４で構成することができる。展開部４３は、レチクル２の画像の設計データをデータメモリ４７から中央演算処理部４０により読み出し、イメージデータに変換する。参照部４４は、展開部４３からイメージデータを受け取り、図形の角を丸めたり、多少ボカしたりして、光学画像に似せる処理を行って、参照画像を作成する。
【００２０】
（比較処理部）
図４は、比較処理部５の構造を示している。比較処理部５は、画像間の比較を行い、更に、レチクルの劣化検査をする処理部である。比較処理部５は、主に、ＤＤ比較部５１やＤＢ比較部５２を有する比較部、補正処理部５３、欠陥分析部５４、画像処理部５５、画像分配部５６、低分解能変換部５７、マルチ検査データ作成部５８、差分メモリ装置５９、共通メモリ装置６０、校正データメモリ装置６１、ローカル基準画像用メモリ装置６２を備えている。画像分配部５６は、画像を複数に分け、又は、複数の画像を合わせる処理をするものである。画像分配部５６で分配された複数の画像を並列で処理すると、処理速度を大きくすることができる。低分解能変換部５７は、画像の分解能を低くして、データ量を少なくし、比較処理などの処理を高速に行うことができるようにするものである。
【００２１】
比較処理部５には、複数の並列処理部６を内部に備えていても良い。並列処理部６は、同時に複数の処理を行うものである。並列処理部６は、ＤＤ比較部５１やＤＢ比較部５２を有する比較部、補正処理部５３、欠陥分析部５４、画像処理部５５、低分解能変換部５７、マルチ検査データ作成部５８、差分メモリ装置５９、共通メモリ装置６０、校正データメモリ装置６１などを備え、これらの処理を並列に行うことができる。
【００２２】
ＤＤ比較部５１は、光学画像取得部３でレチクル２から取得された光学画像間を比較するものであり、例えば、光学画像の基準画像と被検査画像を比較する。ＤＢ比較部５２は、光学画像と参照画像とを比較するものである。ＤＢ比較して得られた光学画像と参照画像との差分画像は、差分メモリ装置５９に記憶される。ＤＤ比較やＤＢ比較は、透過率変動、付着物検出、エッジの微小位置、又は、微小強度変動を検出し、レチクルの劣化を検出することができる。また、比較処理部は、コンタクトホールなど微細形状の比較、図形の重要度に応じたマージンの設定、図形の特徴に応じた領域の感度設定を行い、より的確な劣化検査を可能とする。マルチ検査データ作成部５８は、少なくとも、透過率、光量、線幅、エッジラフネスなど１つの作成とその比較機構を備えている。望ましくは、マルチ検査データ作成部５８は、透過率、光量、線幅、エッジラフネスなど複数の検査機能を有する。これにより、より正確な検査が可能となる。
【００２３】
（補正処理部）
補正処理部５３は、ペリクル付きマスクなど露光されない領域を有するマスクについて、劣化していないことが確実な非露光領域についても検査を行い、将来の検査時の為の校正用に画像を更正データメモリ装置６１などのメモリ装置に保存する。露光されて一様に劣化している部分と比較して、一様な露光による劣化レベルを算出し、基準画像を一様な劣化レベルに補正する。一様な露光による劣化レベルの算出は、最高感度比較や校正データにより行うことができる。
【００２４】
（画像処理部）
画像処理部５５は、基準画像や被検査画像を正確に比較できるように画像を処理するものである。画像処理部５５は、ディストーション、伸縮、揺れなどの処理、ＳＩＭ処理など、種々の画像処理を行うものである。ＳＩＭ処理は、シミュレーション処理であり、分解能変換、複数画像からの合成画像の作成、強調画像の生成、転写性処理などの処理のことである。画像処理は、データ処理部４で、又は、比較処理部５で行うことができる。
【００２５】
（パターン検査方法）
図５は、パターン検査方法を示している。パターン検査方法は、次のようなステップを備えている。先ず、劣化のないレチクルを光学画像取得装置にかけて、その光学画像を基準画像として取得する基準画像取得ステップ（Ｓ１）、基準画像を基準画像用メモリ装置に記憶する基準画像記憶ステップ（Ｓ２）、その後、基準画像のレチクルと同じレチクルに対して、光学画像取得装置にかけて、その光学画像を被検査画像として取得する被検査画像取得ステップ（Ｓ３）、被検査画像を被検査画像用メモリ装置に記憶する被検査画像記憶ステップ（Ｓ４）、基準画像と被検査画像を比較処理部で比較して、劣化の状態を検査する比較処理ステップ（Ｓ５）がある。これらのステップ（Ｓ１〜Ｓ５）でレチクルが処理され、レチクルに成長した欠陥が検出され、有用なレチクルが得られる。また、これらのステップ（Ｓ１〜Ｓ５）でレチクルを処理することにより、レチクルの管理を的確に行うことができる。
【００２６】
レチクルの劣化を改善するために、レチクルを洗浄する。その洗浄後の再検査後の画像、検査条件、検査結果のデータも校正データメモリ装置６１のようなメモリ装置に保存する。例えば、初期検査画像と再検査画像、及び、その時の検査条件と検査結果のデータも共に基準画像用メモリ装置に保存する。これにより、洗浄によるパターン細りなどのレチクル劣化の検査も同時に行うことができる。更に、今後、レチクルの洗浄の適否を判断することができる。
【００２７】
図６は、基本的な検査方法を示している。図６（Ａ）は、特にレチクルの劣化検査の基本を示している。基準画像用メモリ装置４５に保存してある、劣化の可能性のない光学画像を基準画像として、劣化試験時に光学画像取得部３で取得した光学画像（劣化の可能性のある画像）と比較処理部５で比較して、パターン検査を行う。図６（Ｂ）は、パターン検査の拡張を示している。基準画像用メモリ装置４５に劣化していない領域の画像を透過画像、反射画像、散乱画像、偏光散乱画像、偏光透過画像、又は位相強調画像として取得し、基準画像として保存する。劣化試験時に劣化の可能性のある画像を透過画像、反射画像、散乱画像、偏光散乱画像、偏光透過画像、又は位相強調画像として取得する。この光学画像を被検査画像とする。この基準画像と被検査画像を共にＳＩＭ処理などで画像補正する。画像補正された基準画像と被検査画像とを比較処理部５で比較して、劣化の状態を検査する。
【００２８】
図６（Ｃ）は、レチクルの製造時、出荷検査時、又は受入検査時に、劣化していない領域を過去の画像として取得する。この際、パターン検査装置１の時間経過による変動を補償するために、キャリブレーション用データも同時に取得して、任意のメモリ装置、例えば校正データメモリ装置６１に保存する。劣化試験時に光学画像を取得し、被検査画像とする。基準画像と被検査画像とを比較処理部５で比較して、パターン検査を行う。この比較の際、保存してあるキャリブレーション用データを利用することにより、正確なパターン検査を行うことができる。このような劣化検査は、自己比較検査であるため、マスクエラーがゼロになり、高感度で初期の成長の欠陥を検出することが可能になる。更に、Ｓ／Ｎ比が良いことから、低分解能（高速検査）が可能となる。このような検査方法で得られたレチクルは、欠陥が成長しても、早期に検出され、有効なレチクルを得ることができる。また、このような検査方法を用いたレチクルの管理方法は、レチクルの欠陥の成長を早期に検出でき、画像の劣化の管理が行われ、レチクルを的確に管理することができる。
【００２９】
（実施の形態１）
図７は、初期の検査時と劣化検査時の実施の形態１の処理工程を示している。図７（Ａ）では、レチクル２を光学画像取得部３でスキャンして、劣化していない取得領域（劣化の可能性のない画像）を取得して、比較処理部５を介して基準画像用メモリ装置４５に保存する。次に、劣化試験時に劣化している可能性のあるレチクル２をスキャンして、被検査画像を取得する。この取得した被検査画像と基準画像用メモリ装置４５に保存してある基準画像と比較する。この比較に先立って、基準画像と被検査画像をＳＩＭ処理などで画像補正する。画像補正した基準画像と被検査画像を比較して、パターン検査を行う。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）と、校正処理の時点が異なる他、同様の方法でパターン検査を行う。図７（Ｂ）では、劣化のないレチクルをスキャンして、光学画像を取得し、比較処理部５で画像処理をし、基準画像用メモリ装置４５に基準画像として保存する。次に、劣化の可能性のあるレチクルをスキャンして、光学画像を被検査画像として取得し、比較処理部５で画像処理をする。この画像処理された被検査画像と既に画像補正された基準画像とを比較して、劣化の状態を検出する。
【００３０】
（実施の形態２）
図８は、並列処理部６を有する実施の形態２の劣化検査を示している。図８（Ａ）では、先ず、受入検査時に光学画像取得部３でレチクルの検査領域全体の光学画像を取得する。次に、この取得光学画像を画像分配部５６で複数の部分領域に分配する。並列処理部６で各部分領域に対して並列処理により画像レベル、ディストーション、伸縮、揺れ、ＳＩＭ画像などの画像処理を行う。画像処理された部分領域の画像を画像分配部５６で結合して、検査領域全体の画像を１つの基準画像用メモリ装置４５に保存する。図８（Ｂ）では、劣化の検査時にレチクルの検査領域の光学画像を光学画像取得部３で取得し、画像分配部５６で部分領域に分配する。基準画像用メモリ装置４５から保存してある基準画像を読み出し、画像分配部５６で部分領域に分配し、被検査画像と基準画像の部分画像を並列処理部で並列に比較して、劣化の状態を検査する。
【００３１】
（実施の形態３）
図９は、並列処理部を有する実施の形態３の劣化検査を示しており、図８の実施の形態２の劣化検査と類似している。図９の検査は、基準画像用メモリ装置が、複数のローカル基準画像用メモリ装置６２として配置され、基準画像を分割した部分領域ごとに保存する点で相違している。このように、複数のローカル基準画像用メモリ装置を有するので、図９（Ａ）のように、検査領域全体の画像を分配して得られた部分領域をそのままローカル基準画像用メモリ装置６２に保存できる。また、図９（Ｂ）のように、基準画像を被検査画像と比較する際、ローカル基準画像用メモリ装置６２から読み出した部分画像を被検査画像の部分画像と直接比較することができる。実施の形態３では、基準画像がローカルに保存されるので、簡便な劣化検査が可能となる。なお、実施の形態３では、並列処理部６を有することにより、高並列処理マシンで校正することができ、又は、処理系に対してローカルに画像保存機構を密結合にすることができる。
【００３２】
また、実施の形態３では、図９（Ａ）の工程で、基準画像の取得の際、光学画像取得部３で高分解能の光学画像を取得する。光学画像を画像分配部５６で部分画像に分配し、部分画像を並列処理部６で低分解能変換の処理を行う。低分解能変換された部分画像は、ローカル基準画像用メモリ装置６２に保存する。次に、劣化検査時の図９（Ｂ）の工程で、光学画像取得部３で低分解能の光学画像を被検査画像として取得する。この被検査画像を画像分配部５６で部分画像に分配する。次に、この被検査画像の部分画像と、ローカル基準画像用メモリ装置６２に保存してある基準画像の部分画像を並列処理部６で比較処理して、劣化検査を行う。このように画像を低分解能にすることにより、高速検査が可能になる。
【００３３】
また、実施の形態３では、図９（Ａ）と図９（Ｂ）のどちらの工程でも、基準画像と被検査画像は、光学画像取得部３で透過画像、反射画像、散乱画像、偏光透過画像、偏光散乱画像、又は、位相強調画像などの画像として取得され、並列処理部６で比較処理される。
【００３４】
また、実施の形態３では、基準画像として取得した画像を画像分配部５６で部分画像に分配し、並列処理部６でＳＩＭ処理など画像処理し、ローカル基準画像用メモリ装置６２に保存する。保存画像は、光量分布画像、現像画像、転写画像などである。次に、検査時に被検査画像として取得した画像を画像分配部５６で部分画像に分配し、並列処理部６でＳＩＭ処理など画像処理する。画像処理された被検査画像の部分画像と、ローカル基準画像用メモリ装置６２に保存された基準画像とを比較して、劣化検査を行う。
【００３５】
（実施の形態４）
図１０は、並列処理部を有する実施の形態４の劣化検査を示しており、図９の実施の形態３の劣化検査と類似している。図１０の検査は、取得画像の他に校正用画像やデータを求める点で相違している。初期検査時に光学画像取得部３で基準画像の取得と共に、校正用画像やデータを求める。校正用画像やデータは、校正用データメモリ装置６１に保存する。基準画像は、部分画像に分配され、ローカル基準画像用メモリ装置６２に保存される。劣化検査時には、光学画像取得部３は、校正用データメモリ装置６１から校正用画像やデータを読み出し、利用して、被検査画像を取得する。このように取得された被検査画像を部分画像に分配し、校正用データメモリ装置６１から読み出された基準画像の部分画像と並列処理部で比較処理される。
【００３６】
本発明は、ここで述べた実施の形態に制限されないことは言うまでもない。例えば、並列処理部を有する実施の形態において、並列処理部を備えていないパターン検査装置でも、適用できる種々の処理が含まれている。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】パターン検査装置の基本構成を示す説明図
【図２】パターン検査装置の構造を示す説明図
【図３】レチクルの画像をスキャンする説明図
【図４】パターン検査装置の比較処理部の構造を示す説明図
【図５】レチクルのパターン検査のフロー図
【図６】基準画像と被検査画像の基本的な検査の説明図
【図７】基準画像の保存と、被検査画像との検査の説明図
【図８】並列処理による基準画像と被検査画像との検査の説明図
【図９】ローカルな基準画像用メモリ装置を複数有する並列処理による検査の説明図
【図１０】校正データメモリ装置を使用した並列処理による基準画像と被検査画像による検査の説明図
【符号の説明】
【００３８】
１・・・パターン検査装置
２・・・レチクル
２１・・ストライプ
３・・・光学画像取得部
３１・・光源
３２・・拡大光学系
３３・・フォトダイオード
３４・・ＸＹθテーブル
３５・・センサ回路
３６・・バッファメモリ（被検査画像用メモリ装置）
４・・・データ処理部
４０・・中央演算処理部
４１・・テーブル制御部
４２・・高速記憶装置
４３・・展開部
４４・・参照部
４５・・基準画像用メモリ装置
４６・・位置部
４７・・データメモリ
４８・・プログラムメモリ
４９・・バス
５・・・比較処理部
５１・・ＤＤ比較部
５２・・ＤＢ比較部
５３・・補正処理部
５４・・欠陥分析部
５５・・画像処理部
５６・・画像分配部
５７・・低分解能変換部
５８・・マルチ検査データ作成部
５９・・差分メモリ装置
６・・・並列処理部
６０・・共通メモリ装置
６１・・校正データメモリ装置
６２・・ローカル基準画像用メモリ装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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