(57)【要約】【課題】ホワイトスポットを除去して検査精度を向上させることのできる検査装置および検査方法を提供する。【解決手段】複数の撮像素子が直線状に配列されたラインセンサによって取得された３ライン分の画像データを蓄積し（Ｓ２１）、この内の中央ラインの各画素について、対象となる画素と、この周囲に隣接する８つの画素との階調値の差を求め、得られた８つの差の全てが第１の閾値を超える場合に対象となる画素を疑似欠陥と判定する（Ｓ２２）。８つの画素について階調値の平均を算出し、得られた値を対象となる画素の階調値と置き換える（Ｓ２３）。また、疑似欠陥の判定が行われたストライプと同じストライプについてラインセンサで光学画像を再度取得し、得られた画像データを前回得られた画像データと置き換えることもできる。【選択図】図６
2012251785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象に光を照射して光学画像を得る光学画像取得手段と、
前記検査対象の設計データから参照画像を作成する参照画像作成手段と、
前記光学画像と前記参照画像を比較する比較手段とを備えた検査装置において、
前記光学画像取得手段は、複数の撮像素子が直線状に配列された画像センサを有し、
前記画像センサによって取得された３ライン分の画像データを蓄積し、この内の中央ラインの各画素について、対象となる画素と、この周囲に隣接する８つの画素との階調値の差を求め、得られた８つの差の全てが閾値を超える場合に前記対象となる画素を疑似欠陥と判定する疑似欠陥判定処理部を有することを特徴とする検査装置。
【請求項２】
検査対象に光を照射して光学画像を得る光学画像取得工程と、
前記検査対象の設計データから参照画像を作成する参照画像作成工程と、
前記光学画像と前記参照画像を比較する比較工程とを備えた検査方法において、
複数の撮像素子が直線状に配列された画像センサによって取得された３ライン分の画像データを蓄積し、この内の中央ラインの各画素について、対象となる画素と、この周囲に隣接する８つの画素との階調値の差を求め、得られた８つの差の全てが第１の閾値を超える場合に前記対象となる画素を疑似欠陥と判定する工程を有することを特徴とする検査方法。
【請求項３】
前記８つの画素について階調値の平均を算出し、得られた値を前記対象となる画素の階調値と置き換えることを特徴とする請求項２に記載の検査方法。
【請求項４】
前記疑似欠陥の判定が行われたストライプと同じストライプについて前記画像センサで光学画像を再度取得し、得られた画像データを前回得られた画像データと置き換えることを特徴とする請求項２に記載の検査方法。
【請求項５】
前記８つの画素の各階調値を比較し、これらの内の最大値と最小値の差が第２の閾値を超える場合は、前記対象となる画素を疑似欠陥と判定しないことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１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、検査装置および検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大規模集積回路（ＬＳＩ）の高集積化および大容量化に伴い、半導体素子に要求される回路線幅は益々狭くなっている。半導体素子は、回路パターンが形成された原画パターン（マスクまたはレチクルを指す。以下では、マスクと総称する。）を用い、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。こうした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、微細パターンを描画可能な電子ビーム描画装置が用いられる。また、レーザビームを用いて描画するレーザビーム描画装置の開発も試みられている。尚、電子ビーム描画装置は、ウェハに直接パターン回路を描画する場合にも用いられる。
【０００３】
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１つとして、マスクのパターン欠陥が挙げられる。そして、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出する検査装置には、高い検査精度が必要とされる。
【０００４】
欠陥検出をする手法の１つとして、「ダイ−トゥ−データベース（ｄｉｅ  ｔｏ  ｄａｔａｂａｓｅ）検査」がある。これは、例えば、描画データ（設計パターンデータ）を検査装置に入力し、これをベースに設計画像データ（参照画像）を生成して、パターンを撮像して得られた測定データ（光学画像）と比較する手法である。ここで、描画データは、パターン設計されたＣＡＤデータが描画装置に入力可能なフォーマットに変換されたものである。
【０００５】
ダイ−トゥ−データベース検査では、光源から出射された光が光学系を介して検査対象であるマスクに照射される。マスクはテーブル上に載置されており、テーブルが移動することによって照射された光がマスク上を走査する。マスクを透過または反射した光はレンズを介して画像センサ上に結像し、画像センサで撮像された光学画像は測定データとして比較部へ送られる。比較部では、測定データと設計画像データとがアルゴリズムにしたがって比較される。そして、これらのデータが一致しない場合には欠陥ありと判定される（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１１２１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
また、欠陥検査工程においては、検査結果から作成されたデータを基にモニタに欠陥が表示され、オペレータは、これが本当に問題となる欠陥であるか否かを判定するとともに欠陥を分類する。具体的には、測定データである光学画像と参照画像から比較画像が生成され、比較画像に表示された欠陥がオペレータによってレビューされる。
【０００８】
欠陥検査工程で検出される欠陥の中には、疑似欠陥が含まれる。オペレータの負担を減らし、正確な検査結果を得るためには、疑似欠陥ができるだけ少ないことが好ましい。
【０００９】
疑似欠陥の１つにホワイトスポットと称されるものがある。これは、宇宙線等に起因して生じる疑似欠陥である。
【００１０】
検査工程で使用される画像センサは、宇宙線に対して感度を有する。宇宙線１個あたり１千〜数千個の電子−正孔対が発生するので、画像中の宇宙線が透過した位置には点状の疑似画像が生じる。この画像は、周辺に比べて明るいことから、「ホワイトスポット」と呼ばれる。ホワイトスポットは真正欠陥と紛らわしいため、ホワイトスポットを除去することが必要になる。しかしながら、宇宙線を遮蔽物により除去するのは困難である。
【００１１】
ホワイトスポットは、天文学の用途でも見られる。この場合のホワイトスポットは、天体の画像と紛らわしい。一方、ホワイトスポットは、時間的および空間的にランダムに発生しており、同一の場所にホワイトスポットが複数回発生する確率は極めて低い。そこで、天文学の用途では、１つの対象について複数回の撮像を行い、得られた画像を比較することでホワイトスポットを除去している。
【００１２】
しかしながら、かかる方法を検査工程で発生するホワイトスポットに適用することは難しい。１回の検査工程に要する時間は、天体を撮像する時間に比べて長く、検査工程を複数回繰り返して得られる画像を比較する作業は、生産性を著しく低下させる結果となるからである。また、欠陥検出アルゴリズムによって、疑似欠陥であるか否かの判定精度を向上させるにも限界がある。
【００１３】
本発明は、こうした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、ホワイトスポットを除去して検査精度を向上させることのできる検査装置および検査方法を提供することにある。
【００１４】
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】
【００１５】
本発明の第１の態様は、検査対象に光を照射して光学画像を得る光学画像取得手段と、
検査対象の設計データから参照画像を作成する参照画像作成手段と、
光学画像と参照画像を比較する比較手段とを備えた検査装置において、
光学画像取得手段は、複数の撮像素子が直線状に配列された画像センサを有し、
画像センサによって取得された３ライン分の画像データを蓄積し、この内の中央ラインの各画素について、対象となる画素と、この周囲に隣接する８つの画素との階調値の差を求め、得られた８つの差の全てが閾値を超える場合に対象となる画素を疑似欠陥と判定する疑似欠陥判定処理部を有することを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の第２の態様は、検査対象に光を照射して光学画像を得る光学画像取得工程と、
検査対象の設計データから参照画像を作成する参照画像作成工程と、
光学画像と参照画像を比較する比較工程とを備えた検査方法において、
複数の撮像素子が直線状に配列された画像センサによって取得された３ライン分の画像データを蓄積し、この内の中央ラインの各画素について、対象となる画素と、この周囲に隣接する８つの画素との階調値の差を求め、得られた８つの差の全てが第１の閾値を超える場合に対象となる画素を疑似欠陥と判定する工程を有することを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の第２の態様では、８つの画素について階調値の平均を算出し、得られた値を対象となる画素の階調値と置き換えることが好ましい。
【００１８】
本発明の第２の態様では、疑似欠陥の判定が行われたストライプと同じストライプについて画像センサで光学画像を再度取得し、得られた画像データを前回得られた画像データと置き換えることが好ましい。
【００１９】
本発明の第２の態様では、８つの画素の各階調値を比較し、これらの内の最大値と最小値の差が第２の閾値を超える場合は、対象となる画素を疑似欠陥と判定しないことが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ホワイトスポットを除去して検査精度を向上させることのできる検査装置および検査方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施の形態において、データが蓄積される３つのラインと、対象となる中央ラインの画素と、この周囲に隣接する８つの画素とを示す図である。
【図２】図１の具体例である。
【図３】図１の他の具体例である。
【図４】本実施の形態における検査装置の構成図である。
【図５】本実施の形態におけるデータの流れを示す概念図である。
【図６】本実施の形態の検査工程を示すフローチャートである。
【図７】光学画像の取得手順を説明する図である。
【図８】フィルタ処理を説明する図である。
【図９】本実施の形態の検査工程の他の例を示すフローチャートである。
【図１０】光学画像における画素毎の階調値を示した一例である。
【図１１】ホワイトスポットが発生している領域の階調値を示した一例である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
検査工程では、光源から出射された光が光学系を介して検査対象に照射される。検査対象はテーブル上に載置されており、テーブルが移動することによって照射された光が検査対象上を走査する。検査対象を透過または反射した光は、レンズを介して画像センサ上に結像し、画像センサで光学画像が撮像される。この光学画像は、比較部へ送られ、比較部において、光学画像と手本となる参照画像とが比較される。そして、これらが一致しない場合には欠陥ありと判定される。
【００２３】
光学画像には、画素毎に０階調から２２５階調までのいずれかの値が与えられ、これによって描画パターンや欠陥が表示される。具体的には、光学画像と参照画像を生成した後、これらの階調値の差を求めて比較画像を生成する。２つの画像の間に違いがあれば比較画像に表示されるので、比較画像を見ることで欠陥を特定することができる。
【００２４】
図１０は、画像センサで撮像された光学画像について、画素（ピクセル）毎の階調値を示した一例である。この図で示されている領域に描画パターンがないとすると、欠陥がなければ、どの画素も同じ階調値をとるはずである。しかしながら、図１０では、中央の画素の階調値が１４０であるのに対し、周辺に行くにしたがって、階調値は１２０、１１０、１００と変化する。このことは、この領域に欠陥があることを示している。
【００２５】
真正欠陥（実欠陥）の場合、図１０に示すように、階調値は複数の画素に渡って緩やかに変化する。これに対して、疑似欠陥であるホワイトスポットは、光学画像の１画素（１ピクセル）に発生することが多い。
【００２６】
図１１は、ホワイトスポットが発生している領域の階調値を示した一例である。この図では、中央の画素の階調値のみが２００であり、他の画素の階調値は１００である。このように、ホワイトスポットが発生すると、１画素のみが他の画素と比べて突出した階調値となる。したがって、図１０のように複数の画素に渡って発生する真正欠陥と区別することができる。そこで、本実施の形態では、１画素に発生する欠陥をホワイトスポットとみなし、これを除去することで光学画像から疑似欠陥を除く。
【００２７】
具体的には、複数の撮像素子が直線状に配列された、画像センサとしてのラインセンサで撮像した光学画像について、３ライン分のデータを蓄積する。これらのデータは、画素毎の階調値で表現される。各画素には、０階調から２５５階調のいずれかの値が与えられる。蓄積されたデータの内、中央ラインの各画素について、対象となる画素と、この周囲に隣接する８つの画素との階調値の差を求める。得られた８つの差の全てが予め定められた閾値を超える場合、対象となる画素をホワイトスポットによる疑似欠陥と判定する。
【００２８】
図１は、データが蓄積される３つのライン（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）と、対象となる中央ラインの画素（Ｐ５）と、この周囲に隣接する８つの画素（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９）とを示したものである。
【００２９】
図１において、各画素の階調値をそれぞれ次のように定義する。
2012251785.tif 000003
【００３０】
上記ａ〜ｉの間に下記の全ての関係が成立するとき、画素Ｐ５はホワイトスポットであると判定する。但し、Ｘは閾値であり、ユーザが適宜設定できる。
2012251785.tif 000004
【００３１】
図２は、図１の具体例であり、ａ〜ｉの各値は次の通りである。
2012251785.tif 000005
【００３２】
閾値Ｘ＝３０とすれば、画素Ｐ５の階調値ｅとの差は、いずれも閾値より大きい。したがって、この場合は、画素Ｐ５はホワイトスポットによる疑似欠陥と判定する。
【００３３】
画素Ｐ５が疑似欠陥と判定されると、画素Ｐ５の値について補完処理を行う。具体的には、周囲の８つの画素（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９）について階調値の平均を算出し、得られた値を画素Ｐ５の階調値と置き換える。例えば、図２において、８つの画素（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９）の平均値は、
2012251785.tif 000006
であるので、画素Ｐ５の階調値５０を平均値１０５に置き換える。これにより、画素Ｐ５のセンサデータは欠陥とはみなされなくなる。すなわち、光学画像から疑似欠陥が除かれる。
【００３４】
本実施の形態においては、上記の補完処理に代えて、疑似欠陥の判定が行われたストライプと同じストライプについて画像センサで光学画像を再度取得し、得られた画像データを前回得られた画像データと置き換える処理を行うこともできる。
【００３５】
画素Ｐ５がホワイトスポットであると判定された場合、同じ場所、すなわち、同じストライプをラインセンサで再度スキャンする。ホワイトスポットは、時間的および空間的にランダムに発生しており、同一の場所にホワイトスポットが複数回発生する確率は極めて低い。したがって、同じストライプを再度スキャンすることにより、画素Ｐ５の階調値は、周囲の画素の階調値との差が閾値Ｘ以下の値になると考えられる。そこで、再度のスキャンで得られた画像データを前回得られた画像データと置き換えて、新たな階調値を適用することにより、画素Ｐ５のセンサデータは欠陥とはみなされなくなる。
【００３６】
このように、１画素に発生する欠陥をホワイトスポットとみなし、これを除去することで、複数回の検査処理を行うことなしに光学画像から疑似欠陥を除くことができる。
【００３７】
但し、下記の（１）または（２）に該当する場合は、画素Ｐ５と、周囲の８つの画素（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９）との差がいずれも閾値Ｘを超えたとしても、画素Ｐ５をホワイトスポットとは判定しないことにする。
【００３８】
（１）８つの画素（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９）の各階調値を比較し、これらの内の最大値と最小値の差が所定の閾値（Ｙ）を超える場合
この場合は、対象とする画素（Ｐ５）がパターンエッジ上にある可能性が高い。ここで、パターエッジとは、パターンのあるところとパターンのないところの境界である。真正欠陥は、一般に、パターンエッジに発生しやすい。そこで、かかる真正欠陥が見逃されないようにするため、画素Ｐ５をホワイトスポットとはみなさない。
【００３９】
図３に具体例を示す。この場合、ａ〜ｉの各値は次の通りである。
2012251785.tif 000007
【００４０】
閾値Ｘ＝３０とすれば、画素Ｐ５の階調値ｅとの差は、いずれも閾値より大きい。一方、８つの画素（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９）の各階調値を比較すると、最大値は２１０、最小値は８０であり、差は１３０である。閾値Ｙ＝１１０とすれば、最大値と最小値の差は閾値より大きい。そこで、かかる場合には、画素Ｐ５をホワイトスポットとはみなさないことにする。
【００４１】
（２）検査対象を透過した光をラインセンサ上に結像して得られた光学画像と、検査対象から反射した光を別のラインセンサ上に結像して得られた光学画像とを比較し、同じ位置にある画素Ｐ５について双方でホワイトスポットと判定された場合
検査対象を透過した光をラインセンサ（第１のラインセンサ）上に結像し、取得された３ライン分の画像データを蓄積する。また、検査対象から反射した光を別のラインセンサ（第２のラインセンサ）上に結像し、取得された３ライン分の画像データを蓄積する。第１のラインセンサによって取得された３ライン分の内の中央ラインの各画素について、対象となる画素と、この周囲に隣接する画素との階調値の差を求める。同様に、第２のラインセンサによって取得された３ライン分の内の中央ラインの各画素についても、対象となる画素と、この周囲に隣接する画素との階調値の差を求める。同一の対象画素について、得られた差の全てが閾値Ｘを超える場合は、かかる対象となる画素を疑似欠陥とは判定しない。尚、２つのラインセンサを用いずに、１つのラインセンサで、第１のラインセンサと第２のラインセンサの役割を果たすようにしてもよい。
【００４２】
ホワイトスポットは、時間的および空間的にランダムに発生しており、同一の場所にホワイトスポットが複数回発生する確率は極めて低い。したがって、図１の例でいえば、透過像と反射像の同じ位置にある画素Ｐ５について、ホワイトスポットと思われる階調値が得られた場合には、この画素Ｐ５をホワイトスポットとは判定しない。
【００４３】
上記（１）と（２）の除外判定を設けることで、真正欠陥を疑似欠陥と誤認するおそれを低減することができる。
【００４４】
図４は、本実施の形態における検査装置１００の構成図である。本実施の形態においては、フォトリソグラフィ法などで使用されるマスクを検査対象としているが、ウェハを検査対象としてもよい。
【００４５】
図４に示すように、検査装置１００は、光学画像取得部Ａと制御部Ｂを有する。
【００４６】
光学画像取得部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ＸＹθテーブル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、疑似欠陥判定処理部１２１と、レーザ測長システム１２２と、オートローダ１３０とを有する。
【００４７】
制御部Ｂでは、検査装置１００全体の制御を司る制御計算機１１０が、データ伝送路となるバス１２０を介して、位置回路１０７、比較回路１０８、参照回路１１２、展開回路１１１、オートローダ制御回路１１３、テーブル制御回路１１４、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１１６、ＣＲＴ１１７、パターンモニタ１１８およびプリンタ１１９に接続されている。ＸＹθテーブル１０２は、テーブル制御回路１１４によって制御されたＸ軸モータ、Ｙ軸モータおよびθ軸モータによって駆動される。これらのモータには、例えば、ステップモータを用いることができる。
【００４８】
データベース方式の基準データとなる設計パターンデータは、磁気ディスク装置１０９に格納されており、検査の進行に合わせて読み出されて展開回路１１１に送られる。展開回路１１１では、設計パターンデータがイメージデータ（設計画素データ）に変換される。その後、このイメージデータは、参照回路１１２に送られて参照データの生成に用いられる。
【００４９】
尚、図４では、本実施の形態で必要な構成要素を記載しているが、マスクを検査するのに必要な他の公知要素が含まれていてもよい。
【００５０】
図５は、本実施の形態におけるデータの流れを示す概念図である。
【００５１】
図５に示すように、設計者（ユーザ）が作成したＣＡＤデータ２０１は、階層化されたフォーマットの設計中間データ２０２に変換される。設計中間データ２０２には、レイヤ（層）毎に作成されて各マスクに形成されるパターンデータが格納される。ここで、一般に、描画装置３００は、設計中間データ２０２を直接読み込めるようには構成されていない。すなわち、描画装置３００の製造メーカ毎に、異なるフォーマットデータが用いられている。このため、設計中間データ２０２は、レイヤ毎に各描画装置に固有のフォーマットデータ２０３に変換された後に描画装置３００に入力される。同様に、検査装置１００も設計中間データ２０２を直接読み込めるようには構成されておらず、描画装置３００と互換性のあるフォーマットデータ２０３に変換された上でデータ入力される。尚、検査装置１００に固有のフォーマットデータに変換された上でデータ入力される場合もある。
【００５２】
図６は、検査工程を示すフローチャートである。
【００５３】
図６に示すように、検査工程は、光学画像取得工程（Ｓ１）と、疑似欠陥判定処理工程（Ｓ２）と、設計パターンデータの記憶工程（Ｓ３）と、設計画像データ生成工程の一例となる展開工程（Ｓ４）およびフィルタ処理工程（Ｓ５）と、比較工程（Ｓ６）とを有する。
【００５４】
＜光学画像取得工程＞
Ｓ１の光学画像取得工程では、図４の光学画像取得部Ａが、フォトマスク１０１の光学画像（測定データ）を取得する。ここで、光学画像は、設計パターン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画像である。光学画像の具体的な取得方法は、例えば、次に示す通りである。
【００５５】
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および回転方向に移動可能に設けられたＸＹθテーブル１０２上に載置される。そして、フォトマスク１０１に形成されたパターンに対し、ＸＹθテーブル１０２の上方に配置された光源１０３から光が照射される。より詳しくは、光源１０３から照射される光束が、照明光学系１７０を介してフォトマスク１０１に照射される。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およびセンサ回路１０６が配置されている。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する。ここで、拡大光学系１０４は、図示しない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構成されていてもよい。
【００５６】
図７は、光学画像の取得手順を説明する図である。
【００５７】
検査領域は、図７に示すように、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、さら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、図４の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７に示されるようなスキャン幅Ｗの画像が連続的に入力される。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の画像が連続的に入力される。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、ＸＹθテーブル１０２が移動する。このように、連続的に画像を取得していくことで、無駄な処理時間が短縮される。
【００５８】
図４のフォトダイオードアレイ１０５上に結像したパターンの像は、フォトダイオードアレイ１０５によって光電変換され、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。フォトダイオードアレイ１０５には、センサが配置されている。本実施の形態では、ＣＣＤカメラを一列に並べたラインセンサが用いられる。ラインセンサの例としては、ＴＤＩ（タイムディレイインテグレータ）センサが挙げられる。ＸＹθテーブル１０２がＸ軸方向に連続的に移動しながら、ＴＤＩセンサによってフォトマスク１０１のパターンが撮像される。ここで、光源１０３、拡大光学系１０４、フォトダイオードアレイ１０５およびセンサ回路１０６により高倍率の検査光学系が構成される。
【００５９】
ＸＹθテーブル１０２は、制御計算機１１０の制御の下、テーブル制御回路１１４によって駆動され、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軸モータ、Ｙ軸モータ、θ軸モータには、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により測定されて位置回路１０７に送られる。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、検査終了後には自動的に排出される様になっている。
【００６０】
＜疑似欠陥判定処理工程＞
図４において、センサ回路１０６から出力された測定データ（光学画像）は、疑似欠陥判定処理部１２１へ送られる。疑似欠陥判定処理部１２１は、図６の疑似欠陥判定処理工程（Ｓ２）を行う。
【００６１】
本実施の形態においては、ラインセンサで撮像した光学画像について、メモリ１２１ａで３ライン分のデータが蓄積される（Ｓ２１）。
【００６２】
メモリ１２１ａに蓄積されたデータは、画素毎の階調値で表現される。各画素には、０階調から２５５階調のいずれかの値が与えられる。本実施の形態においては、蓄積されたデータの内、中央ラインの各画素について、対象となる画素と、この周囲に隣接する８つの画素との階調値の差を求める。
【００６３】
次に、Ｓ２２において、１画素に発生する欠陥があるか否かを判定する。具体的には、３ラインの内の中央ラインに位置する対象画素の階調値と、この周囲に隣接する８つの画素の階調値との差を求めて、得られた８つの差の全てが予め定められた閾値を超えるか否かを調べる。８つの差の全てが閾値を超える場合には、対象となる画素を１画素に発生する欠陥、すなわち、ホワイトスポットによる疑似欠陥と判定する。但し、（１）８つの画素（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９）の各階調値を比較し、これらの内の最大値と最小値の差が所定の閾値（Ｙ）を超える場合、または、（２）検査対象を透過した光をラインセンサ上に結像して得られた光学画像と、検査対象から反射した光を別のラインセンサ上に結像して得られた光学画像とを比較し、同じ位置にある画素Ｐ５について双方でホワイトスポットと判定された場合には、対象画素をホワイトスポットとは判定しない。
【００６４】
Ｓ２２において、１画素に発生する欠陥があると判定された場合には、Ｓ２３に進んで補完処理を行う。具体的には、周囲の８つの画素について階調値の平均を算出し、得られた値を対象画素の階調値と置き換える。これにより、対象画素のセンサデータは欠陥とはみなされなくなる。すなわち、光学画像から疑似欠陥が除かれたデータが比較回路１０８へ送られる。このデータは、例えば８ビットの符号なしデータであり、各画素の明るさの階調が表現されたものである。尚、比較回路１０８へは、位置回路１０７から出力されたＸＹθテーブル１０２上でのフォトマスク１０１の位置を示すデータも送られる。
【００６５】
一方、Ｓ２２において、１画素に発生する欠陥がないと判定された場合には、Ｓ１で得られた光学画像が比較回路１０８へ送られる。
【００６６】
＜記憶工程＞
図６のＳ３は記憶工程であり、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データが、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。
【００６７】
設計パターンに含まれる図形は、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、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。
【００６８】
さらに、数十μｍ程度の範囲に存在する図形の集合を一般にクラスタまたはセルと称するが、これを用いてデータを階層化することが行われている。クラスタまたはセルには、各種図形を単独で配置したり、ある間隔で繰り返し配置したりする場合の配置座標や繰り返し記述も定義される。クラスタまたはセルデータは、さらにフレームまたはストライプと称される、幅が数百μｍであって、長さがフォトマスクのＸ方向またはＹ方向の全長に対応する１００ｍｍ程度の短冊状領域に配置される。
【００６９】
＜展開工程＞
図６のＳ４は展開工程である。この工程においては、図４の展開回路１１１が、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データを読み出し、読み出されたフォトマスク１０１の設計パターンデータを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。そして、このイメージデータは参照回路１１２に送られる。
【００７０】
図形データとなる設計パターンデータが展開回路１１１に入力されると、展開回路１１１は、設計パターン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２値ないしは多値の設計画像データを展開する。展開された設計画像データは、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を演算する。そして、各画素内の図形占有率が画素値となる。
【００７１】
＜フィルタ処理工程＞
図６のＳ５はフィルタ処理工程である。この工程では、参照回路１１２によって、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が施される。
【００７２】
図８は、フィルタ処理を説明する図である。
【００７３】
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、言い換えれば連続的に変化するアナログ状態にある。したがって、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にも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。このようにして光学画像と比較する参照画像を作成する。
【００７４】
＜比較工程＞
上述したように、疑似欠陥判定処理部１２１からの光学画像データは比較回路１０８へ送られる。このデータには、センサ回路１０６からの光学画像データと、かかる光学画像データから疑似欠陥が除かれたデータの双方が含まれる。また、設計パターンデータも、展開回路１１１および参照回路１１２により設計画像データに変換されて比較回路１０８に送られる。
【００７５】
比較回路１０８では，疑似欠陥判定処理部１２１から送られた光学画像と、参照回路１１２で生成した参照画像とが、適切な比較判定アルゴリズムを用いて比較され、誤差が所定の値を超えた場合にその箇所は欠陥と判定される。欠陥と判定された場合には、その座標と、欠陥判定の根拠となった光学画像および参照画像とを検査結果として保存する。
【００７６】
本実施の形態によれば、１画素に発生する欠陥をホワイトスポットとみなし、これを光学画像データから除去する。これにより、疑似欠陥を低減できるので、比較回路１０８における判定精度を向上させることができる。
【００７７】
本発明の検査装置システム４００は、検査装置１００と、検査結果を閲覧するためのレビュー装置５００とを有する（図５）。レビュー装置５００を用いて、オペレータは、上記の検査結果を基にレビューを行う。レビューは、オペレータによって、検出された欠陥が問題となるものであるかどうかを判断する動作である。本実施の形態では、１画素に発生する欠陥をホワイトスポットとみなし、これを光学画像データから除去することで疑似欠陥を低減するので、レビュー工程におけるオペレータの負担を軽減できる。
【００７８】
図９は、検査工程の他の例を示すフローチャートである。この例において、疑似欠陥判定処理工程（Ｓ１２）以外の他の工程（Ｓ１１、Ｓ１３〜Ｓ１６）は、図６で説明した工程（Ｓ１、Ｓ３〜Ｓ６）と同じであるので説明を省略する。
【００７９】
図４において、センサ回路１０６から出力された測定データ（光学画像）は、疑似欠陥判定処理部１２１へ送られる。疑似欠陥判定処理部１２１は、図９の疑似欠陥判定処理工程（Ｓ１２）を行う。
【００８０】
本実施の形態においては、ラインセンサで撮像した光学画像について、メモリ１２１ａで３ライン分のデータが蓄積される（Ｓ１２１）。
【００８１】
メモリ１２１ａに蓄積されたデータは、画素毎の階調値で表現される。各画素には、０階調から２５５階調のいずれかの値が与えられる。本実施の形態においては、蓄積されたデータの内、中央ラインの各画素について、対象となる画素と、この周囲に隣接する８つの画素との階調値の差を求める。
【００８２】
次に、Ｓ１２２において、１画素に発生する欠陥があるか否かを判定する。具体的には、３ラインの内の中央ラインに位置する対象画素の階調値と、この周囲に隣接する８つの画素の階調値との差を求めて、得られた８つの差の全てが予め定められた閾値を超えるか否かを調べる。８つの差の全てが閾値を超える場合には、対象となる画素を１画素に発生する欠陥、すなわち、ホワイトスポットによる疑似欠陥と判定する。但し、（１）８つの画素（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９）の各階調値を比較し、これらの内の最大値と最小値の差が所定の閾値（Ｙ）を超える場合、または、（２）検査対象を透過した光をラインセンサ上に結像して得られた光学画像と、検査対象から反射した光を別のラインセンサ上に結像して得られた光学画像とを比較し、同じ位置にある画素Ｐ５について双方でホワイトスポットと判定された場合には、対象画素をホワイトスポットとは判定しない。
【００８３】
Ｓ１２２において、１画素に発生する欠陥があると判定された場合には、Ｓ１２３に進んで光学画像取得工程を行う。この工程は、Ｓ１１と同じであり、Ｓ１２２で疑似欠陥の判定が行われたストライプと同じストライプをラインセンサで再度スキャンする。ホワイトスポットは、時間的および空間的にランダムに発生しており、同一の場所にホワイトスポットが複数回発生する確率は極めて低い。したがって、再度スキャンすることにより、対象画素の階調値は、周囲の画素の階調値との差が閾値以下の値になると考えられる。そこで、再度のスキャンで得られた画像データを前回得られた画像データと置き換えて、新たな階調値を適用することにより、画素Ｐ５のセンサデータは欠陥とはみなされなくなる。すなわち、光学画像から疑似欠陥が除かれたデータが比較回路１０８へ送られる。このデータは、例えば８ビットの符号なしデータであり、各画素の明るさの階調が表現されたものである。尚、比較回路１０８へは、位置回路１０７から出力されたＸＹθテーブル１０２上でのフォトマスク１０１の位置を示すデータも送られる。
【００８４】
一方、Ｓ１２２において、１画素に発生する欠陥がないと判定された場合には、Ｓ１１で得られた光学画像が比較回路１０８へ送られる。
【００８５】
以上述べたように、本発明によれば、１画素に発生する欠陥をホワイトスポットとみなし、これを光学画像データから除去する。これにより、複数回の検査処理を行うことなしに、光学画像から疑似欠陥を除くことができる。したがって、レビュー工程におけるオペレータの負担を軽減し、検査精度を向上させることができる。
【００８６】
本発明は上記各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。
【００８７】
例えば、上記実施の形態では、ダイ−トゥ−データベース方式を例に説明したが、欠陥検査の方法はダイ−トゥ−ダイ方式であってもよい。
【００８８】
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パターン検査装置またはパターン検査方法は、本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００８９】
１  直線
２  パターンエッジ
２０  検査ストライプ
１００  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
１１３  オートローダ制御回路
１１４  テーブル制御回路
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  疑似欠陥判定処理部
１２１ａ  メモリ
１２２  レーザ測長システム
１３０  オートローダ
１７０  照明光学系
２０１  ＣＡＤデータ
２０２  設計中間データ
２０３  フォーマットデータ
３００  描画装置
４００  検査装置システム
５００  レビュー装置
【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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【図１１】
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