特許 6170707 検査方法および検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6170707

(24)【登録日】2017年7月7日

(45)【発行日】2017年7月26日

(54)【発明の名称】検査方法および検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/956 20060101AFI20170713BHJP

【ＦＩ】

   G01N21/956 A

【請求項の数】12

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2013-75922(P2013-75922)

(22)【出願日】2013年4月1日

(65)【公開番号】特開2014-202482(P2014-202482A)

(43)【公開日】2014年10月27日

【審査請求日】2016年2月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】504162958

【氏名又は名称】株式会社ニューフレアテクノロジー

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100075672

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100189913

【弁理士】

【氏名又は名称】鵜飼 健

(74)【代理人】

【識別番号】100120569

【弁理士】

【氏名又は名称】大阿久 敦子

(72)【発明者】

【氏名】武田 雅矢

(72)【発明者】

【氏名】磯村 育直

【審査官】 蔵田 真彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１７３０７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０４０８７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／００４４２０５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０６−２９４７５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０７７３９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−４０３７０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２１／８４−２１／９５８

Ｇ０１Ｂ １１／００−１１／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

繰り返しパターンを有する複数のダイが設けられた試料の光学画像を取得する工程と、
前記繰り返しパターンの光学画像同士をダイ−トゥ−ダイ方式で比較して、欠陥のあるダイの光学画像を検出する工程と、
取得された前記試料の光学画像を用いて、前記試料の複数の地点でパターンに関連する寸法を測定する工程と、
前記試料の光学画像の複数の地点の各々で測定された前記パターンに関連する寸法と前記試料の基準となる光学画像における対応するパターンに関連する寸法との間の寸法差および寸法比率の少なくとも一方を求める工程と、
前記欠陥が検出された光学画像を有するダイのパターンに関連する寸法差または寸法比率に最も近い寸法差または寸法比率のパターンを有するダイを抽出する工程と、
前記欠陥が検出されたダイの光学画像と、前記抽出されたダイの光学画像とを、ダイ−トゥ−ダイ方式によって比較し、前記欠陥が検出されたダイの光学画像から再度欠陥が検出された場合には該欠陥に関する情報を保存し、前記欠陥が検出されたダイの光学画像から欠陥が検出されない場合には、該ダイの光学画像には欠陥がないと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】

前記試料の光学画像を取得する工程では、前記試料をＸ軸方向またはＹ軸方向に沿って短冊状に複数のストライプで仮想分割するとともに、前記試料をＸ軸方向とＹ軸方向に移動可能なＸＹテーブルの上に載置し、前記ストライプが連続的に走査されるように前記ＸＹテーブルを移動させ、
前記欠陥が検出された光学画像を有するダイのパターンに関連する寸法差または寸法比率に最も近い寸法差または寸法比率のパターンを有するダイを抽出する工程では、前記欠陥が検出された光学画像を有するダイのＸ軸方向およびＹ軸方向の少なくとも一方と同じ方向に位置するダイが優先して抽出され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】

前記寸法差および前記寸法比率の少なくとも一方から、前記試料の面内におけるパターンに関連する前記寸法差または寸法比率の分布を求める工程を有し、
前記分布を用いて、前記欠陥が検出されたダイの光学画像における欠陥位置のパターンに関連する寸法差または寸法比率に最も近い寸法差または寸法比率に関連するパターンを有するダイを抽出することを特徴とする請求項１または２に記載の検査方法。

【請求項4】

繰り返しパターンを有する複数のダイが設けられた試料の光学画像を取得する工程と、
取得された前記試料の光学画像を用いて、前記試料の複数の地点でパターンに関連する寸法を測定する工程と、
前記試料の複数の地点の各々で測定された前記パターンに関連する寸法と前記試料の基準となる光学画像における対応するパターンに関連する寸法との間の寸法差および寸法比率の少なくとも一方を求める工程と、
前記複数のダイのそれぞれについて、寸法差または寸法比率が最も近い関連するパターンを有するダイを抽出する工程と、
前記複数のダイの各光学画像を、寸法差または寸法比率が最も近い関連するパターンを有するダイの各光学画像とダイ−トゥ−ダイ方式によって比較し、欠陥が検出された場合には該欠陥に関する情報を保存し、欠陥が検出されない場合には欠陥はないと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】

前記試料の光学画像を取得する工程では、前記試料をＸ軸方向またはＹ軸方向に沿って短冊状に複数のストライプで仮想分割するとともに、前記試料をＸ軸方向とＹ軸方向に移動可能なＸＹテーブルの上に載置し、前記ストライプが連続的に走査されるように前記ＸＹテーブルを移動させ、
前記寸法差または寸法比率が最も近い関連するパターンを有するダイを抽出する工程では、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の少なくとも一方について、前記複数のダイのそれぞれと同じ方向に位置するダイが優先して抽出されることを特徴とする請求項４に記載の検査方法。

【請求項6】

前記寸法差および前記寸法比率の少なくとも一方から、前記試料の面内におけるパターンに関連する前記寸法差または寸法比率の分布を求める工程を有し、
前記分布を用いて、前記寸法差または寸法比率が最も近い関連するパターンを有するダイを抽出することを特徴とする請求項４または５に記載の検査方法。

【請求項7】

前記寸法差は、前記繰り返しパターンの線幅の差、または、前記繰り返しパターンの線間距離の差であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の検査方法。

【請求項8】

前記寸法比率は、前記繰り返しパターンの線幅の比率、または、前記繰り返しパターンの線間距離の比率であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の検査方法。

【請求項9】

繰り返しパターンを有する複数のダイが設けられた試料の光学画像を取得する光学画像取得部と、
前記光学画像取得部から出力された光学画像同士をダイ−トゥ−ダイ方式によって比較して欠陥のあるダイの光学画像を検出する第１の比較部と、
取得された前記試料の光学画像を用いて、前記試料の複数の地点でパターンに関連する寸法を測定する寸法測定部と、
前記試料の光学画像の複数の地点の各々で測定された前記パターンに関連する寸法と前記試料の基準となる光学画像における対応するパターンに関連する寸法と間の寸法差および寸法比率の少なくとも一方を求める寸法差または寸法比率取得部と、
前記第１の比較部で欠陥が検出されたダイの光学画像と、該光学画像を有するダイのパターンに関連した寸法差または寸法比率と寸法差または寸法比率が最も近い寸法差または寸法比率のパターンを有するダイの光学画像とを、ダイ−トゥ−ダイ方式によって比較する第２の比較部と、
前記第２の比較部での比較により、前記第１の比較部で欠陥が検出されたダイの光学画像から再度欠陥が検出された場合には該欠陥に関する情報を保存し、前記第１の比較部で欠陥が検出されたダイの光学画像から欠陥が検出されない場合には、該ダイの光学画像には欠陥がないとする制御部とを有することを特徴とする検査装置。

【請求項10】

前記寸法差／寸法比率取得部から出力された、前記寸法差および前記寸法比率の少なくとも一方から、前記試料の面内におけるパターンに関連する前記寸法差または寸法比率の分布を求める寸法分布取得部を有し、
前記制御部は、前記寸法分布取得部から出力された前記分布を用いて、前記欠陥が検出されたダイの光学画像における欠陥位置のパターンに関連する寸法差または寸法比率に最も近い寸法差または寸法比率に関連するパターンを有するダイの光学画像を抽出し、前記第２の比較部に出力することを特徴とする請求項９に記載の検査装置。

【請求項11】

繰り返しパターンを有する複数のダイが設けられた試料の光学画像を取得する光学画像取得部と、
取得された前記試料の光学画像を用いて、前記試料の複数の地点でパターンに関連する寸法を測定する寸法測定部と、
前記試料の複数の地点の各々で測定された前記パターンに関連する寸法と前記試料の基準となる光学画像における対応するパターンに関連する寸法との間の寸法差および寸法比率の少なくとも一方を求める寸法差または寸法比率取得部と、
前記ダイの光学画像と、該光学画像を有するダイのパターンに関連する寸法差または寸法比率に最も近い寸法差または寸法比率に関連するパターンを有するダイの光学画像とを、ダイ−トゥ−ダイ方式によって比較する比較部と、
前記比較部での比較により、欠陥が検出された場合には該欠陥に関する情報を保存し、欠陥が検出されない場合には欠陥はないとする制御部とを有することを特徴とする検査装置。

【請求項12】

前記寸法差／寸法比率取得部から出力された、前記寸法差および前記寸法比率の少なくとも一方から、前記試料の面内におけるパターンに関連する前記寸法差または寸法比率の分布を求める寸法分布取得部を有し、
前記制御部は、前記寸法分布取得部から出力された前記分布を用いて、前記寸法差または寸法比率が最も近いパターンを有するダイの光学画像を抽出し、前記比較部に出力することを特徴とする請求項１１に記載の検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、検査方法および検査装置に関する。

【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狭小化の一途を辿っている。例えば、最近の代表的なロジックデバイスでは、数十ｎｍの線幅のパターン形成が要求される状況となってきている。

【0003】

多大な製造コストのかかるＬＳＩにとって、製造工程における歩留まりの向上は欠かせない。ここで、半導体素子は、その製造工程において、ステッパまたはスキャナと呼ばれる縮小投影露光装置により、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。）がウェハ上に露光転写される。そして、半導体素子の歩留まりを低下させる大きな要因として、マスクパターンの形状欠陥が挙げられる。

【0004】

ウェハ上に形成されるＬＳＩパターンの寸法が微細化していることに伴って、マスクパターンの形状欠陥も微細化している。また、マスクの寸法精度を高めることで、プロセス諸条件の変動を吸収しようとしてきたこともあり、マスク検査においては、極めて小さなパターンの欠陥を検出することが必要になっている。また、その際に、マスク面内におけるパターンの線幅寸法や位置ずれ量の変動も考慮して欠陥判定を行うことも求められている。例えば、特許文献１には、マスク上における微細な欠陥を検出できる検査装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第４２３６８２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来のマスク検査では、もっぱらパターンの形状欠陥を検出することを目的としており、それに適した欠陥判定のアルゴリズムや、欠陥の記録方法が工夫されてきた。また、マスク検査装置においては、パターンの寸法変動に起因するＬＳＩの製造マージン不足が課題とされていることに対応して、寸法変動による欠陥を検出する機能が充実してきている。しかし、最近のマスクパターンにおいては、形状欠陥や線幅変動として指摘されるべき欠陥の寸法が、マスク全面での寸法変動（寸法分布）と同等程度になってきている。このため、検出される欠陥の数が膨大になるという問題があった。

【0007】

また、欠陥検出をする手法の１つに、ダイ−トゥ−ダイ（Ｄｉｅ ｔｏ Ｄｉｅ）比較方式があるが、この方式によって寸法の異なる領域のチップ同士を比較しようとすると、寸法バイアス（偏差）を有したパターン同士が比較されることになる。このため、欠陥として検出する必要のない形状や線幅を欠陥としてしまう場合があった。

【0008】

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、不必要な欠陥検出を低減することのできる検査方法および検査装置を提供することにある。

【0009】

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】

【0010】

本発明の第１の態様は、繰り返しパターンを有する複数のダイが設けられた試料の光学画像を取得する工程と、
前記繰り返しパターンの光学画像同士をダイ−トゥ−ダイ方式で比較して、欠陥のある光学画像を検出する工程と、
前記繰り返しパターンの光学画像と、該繰り返しパターンとダイ−トゥ−ダイ方式によって比較された光学画像の繰り返しパターンとの寸法差および寸法比率の少なくとも一方を求める工程と、
前記欠陥が検出された光学画像を有するダイと最も欠陥位置の寸法差または寸法比率が近いダイを抽出する工程と、
前記欠陥が検出された光学画像と、該光学画像を有するダイと最も欠陥位置の寸法差または寸法比率が近いダイの光学画像とを、ダイ−トゥ−ダイ方式によって比較し、前記欠陥が検出された光学画像から再度欠陥が検出された場合には該欠陥に関する情報を保存し、前記欠陥が検出された光学画像から欠陥が検出されない場合には、該光学画像には欠陥がないとする工程とを有することを特徴とする検査方法に関する。

【0011】

本発明の第１の態様において、前記試料の光学画像を取得する工程では、前記試料をＸ軸方向またはＹ軸方向に沿って短冊状に複数のストライプで仮想分割するとともに、前記試料をＸ軸方向とＹ軸方向に移動可能なＸＹテーブルの上に載置し、前記ストライプが連続的に走査されるように前記ＸＹテーブルを移動させ、
前記欠陥が検出された光学画像を有するダイと最も欠陥位置の寸法差または寸法比率が近いダイを抽出する工程では、前記欠陥が検出された光学画像を有するダイのＸ軸方向およびＹ軸方向の少なくとも一方と同じ方向に位置するダイが優先して抽出されることが好ましい。

【0012】

本発明の第１の態様は、前記寸法差および前記寸法比率の少なくとも一方から、前記繰り返しパターンの寸法分布を求める工程を有し、
前記寸法分布を用いて、前記最も欠陥位置の寸法差または寸法比率が近いダイを抽出することが好ましい。

【0013】

本発明の第１の態様において、前記寸法差は、前記繰り返しパターンの線幅の差、または、前記繰り返しパターンの線間距離の差であることが好ましい。

【0014】

本発明の第１の態様において、前記寸法比率は、前記繰り返しパターンの線幅の比率、または、前記繰り返しパターンの線間距離の比率であることが好ましい。

【0015】

本発明の第２の態様は、繰り返しパターンを有する複数のダイが設けられた試料の光学画像を取得する工程と、
前記繰り返しパターンの光学画像同士をダイ−トゥ−ダイ方式で比較する工程と、
前記繰り返しパターンの光学画像と、該繰り返しパターンとダイ−トゥ−ダイ方式によって比較された光学画像の繰り返しパターンとの寸法差および寸法比率の少なくとも一方を求める工程と、
前記複数のダイのそれぞれについて、最も寸法差または寸法比率の分布が近いダイを抽出する工程と、
前記複数のダイの各光学画像を、最も寸法差または寸法比率の分布が近いダイの各光学画像とダイ−トゥ−ダイ方式によって比較し、欠陥が検出された場合には該欠陥に関する情報を保存し、欠陥が検出されない場合には欠陥はないとす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２の態様において、前記試料の光学画像を取得する工程では、前記試料をＸ軸方向またはＹ軸方向に沿って短冊状に複数のストライプで仮想分割するとともに、前記試料をＸ軸方向とＹ軸方向に移動可能なＸＹテーブルの上に載置し、前記ストライプが連続的に走査されるように前記ＸＹテーブルを移動させ、
前記最も寸法差または寸法比率の分布が近いダイを抽出する工程では、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の少なくとも一方について、前記複数のダイのそれぞれと同じ方向に位置するダイが優先して抽出されることが好ましい。

【0017】

本発明の第２の態様は、前記寸法差および前記寸法比率の少なくとも一方から、前記繰り返しパターンの寸法分布を求める工程を有し、
前記寸法分布を用いて、前記最も寸法差または寸法比率の分布が近いダイを抽出することが好ましい。

【0018】

本発明の第２の態様において、前記寸法差は、前記繰り返しパターンの線幅の差、または、前記繰り返しパターンの線間距離の差であることが好ましい。

【0019】

本発明の第２の態様において、前記寸法比率は、前記繰り返しパターンの線幅の比率、または、前記繰り返しパターンの線間距離の比率であることが好ましい。

【0020】

本発明の第３の態様は、試料の光学画像を取得する光学画像取得部と、
前記光学画像取得部から出力された光学画像同士をダイ−トゥ−ダイ方式によって比較して欠陥のある光学画像を検出する第１の比較部と、
前記光学画像のパターンと、該光学画像とダイ−トゥ−ダイ方式によって比較された光学画像のパターンとの寸法差および寸法比率の少なくとも一方を求める寸法差／寸法比率取得部と、
前記第１の比較部で欠陥が検出された光学画像と、該光学画像を有するダイと最も欠陥位置の寸法差または寸法比率が近いダイの光学画像とを、ダイ−トゥ−ダイ方式によって比較する第２の比較部と、
前記第２の比較部での比較により、前記第１の比較部で欠陥が検出された光学画像から再度欠陥が検出された場合には該欠陥に関する情報を保存し、前記第１の比較部で欠陥が検出された光学画像から欠陥が検出されない場合には、該光学画像には欠陥がないとする制御部とを有することを特徴とする検査装置に関する。

【0021】

本発明の第３の態様は、前記寸法差／寸法比率取得部から出力された、前記寸法差および前記寸法比率の少なくとも一方から、前記パターンの寸法分布を求める寸法分布取得部を有し、
前記制御部は、前記寸法分布取得部から出力された前記寸法分布を用いて、前記最も欠陥位置の寸法差または寸法比率が近いダイを抽出し、前記第２の比較部に出力することが好ましい。

【0022】

本発明の第４の態様は、試料の光学画像を取得する光学画像取得部と、
前記光学画像取得部から出力された光学画像同士をダイ−トゥ−ダイ方式によって比較する第１の比較部と、
前記光学画像のパターンと、該光学画像とダイ−トゥ−ダイ方式によって比較された光学画像のパターンとの寸法差および寸法比率の少なくとも一方を求める寸法差／寸法比率取得部と、
前記光学画像と、該光学画像を有するダイと最も寸法差または寸法比率の分布が近いダイの光学画像とを、ダイ−トゥ−ダイ方式によって比較する第２の比較部と、
前記第２の比較部での比較により、欠陥が検出された場合には該欠陥に関する情報を保存し、欠陥が検出されない場合には欠陥はないとする制御部とを有することを特徴とする検査装置に関する。

【0023】

本発明の第４の態様は、前記寸法差／寸法比率取得部から出力された、前記寸法差および前記寸法比率の少なくとも一方から、前記パターンの寸法分布を求める寸法分布取得部を有し、
前記制御部は、前記寸法分布取得部から出力された前記寸法分布を用いて、前記最も寸法差または寸法比率の分布が近いダイを抽出し、前記第２の比較部に出力することが好ましい。

【発明の効果】

【0024】

本発明の第１の態様によれば、不必要な欠陥検出を低減することのできる検査方法が提供される。

【0025】

本発明の第２の態様によれば、本来検出されるべき欠陥を検出する一方、不必要な欠陥検出を低減することのできる検査方法が提供される。

【0026】

本発明の第３の態様によれば、不必要な欠陥検出を低減することのできる検査装置が提供される。

【0027】

本発明の第４の態様によれば、本来検出されるべき欠陥を検出する一方、不必要な欠陥検出を低減することのできる検査装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】実施の形態１および２における検査装置の概略構成図である。

【図2】図１の検査装置におけるデータの流れを示す図である。

【図3】マスクに形成されたパターンを一部拡大して示した図である。

【図4】光学画像の取得手順を説明する図である。

【図5】マスクのＣＤマップの一例である。

【図6】図５のＸ−Ｘ'線に沿う断面に対応する寸法差分布を示す図である。

【図7】実施の形態１の検査方法の要部を示すフローチャートである。

【図8】図５のＸ−Ｘ'線に沿う断面に対応する寸法差分布を示す図である

【図9】図５のＸ−Ｘ'線に沿う断面に対応する寸法差分布を示す図である

【図10】実施の形態２の検査方法の要部を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0029】

実施の形態１．
図１は、本実施の形態における検査装置の概略構成図である。また、図２は、図１の検査装置におけるデータの流れを示す図である。尚、これらの図では、本実施の形態で必要な要素を記載しているが、検査に必要な他の公知要素が含まれていてもよい。また、本明細書において、「〜部」または「〜回路」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、磁気ディスク装置等の記録装置に記録される。

【0030】

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、これに限られるものではなく、例えば、ウェハを検査対象としてもよい。

【0031】

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等を行う構成部Ｂとを有する。

【0032】

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、レーザ測長システム１２２と、オートローダ１３０とを有する。

【0033】

構成部Ａでは、検査対象となるマスク１０１の光学画像、すなわち、マスク採取データ２０４が取得される。マスク採取データ２０４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画像である。例えば、マスク採取データ２０４は、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。

【0034】

マスク１０１は、ＸＹθテーブル１０２上に載置される。すると、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を介してマスク１０１に照射される。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。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。

【0035】

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に構成されていてもよい。さらに、図示しないが、検査装置１００は、マスク１０１の下方から光を照射し、拡大光学系を介してフォトダイオードアレイに反射光を導く構成としてもよい。この構成によれば、透過光と反射光による各光学画像を同時に取得することが可能である。

【0036】

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。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、ＴＤＩ（Ｔｉｍｅ Ｄｅｌａｙ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）センサなどが挙げられる。この場合、ＸＹθテーブル１０２が連続的に移動しながら、ＴＤＩセンサによってマスク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。

【0037】

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、比較部の一例となる比較回路１０８、寸法差／寸法比率取得部の一例となる寸法測定回路１２５、寸法分布取得部の一例となるマップ作成回路１２６、オートローダ制御部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。

【0038】

図１で「〜部」または「〜回路」と記載したものは、既に述べたように、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１０９に記録されることができる。例えば、オートローダ制御回路１１３、テーブル制御回路１１４、比較回路１０８および位置回路１０７内の各回路は、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。

【0039】

制御計算機１１０は、テーブル制御回路１１４を制御して、ＸＹθテーブル１０２を駆動する。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。

【0040】

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。

【0041】

比較回路１０８では、ダイ−トゥ−ダイ（Ｄｉｅ ｔｏ Ｄｉｅ）比較方式による検査が行われる。この方式は、同一のマスク内であって、そ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における同一パターンの光学画像同士を比較する検査方法である。例えば、検査対象となるマスクには、通常、半導体ウェハに転写される、同じ集積回路のパターンが多数繰り返して形成されている。繰り返し単位は、同じ大きさの矩形を呈しており、互いに切り離されるとダイ（Ｄｉｅ）と称される。１つのダイには、通常、１単位の集積回路などが形成されている。

【0042】

図３は、マスク１０１に形成された繰り返しパターンを一部拡大して示した図である。この例では、マスク１０１に複数のチップパターンが形成されている。ダイ−トゥ−ダイ比較方式では、例えば、ｎ番目のチップの光学画像が検査画像であるとすると、（ｎ−１）番目のチップの光学画像が比較すべき基準画像となる。

【0043】

検査対象である光学画像と、基準画像である光学画像とは、適切な比較判定アルゴリズムを用いて比較される。図１の構成であれば、透過画像同士での比較となるが、反射光学系を用いた構成であれば、反射画像同士での比較、あるいは、透過と反射を組み合わせた比較判定アルゴリズムが用いられる。比較の結果、両者の差異が所定の閾値を超えた場合には、その箇所が欠陥と判定される。

【0044】

例えば、ｎ番目のチップの光学画像と、（ｎ−１）番目のチップの光学画像とを比較したとき、欠陥がなければ、これらの画像は同じとなるはずである。したがって、これらの差分画像において、その差分量が大きい箇所を欠陥として抽出することができる。ここで、２つの画像同士を比較しただけでは、どちらのダイに欠陥があるかを判定することができない。そこで、同じパターンを有する少なくとも３つ以上の画像を用いて比較を行い、その多数決によって欠陥のあるダイを決定する。例えば、（ｎ−２）番目のチップと（ｎ−１）番目のチップを比較し、さらに、（ｎ−１）番目のチップとｎ番目のチップを比較する。これにより、欠陥のあるチップを特定することができる。

【0045】

本実施の形態において、マスク採取データ２０４は、寸法測定回路１２５へも送られる。寸法測定回路１２５では、マスク採取データ２０４から、マスク１０１に描画されたパターンの寸法（Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ；以下、ＣＤと称す。）が測定される。例えば、ラインパターンであれば、その線幅が測定される。そして、ダイ−トゥ−ダイ比較方式で検査対象となる光学画像と、基準となる光学画像とにおけるパターンの寸法差（ΔＣＤ）が求められる。

【0046】

。
寸法測定回路１２５におけるパターンの寸法測定は、マスク１０１の光学画像を取得するのと並行して行われる。但し、これに限られるものではなく、例えば、比較回路１０８で検査を行うのと並行して、寸法測定回路１２５でパターンの寸法測定を行ってもよい。

【0047】

寸法測定回路１２５で得られたΔＣＤ値は、寸法分布取得部としてのマップ作成回路１２６へ送られる。マップ作成回路１２６では、送られたΔＣＤ値を基に、例えば、マスク１０１の面内におけるパターン線幅の寸法差マップ（ΔＣＤマップ）が作成される。作成されたΔＣＤマップは、磁気ディスク装置１０９に保存される。尚、検査装置１００は、必ずしもマップ作成回路１２６を有している必要はなく、寸法測定回路１２５がマップ作成機能を有していてもよく、あるいは、外部の計算機などによってマップを作成してもよい。さらに、マップを作成せずに、寸法測定回路１２５で得られたΔＣＤ値を用いて、後述する再検査を行うことも可能である。

【0048】

次に、図１の検査装置１００を用いてマスク１０１を検査する方法の一例を述べる。

【0049】

＜光学画像取得工程＞
図１の構成部Ａにおいて、マスク１０１の光学画像が取得される。図４は、光学画像の取得手順を説明する図である。尚、既に述べたように、光学画像は、図２のマスク採取データ２０４に対応する。

【0050】

図４でマスク１０１は、図１のＸＹθテーブル１０２の上に載置されているものとする。また、マスク１０１上の検査領域は、図４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２０_１，２０_２，２０_３，２０_４，・・・に仮想的に分割されている。各ストライプは、例えば、幅が数百μｍであって、長さがマスク１０１のＸ方向またはＹ方向の全長に対応する１００ｍｍ程度の領域とすることができる。

【0051】

光学画像は、ストライプ毎に取得される。すなわち、図４で光学画像を取得する際には、各ストライプ２０_１，２０_２，２０_３，２０_４，・・・が連続的に走査されるように、ＸＹθテーブル１０２の動作が制御される。具体的には、ＸＹθテーブル１０２が図４の−Ｘ方向に移動しながら、マスク１０１の光学画像が取得される。そして、図１のフォトダイオードアレイ１０５に、図４に示されるような走査幅Ｗの画像が連続的に入力される。すなわち、第１のストライプ２０_１における画像を取得した後、第２のストライプ２０_２における画像を取得する。この場合、ＸＹθテーブル１０２が−Ｙ方向にステップ移動した後、第１のストライプ２０_１における画像の取得時の方向（−Ｘ方向）とは逆方向（Ｘ方向）に移動しながら光学画像を取得して、走査幅Ｗの画像がフォトダイオードアレイ１０５に連続的に入力される。第３のストライプ２０_３における画像を取得する場合には、ＸＹθテーブル１０２が−Ｙ方向にステップ移動した後、第２のストライプ２０_２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２０_１における画像を取得した方向（−Ｘ方向）に、ＸＹθテーブル１０２が移動する。尚、図４の矢印は、光学画像が取得される方向と順序を示しており、斜線部分は、光学画像の取得が済んだ領域を表している。

【0052】

光学画像が取得されていく様子は、図３によっても説明される。図３において、マスク１０１の所定領域には、２ｎ個のチップパターンが形成されている。センサは、１チップ目、２チップ目、３チップ目、・・・、（ｎ−１）チップ目、ｎチップ目の順に、Ｘ方向にパターンを撮像していく。ｎチップ目を撮像した後、センサは見掛け上Ｙ方向に移動し、次いで、（ｎ＋１）チップ目、（ｎ＋２）チップ目、・・・、（２ｎ−２）チップ目、（２ｎ−１）チップ目、２ｎチップ目の順に撮像する。

【0053】

図１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。その後、光学画像、すなわち、マスク採取データ２０４は、センサ回路１０６から図１の比較回路１０８へ送られる。

【0054】

＜ダイ−トゥ−ダイ比較工程＞
比較回路１０８は、第１の比較部と第２の比較部とを有している。本実施の形態では、まず、第１の比較部において、マスク採取データ２０４同士が、ダイ−トゥ−ダイ方式によって比較される。具体的には、検査対象となるデータと、欠陥判定の基準となるデータとが、適切な比較判定アルゴリズムを用いて比較される。そして、両者の差が所定の閾値を超える場合に欠陥と判定される。

【0055】

例えば、マスク１０１に格子状のチップパターンが形成されているとする。ダイ−トゥ−ダイ比較方式では、マスク上に繰り返し形成されたチップ同士が比較される。例えば、検査対象としてｎ番目のチップを考える。このパターンと、（ｎ−１）番目のチップの光学画像におけるパターンとの差が所定の閾値を超える場合、ｎ番目のチップには欠陥があると判定される。但し、欠陥の判定には、３つ以上のチップを用いた比較が必要である。例えば、（ｎ−２）番目のチップと（ｎ−１）番目のチップを比較し、さらに、（ｎ−１）番目のチップとｎ番目のチップを比較する。これにより、ｎ番目のチップに欠陥があるか否かを判定することができる。

【0056】

＜寸法測定工程＞
寸法測定工程では、マスク採取データから、マスク１０１に描画されたパターンの寸法（ＣＤ）が測定され、次いで、ダイ−トゥ−ダイ比較方式で検査対象となる光学画像と、基準となる光学画像とにおけるパターンの寸法差（ΔＣＤ）が求められる。図１の検査装置１００では、寸法測定回路１２５が、センサ回路１０６から出力されたマスク採取データ２０４を用いて、パターンの寸法（ＣＤ）を測定し、さらに、この値を用いて光学画像同士のパターンの寸法差（ΔＣＤ）を求める。このとき、位置回路１０７から送られた、ＸＹθテーブル１０２上でのマスク１０１の位置情報が加味される。パターンの寸法差（ΔＣＤ）は、パターン線幅の寸法差でもよく、パターン線幅の寸法比率でもよい。あるいは、パターン間距離の差や、パターン間距離の比率であってもよい。さらには、これらを任意に組み合わせて複数の寸法差を求めてもよい。

【0057】

検査が行われている間に、寸法測定回路１２５で寸法（ＣＤ）を測定する頻度は、例えば、図４のストライプ（２０_１，２０_２，２０_３，２０_４，・・・）の長さ方向（Ｘ方向）に適当数（例えば、１０００点程度）のサンプル採取を行う毎とし、ストライプの幅方向（Ｙ方向）にも、Ｘ方向と同程度の数のサンプルが採取される毎とすることができる。寸法測定が行われる候補点付近においては、エッジペアの間隔の測定が可能な適当なラインパターンが用いられる。この場合、エッジペアは１つとしてもよいが、複数箇所のエッジペアを用いて寸法（ＣＤ）を測定し、得られた値の度数を集計して、その度数分布の集計結果から最も頻度の高い値（最頻値）を代表値として用いることが好ましい。尚、候補点付近にエッジペアが見つからなかったり、エッジペアの数が少なかったりする場合には、寸法（ＣＤ）を測定しなくてもよく、あるいは、限られたサンプル数から最頻値を求めてもよい。

【0058】

＜マップ作成工程＞
寸法測定回路１２５でパターンの寸法差（ΔＣＤ）が求められると、得られたデータはマップ作成回路１２６へ送られる。マップ作成回路１２６では、蓄積されたΔＣＤ値から、マスク面内での寸法分布を表すΔＣＤマップが作成される。このマップによれば、マスク１０１の検査領域において、パターンの線幅が細くなっている領域や太くなっている領域を容易に把握することができる。例えば、パターンの描画に使用される描画装置にマスクの特定部分で線幅が細くなる傾向があれば、そうした傾向を把握可能である。また、検査対象となるダイと同じまたは類似したΔＣＤ値を有するダイを、このマップを用いて探索することができる。さらに、検出された欠陥位置のΔＣＤ値と同じまたは類似したΔＣＤ値を有するダイも探索可能である。

【0059】

ところで、ダイ−トゥ−ダイ比較方式による検査は、基本的にチップ全体を検査範囲としており、距離の離れたダイ同士が比較されるため、マスク面内での寸法分布の影響を受けやすい。寸法の異なる領域のチップ同士が比較されると、寸法バイアス（偏差）を有したパターン同士が比較されることとなって、欠陥として検出する必要のない形状や線幅を欠陥としてしまうことがある。

【0060】

図５は、マスクのＣＤマップの一例である。点線で囲まれた単位領域は、１つのダイ領域を表している。この例では、中央に近い領域で線幅が太くなっており、マスクの周辺部では線幅が細くなる傾向にある。図６は、図５のＸ−Ｘ'線に沿う断面に対応する寸法差分布を示す図である。

【0061】

ダイ−トゥ−ダイ比較方式では、図５のダイＡとダイＢが比較される。ここで、ダイＡの寸法分布とダイＢの寸法分布とは、図６に示すように異なっている。つまり、ダイＡとダイＢとは、寸法バイアス（偏差）を有した状態で比較されることになる。マスク面内での寸法変動が、形状欠陥や線幅変動として指摘されるべき欠陥の寸法と同等程度になると、ダイＡに本来検出するべき欠陥がなかったとしても、ダイＢとの比較からは寸法分布の差によって欠陥があると判定されることがある。そこで、こうした場合には、ダイＡとダイＢを比較するのではなく、ダイＡの寸法分布と近い寸法分布を有するダイＣをダイＡと比較するのがよい。

【0062】

具体的には、第１の比較部で検出した欠陥が真に検出すべきものであるか否かを判定するため、ＣＤマップを参照して、欠陥位置の寸法差と最も近い寸法差を有するダイを探し、これと第２の比較部で再度ダイ−トゥ−ダイ比較を行う。上記例であれば、第１の比較部において、ダイＡとダイＢを比較した結果、ダイＡに欠陥があると判定されると、図５のＣＤマップを参照し、ダイＡの欠陥位置と最も寸法差の近いダイＣを抽出する。そして、第２の比較部においてダイＡとダイＣの比較による再検査を行う。再検査によっても欠陥があると判定されれば、マスク検査結果に欠陥として保存する。一方、再検査によって欠陥がないと判定された場合は、マスク検査結果に保存しない。

【0063】

図７は、本実施の形態の検査方法の要部を示すフローチャートである。

【0064】

第１の比較部でダイ−トゥ−ダイ比較を行い、マスク１０１についてｎ（ｎは１以上の整数）個の欠陥が検出されたとする。本実施の形態では、この時点で、マスク１０１のΔＣＤマップが作成されている。

【0065】

次に、最初に欠陥が検出されたダイの欠陥位置と最も寸法差が近いダイを、ΔＣＤマップを用いて抽出する（Ｓ１０１）。この処理は、図１の制御計算機１１０で行うことができる。例えば、制御計算機１１０は、マップ作成回路１２６から出力されたΔＣＤマップを用いて、欠陥位置のΔＣＤ値と最も近いΔＣＤ値を有するダイを抽出して第２の比較部へ出力する。例えば、図５でダイＡが最初に欠陥が検出されたダイであるとすると、ダイＡの欠陥位置と最もΔＣＤ値が近いダイを探索してダイＣを抽出する。尚、ダイＣの他にも、ダイＡと類似したΔＣＤ値を有するダイがある場合には、ＸＹθテーブル１０２の移動の容易性を考慮して、ダイＡのＸ軸方向およびＹ軸方向の少なくとも一方と同じ方向に位置するダイを優先して抽出することが好ましい。例えば、ダイＡとＸ座標またはＹ座標が同じダイが優先して抽出される。

【0066】

尚、本実施の形態では、マップを作成せずに、寸法測定回路１２５で得られたΔＣＤ値から、第１の比較部で欠陥が検出されたダイの欠陥位置と最も近いΔＣＤ値を有するダイを抽出することも可能である。

【0067】

次に、最初に欠陥が検出されたダイの光学画像（α）と、Ｓ１０１で抽出されたダイの光学画像（β）とを、比較回路１０８の第２の比較部でダイ−トゥ−ダイ比較する（Ｓ１０２）。比較の結果、欠陥が検出されれば、Ｓ１０３に進んでマスク検査結果に保存する。例えば、制御計算機１１０によって、欠陥の座標、欠陥判定の根拠となった光学画像などが、マスク検査結果として磁気ディスク装置１０９に保存される。

【0068】

その後、図２に示すように、マスク検査結果２０５はレビュー装置５００に送られる。レビューは、オペレータによって、検出された欠陥が実用上問題となるものであるかどうかを判断する動作である。オペレータは、例えば、欠陥判定の根拠となった基準画像と、欠陥が含まれる光学画像とを見比べて、修正の必要な欠陥であるか否かを判断する。そして、レビュー工程を経て判別された欠陥情報も、図１の磁気ディスク装置１０９に保存される。レビュー装置５００で１つでも修正すべき欠陥が確認されると、マスク１０１は、欠陥情報リスト２０７とともに、検査装置１００の外部装置である修正装置６００に送られる。修正方法は、欠陥のタイプが凸系の欠陥か凹系の欠陥かによって異なるので、欠陥情報リスト２０７には、凹凸の区別を含む欠陥の種別と欠陥の座標が添付される。

【0069】

一方、Ｓ１０２での比較の結果、欠陥が検出されなかった場合には、制御計算機１１０は、第１の比較部で検出された欠陥は欠陥でないと判断してマスク検査結果に保存しない（Ｓ１０４）。尚、制御計算機１１０は、第１の比較部の結果を適当な名称で保存し、検査装置１００を使用するユーザの要求に応じて適宜読み出し可能なようにすることもできる。

【0070】

次に、２番目に欠陥が検出されたダイについても同様の工程を繰り返す。制御計算機１１０は、ｍ番目に欠陥が検出されたダイに対し、再検査によりマスク検査結果への保存の是非を判定した後は、ｍ＝ｎであるか否かを判定することによって、このダイがｎ番目、すなわち、最後に欠陥が検出されたダイであるか否かを判定する。ｍ＝ｎであれば、全ての欠陥についてΔＣＤ値の近いダイとの比較を行ったとして一連の工程を終了する。

【0071】

尚、図７の工程にしたがってｎ個の欠陥を再検査する順序は、欠陥が検出された順序に限られない。例えば、最後に検出された欠陥から始まって、最初に検出された欠陥を最後に再検査することとしてもよく、また、ＸＹθテーブルの移動の効率性を考えて順番を決めてもよい。

【0072】

本実施の形態によれば、類似した寸法差を有するダイ同士で再検査をするので、寸法分布の差による影響を最小限にした状態での比較が可能となる。これにより、検出する必要のない欠陥がマスク検査結果から除かれるので、オペレータがレビューする欠陥数が低減され、検査時間の短縮化に繋がる。また、欠陥情報リストに挙がる欠陥数を低減することにもなるので、マスクの製造歩留まりを向上させることができる。

【0073】

実施の形態２．
実施の形態１では、欠陥が検出されたダイについて、欠陥位置の寸法差と最も近い寸法差を有するダイと比較することで、検出すべき欠陥を有するダイであるか否かを判定した。これに対して、本実施の形態では、全てのダイについて寸法差または寸法比率の分布が近いダイを探して再検査を行う。このようにすることで、欠陥として検出する必要のない形状や線幅を欠陥としてしまう問題を低減できるとともに、検出されるべき欠陥が見逃されるのを防ぐこともできる。

【0074】

以下、本実施の形態の検査方法について説明する。この検査方法は、図１の検査装置１００を用いて実施することができる。

【0075】

本実施の形態の検査方法も、光学画像取得工程、ダイ−トゥ−ダイ比較工程、寸法測定工程およびマップ作成工程を有する。これらは、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。

【0076】

図８および図９は、図５のＸ−Ｘ'線に沿う断面に対応する寸法差の分布を示す図である。尚、図６、図８および図９の横軸はいずれも同じスケールであり、原点の位置も全て同じである。

【0077】

図８は、寸法測定回路で求められたパターンの寸法差（ΔＣＤ）の分布を表している。図８において、ダイＢにある破線で囲んだ部分の寸法差（ΔＣＤ）の絶対値は、他の４点における寸法差（ΔＣＤ）の絶対値よりも小さい。したがって、一見すると、これは欠陥ではないように思われる。一方、１点破線で囲んだ部分の寸法差（ΔＣＤ）の絶対値は、他の２点における寸法差（ΔＣＤ）の絶対値よりも大きい。したがって、ダイＡには欠陥があると判定されるべきであるように思われる。

【0078】

しかしながら、破線で囲んだ部分の周囲は、図６から分かるように、寸法差がプラスとなっている領域である。つまり、周囲の線幅は、基準値より太くなっている。それにも関わらず、破線で囲んだ部分の寸法差はマイナスの値となっていることから、破線で囲んだ部分は、周囲に比較して特異的に細い線幅を有すると言える。これを図示したものが図９である。すなわち、図９では、寸法バイアスが除かれた状態で、ＣＤ値を測定した部分におけるΔＣＤの値が表されている。図９によれば、破線で囲まれた部分の寸法差（ΔＣＤ）の絶対値は他の４点より大きな値となっており、周囲より特異的に細く、欠陥として検出されるべきであることが分かる。

【0079】

一方、図８において、１点破線で囲んだ部分の周囲は、図６から分かるように、寸法差がマイナスとなっている領域である。したがって、図８において、この部分は寸法差が大きなマイナスの値を示しているが、これは、この領域における線幅分布の傾向が加味された結果であると言える。そこで、図９を見ると、１点破線で囲んだ部分の寸法差（ΔＣＤ）はマイナスの値ではあるものの、その値は許容範囲内と言えるものであり、欠陥として検出されるべきではないことが分かる。

【0080】

実施の形態１によれば、図８のダイＡとダイＢの比較により、１点破線で囲んだ部分を欠陥として検出しても、他のダイとの比較による再検査を行うことで、最終的にはこれをマスク検査結果から排除することができる。しかし、ダイＡとダイＢによる比較では、破線で囲んだ部分が欠陥として検出されないため、本来検出されるべき欠陥であるにも関わらず見逃してしまうおそれがある。

【0081】

そこで、本実施の形態では、通常のダイ−トゥ−ダイ比較を行った後、ΔＣＤマップを用いて各ダイと最もΔＣＤ値の分布が近いダイを抽出し、次いで、各ダイについて抽出したダイと再度ダイ−トゥ−ダイ比較を行う。

【0082】

図１０は、本実施の形態の検査方法の要部を示すフローチャートである。尚、この検査方法は、図１の検査装置１００を用いて実施可能であるので、図１および図２も参照しながら説明する。

【0083】

光学画像取得工程で取得されたマスク１０１のマスク採取データ２０４は、センサ回路１０６から比較回路１０８へ送られる。比較回路１０８は、第１の比較部と第２の比較部とを有している。本実施の形態では、まず、第１の比較部において、マスク採取データ２０４同士が、ダイ−トゥ−ダイ方式によって比較される。

【0084】

また、マスク採取データ２０４からマスク１０１のΔＣＤマップが作成される。例えば、マスク１０１の光学画像を取得するのと並行して、寸法測定回路１２５において、マスク１０１のパターンの寸法測定が行われる。但し、これに限られるものではなく、例えば、比較回路１０８で検査を行うのと並行して、寸法測定回路１２５でパターンの寸法測定を行ってもよい。寸法測定回路１２５で得られたΔＣＤ値は、寸法分布取得部としてのマップ作成回路１２６へ送られる。マップ作成回路１２６では、送られたΔＣＤ値を基に、例えば、マスク１０１の面内におけるパターン線幅の寸法差マップ（ΔＣＤマップ）が作成される。作成されたΔＣＤマップは、磁気ディスク装置１０９に保存される。

【0085】

尚、本実施の形態では、必ずしも検査装置１００がマップ作成回路１２６を有している必要はなく、寸法測定回路１２５がマップ作成機能を有していてもよく、あるいは、外部の計算機などによってマップを作成してもよい。

【0086】

次に、図１０に示すように、最初に検査が行われたダイとΔＣＤ値の分布が最も近いダイを、ΔＣＤマップを用いて抽出する（Ｓ２０１）。この処理は、図１の制御計算機１１０で行われる。例えば、制御計算機１１０は、マップ作成回路１２６から出力されたΔＣＤマップを用いて最もΔＣＤ値の分布が近いダイを抽出して第２の比較部へ出力する。尚、最もΔＣＤ値の分布が近いダイが複数ある場合には、ＸＹθテーブル１０２の移動の容易性を考慮し、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の少なくとも一方について、最初に検査が行われたダイと同じ方向に位置するダイが優先して抽出されることが好ましい。例えば、ダイＡとＸ座標またはＹ座標が同じダイが優先して抽出される。

【0087】

本実施の形態では、マップを作成せずに、寸法測定回路１２５で得られたΔＣＤ値から、第１の比較部で検査が行われたダイと最も近いΔＣＤ値の分布を有するダイを抽出することも可能である。

【0088】

次に、最初に欠陥が検出されたダイの光学画像（α）と、Ｓ２０１で抽出されたダイの光学画像（β）とを、比較回路１０８の第２の比較部でダイ−トゥ−ダイ比較する（Ｓ２０２）。比較の結果、欠陥が検出されれば、Ｓ２０３に進んでマスク検査結果に保存する。例えば、制御計算機１１０によって、欠陥の座標、欠陥判定の根拠となった光学画像などが、マスク検査結果として磁気ディスク装置１０９に保存される。

【0089】

その後、図２に示すように、マスク検査結果２０５はレビュー装置５００に送られる。レビューは、オペレータによって、検出された欠陥が実用上問題となるものであるかどうかを判断する動作である。オペレータは、例えば、欠陥判定の根拠となった基準画像と、欠陥が含まれる光学画像とを見比べて、修正の必要な欠陥であるか否かを判断する。そして、レビュー工程を経て判別された欠陥情報も、図１の磁気ディスク装置１０９に保存される。レビュー装置５００で１つでも修正すべき欠陥が確認されると、マスク１０１は、欠陥情報リスト２０７とともに、検査装置１００の外部装置である修正装置６００に送られる。修正方法は、欠陥のタイプが凸系の欠陥か凹系の欠陥かによって異なるので、欠陥情報リスト２０７には、凹凸の区別を含む欠陥の種別と欠陥の座標が添付される。

【0090】

一方、Ｓ２０２での比較の結果、欠陥が検出されなかった場合には、制御計算機１１０は、第１の比較部で検出された欠陥は欠陥でないと判断してマスク検査結果に保存しない（Ｓ２０４）。但し、制御計算機１１０は、第１の比較部の結果を適当な名称で保存し、検査装置１００を使用するユーザの要求に応じて適宜読み出し可能なようにすることもできる。

【0091】

次に、２番目に欠陥が検出されたダイについても同様の工程を繰り返す。制御計算機１１０は、ｍ番目に欠陥が検出されたダイに対し、再検査により欠陥リストへの登録の是非を判定した後は、ｍ＝ｎであるか否かを判定することによって、このダイがｎ番目、すなわち、最後に欠陥が検出されたダイであるか否かを判定する。ｍ＝ｎであれば、全ての欠陥についてΔＣＤ値の近いダイとの比較を行ったとして一連の工程を終了する。

【0092】

尚、図１０の工程にしたがって欠陥を再検査する順序は、欠陥が検出された順序に限られない。例えば、最後に検出された欠陥から始まって、最初に検出された欠陥を最後に再検査することとしてもよく、また、ＸＹθテーブルの移動の効率性を考えて順番を決めてもよい。

【0093】

本実施の形態によれば、全てのダイについて、各ダイと類似したΔＣＤ値の分布を有するダイを抽出し、次いで、類似したΔＣＤ値の分布を有するダイ同士で再検査をする。これにより、寸法分布の差による影響が最小限となった状態での比較が可能となるので、検出する必要のない欠陥をマスク検査結果から除くことができる。したがって、オペレータがレビューする欠陥数を低減し、検査時間を短縮することができる。また、欠陥情報リストに挙がる欠陥数を低減して、マスクの製造歩留まりを向上させることができる。さらに、全てのダイについて、寸法分布の差の影響を最小限にした状態で再検査をすることで、本来検出されるべき欠陥が見逃されるのを防ぐことができる。

【0094】

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。

【0095】

例えば、上記各実施の形態において、マップ作成回路１２６で作成されたマップは、ウェハなどにマスク１０１のパターンを転写する際に利用することができる。例えば、マスク１０１のパターンをウェハへ転写する露光装置が、照射エネルギー量（ドーズ量）をマップとして入力可能なものであれば、マップ作成回路１２６で作成されたマップを露光装置に入力して、これを照射エネルギー量のマップに換算することで、ウェハに均一な線幅を転写することが可能となる。例えば、マスク１０１で寸法差がマイナス、すなわち、線幅が細くなっている箇所では、ウェハ上に転写されるパターンが太くなるように照射エネルギー量を調整する。一方、マスク１０１で寸法差がプラス、すなわち、線幅が太くなっている箇所では、ウェハ上に転写されるパターンが細くなるように照射エネルギー量を調整する。このようにすることで、パターンに寸法分布を有するマスクであっても、ウェハ上に転写されたパターンの線幅が均一となるようにすることができる。

【0096】

また、上記各実施の形態では、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または検査装置は、本発明の範囲に包含される。
以下、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］
繰り返しパターンを有する複数のダイが設けられた試料の光学画像を取得する工程と、
前記繰り返しパターンの光学画像同士をダイ−トゥ−ダイ方式で比較して、欠陥のある光学画像を検出する工程と、
前記繰り返しパターンの光学画像と、該繰り返しパターンとダイ−トゥ−ダイ方式によって比較された光学画像の繰り返しパターンとの寸法差および寸法比率の少なくとも一方を求める工程と、
前記欠陥が検出された光学画像を有するダイと最も欠陥位置の寸法差または寸法比率が近いダイを抽出する工程と、
前記欠陥が検出された光学画像と、該光学画像を有するダイと最も欠陥位置の寸法差または寸法比率が近いダイの光学画像とを、ダイ−トゥ−ダイ方式によって比較し、前記欠陥が検出された光学画像から再度欠陥が検出された場合には該欠陥に関する情報を保存し、前記欠陥が検出された光学画像から欠陥が検出されない場合には、該光学画像には欠陥がないとする工程とを有することを特徴とする検査方法。
［Ｃ２］
前記試料の光学画像を取得する工程では、前記試料をＸ軸方向またはＹ軸方向に沿って短冊状に複数のストライプで仮想分割するとともに、前記試料をＸ軸方向とＹ軸方向に移動可能なＸＹテーブルの上に載置し、前記ストライプが連続的に走査されるように前記ＸＹテーブルを移動させ、
前記欠陥が検出された光学画像を有するダイと最も欠陥位置の寸法差または寸法比率が近いダイを抽出する工程では、前記欠陥が検出された光学画像を有するダイのＸ軸方向およびＹ軸方向の少なくとも一方と同じ方向に位置するダイが優先して抽出されることを特徴とする［Ｃ１］に記載の検査方法。
［Ｃ３］
前記寸法差および前記寸法比率の少なくとも一方から、前記繰り返しパターンの寸法分布を求める工程を有し、
前記寸法分布を用いて、前記最も欠陥位置の寸法差または寸法比率が近いダイを抽出することを特徴とする［Ｃ１］または［Ｃ２］に記載の検査方法。
［Ｃ４］
繰り返しパターンを有する複数のダイが設けられた試料の光学画像を取得する工程と、
前記繰り返しパターンの光学画像同士をダイ−トゥ−ダイ方式で比較する工程と、
前記繰り返しパターンの光学画像と、該繰り返しパターンとダイ−トゥ−ダイ方式によって比較された光学画像の繰り返しパターンとの寸法差および寸法比率の少なくとも一方を求める工程と、
前記複数のダイのそれぞれについて、最も寸法差または寸法比率の分布が近いダイを抽出する工程と、
前記複数のダイの各光学画像を、最も寸法差または寸法比率の分布が近いダイの各光学画像とダイ−トゥ−ダイ方式によって比較し、欠陥が検出された場合には該欠陥に関する情報を保存し、欠陥が検出されない場合には欠陥はないとする工程とを有することを特徴とする検査方法。
［Ｃ５］
前記試料の光学画像を取得する工程では、前記試料をＸ軸方向またはＹ軸方向に沿って短冊状に複数のストライプで仮想分割するとともに、前記試料をＸ軸方向とＹ軸方向に移動可能なＸＹテーブルの上に載置し、前記ストライプが連続的に走査されるように前記ＸＹテーブルを移動させ、
前記最も寸法差または寸法比率の分布が近いダイを抽出する工程では、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の少なくとも一方について、前記複数のダイのそれぞれと同じ方向に位置するダイが優先して抽出されることを特徴とする［Ｃ４］に記載の検査方法。
［Ｃ６］
前記寸法差および前記寸法比率の少なくとも一方から、前記繰り返しパターンの寸法分布を求める工程を有し、
前記寸法分布を用いて、前記最も寸法差または寸法比率の分布が近いダイを抽出することを特徴とする［Ｃ４］または［Ｃ５］に記載の検査方法。
［Ｃ７］
前記寸法差は、前記繰り返しパターンの線幅の差、または、前記繰り返しパターンの線間距離の差であることを特徴とする［Ｃ１］〜［Ｃ６］のいずれか１項に記載の検査方法。
［Ｃ８］
前記寸法比率は、前記繰り返しパターンの線幅の比率、または、前記繰り返しパターンの線間距離の比率であることを特徴とする［Ｃ１］〜［Ｃ６］のいずれか１項に記載の検査方法。
［Ｃ９］
試料の光学画像を取得する光学画像取得部と、
前記光学画像取得部から出力された光学画像同士をダイ−トゥ−ダイ方式によって比較して欠陥のある光学画像を検出する第１の比較部と、
前記光学画像のパターンと、該光学画像とダイ−トゥ−ダイ方式によって比較された光学画像のパターンとの寸法差および寸法比率の少なくとも一方を求める寸法差／寸法比率取得部と、
前記第１の比較部で欠陥が検出された光学画像と、該光学画像を有するダイと最も欠陥位置の寸法差または寸法比率が近いダイの光学画像とを、ダイ−トゥ−ダイ方式によって比較する第２の比較部と、
前記第２の比較部での比較により、前記第１の比較部で欠陥が検出された光学画像から再度欠陥が検出された場合には該欠陥に関する情報を保存し、前記第１の比較部で欠陥が検出された光学画像から欠陥が検出されない場合には、該光学画像には欠陥がないとする制御部とを有することを特徴とする検査装置。
［Ｃ１０］
前記寸法差／寸法比率取得部から出力された、前記寸法差および前記寸法比率の少なくとも一方から、前記パターンの寸法分布を求める寸法分布取得部を有し、
前記制御部は、前記寸法分布取得部から出力された前記寸法分布を用いて、前記最も欠陥位置の寸法差または寸法比率が近いダイを抽出し、前記第２の比較部に出力することを特徴とする［Ｃ９］に記載の検査装置。
［Ｃ１１］
試料の光学画像を取得する光学画像取得部と、
前記光学画像取得部から出力された光学画像同士をダイ−トゥ−ダイ方式によって比較する第１の比較部と、
前記光学画像のパターンと、該光学画像とダイ−トゥ−ダイ方式によって比較された光学画像のパターンとの寸法差および寸法比率の少なくとも一方を求める寸法差／寸法比率取得部と、
前記光学画像と、該光学画像を有するダイと最も寸法差または寸法比率の分布が近いダイの光学画像とを、ダイ−トゥ−ダイ方式によって比較する第２の比較部と、
前記第２の比較部での比較により、欠陥が検出された場合には該欠陥に関する情報を保存し、欠陥が検出されない場合には欠陥はないとする制御部とを有することを特徴とする検査装置。
［Ｃ１２］
前記寸法差／寸法比率取得部から出力された、前記寸法差および前記寸法比率の少なくとも一方から、前記パターンの寸法分布を求める寸法分布取得部を有し、
前記制御部は、前記寸法分布取得部から出力された前記寸法分布を用いて、前記最も寸法差または寸法比率の分布が近いダイを抽出し、前記第２の比較部に出力することを特徴とする［Ｃ１１］に記載の検査装置。

【符号の説明】

【0097】

１００ 検査装置
１０１ 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
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
１２２ レーザ測長システム
１２５ 寸法測定回路
１２６ マップ作成回路
１３０ オートローダ
１７０ 照明光学系
２０４ マスク採取データ
２０５ マスク検査結果
２０７ 欠陥情報リスト
５００ レビュー装置
６００ 修正装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】