特許 6307367 マスク検査装置、マスク評価方法及びマスク評価システム

(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】6307367

(24)【登録日】2018年3月16日

(45)【発行日】2018年4月4日

(54)【発明の名称】マスク検査装置、マスク評価方法及びマスク評価システム

(51)【国際特許分類】

   G03F 1/84 20120101AFI20180326BHJP

   G01N 21/956 20060101ALI20180326BHJP

【ＦＩ】

   G03F1/84

   G01N21/956 A

【請求項の数】16

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2014-131938(P2014-131938)

(22)【出願日】2014年6月26日

(65)【公開番号】特開2016-9180(P2016-9180A)

(43)【公開日】2016年1月18日

【審査請求日】2017年1月17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】土屋 英雄

(72)【発明者】

【氏名】菊入 信孝

(72)【発明者】

【氏名】磯村 育直

【審査官】 赤尾 隼人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０３９０１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０８９５８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／０１７９７２６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−１７３０７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２４８７６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｆ １／００−１／８６

Ｇ０１Ｎ ２１／８４−２１／９５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

マスクに光を照射して光学画像を取得する光学画像取得部と、
前記マスクの設計データから参照画像を生成する参照画像生成部と、
前記光学画像と前記参照画像を比較して、しきい値に基づき欠陥と判断する箇所の座標を取得する比較部と、
前記取得した欠陥と判断した箇所の座標及び前記欠陥と判断した箇所を包含する前記参照画像を含む前記欠陥に付随する情報を空間像計測装置に供給し、前記空間像計測装置から前記欠陥と判断した箇所の致命度が供給されるインターフェース部と、
を有し、
供給された前記致命度と前記比較部で欠陥の判断に用いる前記しきい値との相関に基づいて前記しきい値を再設定し、
前記致命度は、前記空間像計測装置に用いる前記参照画像から生成され、前記欠陥と判断した箇所の座標に対応する比較基準情報と、前記空間像計測装置で転写露光され、前記欠陥と判断した箇所の座標に対応する空間像とを用いて判断されたものである、
ことを特徴とする、マスク検査装置。

【請求項2】

前記座標を包含する所定寸法範囲を前記設計データのクラスタ又はセルの単位とし、前記設計データと対で使用される検査感度指定用のパターンデータの前記所定寸法範囲と同一な箇所を抽出するパターンデータ抽出部をさらに備え、
前記欠陥に付随する情報は、前記検査感度指定用のパターンデータの前記所定寸法範囲と同一な箇所を含むことを特徴とする、
請求項１に記載のマスク検査装置。

【請求項3】

前記欠陥に付随する情報は、前記欠陥と判断した箇所の光学画像、前記マスクの検査条件、及び前記空間像計測装置の露光条件を含むことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のマスク検査装置。

【請求項4】

前記致命度は、前記比較基準情報と、前記空間像計測装置で転写露光された前記欠陥と判断した箇所に対応した空間像とを用いて得られる線幅及びホール径の誤差の計算値に基づいて判断されたものであることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のマスク検査装置。

【請求項5】

前記相関は、前記致命度が大であると判断されている場合、前記しきい値を小さくするという関係であり、前記致命度が小であると判断されている場合、前記しきい値を大きくするという関係であることを特徴とする、請求項１に記載のマスク検査装置。

【請求項6】

マスクに光を照射して前記マスクの欠陥を検査するマスク検査装置と、露光装置で前記マスクから転写露光される空間像を光学的に模擬する空間像計測装置とを組み合わせてマスクを評価するマスク評価方法であって、
前記マスクに光を照射して取得した光学画像と、前記マスクの設計データから生成した参照画像を比較し、しきい値に基づき欠陥を判断するステップと、
前記設計データから前記比較により欠陥と判断した箇所の座標を取得するステップと、
前記欠陥と判断した箇所の座標及び前記欠陥と判断した箇所を包含する前記参照画像を含む前記欠陥に付随する情報を、前記マスク検査装置から前記空間像計測装置へ供給するステップと、
前記空間像計測装置から前記欠陥と判断した箇所の致命度を受け取るステップと、
受け取った前記致命度と前記欠陥の判断に用いる前記しきい値との相関に基づいて前記しきい値を再設定するステップと、
を含み、
前記致命度は、前記空間像計測装置に用いる前記参照画像から生成され、前記欠陥と判断した箇所の座標に対応する比較基準情報と、前記空間像計測装置で転写露光され、前記欠陥と判断した箇所の座標に対応する空間像とを用いて判断されたものである、
ことを特徴とするマスク評価方法。

【請求項7】

前記座標を包含する所定寸法範囲を前記設計データのクラスタ又はセルの単位とし、前記設計データと対で使用される検査感度指定用のパターンデータの前記所定寸法範囲と同一な箇所を抽出するステップをさらに含み、
前記欠陥に付随する情報は、前記検査感度指定用のパターンデータの前記所定寸法範囲と同一な箇所を含むことを特徴とする、請求項６に記載のマスク評価方法。

【請求項8】

前記欠陥に付随する情報は、前記欠陥と判断した箇所の光学画像、前記マスクの検査条件及び前記空間像計測装置の露光条件を含むことを特徴とする、請求項６又は請求項７に記載のマスク評価方法。

【請求項9】

前記致命度は、前記比較基準情報と、前記空間像計測装置で転写露光された前記欠陥と判断した箇所に対応した空間像とを用いて得られる線幅及びホール径の誤差の計算値に基づいて判断されたものであることを特徴とする、請求項６から請求項８のいずれか１項に記載のマスク評価方法。

【請求項10】

前記相関は、前記致命度が大であると判断されている場合、前記しきい値を小さくするという関係であり、前記致命度が小であると判断されている場合、前記しきい値を大きくするという関係であることを特徴とする、請求項６に記載のマスク評価方法。

【請求項11】

マスクに光を照射して前記マスクの欠陥を検査するマスク検査装置と、露光装置で前記マスクから転写露光される空間像を光学的に模擬する空間像計測装置を組み合わせて、マスクを評価するマスク評価システムであって、
前記マスク検査装置は、
マスクに光を照射して光学画像を取得する光学画像取得部と、
前記マスクの設計データから参照画像を生成する参照画像生成部と、
前記光学画像と前記参照画像を比較して、しきい値に基づき欠陥と判断する箇所の座標を取得する比較部と、
前記欠陥と判断した箇所の座標及び前記欠陥と判断した箇所を包含する前記参照画像を含む前記欠陥に付随する情報を前記空間像計測装置へ供給するインターフェース部と、
を有し、
前記空間像計測装置は、
前記空間像計測装置に用いる前記参照画像から、前記欠陥と判断した箇所の座標に対応する比較基準情報を生成する比較基準情報生成部と、
フィルタを通過した照明光で前記マスクを照明し、アパーチャを介して焦点面に設けられたＣＣＤカメラで転写露光された前記欠陥と判断した箇所に対応した空間像を取得する光学系と、
前記比較基準情報と、前記欠陥と判断した箇所の座標に対応する空間像とを用いて、致命度の判断をする致命度判断部と、
前記致命度を前記マスク検査装置に供給するインターフェース部と、
を有し、
前記マスク検査装置は、前記致命度と前記比較部で欠陥の判断に用いる前記しきい値との相関に基づいて前記しきい値を再設定する、
ことを特徴とするマスク評価システム。

【請求項12】

前記マスク検査装置は、前記座標を包含する所定寸法範囲を前記設計データのクラスタ又はセルの単位とし、前記設計データと対で使用される検査感度指定用のパターンデータの前記所定寸法範囲と同一な箇所を抽出するパターンデータ抽出部をさらに備え、
前記欠陥に付随する情報は、前記検査感度指定用のパターンデータの前記所定寸法範囲と同一な箇所を含むことを特徴とする、
請求項１１に記載のマスク評価システム。

【請求項13】

前記欠陥に付随する情報は、前記欠陥と判断した箇所の光学画像、前記マスクの検査条件、及び前記空間像計測装置の露光条件を含むことを特徴とする、請求項１１又は請求項１２に記載のマスク評価システム。

【請求項14】

前記致命度は、前記比較基準情報と、前記欠陥と判断した箇所に対応した空間像とを用いて得られる線幅及びホール径の誤差の計算値に基づいて判断されることを特徴とする、請求項１１から請求項１３のいずれか１項に記載のマスク評価システム。

【請求項15】

前記相関は、前記致命度が大であると判断されている場合、前記しきい値を小さくするという関係であり、前記致命度が小であると判断されている場合、前記しきい値を大きくするという関係であることを特徴とする、請求項１１に記載のマスク評価システム。

【請求項16】

前記致命度判断部は、前記空間像計測装置から独立した構成であり、前記空間像計測装置から前記比較基準情報と、前記欠陥と判断した箇所に対応した空間像が供給され、前記致命度の判断をすることを特徴とする請求項１１から請求項１５のいずれか１項に記載のマスク評価システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マスク検査装置、マスク評価方法及びマスク評価システムに関する。

【背景技術】

【0002】

大規模集積回路（Large Scale Integration; LSI）の高集積化及び大容量化に伴い、半導体素子に要求される回路寸法は微細化の一途を辿っている。そして、半導体素子においては、回路パターンが形成された原画パターン（マスク又はレチクルを指す。以下では、マスクと総称する。）を用い、いわゆるステッパ又はスキャナ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ている。

【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。一方、最先端のデバイスでは、十数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。ここで、歩留まりを低下させる大きな要因として、マスクパターンの欠陥が挙げられる。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い、マスクパターンの欠陥も微細化している。

【0004】

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。こうしたことから、マスクのパターンを検査する検査装置に対して高い検査精度が要求されている。

【0005】

マスク検査装置では、光源から出射された光が光学系を介してマスクに照射される。マスクはステージ上に保持され載置されており、ステージ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。マスクを透過あるいは反射した光は、レンズを介してセンサに結像する。そして、センサで撮像された光学画像を基にマスクの欠陥検査が行われる。

【0006】

マスク検査装置におけるマスク検査方法としては、ダイ−ダイ比較（Die-to-Die）検査方法と、ダイ−データベース（Die-to-Database）比較検査方法とが知られている。ダイ−ダイ比較検査方法は、異なる位置にある同一パターンの光学画像同士を比較する方法である。一方、ダイ−データベース検査方法は、マスク作成時に使用した描画データから生成される参照画像と、実際のマスクパターンの光学画像とを比較する方法である。

【0007】

光学画像を生成するために、電荷蓄積型のＴＤＩ（Time Delay Integration）センサと、このＴＤＩセンサの出力を増幅するセンサアンプとが用いられている。透過光で検査する場合においては、例えば、ハーフトーン型位相シフトマスクは遮光膜とガラス基板のコントラストがある程度得られるため、クロムマスクと同様に検出光学系で受光したセンサ画像の光強度信号でマスクパターンを認識して欠陥判定を行う手法を採用している。

【0008】

欠陥の形状によっては、マスク面の反射光を利用する方がコントラストを得やすい場合があり、異物検査機能などの用途で反射検査光学系を用いた検査方法もある。また、マスク厚のばらつきによる透過照明光の焦点ズレを容易に補正することにより、検出感度の高い欠陥検査を行う手法を採用している。

【0009】

上記のとおりＬＳＩの微細化に伴い、マスク上のパターンはデータ量と複雑度が急速に増大し、このためマスク検査時間の増大を招いている。また、検出すべき欠陥サイズが微小となるに連れ、マスク検査装置の光学解像度や検出Ｓ／Ｎ比の不足が著しくなり、疑似欠陥の多発を招いている。また、マスク上のパターンは、複雑なＯＰＣ（Optical Proximity Correction）やＲＥＴ（Resolution Enhancement Techniques）パターンが付加された結果、ウェハ上に転写されるべきパターン形状と大幅に乖離したものとなり、欠陥の判定が困難になっている。

【0010】

すなわち、マスク検査装置が検出した欠陥は、マスク上のパターンの形状異常を検出したものであり、実際に、ウェハに露光転写された場合、その欠陥がウェハパターンの線幅誤差やブリッジ欠陥に波及するかは判別できないことがある。

【0011】

マスクの製造を行うマスクショップでは、上記の欠陥の判別において、例えば、マスクが露光装置で転写露光される空間像を光学的に模擬する装置を備えることで対応している。この装置では、欠陥箇所の模擬露光転写橡を得て、欠陥箇所と健全箇所との比較で欠陥箇所のＯＫ（可）又はＮＧ（不可）を判断している。

【0012】

評価装置としては、リソグラフィシミュレーション顕微鏡、すなわち、露光装置でマスクから転写露光される空間像を光学的に模擬する装置が用いられており、実際のウェハ露光条件と等価な光学条件で空間像を観察し、設計データと比較することで欠陥を判断している。

【0013】

露光装置でマスクから転写露光される空間像を光学的に模擬する装置は、例えば、エアリアルイメージ測定システム（Aerial Image Measurement System：カールツァイス社製ＡＩＭＳ(登録商標)）などが知られている（特許文献１参照）。以下、露光装置でマスクから転写露光される空間像を光学的に模擬する装置は、空間像計測装置と総称する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0014】

【特許文献1】特開２００９−１９８７３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0015】

近年のパターン微細化に伴う様々な超解像技術の進歩で、パターンに複雑な形状のＯＰＣパターン（補助パターン）を施し、露光転写されたウェハ上の線幅均質化や位置ずれ補正がなされるようになっている。そして、このような複雑なＯＰＣパターン箇所で欠陥を検出した場合には、ＯＰＣパターンを含めてそのパターンに一致する健全な手本となる箇所が存在しづらくなっている。

【0016】

そこで、空間像計測装置において、マスク検査装置と同様にマスクの設計や描画の元となった設計パターンデータや描画データを取り込んで、転写露光条件を踏まえた理想的な模擬ウェハ空間推定像を得て、健全箇所の手本とする手法が用いられようとしている。

【0017】

マスク検査装置で検出した欠陥は、検査後にオペレータがレビューし、パターン修正の要否を判断して欠陥分類し、修正すべき箇所の座標や画像を添えて修正工程に送る運用が確立している。修正機では、添付された座標と画像を元に修正すべき箇所を特定して、パターンの添削修正を行っている。

【0018】

本発明は、こうした点に鑑みてなされたものであり、マスク検査装置と空間像計測装置の連携方法を工夫することで、マスクの欠陥を、ウェハ空間への転写影響度の尺度で致命度を判断し、修正すべき欠陥のみを指摘し修正することで、マスク製造の製造工程時間の短縮を図ることができ、マスクの検査及び評価の効率を改善できるマスク検査装置、マスク評価方法及びマスク評価システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0019】

本発明の第１の態様は、マスクに光を照射して光学画像を取得する光学画像取得部と、前記マスクの設計データから参照画像を生成する参照画像生成部と、前記光学画像と前記参照画像を比較する比較部と前記比較部が欠陥と判断した箇所の座標を取得し、前記設計データから前記座標を包含する所定寸法範囲のパターンデータを抽出するパターンデータ抽出部と、前記欠陥座標及び前記抽出したパターンデータを含む前記欠陥に付随する情報を、空間像計測装置に供給するインターフェース部とを有することを特徴とするものである。

【0020】

本発明の第１の態様において、前記パターンデータ抽出部は、前記所定寸法範囲を前記設計データのクラスタ又はセルの単位とし抽出するとともに、前記設計データと対で使用される検査感度指定用のパターンデータの前記所定寸法範囲と同一な箇所を抽出することが好ましい。

【0021】

本発明の第１の態様において、前記欠陥に付随する情報は、前記欠陥箇所の光学画像、前記欠陥箇所の参照画像及び前記空間像計測装置の露光条件を含むことが好ましい。

【0022】

本発明の第１の態様において、前記空間像計測装置に用いる参照画像から前記欠陥座標を反映して生成した比較基準情報と、前記空間像計測装置で転写露光された前記欠陥箇所に対応した空間像を用いて、線幅及びホール径の誤差の計算値に基づいて前記欠陥箇所の致命度を判断する致命度判断部から前記致命度が供給され、前記供給された致命度と前記比較部で欠陥の判定に用いるしきい値との相関を生成し、前記相関に基づいて前記しきい値を再設定することが好ましい。

【0023】

本発明の第１の態様において、前記相関は、前記致命度が大であると判断されている場合、前記しきい値を小さくするという関係であり、前記致命度が小であると判断されている場合、前記しきい値を大きくするという関係であることを特徴とすることが好ましい。

【0024】

本発明の第２の態様は、マスクに光を照射して前記マスクの欠陥を検査するマスク検査装置と、露光装置で前記マスクから転写露光される空間像を光学的に模擬する空間像計測装置を組み合わせて、マスクを評価するマスク評価方法であって、前記マスクに光を照射して取得した光学画像と、前記マスクの設計データから生成した参照画像を比較するステップと、前記設計データから前記比較により欠陥と判断した箇所の座標を包含する所定寸法範囲のパターンデータを抽出するステップと、前記欠陥座標及び前記抽出したパターンデータを含む前記欠陥に付随する情報を、前記マスク検査装置から前記空間像計測装置へ供給するステップとを含むことを特徴とするものである。

【0025】

本発明の第２の態様において、前記パターンデータを抽出するステップでは、前記所定寸法範囲を前記設計データのクラスタ又はセルの単位とし、前記設計データと対で使用される検査感度指定用のパターンデータの前記所定寸法範囲と同一な箇所を抽出するステップを含むことが好ましい。

【0026】

本発明の第２の態様において、前記欠陥に付随する情報は、前記欠陥箇所の光学画像、前記マスクの検査条件及び前記空間像計測装置の露光条件を含むことが好ましい。

【0027】

本発明の第２の態様において、前記空間像計測装置に用いる参照画像から前記欠陥座標を反映して生成した比較基準情報と、前記空間像計測装置で転写露光された前記欠陥箇所に対応した空間像を用いて、線幅及びホール径の誤差の計算値に基づいて判断した前記欠陥の致命度を、前記空間像計測装置から前記マスク検査装置に供給するステップと、前記供給された致命度と前記欠陥の判断に用いるしきい値との相関を生成し、前記相関に基づいて前記しきい値を再設定するするステップとを含むことが好ましい。

【0028】

本発明の第２の態様において、前記相関は、前記致命度が大であると判断されている場合、前記しきい値を小さくするという関係であり、前記致命度が小であると判断されている場合、前記しきい値を大きくするという関係であるのが好ましい。

【0029】

本発明の第３の態様は、マスクに光を照射して前記マスクの欠陥を検査するマスク検査装置と、露光装置で前記マスクから転写露光される空間像を光学的に模擬する空間像計測装置を組み合わせて、マスクを評価するマスク評価システムであって、前記マスク検査装置は、マスクに光を照射して光学画像を取得する光学画像取得部と、前記マスクの設計データから参照画像を生成する参照画像生成部と、前記光学画像と前記参照画像を比較する比較部と、前記比較部が欠陥と判断した箇所の座標を取得し、前記設計データから前記座標を包含する所定寸法範囲を抽出するパターンデータ抽出部と、前記欠陥座標及び前記抽出されたパターンデータを含む前記欠陥に付随する情報を、前記空間像計測装置へ供給するインターフェース部とを有し、前記空間像計測装置は、前記空間像計測装置に用いる参照画像から前記欠陥座標を反映して比較基準情報を生成する比較基準情報生成部と、フィルタを通過した照明光で前記マスクを照明し、アパーチャを介して焦点面に設けられたＣＣＤカメラで転写露光された前記欠陥箇所に対応した空間像を取得する光学系と、前記比較基準情報と、前記欠陥箇所に対応した空間像を用いて、線幅及びホール径の誤差の計算値に基づいて致命度の判断をする致命度判断部とを有することを特徴とするものである。

【0030】

本発明の第３の態様において、前記パターンデータ抽出部は、前記所定寸法範囲を前記設計データのクラスタ又はセルの単位とし抽出するとともに、前記設計データと対で使用される検査感度指定用のパターンデータの前記所定寸法範囲と同一な箇所を抽出ことが好ましい。

【0031】

本発明の第３の態様において、前記欠陥に付随する情報は、前記欠陥箇所の光学画像、前記欠陥箇所の参照画像及び前記空間像計測装置の露光条件を含むことが好ましい。

【0032】

本発明の第３の態様において、前記致命度と前記比較部で欠陥の判定に用いるしきい値との相関を生成し、前記相関に基づいて前記しきい値を再設定することが好ましい。

【0033】

本発明の第３の態様において、前記相関は、前記致命度が大であると判断されている場合、前記しきい値を小さくするという関係であり、前記致命度が小であると判断されている場合、前記しきい値を大きくするという関係であることが好ましい。また、前記致命度判断部は、独立した構成であり、前記空間像計測装置から前記比較基準情報と、前記欠陥箇所に対応した空間像が供給され、致命度の判断をすることが好ましい。

【発明の効果】

【0034】

本発明のマスク検査装置、マスク評価方法及びマスク評価システムによれば、マスク検査装置と空間像計測装置の連携方法を工夫することで、マスクの欠陥を、ウェハ空間への転写影響度の尺度で致命度を判断し、修正すべき欠陥のみを指摘し修正することで、マスク製造の製造工程時間の短縮を図ることができ、マスクの検査及び評価の効率を改善できるマスク検査装置、マスク評価方法及びマスク評価システムを提供することにある。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】実施形態のマスク評価システムを示す概略図である。

【図2】実施形態のマスク検査装置を示す概略図である。

【図3】実施形態の空間像計測装置を示す概略図である。

【図4】実施形態のデータの流れを示す模式図である。

【図5】フィルタ処理を示す図である。

【図6】光学画像の取得手順を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0036】

図１は、本発明のマスク評価システムの一例としてのマスク評価システム１００を示す概略図である。

【0037】

図１に示すマスク評価システム１００では、本実施の形態で必要な構成部を記載しているが、検査に必要な他の公知の構成部が含まれていてもよい。また、本明細書において、「〜部」及び「〜回路」などと記載したものは、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、磁気ディスク装置などの記録装置に記録される。

【0038】

図１に示すマスク評価システム１００は、マスク検査装置２００及び空間像計測装置３００を有している。マスク検査装置２００と空間像計測装置３００は、イーサネット（登録商標）などのネットワークを介して接続するか又は専用のデータバスを介して直接的に接続している。マスク検査装置２００及び空間像計測装置３００については、図２及び図３を用いて説明する。

【0039】

図２は、マスク検査装置２００の構成を示す概略図である。

【0040】

図２に示す光学画像を取得する光学画像取得部２１０は、ステージ２、オートローダ制御回路３、オートローダ３Ａ、ステージ制御回路４、モータ４Ａ，４Ｂ，４Ｃ、レーザ測長手段５、位置回路５Ａ、光源６、ビームスプリッタ７、光学系８，９、ＴＤＩセンサ１１，１１Ａ及びセンサアンプ１２で構成されている。以下、マスク検査装置２００の各構成について説明する。

【0041】

マスク検査装置２００は、検査対象であるマスク１を保持するステージ２を有している。マスク１は、オートローダ３Ａからステージ２上に搬送される。オートローダ３Ａは、オートローダ制御回路３により制御される。

【0042】

ステージ２は、駆動手段の一例として、Ｘ方向モータ４Ａと、Ｙ方向モータ４Ｂと、θ方向（水平回転方向）モータ４Ｃとによって、Ｘ方向、Ｙ方向及びθ方向に駆動される。これらのモータ４Ａ，４Ｂ，４Ｃの駆動制御は、ステージ制御回路４によって実行される。

【0043】

ステージ２のＸ方向及びＹ方向の位置は、例えば、レーザ干渉計等のレーザ測長手段５と、このレーザ測長手段５に接続された位置回路５Ａとによって検出される。マスク１は、例えば、Ｘ方向に一定速度で連続移動しながらセンサの撮像が行われ、終端でＹ方向に移動した後、Ｘ方向に逆向きに一定速度で連続移動しながらセンサの撮像を行うといったことを、繰り返して被検査マスクの検査領域全面を撮像する。

【0044】

また、マスク検査装置２００は、光照射手段の一例としてレーザ光を発する光源６を備えている。マスク検査装置２００は、光源６から発せられたレーザ光を、ビームスプリッタ７を介してマスク１に照射し透過させる光学系８と、光源６から発せられたレーザ光を、ビームスプリッタ７を介してマスク１に照射し反射させる光学系９を有している。

【0045】

光学系８は、ミラー８ａ、対物レンズ８ｂ及び画像センサの一例であるＴＤＩセンサ１１に透過光を結像させる対物レンズ８ｃを有している。また、光学系９は、ミラー９ａ、ビームスプリッタ９ｂ及び画像センサの一例であるＴＤＩセンサ１１Ａに反射光を結像させる対物レンズ９ｃを有している。以下、光学系８と光学系９を区別する必要がない場合は、光学系８の構成を用いて説明する。

【0046】

ＴＤＩセンサ１１は、例えば、２０４８画素×５１２画素（１画素が７０ｎｍ×７０ｎｍの場合、１４４μｍ×３６μｍ）の撮像領域を有する２次元のＣＣＤセンサで構成されている。すなわち、ＴＤＩセンサ１１は、ＴＤＩ方向に複数段（例えば、５１２段）のラインによって構成され、各ラインＬは複数の画素（例えば、２０４８画素）によって構成されている。

【0047】

また、ＴＤＩセンサ１１は、ＴＤＩ方向（５１２段方向）とステージ２のＸ方向が一致するように設置され、ステージ２が移動することにより、ＴＤＩセンサ１１がマスク１に対して相対的に移動することになり、ＴＤＩセンサ１１にマスク１のパターンが撮像されることになる。

【0048】

ステージ２の移動方向が反転されると、ＴＤＩセンサ１１の移動方向も反転され、ＴＤＩセンサ１１がマスク１に対して相対的に移動することになる。なお、本実施形態で使用されるマスク検査装置２００では、画像センサとしてＴＤＩセンサ１１を用いているが、ＴＤＩセンサ１１に代えてラインセンサやエリアセンサのような他の画像センサを用いてもよい。

【0049】

ＴＤＩセンサ１１は、センサアンプ１２と接続されている。センサアンプ１２は、ＴＤＩセンサ１１から入力された各画素の光量信号をノーマライズされた光学画像とする。センサアンプ１２から出力された光学画像は、位置回路５Ａから出力されたステージ２でのマスク１の位置を示すデータとともに、比較部の一例である比較回路１５に入力される。

【0050】

また、マスク検査装置２００は、展開回路１３及び光学画像に対する比較基準となる参照画像を生成する参照画像生成部としての参照回路１４を備えている。

【0051】

展開回路１３は、記憶装置２１に記憶されたＣＡＤデータ（作図データ）等を展開し、展開データを参照回路１４に出力する。すなわち、展開回路１３は、例えば、記憶装置２１から制御計算機２０を通して設計パターンデータを読み出し、この読み出された設計パターンデータを二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。

【0052】

参照回路１４は、展開回路１３から入力される展開データにリサイズ処理、コーナー丸め処理及び点広がり分布関数（ＰＳＦ：Point Spread Function）フィルタ処理を一括して施すことにより参照画像を生成し、この参照画像を比較回路１５に出力する。

【0053】

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、例えば、記憶装置２１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１３に送られる。展開回路１３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１４に送られて参照データの生成に用いられる。

【0054】

比較回路１５は、センサアンプ１２から入力された光学画像と、参照回路１４から入力された参照画像を比較する。比較回路１５では、この比較によりパターンの形状の差異に基づいてパターン形状欠陥を検出し、この比較により欠陥と判断した箇所の座標を特定する。

【0055】

比較回路１５では、センサアンプ１２から得られた光学画像と、参照回路１４で生成された参照画像を、適切な比較判定アルゴリズムを用いて比較し、誤差が所定の値を超えた場合にその箇所を欠陥と判断する。欠陥と判断した場合には、例えば、その座標がパターンデータ抽出回路１６に供給され、また、その座標と欠陥判定の根拠となったセンサ撮影画像及び参照画像が、インターフェース１７を介して空間像計測装置３００に供給される。

【0056】

また、比較回路１５の検査結果は、例えば、記憶装置２１に格納され、その後、オペレータが格納された検査結果を記憶装置２１から読み出してディスプレイなどの表示装置２２に表示させ確認することができる。なお、記憶装置２１は、例えば、磁気ディスク装置、磁気テープ装置、ＦＤ、半導体メモリなどである。

【0057】

なお、比較回路１５では、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、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が、透過画像同士での比較、反射画像同士での比較であってもよい。

【0058】

パターンデータ抽出部の一例としてのパターンデータ抽出回路１６は、比較回路１５が欠陥と判断し特定した箇所の座標を取得し、設計データから座標を包含する所定寸法範囲の設計パターンデータを抽出する所定寸法範囲を抽出する。

【0059】

すなわち、パターンデータ抽出回路１６は、設計パターンデータと欠陥個所の座標を用いて、設計パターンデータから欠陥箇所付近のパターンを視認するのに必要な分だけのデータを抽出する。このデータは、図形記述の集合体であるクラスタ、セル、フレーム又はストライプと呼ぶ集合体が階層的に表現されているものであり、所定寸法範囲は、例えば、クラスタ又はセルの単位である。なお、この所定寸法範囲は、実用的には一辺数十から数百ミクロン程度の矩形領域である。

【0060】

また、パターンデータ抽出回路１６は、設計データと対で使用される検査感度指定用のパターンデータの所定寸法範囲と同一な箇所を抽出する。すなわち、参照画像を生成するのに使用したパターンデータを処理するとともに、そのパターンデータと対になって使用される検査感度指定用のパターンデータについても、座標同一な箇所を抽出する。

【0061】

検査感度指定用のパターンデータは、各パターンの重要度を設計パターンデータに加えてパターン重要度情報として明示したものである。このような重要度情報を抽出することで、パターンの重要度の高い欠陥箇所を優先して評価できる。

【0062】

インターフェース部の一例としてのインターフェース１７は、パターンデータ抽出回路１６で抽出されたパターンデータを含む欠陥に付随する情報を、空間像計測装置３００へ供給するように構成されている。

【0063】

欠陥に付随する情報は、欠陥座標、欠陥箇所の光学画像、マスクの検査条件及び空間像計測装置３００の露光条件などである。欠陥に付随する情報は、参照回路１４、比較回路１５、パターンデータ抽出回路１６、記憶装置２１などから、インターフェース１７を介して空間像計測装置３００に供給されるものであり、上記の例示に限定されず、空間像計測装置３００が必要とする情報であればよい。

【0064】

マスク検査装置２００は、通常のパターン欠陥検査のほか、センサアンプ１２のオフセット及びゲインの調整、ステージ２のアライメントなどの全体的な制御を実行する制御計算機２０を備えている。この制御計算機２０には、上記の位置回路５Ａ、オートローダ制御回路３、ステージ制御回路４、展開回路１３、参照回路１４、比較回路１５、パターンデータ抽出回路１６、インターフェース１７、記憶装置２１、表示装置２２などが接続されている。

【0065】

図３は、空間像計測装置３００の構成を示す概略図である。空間像計測装置３００は、半導体用露光装置と同じ波長の光源を有し、露光装置と等価の照明光学系を持つリソグラフィシミュレーション顕微鏡の一例である。

【0066】

図３に示すように、空間像計測装置３００は、比較基準情報生成部３１０、光学系３２０及致命度判断部３３０を有し、光学系３２０は、瞳フィルタなどのフィルタ３２１、アパーチャ３２２及びＣＣＤカメラ３２３を有する。なお、空間像計測装置３００は、マスク検査装置２００と同様に全体の制御を実行する制御計算機、マスク検査装置２００に対するインターフェース部などを備えているが省略する。

【0067】

比較基準情報生成部３１０は、空間像計測装置３００に用いる参照画像から上記の欠陥に付随する情報として供給された欠陥箇所を反映して比較基準情報を生成する。すなわち、この比較基準情報は、マスク検査装置２００で欠陥と判断された情報、つまり欠陥座標や抽出されたパターンデータなどの情報を反映させて、空間像計測装置３００で用いる参照画像から欠陥に対応する情報を生成している。

【0068】

空間像計測装置３００に載置されたマスク１には、照明光が照射される。この照明光は、フィルタ３２１を通過してマスク１に照射され、アパーチャ３２２を介して焦点面に設けられたＣＣＤカメラ３２３で転写露光される。すなわち、空間像計測装置３００では、マスク１の欠陥箇所を転写露光することで空間像を採取する。

【0069】

致命度判断部３３０は、欠陥箇所に基づいた参照画像から生成された比較基準情報と、欠陥箇所に基づいた空間像を用いて致命度を判断する。具体的には、上記の比較基準情報と空間像に基づいて、線幅及びホール径の誤差の計算値を求め、致命度の判断をする。なお、本実施形態では、致命度判断部３３０は、空間像計測装置３００の構成としているが、これに限定されない。例えば、致命度判断部は、独立した装置として、空間像計測装置３００から比較基準情報と、欠陥箇所に対応した空間像が供給され、致命度の判断をする構成であってもよい。

【0070】

致命度判断部３３０で判断された致命度は、空間像計測装置３００からマスク検査装置２００に供給される。そして、供給された致命度と比較回路１５で欠陥の判定に用いるしきい値との相関が生成される。すなわち、この相関は、空間像計測装置３００で得られた欠陥箇所に対応した比較基準画像（比較基準情報）と空間像から得られる線幅及びホール径の誤差の計算値を意図することで、マスク判定欠陥のしきい値の再設定を可能にしている。

【0071】

この相関は、致命度が大であると判断されている場合、しきい値を厳しく、つまり小さくするという関係であり、一方、致命度が小であると判断されている場合、しきい値を緩く、つまり大きくするという関係である。

【0072】

一例として、欠陥箇所がアシストバーを有している場合において、メインパターンとアシストバーが合わさった空間像の線幅が，正常箇所と異常個所とで誤差１０％を超えたときに欠陥と判断する。一方、空間像計測装置３００の評価では、誤差１０％を超えたときであっても良品と判断し、そして、この誤差が２０％のときに不良品と判断する処理が行われる。このような場合に、この結果を意図したしきい値を再設定するとよい。すなわち、この場合には、致命度は小となるように判断されているので、しきい値は緩く、つまり大きくなるように所定の値で再設定するとよい。

【0073】

上記の相関は、欠陥と判断された箇所における致命度としきい値に基づいている。そして、この欠陥箇所の形状、面積などの検査パラメータを用いた欠陥アルゴリズムの結果を、他の欠陥箇所に適用してもよい。例えば、欠陥アルゴリズムの結果、検査領域がアシストバーと特定された場合に、既に得ている相関の結果を用いてこの領域のしきい値を再設定すればよい。

【0074】

上記のとおりマスク検査装置２００は、空間像計測装置３００の致命度判断部３３０で処理された致命度、又は、上記の単独で構成された致命度判断部で処理された致命度が供給され、この致命度と欠陥処理を行うためのしきい値との相関を得て、新たなしきい値を設定することができる。

【0075】

このように空間像計測装置３００は、ウェハ空間での転写影響度の尺度で、致命度を判断している。すなわち、マスク検査装置２００が検出した欠陥は、マスク上のパターンの形状異常を検出したものであり、実際に、ウェハに露光転写された場合、その欠陥がウェハパターンの線幅誤差、断線、ブリッジ欠陥などに波及するかは判別できない。したがって、空間像計測装置３００で欠陥を評価し、例えば、断線など影響度の大きいものは、致命度が大であり、一方、断線などなく影響度の小さいものは、致命度が小というように判断する。

【0076】

マスク検査装置２００では、致命度が供給され比較回路１５で欠陥の判定に用いられる値と、この致命度の相関でしきい値を再設定する。この再設定は、致命度が大であれば、しきい値は小さくなるように再設定され、一方、致命度が小であれば、しきい値は大きくなるように再設定される。例えば、欠陥箇所がアシストバーの場合、致命度が小と判断され、しきい値を緩くすることで、良品が不良品として判断されることを避けることができる。

【0077】

また、空間像計測装置３００は、マスク１を実際の露光装置で露光した状況と、ほぼ等価な状況で、空間像を取得することができ、この空間像計測装置３００を用いることで、マスク作成段階で、マスクの品質を、実際の露光装置と同様の環境で評価ができ、例えば、ホットスポットの検出も可能である。また、空間像計測装置３００は、限られた領域での検査であるが、転写されるパターンである転写像により転写欠陥の状況を把握する。

【0078】

なお、露光転写される露光イメージを推定するリソグラフィシミュレーションは、表面の観察を行い情報量も少なくマスクプロセス起因の欠陥を検知できない構成である。一方、空間像計測装置３００では、実際のマスクの透過像としての空間像を用いる構成でありリソグラフィシミュレーションとは異なるものである。

【0079】

図４は、本実施形態のデータの流れを示す模式図である。

【0080】

図４に示すように、設計者（ユーザ）が作成したＣＡＤデータ２０１は、ＯＡＳＩＳなどの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設計パターンデータが格納される。マスク検査装置２００では、ＯＡＳＩＳなどの設計中間データ２０２を直接読み込めるようには構成されていない。

【0081】

すなわち、マスク検査装置２００の各製造メーカは、独自のフォーマットデータを用いている。このため、設計中間データ２０２は、レイヤ毎にマスク検査装置２００に固有のパターンデータであるフォーマットデータ２０３に変換される。この変換後のフォーマットデータ２０３は、マスク検査装置２００に入力される。なお、このフォーマットデータ２０３は、マスク検査装置２００に固有のデータとすることができるが、描画装置と互換性のあるデータとしてもよい。

【0082】

フォーマットデータ２０３は、例えば、マスク検査装置２００の記憶装置２１に格納される。フォーマットデータ２０３の数十μm程度の範囲に存在する図形の集合を一般にクラスタ又はセルと称するが、これを用いてデータを階層化することが行われている。クラスタ又はセルには、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。

【0083】

クラスタ又はセルは、フレーム又はストライプに配置される。フレーム又はストライプは、例えば、幅が数百μｍで、長さがフォトマスクのＸ方向又はＹ方向の全長に対応する１００ｍｍ程度の短冊状領域である。

【0084】

記憶装置２１に入力されたフォーマットデータ２０３（設計パターンデータ）は、マスク検査の進行に伴って、観測中のパターンに必要な箇所のデータが、展開回路１３に読み出される。展開回路１３は、フォーマットデータ２０３の図形形状（図形コード）、図形寸法、配置位置などを解釈する。そして、展開回路１３では、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データとして二値又は多値の設計画像データを展開するデータ展開処理が行われる。

【0085】

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。上記のように二値又は多値のイメ一ジデータ（ビットパタ一ンデ一夕）に変換されたパターンデータは、参照データ（参照画像）を発生する参照回路１４に送られる。参照回路１４では、マスク観察像と比較するための適切な画像フィルタ処理が施され、参照パターンを発生する。

【0086】

ここで、フィルタ処理について説明する。図５は、フィルタ処理を示す模式図である。マスク１のパターンは、マスクの製造仕上がり寸法を設計寸法通りにするために、製造工程で線幅を加減することがある。また、マスク製造プロセスの過程でパターンのコーナーが丸まってしまうことがある。このため、検査装置で観測する光学画像（マスク観測像）は、設計パターンと厳密には一致しない。さらに、センサアンプ１２から得られた光学画像は、光学系の解像特性やフォトダイオードアレイのアパーチャ効果などによって、ぼやけを生じた状態、言い換えれば空間的なローパスフィルタが作用した状態になる。

【0087】

したがって、設計側の二値又は多値のイメージデータである設計パターンデータにフィルタ処理を施し、つまり光学画像と合わせる処理を行うことで、光学画像と高い精度で比較することができる参照画像が生成されることになる。すなわち、検査に先だって検査対象となるマスク１を観察し、その製造プロセスや検査装置の光学系による変化を模擬したフィルタ係数を学習して、設計パターンデータに２次元のデジタルフィルタ処理を施し、参照画像が光学画像に近似するような処理を行っている。

【0088】

図４及び図６を用いて光学画像の取得方法について説明する。図４に示す光学画像取得部２１０によって、マスク１の光学画像が取得される。マスク１は、ＸＹθの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テーブル２上に載置される。光源６から導かれた検出光は、光学系８，９を介してマスク１に照射され、このマスク１のパターンは、ＴＤＩセンサ１１，１１Ａに結像する。

【0089】

図６は、マスク１に形成されたパターンの光学画像の取得手順を示す模式図である。図６に示すマスク１は、図２のステージ２の上に載置されているものとする。また、マスク１上の検査領域は、図６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１のＸ方向又は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。

【0090】

光学画像は、ストライプ毎に取得される。すなわち、図６で示す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ステージ２の動作が制御される。具体的には、ステージ２が図６に示す−Ｘ方向に移動しながら、マスク１の光学画像が取得される。そして、図２に示すＴＤＩセンサ１１に図６に示すような走査幅Ｗの画像が連続的に入力される。

【0091】

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における画像が取得される。この場合、ステージ２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が取得され、走査幅Ｗの画像が、ＴＤＩセンサ１１に連続的に入力される。

【0092】

また、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、ステージ２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）にステージ２が移動する。なお、図６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、ハッチングされた部分は、光学画像の取得が済んだ領域を示している。

【0093】

次に、ＴＤＩセンサ１１，１１Ａに結像したパターンの像は、光電変換され、さらにセンサアンプ１２によってＡ／Ｄ（アナログデジタル）変換される。その後、Ａ／Ｄ変換されたセンサデータ（光学画像）は、センサアンプ１２から比較回路１５に送られる。

【0094】

参照回路１４で生成された比較基準パターンイメージは、位置回路５Ａから出力されたステージ２上でのマスク１の位置を示すデータとともに、比較回路１５に送られる。比較回路１５では、参照パターンイメージと、マスタ観測パターンデータとが、適切な比較判定アルゴリズムを用いて比較され欠陥判定処理が行われる。

【0095】

また、比較回路１５では、複数の比較判定アルゴリズムを並列に適用し、いずれかのアルゴリズム反応値が所定のしきい値を超えれば欠陥とみなす。比較の結果、欠陥と判定された場合には、例えば、その座標と、欠陥判定の根拠となったパターンイメージ（参照画像と光学画像）が、装置内に一時的に記憶される。

【0096】

比較回路１５での検査結果は保存され、欠陥と判定された検査結果の座標は、パターンデータ抽出回路１６に送られる。図４に示すようにパターンデータ抽出回路１６（データベースパターンデータ抽出機能）は、この座標に基づいてフォーマットデータ２０３（オリジナル設計パターンデータ）から欠陥座標を包含する領域を抽出する。

【0097】

図４に示すパターンデータ抽出回路１６の（ａ）は、マスク１に描画されるオリジナル設計パターンを模式的に示した図である。また、（ｂ）は、マスク１上で検出された欠陥個所を模式的に示した図である。欠陥が検出された箇所は、例えば、マスク中心を原点とするＸ−Ｙ座標系で記録されている。また、データベース検査の基準画像生成用のパターンデータ、つまり（ａ）に示すオリジナル設計パターンデータも同様にマスク１の中心を原点とするＸ−Ｙ座標系で記述されている。

【0098】

なお、座標系は、マスクをガラス面から見た場合と膜面から見た場合とで、Ｙ軸又はＸ軸対称に反転するが、ここでは欠陥検出座標とデータベースパターンはいずれもガラス面から見た座標系で一致しているものとしている。

【0099】

本実施の形態においては、図４のパターンデータ抽出回路１６の（ｃ）に示すように、例えば、オリジナル設計パターンデータと欠陥個所の座標を用いて、オリジナル設計パターンデータから欠陥箇所付近のパターンを視認するのに必要な分だけのデータを抽出している。パターンデータは、図形記述の集合体であるクラスタ又はセル、さらにフレーム又はストライプと呼ぶ集合体という具合に階層的に表現されている。クラスタ、セル、フレーム、ストライプなどの集合体には、それぞれ所定寸法範囲の矩形であって、例えば、左下頂点を原点としている。

【0100】

なお、欠陥箇所の参照パターン像は、複数のクラスタ又はセル、さらにフレーム又はストライプに跨っている場合がある。このため、欠陥箇所のパターンに対応するデータベースデータを必要充分な範囲で記録するには、図形一つ一つを登録するのではなく、欠陥箇所の座標からＸ、Ｙそれぞれ所定寸法範囲に原点が存在する複数のクラスタ又はセルを登録するのが実用的である。

【0101】

欠陥箇所の座標を含む検査結果情報と抽出されたパターンデータは、インターフェース１７を介して空間像計測装置３００に供給される。すなわち、設計パターンデータから、所定範囲内に原点が存在するクラスタ又はセルを抽出して作成されたファイルは、入力した設計パターンデータと同一フォーマット、又は汎用性の高いＯＡＳＩＳフォーマットデータに変換されて、インターフェース１７を介して空間像計測装置３００に供給される。

【0102】

欠陥箇所の座標を含む検査結果情報として抽出されたパターンデータは、上記の欠陥に付随する情報であり、より具体的には、欠陥形状を含むマスク観測像、検査装置内で生成した欠陥箇所に対応する参照画像、欠陥箇所の座標、検査装置が判定した欠陥の程度を示す尺度（大・中・小）や欠陥検出アルゴリズムの反応値、透過光で検出したか反射光で検出したかの区別、正確な画素寸法、検査装置内で参照画像とセンサ観測像（光学画像）をアライメントした補正量、検査装置の白黒キャリブレ―ション振幅、検査装置の光源波長などである。

【0103】

また、空間像計測装置３００が露光空間像を正確に推定するために必要な露光条件なども提供することが有効である。露光条件等の項目は、例えば、露光装置の光源波長、光源形状（例えば輪帯照明の場合の外径、内径、ダイポール照明の極数、ダイポールのＸＹ方向）などである。

【0104】

これらの情報は、マスク検査装置２００でマスク一枚を検査し終わってからすべての欠陥検出分を一斉に提供する方法のほか、マスク検査装置２００で検査進行中に、欠陥を検出する都度、又は一定量の進度の都度、そこまでに得られた欠陥情報を提供する方法であってもよい。

【0105】

空間像計測装置３００は、上記のとおりマスク１の欠陥転写特性評価方法に用いる光学系３２０を有しており、この光学系３２０は、半導体用露光装置と同じ波長の光源を持ち、露光装置と等価の照明光学系である。図３に示すように、照明光学系のフィルタ３２１を通過した照明光でマスク１を照明し、アパーチャ３２２を介して焦点面に設けたＣＣＤカメラ３２３で転写画像を取得する。

【0106】

マスクパターンとしての転写特性の評価は、予め無欠陥パターン部にて製品としてＯＫ（可）となる所定の基準値を算出しておき、欠陥部あるいは欠陥修正後のパターン部の転写画像を取得し、ＣＤ（Critical Dimension；微小寸法）値及び光強度を測定し、ＯＫ（可）又は不可（ＮＧ）かの合否判定を行っている。なお、線幅の太りや細くなる程度は、正常部と欠陥部の推定線幅をナノメータ単位の寸法の次元で規定する場合と、正常部に対する欠陥部の推定線幅の比率で規定する場合とがある。

【0107】

このようにマスク検査装置２００で検査したマスク１を、さらに空間像計測装置３００で評価して、欠陥箇所の転写像への影響度を評価することによって、マスク検査装置２００が検出した欠陥箇所のうち、転写影響度の高い欠陥箇所のみを修正してマスクを出荷できるようになれば、真に修正すべき箇所のみを修正することでマスク製造時間を短縮したり、マスクを再製作する無駄を省くことができるようになる。

【0108】

具体的には、上記のとおりマスク検査装置２００が検出した欠陥箇所を、空間像計測装置３００で観測し、露光推定状態での欠陥致命度を評価し、致命度が大きい箇所のみオペレータがレビューするようにしてもよい。

【0109】

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。レビュー装置では、欠陥１つ１つの欠陥箇所が観察できるように、マスク１が載置されたテーブルを移動させながら、マスク１の欠陥箇所の画像を表示する。

【0110】

また、同時に、欠陥判定の判断条件や、判定根拠になったマスクパターンイメージや、参照画像データ及び露光推定画像データも確認できるよう、画面上にこれらを並べて表示する。これにより、マスクパターンを修正すべき判断が容易になる。なお、一般に、マスク１からウェハへは、１／４程度の縮小投影が行われるので、並べて表示する際にはこの縮尺も考慮する。欠陥リストには欠陥致命度が高い情報も添えられていて、優先的にレビューするよう仕組みを用意するのがよい。

【0111】

レビュー工程では、１つでも修正すべき欠陥が確認されると、マスク１は、欠陥情報リストとともに、修正装置に送られる。修正方法は、欠陥のタイプが凹系の欠陥か凸系の欠陥かによって異なるので、欠陥情報リストには、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。

【0112】

また、マスク検査装置２００では、比較回路１５で欠陥の判定に用いられるしきい値と致命度の相関で、しきい値を再設定している。この再設定は、上記のとおり致命度が大であると判断された欠陥箇所では、しきい値は小さくなるように所定の値に設定され、致命度が小であると判断された欠陥箇所では、しきい値は大きくなるように所定の値に設定される。

【0113】

なお、上記のマスク評価システム１００は、マスク検査装置２００が、データベースパターンデータ抽出機能としてのパターンデータ抽出回路１６を有しているがこれに限定されず、例えば、パターンデータ抽出回路１６を独立したパターンデータ抽出装置とする構成であってもよい。

【0114】

以上述べた本実施形態のマスク検査装置、マスク評価方法及びマスク評価システムによれば、マスク検査装置で欠陥検出時に採取したマスク欠陥画像と欠陥座標を、修正機に送る場合と同様に、空間像計測装置に供給することにより、欠陥箇所の基準像生成が容易になり、欠陥箇所の模擬露光転写像における良否判定を効率よく行うことができる。

【0115】

また、欠陥箇所の近傍のデータベースからパターンデータを抽出して保管しておき、空間像計測装置にマスク欠陥像と抽出パターンデータを一緒に供給することにより、さらに高精度な模擬露光転写像における良否判定を効率よく行うことができる。

【0116】

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。

【0117】

また、上記各実施の形態では、装置構成や制御手法など、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てもよい。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装置、評価方法又は評価システムは、本発明の範囲に包含される。
以下に、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］
マスクに光を照射して光学画像を取得する光学画像取得部と、
前記マスクの設計データから参照画像を生成する参照画像生成部と、
前記光学画像と前記参照画像を比較する比較部と、
前記比較部が欠陥と判断した箇所の座標を取得し、前記設計データから前記座標を包含する所定寸法範囲のパターンデータを抽出するパターンデータ抽出部と、
前記欠陥座標及び前記抽出したパターンデータを含む前記欠陥に付随する情報を、空間像計測装置に供給するインターフェース部とを有することを特徴とするマスク検査装置。
［Ｃ２］
前記パターンデータ抽出部は、前記所定寸法範囲を前記設計データのクラスタ又はセルの単位とし抽出するとともに、前記設計データと対で使用される検査感度指定用のパターンデータの前記所定寸法範囲と同一な箇所を抽出することを特徴とする［Ｃ１］に記載のマスク検査装置。
［Ｃ３］
前記欠陥に付随する情報は、前記欠陥箇所の光学画像、前記欠陥箇所の参照画像及び前記空間像計測装置の露光条件を含むことを特徴とする［Ｃ１］又は［Ｃ２］に記載のマスク検査装置。
［Ｃ４］
前記空間像計測装置に用いる参照画像から前記欠陥座標を反映して生成した比較基準情報と、前記空間像計測装置で転写露光された前記欠陥箇所に対応した空間像を用いて、線幅及びホール径の誤差の計算値に基づいて前記欠陥箇所の致命度を判断する致命度判断部から前記致命度が供給され、前記供給された致命度と前記比較部で欠陥の判定に用いるしきい値との相関を生成し、前記相関に基づいて前記しきい値を再設定することを特徴とする［Ｃ１］から［Ｃ３］のいずれか１項に記載のマスク検査装置。
［Ｃ５］
前記相関は、前記致命度が大であると判断されている場合、前記しきい値を小さくするという関係であり、前記致命度が小であると判断されている場合、前記しきい値を大きくするという関係であることを特徴とする［Ｃ４］に記載のマスク検査装置。
［Ｃ６］
マスクに光を照射して前記マスクの欠陥を検査するマスク検査装置と、露光装置で前記マスクから転写露光される空間像を光学的に模擬する空間像計測装置を組み合わせて、マスクを評価するマスク評価方法であって、
前記マスクに光を照射して取得した光学画像と、前記マスクの設計データから生成した参照画像を比較するステップと、
前記設計データから前記比較により欠陥と判断した箇所の座標を包含する所定寸法範囲のパターンデータを抽出するステップと、
前記欠陥座標及び前記抽出したパターンデータを含む前記欠陥に付随する情報を、前記マスク検査装置から前記空間像計測装置へ供給するステップとを含むことを特徴とするマスク評価方法。
［Ｃ７］
前記パターンデータを抽出するステップでは、前記所定寸法範囲を前記設計データのクラスタ又はセルの単位とし、前記設計データと対で使用される検査感度指定用のパターンデータの前記所定寸法範囲と同一な箇所を抽出するステップを含むことを特徴とする［Ｃ６］に記載のマスク評価方法。
［Ｃ８］
前記欠陥に付随する情報は、前記欠陥箇所の光学画像、前記マスクの検査条件及び前記空間像計測装置の露光条件を含むことを特徴とする［Ｃ６］又は［Ｃ７］に記載のマスク評価方法。
［Ｃ９］
前記空間像計測装置に用いる参照画像から前記欠陥座標を反映して生成した比較基準情報と、前記空間像計測装置で転写露光された前記欠陥箇所に対応した空間像を用いて、線幅及びホール径の誤差の計算値に基づいて判断した前記欠陥の致命度を、前記空間像計測装置から前記マスク検査装置に供給するステップと、
前記供給された致命度と前記欠陥の判断に用いるしきい値との相関を生成し、前記相関に基づいて前記しきい値を再設定するするステップとを含むことを特徴とする［Ｃ６］から［Ｃ８］のいずれか１項に記載のマスク評価方法。
［Ｃ１０］
前記相関は、前記致命度が大であると判断されている場合、前記しきい値を小さくするという関係であり、前記致命度が小であると判断されている場合、前記しきい値を大きくするという関係であることを特徴とする［Ｃ９］に記載のマスク評価方法。
［Ｃ１１］
マスクに光を照射して前記マスクの欠陥を検査するマスク検査装置と、露光装置で前記マスクから転写露光される空間像を光学的に模擬する空間像計測装置を組み合わせて、マスクを評価するマスク評価システムであって、
前記マスク検査装置は、
マスクに光を照射して光学画像を取得する光学画像取得部と、
前記マスクの設計データから参照画像を生成する参照画像生成部と、
前記光学画像と前記参照画像を比較する比較部と、
前記比較部が欠陥と判断した箇所の座標を取得し、前記設計データから前記座標を包含する所定寸法範囲を抽出するパターンデータ抽出部と、
前記欠陥座標及び前記抽出されたパターンデータを含む前記欠陥に付随する情報を、前記空間像計測装置へ供給するインターフェース部とを有し、
前記空間像計測装置は、
前記空間像計測装置に用いる参照画像から前記欠陥座標を反映して比較基準情報を生成する比較基準情報生成部と、
フィルタを通過した照明光で前記マスクを照明し、アパーチャを介して焦点面に設けられたＣＣＤカメラで転写露光された前記欠陥箇所に対応した空間像を取得する光学系と、
前記比較基準情報と、前記欠陥箇所に対応した空間像を用いて、線幅及びホール径の誤差の計算値に基づいて致命度の判断をする致命度判断部とを有することを特徴とするマスク評価システム。
［Ｃ１２］
前記パターンデータ抽出部は、前記所定寸法範囲を前記設計データのクラスタ又はセルの単位とし抽出するとともに、前記設計データと対で使用される検査感度指定用のパターンデータの前記所定寸法範囲と同一な箇所を抽出することを特徴とする［Ｃ１１］に記載のマスク評価システム。
［Ｃ１３］
前記欠陥に付随する情報は、前記欠陥箇所の光学画像、前記欠陥箇所の参照画像及び前記空間像計測装置の露光条件を含むことを特徴とする［Ｃ１１］又は［Ｃ１２］に記載のマスク評価システム。
［Ｃ１４］
前記致命度と前記比較部で欠陥の判定に用いるしきい値との相関を生成し、前記相関に基づいて前記しきい値を再設定することを特徴とする［Ｃ１１］から［Ｃ１３］のいずれか１項に記載のマスク評価システム。
［Ｃ１５］
前記相関は、前記致命度が大であると判断されている場合、前記しきい値を小さくするという関係であり、前記致命度が小であると判断されている場合、前記しきい値を大きくするという関係であることを特徴とする［Ｃ１４］に記載のマスク評価システム。
［Ｃ１６］
前記致命度判断部は、独立した構成であり、前記空間像計測装置から前記比較基準情報と、前記欠陥箇所に対応した空間像が供給され、致命度の判断をすることを特徴とする［Ｃ１１］から［Ｃ１５］のいずれか１項に記載のマスク評価システム。

【符号の説明】

【0118】

１ マスク
２ ステージ
３ オートローダ制御回路
３Ａ オートローダ
４ ステージ制御回路
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ モータ
５ レーザ測長手段
５Ａ 位置回路
６ 光源
７ ビームスプリッタ
８，９ 光学系
１１，１１Ａ ＴＤＩセンサ
１２ センサアンプ
１３ 展開回路
１４ 参照回路
１５ 比較回路
１６ パターンデータ抽出回路
１７ インターフェース
２０ 制御計算機
２１ 記憶装置
２２ 表示装置
１００ マスク評価システム
２００ マスク検査装置
２０１ ＣＡＤデータ
２０２ 設計中間データ
２０３ フォーマットデータ
２１０ 光学画像取得部
３００ 空間像計測装置
３１０ 比較基準情報生成部
３２０ 光学系
３２１ フィルタ
３２２ アパーチャ
３２３ ＣＣＤカメラ
３３０ 致命度判断部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】