特許 7589107 参照画像生成方法及びパターン検査装置

(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】

(24)【登録日】2024-11-15

(45)【発行日】2024-11-25

(54)【発明の名称】参照画像生成方法及びパターン検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/956 20060101AFI20241118BHJP

【ＦＩ】

G01N21/956 A

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021090088

(22)【出願日】2021-05-28

(65)【公開番号】P2022182497

(43)【公開日】2022-12-08

【審査請求日】2024-01-11

(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】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(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】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(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】100162570

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 早苗

(72)【発明者】

【氏名】井上 貴文

【審査官】比嘉 翔一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０８６５９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２６６７４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１４７４７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０８７８２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２０８０８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－２４７７３８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ２１／８４－Ｇ０１Ｎ２１／９５８

Ｇ０１Ｎ２３／００－Ｇ０１Ｎ２３／２２７６

Ｇ０１Ｂ ９／００－Ｇ０１Ｂ１１／３０

Ｇ０１Ｂ１５／００－Ｇ０１Ｂ１５／０８

Ｈ０１Ｌ２１／６４－Ｈ０１Ｌ２１／６６

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍ３）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

設計データから展開画像を生成する工程と、
表面にパターンが設けられている試料の検査に対応する第１検査パラメータを、過去の検査に対応する第２検査パラメータと比較する工程と、
前記第１検査パラメータの少なくとも一部が、前記第２検査パラメータと一致する場合、表面にパターンが設けられている前記試料の検査の第１フィルタ係数として前記過去の検査の第２フィルタ係数を設定する工程と、
前記第２フィルタ係数を用いて、前記展開画像から参照画像を作成する工程と、
を備える、
参照画像生成方法。

【請求項2】

前記第１検査パラメータの前記少なくとも一部が、前記第２検査パラメータと一致しない場合、前記第１フィルタ係数を算出する工程を更に備える、
請求項１に記載の参照画像生成方法。

【請求項3】

前記第１検査パラメータの前記少なくとも一部は、表面にパターンが設けられている前記試料に形成された前記パターンの種類及び最小寸法である、
請求項１または２に記載の参照画像生成方法。

【請求項4】

前記第２フィルタ係数を用いて、前記展開画像から作成された前記参照画像と、表面にパターンが設けられている前記試料の検査画像との階調値差が、予め設定された閾値以上である場合、前記第１フィルタ係数を算出する工程を更に備える、
請求項１に記載の参照画像生成方法。

【請求項5】

撮像機構と、
設計データから展開画像を生成する展開回路と、
表面にパターンが設けられている試料の検査の第１検査パラメータと、過去の検査の第２検査パラメータとを比較し、前記第１検査パラメータの少なくとも一部が前記第２検査パラメータと一致する場合、表面にパターンが設けられている前記試料の検査の第１フィルタ係数として前記過去の検査の第２フィルタ係数を設定する検索回路と、
前記第１検査パラメータの前記少なくとも一部が前記第２検査パラメータと一致しない場合、前記第１フィルタ係数を算出するフィルタ係数生成回路と、
前記検索回路及びフィルタ係数生成回路の少なくとも一方のフィルタ係数を用いて、前記展開画像から参照画像を作成する参照回路と、
前記撮像機構が撮像した表面にパターンが設けられている前記試料の検査画像と前記参照画像とを比較する比較回路と
を備える、
パターン検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、試料上に形成されたパターンの検査に用いられる参照画像生成方法及びパターン検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、半導体デバイスの製造工程では、露光装置（「ステッパ―」または「スキャナー」とも呼ばれる）を用いた縮小露光により、回路パターンが半導体基板上に転写される。露光装置では、設計データに基づく原画パターン（以下、「パターン」とも表記する）が形成されたマスク（「レチクル」とも呼ばれる）が用いられる。

【0003】

半導体デバイスの高集積化に伴い、回路パターンの微細化が進んでいる。回路パターンの微細化に伴い、マスクのパターンは、光近接効果補正（ＯＰＣ：Optical Proximity Correction）等の適用による複雑化が進んでいる。このため、パターン検査装置には、複雑なパターンに対応した高い検査性能が求められる。

【0004】

パターン検査方式の１つとして、パターン検査装置において撮像された検査画像と、設計データに基づく参照画像とを比較するＤ－ＤＢ（Die to Database）方式がある。

【0005】

検査画像のパターンは、マスクのパターンに対して、パターンのコーナーの丸み、パターンの寸法シフト、及びフォーカスずれによるパターンのエッジのぼかし等が生じる。これらの影響により、検査画像と参照画像との比較において擬似欠陥が検出される場合がある。

【0006】

上述のようなパターンの疑似欠陥を低減するため、Ｄ－ＤＢ方式では、フィルタ係数を用いた演算により、検査画像に合わせ込んだ参照画像が生成される。フィルタ係数は、パターンのコーナー丸め量、寸法シフト量、及びエッジのぼかし量等に基づいて算出される。

【0007】

例えば、特許文献１には、過去に学習に使用した実画像と設計画像とを用いて、参照画像の生成に用いるパラメータを計算する方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】国際公開第２００６／０４９２４３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

パターンの複雑化が進むとフィルタ係数の算出時間が長くなる。このため、参照画像の生成時間が長くなる。すなわち、パターン検査のセットアップ時間が長くなり、パターン検査装置の処理能力が低下する。

【0010】

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、本発明は、パターン検査装置において、過去に生成したフィルタ係数が使用できる場合、フィルタ係数の演算を省略できる参照画像生成方法及びパターン検査装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の第１の態様によれば、参照画像生成方法は、設計データから展開画像を生成する工程と、表面にパターンが設けられている試料の検査に対応する第１検査パラメータを、過去の検査に対応する第２検査パラメータと比較する工程と、第１検査パラメータの少なくとも一部が、第２検査パラメータと一致する場合、表面にパターンが設けられている試料の検査の第１フィルタ係数として、過去の検査の第２フィルタ係数を設定する工程と、第２フィルタ係数を用いて、展開画像から参照画像を作成する工程と、を含む。

【0012】

本発明の第１の態様によれば、参照画像生成方法は、第１検査パラメータの少なくとも一部が、第２検査パラメータと一致しない場合、第１フィルタ係数を算出する工程を更に含むことが好ましい。

【0013】

本発明の第１の態様によれば、第１検査パラメータの少なくとも一部は、表面にパターンが設けられている試料に形成されたパターンの種類及び最小寸法であることが好ましい。

【0014】

本発明の第１の態様によれば、参照画像生成方法は、第２フィルタ係数を用いて、展開画像から作成された参照画像と、表面にパターンが設けられている試料の検査画像との階調値差が、予め設定された閾値以上である場合、第１フィルタ係数を算出する工程を更に含むことが好ましい。

【0015】

本発明の第２の態様によれば、パターン検査装置は、撮像機構と、設計データから展開画像を生成する展開回路と、表面にパターンが設けられている試料の検査の第１検査パラメータと、過去の検査の第２検査パラメータとを比較し、第１検査パラメータの少なくとも一部が、第２検査パラメータと一致する場合、表面にパターンが設けられている試料の検査の第１フィルタ係数として、過去の検査の第２フィルタ係数を設定する検索回路と、第１検査パラメータの少なくとも一部が第２検査パラメータと一致しない場合、第１フィルタ係数を算出するフィルタ係数生成回路と、検索回路及びフィルタ係数生成回路の少なくとも一方のフィルタ係数を用いて、展開画像から参照画像を作成する参照回路と、撮像機構が撮像した表面にパターンが設けられている試料の検査画像と参照画像とを比較する比較回路と、を含む。

【発明の効果】

【0016】

本発明の参照画像生成方法及びパターン検査装置によれば、参照画像の生成時間を短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】一実施形態に係るパターン検査装置の全体構成を示す図である。

【図2】一実施形態に係るパターン検査工程のフローチャートである。

【図3】一実施形態に係る参照画像生成工程のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下に、実施形態について図面を参照して説明する。実施形態は、発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示している。図面は模式的または概念的なものであり、各図面の寸法及び比率等は必ずしも現実のものと同一とは限らない。本発明の技術的思想は、構成要素の形状、構造、配置等によって特定されるものではない。

【0019】

以下では、パターン検査装置が、検査画像として、受光素子（フォトダイオード）を用いた光学画像を撮像する場合について説明する。なお、パターン検査装置は、これに限定されない。パターン検査装置は、検査画像として、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）を用いた電子線画像を撮像してもよい。また、本実施形態では、検査対象となる試料がマスクである場合について説明するが、試料は、ウェハ（半導体基板）、または液晶表示装置などに使用される基板等、表面にパターンが設けられている試料であればよい。

【0020】

１．パターン検査装置の全体構成
まず、図１を参照して、パターン検査装置１の全体構成の一例について説明する。図１は、パターン検査装置１の全体構成を示す図である。なお、図１の例は、マスク２を反射した光（以下、「反射光」と表記する）による光学画像を取得する構成を示しているが、パターン検査装置１はこれに限定されない。パターン検査装置１は、マスク２を透過した光（以下、「透過光」と表記する）による光学画像を取得する構成であってもよい。また、パターン検査装置１は、反射光による光学画像と透過光による光学画像とを取得する構成であってもよい。

【0021】

図１に示すように、パターン検査装置１は、画像取得機構１０と制御機構２０とを含む。

【0022】

画像取得機構１０は、ステージ１００、ステージ駆動部１０１、照明光源１０２、ビームスプリッタ１０３、レンズ１０４及び１０５、フォトダイオードアレイ１０６、センサ回路１０７、レーザ測長システム１０８、並びにオートローダ１０９を含む。

【0023】

ステージ１００の上には、試料（マスク）２が載置される。ステージ１００は、ステージ１００の表面に平行なＸ方向、ステージ１００の表面に平行であり且つＸ方向と交差するＹ方向に移動可能である。なお、ステージ１００は、表面に垂直なＺ方向に移動可能であってもよい。また、ステージ１００は、Ｚ方向を回転軸として、回転軸周りに回転可能であってもよい。

【0024】

ステージ駆動部１０１は、ステージ１００を、Ｘ方向及びＹ方向に移動させるための駆動機構を有する。ステージ駆動部１０１は、Ｘ軸モータ１１０及びＹ軸モータ１１１を含む。Ｘ軸モータ１１０は、ステージ１００をＸ方向に駆動させる。Ｙ軸モータ１１１は、ステージ１００をＹ方向に駆動させる。Ｘ軸モータ１１０及びＹ軸モータ１１１には、例えばステッピングモータが用いられてもよい。

【0025】

マスク２の検査領域は、例えば、Ｙ方向に沿って複数のストライブ状に仮想的に分割される。ステージ駆動部１０１は、光が分割された各検査フレーム（ストライプ）を連続的に走査（スキャン）するように、ステージ１００の移動を制御する。

【0026】

照明光源１０２は、検査用の照明光を射出する。

【0027】

ビームスプリッタ１０３は、照明光源１０２から射出された照明光をマスク２に向かって反射させる。また、ビームスプリッタ１０３は、マスク２を反射した反射光を透過させる。

【0028】

レンズ１０４は、ビームスプリッタ１０３を反射した照明光をマスク２上に集光させる。また、レンズ１０４は、マスク２を反射した反射光をビームスプリッタ１０３に集光させる。

【0029】

レンズ１０５は、ビームスプリッタ１０３を透過した反射光を、フォトダイオードアレイ１０６の上に結像させる。

【0030】

フォトダイオードアレイ１０６は、結像された光を光電変換して、電気信号を生成する。フォトダイオードアレイ１０６は、生成した電気信号をセンサ回路１０７に送信する。より具体的には、フォトダイオードアレイ１０６は、図示せぬ画像センサを含む。画像センサとしては、例えば、撮像素子としてのＣＣＤカメラを一列に並べたラインセンサが用いられてもよい。ラインセンサの例としては、ＴＤＩ（Time Delay Integration）センサがあげられる。例えば、ＴＤＩセンサによって、連続的に移動しているステージ１００上に載置されたマスク２のパターンが撮像される。

【0031】

センサ回路１０７は、フォトダイオードアレイ１０６から受信した電気信号をＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換する。センサ回路１０７は、Ａ／Ｄ変換した電気信号（デジタル信号）に基づいて、光学画像を生成する。そして、センサ回路１０７は、光学画像を制御機構２０の比較回路２１０に送信する。光学画像は、マスク２のパターンに基づく。光学画像では、撮像領域をＸＹ平面上に分割した各画素の明るさ（輝度）が階調値で表現される。例えば、階調値が８ビットデータで表される場合、各画素の画素値は、０～２５５の階調値で表される。

【0032】

レーザ測長システム１０８は、ステージ１００のＸ方向及びＹ方向における位置（「ステージ位置」とも表記する）を測定する。レーザ測長システム１０８は、測定したデータ（ステージ位置）を、制御機構２０の位置回路２１１に送信する。

【0033】

オートローダ１０９には、複数のマスク２がセットされる。オートローダ１０９は、検査対象のマスク２をステージ１００に搬入する。また、オートローダ１０９は、光学画像の撮像が終了したマスク２をステージ１００から搬出させる。

【0034】

制御機構２０は、制御計算機２００、記憶部２０１、表示部２０２、入力部２０３、通信部２０４、オートローダ制御回路２０５、ステージ制御回路２０６、光源制御回路２０７、展開回路２０８、参照回路２０９、比較回路２１０、及び位置回路２１１を含む。これらは、バスラインを介して互いに接続されている。

【0035】

なお、オートローダ制御回路２０５、ステージ制御回路２０６、光源制御回路２０７、展開回路２０８、参照回路２０９、比較回路２１０、及び位置回路２１１は、制御計算機２００が実行するプログラムによって構成されてもよいし、制御計算機２００が備えるハードウェアまたはファームウェアによって構成されてもよいし、制御計算機２００によって制御される個別の回路によって構成されてもよい。以下では、これらの回路が、制御計算機２００によって実行されるプログラムに基づいて、その機能が実現される場合について説明する。

【0036】

制御計算機２００は、パターン検査装置１の全体を制御する。より具体的には、制御計算機２００は、記憶部２０１、表示部２０２、入力部２０３、通信部２０４、オートローダ制御回路２０５、ステージ制御回路２０６、光源制御回路２０７、展開回路２０８、参照回路２０９、比較回路２１０、及び位置回路２１１を制御する。そして、制御計算機２００は、画像取得機構１０を制御して光学画像を取得する。制御計算機２００は、制御機構２０を制御して、参照画像を生成する。制御計算機２００は、光学画像と参照画像とを比較し、パターンの欠陥等を検出する。制御計算機２００は、例えば、図示せぬＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む。ＣＰＵは、例えば、記憶部２０１内の検査プログラム２２３を実行する。なお、制御計算機２００は、例えば、マイクロプロセッサなどのＣＰＵデバイスであってもよいし、パーソナルコンピュータなどのコンピュータ装置であってもよい。また、制御計算機２００の少なくとも一部の機能が、特定用途集積回路（ＡＳＩＣ：Application Specific Integrated Circuit）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：Field Programmable Gate Alley）、または、グラフィック処理ユニット（ＧＰＵ:Graphics Processing Unit）等の他の集積回路によって担われてもよい。

【0037】

記憶部２０１は、パターン検査に関する情報を記憶する。より具体的には、記憶部２０１は、設計データ２２０、検査条件２２１、検査データ２２２、及び検査プログラム２２３等を記憶する。記憶部２０１は、過去に実行したパターン検査（以下、「過去検査」とも表記する）の検査条件２２１も記憶する。なお、記憶部２０１は、外部ストレージとして、磁気ディスク記憶装置（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）またはソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）等の各種記憶装置を含んでいてもよい。

【0038】

検査条件２２１は、検査パラメータ２２４及びフィルタ係数２２５を含む。なお、検査条件２２１は、画像取得機構１０における撮像条件を含み得る。

【0039】

検査パラメータ２２４には、例えば、マスク２の品名（マスク名）、マスク２の透過率、検査分解能、検出感度、キャリブレーション条件、アルゴリズム条件、及びパターン条件が含まれる。

【0040】

マスク名は、例えば、シリーズ名及びレイヤ名を含む。シリーズ名は、１つの半導体デバイスの製造に用いられる複数のマスク２のグループ名である。レイヤ名は、マスク２が対応している製造工程（レイヤ）を示す。

【0041】

マスク２の透過率は、露光条件あるいはマスクに形成されているパターンの材質等により異なる。例えば、ＡｒＦエキシマレーザーを用いた露光条件とＫｒＦエキシマレーザーを用いた露光条件とでは、マスク２の透過率が異なる。

【0042】

検査分解能は、画素サイズに対応する。例えば、検査分解能を小さくすると、小さい欠陥が拾いやすくなる傾向がある。

【0043】

検出感度は、欠陥を検出する際の感度である。

【0044】

キャリブレーション条件は、光学画像を取得する前に実行されるキャリブレーションの条件である。キャリブレーションにより、光学画像における明るさが調整される。例えば、光学画像において黒及び白の画素値を予め設定された階調値に合わせる。

【0045】

アルゴリズム条件は、参照画像と光学画像とを比較する際に用いられるアルゴリズムの条件である。例えば、ホールを比較する場合、ラインを比較する場合、あるいは、パターンのＣＤ（Critical Dimension）を比較する場合では、適用されるアルゴリズムが異なる。また、同じアルゴリズムを用いる場合でも、検査分解能あるいは検出感度等によっては、欠陥の判定に用いられる閾値が異なる。

【0046】

パターン条件は、検査対象であるパターンの種類及び最小寸法の情報を含む。より具体的には、パターンの種類としては、ホール及びラインがある。例えば、パターンの種類がホールであれば、最小寸法は、最小のホール径を示す。また、パターンの種類がラインであれば、最小寸法は、最小の線幅、または最小のスペース幅を示す。これらの最小寸法は、例えば、マスクルールチェック用のソフトウェアを用いて、自動で検出されてもよいし、装置使用者（オペレータ）が入力部２０３を用いて入力してもよい。

【0047】

フィルタ係数２２５は、参照画像の生成に用いられる。フィルタ係数２２５は、パターンのコーナー丸め量、寸法シフト量、及びエッジのぼかし量等に基づいて算出される。

【0048】

検査データ２２２は、参照画像、光学画像、及び検出された欠陥に関するデータ（座標及びサイズ等）を含む。

【0049】

検査プログラム２２３は、パターン検査を実行するためのプログラムである。記憶部２０１は、非一時的な記憶媒体として、検査プログラム２２３を記憶する。

【0050】

表示部２０２は、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ、または有機ＥＬディスプレイ等の表示装置である。表示部２０２は、音声出力装置を含んでいてもよい。

【0051】

入力部２０３は、キーボード、マウス、タッチパネル、またはボタンスイッチなどの入力装置である。

【0052】

通信部２０４は、外部装置との間でデータの送受信を行うために、ネットワークに接続するための装置である。通信には、各種の通信規格が用いられ得る。例えば、通信部２０４は、外部装置から設計データを受信し、パターン検査の結果を外部装置に送信する。

【0053】

オートローダ制御回路２０５は、オートローダ１０９の動作を制御する。オートローダ制御回路２０５は、オートローダ１０９を操作して、検査対象のマスク２をステージ１００に搬入させる。また、オートローダ制御回路２０５は、オートローダ１０９を操作して、ステージ１００からマスク２を搬出させる。

【0054】

ステージ制御回路２０６は、ステージ駆動部１０１を制御する。より具体的には、ステージ制御回路２０６は、位置回路２１１を介してレーザ測長システム１０８が測定したステージ１００のステージ位置の情報を取得する。そして、ステージ制御回路２０６は、取得したステージ位置の情報に基づいて、ステージ駆動部１０１を制御する。

【0055】

光源制御回路２０７は、照明光源１０２を制御する。

【0056】

展開回路２０８は、例えば、設計データ２２０を、２値または多値の画像データに展開（変換）する。より具体的には、展開回路２０８は、例えば、記憶部２０１に保持されている設計データ２２０をパターン（図形）毎のデータに展開し、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、展開回路２０８は、設計データ２２０を、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値または多値の画像（以下、「展開画像」と表記する）に展開する。そして、展開回路２０８は、展開画像の画素毎に図形が占める占有率を演算する。このようにして、演算された各画素内の図形占有率が展開画像の画素値である。以下では、展開画像の画素値が８ビットの階調値で表される場合について説明する。この場合、各画素の画素値は、０～２５５の階調値で表される。展開回路２０８は、参照回路２０９に、生成した展開画像を送信する。

【0057】

参照回路２０９は、フィルタ係数を用いて展開画像を演算し、参照画像を生成する。参照回路２０９は、生成した参照画像を比較回路２１０に送信する。

【0058】

参照回路２０９は、検索回路２３０及びフィルタ係数生成回路２３１を含む。

【0059】

検索回路２３０は、記憶部２０１に記憶されている過去検査の検査条件２２１の中から、今回実行するパターン検査（以下、「今回検査」と表記する）の検査条件２２１と同一または類似の検査条件２２１を検索する。より具体的には、検索回路２３０は、記憶部２０１に記憶されている過去検査の検査パラメータ２２４と今回検査の検査パラメータ２２４とを比較する。そして、過去検査の検査パラメータ２２４の全項目が今回検査の検査パラメータ２２４と一致する場合、検索回路２３０は、過去検査の検査条件２２１の中に同一の検査条件２２１があると判断する。また、過去検査の検査パラメータ２２４の一部の項目が今回検査の検査パラメータ２２４と一致する場合、過去検査の検査条件２２１の中に類似の検査条件２２１があると判断する。検査パラメータ２２４の一部の項目とは、パターン条件、すなわち、パターンの種類及び最小寸法である。なお、検査パラメータ２２４の一部の項目に検出感度が含まれてもよい。検索回路２３０は、同一または類似の検査条件２２１のフィルタ係数２２５を、今回検査のフィルタ係数２２５として設定する。検索回路２３０は、例えば、類似の検査条件２２１が複数見つかった場合、類似の検査条件２２１の中で日付が最も新しい（直近の）検査条件２２１を選択する。なお、検索回路２３０は、類似の検査条件が複数見つかった場合、パターン条件以外の項目において一致度の高い検査パラメータ２２４を有する検査条件２２１を選択してもよいし、検出された欠陥数の少ない検査条件２２１を選択してもよい。

【0060】

フィルタ係数生成回路２３１は、過去検査のフィルタ係数２２５が使用できない場合、すなわち、同一または類似の検査条件２２１が見つからなかった場合、今回検査用のフィルタ係数を算出する。より具体的には、フィルタ係数生成回路２３１は、光学画像内の複数の推定領域の画像データと展開画像とから生成する参照画像を推定する。換言すれば、フィルタ係数生成回路２３１は、光学画像内の複数の推定領域の画像データと展開画像とから、参照画像を検査画像に合わせ込むためのコーナー丸め量、寸法シフト量、及びぼかし量等を推定する。そして、フィルタ係数生成回路２３１は、推定したコーナー丸め量、寸法シフト量、及びぼかし量等に基づいて、フィルタ係数を算出する。推定領域は、マスク２の検査領域内に設けられた領域である。推定領域は、フィルタ係数の算出及びフィルタ係数を用いて生成した参照画像の妥当性の確認に用いられる領域である。なお、推定領域には、複数の形状のパターンが混在している領域が設定される方が好ましい。推定領域は、オペレータが設定してもよいし、設計データから例えばクリティカルパターンを含む領域が自動で抽出されてよい。

【0061】

比較回路２１０は、センサ回路１０７から受信した光学画像と、参照回路２０９で生成された参照画像とを、適切なアルゴリズムを用いて比較する。そして、比較回路２１０は、光学画像と参照画像との階調値差が予め設定された閾値を超えた場合には、対応するマスク２の座標位置（Ｘ方向及びＹ方向におけるステージ位置）に欠陥があると判定する。検査条件２２１及び検査データ２２２は、記憶部２０１に記憶される。

【0062】

位置回路２１１は、レーザ測長システム１０８から受信したデータに基づいて、ステージ１００のＸ方向及びＹ方向における位置データを生成する。

【0063】

２．パターン検査の流れ
次に、図２を参照して、パターン検査の流れの一例について説明する。図２は、パターン検査のフローチャートである。

【0064】

図２に示すように、制御計算機２００は、まず、画像取得機構１０を制御して、キャリブレーションを実行する（ステップＳ１）。キャリブレーションにより、センサ回路１０７において取得される光学画像の画素値（階調値）が調整される。

【0065】

次に、制御計算機２００は、マスク２の検査画像（光学画像）を取得する（ステップＳ２）。取得された光学画像は、比較回路２１０に送信される。

【0066】

展開回路２０８は、設計データ２２０の展開処理を実行する（ステップＳ３）。より具体的には、展開回路２０８は、記憶部２０１に記憶された設計データ２２０を読み出す。そして、展開回路２０８は、設計データ２２０を、例えば８ｂｉｔの画像データ（展開画像）に展開（変換）する。展開回路２０８は、生成した展開画像を、参照回路２０９に送信する。

【0067】

参照回路２０９は、参照画像を生成する（ステップＳ４）。参照回路２０９は、生成した参照画像を比較回路２１０に送信する。参照画像生成工程の詳細は、後述する。

【0068】

比較回路２１０は、比較処理を行う（ステップＳ５）。より具体的には、比較回路２１０は、まず、光学画像と参照画像とのアライメントを実行し、光学画像内のパターンと、参照画像内のパターンとの位置合わせを行う。次に、比較回路２１０は、光学画像と参照画像とを比較する。比較回路２１０は、各画素の画素値（階調値）の差を算出し、階調値差が予め設定された閾値以上である場合、その画素に欠陥があると判定する。

【0069】

制御計算機２００は、比較結果（検査データ）を出力する（ステップＳ６）。制御計算機２００は、検査条件２２１及び検査データ２２２を、記憶部２０１に保存する。そして、制御計算機２００は、検査データ２２２を表示部２０２に表示する。なお、制御計算機２００は、検査データ２２２を、通信部２０４を介して外部装置（例えば、レビュー装置等）に出力してもよい。

【0070】

３．参照画像生成の流れ
次に、図３を参照して、参照画像生成工程の流れの一例について説明する。図３は、参照画像生成工程のフローチャートである。図３は、図２のステップＳ４に相当する。

【0071】

図３に示すように、検索回路２３０は、今回検査の検査パラメータ２２４と、過去検査の検査パラメータ２２４とを比較し、同一または類似の検査条件２２１を検索する（ステップＳ１１）。

【0072】

同一または類似の検査条件２２１がある場合（ステップＳ１２＿Ｙｅｓ）、すなわち検査パラメータ２２４のうち、少なくともパターン条件（パターンの種類及び最小寸法）が一致している場合、検索回路２３０は、今回検査のフィルタ係数２２５として、検出された過去検査のフィルタ係数２２５を設定する（ステップＳ１３）。

【0073】

参照回路２０９は、設定したフィルタ係数２２５の妥当性を確認する。より具体的には、例えば、参照回路２０９は、フィルタ係数２２５を用いて、予め設定された推定領域の参照画像を生成する。次に、参照回路２０９は、推定領域の参照画像と検査画像（光学画像）との階調値差を算出する（ステップＳ１４）。そして、参照回路２０９は、階調値差の最大値が予め設定された閾値未満か確認する（ステップＳ１５）。

【0074】

ステップＳ１２において、同一または類似の検査条件２２１がない場合（ステップＳ１２＿Ｎｏ）、またはステップＳ１５において、階調値差の最大値が閾値以上である場合（ステップＳ１５＿Ｎｏ）、フィルタ係数生成回路２３１は、今回検査用のフィルタ係数２２５を算出する（ステップＳ１６）。そして、フィルタ係数生成回路２３１は、今回検査で使用するフィルタ係数として、算出したフィルタ係数を記憶部に設定する。

【0075】

参照回路２０９は、設定されたフィルタ係数２２５を用いて参照画像を生成する（ステップＳ１７）。より具体的には、ステップＳ１５において、階調値差の最大値が閾値未満である場合（ステップＳ１５＿Ｙｅｓ）、参照回路２０９は、過去検査のフィルタ係数２２５を用いて参照画像を生成する。他方で、ステップＳ１６において、フィルタ係数を算出した場合、参照回路２０９は、算出されたフィルタ係数を用いて参照画像を生成する。

【0076】

４．本実施形態に係る効果
本実施形態に係る構成であれば、今回検査と過去検査の検査パラメータを比較し、同一または類似の検査条件がある場合、該当する過去検査のフィルタ係数を、今回検査のフィルタ係数として設定できる。これにより、フィルタ係数の算出工程を省略できる。よって、参照画像の生成時間を短縮できる。すなわち、パターン検査装置の処理能力を向上できる。

【0077】

また、本実施形態に係る構成であれば、参照画像と検査画像（光学画像）との階調値差が予め設定された閾値以上である場合には、フィルタ係数を算出して、参照画像を生成できる。これにより、過去検査のフィルタ係数を用いることによる参照画像と検査画像（光学画像）とのずれを抑制できる。

【0078】

５．変形例等
図３のステップＳ１２において複数の検査条件２２１が見つかり、且つステップＳ１５において階調値差の最大値が閾値以上となった場合、パターン検査装置１は、フィルタ係数を算出せずに、ステップＳ１３において選択されなかった他の過去検査のフィルタ係数２２５を今回検査のフィルタ係数２２５として、再度設定してもよい。

【0079】

また、図３のステップＳ１６においてフィルタ係数を算出した後、ステップＳ１４に進み、算出したフィルタ係数の妥当性を確認してもよい。そして、ステップＳ１５において、階調値差の最大値が閾値以上である場合、推定領域を変更して再度フィルタ係数を算出してもよい。

【0080】

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合、組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

【符号の説明】

【0081】

１…パターン検査装置、２…試料、１０…画像取得機構、２０…制御機構、１００…ステージ、１０１…ステージ駆動部、１０２…照明光源、１０３…ビームスプリッタ、１０４、１０５…レンズ、１０６…フォトダイオードアレイ、１０７…センサ回路、１０８…レーザ測長システム、１０９…オートローダ、１１０…Ｘ軸モータ、１１１…Ｙ軸モータ、２００…制御計算機、２０１…記憶部、２０２…表示部、２０３…入力部、２０４…通信部、２０５…オートローダ制御回路、２０６…ステージ制御回路、２０７…光源制御回路、２０８…展開回路、２０９…参照回路、２１０…比較回路、２１１…位置回路、２２０…設計データ、２２１…検査条件、２２２…検査データ、２２３…検査プログラム、２２４…検査パラメータ、２２５…フィルタ係数、２３０…検索回路、２３１…フィルタ係数生成回路

【図1】

【図2】

【図3】