検査装置および検査方法
【課題】光学画像の歪みを最小限にして、高い検査精度を実現可能な検査装置および検査方法を提供する。
【解決手段】検査装置１００において、光源１からマスク２２に照射された光は、マスク２２を透過した後、レンズ４を介しミラー２５で反射してラインセンサ５に結像する。ステージ２の位置はレーザ側長システム７ａで測定され、拡大光学系２００の位置はレーザ側長システム７ｂで測定される。得られたステージ２の位置と拡大光学系２００の位置との差分に基づき、ミラー制御部２６によってミラー２５の角度が制御される。また、これらの差分に基づき、ステージ制御部１５によってステージ２の移動速度が制御される。
【解決手段】検査装置１００において、光源１からマスク２２に照射された光は、マスク２２を透過した後、レンズ４を介しミラー２５で反射してラインセンサ５に結像する。ステージ２の位置はレーザ側長システム７ａで測定され、拡大光学系２００の位置はレーザ側長システム７ｂで測定される。得られたステージ２の位置と拡大光学系２００の位置との差分に基づき、ミラー制御部２６によってミラー２５の角度が制御される。また、これらの差分に基づき、ステージ制御部１５によってステージ２の移動速度が制御される。
【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し、より詳しくはレチクルやフォトマスクなどの欠陥検出に用いられる検査装置および検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の製造における歩留まり低下の原因の１つに、フォトリソグラフィ工程で用いられるレチクルやフォトマスク（以下、マスクと総称する。）に生じた欠陥や異物がある。そこで、こうした欠陥や異物を検出する検査装置の開発が盛んに行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載された検査装置では、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、測定データと参照データとが適当な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。
【０００４】
しかしながら、従来の検査装置では、画像センサで撮像される光学画像に歪みが生じるという問題があった。光学画像が歪むと、正確な測定データが得られなくなって検査精度が低下する。
【０００５】
上記問題の原因としては、ステージの振動や光学系の振動が挙げられる。そこで、従来より、検査装置を徐振台の上に載置して、ステージや光学系の振動を抑制することが行われている。しかし、この方法の場合、振動の抑制効果を高めようとすると除振台の剛性を高くすることが必要になって、装置全体の重量が増加するという問題があった。
【０００６】
こうした問題に対して、特許文献２には、検査装置が振動することで発生する撮像部の映像信号の揺れを補正で是正することが記載されている。具体的には、画像処理部で撮像部の映像信号の揺れが検出されると、制御部によって撮像部の撮像素子の走査領域が変更される。すなわち、フレーム間の動きベクトルが検出されると、制御部は、撮像素子の有効走査領域を検出された動きベクトルの分だけシフトするような制御信号を出力する。これにより、モニタ上では揺れの低減された表示画像が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１１２１７８号公報
【特許文献２】特開２００３−２１５４６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般に、撮像部には、ＣＣＤを用いたＴＶカメラが使用される。ＣＣＤの撮像面には対物レンズによって拡大された被写体の像が結像する。ＣＣＤは、光の強弱の光学像をその強弱に応じた映像信号に変換して出力する。
【０００９】
特許文献２に記載された検査装置では、検査装置が振動することで発生する撮像部で撮像される画像の揺れを補正する補正処理手段を有する。この補正処理手段は同じ箇所において時系列的に出力される画像を比較して揺れ（画像のずれ）を検出し、画像に対して補正処理を行う。したがって、振動に起因する光学画像の歪みを十分には解消できず、検査精度の低下を抑制できないおそれがあった。
【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、本発明の目的は、光学画像の歪みを最小限にして、高い検査精度を実現可能な検査装置および検査方法を提供することにある。
【００１１】
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】
【００１２】
本発明の検査装置は、光源と、
検査対象が載置されるステージと、
光源からの光を検査対象に照射する第１の光学系と、
検査対象を透過または反射した光を結像する第２の光学系と、
ステージの位置を測定する第１の測定部と、
第２の光学系の位置を測定する第２の測定部と、
第２の光学系に結像した光学画像に基づいて検査対象の検査を行う検査部とを有し、
第２の光学系は、センサと、検査対象を透過または反射した光をセンサに結像するレンズと、センサとレンズの間に配置されるミラーとを備えており、
第１の測定部で得られたステージの位置と、第２の測定部で得られた第２の光学系の位置との差分に基づいて、ミラーの角度を変えるミラー制御部を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の検査装置は、第１の測定部で得られたステージの位置と、第２の測定部で得られた第２の光学系の位置との差分に基づいて、ステージの移動速度を制御するステージ制御部を有することが好ましい。
【００１４】
また、本発明の検査装置において、ミラーには、レンズを透過した光が入射する第１のミラーと、第１のミラーで反射した光が入射する第２のミラーとがあり、
ミラー制御部は、第１の測定部で得られたステージの位置と、第２の測定部で得られた第２の光学系の位置とのＸ方向の差分に基づいて、第１のミラーおよび第２のミラーのいずれか一方の角度を変えるとともに、第１の測定部で得られたステージの位置と、第２の測定部で得られた第２の光学系の位置とのＹ方向の差分に基づいて、他方の角度を変えることが好ましい。
【００１５】
本発明の検査方法は、ステージ上に載置された検査対象に光を照射し、検査対象を透過または反射した光をレンズを介しミラーで反射させた後にセンサに結像して得られる光学画像に基づき検査対象を検査する検査方法であって、
ステージの位置と光学系の位置を測定し、これらの位置の差分に基づいてミラーの角度を変えることが好ましい。
【００１６】
本発明の検査方法において、レンズを透過した光は、第１のミラーで反射し、さらに第２のミラーで反射した後にセンサに結像し、
ステージの位置と光学系の位置を測定し、これらの位置の差分に基づいて第１のミラーの角度と第２のミラーの角度を変えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の検査装置によれば、光学画像の歪みを最小限にして、高い検査精度を実現可能な検査装置が提供される。
【００１８】
本発明の検査方法によれば、光学画像の歪みを最小限にして、高い検査精度を実現可能な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】
【００１９】
【図１】本実施の形態における検査装置のシステム構成図の例である。
【図２】本実施の形態でステージと拡大光学系の構成を説明する概念図である。
【図３】本実施の形態における光学画像の取得方法を説明する概念図である。
【図４】（ａ）はミラーによる調整前の光学画像、（ｂ）はミラーによる調整後の光学画像である。
【図５】本実施の形態における検査装置のシステム構成図の他の例である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態における検査装置のシステム構成図である。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。
【００２１】
図１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。
【００２２】
光学画像取得部Ａは、光源１と、水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）および回転方向（θ方向）に移動可能なステージ２と、透過照明系を構成する第１の光学系としての照明光学系３と、第２の光学系としての拡大光学系２００を構成するレンズ４、ミラー２５およびラインセンサ５と、センサ回路６と、レーザ測長システム７ａ、７ｂと、オートローダ８とを有する。尚、図１では、ステージ２が光源１から鉛直方向に配置されているが、これに限られるものではない。例えば、光源１から出射した光の光路上に適当なミラーを配置し、このミラーによって光がステージ２に対して垂直に入射するようにしてもよい。
【００２３】
制御部Ｂでは、制御計算機９が、バス１０を介して、ミラー制御部２６、位置情報部１１、比較部１２、参照部１３、オートローダ制御部１４、ステージ制御部１５、磁気ディスク装置１６、磁気テープ装置１７、フレキシブルディスク装置１８、ＣＲＴ１９、パターンモニタ２０およびプリンタ２１に接続されている。ステージ２は、ステージ制御部１５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。
【００２４】
尚、図１では、本実施の形態で必要な構成成分を記載しているが、マスクを検査するのに必要な他の公知成分が含まれていてもよい。
【００２５】
検査装置１００では、光源１、ステージ２、照明光学系３、レンズ４、ミラー２５およびラインセンサ５によって、高倍率の検査光学系が構成されている。ステージ２は、制御計算機９の制御の下に、ステージ制御部１５によって駆動され、Ｘ方向、Ｙ方向およびθ方向の３方向に移動可能である。また、ステージ２の上に載置されたマスク２２は、オートローダ制御部１４によって駆動されるオートローダ８から自動的に搬送されて、検査終了後には自動的に搬出されるようになっている。
【００２６】
図２は、拡大光学系２００付近の拡大図である。この図に示すように、ステージ２はモータ１０７によって動作され、モータ１０７は支持部材１０１に支持されている。また、レンズ４、ミラー２５およびラインセンサ５は、支持部材である鏡筒１０２に支持されている。尚、図示を省略するが、ミラー２５を所望の角度に調節する角度調節部２５aは、図１のミラー制御部２６に電気的に接続する部材に接続する。
【００２７】
ステージ２の位置を測定する第１の測定部としてのレーザ側長システム７ａは、支持部材１０３に支持されている。そして、支持部材１０１、１０３、鏡筒１０２は、いずれも基台１０４の上に載置されている。したがって、基台１０４が温度変化によって伸縮したり変形したりすると、これらの間の距離が変化し、ステージ２と拡大光学系２００との相対的な位置関係に変動が起きる。このため、ステージ２の位置のみを測定して画像位置を特定したのでは、拡大光学系２００のずれが加味されず、画像位置が実際の位置からずれてしまう。そこで、本実施の形態においては、レーザ測長システム７aに加えて、拡大光学系２００の位置を測定する第２の測定部としてのレーザ測長システム７ｂを設ける。レーザ測長システム７ｂは、レーザ測長システム７aと同様に支持部材１０３によって支持される。
【００２８】
図２におけるレーザ側長システム７ａは、ステージ２のＸ方向とＹ方向の各位置を測定する。このため、レーザ側長システム７ａは、ステージ２のＸ方向の位置を測定するレーザ干渉計（図示せず）と、Ｙ方向の位置を測定するレーザ干渉計（図示せず）とを有する。これらのレーザ干渉計から照射されたレーザ光は、ミラー１０５で反射される。
【００２９】
また、レーザ側長システム７ｂは、拡大光学系２００のＸ方向とＹ方向の各位値を測定する。このため、レーザ側長システム７ａと同様に、レーザ側長システム７ｂは、拡大光学系２００のＸ方向の位置を測定するレーザ干渉計（図示せず）と、Ｙ方向の位置を側定するレーザ干渉計（図示せず）とを有する。これらのレーザ干渉計から照射されたレーザ光は、ミラー１０６で反射される。
【００３０】
得られたステージ２の移動位置は、レーザ測長システム７ａから位置情報部１１に送られる。また、拡大光学系２００の移動位置は、レーザ側長システム７ｂから位置情報部１１に送られる。
【００３１】
ステージ２上に載置されたマスク２２には、所定のパターン（図示せず）が形成されており、光源１からの照明光２３が照明光学系３を介してこのパターンに照射される。マスク２２を透過した光は、レンズ４を経て、ミラー２５で光路を所定の角度に曲げられた後、ラインセンサ５に光学像として結像する。尚、ラインセンサ５としては、時間遅延積分型（ＴＤＩ）センサが好適である。
【００３２】
図３は、本実施の形態における光学画像の取得手順の説明図である。
【００３３】
マスク２２上の被検査領域は、図３に示すように、Ｙ方向に向かって、スキャン幅Ｗの短冊状の複数のストライプＳに仮想的に分割される。検査装置においては、各ストライプＳ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。すなわち、ステージ２の移動によって、ラインセンサ５が相対的にＸ方向に連続移動しながら、光学画像が取得されていく。ラインセンサ５は、スキャン幅Ｗの光学画像を連続的に撮像する。具体的には、１つのストライプの画像を撮像した後、スキャン幅ＷだけＹ方向にずれた位置で、先程とは逆方向に移動しながら同様にスキャン幅Ｗの光学画像を連続的に撮像する。
【００３４】
しかしながら、ステージ２や拡大光学系２００が振動すると、ラインセンサ５によって取得される光学画像が所定の位置からずれてしまう。例えば、振動の影響がない場合には、１つの光学画像を撮像した後に、Ｙ方向には移動せずに所定の幅だけＸ方向にずれた位置で光学画像が撮像される。これにより、図４（ａ）に示すような光学画像が得られる。しかし、振動が生じると、撮像した１つの光学画像に対して、次に撮像される光学画像が、Ｙ方向に移動したり、Ｘ方向に所定の幅からずれて移動したりする。その結果、得られる光学画像に歪みが生じる。例えば、Ｙ方向への移動が生じると、光学画像は図４（ｂ）に示すように歪んだものとなる。
【００３５】
図３でＸ方向のずれは、光学画像を撮像するタイミングを調整することである程度補正できる。具体的には、算出したずれ量に応じてステージを移動する速度を調整する。これにより、Ｘ方向のずれを補正可能である。しかし、Ｙ方向のずれはこの方法では補正できない。そこで、本実施の形態においては、図１で、拡大光学系２００を透過した光がミラー２５で光路を所定の角度に曲げられた後にラインセンサ５に結像するようにする。ここで、所定の角度とは、Ｙ方向のずれを補正するのに適当な値である。具体的には、次のようにして補正する。
【００３６】
図１で説明したように、ステージ２の移動位置は、レーザ測長システム７ａから位置情報部１１に送られる。また、拡大光学系２００の移動位置も、レーザ側長システム７ｂから位置情報部１１に送られる。ここで、移動位置は、例えば、位置ベクトルで表すことができる。位置情報部１１では、ステージ２のＹ方向の座標Ｙ１と、拡大光学系２００のＹ方向の座標Ｙ２との差分（Ｙ１−Ｙ２）を演算し、その結果をミラー制御部２６に出力する。ミラー制御部２６は、入射光に対するミラー２５の角度を制御する。ここで、入射光とは、レンズ４を透過してミラー２５に入射する光のことである。具体的には、ミラー２５の向きを差分（Ｙ１−Ｙ２）に対応する角度に調整して、ラインセンサ５にＹ方向の歪みの低減された光学画像が結像するようにする。
【００３７】
一方、Ｘ方向の歪みについては、ステージ２のＸ方向の座標Ｘ１と、拡大光学系２００のＸ方向の座標Ｘ２との差分（Ｘ１−Ｘ２）を演算し、その結果をステージ制御部１５に出力する。ステージ制御部１５は、ステージ２の移動速度を調整して、ラインセンサ５にＸ方向の歪みの低減された光学画像が結像するようにする。
【００３８】
次に、本実施の形態の検査装置を用いた検査方法について説明する。
【００３９】
図１で、マスク２２を透過した照明光２３は、レンズ４を経て、ミラー２５で光路を所定の角度に曲げられた後、ラインセンサ５に結像する。結像したパターンの像は、光電変換され、さらにセンサ回路６でＡ/Ｄ（アナログデジタル）変換される。その後、ラインセンサ５の各画素データは、位置情報部１１から出力されたステージ２上でのマスク２２の位置を示すデータとともに、比較部１２に送られる。測定データは、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（光量）を表現している。
【００４０】
図１の参照部１３では、参照データ（参照画像）が作成される。具体的には、参照部１３において、磁気ディスク装置１６から制御計算機９を通してマスク２２の設計データが読み出される。読み出されたデータは、２値または多値のイメージデータに変換されて参照データとなる。この参照データは、比較部１２に送られる。
【００４１】
比較部１２では、まず、測定データと参照データの位置合わせが行われる。次いで、測定データの各画像データと、参照データの参照画素データとを、所定のアルゴリズムにしたがって比較して欠陥の有無を判定する。比較結果は、例えば、磁気ディスク装置１６、磁気テープ装置１７、フレキシブルディスク装置１８、ＣＲＴ１９、パターンモニタ２０またはプリンタ２１に出力される。尚、これら以外の外部の機器に出力されるようにしてもよい。
【００４２】
上記は、ダイ・ツー・データベース検査の例であるが、ダイ・ツー・ダイ検査を行う場合には、次のようにして行う。
【００４３】
被検査試料とともに撮像された参照試料の測定データ（参照画像）が、位置情報部１１から出力されたステージ２上でのマスク２２の位置を示すデータとともに、比較部１２に送られる。そして、比較部１２内で、まず、測定データと参照データの位置合わせが行われる。次いで、測定データの各画像データと、参照データの参照画素データとを、所定のアルゴリズムにしたがって比較して欠陥の有無を判定する。比較結果は、例えば、磁気ディスク装置１６、磁気テープ装置１７、フレキシブルディスク装置１８、ＣＲＴ１９、パターンモニタ２０またはプリンタ２１に出力される。尚、これら以外の外部の機器に出力されるようにしてもよい。
【００４４】
以上述べたように、本実施の形態によれば、レンズ４を透過した光がミラー２５で光路を所定の角度に曲げられた後にラインセンサ５に結像するようにする。そして、ステージ２の位置と、拡大光学系２００の位置との差分に対応する角度にミラー２５の向きを調整して、ラインセンサ５に歪みの低減された光学画像が結像するようにする。したがって、検査精度の向上を図ることができる。
【００４５】
実施の形態２．
実施の形態１では、図１に示すミラー２５を用いて、図４（ｂ）のＹ方向のずれを補正している。これに対し、本実施の形態では、２つのミラーを用いてＸ方向とＹ方向の２方向の歪みを低減する。
【００４６】
図５は、本実施の形態における検査装置のシステム構成図である。図５で図１と同じ符号を付した部分は、図１と同じものであることを示している。また、本実施の形態の検査対象は、実施の形態１と同様に、フォトリソグラフィ法などで使用されるマスクとすることができる。
【００４７】
図５において、検査装置３００の光学画像取得部Ａは、光源１と、水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）および回転方向（θ方向）に移動可能なステージ２と、透過照明系を構成する第１の光学系としての照明光学系３と、第２の光学系としての拡大光学系２００を構成するレンズ４、ミラー２５（第１のミラー）、ミラー２７（第２のミラー）およびラインセンサ５と、センサ回路６と、レーザ測長システム７ａ、７ｂと、オートローダ８とを有する。尚、図５では、ステージ２が光源１から鉛直方向に配置されているが、これに限られるものではない。例えば、光源１から出射した光の光路上に適当なミラーを配置し、このミラーによって光がステージ２に対して垂直に入射するようにしてもよい。
【００４８】
検査装置３００の制御部Ｂでは、制御計算機９が、バス１０を介して、ミラー制御部２６、位置情報部１１、比較部１２、参照部１３、オートローダ制御部１４、ステージ制御部１５、磁気ディスク装置１６、磁気テープ装置１７、フレキシブルディスク装置１８、ＣＲＴ１９、パターンモニタ２０およびプリンタ２１に接続されている。ステージ２は、ステージ制御部１５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。
【００４９】
尚、図５では、本実施の形態で必要な構成成分を記載しているが、マスクを検査するのに必要な他の公知成分が含まれていてもよい。
【００５０】
検査装置３００では、光源１、ステージ２、照明光学系３、レンズ４、ミラー２５、ミラー２７およびラインセンサ５によって、高倍率の検査光学系が構成されている。ステージ２は、制御計算機９の制御の下に、ステージ制御部１５によって駆動され、Ｘ方向、Ｙ方向およびθ方向の３方向に移動可能である。また、ステージ２の上に載置されたマスク２２は、オートローダ制御部１４によって駆動されるオートローダ８から自動的に搬送されて、検査終了後には自動的に搬出されるようになっている。
【００５１】
ステージ２と拡大光学系２００の各位置は、第１の測定部としてのレーザ側長システム７ａと、第２の測定部としてのレーザ側長システム７ｂとによって測定される。そして、得られた情報は、それぞれ位置情報部１１に送られる。
【００５２】
ステージ２上に載置されたマスク２２には、所定のパターン（図示せず）が形成されており、光源１からの照明光２３が照明光学系３を介してこのパターンに照射される。マスク２２を透過した光は、レンズ４を経て、ミラー２５とミラー２７によって光路を所定の角度に曲げられた後、ラインセンサ５に光学像として結像する。ラインセンサ５としては、時間遅延積分型（ＴＤＩ）センサが好適である。
【００５３】
次に、本実施の形態の検査装置を用いた検査方法について説明する。
【００５４】
図５で、マスク２２を透過した照明光２３は、レンズ４を経て、ミラー２５で光路を所定の角度に曲げられる。ここで、所定の角度とは、Ｙ方向のずれを補正するのに適当な値である。具体的には、次のようにして補正する。
【００５５】
図５に示すように、ステージ２の移動位置は、レーザ測長システム７ａから位置情報部１１に送られる。また、拡大光学系２００の移動位置も、レーザ側長システム７ｂから位置情報部１１に送られる。ここで、移動位置は、例えば、位置ベクトルで表すことができる。位置情報部１１では、ステージ２のＹ方向の座標Ｙ１と、拡大光学系２００のＹ方向の座標Ｙ２との差分（Ｙ１−Ｙ２）を演算し、その結果をミラー制御部２８に出力する。ミラー制御部２８は、入射光に対するミラー２５の角度を制御する。ここで、入射光とは、拡大光学系２００を透過してミラー２５に入射する光のことである。具体的には、ミラー２５の向きを差分（Ｙ１−Ｙ２）に対応する角度に調整する。
【００５６】
本実施の形態では、ミラー２５で反射した光をミラー２７に入射させ、ミラー２７でさらに光路を所定の角度に曲げる。ここで、所定の角度とは、Ｘ方向のずれを補正するのに適当な値である。具体的には、次のようにして補正する。
【００５７】
上述の通り、レーザ側長システム７ａ、７ｂで測定されたステージ２と拡大光学系２００の移動位置は、位置情報部１１に送られる。そして、位置情報部１１では、ステージ２のＸ方向の座標Ｘ１と、拡大光学系２００のＸ方向の座標Ｘ２との差分（Ｘ１−Ｘ２）を演算し、その結果をミラー制御部２８に出力する。ミラー制御部２８は、入射光に対するミラー２７の角度を制御する。すなわち、ミラー制御部２８は、ミラー２５の制御に加えてミラー２７の制御も行う。ここで、入射光とは、ミラー２５で反射してミラー２７に入射する光のことである。具体的には、ミラー２７の向きを差分（Ｘ１−Ｘ２）に対応する角度に調整する。
【００５８】
ミラー２７で反射した光は、ラインセンサ５に結像する。結像したパターンの像は、光電変換され、さらにセンサ回路６でＡ/Ｄ（アナログデジタル）変換される。その後、ラインセンサ５の各画素データは、位置情報部１１から出力されたステージ２上でのマスク２２の位置を示すデータとともに、比較部１２に送られる。測定データは、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（光量）を表現している。
【００５９】
図５の参照部１３では、参照データ（参照画像）が作成される。具体的には、参照部１３において、磁気ディスク装置１６から制御計算機９を通してマスク２２の設計データが読み出される。読み出されたデータは、２値または多値のイメージデータに変換されて参照データとなる。この参照データは、比較部１２に送られる。
【００６０】
比較部１２では、まず、測定データと参照データの位置合わせが行われる。次いで、測定データの各画像データと、参照データの参照画素データとを、所定のアルゴリズムにしたがって比較して欠陥の有無を判定する。比較結果は、例えば、磁気ディスク装置１６、磁気テープ装置１７、フレキシブルディスク装置１８、ＣＲＴ１９、パターンモニタ２０またはプリンタ２１に出力される。尚、これら以外の外部の機器に出力されるようにしてもよい。
【００６１】
上記は、ダイ・ツー・データベース検査の例であるが、ダイ・ツー・ダイ検査を行う場合には、次のようにして行う。
【００６２】
被検査試料とともに撮像された参照試料の測定データ（参照画像）が、位置情報部１１から出力されたステージ２上でのマスク２２の位置を示すデータとともに、比較部１２に送られる。そして、比較部１２内で、まず、測定データと参照データの位置合わせが行われる。次いで、測定データの各画像データと、参照データの参照画素データとを、所定のアルゴリズムにしたがって比較して欠陥の有無を判定する。比較結果は、例えば、磁気ディスク装置１６、磁気テープ装置１７、フレキシブルディスク装置１８、ＣＲＴ１９、パターンモニタ２０またはプリンタ２１に出力される。尚、これら以外の外部の機器に出力されるようにしてもよい。
【００６３】
以上述べたように、本実施の形態によれば、レンズ４を透過した光が、ミラー２５で光路を所定の角度に曲げられた後、さらにミラー２７で光路を所定の角度に曲げられてから、ラインセンサ５に結像するようにする。これにより、Ｘ方向とＹ方向の両方についての歪みが低減された光学画像が得られる。したがって、ステージ２の移動速度を調整することによって光学画像の歪みを調整する必要がなくなる。尚、上記例では、ミラー２５でＹ方向の歪みを、ミラー２７でＸ方向の歪みをそれぞれ調整したが、ミラー２５でＸ方向の歪みを調整し、ミラー２７でＹ方向の歪みを調整してもよい。
【００６４】
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。
【００６５】
例えば、実施の形態１および実施の形態２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た後、マスクを透過した光がレンズとミラーを介してセンサに結像する例について述べた。しかし、本発明は、これに限られるものではなく、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た後、マスクを反射した光がレンズとミラーを介してセンサに結像する場合にも適用可能である。この場合にも、上記例と同様に、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、比較部では、測定データと参照データとが適当な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。
【００６６】
また、画像のずれの補正はミラーの角度を制御するミラー制御手段による具体例に限定されるものではなく、他の光学系（例えばレンズ）を制御する機構を採用するなど必要な構成を適宜選択して用いることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６７】
１００、２００ 検査装置
１ 光源
２ ステージ
３ 照明光学系
４ レンズ
５ ラインセンサ
６ センサ回路
７ａ、７ｂ レーザ測長システム
８ オートローダ
９ 制御計算機
１０ バス
１１ 位置情報部
１２ 比較部
１３ 参照部
１４ オートローダ制御部
１５ ステージ制御部
１６ 磁気ディスク装置
１７ 磁気テープ装置
１８ フレキシブルディスク装置
１９ ＣＲＴ
２０ パターンモニタ
２１ プリンタ
２２ マスク
２３ 照明光
２５、２７ ミラー
２５ａ 角度調節部
２６、２８ ミラー制御部
１０１、１０３ 支持部材
１０２ 鏡筒
１０４ 基台
１０５、１０６ ミラー
１０７ モータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査装置および検査方法に関し、より詳しくはレチクルやフォトマスクなどの欠陥検出に用いられる検査装置および検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の製造における歩留まり低下の原因の１つに、フォトリソグラフィ工程で用いられるレチクルやフォトマスク（以下、マスクと総称する。）に生じた欠陥や異物がある。そこで、こうした欠陥や異物を検出する検査装置の開発が盛んに行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載された検査装置では、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、測定データと参照データとが適当な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。
【０００４】
しかしながら、従来の検査装置では、画像センサで撮像される光学画像に歪みが生じるという問題があった。光学画像が歪むと、正確な測定データが得られなくなって検査精度が低下する。
【０００５】
上記問題の原因としては、ステージの振動や光学系の振動が挙げられる。そこで、従来より、検査装置を徐振台の上に載置して、ステージや光学系の振動を抑制することが行われている。しかし、この方法の場合、振動の抑制効果を高めようとすると除振台の剛性を高くすることが必要になって、装置全体の重量が増加するという問題があった。
【０００６】
こうした問題に対して、特許文献２には、検査装置が振動することで発生する撮像部の映像信号の揺れを補正で是正することが記載されている。具体的には、画像処理部で撮像部の映像信号の揺れが検出されると、制御部によって撮像部の撮像素子の走査領域が変更される。すなわち、フレーム間の動きベクトルが検出されると、制御部は、撮像素子の有効走査領域を検出された動きベクトルの分だけシフトするような制御信号を出力する。これにより、モニタ上では揺れの低減された表示画像が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１１２１７８号公報
【特許文献２】特開２００３−２１５４６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般に、撮像部には、ＣＣＤを用いたＴＶカメラが使用される。ＣＣＤの撮像面には対物レンズによって拡大された被写体の像が結像する。ＣＣＤは、光の強弱の光学像をその強弱に応じた映像信号に変換して出力する。
【０００９】
特許文献２に記載された検査装置では、検査装置が振動することで発生する撮像部で撮像される画像の揺れを補正する補正処理手段を有する。この補正処理手段は同じ箇所において時系列的に出力される画像を比較して揺れ（画像のずれ）を検出し、画像に対して補正処理を行う。したがって、振動に起因する光学画像の歪みを十分には解消できず、検査精度の低下を抑制できないおそれがあった。
【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、本発明の目的は、光学画像の歪みを最小限にして、高い検査精度を実現可能な検査装置および検査方法を提供することにある。
【００１１】
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】
【００１２】
本発明の検査装置は、光源と、
検査対象が載置されるステージと、
光源からの光を検査対象に照射する第１の光学系と、
検査対象を透過または反射した光を結像する第２の光学系と、
ステージの位置を測定する第１の測定部と、
第２の光学系の位置を測定する第２の測定部と、
第２の光学系に結像した光学画像に基づいて検査対象の検査を行う検査部とを有し、
第２の光学系は、センサと、検査対象を透過または反射した光をセンサに結像するレンズと、センサとレンズの間に配置されるミラーとを備えており、
第１の測定部で得られたステージの位置と、第２の測定部で得られた第２の光学系の位置との差分に基づいて、ミラーの角度を変えるミラー制御部を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の検査装置は、第１の測定部で得られたステージの位置と、第２の測定部で得られた第２の光学系の位置との差分に基づいて、ステージの移動速度を制御するステージ制御部を有することが好ましい。
【００１４】
また、本発明の検査装置において、ミラーには、レンズを透過した光が入射する第１のミラーと、第１のミラーで反射した光が入射する第２のミラーとがあり、
ミラー制御部は、第１の測定部で得られたステージの位置と、第２の測定部で得られた第２の光学系の位置とのＸ方向の差分に基づいて、第１のミラーおよび第２のミラーのいずれか一方の角度を変えるとともに、第１の測定部で得られたステージの位置と、第２の測定部で得られた第２の光学系の位置とのＹ方向の差分に基づいて、他方の角度を変えることが好ましい。
【００１５】
本発明の検査方法は、ステージ上に載置された検査対象に光を照射し、検査対象を透過または反射した光をレンズを介しミラーで反射させた後にセンサに結像して得られる光学画像に基づき検査対象を検査する検査方法であって、
ステージの位置と光学系の位置を測定し、これらの位置の差分に基づいてミラーの角度を変えることが好ましい。
【００１６】
本発明の検査方法において、レンズを透過した光は、第１のミラーで反射し、さらに第２のミラーで反射した後にセンサに結像し、
ステージの位置と光学系の位置を測定し、これらの位置の差分に基づいて第１のミラーの角度と第２のミラーの角度を変えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の検査装置によれば、光学画像の歪みを最小限にして、高い検査精度を実現可能な検査装置が提供される。
【００１８】
本発明の検査方法によれば、光学画像の歪みを最小限にして、高い検査精度を実現可能な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】
【００１９】
【図１】本実施の形態における検査装置のシステム構成図の例である。
【図２】本実施の形態でステージと拡大光学系の構成を説明する概念図である。
【図３】本実施の形態における光学画像の取得方法を説明する概念図である。
【図４】（ａ）はミラーによる調整前の光学画像、（ｂ）はミラーによる調整後の光学画像である。
【図５】本実施の形態における検査装置のシステム構成図の他の例である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態における検査装置のシステム構成図である。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。
【００２１】
図１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。
【００２２】
光学画像取得部Ａは、光源１と、水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）および回転方向（θ方向）に移動可能なステージ２と、透過照明系を構成する第１の光学系としての照明光学系３と、第２の光学系としての拡大光学系２００を構成するレンズ４、ミラー２５およびラインセンサ５と、センサ回路６と、レーザ測長システム７ａ、７ｂと、オートローダ８とを有する。尚、図１では、ステージ２が光源１から鉛直方向に配置されているが、これに限られるものではない。例えば、光源１から出射した光の光路上に適当なミラーを配置し、このミラーによって光がステージ２に対して垂直に入射するようにしてもよい。
【００２３】
制御部Ｂでは、制御計算機９が、バス１０を介して、ミラー制御部２６、位置情報部１１、比較部１２、参照部１３、オートローダ制御部１４、ステージ制御部１５、磁気ディスク装置１６、磁気テープ装置１７、フレキシブルディスク装置１８、ＣＲＴ１９、パターンモニタ２０およびプリンタ２１に接続されている。ステージ２は、ステージ制御部１５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。
【００２４】
尚、図１では、本実施の形態で必要な構成成分を記載しているが、マスクを検査するのに必要な他の公知成分が含まれていてもよい。
【００２５】
検査装置１００では、光源１、ステージ２、照明光学系３、レンズ４、ミラー２５およびラインセンサ５によって、高倍率の検査光学系が構成されている。ステージ２は、制御計算機９の制御の下に、ステージ制御部１５によって駆動され、Ｘ方向、Ｙ方向およびθ方向の３方向に移動可能である。また、ステージ２の上に載置されたマスク２２は、オートローダ制御部１４によって駆動されるオートローダ８から自動的に搬送されて、検査終了後には自動的に搬出されるようになっている。
【００２６】
図２は、拡大光学系２００付近の拡大図である。この図に示すように、ステージ２はモータ１０７によって動作され、モータ１０７は支持部材１０１に支持されている。また、レンズ４、ミラー２５およびラインセンサ５は、支持部材である鏡筒１０２に支持されている。尚、図示を省略するが、ミラー２５を所望の角度に調節する角度調節部２５aは、図１のミラー制御部２６に電気的に接続する部材に接続する。
【００２７】
ステージ２の位置を測定する第１の測定部としてのレーザ側長システム７ａは、支持部材１０３に支持されている。そして、支持部材１０１、１０３、鏡筒１０２は、いずれも基台１０４の上に載置されている。したがって、基台１０４が温度変化によって伸縮したり変形したりすると、これらの間の距離が変化し、ステージ２と拡大光学系２００との相対的な位置関係に変動が起きる。このため、ステージ２の位置のみを測定して画像位置を特定したのでは、拡大光学系２００のずれが加味されず、画像位置が実際の位置からずれてしまう。そこで、本実施の形態においては、レーザ測長システム７aに加えて、拡大光学系２００の位置を測定する第２の測定部としてのレーザ測長システム７ｂを設ける。レーザ測長システム７ｂは、レーザ測長システム７aと同様に支持部材１０３によって支持される。
【００２８】
図２におけるレーザ側長システム７ａは、ステージ２のＸ方向とＹ方向の各位置を測定する。このため、レーザ側長システム７ａは、ステージ２のＸ方向の位置を測定するレーザ干渉計（図示せず）と、Ｙ方向の位置を測定するレーザ干渉計（図示せず）とを有する。これらのレーザ干渉計から照射されたレーザ光は、ミラー１０５で反射される。
【００２９】
また、レーザ側長システム７ｂは、拡大光学系２００のＸ方向とＹ方向の各位値を測定する。このため、レーザ側長システム７ａと同様に、レーザ側長システム７ｂは、拡大光学系２００のＸ方向の位置を測定するレーザ干渉計（図示せず）と、Ｙ方向の位置を側定するレーザ干渉計（図示せず）とを有する。これらのレーザ干渉計から照射されたレーザ光は、ミラー１０６で反射される。
【００３０】
得られたステージ２の移動位置は、レーザ測長システム７ａから位置情報部１１に送られる。また、拡大光学系２００の移動位置は、レーザ側長システム７ｂから位置情報部１１に送られる。
【００３１】
ステージ２上に載置されたマスク２２には、所定のパターン（図示せず）が形成されており、光源１からの照明光２３が照明光学系３を介してこのパターンに照射される。マスク２２を透過した光は、レンズ４を経て、ミラー２５で光路を所定の角度に曲げられた後、ラインセンサ５に光学像として結像する。尚、ラインセンサ５としては、時間遅延積分型（ＴＤＩ）センサが好適である。
【００３２】
図３は、本実施の形態における光学画像の取得手順の説明図である。
【００３３】
マスク２２上の被検査領域は、図３に示すように、Ｙ方向に向かって、スキャン幅Ｗの短冊状の複数のストライプＳに仮想的に分割される。検査装置においては、各ストライプＳ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。すなわち、ステージ２の移動によって、ラインセンサ５が相対的にＸ方向に連続移動しながら、光学画像が取得されていく。ラインセンサ５は、スキャン幅Ｗの光学画像を連続的に撮像する。具体的には、１つのストライプの画像を撮像した後、スキャン幅ＷだけＹ方向にずれた位置で、先程とは逆方向に移動しながら同様にスキャン幅Ｗの光学画像を連続的に撮像する。
【００３４】
しかしながら、ステージ２や拡大光学系２００が振動すると、ラインセンサ５によって取得される光学画像が所定の位置からずれてしまう。例えば、振動の影響がない場合には、１つの光学画像を撮像した後に、Ｙ方向には移動せずに所定の幅だけＸ方向にずれた位置で光学画像が撮像される。これにより、図４（ａ）に示すような光学画像が得られる。しかし、振動が生じると、撮像した１つの光学画像に対して、次に撮像される光学画像が、Ｙ方向に移動したり、Ｘ方向に所定の幅からずれて移動したりする。その結果、得られる光学画像に歪みが生じる。例えば、Ｙ方向への移動が生じると、光学画像は図４（ｂ）に示すように歪んだものとなる。
【００３５】
図３でＸ方向のずれは、光学画像を撮像するタイミングを調整することである程度補正できる。具体的には、算出したずれ量に応じてステージを移動する速度を調整する。これにより、Ｘ方向のずれを補正可能である。しかし、Ｙ方向のずれはこの方法では補正できない。そこで、本実施の形態においては、図１で、拡大光学系２００を透過した光がミラー２５で光路を所定の角度に曲げられた後にラインセンサ５に結像するようにする。ここで、所定の角度とは、Ｙ方向のずれを補正するのに適当な値である。具体的には、次のようにして補正する。
【００３６】
図１で説明したように、ステージ２の移動位置は、レーザ測長システム７ａから位置情報部１１に送られる。また、拡大光学系２００の移動位置も、レーザ側長システム７ｂから位置情報部１１に送られる。ここで、移動位置は、例えば、位置ベクトルで表すことができる。位置情報部１１では、ステージ２のＹ方向の座標Ｙ１と、拡大光学系２００のＹ方向の座標Ｙ２との差分（Ｙ１−Ｙ２）を演算し、その結果をミラー制御部２６に出力する。ミラー制御部２６は、入射光に対するミラー２５の角度を制御する。ここで、入射光とは、レンズ４を透過してミラー２５に入射する光のことである。具体的には、ミラー２５の向きを差分（Ｙ１−Ｙ２）に対応する角度に調整して、ラインセンサ５にＹ方向の歪みの低減された光学画像が結像するようにする。
【００３７】
一方、Ｘ方向の歪みについては、ステージ２のＸ方向の座標Ｘ１と、拡大光学系２００のＸ方向の座標Ｘ２との差分（Ｘ１−Ｘ２）を演算し、その結果をステージ制御部１５に出力する。ステージ制御部１５は、ステージ２の移動速度を調整して、ラインセンサ５にＸ方向の歪みの低減された光学画像が結像するようにする。
【００３８】
次に、本実施の形態の検査装置を用いた検査方法について説明する。
【００３９】
図１で、マスク２２を透過した照明光２３は、レンズ４を経て、ミラー２５で光路を所定の角度に曲げられた後、ラインセンサ５に結像する。結像したパターンの像は、光電変換され、さらにセンサ回路６でＡ/Ｄ（アナログデジタル）変換される。その後、ラインセンサ５の各画素データは、位置情報部１１から出力されたステージ２上でのマスク２２の位置を示すデータとともに、比較部１２に送られる。測定データは、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（光量）を表現している。
【００４０】
図１の参照部１３では、参照データ（参照画像）が作成される。具体的には、参照部１３において、磁気ディスク装置１６から制御計算機９を通してマスク２２の設計データが読み出される。読み出されたデータは、２値または多値のイメージデータに変換されて参照データとなる。この参照データは、比較部１２に送られる。
【００４１】
比較部１２では、まず、測定データと参照データの位置合わせが行われる。次いで、測定データの各画像データと、参照データの参照画素データとを、所定のアルゴリズムにしたがって比較して欠陥の有無を判定する。比較結果は、例えば、磁気ディスク装置１６、磁気テープ装置１７、フレキシブルディスク装置１８、ＣＲＴ１９、パターンモニタ２０またはプリンタ２１に出力される。尚、これら以外の外部の機器に出力されるようにしてもよい。
【００４２】
上記は、ダイ・ツー・データベース検査の例であるが、ダイ・ツー・ダイ検査を行う場合には、次のようにして行う。
【００４３】
被検査試料とともに撮像された参照試料の測定データ（参照画像）が、位置情報部１１から出力されたステージ２上でのマスク２２の位置を示すデータとともに、比較部１２に送られる。そして、比較部１２内で、まず、測定データと参照データの位置合わせが行われる。次いで、測定データの各画像データと、参照データの参照画素データとを、所定のアルゴリズムにしたがって比較して欠陥の有無を判定する。比較結果は、例えば、磁気ディスク装置１６、磁気テープ装置１７、フレキシブルディスク装置１８、ＣＲＴ１９、パターンモニタ２０またはプリンタ２１に出力される。尚、これら以外の外部の機器に出力されるようにしてもよい。
【００４４】
以上述べたように、本実施の形態によれば、レンズ４を透過した光がミラー２５で光路を所定の角度に曲げられた後にラインセンサ５に結像するようにする。そして、ステージ２の位置と、拡大光学系２００の位置との差分に対応する角度にミラー２５の向きを調整して、ラインセンサ５に歪みの低減された光学画像が結像するようにする。したがって、検査精度の向上を図ることができる。
【００４５】
実施の形態２．
実施の形態１では、図１に示すミラー２５を用いて、図４（ｂ）のＹ方向のずれを補正している。これに対し、本実施の形態では、２つのミラーを用いてＸ方向とＹ方向の２方向の歪みを低減する。
【００４６】
図５は、本実施の形態における検査装置のシステム構成図である。図５で図１と同じ符号を付した部分は、図１と同じものであることを示している。また、本実施の形態の検査対象は、実施の形態１と同様に、フォトリソグラフィ法などで使用されるマスクとすることができる。
【００４７】
図５において、検査装置３００の光学画像取得部Ａは、光源１と、水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）および回転方向（θ方向）に移動可能なステージ２と、透過照明系を構成する第１の光学系としての照明光学系３と、第２の光学系としての拡大光学系２００を構成するレンズ４、ミラー２５（第１のミラー）、ミラー２７（第２のミラー）およびラインセンサ５と、センサ回路６と、レーザ測長システム７ａ、７ｂと、オートローダ８とを有する。尚、図５では、ステージ２が光源１から鉛直方向に配置されているが、これに限られるものではない。例えば、光源１から出射した光の光路上に適当なミラーを配置し、このミラーによって光がステージ２に対して垂直に入射するようにしてもよい。
【００４８】
検査装置３００の制御部Ｂでは、制御計算機９が、バス１０を介して、ミラー制御部２６、位置情報部１１、比較部１２、参照部１３、オートローダ制御部１４、ステージ制御部１５、磁気ディスク装置１６、磁気テープ装置１７、フレキシブルディスク装置１８、ＣＲＴ１９、パターンモニタ２０およびプリンタ２１に接続されている。ステージ２は、ステージ制御部１５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。
【００４９】
尚、図５では、本実施の形態で必要な構成成分を記載しているが、マスクを検査するのに必要な他の公知成分が含まれていてもよい。
【００５０】
検査装置３００では、光源１、ステージ２、照明光学系３、レンズ４、ミラー２５、ミラー２７およびラインセンサ５によって、高倍率の検査光学系が構成されている。ステージ２は、制御計算機９の制御の下に、ステージ制御部１５によって駆動され、Ｘ方向、Ｙ方向およびθ方向の３方向に移動可能である。また、ステージ２の上に載置されたマスク２２は、オートローダ制御部１４によって駆動されるオートローダ８から自動的に搬送されて、検査終了後には自動的に搬出されるようになっている。
【００５１】
ステージ２と拡大光学系２００の各位置は、第１の測定部としてのレーザ側長システム７ａと、第２の測定部としてのレーザ側長システム７ｂとによって測定される。そして、得られた情報は、それぞれ位置情報部１１に送られる。
【００５２】
ステージ２上に載置されたマスク２２には、所定のパターン（図示せず）が形成されており、光源１からの照明光２３が照明光学系３を介してこのパターンに照射される。マスク２２を透過した光は、レンズ４を経て、ミラー２５とミラー２７によって光路を所定の角度に曲げられた後、ラインセンサ５に光学像として結像する。ラインセンサ５としては、時間遅延積分型（ＴＤＩ）センサが好適である。
【００５３】
次に、本実施の形態の検査装置を用いた検査方法について説明する。
【００５４】
図５で、マスク２２を透過した照明光２３は、レンズ４を経て、ミラー２５で光路を所定の角度に曲げられる。ここで、所定の角度とは、Ｙ方向のずれを補正するのに適当な値である。具体的には、次のようにして補正する。
【００５５】
図５に示すように、ステージ２の移動位置は、レーザ測長システム７ａから位置情報部１１に送られる。また、拡大光学系２００の移動位置も、レーザ側長システム７ｂから位置情報部１１に送られる。ここで、移動位置は、例えば、位置ベクトルで表すことができる。位置情報部１１では、ステージ２のＹ方向の座標Ｙ１と、拡大光学系２００のＹ方向の座標Ｙ２との差分（Ｙ１−Ｙ２）を演算し、その結果をミラー制御部２８に出力する。ミラー制御部２８は、入射光に対するミラー２５の角度を制御する。ここで、入射光とは、拡大光学系２００を透過してミラー２５に入射する光のことである。具体的には、ミラー２５の向きを差分（Ｙ１−Ｙ２）に対応する角度に調整する。
【００５６】
本実施の形態では、ミラー２５で反射した光をミラー２７に入射させ、ミラー２７でさらに光路を所定の角度に曲げる。ここで、所定の角度とは、Ｘ方向のずれを補正するのに適当な値である。具体的には、次のようにして補正する。
【００５７】
上述の通り、レーザ側長システム７ａ、７ｂで測定されたステージ２と拡大光学系２００の移動位置は、位置情報部１１に送られる。そして、位置情報部１１では、ステージ２のＸ方向の座標Ｘ１と、拡大光学系２００のＸ方向の座標Ｘ２との差分（Ｘ１−Ｘ２）を演算し、その結果をミラー制御部２８に出力する。ミラー制御部２８は、入射光に対するミラー２７の角度を制御する。すなわち、ミラー制御部２８は、ミラー２５の制御に加えてミラー２７の制御も行う。ここで、入射光とは、ミラー２５で反射してミラー２７に入射する光のことである。具体的には、ミラー２７の向きを差分（Ｘ１−Ｘ２）に対応する角度に調整する。
【００５８】
ミラー２７で反射した光は、ラインセンサ５に結像する。結像したパターンの像は、光電変換され、さらにセンサ回路６でＡ/Ｄ（アナログデジタル）変換される。その後、ラインセンサ５の各画素データは、位置情報部１１から出力されたステージ２上でのマスク２２の位置を示すデータとともに、比較部１２に送られる。測定データは、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（光量）を表現している。
【００５９】
図５の参照部１３では、参照データ（参照画像）が作成される。具体的には、参照部１３において、磁気ディスク装置１６から制御計算機９を通してマスク２２の設計データが読み出される。読み出されたデータは、２値または多値のイメージデータに変換されて参照データとなる。この参照データは、比較部１２に送られる。
【００６０】
比較部１２では、まず、測定データと参照データの位置合わせが行われる。次いで、測定データの各画像データと、参照データの参照画素データとを、所定のアルゴリズムにしたがって比較して欠陥の有無を判定する。比較結果は、例えば、磁気ディスク装置１６、磁気テープ装置１７、フレキシブルディスク装置１８、ＣＲＴ１９、パターンモニタ２０またはプリンタ２１に出力される。尚、これら以外の外部の機器に出力されるようにしてもよい。
【００６１】
上記は、ダイ・ツー・データベース検査の例であるが、ダイ・ツー・ダイ検査を行う場合には、次のようにして行う。
【００６２】
被検査試料とともに撮像された参照試料の測定データ（参照画像）が、位置情報部１１から出力されたステージ２上でのマスク２２の位置を示すデータとともに、比較部１２に送られる。そして、比較部１２内で、まず、測定データと参照データの位置合わせが行われる。次いで、測定データの各画像データと、参照データの参照画素データとを、所定のアルゴリズムにしたがって比較して欠陥の有無を判定する。比較結果は、例えば、磁気ディスク装置１６、磁気テープ装置１７、フレキシブルディスク装置１８、ＣＲＴ１９、パターンモニタ２０またはプリンタ２１に出力される。尚、これら以外の外部の機器に出力されるようにしてもよい。
【００６３】
以上述べたように、本実施の形態によれば、レンズ４を透過した光が、ミラー２５で光路を所定の角度に曲げられた後、さらにミラー２７で光路を所定の角度に曲げられてから、ラインセンサ５に結像するようにする。これにより、Ｘ方向とＹ方向の両方についての歪みが低減された光学画像が得られる。したがって、ステージ２の移動速度を調整することによって光学画像の歪みを調整する必要がなくなる。尚、上記例では、ミラー２５でＹ方向の歪みを、ミラー２７でＸ方向の歪みをそれぞれ調整したが、ミラー２５でＸ方向の歪みを調整し、ミラー２７でＹ方向の歪みを調整してもよい。
【００６４】
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。
【００６５】
例えば、実施の形態１および実施の形態２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た後、マスクを透過した光がレンズとミラーを介してセンサに結像する例について述べた。しかし、本発明は、これに限られるものではなく、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た後、マスクを反射した光がレンズとミラーを介してセンサに結像する場合にも適用可能である。この場合にも、上記例と同様に、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、比較部では、測定データと参照データとが適当な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。
【００６６】
また、画像のずれの補正はミラーの角度を制御するミラー制御手段による具体例に限定されるものではなく、他の光学系（例えばレンズ）を制御する機構を採用するなど必要な構成を適宜選択して用いることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６７】
１００、２００ 検査装置
１ 光源
２ ステージ
３ 照明光学系
４ レンズ
５ ラインセンサ
６ センサ回路
７ａ、７ｂ レーザ測長システム
８ オートローダ
９ 制御計算機
１０ バス
１１ 位置情報部
１２ 比較部
１３ 参照部
１４ オートローダ制御部
１５ ステージ制御部
１６ 磁気ディスク装置
１７ 磁気テープ装置
１８ フレキシブルディスク装置
１９ ＣＲＴ
２０ パターンモニタ
２１ プリンタ
２２ マスク
２３ 照明光
２５、２７ ミラー
２５ａ 角度調節部
２６、２８ ミラー制御部
１０１、１０３ 支持部材
１０２ 鏡筒
１０４ 基台
１０５、１０６ ミラー
１０７ モータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
検査対象が載置されるステージと、
前記光源からの光を前記検査対象に照射する第１の光学系と、
前記検査対象を透過または反射した光を結像する第２の光学系と、
前記ステージの位置を測定する第１の測定部と、
前記第２の光学系の位置を測定する第２の測定部と、
前記第２の光学系に結像した光学画像に基づいて前記検査対象の検査を行う検査部とを有し、
前記第２の光学系は、センサと、前記光を前記センサに結像するレンズと、前記センサと前記レンズの間に配置されるミラーとを備えており、
前記第１の測定部で得られた前記ステージの位置と、前記第２の測定部で得られた前記第２の光学系の位置との差分に基づいて、前記ミラーの角度を変えるミラー制御部を有することを特徴とする検査装置。
【請求項２】
前記第１の測定部で得られた前記ステージの位置と、前記第２の測定部で得られた前記第２の光学系の位置との差分に基づいて、前記ステージの移動速度を制御するステージ制御部を有することを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記ミラーには、前記レンズを透過した光が入射する第１のミラーと、前記第１のミラーで反射した光が入射する第２のミラーとがあり、
前記ミラー制御部は、前記第１の測定部で得られた前記ステージの位置と、前記第２の測定部で得られた前記第２の光学系の位置とのＸ方向の差分に基づいて、前記第１のミラーおよび前記第２のミラーのいずれか一方の角度を変えるとともに、前記第１の測定部で得られた前記ステージの位置と、前記第２の測定部で得られた前記第２の光学系の位置とのＹ方向の差分に基づいて、他方の角度を変えることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項４】
ステージ上に載置された検査対象に光を照射し、前記検査対象を透過または反射した光をレンズを介しミラーで反射させた後にセンサに結像して得られる光学画像に基づき前記検査対象を検査する検査方法であって、
前記ステージの位置と前記光学系の位置を測定し、これらの位置の差分に基づいて前記ミラーの角度を変えることを特徴とする検査方法。
【請求項５】
前記レンズを透過した光は、第１のミラーで反射し、さらに第２のミラーで反射した後に前記センサに結像し、
前記ステージの位置と前記光学系の位置を測定し、これらの位置の差分に基づいて、前記第１のミラーの角度と前記第２のミラーの角度を変えることを特徴とする請求項４に記載の検査方法。
【請求項１】
光源と、
検査対象が載置されるステージと、
前記光源からの光を前記検査対象に照射する第１の光学系と、
前記検査対象を透過または反射した光を結像する第２の光学系と、
前記ステージの位置を測定する第１の測定部と、
前記第２の光学系の位置を測定する第２の測定部と、
前記第２の光学系に結像した光学画像に基づいて前記検査対象の検査を行う検査部とを有し、
前記第２の光学系は、センサと、前記光を前記センサに結像するレンズと、前記センサと前記レンズの間に配置されるミラーとを備えており、
前記第１の測定部で得られた前記ステージの位置と、前記第２の測定部で得られた前記第２の光学系の位置との差分に基づいて、前記ミラーの角度を変えるミラー制御部を有することを特徴とする検査装置。
【請求項２】
前記第１の測定部で得られた前記ステージの位置と、前記第２の測定部で得られた前記第２の光学系の位置との差分に基づいて、前記ステージの移動速度を制御するステージ制御部を有することを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記ミラーには、前記レンズを透過した光が入射する第１のミラーと、前記第１のミラーで反射した光が入射する第２のミラーとがあり、
前記ミラー制御部は、前記第１の測定部で得られた前記ステージの位置と、前記第２の測定部で得られた前記第２の光学系の位置とのＸ方向の差分に基づいて、前記第１のミラーおよび前記第２のミラーのいずれか一方の角度を変えるとともに、前記第１の測定部で得られた前記ステージの位置と、前記第２の測定部で得られた前記第２の光学系の位置とのＹ方向の差分に基づいて、他方の角度を変えることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項４】
ステージ上に載置された検査対象に光を照射し、前記検査対象を透過または反射した光をレンズを介しミラーで反射させた後にセンサに結像して得られる光学画像に基づき前記検査対象を検査する検査方法であって、
前記ステージの位置と前記光学系の位置を測定し、これらの位置の差分に基づいて前記ミラーの角度を変えることを特徴とする検査方法。
【請求項５】
前記レンズを透過した光は、第１のミラーで反射し、さらに第２のミラーで反射した後に前記センサに結像し、
前記ステージの位置と前記光学系の位置を測定し、これらの位置の差分に基づいて、前記第１のミラーの角度と前記第２のミラーの角度を変えることを特徴とする請求項４に記載の検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−３８８３０（Ｐ２０１１−３８８３０Ａ）
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８４６５７（Ｐ２００９−１８４６５７）
【出願日】平成２１年８月７日（２００９．８．７）
【出願人】（５０４１６２９５８）株式会社ニューフレアテクノロジー (669)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月７日（２００９．８．７）
【出願人】（５０４１６２９５８）株式会社ニューフレアテクノロジー (669)
【Ｆターム（参考）】
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