欠陥推定装置および欠陥推定方法並びに検査装置および検査方法
【課題】、マスク上の欠陥とそれがウェハに及ぼす影響、修正による改善の程度まで推定可能な欠陥推定装置と欠陥推定方法を提供する。欠陥判定処理を容易にし、マスク上の欠陥とウェハ像への波及を推定可能な検査装置と検査方法を提供する。
【解決手段】マスク検査結果２０５のうち、欠陥箇所のマスク採取データは、模擬修正回路３００に送られて模擬修正が行われる。模擬修正されたマスク採取データは、マスク検査結果２０５に戻された後、対応する箇所の参照画像とともにウェハ転写シミュレータ４００に送られる。ウェハ転写シミュレータ４００で推定されたウェハ転写像は比較回路３０１に送られ、比較回路３０１で欠陥と判定されると、その座標と、欠陥判定の根拠となったウェハ転写像とが、転写像検査結果２０６として保存される。マスク検査結果２０５と転写像検査結果２０６はレビュー装置５００に送られる。
【解決手段】マスク検査結果２０５のうち、欠陥箇所のマスク採取データは、模擬修正回路３００に送られて模擬修正が行われる。模擬修正されたマスク採取データは、マスク検査結果２０５に戻された後、対応する箇所の参照画像とともにウェハ転写シミュレータ４００に送られる。ウェハ転写シミュレータ４００で推定されたウェハ転写像は比較回路３０１に送られ、比較回路３０１で欠陥と判定されると、その座標と、欠陥判定の根拠となったウェハ転写像とが、転写像検査結果２０６として保存される。マスク検査結果２０５と転写像検査結果２０６はレビュー装置５００に送られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、欠陥推定装置および欠陥推定方法並びに検査装置および検査方法に関し、より詳しくは、マスクなどの検査対象に形成されたパターンの欠陥推定装置および欠陥推定方法並びに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】
近年、大規模集積回路（ＬＳＩ）の高集積化および大容量化に伴い、半導体素子に要求される回路線幅は益々狭くなっている。半導体素子は、回路パターンが形成された原画パターン（マスクまたはレチクルを指す。以下では、マスクと総称する。）を用い、いわゆるステッパと呼ばれる縮小投影露光装置でウェハ上にパターンを露光転写して回路形成することにより製造される。こうした微細な回路パターンをウェハに転写するためのマスクの製造には、微細パターンを描画可能な電子ビーム描画装置が用いられる。また、レーザビームを用いて描画するレーザビーム描画装置の開発も試みられている。尚、電子ビーム描画装置は、ウェハに直接回路パターンを描画する場合にも用いられる。
【０００３】
多大な製造コストのかかるＬＳＩの製造にとって、歩留まりの向上は欠かせない。一方、最近の代表的なロジックデバイスでは、数十ナノメートルの線幅のパターン形成が要求される状況になってきている。ここで、歩留まりを低下させる大きな要因としては、マスクのパターン欠陥や、露光転写時におけるプロセス諸条件の変動が挙げられる。これまでは、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、マスクの寸法精度を高めることで、プロセス諸条件の変動マージンを吸収することが行われてきた。このため、マスク検査においては、パターン欠陥として検出しなければならない寸法が微細化しており、極めて小さなパターンの位置誤差を検出することが必要になっている。こうしたことから、ＬＳＩ製造に使用される転写用マスクの欠陥を検出する検査装置に対しては、高い検査精度が要求されている。
【０００４】
ところで、マスクが微細化、複雑化する要因の１つに超解像度技術（ＲＥＴ：Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）の適用が挙げられる。これは、例えば、メインパターンの脇にアシストパターンと称される補助パターンを配置し、これによってメインパターンの形成性を向上させる技術である。転写像では補助パターンは解像しないが、補助パターンがあることによってメインパターンの領域に入射する光エネルギーが確保される。マスク検査装置では、こうしたアシストパターンの欠陥も検出することができる。
【０００５】
欠陥検出をする手法には、ダイ−トゥ−ダイ（Ｄｉｅ ｔｏ Ｄｉｅ）検査方式とダイ−トゥ−データベース（Ｄｉｅ ｔｏ Ｄａｔａｂａｓｅ）検査方式がある。ダイ−トゥ−ダイ検査方式は、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の同一パターン同士を比較する検査方法である。この方式によれば、マスクのパターンを直接比較するので比較的簡単な装置構成で精度の高い検査が行える。しかし、比較するパターンの両方に共通して存在する欠陥は検出することができない。一方、ダイ−トゥ−データベース検査方式は、マスク製造に使用された設計パターンデータから生成される参照データと、マスク上の実際のパターンとを比較する検査方法である。参照画像を生成するための機構が必要になるので装置が大掛かりになるが、設計パターンデータとの厳密な比較が行える。１つのマスクに１つのチップ転写領域しかない場合にはこの方法しか採れない。
【０００６】
ダイ−トゥ−データベース検査では、光源から出射された光が光学系を介して検査対象であるマスクに照射される。マスクはテーブル上に載置されており、テーブルが移動することによって照射された光がマスク上を走査する。マスクを透過または反射した光はレンズを介して画像センサ上に結像し、画像センサで撮像された光学画像は測定データとして比較部へ送られる。比較部では、測定データと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（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
従来の検査装置では、欠陥ありと判断された場合、その判定根拠となった光学画像とそれに対応する参照画像とがこれらの座標とともに検査装置内に保存される。マスク１枚について検査が終了すると、検査装置内の観察光学系を利用してオペレータが目視で欠陥箇所のパターンを確認する。そして、修正の必要性や修正の可否を判断して、修正すべき欠陥を弁別した後、修正に必要な情報とともにこのマスクを修正装置に送る。ここで、修正に必要な情報とは、例えば、マスク内の座標、欠陥が凸形か凹型の区別、すなわち遮光膜を削るのか補填するのかの区別、および、修正装置で修正すべき箇所のパターンを認識するための切り出したパターンデータである。
【０００８】
このように、従来の検査装置では、画像センサで光学画像を撮像したマスクパターン像の正否を判定している。しかし、最近の微細化が進んだマスクでは、パターンの形状欠陥と潜在的に存在するパターンの形状誤差との差が区別され難くなっている。また、微細なパターンに生じる欠陥として、パターンエッジの凹凸（エッジラフネス）に代表される形状欠陥だけでなく、パターンの線幅異常やパターンの位置ずれによって隣接パターンとの空隙が適正でないことによる現象が重要になってきている。このため、パターン精度に対する要求は極めて高くなっており、マスク製造における難易度も益々高くなっている。それ故、基準を満たすマスクの歩留まりが低下して、マスクの製造コストの高騰を招いている。さらに、マスクパターンの線幅や、隣接パターンとの空隙距離に対する要求精度が高くなることによって、設計パターンデータを基に生成される参照データと検査装置が撮影したパターン像との比較だけでは、欠陥であるか否かを判別することが困難になっている。
【０００９】
そこで、欠陥の判定方法にシミュレーションを取り入れる方法が提案されている。この方法では、マスクからウェハに転写される露光イメージを推定し、この露光イメージ上でパターンの良否を判断する。例えば、非特許文献１には、高解像度の光学系により被検査マスク像をＣＣＤで採取する方法と並んで、ウェハ空間像を低解像度の光学系で得る方法が示されている（図１参照）。前者の方式では、高解像度の光学系で採取した被検査パターンと参照パターンの各マスク像から、図２の工程を経てウェハ転写像を推定した後、ウェハ転写像同士を比較して欠陥判定をする。一方、後者の方式では、ウェハ転写装置の光学系を模擬した光学系を装備して、直接的にウェハ転写像を採取する。これらの方式はいずれも、ウェハ上に転写される像を予測し、これを基に欠陥判定するものである。尚、後者の方式は、非特許文献２にも記載されている（図３および３頁下段参照）。
【００１０】
マスク上で、あるメインパターンに対応するアシストパターンに複数個所で断裂や細り形状の欠陥を生じている場合、推定されたウェハ転写像におけるメインパターンの形状は、線幅のくびれなどの寸法誤差を生じた状態となっているはずである。つまり、転写像に基づく判定方法によれば、マスクに形状欠陥があることによって転写像が不正になることを予測できる。しかしながら、この場合、メインパターンで線幅をくびれさせている原因が、アシストパターンのどの欠陥箇所にあるのか、すなわち、複数ある断裂箇所のうちのどの箇所であるのか、あるいは、複数の断裂箇所のどの組み合わせによるものであるのかといったことを指摘できないという問題があった。
【００１１】
一方、特許文献２には、所定の領域に配置された多数のポリゴンを含むリソグラフィックデザインをシミュレートする方法が開示されている。具体的には、図４に、ポリゴンデザインデータベースのビットマップイメージを使用して空間イメージを生成し（ボックス１２６）、これを使用することでレジストモデリングまたはシミュレーション（ボックス１２８）が実行されることが記載されている。また、図７には、マスク検査装置の画像から、シミュレーションによるウェハパターン空間像を推定する技術が示されている。これらの技術は、ウェハ空間像、または、露光光によるフォトレジストの反応などのウェハ生成プロセスの結果得られるウェハ像での正否を指摘するものである。
【００１２】
また、特許文献３には、１）マスク検査システムでは、リソグラフィ処理工程における特定の条件下での欠陥が下地のフォトレジストに転写されるか否か判断することが重要であること、２）マスク欠陥がプリントされないか、または、リソグラフィ処理に影響を与えないならば、欠陥のあるマスクを使って許容可能なリソグラフィを行えることが記載されている。これにより、欠陥が転写されないマスクを補修したり、交換したりすることによる費用と時間の無駄を避けられる。
【００１３】
特許文献３には、マスクの一部分の画像を含む欠陥区域画像を受け取って模擬画像を生成する検査装置が開示されている。この模擬画像には、ウェハに転写されるシミュレーション画像が含まれる。
【００１４】
このように、従来の検査装置によれば、検査装置で採取されたマスクの欠陥を含む画像からウェハへの転写推定像を生成することができる。しかしながら、マスクの形状欠陥自体のウェハへの影響の程度や、ウェハ転写像で検出されたパターン誤差がマスク上のどこのパターンを修正すると解消されるのかを指摘できる検査装置はない。例えば、照射強度や照射方向に指向性を有する露光光源と、この露光光源との組み合わせでウェハに微細なパターンを転写できるよう最適化されたマスクパターンとを用いて、ウェハ上にパターンを形成する場合において、マスクの形状欠陥がウェハ転写像のどこに影響するかについては、光源を含めた精密なシミュレーションを用いて推定する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００８−１１２１７８号公報
【特許文献２】特開２００９−１０５４３０号公報
【特許文献３】特表２００１−５１６８９８号公報
【非特許文献】
【００１６】
【非特許文献１】Ｃａｒｌ Ｈｅｓｓら、（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、「Ａ Ｎｏｖｅｌ Ａｐｐｒｏａｃｈ： Ｈｉｇｈ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｗｉｔｈ Ｗａｆｅｒ Ｐｌａｎｅ Ｄｅｆｅｃｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ」、Ｐｒｏｃ. ｏｆ ＳＰＩＥ Ｖｏｌ.７０２８、７０２８１Ｆ（２００８）
【非特許文献２】Ｄａｎ Ｒｏｓｔら、（ＭＰ−Ｍａｓｋ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｅｎｔｅｒ）、「Ｑｕａｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｅｒｉａｌ Ｉｍａｇｅ １９３ｎｍ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ Ｔｏｏｌ ｆｏｒ Ａｌｌ Ｍａｓｋｓ ａｎｄ Ａｌｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｓｔｅｐｓ」、Ｐｒｏｃ. ｏｆ ＳＰＩＥ Ｖｏｌ. ７０２８、７０２８２Ｑ（２００８）
【非特許文献３】Ｈ．Ｈ．Ｈｏｐｋｉｎｓ、 Ｏｎ ｔｈｅ ｄｉ ｒａｃｔｉｏｎ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｏｐｔｉｃａｌ ｉｍａｇｅｓ， Ｉｎ Ｐｒｏｃ． Ｒｏｙａｌ Ｓｏｃ． Ｓｅｒｉｅｓ Ａ．， ｖｏｌｕｍｅ ２１７ Ｎｏ．１１３１， ｐａｇｅｓ ４０８−４３２，１９５３
【非特許文献４】Ｎ．Ｂ．Ｃｏｂｂ， Ａ．Ｚａｋｈｏｒ， Ｍ．Ｒｅｉｈａｎｉ， Ｆ．Ｊａｈａｎｓｏｏｚ， ａｎｄ Ｖ．Ｎ．Ｒａｇｈａｖａｎ： Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ ３０５１（１９９７）４５８
【非特許文献５】Ｍ．Ｏｓａｗａ， Ｔ．Ｙａｏ， Ｈ．Ａｏｙａｍａ， Ｋ．Ｏｇｉｎｏ， Ｈ．Ｈｏｓｈｉｎｏ， Ｙ．Ｍａｃｈｉｄａ， Ｓ．Ａｓａｉ， ａｎｄ Ｈ．Ａｒｉｍｏｔｏ， Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ． Ｂ２１（２００３）２８０６
【非特許文献６】Ｎ．Ｂ．Ｃｏｂｂ，「Ｆａｓｔ Ｏｐｔｉｃａｌ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ｆｏｒ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ」 Ａ ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ ｓｕｂｍｉｔｔｅｄ ｉｎ ｐａｒｔｉａｌ ｓａｔｉｓｆａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ Ｄｏｃｔｏｒ ｏｆ Ｐｈｉｌｏｓｏｐｈｙ ｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ： Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ｉｎ ｔｈｅ Ｇｒａｄｕａｔｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ ａｔ Ｂｅｒｋｅｌｅｙ， Ｓｐｒｉｎｇ １９８８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
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、マスク上の欠陥とそれがウェハに及ぼす影響、さらには修正による改善の程度まで推定可能な欠陥推定装置および欠陥推定方法を提供することにある。
【００１８】
また、本発明の目的は、マスク上の欠陥とそれがウェハに及ぼす影響、さらには修正による改善の程度まで推定することで、マスク欠陥自体のウェハへの影響の程度や、検出された欠陥がマスク上のどこのパターンを修正すると解消されるのかを指摘可能な検査装置を提供することにある。
【００１９】
さらに、本発明の目的は、マスクの欠陥判定処理を容易にすることができ、また、マスク上の欠陥とその結果として生じるウェハ像への波及を推定しながら欠陥判定処理を行うことのできる検査装置および検査方法を提供することにある。
【００２０】
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】
【００２１】
本発明の第１の態様は、マスクに形成されたパターンの光学画像と基準画像を取得して、これらの画像から基板に転写される前記パターンの各パターンイメージを推定する推定部と、
前記パターンイメージ同士を比較して差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する比較部と、
前記比較により欠陥と判定された個所の前記光学画像に対し模擬修正を行う模擬修正部とを有し、
前記模擬修正後の光学画像を前記推定部に送ることを特徴とする欠陥推定装置に関する。
【００２２】
本発明の第２の態様は、マスクに形成されたパターンの光学画像と基準画像を取得して、これらの画像からリソグラフィプロセスにより基板に転写される前記パターンの各第１のパターンイメージを推定する第１の推定部と、
前記第１のパターンイメージ同士を比較して差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する第１の比較部と、
前記比較により欠陥と判定された個所の前記光学画像に対して模擬修正を行う模擬修正部と、
前記基準画像と前記模擬修正後の光学画像とから、前記基板に転写される前記パターンの各第２のパターンイメージを推定する第２の推定部とを有し、
前記第２のパターンイメージは、前記第１のパターンイメージより前記リソグラフィプロセスが進んだものであることを特徴とする欠陥推定装置に関する。
【００２３】
本発明の第３の態様は、マスクに形成されたパターンの光学画像と基準画像を取得して、これらの画像から基板に転写される前記パターンの各第１のパターンイメージを推定して比較し、前記比較により欠陥と判定された個所の前記光学画像を模擬修正した後、前記基準画像と前記模擬修正後の光学画像とから各第２のパターンイメージを推定することを特徴とする欠陥推定方法に関する。
【００２４】
本発明の第４の態様は、パターンが形成されたマスクに光を照明し、前記マスクの像を光学系を介して画像センサに結像し、欠陥の有無を判定する検査装置において、
前記画像センサから前記マスクの光学画像を取得する光学画像取得部と、
前記判定の基準となる基準画像と前記光学画像とから、基板に転写される前記パターンの各パターンイメージを推定する推定部と、
前記パターンイメージ同士を比較して差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する比較部と、
前記比較により欠陥と判定された個所の前記光学画像に対して模擬修正を行う模擬修正部とを有し、
前記模擬修正後の光学画像を前記推定部に送ることを特徴とするものである。
【００２５】
本発明の第５の態様は、パターンが形成されたマスクに光を照明し、前記マスクの像を光学系を介して画像センサに結像し、欠陥の有無を判定する検査装置において、
前記画像センサから前記マスクの光学画像を取得する光学画像取得部と、
前記判定の基準となる基準画像と前記光学画像とから、リソグラフィプロセスにより基板に転写される前記パターンの各第１のパターンイメージを推定する第１の推定部と、
前記第１のパターンイメージ同士を比較して差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する第１の比較部と、
前記比較により欠陥と判定された個所の前記光学画像に対して模擬修正を行う模擬修正部と、
前記基準画像と前記模擬修正後の光学画像とから、前記基板に転写される前記パターンの各第２のパターンイメージを推定する第２の推定部とを有し、
前記第２のパターンイメージは、前記第１のパターンイメージより前記リソグラフィプロセスが進んだものであることを特徴とするものである。
【００２６】
本発明の第６の態様は、パターンが形成された試料に光を照明し、該試料の像を光学系を介して画像センサに結像し、欠陥の有無を判定する検査装置において、
前記画像センサから前記試料の光学画像を取得する光学画像取得部と、
前記光学画像を前記判定の基準となる基準画像と比較し、差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する第１の比較部と、
シミュレーションにより前記試料上の光学画像と前記基準画像のそれぞれのパターンを転写装置にて転写した場合の光学像を推定する転写像推定部と、
前記各転写像を比較し、差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する第２の比較部とを有することを特徴とするものである。
【００２７】
本発明の第６の態様は、前記第１の比較部および前記第２の比較部からの情報をレビュー装置に出力する出力部、または、前記第１の比較部および前記第２の比較部からの情報をレビューするレビュー画面を有することが好ましい。
【００２８】
本発明の第６の態様において、前記第１の比較部からの情報は、欠陥と判定された光学画像と該欠陥の座標を含み、
前記第２の比較部からの情報は、欠陥と判定された前記光学画像の転写像と該欠陥の座標を含むことが好ましい。
【００２９】
本発明の第７の態様は、パターンが形成された試料に光を照明し、該試料の像を光学系を介して画像センサに結像し、欠陥の有無を判定する検査装置において、
前記画像センサから前記試料の光学画像を取得する光学画像取得部と、
前記光学画像を前記判定の基準となる基準画像と比較し、差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する第１の比較部と、
前記第１の比較部で欠陥と判定された前記光学画像を取得し、前記欠陥に模擬修正を行う模擬修正部と、
前記模擬修正部で模擬修正をされた光学画像の転写像と、前記基準画像の転写像とを、シミュレーションによりそれぞれ推定する転写像推定部と、
前記各転写像を比較し、差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する第２の比較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７の態様は、前記第１の比較部および前記第２の比較部からの情報をレビュー装置に出力する出力部、または、前記第１の比較部および前記第２の比較部からの情報をレビューするレビュー画面を有することが好ましい。
【００３１】
本発明の第７の態様において、前記第１の比較部からの情報は、欠陥と判定された光学画像と該欠陥の座標を含み、
前記第２の比較部からの情報は、欠陥と判定された前記光学画像の転写像と該欠陥の座標を含むことが好ましい。
【００３２】
本発明の第８の態様は、パターンが形成された試料に光を照明し、該試料の像を光学系を介して画像センサに結像し、欠陥の有無を判定する検査方法において、
前記画像センサから前記試料の光学画像を取得する工程と、
前記光学画像を前記判定の基準となる基準画像と比較し、差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する工程と、
シミュレーションにより前記光学画像の転写像と前記基準画像の転写像をそれぞれ推定する工程と、
前記光学画像の転写像と前記基準画像の転写像を比較し、差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する工程と、
前記光学画像、前記基準画像および前記各転写像をレビューして前記欠陥に対する修正の要否を判定する工程とを有することを特徴とするものである。
【００３３】
本発明の第８の態様は、前記光学画像と前記基準画像を比較した結果、欠陥と判定された光学画像を取得して該欠陥に模擬修正をする工程を有し、
前記転写像を推定する工程は、前記模擬修正をされた光学画像の転写像と前記基準画像の転写像のそれぞれを推定する工程であることが好ましい。
【００３４】
本発明の第８の態様は、前記欠陥に対する修正が必要と判定された場合に、前記光学画像と前記模擬修正をされた光学画像のそれぞれの転写像を比較して修正すべき箇所を推定する工程を有することが好ましい。
【００３５】
本発明の第８の態様において、前記光学画像の転写像は、所定の範囲内にある全ての欠陥を含む光学画像を基に推定されることが好ましい。
【００３６】
本発明の第９の態様は、パターンが形成された試料に光を照明し、該試料の像を光学系を介して画像センサに結像し、前記画像センサから前記試料の光学画像を取得し、得られた光学画像を基準画像と比較して差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する工程と、
前記欠陥が含まれる光学画像と、該光学画像に対応する基準画像とをレビューして、前記欠陥に対する修正の要否を判定する工程と、
前記光学画像および前記基準画像の各転写像を推定する必要があるか否かを判断する工程と、
前記各転写像を推定する必要がある場合には、前記各転写像を推定して比較し、差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定し、前記各転写像をレビューして前記欠陥に対する修正の要否を判定する工程と、
前記各転写像を推定する必要がない場合には、別の欠陥が含まれる光学画像と、該光学画像に対応する基準画像とをレビューして、前記別の欠陥に対する修正の要否を判定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。
【００３７】
本発明の第９の態様は、前記光学画像を前記基準画像と比較し、欠陥と判定された光学画像を取得して該欠陥に模擬修正を行う工程を有し、
前記各転写像を推定する必要がある場合には、前記模擬修正をされた光学画像の転写像を推定することが好ましい。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の第１の態様によれば、マスク上の欠陥とそれが基板に及ぼす影響、さらには修正による改善の程度まで推定することのできる欠陥推定装置が提供される。
【００３９】
本発明の第２の態様によれば、マスク上の欠陥とそれが基板に及ぼす影響、さらには修正による改善の程度まで推定することができ、また、全体の計算処理を速くすることが可能な欠陥推定装置が提供される。
【００４０】
本発明の第３の態様によれば、マスク上の欠陥とそれが基板に及ぼす影響、さらには修正による改善の程度まで推定することのできる欠陥推定方法が提供される。
【００４１】
本発明の第４の態様によれば、マスク上の欠陥とそれが基板に及ぼす影響、さらには修正による改善の程度まで推定することができるので、マスク欠陥自体の基板への影響の程度や、検出された欠陥がマスク上のどこのパターンを修正すると解消されるのかを指摘することのできる検査装置が提供される。
【００４２】
本発明の第５の態様によれば、マスク欠陥自体の基板への影響の程度や、検出された欠陥がマスク上のどこのパターンを修正すると解消されるのかを指摘することができ、また、欠陥推定に関する計算処理を速くすることが可能な検査装置が提供される。
【００４３】
さらに、本発明の第６から第９の態様によれば、マスクの欠陥判定処理を容易にすることができ、また、マスク上の欠陥とその結果として生じるウェハ像への波及を推定しながら欠陥判定処理を行うことのできる検査装置および検査方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】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２】本実施の形態におけるデータの流れを示す概念図である。
【図３】フィルタ処理を説明する図である。
【図４】マスク採取データの取得手順を説明する図である。
【図５】（ａ）はマスクの形状欠陥の一例であり、（ｂ）はこのマスクのウェハ転写像である。
【図６】（ａ）は、露光光源の照射面形状の一例、（ｂ）はマスクのパターン形状の一例、（ｃ）はこのマスクのウェハ転写像である。
【図７】（ａ）は、露光光源の照射面形状の他の例、（ｂ）はマスクのパターン形状の他の例、（ｃ）はこのマスクのウェハ転写像である。
【図８】（ａ）はマスクの参照画像、（ｂ）はこの参照画像から推定したウェハ転写像である。
【図９】（ａ）は欠陥を含むマスクの光学画像、（ｂ）はこの光学画像から推定したウェハ転写像である。
【図１０】本実施の形態によるレビュー画面の一例である。
【図１１】本実施の形態によるレビュー画面の他の例である。
【図１２】本実施の形態によるレビュー方法の説明図である。
【図１３】実施の形態１の欠陥推定装置の一例である。
【図１４】露光イメージからレジストパターンをシミュレーションする方法の説明図である。
【図１５】実施の形態２の検査装置の構成図である。
【図１６】実施の形態２の検査装置におけるデータの流れを示す図である。
【図１７】実施の形態２の第３の態様による欠陥推定装置の一例である。
【図１８】実施の形態２の第４の態様による検査装置の構成図である。
【図１９】実施の形態２の検査装置におけるデータの流れを示す図である。
【図２０】実施の形態１において、ＳＥＭを用いて光学画像を取得する例である。
【図２１】実施の形態１において、ＭＥＭを用いて光学画像を取得する例である。
【図２２】実施の形態２において、ＳＥＭを用いて光学画像を取得する例である。
【図２３】実施の形態２において、ＭＥＭを用いて光学画像を取得する例である。
【図２４】実施の形態２において、ＳＥＭを用いて光学画像を取得する例である。
【図２５】実施の形態２において、ＭＥＭを用いて光学画像を取得する例である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
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。
【００４６】
図１に示すように、検査装置１００ａは、光学画像取得部Ａと制御部Ｂを有する。
【００４７】
光学画像取得部Ａは、レーザ光を照射する光源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。
【００４８】
制御部Ｂでは、検査装置１００ａ全体の制御を司る制御計算機１１０が、データ伝送路となるバス１２０を介して、位置回路１０７、比較回路１０８、参照回路１１２、展開回路１１１、オートローダ制御回路１１３、テーブル制御回路１１４、記憶装置の一例となる磁気ディスク装置１０９、磁気テープ装置１１５、フレキシブルディスク装置１１６、ＣＲＴ１１７、パターンモニタ１１８およびプリンタ１１９に接続されている。ＸＹθテーブル１０２は、テーブル制御回路１１４によって制御されたＸ軸モータ、Ｙ軸モータおよびθ軸モータによって駆動される。これらのモータには、例えば、ステップモータを用いることができる。
【００４９】
データベース方式の基準データとなる設計パターンデータは、磁気ディスク装置１０９に格納されており、検査の進行に合わせて読み出されて展開回路１１１に送られる。展開回路１１１では、設計パターンデータがイメージデータ（ビットパターンデータ）に変換される。その後、このイメージデータは、参照回路１１２に送られて、基準画像となる参照画像の生成に用いられる。
【００５０】
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。また、本実施の形態では、ダイ−トゥ−データベース検査方式を例にしているが、ダイ−トゥ−ダイ検査方式であってもよい。この場合には、マスク内の異なる領域にある同一パターンの一方の光学画像を基準画像として取り扱う。
【００５１】
図２は、本実施の形態におけるデータの流れを示す概念図である。
【００５２】
図２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。ここで、一般に、検査装置１００ａは、ＯＡＳＩＳデータを直接読み込めるようには構成されていない。すなわち、検査装置１００ａの製造メーカー毎に、独自のフォーマットデータが用いられている。このため、ＯＡＳＩＳデータは、レイヤ毎に各検査装置に固有のフォーマットデータ２０３に変換された後に検査装置１００ａに入力される。尚、フォーマットデータ２０３は、検査装置１００ａ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。
【００５３】
フォーマットデータ２０３は、図１の磁気ディスク装置１０９に入力される。すなわち、フォトマスク１０１のパターン形成時に用いた設計パターンデータは、磁気ディスク装置１０９に記憶される。
【００５４】
設計パターンに含まれる図形は、長方形や三角形を基本図形としたものである。磁気ディスク装置１０９には、例えば、図形の基準位置における座標（ｘ、ｙ）、辺の長さ、長方形や三角形等の図形種を区別する識別子となる図形コードといった情報であって、各パターン図形の形、大きさ、位置等を定義した図形データが格納される。
【００５５】
さらに、数十μｍ程度の範囲に存在する図形の集合を一般にクラスタまたはセルと称するが、これを用いてデータを階層化することが行われている。クラスタまたはセルには、各種図形を単独で配置したり、ある間隔で繰り返し配置したりする場合の配置座標や繰り返し記述も定義される。クラスタまたはセルデータは、さらにフレームまたはストライプと称される、幅が数百μｍであって、長さがフォトマスクのＸ方向またはＹ方向の全長に対応する１００ｍｍ程度の短冊状領域に配置される。
【００５６】
入力された設計パターンデータは、磁気ディスク装置１０９から制御計算機１１０を通して展開回路１１１によって読み出される。
【００５７】
展開回路１１１は、設計パターンを図形毎のデータにまで展開し、その図形データの図形形状を示す図形コード、図形寸法などを解釈する。そして、所定の量子化寸法のグリッドを単位とするマス目内に配置されるパターンとして２値ないしは多値の設計画像データを展開する。展開された設計画像データは、センサ画素に相当する領域（マス目）毎に設計パターンにおける図形が占める占有率を演算する。そして、各画素内の図形占有率が画素値となる。
【００５８】
上記のようにして２値ないしは多値のイメージデータ（ビットパターンデータ）に変換された設計パターンデータは、次に参照回路１１２に送られる。参照回路１１２では、送られてきた図形のイメージデータである設計画像データに対して適切なフィルタ処理が施される。
【００５９】
図３は、フィルタ処理を説明する図である。
【００６０】
後述する、センサ回路１０６から得られた光学画像としてのマスク採取データ２０４は、拡大光学系１０４の解像特性やフォトダイオードアレイ１０５のアパーチャ効果等によって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ある。したがって、画像強度（濃淡値）がデジタル値となった、設計側のイメージデータである設計画像データにもフィルタ処理を施すことで、マスク採取データ２０４に合わせることができる。このようにしてマスク採取データ２０４と比較する参照画像を作成する。
【００６１】
次に、図１および図４を用いてマスク採取データ２０４の取得方法を説明する。
【００６２】
図１において、光学画像取得部Ａによって、フォトマスク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。ここで、マスク採取データ２０４は、設計パターンに含まれる図形データに基づく図形が描画されたマスクの画像である。マスク採取データ２０４の具体的な取得方法は、例えば、次に示す通りである。
【００６３】
検査対象となるフォトマスク１０１は、ＸＹθ各軸のモータによって水平方向および回転方向に移動可能に設けられたＸＹθテーブル１０２上に載置される。そして、フォトマスク１０１に形成されたパターンに対し、ＸＹθテーブル１０２の上方に配置された光源１０３から光が照射される。より詳しくは、光源１０３から照射される光束が、照明光学系１７０を介してフォトマスク１０１に照射される。フォトマスク１０１の下方には、拡大光学系１０４、フォトダイオードアレイ１０５およびセンサ回路１０６が配置されている。フォトマスク１０１を透過した光は、拡大光学系１０４を介して、フォトダイオードアレイ１０５に光学像として結像する。ここで、拡大光学系１０４は、図示しない自動焦点機構によって自動的に焦点調整がなされるように構成されていてもよい。さらに、図示しないが、検査装置１００ａは、フォトマスク１０１の下方から光を照射し、反射光を拡大光学系を介して第２のフォトダイオードアレイに導き、透過光と反射光を同時に採取するように構成されていてもよい。
【００６４】
図４は、マスク採取データ２０４の取得手順を説明するための図である。
【００６５】
検査領域は、図４に示すように、Ｙ方向に向かって、スキャン幅Ｗの短冊状の複数の検査ストライプ２０に仮想的に分割され、さらにその分割された各検査ストライプ２０が連続的に走査されるようにＸＹθテーブル１０２の動作が制御され、Ｘ方向に移動しながら光学画像が取得される。フォトダイオードアレイ１０５には、図４に示されるようなスキャン幅Ｗの画像が連続的に入力される。第１の検査ストライプ２０における画像を取得すると、今度はＸＹθテーブル１０２が逆方向に移動しながら、第２の検査ストライプ２０について同様にスキャン幅Ｗの画像が連続的に入力される。第３の検査ストライプ２０については、第２の検査ストライプ２０における画像を取得する方向とは逆方向、すなわち、第１の検査ストライプ２０における画像を取得した方向に移動しながら取得する。このように、連続的に画像を取得していくことで、無駄な処理時間を短縮することができる。
【００６６】
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。フォトダイオードアレイ１０５には、センサが配置されている。このセンサの例としては、ＴＤＩ（Ｔｉｍｅ Ｄｅｌａｙ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）センサが挙げられる。ＸＹθテーブル１０２がＸ軸方向に連続的に移動しながら、ＴＤＩセンサによってフォトマスク１０１のパターンが撮像される。ここで、光源１０３、拡大光学系１０４、フォトダイオードアレイ１０５およびセンサ回路１０６により高倍率の検査光学系が構成される。
【００６７】
ＸＹθテーブル１０２は、制御計算機１１０の制御の下、テーブル制御回路１１４によって駆動され、Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向に駆動する３軸（Ｘ−Ｙ−θ）モータの様な駆動系によって移動可能となっている。これらの、Ｘ軸モータ、Ｙ軸モータ、θ軸モータには、例えばステップモータを用いることができる。そして、ＸＹθテーブル１０２の移動位置は、レーザ測長システム１２２により測定されて位置回路１０７に送られる。また、ＸＹθテーブル１０２上のフォトマスク１０１は、オートローダ制御回路１１３により駆動されるオートローダ１３０から自動的に搬送され、検査終了後には自動的に排出されるようになっている。
【００６８】
センサ回路１０６から出力されたマスク採取データ２０４は、位置回路１０７から出力されたＸＹθテーブル１０２上でのフォトマスク１０１の位置を示すデータとともに、比較回路１０８（第１の比較部）に送られる。マスク採取データ２０４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を表現している。また、上述した参照画像も比較回路１０８に送られる。
【００６９】
比較回路１０８では、センサ回路１０６から送られたマスク採取データ２０４と、参照回路１１２で生成した参照画像とが、適切な比較判定アルゴリズムを用いて比較される。比較は、透過画像のみ、反射画像のみ、または、透過と反射を組み合わせたアルゴリズムで行われる。比較の結果、両者の差異が所定の値を超えた場合にその箇所を欠陥と判断する。欠陥と判断されると、その座標と、欠陥判定の根拠となったマスク採取データ２０４および参照画像とが磁気ディスク装置１０９に保存される。
【００７０】
ところで、微細なパターンに生じる欠陥としては、パターンエッジの凹凸（エッジラフネス）に代表される形状欠陥だけでなく、パターンの線幅異常やパターンの位置ずれによって隣接パターンとの空隙が適正でないことによる現象が重要になっている。このため、パターン精度に対する要求は極めて高くなってきており、マスク製造における難易度も益々高くなっている。それ故、基準を満たすマスクの歩留まりが低下して、マスクの製造コストの高騰を招いている。こうしたことから、欠陥の判定方法にウェハ転写シミュレータ（リソグラフィ・シミュレータまたはプロセス・シミュレータとも言う。）を用いる方法が提案されている。この方法では、露光装置によってマスクからウェハに転写される露光イメージを推定し、この露光イメージ上でパターンの良否を判断する。尚、ウェハ転写シミュレータは、本発明における転写像推定部である。
【００７１】
従来の検査装置では、欠陥ありと判断された場合、その判定根拠となったマスク採取データと、それに対応する参照画像とがこれらの座標とともに検査装置内に保存される。マスク１枚について検査が終了すると、検査装置内の観察光学系を利用してオペレータが目視で欠陥箇所のパターンを確認する。そして、修正の必要性や修正の可否を判断して、修正すべき欠陥を弁別した後、修正に必要な情報とともにこのマスクを修正装置に送る。ここで、修正に必要な情報とは、例えば、マスク内の座標、欠陥が凸形か凹型の区別、すなわち遮光膜を削るのか補填するのかの区別、および、修正装置で修正すべき箇所のパターンを認識するための切り出したパターンデータである。パターンデータには、上述のマスク採取データを利用できる。
【００７２】
図５（ａ）は、マスクの形状欠陥の一例である。この例では、領域１００３にアシストパターン１００２の断裂がある。尚、アシストパターン１００２は、メインパターン１００１のパターニング特性を向上させる目的で補助的にマスクに設けられるパターンであり、それ自体はウェハに転写されない。図５（ａ）のマスクのウェハ転写像をシミュレーションにより推定すると、図５（ｂ）のようになる。すなわち、ウェハ転写像では、欠陥箇所の線幅が正常部のパターンの線幅に比べて細くなる。この細くなる程度が規定値を超えた場合、領域１００４は修正すべき欠陥箇所と判定される。尚、細くなる程度は、正常部と欠陥部の推定線幅の差で規定する場合と、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。
【００７３】
図５（ａ）および（ｂ）の例では、ウェハ転写推定像でメインパターン１００１の線幅が細くなることから、メインパターン１００１の線幅を修復することも考えられる。しかし、この場合の修正は、メインパターン１００１に対して行うのではなく、アシストパターン２に対して行う。すなわち、メインパターン１００１の線幅を修正するのではなく、アシストパターン１００２の断裂を修正する。
【００７４】
また、最近では、マスクに形成するパターンと、露光装置で用いられる光源の強度や照射方向をともに最適化し、マスクに微細なパターンを形成することが行われている。こうした場合、マスクには非常に複雑な形状のパターンが描画される。
【００７５】
図６（ａ）は、露光光源の照射面形状１を模式的に示した一例であり、光の強度分布は照射面内で一様で照射方向における指向性もない。この露光光源と、図６（ｂ）に示すパターン形状２のマスクとを組み合わせて、ウェハにパターンを転写したときの転写像３を推定すると、図６（ｃ）のようになる。図６（ｃ）では各パターンの線幅が一様でなく、判定基準によっては欠陥とされる形状となっている。
【００７６】
これに対して、図７（ａ）のように、露光光源の照射面形状４において、光の強弱に分布があり照射方向に指向性を有する光源と、図７（ｂ）に示すパターン形状５のマスクとを組み合わせて、ウェハにパターンを転写する。推定される転写像６は、図７（ｃ）のようになる。このように、光源の形状とマスクパターンとを最適化することによって、所望の線幅および空隙を備えた微細パターンを形成することができる。
【００７７】
しかしながら、図７（ｂ）のパターンに欠陥があった場合、マスク上での修正箇所と、ウェハ転写像での改善箇所との対応関係を把握するのは困難である。すなわち、ウェハ転写シミュレーションにより、マスクからウェハに転写される露光イメージを推定し、この露光イメージ上に何らかの形状欠陥が検出された場合、図７（ｂ）のようなパターンではマスクのどこを修正するとウェハ転写像が改善するのかを推定するのは容易でない。
【００７８】
図８（ａ）はマスクの参照画像であり、図８（ｂ）はこの参照画像から推定したウェハ転写像である。また、図９（ａ）は欠陥を含むマスクの光学画像（マスク採取データ）であり、図９（ｂ）はこの光学画像から推定したウェハ転写像である。
【００７９】
図８（ｂ）のウェハ転写像８と、図９（ｂ）のウェハ転写像１２を比較すると、ウェハ転写像１２には、パターン線幅が狭くなっている欠陥箇所１３がある。一方、図８（ａ）の参照画像７と、図９（ａ）の光学画像９を比較すると、光学画像９には、パターンが断裂している２つの欠陥箇所１０、１１がある。このように、光学画像に複数の欠陥が存在しても、ウェハにこれらのそれぞれに対応する座標近傍に欠陥が生じるとは限らない。すなわち、図９（ａ）および（ｂ）では、マスクの欠陥箇所は２つあるが、ウェハ転写像の欠陥箇所は１つである。このため、欠陥箇所１０および１１と、欠陥箇所１３との対応関係を推定するのは難しい。つまり、欠陥箇所１０および１１のいずれを修復するとウェハ転写像１２の欠陥箇所１３が改善するのか、あるいは、欠陥箇所１０および１１の両方を修復しないと欠陥箇所１３は改善しないのかといったことを推定するのは困難である。
【００８０】
マスクの欠陥箇所とウェハ転写像の欠陥箇所の対応関係は、欠陥箇所が増えるほど複雑になる。そして、こうしたことは、欠陥箇所がマスクまたはウェハ上で互いに近接している場合に起こり易い。例えば、マスクの欠陥箇所がＩ、ＩＩ、ＩＩＩの３箇所あり、ウェハ転写像の欠陥箇所が１箇所であった場合、Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩのいずれによってウェハ転写像に欠陥が生じているのか、あるいは、Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩのどの組み合わせ（ＩとＩＩの組み合わせ、Ｉ、ＩＩおよびＩＩＩの組み合わせなど。）によってウェハ転写像に欠陥が生じているのか、一見したところでは分からない。
【００８１】
マスクに複数の欠陥がある場合、これらの組み合わせを変えて修正を行い、修正後のマスクの光学画像からウェハ転写像を推定して、ウェハ転写像が正常な状態に復元するか否かを確認することが考えられる。しかし、検査装置内で欠陥を有するマスクの光学画像を模擬修正し、そのウェハ転写像をシミュレーションできるようにすれば、実際に修正を行わずに修正箇所や修正の程度の適正を評価することができる。
【００８２】
マスクの光学画像を模擬修正して修正後のウェハ転写像を推定するため、本実施の形態の検査装置１００ａは、模擬修正回路３００とウェハ転写シミュレータ４００を有する。但し、ウェハ転写シミュレータは、検査装置１００ａの外部装置としてもよい。この場合、検査装置１００ａは、ウェハ転写シミュレータとの間でデータのやりとりが可能なインターフェース部を有し、検査装置１００ａからウェハ転写シミュレータへ必要な情報が送信される。
【００８３】
図２を用いて、検査装置１００ａ内でのデータの流れを説明する。
【００８４】
マスク検査結果２０５のうち、欠陥箇所のマスク採取データは、模擬修正回路３００に送られて模擬修正が行われる。マスク採取データに複数の欠陥箇所がある場合には、修正箇所を変えて複数の模擬修正が行われる。
【００８５】
例えば、１箇所の修正でウェハ転写像が正常な状態に復元する場合には、その箇所が問題となる欠陥位置として特定される。一方、全ての欠陥個所について１箇所ずつ修正を行っても、ウェハ転写像が正常な状態に復元しない場合には、２箇所を組み合わせて修正を行う。ウェハ転写像が正常な状態に復元される組み合わせが、問題となる欠陥位置として特定される。また、いずれの組み合わせについてもウェハ転写像が正常な状態に復元しない場合には、３箇所を組み合わせて修正を行う。以下、同様に、マスク上での欠陥個所の組み合わせ数を変えて順次修正を行い、問題となる欠陥個所がどれであるかを特定する。
【００８６】
マスク上での欠陥座標同士が近接しているときは、欠陥毎にウェハ転写像を推定するのではなく、これらの欠陥が含まれる領域単位で推定する。すなわち、所定の範囲内にある全ての欠陥が含まれる光学画像を基にウェハ転写像を推定する。
【００８７】
例えば、図９（ａ）の例では、２つの欠陥箇所１０、１１がある。検査工程で、これらの欠陥箇所は別々に検出され、欠陥箇所の座標と光学画像はそれぞれ個別に保存される。しかし、図９（ａ）のパターンは、複数のパターンの組み合わせにより成り立っているものであり、これらのパターンが互いに影響し合ってウェハ上に１つのパターンが転写される。このため、ウェハ転写像を推定する場合にも、複数の欠陥箇所同士の影響を考慮すべきであり、欠陥毎にウェハ転写像を推定するのでは、真のウェハ転写像を推定することにはならない。つまり、欠陥箇所１０、１１が影響し合うことによって、マスクの欠陥形状からは連想できない形状の欠陥がウェハに転写されたり、あるいは、マスク上で欠陥が含まれるパターンとは対応しないウェハ上のパターンへ欠陥の影響が及んだりすることなどが考えられる。
【００８８】
模擬修正されたマスク採取データは、再びマスク検査結果２０５に戻された後、対応する箇所の参照画像とともにウェハ転写シミュレータ４００に送られる。尚、参照画像に代えて、マスク設計のＲＥＴパターン付加前のパターンデータからマスク製造プロセスをシミュレーションして得られた像を用いてもよい。
【００８９】
ウェハ転写シミュレータ４００では、シミュレーションによってウェハ転写像の推定が行われる。具体的には、手本となる参照画像からウェハ転写像を推定するとともに、模擬修正後のマスク採取データからもウェハ転写像を推定する。尚、修正する欠陥箇所を変えて複数の模擬修正を行った場合には、修正後のマスク採取データから推定されるウェハ転写像は複数になる。その後、これらのウェハ転写像は、ウェハ転写シミュレータ４００から比較回路３０１（第２の比較部）に送られる。
【００９０】
比較回路３０１では、参照画像から推定されたウェハ転写像と、模擬修正後のマスク採取データから推定されたウェハ転写像とが、適切な比較判定アルゴリズムを用いて比較される。比較の結果、欠陥と判定された場合には、その座標と、欠陥判定の根拠となったウェハ転写像とが、転写像検査結果２０６として保存される。
【００９１】
尚、本実施の形態の検査装置では、模擬修正を行わずに転写シミュレータでウェハ転写像を推定してもよい。すなわち、図２の比較回路１０８での比較の結果、欠陥と判断された箇所の座標、光学画像および対応する参照画像をウェハ転写シミュレータ４００に送り、このパターンがウェハに転写されたときのウェハ転写像を推定する。その後、比較回路３０１において、参照画像から推定されたウェハ転写像と、光学画像から推定されたウェハ転写像との比較を行う。比較の結果、欠陥と判定された場合には、その座標と、欠陥判定の根拠となったウェハ転写像とが、転写像検査結果２０６として保存される。
【００９２】
また、本実施の形態では、模擬修正を行わずにウェハ転写像を推定し、マスク上での欠陥とウェハ上での欠陥とを指摘した後、マスク上での欠陥に対して模擬修正を行い、模擬修正後のパターンについてウェハ転写像を推定してもよい。参照画像から推定されたウェハ転写像と、模擬修正後のマスク採取データから推定されたウェハ転写像とを比較することにより、最初に指摘したウェハ上での欠陥が解消されたか否かを確認することができる。
【００９３】
マスク検査結果２０５と転写像検査結果２０６は、検査装置１００ａの外部装置であるレビュー装置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５００では、欠陥１つ１つの欠陥座標が観察できるように、マスクが載置されたテーブルを移動させながら、マスクの欠陥箇所の画像を表示する。また同時に欠陥判定の判断条件や、判定根拠になった光学画像と参照画像を確認できるよう、画面上にこれらを並べて表示する。マスク上での欠陥とウェハ転写像への波及状況とをレビュー工程で並べて表示することで、マスクパターンを修正すべきか否かを判断するのが容易になる。尚、一般に、マスクからウェハへは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。
【００９４】
検査装置１００ａが検出した全欠陥は、レビュー装置５００で判別される。但し、ウェハ転写像で検知された欠陥が軽微である場合には、事前処理によってレビュー対象から除くようにすることも可能である。
【００９５】
判別された欠陥情報は、検査装置１００ａに戻されて磁気ディスク装置１０９に保存される。そして、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、マスクは、欠陥情報リスト２０７とともに、検査装置１００ａ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。
【００９６】
尚、本実施の形態においては、検査装置１００ａ自身がレビュー機能を有していてもよい。この場合には、マスク検査結果２０５と転写像検査結果２０６とが、制御計算機１１０の画面上、または、別途準備される計算機の画面上に、欠陥判定の付帯情報とともに画像表示される。また、マスクの欠陥箇所の画像は、検査装置１００ａの観察光学系画像を使って表示される。
【００９７】
図１０は、ウェハ転写像やレジスト像を基に欠陥判定した結果をオペレータが閲覧するための画面である。上段は、参照画像またはダイ−トゥ−ダイ比較方式の検査の場合の手本側の光学画像である。また、下段は、欠陥を含む検査対象側の光学画像である。それぞれ図の左から順に、（１）検査装置の透過光学系により撮影された画像、（２）検査装置の反射光学系により撮影された画像、（３）これらの画像から推定されたマスク像、（４）マスク像を基に露光条件を模擬して推定したウェハ転写像、（５）レジストの特性を模擬して推定したレジスト像である。
【００９８】
図１０に示すレビュー画面によれば、参照画像、光学画像、および、これらから推定した転写像が並べて表示されるので、オペレータはこれらの画像を見比べて、レビューすべき欠陥を絞ることができる。
【００９９】
図１１に検査装置におけるレビュー画面の別の例を示す。この画面は、欠陥判定の根拠となった参照画像と、欠陥が含まれる光学画像とを、オペレータが見比べられるように表示するウィンドウや、マスク上の検査範囲の欠陥分布を表示するウィンドウなどで構成される。また、光学画像と参照画像の差を表示したり、光学画像や参照画像の各画素の輝度を数値でダンプ表示したり、欠陥を解析する目的でセンサ輝度をＸ軸とＹ軸で断面をとって表示するプロファイル画面ウィンドウが追加される場合もある。
【０１００】
本実施の形態においては、図１０のレビュー画面と図１１のレビュー画面とを選択的に表示させるようにすることができる。図１２を用いてこの場合のレビュー方法について説明する。
【０１０１】
図１２のマスク検査３０は、図２で述べた光学画像（マスク採取データ）取得工程、参照画像生成工程および比較工程によって行われる。マスク検査３０では、マスク採取データと、参照画像とを、適切な比較判定アルゴリズムを用いて比較し、両者の差異が所定の値を超えた場合にその箇所を欠陥箇所と判定する。欠陥と判定した場合には、その座標と、欠陥判定の根拠となったマスク採取データと、参照画像とが、マスク検査結果として保存される。
【０１０２】
マスク検査結果はレビュー装置に送られ、オペレータによるレビューによって修正の要否が判断される（第１のレビュー３１）。第１のレビュー３１には、図１１のレビュー画面を用いることができ、欠陥判定の根拠となった参照画像と、欠陥が含まれる光学画像とをオペレータが見比べてレビューする。このとき、マスクに形成されるパターン形状が比較的単純なものであれば、オペレータは、ウェハ転写シミュレータを起動せずにマスクの欠陥箇所からウェハ上での欠陥箇所を予測して、修正の要否を判断することができる。一方、図７で説明したように、マスクに形成するパターンと露光装置で用いられる光源との組み合わせを考慮して、マスクに微細なパターンを形成する場合、ウェハ転写像を推定せずに修正の要否を判断するのは困難である。
【０１０３】
そこで、第１のレビュー３１を行った後は、ウェハ転写像要否の判断３２を行う。ウェハ転写像が不要であると判断した場合には、ウェハ転写シミュレータを起動しない。そして全ての欠陥をレビューしたか否かの判断３５を行い、レビューしていない場合には、第１のレビュー３１に戻り、レビューした場合には、一連の検査工程とレビュー工程を終了する。一方、ウェハ転写像が必要であると判断した場合には、ウェハ転写像の推定３３を行う。尚、図２で述べたように、欠陥箇所の模擬修正を行った後にウェハ転写像の推定３３を行ってもよい。転写像検査結果はレビュー装置に送られ、オペレータによる第２のレビュー３４が行われる。第２のレビュー３４には、図１０のレビュー画面が用いられる。すなわち、オペレータは、参照画像、光学画像、および、これらから推定した転写像を見比べてレビューする。その後は、全ての欠陥をレビューしたか否かの判断３５を行い、レビューしていない場合には、第１のレビュー３１に戻り、レビューした場合には、一連の検査工程とレビュー工程を終了する。
【０１０４】
以上述べたように、本実施の形態１では、検査装置でマスクの欠陥が検出される都度、ウェハ転写シミュレータを起動してウェハ転写像を推定することができるが、レビューを行った後にウェハ転写像の要否を判断し、必要と判断した場合にウェハ転写シミュレータを起動することもできる。後者は、マスクからウェハへパターンを転写する際の露光条件、例えば、照射量や光源などを変えたときのマスク欠陥への影響度を調べるのに有効である。
【０１０５】
実施の形態１の特徴と利点は、次のようにまとめられる。
【０１０６】
本実施の形態によれば、マスクの欠陥判定処理を容易にすることができ、また、マスク上の欠陥とその結果として生じるウェハ像への波及を推定しながら欠陥判定処理を行うことのできる検査装置および検査方法が提供される。
【０１０７】
本発明は、実施の形態１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。
【０１０８】
例えば、図１の光学画像取得部Ａでは、レーザ光を照射する光源１０３を用いたが、電子ビームを用いて光学画像を取得することもできる。具体的には、ＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）またはＭＥＭ（Ｍｉｒｒｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ；ミラー電子顕微鏡）などを用いて光学画像を取得することができる。
【０１０９】
図２０は、図１の光学画像取得部ＡにＳＥＭを用いた例である。尚、この図で図１と同じ符号を用いた部分は、同じものであることを示している。
【０１１０】
図２０の例では、電子銃４０から放出された電子ビームは、コンデンサレンズ４１で収束されて、ステージ４３上に載置されたマスク３９に照射される。マスク３９上における電子ビームの走査ラインや走査速度は、走査コイル４５によって制御される。マスク３９上に電子ビームを照射した後、反射電子は検出器４２に導かれる。検出器４２からの出力信号は、センサ（図示せず）で増幅され、さらにデジタルデータに変換された後、比較回路１０８（第１の比較部）へ送られる。
【０１１１】
また、図２１は、図１の光学画像取得部ＡにＭＥＭを用いた例である。尚、この図で図１と同じ符号を用いた部分は、同じものであることを示している。
【０１１２】
図２１の例では、マスク５３は、絶縁体６０を介してステージ５５上に載置されている。電子銃５０から放出された電子ビームは、コンデンサレンズ５１で収束され、Ｅ×Ｂ偏向器５２で偏向された後、対物レンズ５４によりマスク５３に対し垂直な方向に入射する面状のビームとなる。電子ビームはマスク５３上で反射した後、反射電子は、対物レンズ５４と結像系レンズ５６を透過した後、蛍光板５７に投影される。その後、光学レンズ５８によって、蛍光板５７上の光学像は、ＣＣＤ５９の受光面上に結像される。次いで、ＣＣＤ５９上に結像されたパターンの像は、デジタルデータに変換された後、比較回路１０８（第１の比較部）へ送られる。
【０１１３】
また、実施の形態１では、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要としない部分についての記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができることは言うまでもない。その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更し得る全てのパターン検査装置およびパターン検査方法は、本発明の範囲に包含される。
【０１１４】
実施の形態２．
図５（ａ）は、マスクの形状欠陥の一例である。この例では、領域１００３にアシストパターン１００２の断裂がある。尚、アシストパターン１００２は、メインパターン１００１のパターニング特性を向上させる目的で補助的にマスクに設けられるパターンであり、それ自体はウェハに転写されない。図５（ａ）のマスクのウェハ転写像をシミュレーションにより推定すると、図５（ｂ）のようになる。すなわち、ウェハ転写像では、欠陥箇所の線幅が正常部のパターンの線幅に比べて細くなる。この細くなる程度が規定値を超えた場合、領域１００４は修正すべき欠陥箇所と判定される。尚、細くなる程度は、正常部と欠陥部の推定線幅の差で規定する場合と、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。
【０１１５】
図５（ａ）および図５（ｂ）の例では、ウェハ転写推定像でメインパターン１００１の線幅が細くなることから、メインパターン１００１の線幅を修復することも考えられる。しかし、この場合の修正は、メインパターン１００１に対して行うのではなく、アシストパターン１００２に対して行う。すなわち、メインパターン１００１の線幅を修正するのではなく、アシストパターン１００２の断裂を修正する。
【０１１６】
また、最近では、マスクに形成するパターンと、露光装置で用いられる光源の強度や照射方向をともに最適化し、マスクに微細なパターンを形成することが行われている。こうした場合、マスクには非常に複雑な形状のパターンが描画される。
【０１１７】
図６（ａ）は、露光光源の照射面形状１を模式的に示した一例であり、光の強度分布は照射面内で一様で照射方向における指向性もない。この露光光源と、図６（ｂ）に示すパターン形状２のマスクとを組み合わせて、ウェハにパターンを転写したときの転写像３を推定すると、図６（ｃ）のようになる。図６（ｃ）では各パターンの線幅が一様でなく、判定基準によっては欠陥とされる形状となっている。
【０１１８】
これに対して、図７（ａ）のように、露光光源の照射面形状４において、光の強弱に分布があり照射方向に指向性を有する光源と、図７（ｂ）に示すパターン形状５のマスクとを組み合わせて、ウェハにパターンを転写する。推定される転写像６は、図７（ｃ）のようになる。このように、光源の形状とマスクパターンとを最適化することによって、所望の線幅および空隙を備えた微細パターンを形成することができる。
【０１１９】
しかしながら、図７（ｂ）のパターンに欠陥があった場合、マスク上での修正箇所と、ウェハ転写像での改善箇所との対応関係を把握するのは困難である。すなわち、ウェハ転写シミュレーションにより、マスクからウェハに転写される露光イメージを推定し、この露光イメージ上に何らかの形状欠陥が検出された場合、図７（ｂ）のようなパターンではマスクのどこを修正するとウェハ転写像が改善するのかを推定するのは容易でない。
【０１２０】
図８（ａ）はマスクの参照画像であり、図８（ｂ）はこの参照画像から推定したウェハ転写像である。また、図９（ａ）は欠陥を含むマスクの光学画像（マスク採取データ）であり、図９（ｂ）はこの光学画像から推定したウェハ転写像である。
【０１２１】
図８（ｂ）のウェハ転写像８と、図９（ｂ）のウェハ転写像１２を比較すると、ウェハ転写像１２には、パターン線幅が狭くなっている欠陥箇所１３がある。一方、図８（ａ）の参照画像７と、図９（ａ）の光学画像９を比較すると、光学画像９には、パターンが断裂している２つの欠陥箇所１０、１１がある。このように、光学画像に複数の欠陥が存在しても、ウェハにこれらのそれぞれに対応する座標近傍に欠陥が生じるとは限らない。すなわち、図９（ａ）および図９（ｂ）では、マスクの欠陥箇所は２つあるが、ウェハ転写像の欠陥箇所は１つである。このため、欠陥箇所１０および１１と、欠陥箇所１３との対応関係を推定するのは難しい。つまり、欠陥箇所１０および１１のいずれを修復するとウェハ転写像１２の欠陥箇所１３が改善するのか、あるいは、欠陥箇所１０および１１の両方を修復しないと欠陥箇所１３は改善しないのかといったことを推定するのは困難である。
【０１２２】
マスクの欠陥箇所とウェハ転写像の欠陥箇所の対応関係は、欠陥箇所が増えるほど複雑になる。そして、こうしたことは、欠陥箇所がマスクまたはウェハ上で互いに近接している場合に起こり易い。例えば、マスクの欠陥箇所がＩ、ＩＩ、ＩＩＩの３箇所あり、ウェハ転写像の欠陥箇所が１箇所であった場合、Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩのいずれによってウェハ転写像に欠陥が生じているのか、あるいは、Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩのどの組み合わせ（ＩとＩＩの組み合わせ、Ｉ、ＩＩおよびＩＩＩの組み合わせなど。）によってウェハ転写像に欠陥が生じているのか、一見したところでは分からない。
【０１２３】
マスクに複数の欠陥がある場合、これらの組み合わせを変えて実際に修正を行い、修正後のマスクの光学画像からウェハ転写像を推定して、ウェハ転写像が正常な状態に復元するか否かを確認することが考えられる。しかし、欠陥を有するマスクの光学画像を模擬修正し、得られた画像からウェハ転写像を推定できるようにすれば、実際に修正を行わずに修正箇所や修正の程度の適正を評価することが可能になる。そして、この機能を検査装置に持たせれば、マスク欠陥がウェハへ及ぼす影響の程度や、検出された欠陥がマスク上のどこのパターンを修正すると解消されるのかを、検査装置に指摘させることができる。
【０１２４】
以下では、本実施の形態の各態様について図面を参照しながら説明する。
【０１２５】
（１）欠陥推定装置および欠陥推定方法
図１３を用いて、実施の形態２の第１の態様による欠陥推定装置および欠陥推定方法を説明する。尚、図１３で点線に囲まれた部分が、この欠陥推定装置を構成する主要部である。
【０１２６】
欠陥推定装置は、シミュレータ（推定部とも称する。本願において同じ。）７００と、比較回路３０２と、模擬修正回路３０３とを有する。シミュレータ７００には、参照画像データＤ１および光学画像データＤ２が入力される。これらは、実施の形態２で説明するように、検査装置の内部で生成することができる。
【０１２７】
シミュレータ７００は、参照画像データＤ１および光学画像データＤ２を用いて、マスクからウェハに転写されるパターンイメージを推定する。このパターンイメージは、現像やエッチングなどの一連のリソグラフィプロセスにおけるどの段階のレジストパターンイメージでもよく、あるいは、ウェハに最終的に形成される回路パターンイメージでもよい。尚、ウェハは本発明における基板の一例である。
【０１２８】
例えば、所定の回路パターンが形成されたフォトマスクを検査対象とする。このフォトマスクは、ウェハにその回路パターンを転写する目的で使用されるものである。転写は、例えば、次のような工程によって行われる。まず、ウェハ上にレジスト膜を設ける。次に、上記のフォトマスクを介して露光装置によりウェハを露光し、レジスト膜に回路パターンの露光イメージを転写する。次いで、レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する。その後、このレジストパターンをマスクとして下層の膜をエッチングした後、レジスト膜を剥離する。これにより、下層の膜を目的とする形状のパターンに加工することができる。次に、下層膜の凹部に銅（Ｃｕ）などを充填した後、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ）法により不要な部分を除去することで配線パターンが形成される。
【０１２９】
上記例の場合、シミュレータ７００は、例えば、露光装置でマスクからウェハに転写される露光イメージを推定することができる。また、ウェハ上に形成されるレジストパターンイメージを推定することもできる。あるいは、下層膜に形成される凹部のパターンイメージや、銅などを埋め込んだ後の配線パターンイメージを推定することもできる。尚、これらのパターンイメージには、参照画像データＤ１から推定されるパターンイメージＩ１と、光学画像データＤ２から推定されるパターンイメージＩ２の両方が含まれる。また、本実施の形態では、シミュレータ７００で推定されるもの、すなわち、露光装置でマスクからウェハに転写される露光イメージ、ウェハ上に形成されるレジストパターンイメージ、配線パターンイメージなどをパターンイメージと総称して、参照画像データＤ１および光学画像データＤ２と区別する。
【０１３０】
シミュレーションは、例えば、以下のようにして行うことができる。
【０１３１】
＜露光イメージのシミュレーション＞
露光装置でウェハに転写される回路パターンなどの露光イメージのシミュレーションには、非特許文献３（Ｈ．Ｈ．Ｈｏｐｋｉｎｓ、 Ｏｎ ｔｈｅ ｄｉ＿ｒａｃｔｉｏｎ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｏｐｔｉｃａｌ ｉｍａｇｅｓ， Ｉｎ Ｐｒｏｃ． Ｒｏｙａｌ Ｓｏｃ． Ｓｅｒｉｅｓ Ａ．， ｖｏｌｕｍｅ ２１７ Ｎｏ．１１３１， ｐａｇｅｓ ４０８−４３２，１９５３）と、非特許文献６（Ｎ．Ｂ．Ｃｏｂｂ，「Ｆａｓｔ Ｏｐｔｉｃａｌ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ｆｏｒ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ」 Ａ ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ ｓｕｂｍｉｔｔｅｄ ｉｎ ｐａｒｔｉａｌ ｓａｔｉｓｆａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ Ｄｏｃｔｏｒ ｏｆ Ｐｈｉｌｏｓｏｐｈｙ ｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ： Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ｉｎ ｔｈｅ Ｇｒａｄｕａｔｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ ａｔ Ｂｅｒｋｅｌｅｙ， Ｓｐｒｉｎｇ １９８８）を参照することができる。
【０１３２】
露光装置の光学系は、部分コヒーレントな光学系である。露光装置でマスクに描かれたパターンをウェハに転写した場合、ウェハ上の点（ｘ，ｙ）における光強度Ｉ（ｘ，ｙ）は、そのフーリエ変換した量Ｉ＊（ｆｘ，ｆｙ）を求めることにより、下式を用いて計算できる。但し、ｉは純虚数であり、ｉ＝（−１）１／２である。
【０１３３】
【０１３４】
Ｉ＊（ｆｘ，ｆｙ）は、次のＨｏｐｋｉｎｓの公式を用いて求められる。
【０１３５】
【０１３６】
上記のＨｏｐｋｉｎｓの公式において、Ｇ（ｆｘ，ｆｙ）はマスクのフーリエ変換した量を表す。また、Ｔ（ｆｘ’，ｆｙ’；ｆｘ，ｆｙ）は相互透過係数（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｃｒｏｓｓ ｃｏｅｆｆｃｉｅｎｔｓ）であり、次のように計算される。
【０１３７】
【０１３８】
上式において、Ｊ０−（ｆｘ，ｆｙ）は、実効光源（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｓｏｕｒｃｅ）における光源強度分布である。また、Ｋ（ｆｘ，ｆｙ）は、瞳関数（コヒーレント透過関数：ｃｏｈｅｒｅｎｔ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）である。ＳＭＯ（ｓｏｕｒｃｅ ｍａｓｋ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ）により光源の形状を変化させて最適化されたマスクの場合、光源の形状変化は光源強度分布Ｊ０−（ｆｘ，ｆｙ）に反映される。
【０１３９】
＜露光イメージからレジストパターンのシミュレーション＞
露光イメージからレジストパターンのシミュレーションには、非特許文献４（Ｎ．Ｂ．Ｃｏｂｂ， Ａ．Ｚａｋｈｏｒ， Ｍ．Ｒｅｉｈａｎｉ， Ｆ．Ｊａｈａｎｓｏｏｚ， ａｎｄ Ｖ．Ｎ．Ｒａｇｈａｖａｎ： Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ ３０５１（１９９７）４５８）と、非特許文献６（Ｎ．Ｂ．Ｃｏｂｂ，「Ｆａｓｔ Ｏｐｔｉｃａｌ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ｆｏｒ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ」 Ａ ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ ｓｕｂｍｉｔｔｅｄ ｉｎ ｐａｒｔｉａｌ ｓａｔｉｓｆａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ Ｄｏｃｔｏｒ ｏｆ Ｐｈｉｌｏｓｏｐｈｙ ｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ： Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ｉｎ ｔｈｅ Ｇｒａｄｕａｔｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ ａｔ Ｂｅｒｋｅｌｅｙ， Ｓｐｒｉｎｇ １９８８）を参照することができる。
【０１４０】
非特許文献４と非特許文献６に記載の方法は、以下の通りである。まず、事前に複数の設計パターンを用意し、それを実際に、転写、現像して、出来上がったレジストパターンを測定、計測しておく。また、各パターンを露光装置で転写したときの光量分布を露光イメージのシミュレーションによって求めておく。図１４にその一例を示す。
【０１４１】
図１４に示すように、各パターンについて、露光量分布から（１）光量と、（２）設計パターンの端部（辺）における光量の傾きを求める。また、対応する出来上がりのパターンの計測結果から図形辺の位置が分かるので、その位置に対応する光量を求める。この光量がパターンの辺の位置を決める閾値であり、（１）光量と、（２）設計パターンの端部（辺）における光量の傾きの関数となっている。
【０１４２】
表１はその一例である。
【０１４３】
【表１】
【０１４４】
実際のシミュレーションは次のようにして行う。レジスト形状についてシミュレーションをしたいパターンに対し、露光イメージシミュレーションにより光学分布を求めて、光量と辺の位置での傾きを求める。そして、光量分布と傾きから、光量の閾値を、表１に示すような関係を用いて求める。次に、露光イメージシミュレーションによって得られた光学分布と閾値から辺の位置を計算する。これにより、辺の位置の移動が分かるので、出来上がりのパターンをシミュレーションすることができる。
【０１４５】
＜エッチングなどのウェハプロセス処理後におけるパターン形状のシミュレーション＞
ＬＳＩの製造工程では、ウェハ上にレジストパターンを形成した後、このレジストパターンをマスクとして下層の膜をエッチングし、下層に目的とする形状のパターンを形成する。また、ダマシン法により、多層配線構造を形成する場合には、下層膜を絶縁膜として、エッチング後の絶縁膜の凹部に導電性バリア膜と銅の主導体膜を充填し、銅配線パターンを形成する。
【０１４６】
このように、一連のＬＳＩ製造プロセスにおいては、レジストパターン以外の各種パターンが形成される。これらのパターンのシミュレーションには、非特許文献５（Ｍ．Ｏｓａｗａ， Ｔ．Ｙａｏ， Ｈ．Ａｏｙａｍａ， Ｋ．Ｏｇｉｎｏ， Ｈ．Ｈｏｓｈｉｎｏ， Ｙ．Ｍａｃｈｉｄａ， Ｓ．Ａｓａｉ， ａｎｄ Ｈ．Ａｒｉｍｏｔｏ， Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ． Ｂ２１（２００３）２８０６）と、非特許文献６（Ｎ．Ｂ．Ｃｏｂｂ，「Ｆａｓｔ Ｏｐｔｉｃａｌ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ｆｏｒ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ」 Ａ ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ ｓｕｂｍｉｔｔｅｄ ｉｎ ｐａｒｔｉａｌ ｓａｔｉｓｆａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ Ｄｏｃｔｏｒ ｏｆ Ｐｈｉｌｏｓｏｐｈｙ ｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ： Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ｉｎ ｔｈｅ Ｇｒａｄｕａｔｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ ａｔ Ｂｅｒｋｅｌｅｙ， Ｓｐｒｉｎｇ １９８８）を参照することができる。
【０１４７】
非特許文献５と非特許文献６によれば、辺上の点（ｘ，ｙ）が辺と直角且つ外側にδ（ｘ，ｙ）だけ移動するとすれば、その移動量は次式で表される。
【０１４８】
【０１４９】
上記式において、Ｌは、注目する辺上の点が属する図形のサイズである。また、第２項のｆ（Ｌ）は、かかる図形のサイズにより決定される点（ｘ，ｙ）の移動量である。また、第１項は、注目とする点が属する図形に加えて、周辺の図形の影響も受けて生じる点（ｘ，ｙ）の移動量である。この第１項は、非特許文献５に記載の寄与である。さらに、γは、移動量がパターンに依存して変化する量の目安である。尚、ｇ（ｘ，ｙ）は以下のように規格化しておく。
【０１５０】
【０１５１】
上記関数やパラメータγは、エッチングなどの対象となる膜の材質や加工方法、加工時間などにより異なるため、予め実験で決定しておく。これにより、辺の位置の移動が分かるので、出来上がりのパターンをシミュレーションすることができる。
【０１５２】
上記のようなシミュレーション方法により、シミュレータ７００で推定されたパターンイメージＩ１、Ｉ２は、比較回路３０２に送られる。比較回路３０２では、参照画像データＤ１から推定されたパターンイメージＩ１と、光学画像データＤ２から推定されたパターンイメージＩ２とが、適切な比較判定アルゴリズムを用いて比較される。例えば、レジストパターンの場合、パターンイメージＩ１、Ｉ２に記されるパターンの情報を比較し、対応する辺の位置の違いが所定の量、例えば４ｎｍ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、その座標と、欠陥判定の根拠となったパターンイメージＩ１、Ｉ２とが、比較回路３０２に保存される。例えば、図９（ｂ）において、パターンイメージＩ２の欠陥位置は符号１３である。
【０１５３】
パターンイメージＩ１、Ｉ２から欠陥と判定された箇所について、対応する位置のマスクの参照画像データＤ１と光学画像データＤ２が模擬修正回路３０３に送られる。模擬修正回路３０３では、送られた欠陥箇所に対する模擬修正が行われる。この模擬修正は次のようにして行う。すなわち、欠陥と推定された位置の周辺について、マスクの参照画像データＤ１と光学画像データＤ２とを比較して異なる場所を見出す。この異なった場所での光学情報を参照画像の対応した光学情報と置き換える。例えば、図９（ａ）に符号１０で示す欠陥箇所の情報を、図７（ｂ）に符号７０１、７０２で示す欠陥箇所の情報に置き換える。パターンイメージＩ２に複数の欠陥箇所がある場合には、修正箇所を変えて複数の模擬修正を行えば、根本となる原因箇所の欠陥を特定することができる。
【０１５４】
例えば、１箇所の修正でウェハ転写像が正常な状態に復元する場合には、その箇所が問題となる欠陥位置として特定される。一方、全ての欠陥個所について１箇所ずつ修正を行っても、ウェハ転写像が正常な状態に復元しない場合には、２箇所を組み合わせて修正を行う。ウェハ転写像が正常な状態に復元される組み合わせが、問題となる欠陥位置として特定される。また、いずれの組み合わせについてもウェハ転写像が正常な状態に復元しない場合には、３箇所を組み合わせて修正を行う。以下、同様に、マスク上での欠陥個所の組み合わせ数を変えて順次修正を行い、問題となる欠陥個所がどれであるかを特定する。
【０１５５】
近接する欠陥座標がそれぞれ異なる光学画像データＤ２として比較回路３０２に保存されている場合、模擬修正回路３０３では、これらの欠陥が含まれる領域単位で模擬修正が行われるようにする。すなわち、所定の範囲内にある全ての欠陥が含まれる光学画像データＤ２に対して模擬修正する。
【０１５６】
例えば、図９（ａ）の例では、２つの欠陥箇所１０、１１がある。比較回路３０２において、これらの欠陥箇所は別々に検出され、欠陥箇所の座標とパターンイメージＩ２はそれぞれ個別に保存される。しかし、図９（ａ）のパターンは、複数のパターンの組み合わせにより成り立っているものであり、これらのパターンが互いに影響し合ってウェハ上に１つのパターンが転写される。このため、パターンイメージＩ２を推定する場合にも、複数の欠陥箇所同士の影響を考慮すべきであり、欠陥毎にパターンイメージＩ２を推定するのでは、真のパターンイメージＩ２を推定することにはならない。つまり、欠陥箇所１０、１１が影響し合うことによって、マスクの欠陥形状からは連想できない形状の欠陥がウェハに転写されたり、あるいは、マスク上で欠陥が含まれるパターンとは対応しないウェハ上のパターンへ欠陥の影響が及んだりすることなどが考えられる。
【０１５７】
模擬修正された光学画像データＤ２は、新たな光学画像データＤ２’となって、再びシミュレータ７００に戻される。そして、シミュレータ７００において、手本となる参照画像データＤ１から新たなパターンイメージＩ３が推定され、模擬修正された光学画像データＤ２’からも新たなパターンイメージＩ４が推定される。修正する欠陥箇所を変えて複数の模擬修正を行った場合には、修正後の光学画像データＤ２’から推定される新たなパターンイメージＩ４は複数になる。
【０１５８】
パターンイメージＩ３、Ｉ４は、パターンイメージＩ１、Ｉ２より、リソグラフィプロセスの段階が同じものであってもよく、また、進んだ状態のものであってもよい。例えば、パターンイメージＩ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４のいずれについても露光装置でマスクからウェハに転写される露光イメージとすることができる。また、パターンイメージＩ１、Ｉ２がウェハ上に形成されるレジストパターンイメージであれば、パターンイメージＩ３、Ｉ４は、ウェハ上に形成される配線パターンイメージとすることもできる。
【０１５９】
シミュレータ７００で新たに推定されたパターンイメージＩ３、Ｉ４は、シミュレータ７００から再び比較回路３０２に送られる。手本となるパターンイメージＩ３と、模擬修正後のパターンイメージＩ４とを比較することにより、最初に指摘したウェハ上での欠陥が解消されたか否かを確認することができる。比較の結果、欠陥と判定された座標と、欠陥判定の根拠となったパターンイメージＩ３、Ｉ４とは、参照画像データＤ１および光学画像データＤ２とともに、欠陥情報リスト２０８ａとして外部装置に出力される。
【０１６０】
本実施の形態では、欠陥情報リスト２０８ａ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５００では、欠陥１つ１つの欠陥座標が観察できるように、マスクが載置されたテーブルを移動させながら、マスクの欠陥箇所の画像を表示する。また同時に、欠陥判定の判断条件や、判定根拠になったパターンイメージＩ３、Ｉ４や、参照画像データＤ１および光学画像データＤ２を確認できるよう、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か否かを判断するのが容易になる。尚、一般に、マスクからウェハへは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。
【０１６１】
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、マスクは、欠陥情報リスト２０８ｂとともに修正装置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２０８ｂ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。
【０１６２】
以上述べたように、本実施の形態２の第１の態様の欠陥推定装置および欠陥推定方法では、光学画像からウェハに転写された後のパターンイメージを推定し、同様にして参照画像から推定したパターンイメージと比較することによって欠陥の有無を判定する。そして、欠陥と判定された個所のパターンイメージについて模擬修正を行った後、再び手本となる画像と比較して欠陥の有無を判定する。このようにすることで、マスク上の欠陥とそれがウェハに及ぼす影響、さらには修正による改善の程度まで推定することができる。
【０１６３】
尚、実施の形態２の第１の態様の欠陥推定装置および欠陥推定方法では、参照画像を基準画像としているが、これに限られるものではない。すなわち、基準画像は、パターンの設計データから作成された参照画像、または、マスク上で対象としている光学画像とは異なる領域にある同じパターンの光学画像とすることができる。
【０１６４】
（２）検査装置
実施の形態２の第２の態様による検査装置は、上記の第１の態様による欠陥推定装置の機能を内部に備えていることを特徴とする。
【０１６５】
図１５は、この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フォトマスクを検査対象としている。
【０１６６】
図１５に示すように、検査装置１００ｂは、光学画像取得部Ａと制御部Ｂを有する。
【０１６７】
光学画像取得部Ａは、光源１０３と、水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）および回転方向（θ方向）に移動可能なＸＹθテーブル１０２と、透過照明系を構成する照明光学系１７０と、拡大光学系１０４と、フォトダイオードアレイ１０５と、センサ回路１０６と、レーザ測長システム１２２と、オートローダ１３０とを有する。
【０１６８】
制御部Ｂでは、検査装置１００ｂ全体の制御を司る制御計算機１１０が、データ伝送路となるバス１２０を介して、位置回路１０７、比較回路３０２、参照回路１１２、展開回路１１１、オートローダ制御回路１１３、テーブル制御回路１１４、記憶装置の一例となる磁気ディスク装置１０９、磁気テープ装置１１５、フレキシブルディスク装置１１６、ＣＲＴ１１７、パターンモニタ１１８およびプリンタ１１９に接続されている。ＸＹθテーブル１０２は、テーブル制御回路１１４によって制御されたＸ軸モータ、Ｙ軸モータおよびθ軸モータによって駆動される。これらのモータには、例えば、ステップモータを用いることができる。
【０１６９】
データベース方式の基準データとなる設計パターンデータは、磁気ディスク装置１０９に格納されており、検査の進行に合わせて読み出されて展開回路１１１に送られる。展開回路１１１では、設計パターンデータがイメージデータ（ビットパターンデータ）に変換される。その後、このイメージデータは、参照回路１１２に送られて、基準画像となる参照画像の生成に用いられる。
【０１７０】
尚、図１５では、本実施の形態で必要な構成成分を記載しているが、フォト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。また、本実施の形態では、ダイ−トゥ−データベース検査方式を例にしているが、ダイ−トゥ−ダイ検査方式であってもよい。この場合には、マスク内の異なる領域にある同一パターンの一方の光学画像を基準画像として取り扱う。
【０１７１】
図１６は、本実施の形態におけるデータの流れを示す概念図である。
【０１７２】
図１６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。ここで、一般に、検査装置１００ｂは、ＯＡＳＩＳデータを直接読み込めるようには構成されていない。すなわち、検査装置１００ｂの製造メーカー毎に、独自のフォーマットデータが用いられている。このため、ＯＡＳＩＳデータは、レイヤ毎に各検査装置に固有のフォーマットデータ２０３に変換された後に検査装置１００ｂに入力される。尚、フォーマットデータ２０３は、検査装置１００ｂ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。
【０１７３】
フォーマットデータ２０３は、図１５の磁気ディスク装置１０９に入力される。すなわち、フォトマスク１０１のパターン形成時に用いた設計パターンデータは、磁気ディスク装置１０９に記憶される。
【０１７４】
設計パターンに含まれる図形は、長方形や三角形を基本図形としたものである。磁気ディスク装置１０９には、例えば、図形の基準位置における座標（ｘ，ｙ）、辺の長さ、長方形や三角形等の図形種を区別する識別子となる図形コードといった情報であって、各パターン図形の形、大きさ、位置等を定義した図形データが格納される。
【０１７５】
さらに、数十μｍ程度の範囲に存在する図形の集合を一般にクラスタまたはセルと称するが、これを用いてデータを階層化することが行われている。クラスタまたはセルには、各種図形を単独で配置したり、ある間隔で繰り返し配置したりする場合の配置座標や繰り返し記述も定義される。クラスタまたはセルデータは、さらにフレームまたはストライプと称される、幅が数百μｍであって、長さがフォトマスクのＸ方向またはＹ方向の全長に対応する１００ｍｍ程度の短冊状領域に配置される。
【０１７６】
入力された設計パターンデータは、磁気ディスク装置１０９から制御計算機１１０を通して展開回路１１１によって読み出される。
【０１７７】
展開回路１１１は、設計パターンを図形毎のデータにまで展開し、その図形データの図形形状を示す図形コード、図形寸法などを解釈する。そして、所定の量子化寸法のグリッドを単位とするマス目内に配置されるパターンとして２値ないしは多値の設計画像データを展開する。展開された設計画像データは、センサ画素に相当する領域（マス目）毎に設計パターンにおける図形が占める占有率を演算する。そして、各画素内の図形占有率が画素値となる。
【０１７８】
上記のようにして２値ないしは多値のイメージデータ（ビットパターンデータ）に変換された設計パターンデータは、次に参照回路１１２に送られる。参照回路１１２では、送られてきた図形のイメージデータである設計画像データに対して適切なフィルタ処理が施される。
【０１７９】
図３は、フィルタ処理を説明する図である。
【０１８０】
後述する、センサ回路１０６から得られた光学画像（マスク採取データ）は、拡大光学系１０４の解像特性やフォトダイオードアレイ１０５のアパーチャ効果等によって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ある。したがって、画像強度（濃淡値）がデジタル値となった、設計側のイメージデータであるビットパターンデータにもフィルタ処理を施すことで、光学画像に合わせることができる。このようにして光学画像と比較する参照画像を作成する。
【０１８１】
次に、図１５および図４を用いて光学画像の取得方法を説明する。
【０１８２】
図１５において、光学画像取得部Ａによって、フォトマスク１０１の光学画像が取得される。ここで、光学画像は、設計パターンに含まれる図形データに基づく図形が描画されたマスクの画像である。光学画像の具体的な取得方法は、例えば、次に示す通りである。
【０１８３】
検査対象となるフォトマスク１０１は、ＸＹθ各軸のモータによって水平方向および回転方向に移動可能に設けられたＸＹθテーブル１０２上に載置される。そして、フォトマスク１０１に形成されたパターンに対し、ＸＹθテーブル１０２の上方に配置された光源１０３から光が照射される。より詳しくは、光源１０３から照射される光束が、照明光学系１７０を介してフォトマスク１０１に照射される。フォトマスク１０１の下方には、拡大光学系１０４、フォトダイオードアレイ１０５およびセンサ回路１０６が配置されている。フォトマスク１０１を透過した光は、拡大光学系１０４を介して、フォトダイオードアレイ１０５に光学像として結像する。ここで、拡大光学系１０４は、図示しない自動焦点機構によって自動的に焦点調整がなされるように構成されていてもよい。さらに、図示しないが、検査装置１００ｂは、フォトマスク１０１の下方から光を照射し、反射光を拡大光学系を介して第２のフォトダイオードアレイに導き、透過光と反射光を同時に採取するように構成されていてもよい。
【０１８４】
図４は、光学画像の取得手順を説明するための図である。
【０１８５】
検査領域は、図４に示すように、Ｙ方向に向かって、スキャン幅Ｗの短冊状の複数の検査ストライプ２０に仮想的に分割され、さらにその分割された各検査ストライプ２０が連続的に走査されるようにＸＹθテーブル１０２の動作が制御され、Ｘ方向に移動しながら光学画像が取得される。フォトダイオードアレイ１０５には、図４に示されるようなスキャン幅Ｗの画像が連続的に入力される。第１の検査ストライプ２０における画像を取得すると、今度はＸＹθテーブル１０２が逆方向に移動しながら、第２の検査ストライプ２０について同様にスキャン幅Ｗの画像が連続的に入力される。第３の検査ストライプ２０については、第２の検査ストライプ２０における画像を取得する方向とは逆方向、すなわち、第１の検査ストライプ２０における画像を取得した方向に移動しながら取得する。このように、連続的に画像を取得していくことで、無駄な処理時間を短縮することができる。
【０１８６】
図１５のフォトダイオードアレイ１０５上に結像したパターンの像は、フォトダイオードアレイ１０５によって光電変換され、さらにセンサ回路１０６によってＡ／Ｄ（アナログデジタル）変換される。フォトダイオードアレイ１０５には、センサが配置されている。このセンサの例としては、ＴＤＩ（Ｔｉｍｅ Ｄｅｌａｙ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）センサが挙げられる。ＸＹθテーブル１０２がＸ軸方向に連続的に移動しながら、ＴＤＩセンサによってフォトマスク１０１のパターンが撮像される。ここで、光源１０３、拡大光学系１０４、フォトダイオードアレイ１０５およびセンサ回路１０６により高倍率の検査光学系が構成される。
【０１８７】
ＸＹθテーブル１０２は、制御計算機１１０の制御の下、テーブル制御回路１１４によって駆動され、Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向に駆動する３軸（Ｘ−Ｙ−θ）モータの様な駆動系によって移動可能となっている。これらの、Ｘ軸モータ、Ｙ軸モータ、θ軸モータには、例えばステップモータを用いることができる。そして、ＸＹθテーブル１０２の移動位置は、レーザ測長システム１２２により測定されて位置回路１０７に送られる。また、ＸＹθテーブル１０２上のフォトマスク１０１は、オートローダ制御回路１１３により駆動されるオートローダ１３０から自動的に搬送され、検査終了後には自動的に排出されるようになっている。
【０１８８】
図１５および図１６に示すように、センサ回路１０６から出力された光学画像データＤ２は、シミュレータ７００に送られる。また、参照回路１１２で生成した参照画像データＤ１もシミュレータ７００に送られる。図１６で点線で囲んだ部分は、第１の態様で説明した欠陥推定機能を有する部分である。
【０１８９】
シミュレータ７００は、参照画像データＤ１および光学画像データＤ２を用いて、マスクからウェハに転写されるパターンイメージを推定する。このパターンイメージは、現像やエッチングなどの一連のリソグラフィプロセスにおけるどの段階のレジストパターンイメージでもよく、あるいは、ウェハに最終的に形成される回路パターンイメージでもよい。
【０１９０】
例えば、所定の回路パターンが形成されたフォトマスクを検査対象とする。このフォトマスクは、ウェハにその回路パターンを転写する目的で使用されるものである。転写は、例えば、次のような工程によって行われる。まず、ウェハ上にレジスト膜を設ける。次に、上記のフォトマスクを介して露光装置によりウェハを露光し、レジスト膜に回路パターンの露光イメージを転写する。次いで、レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する。その後、このレジストパターンをマスクとして下層の膜をエッチングした後、レジスト膜を剥離する。これにより、下層の膜を目的とする形状のパターンに加工することができる。次に、下層膜の凹部に銅（Ｃｕ）などを充填した後、ＣＭＰ法により不要な部分を除去することで配線パターンが形成される。
【０１９１】
上記例の場合、シミュレータ７００は、例えば、ウェハ上に形成されるレジストパターンイメージを推定することができる。あるいは、下層膜に形成される凹部のパターンイメージや、銅などを埋め込んだ後の配線パターンイメージを推定することもできる。尚、これらのパターンイメージには、参照画像データＤ１から推定されるパターンイメージＩ１と、光学画像データＤ２から推定されるパターンイメージＩ２の両方が含まれる。
【０１９２】
シミュレータ７００で推定されたパターンイメージＩ１、Ｉ２は、位置回路１０７から出力されたＸＹθテーブル１０２上でのフォトマスク１０１の位置を示すデータとともに、比較回路３０２に送られる。
【０１９３】
比較回路３０２では、参照画像データＤ１から推定されたパターンイメージＩ１と、光学画像データＤ２から推定されたパターンイメージＩ２とが、適切な比較判定アルゴリズムを用いて比較される。例えば、エッチング後の欠陥を推定する場合には、パターンイメージＩ１、Ｉ２に記されるエッチング後のパターンの情報を比較するものとし、対応する辺の位置の違いが所定の量、例えば４ｎｍ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、その座標と、欠陥判定の根拠となったパターンイメージＩ１、Ｉ２とが、比較回路３０２に保存される。
【０１９４】
パターンイメージＩ１、Ｉ２から欠陥と判定された箇所について、対応する位置のマスクの参照画像データＤ１と、光学画像データＤ２とが模擬修正回路３０３に送られる。模擬修正回路３０３では、送られた欠陥箇所に対する模擬修正が行われる。この模擬修正は次のようにして行う。すなわち、欠陥と推定された位置の周辺について、マスクの参照画像データＤ１と、光学画像データＤ２とを比較して異なる場所を見出す。この異なった場所での光学情報を参照画像データＤ１の対応した光学情報と置き換える。例えば、図９（ａ）に符号１０で示す欠陥箇所の情報を、図７（ｂ）に符号７０１、７０２で示す欠陥箇所の情報で置き換える。このとき、パターンイメージＩ２に複数の欠陥箇所がある場合には、修正箇所を変えて複数の模擬修正が行われる。
【０１９５】
例えば、１箇所の修正でウェハ転写像が正常な状態に復元する場合には、その箇所が問題となる欠陥位置として特定される。一方、全ての欠陥個所について１箇所ずつ修正を行っても、ウェハ転写像が正常な状態に復元しない場合には、２箇所を組み合わせて修正を行う。ウェハ転写像が正常な状態に復元される組み合わせが、問題となる欠陥位置として特定される。また、いずれの組み合わせについてもウェハ転写像が正常な状態に復元しない場合には、３箇所を組み合わせて修正を行う。以下、同様に、マスク上での欠陥個所の組み合わせ数を変えて順次修正を行い、問題となる欠陥個所がどれであるかを特定する。
【０１９６】
近接する欠陥座標がそれぞれ異なる光学画像Ｄ２として比較回路３０２に保存されている場合、模擬修正回路３０３では、これらの欠陥が含まれる領域単位で模擬修正が行われるようにする。すなわち、所定の範囲内にある全ての欠陥が含まれる光学画像Ｄ２に対して模擬修正する。
【０１９７】
模擬修正された光学画像Ｄ２は、新たな光学画像Ｄ２’となって、再びシミュレータ７００に戻される。そして、シミュレータ７００において、手本となる参照画像データＤ１から新たなパターンイメージＩ３が推定され、模擬修正された光学画像データＤ２’からも新たなパターンイメージＩ４が推定される。修正する欠陥箇所を変えて複数の模擬修正を行った場合には、修正後の光学画像データＤ２’から推定される新たなパターンイメー
ジＩ４は複数になる。
【０１９８】
パターンイメージＩ３、Ｉ４は、パターンイメージＩ１、Ｉ２より、リソグラフィプロセスの段階が同じものであってもよく、また、進んだ状態のものであってもよい。例えば、パターンイメージＩ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４のいずれについても露光装置でマスクからウェハに転写される露光イメージとすることができる。また、パターンイメージＩ１、Ｉ２がウェハ上に形成されるレジストパターンイメージであれば、パターンイメージＩ３、Ｉ４は、ウェハ上に形成される配線パターンイメージとすることもできる。
【０１９９】
シミュレータ７００で新たに推定されたパターンイメージＩ３、Ｉ４は、シミュレータ７００から再び比較回路３０２に送られる。手本となるパターンイメージＩ３と、模擬修正後パターンイメージＩ４とを比較することにより、最初に指摘したウェハ上での欠陥が解消されたか否かを確認することができる。比較の結果、欠陥と判定された座標と、欠陥判定の根拠となったパターンイメージＩ３、Ｉ４とは、参照画像データＤ１および光学画像データＤ２とともに、欠陥情報リスト２０８ａとして検査装置の外部装置であるレビュー装置５００に送られる。
【０２００】
検査装置１００ｂが検出した全欠陥は、レビュー装置５００で判別される。但し、比較回路３０２で検知された欠陥が軽微である場合には、事前処理によってレビュー対象から除くようにすることも可能である。
【０２０１】
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５００では、欠陥１つ１つの欠陥座標が観察できるように、マスクが載置されたテーブルを移動させながら、マスクの欠陥箇所の画像を表示する。また同時に、欠陥判定の判断条件や、判定根拠になったパターンイメージＩ３、Ｉ４や、参照画像データＤ１および光学画像データＤ２を確認できるよう、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か否かを判断するのが容易になる。尚、一般に、マスクからウェハへは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。
【０２０２】
判別された欠陥情報は、検査装置１００ｂに戻されて磁気ディスク装置１０９に保存される。そして、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、マスクは、欠陥情報リスト２０８ｂとともに、検査装置１００ｂ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２０８ｂ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。
【０２０３】
尚、実施の形態２の第２の態様においては、検査装置１００ｂ自身がレビュー機能を有していてもよい。この場合には、パターンイメージＩ３、Ｉ４と、参照画像データＤ１および光学画像データＤ２とが、制御計算機１１０の画面上、または、別途準備される計算機の画面上に、欠陥判定の付帯情報とともに画像表示される。また、マスクの欠陥箇所の画像は、検査装置１００ｂの観察光学系画像を使って表示される。
【０２０４】
以上述べたように、実施の形態２の第２の態様の検査装置では、光学画像からウェハに転写された後のパターンイメージを推定し、同様にして参照画像から推定したパターンイメージと比較することによって欠陥の有無を判定する。そして、欠陥と判定された個所のパターンイメージについて模擬修正を行った後、再び手本となる画像と比較して欠陥の有無を判定する。このようにすることで、マスク上の欠陥とそれがウェハに及ぼす影響、さらには修正による改善の程度まで推定することができる。したがって、本実施の形態の検査装置および検査方法によれば、マスク欠陥自体のウェハへの影響の程度や、検出された欠陥がマスク上のどこのパターンを修正すると解消されるのかを指摘することができる。
【０２０５】
尚、実施の形態２の第２の態様の検査装置は、図１５の例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。
【０２０６】
例えば、図１５の光学画像取得部Ａでは、レーザ光を照射する光源１０３を用いたが、電子ビームを用いて光学画像を取得することもできる。具体的には、ＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）またはＭＥＭ（Ｍｉｒｒｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ；ミラー電子顕微鏡）などを用いて光学画像を取得することができる。
【０２０７】
図２２は、図１５の光学画像取得部ＡにＳＥＭを用いた例である。尚、この図で図１５と同じ符号を用いた部分は、同じものであることを示している。
【０２０８】
図２２の例では、電子銃４０から放出された電子ビームは、コンデンサレンズ４１で収束されて、ステージ４３上に載置されたマスク３９に照射される。マスク３９上における電子ビームの走査ラインや走査速度は、走査コイル４５によって制御される。マスク３９上に電子ビームを照射することによって発生した反射電子は、検出器４２に導かれる。検出器４２からの出力信号は、センサ（図示せず）で増幅され、さらにデジタルデータに変換された後、シミュレータ７００へ送られる。
【０２０９】
また、図２３は、図１５の光学画像取得部ＡにＭＥＭを用いた例である。尚、この図で図１５と同じ符号を用いた部分は、同じものであることを示している。
【０２１０】
図２３の例では、マスク５３は、絶縁体６０を介してステージ５５上に載置されている。電子銃５０から放出された電子ビームは、コンデンサレンズ５１で収束され、Ｅ×Ｂ偏向器５２で偏向された後、対物レンズ５４によりマスク５３に対し垂直な方向に入射する面状のビームとなる。電子ビームはマスク５３上で反射した後、反射電子は、対物レンズ５４と結像系レンズ５６を透過した後、蛍光板５７に投影される。その後、光学レンズ５８によって、蛍光板５７上の光学像は、ＣＣＤ５９の受光面上に結像される。次いで、ＣＣＤ５９上に結像されたパターンの像は、デジタルデータに変換された後、シミュレータ７００へ送られる。
【０２１１】
（３）欠陥推定装置および欠陥推定方法
図１７を用いて、本実施の形態２の第３の態様による欠陥推定装置および欠陥推定方法を説明する。尚、図１７で点線に囲まれた部分が、この欠陥推定装置を構成する主要部である。
【０２１２】
欠陥推定装置は、第１のシミュレータ４０１と、第１の比較回路４０２と、模擬修正回路４０３と、第２のシミュレータ４０４と、第２の比較回路４０５とを有する。第１のシミュレータ４０１は第１のパターンイメージを推定し、第２のシミュレータ４０４は第２のパターンイメージを推定する。ここで、第２のパターンイメージは、第１のパターンイメージよりリソグラフィプロセスが進んだものである。すなわち、実施の形態１ではシミュレータ７００のみであったため、模擬修正の前後で行う計算処理は基本的に同じものである。これに対して、本実施の形態では、２つのシミュレータを有しているので、これらの処理方法を変える点を特徴としている。
【０２１３】
第１のシミュレータ４０１には、参照画像データＤ１および光学画像データＤ２が入力される。これらは、実施の形態２で説明するように、検査装置の内部で生成することができる。
【０２１４】
第１のシミュレータ４０１は、入力された参照画像データＤ１と光学画像データＤ２を用いて第１のパターンイメージＩ５、Ｉ６を推定する。
【０２１５】
例えば、所定の回路パターンが形成されたフォトマスクを検査対象とする。このフォトマスクは、ウェハにその回路パターンを転写する目的で使用されるものである。転写は、例えば、次のような工程によって行われる。まず、ウェハ上にレジスト膜を設ける。次に、上記のフォトマスクを介して露光装置によりウェハを露光し、レジスト膜に回路パターンの露光イメージを転写する。次いで、レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する。その後、このレジストパターンをマスクとして下層の膜をエッチングした後、レジスト膜を剥離する。これにより、下層の膜を目的とする形状のパターンに加工することができる。次に、下層膜の凹部に銅（Ｃｕ）などを充填した後、ＣＭＰ法により不要な部分を除去することで配線パターンが形成される。
【０２１６】
上記例の場合、第１のシミュレータ４０１は、例えば、ウェハ上に転写される回路パターンの露光イメージを推定することができる。この露光イメージには、参照画像データＤ１から推定されるパターンイメージＩ５と、光学画像データＤ２から推定されるパターンイメージＩ６の両方が含まれる。
【０２１７】
第１のシミュレータ４０１で推定された第１のパターンイメージＩ５、Ｉ６は、第１の比較回路４０２に送られる。第１の比較回路４０２では、参照画像データＤ１から推定されて、手本となるパターンイメージＩ５と、光学画像データＤ２から推定されたパターンイメージＩ６とが、適切な比較判定アルゴリズムを用いて比較される。例えば、ＣＭＰ処理の後のパターンの場合、ＣＭＰのシミュレーション自身は、エッチングの例と同様とし、得られたパターンメージに記される情報を比較して、対応する辺の位置の違いが所定の量、例えば４ｎｍ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、その座標と、欠陥判定の根拠となった第１のパターンイメージＩ５、Ｉ６とが、第１の比較回路４０２に保存される。
【０２１８】
第１のパターンイメージＩ５、Ｉ６から欠陥と判定された箇所について、対応する位置のマスクの参照画像データＤ１と光学画像データＤ２が、第１の比較回路４０２から模擬修正回路４０３に送られる。模擬修正回路４０３では、送られた欠陥箇所に対する模擬修正が行われる。この模擬修正は次のようにして行う。すなわち、欠陥と推定された位置の周辺について、マスクの参照画像データＤ１と光学画像データＤ２とを比較して異なる場所を見出す。この異なった場所での光学情報を参照画像の対応した光学情報と置き換える。例えば、図９（ａ）に符号１０で示す欠陥箇所の情報を、図７（ｂ）に符号７０１、７０２で示す欠陥箇所の情報に置き換える。パターンイメージＩ６に複数の欠陥箇所がある場合には、修正箇所を変えて複数の模擬修正を行えば、根本となる原因箇所の欠陥を特定することができる。
【０２１９】
例えば、１箇所の修正でウェハ転写像が正常な状態に復元する場合には、その箇所が問題となる欠陥位置として特定される。一方、全ての欠陥個所について１箇所ずつ修正を行っても、ウェハ転写像が正常な状態に復元しない場合には、２箇所を組み合わせて修正を行う。ウェハ転写像が正常な状態に復元される組み合わせが、問題となる欠陥位置として特定される。また、いずれの組み合わせについてもウェハ転写像が正常な状態に復元しない場合には、３箇所を組み合わせて修正を行う。以下、同様に、マスク上での欠陥個所の組み合わせ数を変えて順次修正を行い、問題となる欠陥個所がどれであるかを特定する。
【０２２０】
近接する欠陥座標がそれぞれ異なる光学画像データＤ２として第１の比較回路４０２に保存されている場合、模擬修正回路４０３では、これらの欠陥が含まれる領域単位で模擬修正が行われるようにする。すなわち、所定の範囲内にある全ての欠陥が含まれる光学画像データＤ２に対して模擬修正する。複数のパターンの組み合わせにより成り立っているパターンでは、各構成パターンが互いに影響し合いながらウェハ上に１つのパターンとして転写される。このため、模擬修正されたパターンイメージを推定する場合にも、複数の欠陥箇所同士の影響を考慮すべきであり、欠陥毎に推定するのでは、真のパターンイメージを推定することにはならないからである。
【０２２１】
模擬修正された光学画像データＤ２は、光学画像データＤ２’となって、第２のシミュレータ４０４に送られる。そして、第２のシミュレータ４０４において、手本となる参照画像データＤ１から新たに第２のパターンイメージＩ７が推定され、光学画像データＤ２’からも第２のパターンイメージＩ８が推定される。修正する欠陥箇所を変えて複数の模擬修正を行った場合には、修正後の光学画像データＤ２’から推定される第２のパターンイメージＩ８は複数になる。
【０２２２】
第２のパターンイメージＩ７、Ｉ８は、第１のパターンイメージＩ５、Ｉ６より、リソグラフィプロセスの段階が進んだ状態である。例えば、第１のパターンイメージＩ５、Ｉ６をウェハ上に転写される回路パターンの露光イメージとすれば、第２のパターンイメージＩ７、Ｉ８は、現像やエッチングなどの一連のリソグラフィプロセスにおけるいずれかの段階のレジストパターンイメージとすることができる。あるいは、ウェハに最終的に形成される回路パターンイメージとすることもできる。さらに、回路パターンは、ＣＭＰ処理前および後のいずれのものとすることもできる。
【０２２３】
第２のパターンイメージＩ７、Ｉ８を具体的にどの段階のイメージとするかは、プロセスに応じて適宜選択することができる。
【０２２４】
例えば、レジストパターンをマスクとする配線材料のエッチング工程で、マイクロローディング効果による寸法変動を生じる場合がある。この寸法変動は回路パターンにおける疎密差が大きくなるにつれて増大する。これは、ウェハ上に形成すべき回路パターンが密な領域と疎な領域とでは、後者の方がエッチングに必要な活性種がより多く阻害されるためである。その結果、回路パターンの密度に依存して、所望とする寸法（基になるパターンデータで定まる寸法）の回路パターンが得られなくなる。すなわち、ウェハ上に形成すべき回路パターンが疎な領域では、エッチングにより形成されたパターンの寸法が所望のパターン寸法より大きくなる一方、ウェハ上に形成すべき回路パターンが密な領域では、エッチングにより形成されたパターンの寸法が所望のパターン寸法より小さくなる。
【０２２５】
上記問題に対しては、回路パターン内の微小な区画全てにわたるパターンデータの補正処理が行われる。これにより、現像処理後のパターン寸法は所望とする寸法から外れるが、エッチング後のパターン寸法は所望とする寸法にすることができる。したがって、この例において、第２のシミュレータ４０４で推定する第２のパターンイメージを現像後のレジストパターンイメージとすると、全てのパターンについて欠陥と判断されるおそれがあるが、エッチング後のレジストパターンイメージや、配線パターンイメージとすれば、欠陥の有無を正確に判定することが可能である。
【０２２６】
第２のシミュレータ４０４で推定された第２のパターンイメージＩ７、Ｉ８は、第２の比較回路４０５に送られる。第２の比較回路４０５において、手本となる第２のパターンイメージＩ７と、模擬修正後の光学画像データＤ２’から推定された第２のパターンイメージＩ８とを比較することにより、最初に指摘したウェハ上での欠陥が解消されたか否かを確認することができる。比較の結果、欠陥と判定された座標と、欠陥判定の根拠となった第２のパターンイメージＩ７、Ｉ８とは、参照画像データＤ１および光学画像データＤ２とともに、欠陥情報リスト２０９として外部装置に出力される。
【０２２７】
尚、実施の形態２の第３の態様による欠陥推定装置には第２の比較装置４０５がなくてもよい。この場合、欠陥推定装置は、第２のシミュレータ４０４で推定された第２のパターンイメージＩ７、Ｉ８を参照画像データＤ１および光学画像データＤ２とともに外部装置に出力する。外部装置を検査装置とすれば、検査装置は欠陥推定装置から上記データを受け取り、内部の比較回路において、手本となる第２のパターンイメージＩ７と、模擬修正後の光学画像データＤ２’から推定された第２のパターンイメージＩ８とを比較する。これにより、欠陥推定装置で最初に指摘されたウェハ上での欠陥が解消されたか否かを確認することができる。
【０２２８】
図１７の例において、欠陥情報リスト２０９はレビュー装置５００に送られる。レビュー装置５００では、欠陥１つ１つの欠陥座標が観察できるように、マスクが載置されたテーブルを移動させながら、マスクの欠陥箇所の画像を表示する。また同時に、欠陥判定の判断条件や、判定根拠になった第２のパターンイメージＩ７、Ｉ８や、参照画像データＤ１および光学画像データＤ２を確認できるよう、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か否かを判断するのが容易になる。尚、一般に、マスクからウェハへは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。
【０２２９】
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、マスクは、欠陥情報リスト２１０とともに修正装置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２１０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。
【０２３０】
以上述べたように、実施の形態２の第３の態様による欠陥推定装置および欠陥推定方法では、光学画像からウェハに転写された後のパターンイメージを簡易的に推定し、同様にして参照画像から推定したパターンイメージと比較することによって欠陥の有無を判定する。そして、欠陥と判定された個所のパターンイメージについて模擬修正を行った後、このパターンイメージと手本となる参照画像を用いて詳細なシミュレーションを行い、プロセスがより進んだ段階のパターンイメージを推定する。このようにすることで、マスク上の欠陥とそれがウェハに及ぼす影響、さらには修正による改善の程度まで推定することができる。
【０２３１】
また、最初のシミュレーションを簡易的なものとするので、全体の計算処理を速くすることが可能である。
【０２３２】
尚、実施の形態２の第３の態様による欠陥推定装置および欠陥推定方法では、参照画像を基準画像としているが、これに限られるものではない。すなわち、基準画像は、パターンの設計データから作成された参照画像、または、マスク上で対象としている光学画像とは異なる領域にある同じパターンの光学画像とすることができる。
【０２３３】
（４）検査装置
実施の形態２の第４の態様による検査装置は、上記の第３の態様による欠陥推定装置の機能を内部に備えていることを特徴とする。
【０２３４】
図１８は、実施の形態２の第４の態様による検査装置１００ｃのシステム構成図である。図１８に示すように、検査装置１００ｃは、光学画像取得部Ａと制御部Ｂを有する。尚、図１８において、図１５と同じ符号を付した部分は同じものであるので説明を省略する。また、図１８では、本実施の形態で必要な構成成分を記載しているが、検査対象であるフォト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。また、本実施の形態では、ダイ−トゥ−データベース検査方式を例にしているが、ダイ−トゥ−ダイ検査方式であってもよい。この場合には、マスク内の異なる領域にある同一パターンの一方の光学画像を基準画像として取り扱う。
【０２３５】
図１９は、本実施の形態におけるデータの流れを示す概念図である。
【０２３６】
図１９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。ここで、一般に、検査装置１００ｃは、ＯＡＳＩＳデータを直接読み込めるようには構成されていない。すなわち、検査装置１００ｃの製造メーカー毎に、独自のフォーマットデータが用いられている。このため、ＯＡＳＩＳデータは、レイヤ毎に各検査装置に固有のフォーマットデータ２０３に変換された後に検査装置１００ｃに入力される。尚、フォーマットデータ２０３は、検査装置１００ｃ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。
【０２３７】
フォーマットデータ２０３は、図１８の磁気ディスク装置１０９に入力される。そして、磁気ディスク装置１０９から制御計算機１１０を通して展開回路１１１によって読み出される。
【０２３８】
展開回路１１１は、設計パターンを図形毎のデータにまで展開し、その図形データの図形形状を示す図形コード、図形寸法などを解釈する。そして、所定の量子化寸法のグリッドを単位とするマス目内に配置されるパターンとして２値ないしは多値の設計画像データを展開する。展開された設計画像データは、センサ画素に相当する領域（マス目）毎に設計パターンにおける図形が占める占有率を演算する。そして、各画素内の図形占有率が画素値となる。
【０２３９】
上記のようにして２値ないしは多値のイメージデータ（ビットパターンデータ）に変換された設計パターンデータは、次に参照回路１１２に送られる。参照回路１１２では、送られてきた図形のイメージデータである設計画像データに対して適切なフィルタ処理が施される。
【０２４０】
図１８および図１９に示すように、センサ回路１０６から出力された光学画像データＤ２は、第１のシミュレータ４０１に送られる。また、参照回路１１２で生成した参照画像データＤ１も第１のシミュレータ４０１に送られる。図１９で点線で囲んだ部分は、実施の形態３で説明した欠陥推定機能を有する部分である。
【０２４１】
第１のシミュレータ４０１は、参照画像データＤ１と光学画像データＤ２を用いて第１のパターンイメージを推定する。
【０２４２】
例えば、所定の回路パターンが形成されたフォトマスクを検査対象とする。このフォトマスクは、ウェハにその回路パターンを転写する目的で使用されるものである。転写は、例えば、次のような工程によって行われる。まず、ウェハ上にレジスト膜を設ける。次に、上記のフォトマスクを介して露光装置によりウェハを露光し、レジスト膜に回路パターンの露光イメージを転写する。次いで、レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する。その後、このレジストパターンをマスクとして下層の膜をエッチングした後、レジスト膜を剥離する。これにより、下層の膜を目的とする形状のパターンに加工することができる。次に、下層膜の凹部に銅（Ｃｕ）などを充填した後、ＣＭＰ法により不要な部分を除去することで配線パターンが形成される。
【０２４３】
上記例の場合、第１のシミュレータ４０１は、第１のパターンイメージとしてウェハ上に転写される回路パターンの露光イメージを推定することができる。このパターンイメージには、参照画像データＤ１から推定されるパターンイメージＩ５と、光学画像データＤ２から推定されるパターンイメージＩ６の両方が含まれる。
【０２４４】
第１のシミュレータ４０１で推定された第１のパターンイメージＩ５、Ｉ６は、第１の比較回路４０２に送られる。第１の比較回路４０２では、参照画像データＤ１から推定されて、手本となる第１のパターンイメージＩ５と、光学画像データＤ２から推定された第１のパターンイメージＩ６とが、適切な比較判定アルゴリズムを用いて比較される。例えば、第１のパターンイメージとしてエッチング後のレジストパターンを推定する場合には、シミュレーションで得られた第１のパターンメージＩ５、Ｉ６に記されるパターンの情報を比較し、対応する辺の位置の違いが所定の量、例えば４ｎｍ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、その座標と、欠陥判定の根拠となった第１のパターンイメージＩ５、Ｉ６とが、第１の比較回路４０２に保存される。
【０２４５】
第１のパターンイメージＩ５、Ｉ６から欠陥と判定された箇所について、対応するマスクの参照画像データＤ１と光学画像データＤ２とが模擬修正回路４０３に送られる。模擬修正回路４０３では、送られた欠陥箇所に対する模擬修正が行われる。この模擬修正は次のように行う。すなわち、欠陥と推定された位置の周辺について、参照画像データＤ１と光学画像データＤ２とを比較して異なる場所を見出す。この異なった場所での光学情報を参照画像データＤ１の対応した光学情報と置き換える。例えば、図９（ａ）に符号１０で示す情報を、図７（ｂ）に符号７０１、７０２で示す情報で置き換える。このとき、第１のパターンイメージＩ６に複数の欠陥箇所がある場合には、修正箇所を変えて複数の模擬修正が行われる。
【０２４６】
例えば、１箇所の修正でウェハ転写像が正常な状態に復元する場合には、その箇所が問題となる欠陥位置として特定される。一方、全ての欠陥個所について１箇所ずつ修正を行っても、ウェハ転写像が正常な状態に復元しない場合には、２箇所を組み合わせて修正を行う。ウェハ転写像が正常な状態に復元される組み合わせが、問題となる欠陥位置として特定される。また、いずれの組み合わせについてもウェハ転写像が正常な状態に復元しない場合には、３箇所を組み合わせて修正を行う。以下、同様に、マスク上での欠陥個所の組み合わせ数を変えて順次修正を行い、問題となる欠陥個所がどれであるかを特定する。
【０２４７】
近接する欠陥座標がそれぞれ異なる第１のパターンイメージＩ６として第１の比較回路４０２に保存されている場合、模擬修正回路４０３では、これらの欠陥が含まれる領域単位で模擬修正が行われるようにする。すなわち、所定の範囲内にある全ての欠陥が含まれる第１のパターンイメージＩ６に対して模擬修正する。複数のパターンの組み合わせにより成り立っているパターンでは、各構成パターンが互いに影響し合いながらウェハ上に１つのパターンとして転写される。このため、模擬修正されたパターンイメージを推定する場合にも、複数の欠陥箇所同士の影響を考慮すべきであり、欠陥毎にパターンイメージを推定するのでは、真のパターンイメージを推定することにはならないからである。
【０２４８】
模擬修正された光学画像データＤ２は、新たな光学画像データＤ２’となって、第２のシミュレータ４０４に送られる。そして、第２のシミュレータ４０４において、手本となる参照画像データＤ１から新たに第２のパターンイメージＩ７が推定され、模擬修正された光学画像データＤ２’からも第２のパターンイメージＩ８が推定される。修正する欠陥箇所を変えて複数の模擬修正を行った場合には、修正後の光学画像データＤ２’から推定される第２のパターンイメージＩ８は複数になる。
【０２４９】
第２のパターンイメージＩ７、Ｉ８は、第１のパターンイメージＩ５、Ｉ６より、リソグラフィプロセスの段階が進んだ状態である。本実施の形態では、例えば、第１のパターンイメージＩ５、Ｉ６をウェハ上に転写される回路パターンの露光イメージとすれば、第２のパターンイメージＩ７、Ｉ８は、現像やエッチングなどの一連のリソグラフィプロセスにおけるいずれかの段階のレジストパターンイメージとすることができる。あるいは、ウェハに最終的に形成される回路パターンイメージとすることもできる。さらに、回路パターンは、ＣＭＰ処理前および後のいずれのものとすることもできる。
【０２５０】
第２のパターンイメージＩ７、Ｉ８を具体的にどの段階のイメージとするかは、プロセスに応じて適宜選択することができる。
【０２５１】
例えば、レジストパターンをマスクとする配線材料のエッチング工程で、マイクロローディング効果による寸法変動を生じる場合がある。この寸法変動は回路パターンにおける疎密差が大きくなるにつれて増大する。これは、ウェハ上に形成すべき回路パターンが密な領域と疎な領域とでは、後者の方がエッチングに必要な活性種がより多く阻害されるためである。その結果、回路パターンの密度に依存して、所望とする寸法（基になるパターンデータで定まる寸法）の回路パターンが得られなくなる。すなわち、ウェハ上に形成すべき回路パターンが疎な領域では、エッチングにより形成されたパターンの寸法が所望のパターン寸法より大きくなる一方、ウェハ上に形成すべき回路パターンが密な領域では、エッチングにより形成されたパターンの寸法が所望のパターン寸法より小さくなる。
【０２５２】
上記問題に対しては、回路パターン内の微小な区画全てにわたるパターンデータの補正処理が行われる。これにより、現像処理後のパターン寸法は所望とする寸法から外れるが、エッチング後のパターン寸法は所望とする寸法にすることができる。したがって、この例において、第２のシミュレータ４０４で推定する第２のパターンイメージを現像後のレジストパターンイメージとすると、全てのパターンについて欠陥と判断されるおそれがあるが、エッチング後のレジストパターンイメージや、配線パターンイメージとすれば、欠陥の有無を正確に判定することが可能である。
【０２５３】
第２のシミュレータ４０４で推定された第２のパターンイメージＩ７、Ｉ８は、第２の比較回路４０５に送られる。第２の比較回路４０５において、手本となる参照画像データＤ１から推定された第２のパターンイメージＩ７と、模擬修正後の光学画像データＤ２’から推定された第２のパターンイメージＩ８とを比較することにより、最初に指摘したウェハ上での欠陥が解消されたか否かを確認することができる。比較の結果、欠陥と判定された座標と、欠陥判定の根拠となった第２のパターンイメージＩ７、Ｉ８とは、参照画像データＤ１および光学画像データＤ２とともに、欠陥情報リスト２０９として外部装置に出力される。
【０２５４】
図１９の例において、欠陥情報リスト２０９はレビュー装置５００に送られる。レビュー装置５００では、欠陥１つ１つの欠陥座標が観察できるように、マスクが載置されたテーブルを移動させながら、マスクの欠陥箇所の画像を表示する。また同時に、欠陥判定の判断条件や、判定根拠になった第２のパターンイメージＩ７、Ｉ８や、参照画像データＤ１および光学画像データＤ２を確認できるよう、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か否かを判断するのが容易になる。尚、一般に、マスクからウェハへは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。
【０２５５】
検査装置１００ｃが検出した全欠陥は、レビュー装置５００で判別される。但し、ウェハ転写像で検知された欠陥が軽微である場合には、事前処理によってレビュー対象から除くようにすることも可能である。
【０２５６】
判別された欠陥情報は、検査装置１００ｃに戻されて磁気ディスク装置１０９に保存される。そして、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、マスクは、欠陥情報リスト２１０とともに、検査装置１００ｃ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２１０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。
【０２５７】
尚、実施の形態２の第４の態様においては、検査装置１００ｃ自身がレビュー機能を有していてもよい。この場合には、パターンイメージＩ７、Ｉ８と、参照画像データＤ１および光学画像データＤ２とが、制御計算機１１０の画面上、または、別途準備される計算機の画面上に、欠陥判定の付帯情報とともに画像表示される。また、マスクの欠陥箇所の画像は、検査装置１００ｃの観察光学系画像を使って表示される。
【０２５８】
また、実施の形態２の第４の態様の検査装置は、図１８の例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。
【０２５９】
例えば、図１８の光学画像取得部Ａでは、レーザ光を照射する光源１０３を用いたが、電子ビームを用いて光学画像を取得することもできる。具体的には、ＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）またはＭＥＭ（Ｍｉｒｒｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ；ミラー電子顕微鏡）などを用いて光学画像を取得することができる。
【０２６０】
図２４は、図１８の光学画像取得部ＡにＳＥＭを用いた例である。尚、この図で図１８と同じ符号を用いた部分は、同じものであることを示している。
【０２６１】
図２４の例では、電子銃４０から放出された電子ビームは、コンデンサレンズ４１で収束されて、ステージ４３上に載置されたマスク３９に照射される。マスク３９上における電子ビームの走査ラインや走査速度は、走査コイル４５によって制御される。マスク３９上に電子ビームを照射することによって発生した反射電子は、検出器４２に導かれる。検出器４２からの出力信号は、センサ（図示せず）で増幅され、さらにデジタルデータに変換された後、第１のシミュレータ４０１へ送られる。
【０２６２】
また、図２５は、図１８の光学画像取得部ＡにＭＥＭを用いた例である。尚、この図で図１８と同じ符号を用いた部分は、同じものであることを示している。
【０２６３】
図２５の例では、マスク５３は、絶縁体６０を介してステージ５５上に載置されている。電子銃５０から放出された電子ビームは、コンデンサレンズ５１で収束され、Ｅ×Ｂ偏向器５２で偏向された後、対物レンズ５４によりマスク５３に対し垂直な方向に入射する面状のビームとなる。電子ビームはマスク５３上で反射した後、反射電子は、対物レンズ５４と結像系レンズ５６を透過した後、蛍光板５７に投影される。その後、光学レンズ５８によって、蛍光板５７上の光学像は、ＣＣＤ５９の受光面上に結像される。次いで、ＣＣＤ５９上に結像されたパターンの像は、デジタルデータに変換された後、第１のシミュレータ４０１へ送られる。
【０２６４】
以上述べたように、実施の形態２の第４の態様の検査装置では、光学画像からウェハに転写された後のパターンイメージを推定し、同様にして参照画像から推定したパターンイメージと比較することによって欠陥の有無を判定する。そして、欠陥と判定された個所のパターンイメージについて模擬修正を行った後、再び手本となる画像と比較して欠陥の有無を判定する。このようにすることで、マスク上の欠陥とそれがウェハに及ぼす影響、さらには修正による改善の程度まで推定することができる。したがって、本実施の形態の検査装置および検査方法によれば、マスク欠陥自体のウェハへの影響の程度や、検出された欠陥がマスク上のどこのパターンを修正すると解消されるのかを指摘することができる。
【０２６５】
また、最初のシミュレーションを後のシミュレーションよりリソグラフィプロセスの前段階で止めるので、後のシミュレーションと同じ段階のシミュレーションを前でも行う場合と比較して、欠陥推定に関する全体の計算処理を速くすることが可能である。
【０２６６】
図１０は、ウェハ転写像やレジスト像を基に欠陥判定した結果をオペレータが閲覧するための画面である。上段は、参照画像またはダイ−トゥ−ダイ比較方式の検査の場合の手本側の光学画像である。また、下段は、欠陥を含む検査対象側の光学画像である。それぞれ図の左から順に、（１）検査装置の透過光学系により撮影された画像、（２）検査装置の反射光学系により撮影された画像、（３）これらの画像から推定されたマスク像、（４）マスク像を基に露光条件を模擬して推定したウェハ転写像、（５）レジストの特性を模擬して推定したレジスト像である。
【０２６７】
図１０に示すレビュー画面によれば、参照画像、光学画像、および、これらから推定した転写像が並べて表示されるので、オペレータはこれらの画像を見比べて、レビューすべき欠陥を絞ることができる。
【０２６８】
図１１に検査装置におけるレビュー画面の別の例を示す。この画面は、欠陥判定の根拠となった参照画像と、欠陥が含まれる光学画像とを、オペレータが見比べられるように表示するウィンドウや、マスク上の検査範囲の欠陥分布を表示するウィンドウなどで構成される。また、光学画像と参照画像の差を表示したり、光学画像や参照画像の各画素の輝度を数値でダンプ表示したり、欠陥を解析する目的でセンサ輝度をＸ軸とＹ軸で断面をとって表示するプロファイル画面ウィンドウが追加される場合もある。
【０２６９】
本実施の形態２の特徴と利点は、次のようにまとめられる。
【０２７０】
実施の形態２によれば、マスク上の欠陥とそれが基板に及ぼす影響、さらには修正による改善の程度まで推定することのできる欠陥推定装置が提供される。
【０２７１】
実施の形態２によれば、マスク上の欠陥とそれが基板に及ぼす影響、さらには修正による改善の程度まで推定することができ、また、全体の計算処理を速くすることが可能な欠陥推定装置が提供される。
【０２７２】
実施の形態２によれば、マスク上の欠陥とそれが基板に及ぼす影響、さらには修正による改善の程度まで推定することのできる欠陥推定方法が提供される。
【０２７３】
実施の形態２によれば、マスク上の欠陥とそれが基板に及ぼす影響、さらには修正による改善の程度まで推定することができるので、マスク欠陥自体の基板への影響の程度や、検出された欠陥がマスク上のどこのパターンを修正すると解消されるのかを指摘することのできる検査装置が提供される。
【０２７４】
実施の形態２によれば、マスク欠陥自体の基板への影響の程度や、検出された欠陥がマスク上のどこのパターンを修正すると解消されるのかを指摘することができ、また、欠陥推定に関する計算処理を速くすることが可能な検査装置が提供される。
【０２７５】
実施の形態２は、上記の各態様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。
【０２７６】
例えば、最初に欠陥を推定する際、まず、対象となるマスク上のパターンを露光装置で転写して得られる光学像のシミュレーションを行う例について述べたが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、まず、対象となるマスクの参照画像データＤ１と光学画像データＤ２を比較し、その結果から欠陥の候補を推定した上でシミュレーションすることも可能である。また、この場合、欠陥候補を抽出した後、それら欠陥の候補について、露光装置で転写して得られる光学像のシミュレーション、必要であれば、その後のシミュレーションを行って、欠陥の候補をさらに絞り込んだ後に、模擬修正を行ってもよい。このようにすることで、１回に長い計算時間を要するシミュレーションの回数を減らすことができる。
【０２７７】
また、上記実施の形態２の各態様では、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欠陥推定装置、欠陥推定方法、パターン検査装置およびパターン検査方法は、本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【０２７８】
１ 照射面形状
２、５ パターン形状
３、６ 転写像
４ 照射面形状
７ 参照画像
８、１２ ウェハ転写像
９ 光学画像
１０、１１、１３ 欠陥箇所
２０ 検査ストライプ
３９、５３ マスク
４０、５０ 電子銃
４１、５１ コンデンサレンズ
４２ 検出器
４３、５５ ステージ
４５ 走査コイル
５２ Ｅ×Ｂ偏向器
５４ 対物レンズ
５６ 結像系レンズ
５７ 蛍光板
５８ 光学レンズ
５９ ＣＣＤ
６０ 絶縁体
１００ａ、１００ｂ、１００ｃ 検査装置
１０１ フォトマスク
１０２ ＸＹθテーブル
１０３ 光源
１０４ 拡大光学系
１０５ フォトダイオードアレイ
１０６ センサ回路
１０７ 位置回路
１０８、３０１、３０２ 比較回路
１０９ 磁気ディスク装置
１１０ 制御計算機
１１１ 展開回路
１１２ 参照回路
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
１３０ オートローダ
１７０ 照明光学系
２０１ ＣＡＤデータ
２０２ 設計中間データ
２０３ フォーマットデータ
２０４ マスク採取データ（光学画像データ）
２０５ マスク検査結果
２０６ 転写像検査結果
２０７、２０８ａ、２０８ｂ、２０９、２１０ 欠陥情報リスト
３００、３０３、４０３ 模擬修正回路
４００ ウェハ転写シミュレータ
４０１ 第１のシミュレータ
４０２ 第１の比較回路
４０４ 第２のシミュレータ
４０５ 第２の比較回路
５００ レビュー装置
６００ 修正装置
７００ シミュレータ
７０１ マスク上の欠陥に対応する部分
７０２ マスク上の欠陥に対応する部分
１００１ メインパターン
１００２ アシストパターン
１００３、１００４ 領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、欠陥推定装置および欠陥推定方法並びに検査装置および検査方法に関し、より詳しくは、マスクなどの検査対象に形成されたパターンの欠陥推定装置および欠陥推定方法並びに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】
近年、大規模集積回路（ＬＳＩ）の高集積化および大容量化に伴い、半導体素子に要求される回路線幅は益々狭くなっている。半導体素子は、回路パターンが形成された原画パターン（マスクまたはレチクルを指す。以下では、マスクと総称する。）を用い、いわゆるステッパと呼ばれる縮小投影露光装置でウェハ上にパターンを露光転写して回路形成することにより製造される。こうした微細な回路パターンをウェハに転写するためのマスクの製造には、微細パターンを描画可能な電子ビーム描画装置が用いられる。また、レーザビームを用いて描画するレーザビーム描画装置の開発も試みられている。尚、電子ビーム描画装置は、ウェハに直接回路パターンを描画する場合にも用いられる。
【０００３】
多大な製造コストのかかるＬＳＩの製造にとって、歩留まりの向上は欠かせない。一方、最近の代表的なロジックデバイスでは、数十ナノメートルの線幅のパターン形成が要求される状況になってきている。ここで、歩留まりを低下させる大きな要因としては、マスクのパターン欠陥や、露光転写時におけるプロセス諸条件の変動が挙げられる。これまでは、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、マスクの寸法精度を高めることで、プロセス諸条件の変動マージンを吸収することが行われてきた。このため、マスク検査においては、パターン欠陥として検出しなければならない寸法が微細化しており、極めて小さなパターンの位置誤差を検出することが必要になっている。こうしたことから、ＬＳＩ製造に使用される転写用マスクの欠陥を検出する検査装置に対しては、高い検査精度が要求されている。
【０００４】
ところで、マスクが微細化、複雑化する要因の１つに超解像度技術（ＲＥＴ：Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）の適用が挙げられる。これは、例えば、メインパターンの脇にアシストパターンと称される補助パターンを配置し、これによってメインパターンの形成性を向上させる技術である。転写像では補助パターンは解像しないが、補助パターンがあることによってメインパターンの領域に入射する光エネルギーが確保される。マスク検査装置では、こうしたアシストパターンの欠陥も検出することができる。
【０００５】
欠陥検出をする手法には、ダイ−トゥ−ダイ（Ｄｉｅ ｔｏ Ｄｉｅ）検査方式とダイ−トゥ−データベース（Ｄｉｅ ｔｏ Ｄａｔａｂａｓｅ）検査方式がある。ダイ−トゥ−ダイ検査方式は、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の同一パターン同士を比較する検査方法である。この方式によれば、マスクのパターンを直接比較するので比較的簡単な装置構成で精度の高い検査が行える。しかし、比較するパターンの両方に共通して存在する欠陥は検出することができない。一方、ダイ−トゥ−データベース検査方式は、マスク製造に使用された設計パターンデータから生成される参照データと、マスク上の実際のパターンとを比較する検査方法である。参照画像を生成するための機構が必要になるので装置が大掛かりになるが、設計パターンデータとの厳密な比較が行える。１つのマスクに１つのチップ転写領域しかない場合にはこの方法しか採れない。
【０００６】
ダイ−トゥ−データベース検査では、光源から出射された光が光学系を介して検査対象であるマスクに照射される。マスクはテーブル上に載置されており、テーブルが移動することによって照射された光がマスク上を走査する。マスクを透過または反射した光はレンズを介して画像センサ上に結像し、画像センサで撮像された光学画像は測定データとして比較部へ送られる。比較部では、測定データと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（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
従来の検査装置では、欠陥ありと判断された場合、その判定根拠となった光学画像とそれに対応する参照画像とがこれらの座標とともに検査装置内に保存される。マスク１枚について検査が終了すると、検査装置内の観察光学系を利用してオペレータが目視で欠陥箇所のパターンを確認する。そして、修正の必要性や修正の可否を判断して、修正すべき欠陥を弁別した後、修正に必要な情報とともにこのマスクを修正装置に送る。ここで、修正に必要な情報とは、例えば、マスク内の座標、欠陥が凸形か凹型の区別、すなわち遮光膜を削るのか補填するのかの区別、および、修正装置で修正すべき箇所のパターンを認識するための切り出したパターンデータである。
【０００８】
このように、従来の検査装置では、画像センサで光学画像を撮像したマスクパターン像の正否を判定している。しかし、最近の微細化が進んだマスクでは、パターンの形状欠陥と潜在的に存在するパターンの形状誤差との差が区別され難くなっている。また、微細なパターンに生じる欠陥として、パターンエッジの凹凸（エッジラフネス）に代表される形状欠陥だけでなく、パターンの線幅異常やパターンの位置ずれによって隣接パターンとの空隙が適正でないことによる現象が重要になってきている。このため、パターン精度に対する要求は極めて高くなっており、マスク製造における難易度も益々高くなっている。それ故、基準を満たすマスクの歩留まりが低下して、マスクの製造コストの高騰を招いている。さらに、マスクパターンの線幅や、隣接パターンとの空隙距離に対する要求精度が高くなることによって、設計パターンデータを基に生成される参照データと検査装置が撮影したパターン像との比較だけでは、欠陥であるか否かを判別することが困難になっている。
【０００９】
そこで、欠陥の判定方法にシミュレーションを取り入れる方法が提案されている。この方法では、マスクからウェハに転写される露光イメージを推定し、この露光イメージ上でパターンの良否を判断する。例えば、非特許文献１には、高解像度の光学系により被検査マスク像をＣＣＤで採取する方法と並んで、ウェハ空間像を低解像度の光学系で得る方法が示されている（図１参照）。前者の方式では、高解像度の光学系で採取した被検査パターンと参照パターンの各マスク像から、図２の工程を経てウェハ転写像を推定した後、ウェハ転写像同士を比較して欠陥判定をする。一方、後者の方式では、ウェハ転写装置の光学系を模擬した光学系を装備して、直接的にウェハ転写像を採取する。これらの方式はいずれも、ウェハ上に転写される像を予測し、これを基に欠陥判定するものである。尚、後者の方式は、非特許文献２にも記載されている（図３および３頁下段参照）。
【００１０】
マスク上で、あるメインパターンに対応するアシストパターンに複数個所で断裂や細り形状の欠陥を生じている場合、推定されたウェハ転写像におけるメインパターンの形状は、線幅のくびれなどの寸法誤差を生じた状態となっているはずである。つまり、転写像に基づく判定方法によれば、マスクに形状欠陥があることによって転写像が不正になることを予測できる。しかしながら、この場合、メインパターンで線幅をくびれさせている原因が、アシストパターンのどの欠陥箇所にあるのか、すなわち、複数ある断裂箇所のうちのどの箇所であるのか、あるいは、複数の断裂箇所のどの組み合わせによるものであるのかといったことを指摘できないという問題があった。
【００１１】
一方、特許文献２には、所定の領域に配置された多数のポリゴンを含むリソグラフィックデザインをシミュレートする方法が開示されている。具体的には、図４に、ポリゴンデザインデータベースのビットマップイメージを使用して空間イメージを生成し（ボックス１２６）、これを使用することでレジストモデリングまたはシミュレーション（ボックス１２８）が実行されることが記載されている。また、図７には、マスク検査装置の画像から、シミュレーションによるウェハパターン空間像を推定する技術が示されている。これらの技術は、ウェハ空間像、または、露光光によるフォトレジストの反応などのウェハ生成プロセスの結果得られるウェハ像での正否を指摘するものである。
【００１２】
また、特許文献３には、１）マスク検査システムでは、リソグラフィ処理工程における特定の条件下での欠陥が下地のフォトレジストに転写されるか否か判断することが重要であること、２）マスク欠陥がプリントされないか、または、リソグラフィ処理に影響を与えないならば、欠陥のあるマスクを使って許容可能なリソグラフィを行えることが記載されている。これにより、欠陥が転写されないマスクを補修したり、交換したりすることによる費用と時間の無駄を避けられる。
【００１３】
特許文献３には、マスクの一部分の画像を含む欠陥区域画像を受け取って模擬画像を生成する検査装置が開示されている。この模擬画像には、ウェハに転写されるシミュレーション画像が含まれる。
【００１４】
このように、従来の検査装置によれば、検査装置で採取されたマスクの欠陥を含む画像からウェハへの転写推定像を生成することができる。しかしながら、マスクの形状欠陥自体のウェハへの影響の程度や、ウェハ転写像で検出されたパターン誤差がマスク上のどこのパターンを修正すると解消されるのかを指摘できる検査装置はない。例えば、照射強度や照射方向に指向性を有する露光光源と、この露光光源との組み合わせでウェハに微細なパターンを転写できるよう最適化されたマスクパターンとを用いて、ウェハ上にパターンを形成する場合において、マスクの形状欠陥がウェハ転写像のどこに影響するかについては、光源を含めた精密なシミュレーションを用いて推定する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００８−１１２１７８号公報
【特許文献２】特開２００９−１０５４３０号公報
【特許文献３】特表２００１−５１６８９８号公報
【非特許文献】
【００１６】
【非特許文献１】Ｃａｒｌ Ｈｅｓｓら、（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、「Ａ Ｎｏｖｅｌ Ａｐｐｒｏａｃｈ： Ｈｉｇｈ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｗｉｔｈ Ｗａｆｅｒ Ｐｌａｎｅ Ｄｅｆｅｃｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ」、Ｐｒｏｃ. ｏｆ ＳＰＩＥ Ｖｏｌ.７０２８、７０２８１Ｆ（２００８）
【非特許文献２】Ｄａｎ Ｒｏｓｔら、（ＭＰ−Ｍａｓｋ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｅｎｔｅｒ）、「Ｑｕａｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｅｒｉａｌ Ｉｍａｇｅ １９３ｎｍ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ Ｔｏｏｌ ｆｏｒ Ａｌｌ Ｍａｓｋｓ ａｎｄ Ａｌｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｓｔｅｐｓ」、Ｐｒｏｃ. ｏｆ ＳＰＩＥ Ｖｏｌ. ７０２８、７０２８２Ｑ（２００８）
【非特許文献３】Ｈ．Ｈ．Ｈｏｐｋｉｎｓ、 Ｏｎ ｔｈｅ ｄｉ ｒａｃｔｉｏｎ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｏｐｔｉｃａｌ ｉｍａｇｅｓ， Ｉｎ Ｐｒｏｃ． Ｒｏｙａｌ Ｓｏｃ． Ｓｅｒｉｅｓ Ａ．， ｖｏｌｕｍｅ ２１７ Ｎｏ．１１３１， ｐａｇｅｓ ４０８−４３２，１９５３
【非特許文献４】Ｎ．Ｂ．Ｃｏｂｂ， Ａ．Ｚａｋｈｏｒ， Ｍ．Ｒｅｉｈａｎｉ， Ｆ．Ｊａｈａｎｓｏｏｚ， ａｎｄ Ｖ．Ｎ．Ｒａｇｈａｖａｎ： Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ ３０５１（１９９７）４５８
【非特許文献５】Ｍ．Ｏｓａｗａ， Ｔ．Ｙａｏ， Ｈ．Ａｏｙａｍａ， Ｋ．Ｏｇｉｎｏ， Ｈ．Ｈｏｓｈｉｎｏ， Ｙ．Ｍａｃｈｉｄａ， Ｓ．Ａｓａｉ， ａｎｄ Ｈ．Ａｒｉｍｏｔｏ， Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ． Ｂ２１（２００３）２８０６
【非特許文献６】Ｎ．Ｂ．Ｃｏｂｂ，「Ｆａｓｔ Ｏｐｔｉｃａｌ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ｆｏｒ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ」 Ａ ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ ｓｕｂｍｉｔｔｅｄ ｉｎ ｐａｒｔｉａｌ ｓａｔｉｓｆａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ Ｄｏｃｔｏｒ ｏｆ Ｐｈｉｌｏｓｏｐｈｙ ｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ： Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ｉｎ ｔｈｅ Ｇｒａｄｕａｔｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ ａｔ Ｂｅｒｋｅｌｅｙ， Ｓｐｒｉｎｇ １９８８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
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、マスク上の欠陥とそれがウェハに及ぼす影響、さらには修正による改善の程度まで推定可能な欠陥推定装置および欠陥推定方法を提供することにある。
【００１８】
また、本発明の目的は、マスク上の欠陥とそれがウェハに及ぼす影響、さらには修正による改善の程度まで推定することで、マスク欠陥自体のウェハへの影響の程度や、検出された欠陥がマスク上のどこのパターンを修正すると解消されるのかを指摘可能な検査装置を提供することにある。
【００１９】
さらに、本発明の目的は、マスクの欠陥判定処理を容易にすることができ、また、マスク上の欠陥とその結果として生じるウェハ像への波及を推定しながら欠陥判定処理を行うことのできる検査装置および検査方法を提供することにある。
【００２０】
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】
【００２１】
本発明の第１の態様は、マスクに形成されたパターンの光学画像と基準画像を取得して、これらの画像から基板に転写される前記パターンの各パターンイメージを推定する推定部と、
前記パターンイメージ同士を比較して差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する比較部と、
前記比較により欠陥と判定された個所の前記光学画像に対し模擬修正を行う模擬修正部とを有し、
前記模擬修正後の光学画像を前記推定部に送ることを特徴とする欠陥推定装置に関する。
【００２２】
本発明の第２の態様は、マスクに形成されたパターンの光学画像と基準画像を取得して、これらの画像からリソグラフィプロセスにより基板に転写される前記パターンの各第１のパターンイメージを推定する第１の推定部と、
前記第１のパターンイメージ同士を比較して差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する第１の比較部と、
前記比較により欠陥と判定された個所の前記光学画像に対して模擬修正を行う模擬修正部と、
前記基準画像と前記模擬修正後の光学画像とから、前記基板に転写される前記パターンの各第２のパターンイメージを推定する第２の推定部とを有し、
前記第２のパターンイメージは、前記第１のパターンイメージより前記リソグラフィプロセスが進んだものであることを特徴とする欠陥推定装置に関する。
【００２３】
本発明の第３の態様は、マスクに形成されたパターンの光学画像と基準画像を取得して、これらの画像から基板に転写される前記パターンの各第１のパターンイメージを推定して比較し、前記比較により欠陥と判定された個所の前記光学画像を模擬修正した後、前記基準画像と前記模擬修正後の光学画像とから各第２のパターンイメージを推定することを特徴とする欠陥推定方法に関する。
【００２４】
本発明の第４の態様は、パターンが形成されたマスクに光を照明し、前記マスクの像を光学系を介して画像センサに結像し、欠陥の有無を判定する検査装置において、
前記画像センサから前記マスクの光学画像を取得する光学画像取得部と、
前記判定の基準となる基準画像と前記光学画像とから、基板に転写される前記パターンの各パターンイメージを推定する推定部と、
前記パターンイメージ同士を比較して差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する比較部と、
前記比較により欠陥と判定された個所の前記光学画像に対して模擬修正を行う模擬修正部とを有し、
前記模擬修正後の光学画像を前記推定部に送ることを特徴とするものである。
【００２５】
本発明の第５の態様は、パターンが形成されたマスクに光を照明し、前記マスクの像を光学系を介して画像センサに結像し、欠陥の有無を判定する検査装置において、
前記画像センサから前記マスクの光学画像を取得する光学画像取得部と、
前記判定の基準となる基準画像と前記光学画像とから、リソグラフィプロセスにより基板に転写される前記パターンの各第１のパターンイメージを推定する第１の推定部と、
前記第１のパターンイメージ同士を比較して差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する第１の比較部と、
前記比較により欠陥と判定された個所の前記光学画像に対して模擬修正を行う模擬修正部と、
前記基準画像と前記模擬修正後の光学画像とから、前記基板に転写される前記パターンの各第２のパターンイメージを推定する第２の推定部とを有し、
前記第２のパターンイメージは、前記第１のパターンイメージより前記リソグラフィプロセスが進んだものであることを特徴とするものである。
【００２６】
本発明の第６の態様は、パターンが形成された試料に光を照明し、該試料の像を光学系を介して画像センサに結像し、欠陥の有無を判定する検査装置において、
前記画像センサから前記試料の光学画像を取得する光学画像取得部と、
前記光学画像を前記判定の基準となる基準画像と比較し、差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する第１の比較部と、
シミュレーションにより前記試料上の光学画像と前記基準画像のそれぞれのパターンを転写装置にて転写した場合の光学像を推定する転写像推定部と、
前記各転写像を比較し、差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する第２の比較部とを有することを特徴とするものである。
【００２７】
本発明の第６の態様は、前記第１の比較部および前記第２の比較部からの情報をレビュー装置に出力する出力部、または、前記第１の比較部および前記第２の比較部からの情報をレビューするレビュー画面を有することが好ましい。
【００２８】
本発明の第６の態様において、前記第１の比較部からの情報は、欠陥と判定された光学画像と該欠陥の座標を含み、
前記第２の比較部からの情報は、欠陥と判定された前記光学画像の転写像と該欠陥の座標を含むことが好ましい。
【００２９】
本発明の第７の態様は、パターンが形成された試料に光を照明し、該試料の像を光学系を介して画像センサに結像し、欠陥の有無を判定する検査装置において、
前記画像センサから前記試料の光学画像を取得する光学画像取得部と、
前記光学画像を前記判定の基準となる基準画像と比較し、差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する第１の比較部と、
前記第１の比較部で欠陥と判定された前記光学画像を取得し、前記欠陥に模擬修正を行う模擬修正部と、
前記模擬修正部で模擬修正をされた光学画像の転写像と、前記基準画像の転写像とを、シミュレーションによりそれぞれ推定する転写像推定部と、
前記各転写像を比較し、差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する第２の比較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７の態様は、前記第１の比較部および前記第２の比較部からの情報をレビュー装置に出力する出力部、または、前記第１の比較部および前記第２の比較部からの情報をレビューするレビュー画面を有することが好ましい。
【００３１】
本発明の第７の態様において、前記第１の比較部からの情報は、欠陥と判定された光学画像と該欠陥の座標を含み、
前記第２の比較部からの情報は、欠陥と判定された前記光学画像の転写像と該欠陥の座標を含むことが好ましい。
【００３２】
本発明の第８の態様は、パターンが形成された試料に光を照明し、該試料の像を光学系を介して画像センサに結像し、欠陥の有無を判定する検査方法において、
前記画像センサから前記試料の光学画像を取得する工程と、
前記光学画像を前記判定の基準となる基準画像と比較し、差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する工程と、
シミュレーションにより前記光学画像の転写像と前記基準画像の転写像をそれぞれ推定する工程と、
前記光学画像の転写像と前記基準画像の転写像を比較し、差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する工程と、
前記光学画像、前記基準画像および前記各転写像をレビューして前記欠陥に対する修正の要否を判定する工程とを有することを特徴とするものである。
【００３３】
本発明の第８の態様は、前記光学画像と前記基準画像を比較した結果、欠陥と判定された光学画像を取得して該欠陥に模擬修正をする工程を有し、
前記転写像を推定する工程は、前記模擬修正をされた光学画像の転写像と前記基準画像の転写像のそれぞれを推定する工程であることが好ましい。
【００３４】
本発明の第８の態様は、前記欠陥に対する修正が必要と判定された場合に、前記光学画像と前記模擬修正をされた光学画像のそれぞれの転写像を比較して修正すべき箇所を推定する工程を有することが好ましい。
【００３５】
本発明の第８の態様において、前記光学画像の転写像は、所定の範囲内にある全ての欠陥を含む光学画像を基に推定されることが好ましい。
【００３６】
本発明の第９の態様は、パターンが形成された試料に光を照明し、該試料の像を光学系を介して画像センサに結像し、前記画像センサから前記試料の光学画像を取得し、得られた光学画像を基準画像と比較して差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する工程と、
前記欠陥が含まれる光学画像と、該光学画像に対応する基準画像とをレビューして、前記欠陥に対する修正の要否を判定する工程と、
前記光学画像および前記基準画像の各転写像を推定する必要があるか否かを判断する工程と、
前記各転写像を推定する必要がある場合には、前記各転写像を推定して比較し、差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定し、前記各転写像をレビューして前記欠陥に対する修正の要否を判定する工程と、
前記各転写像を推定する必要がない場合には、別の欠陥が含まれる光学画像と、該光学画像に対応する基準画像とをレビューして、前記別の欠陥に対する修正の要否を判定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。
【００３７】
本発明の第９の態様は、前記光学画像を前記基準画像と比較し、欠陥と判定された光学画像を取得して該欠陥に模擬修正を行う工程を有し、
前記各転写像を推定する必要がある場合には、前記模擬修正をされた光学画像の転写像を推定することが好ましい。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の第１の態様によれば、マスク上の欠陥とそれが基板に及ぼす影響、さらには修正による改善の程度まで推定することのできる欠陥推定装置が提供される。
【００３９】
本発明の第２の態様によれば、マスク上の欠陥とそれが基板に及ぼす影響、さらには修正による改善の程度まで推定することができ、また、全体の計算処理を速くすることが可能な欠陥推定装置が提供される。
【００４０】
本発明の第３の態様によれば、マスク上の欠陥とそれが基板に及ぼす影響、さらには修正による改善の程度まで推定することのできる欠陥推定方法が提供される。
【００４１】
本発明の第４の態様によれば、マスク上の欠陥とそれが基板に及ぼす影響、さらには修正による改善の程度まで推定することができるので、マスク欠陥自体の基板への影響の程度や、検出された欠陥がマスク上のどこのパターンを修正すると解消されるのかを指摘することのできる検査装置が提供される。
【００４２】
本発明の第５の態様によれば、マスク欠陥自体の基板への影響の程度や、検出された欠陥がマスク上のどこのパターンを修正すると解消されるのかを指摘することができ、また、欠陥推定に関する計算処理を速くすることが可能な検査装置が提供される。
【００４３】
さらに、本発明の第６から第９の態様によれば、マスクの欠陥判定処理を容易にすることができ、また、マスク上の欠陥とその結果として生じるウェハ像への波及を推定しながら欠陥判定処理を行うことのできる検査装置および検査方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】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２】本実施の形態におけるデータの流れを示す概念図である。
【図３】フィルタ処理を説明する図である。
【図４】マスク採取データの取得手順を説明する図である。
【図５】（ａ）はマスクの形状欠陥の一例であり、（ｂ）はこのマスクのウェハ転写像である。
【図６】（ａ）は、露光光源の照射面形状の一例、（ｂ）はマスクのパターン形状の一例、（ｃ）はこのマスクのウェハ転写像である。
【図７】（ａ）は、露光光源の照射面形状の他の例、（ｂ）はマスクのパターン形状の他の例、（ｃ）はこのマスクのウェハ転写像である。
【図８】（ａ）はマスクの参照画像、（ｂ）はこの参照画像から推定したウェハ転写像である。
【図９】（ａ）は欠陥を含むマスクの光学画像、（ｂ）はこの光学画像から推定したウェハ転写像である。
【図１０】本実施の形態によるレビュー画面の一例である。
【図１１】本実施の形態によるレビュー画面の他の例である。
【図１２】本実施の形態によるレビュー方法の説明図である。
【図１３】実施の形態１の欠陥推定装置の一例である。
【図１４】露光イメージからレジストパターンをシミュレーションする方法の説明図である。
【図１５】実施の形態２の検査装置の構成図である。
【図１６】実施の形態２の検査装置におけるデータの流れを示す図である。
【図１７】実施の形態２の第３の態様による欠陥推定装置の一例である。
【図１８】実施の形態２の第４の態様による検査装置の構成図である。
【図１９】実施の形態２の検査装置におけるデータの流れを示す図である。
【図２０】実施の形態１において、ＳＥＭを用いて光学画像を取得する例である。
【図２１】実施の形態１において、ＭＥＭを用いて光学画像を取得する例である。
【図２２】実施の形態２において、ＳＥＭを用いて光学画像を取得する例である。
【図２３】実施の形態２において、ＭＥＭを用いて光学画像を取得する例である。
【図２４】実施の形態２において、ＳＥＭを用いて光学画像を取得する例である。
【図２５】実施の形態２において、ＭＥＭを用いて光学画像を取得する例である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
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。
【００４６】
図１に示すように、検査装置１００ａは、光学画像取得部Ａと制御部Ｂを有する。
【００４７】
光学画像取得部Ａは、レーザ光を照射する光源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。
【００４８】
制御部Ｂでは、検査装置１００ａ全体の制御を司る制御計算機１１０が、データ伝送路となるバス１２０を介して、位置回路１０７、比較回路１０８、参照回路１１２、展開回路１１１、オートローダ制御回路１１３、テーブル制御回路１１４、記憶装置の一例となる磁気ディスク装置１０９、磁気テープ装置１１５、フレキシブルディスク装置１１６、ＣＲＴ１１７、パターンモニタ１１８およびプリンタ１１９に接続されている。ＸＹθテーブル１０２は、テーブル制御回路１１４によって制御されたＸ軸モータ、Ｙ軸モータおよびθ軸モータによって駆動される。これらのモータには、例えば、ステップモータを用いることができる。
【００４９】
データベース方式の基準データとなる設計パターンデータは、磁気ディスク装置１０９に格納されており、検査の進行に合わせて読み出されて展開回路１１１に送られる。展開回路１１１では、設計パターンデータがイメージデータ（ビットパターンデータ）に変換される。その後、このイメージデータは、参照回路１１２に送られて、基準画像となる参照画像の生成に用いられる。
【００５０】
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。また、本実施の形態では、ダイ−トゥ−データベース検査方式を例にしているが、ダイ−トゥ−ダイ検査方式であってもよい。この場合には、マスク内の異なる領域にある同一パターンの一方の光学画像を基準画像として取り扱う。
【００５１】
図２は、本実施の形態におけるデータの流れを示す概念図である。
【００５２】
図２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。ここで、一般に、検査装置１００ａは、ＯＡＳＩＳデータを直接読み込めるようには構成されていない。すなわち、検査装置１００ａの製造メーカー毎に、独自のフォーマットデータが用いられている。このため、ＯＡＳＩＳデータは、レイヤ毎に各検査装置に固有のフォーマットデータ２０３に変換された後に検査装置１００ａに入力される。尚、フォーマットデータ２０３は、検査装置１００ａ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。
【００５３】
フォーマットデータ２０３は、図１の磁気ディスク装置１０９に入力される。すなわち、フォトマスク１０１のパターン形成時に用いた設計パターンデータは、磁気ディスク装置１０９に記憶される。
【００５４】
設計パターンに含まれる図形は、長方形や三角形を基本図形としたものである。磁気ディスク装置１０９には、例えば、図形の基準位置における座標（ｘ、ｙ）、辺の長さ、長方形や三角形等の図形種を区別する識別子となる図形コードといった情報であって、各パターン図形の形、大きさ、位置等を定義した図形データが格納される。
【００５５】
さらに、数十μｍ程度の範囲に存在する図形の集合を一般にクラスタまたはセルと称するが、これを用いてデータを階層化することが行われている。クラスタまたはセルには、各種図形を単独で配置したり、ある間隔で繰り返し配置したりする場合の配置座標や繰り返し記述も定義される。クラスタまたはセルデータは、さらにフレームまたはストライプと称される、幅が数百μｍであって、長さがフォトマスクのＸ方向またはＹ方向の全長に対応する１００ｍｍ程度の短冊状領域に配置される。
【００５６】
入力された設計パターンデータは、磁気ディスク装置１０９から制御計算機１１０を通して展開回路１１１によって読み出される。
【００５７】
展開回路１１１は、設計パターンを図形毎のデータにまで展開し、その図形データの図形形状を示す図形コード、図形寸法などを解釈する。そして、所定の量子化寸法のグリッドを単位とするマス目内に配置されるパターンとして２値ないしは多値の設計画像データを展開する。展開された設計画像データは、センサ画素に相当する領域（マス目）毎に設計パターンにおける図形が占める占有率を演算する。そして、各画素内の図形占有率が画素値となる。
【００５８】
上記のようにして２値ないしは多値のイメージデータ（ビットパターンデータ）に変換された設計パターンデータは、次に参照回路１１２に送られる。参照回路１１２では、送られてきた図形のイメージデータである設計画像データに対して適切なフィルタ処理が施される。
【００５９】
図３は、フィルタ処理を説明する図である。
【００６０】
後述する、センサ回路１０６から得られた光学画像としてのマスク採取データ２０４は、拡大光学系１０４の解像特性やフォトダイオードアレイ１０５のアパーチャ効果等によって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ある。したがって、画像強度（濃淡値）がデジタル値となった、設計側のイメージデータである設計画像データにもフィルタ処理を施すことで、マスク採取データ２０４に合わせることができる。このようにしてマスク採取データ２０４と比較する参照画像を作成する。
【００６１】
次に、図１および図４を用いてマスク採取データ２０４の取得方法を説明する。
【００６２】
図１において、光学画像取得部Ａによって、フォトマスク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。ここで、マスク採取データ２０４は、設計パターンに含まれる図形データに基づく図形が描画されたマスクの画像である。マスク採取データ２０４の具体的な取得方法は、例えば、次に示す通りである。
【００６３】
検査対象となるフォトマスク１０１は、ＸＹθ各軸のモータによって水平方向および回転方向に移動可能に設けられたＸＹθテーブル１０２上に載置される。そして、フォトマスク１０１に形成されたパターンに対し、ＸＹθテーブル１０２の上方に配置された光源１０３から光が照射される。より詳しくは、光源１０３から照射される光束が、照明光学系１７０を介してフォトマスク１０１に照射される。フォトマスク１０１の下方には、拡大光学系１０４、フォトダイオードアレイ１０５およびセンサ回路１０６が配置されている。フォトマスク１０１を透過した光は、拡大光学系１０４を介して、フォトダイオードアレイ１０５に光学像として結像する。ここで、拡大光学系１０４は、図示しない自動焦点機構によって自動的に焦点調整がなされるように構成されていてもよい。さらに、図示しないが、検査装置１００ａは、フォトマスク１０１の下方から光を照射し、反射光を拡大光学系を介して第２のフォトダイオードアレイに導き、透過光と反射光を同時に採取するように構成されていてもよい。
【００６４】
図４は、マスク採取データ２０４の取得手順を説明するための図である。
【００６５】
検査領域は、図４に示すように、Ｙ方向に向かって、スキャン幅Ｗの短冊状の複数の検査ストライプ２０に仮想的に分割され、さらにその分割された各検査ストライプ２０が連続的に走査されるようにＸＹθテーブル１０２の動作が制御され、Ｘ方向に移動しながら光学画像が取得される。フォトダイオードアレイ１０５には、図４に示されるようなスキャン幅Ｗの画像が連続的に入力される。第１の検査ストライプ２０における画像を取得すると、今度はＸＹθテーブル１０２が逆方向に移動しながら、第２の検査ストライプ２０について同様にスキャン幅Ｗの画像が連続的に入力される。第３の検査ストライプ２０については、第２の検査ストライプ２０における画像を取得する方向とは逆方向、すなわち、第１の検査ストライプ２０における画像を取得した方向に移動しながら取得する。このように、連続的に画像を取得していくことで、無駄な処理時間を短縮することができる。
【００６６】
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。フォトダイオードアレイ１０５には、センサが配置されている。このセンサの例としては、ＴＤＩ（Ｔｉｍｅ Ｄｅｌａｙ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）センサが挙げられる。ＸＹθテーブル１０２がＸ軸方向に連続的に移動しながら、ＴＤＩセンサによってフォトマスク１０１のパターンが撮像される。ここで、光源１０３、拡大光学系１０４、フォトダイオードアレイ１０５およびセンサ回路１０６により高倍率の検査光学系が構成される。
【００６７】
ＸＹθテーブル１０２は、制御計算機１１０の制御の下、テーブル制御回路１１４によって駆動され、Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向に駆動する３軸（Ｘ−Ｙ−θ）モータの様な駆動系によって移動可能となっている。これらの、Ｘ軸モータ、Ｙ軸モータ、θ軸モータには、例えばステップモータを用いることができる。そして、ＸＹθテーブル１０２の移動位置は、レーザ測長システム１２２により測定されて位置回路１０７に送られる。また、ＸＹθテーブル１０２上のフォトマスク１０１は、オートローダ制御回路１１３により駆動されるオートローダ１３０から自動的に搬送され、検査終了後には自動的に排出されるようになっている。
【００６８】
センサ回路１０６から出力されたマスク採取データ２０４は、位置回路１０７から出力されたＸＹθテーブル１０２上でのフォトマスク１０１の位置を示すデータとともに、比較回路１０８（第１の比較部）に送られる。マスク採取データ２０４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を表現している。また、上述した参照画像も比較回路１０８に送られる。
【００６９】
比較回路１０８では、センサ回路１０６から送られたマスク採取データ２０４と、参照回路１１２で生成した参照画像とが、適切な比較判定アルゴリズムを用いて比較される。比較は、透過画像のみ、反射画像のみ、または、透過と反射を組み合わせたアルゴリズムで行われる。比較の結果、両者の差異が所定の値を超えた場合にその箇所を欠陥と判断する。欠陥と判断されると、その座標と、欠陥判定の根拠となったマスク採取データ２０４および参照画像とが磁気ディスク装置１０９に保存される。
【００７０】
ところで、微細なパターンに生じる欠陥としては、パターンエッジの凹凸（エッジラフネス）に代表される形状欠陥だけでなく、パターンの線幅異常やパターンの位置ずれによって隣接パターンとの空隙が適正でないことによる現象が重要になっている。このため、パターン精度に対する要求は極めて高くなってきており、マスク製造における難易度も益々高くなっている。それ故、基準を満たすマスクの歩留まりが低下して、マスクの製造コストの高騰を招いている。こうしたことから、欠陥の判定方法にウェハ転写シミュレータ（リソグラフィ・シミュレータまたはプロセス・シミュレータとも言う。）を用いる方法が提案されている。この方法では、露光装置によってマスクからウェハに転写される露光イメージを推定し、この露光イメージ上でパターンの良否を判断する。尚、ウェハ転写シミュレータは、本発明における転写像推定部である。
【００７１】
従来の検査装置では、欠陥ありと判断された場合、その判定根拠となったマスク採取データと、それに対応する参照画像とがこれらの座標とともに検査装置内に保存される。マスク１枚について検査が終了すると、検査装置内の観察光学系を利用してオペレータが目視で欠陥箇所のパターンを確認する。そして、修正の必要性や修正の可否を判断して、修正すべき欠陥を弁別した後、修正に必要な情報とともにこのマスクを修正装置に送る。ここで、修正に必要な情報とは、例えば、マスク内の座標、欠陥が凸形か凹型の区別、すなわち遮光膜を削るのか補填するのかの区別、および、修正装置で修正すべき箇所のパターンを認識するための切り出したパターンデータである。パターンデータには、上述のマスク採取データを利用できる。
【００７２】
図５（ａ）は、マスクの形状欠陥の一例である。この例では、領域１００３にアシストパターン１００２の断裂がある。尚、アシストパターン１００２は、メインパターン１００１のパターニング特性を向上させる目的で補助的にマスクに設けられるパターンであり、それ自体はウェハに転写されない。図５（ａ）のマスクのウェハ転写像をシミュレーションにより推定すると、図５（ｂ）のようになる。すなわち、ウェハ転写像では、欠陥箇所の線幅が正常部のパターンの線幅に比べて細くなる。この細くなる程度が規定値を超えた場合、領域１００４は修正すべき欠陥箇所と判定される。尚、細くなる程度は、正常部と欠陥部の推定線幅の差で規定する場合と、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。
【００７３】
図５（ａ）および（ｂ）の例では、ウェハ転写推定像でメインパターン１００１の線幅が細くなることから、メインパターン１００１の線幅を修復することも考えられる。しかし、この場合の修正は、メインパターン１００１に対して行うのではなく、アシストパターン２に対して行う。すなわち、メインパターン１００１の線幅を修正するのではなく、アシストパターン１００２の断裂を修正する。
【００７４】
また、最近では、マスクに形成するパターンと、露光装置で用いられる光源の強度や照射方向をともに最適化し、マスクに微細なパターンを形成することが行われている。こうした場合、マスクには非常に複雑な形状のパターンが描画される。
【００７５】
図６（ａ）は、露光光源の照射面形状１を模式的に示した一例であり、光の強度分布は照射面内で一様で照射方向における指向性もない。この露光光源と、図６（ｂ）に示すパターン形状２のマスクとを組み合わせて、ウェハにパターンを転写したときの転写像３を推定すると、図６（ｃ）のようになる。図６（ｃ）では各パターンの線幅が一様でなく、判定基準によっては欠陥とされる形状となっている。
【００７６】
これに対して、図７（ａ）のように、露光光源の照射面形状４において、光の強弱に分布があり照射方向に指向性を有する光源と、図７（ｂ）に示すパターン形状５のマスクとを組み合わせて、ウェハにパターンを転写する。推定される転写像６は、図７（ｃ）のようになる。このように、光源の形状とマスクパターンとを最適化することによって、所望の線幅および空隙を備えた微細パターンを形成することができる。
【００７７】
しかしながら、図７（ｂ）のパターンに欠陥があった場合、マスク上での修正箇所と、ウェハ転写像での改善箇所との対応関係を把握するのは困難である。すなわち、ウェハ転写シミュレーションにより、マスクからウェハに転写される露光イメージを推定し、この露光イメージ上に何らかの形状欠陥が検出された場合、図７（ｂ）のようなパターンではマスクのどこを修正するとウェハ転写像が改善するのかを推定するのは容易でない。
【００７８】
図８（ａ）はマスクの参照画像であり、図８（ｂ）はこの参照画像から推定したウェハ転写像である。また、図９（ａ）は欠陥を含むマスクの光学画像（マスク採取データ）であり、図９（ｂ）はこの光学画像から推定したウェハ転写像である。
【００７９】
図８（ｂ）のウェハ転写像８と、図９（ｂ）のウェハ転写像１２を比較すると、ウェハ転写像１２には、パターン線幅が狭くなっている欠陥箇所１３がある。一方、図８（ａ）の参照画像７と、図９（ａ）の光学画像９を比較すると、光学画像９には、パターンが断裂している２つの欠陥箇所１０、１１がある。このように、光学画像に複数の欠陥が存在しても、ウェハにこれらのそれぞれに対応する座標近傍に欠陥が生じるとは限らない。すなわち、図９（ａ）および（ｂ）では、マスクの欠陥箇所は２つあるが、ウェハ転写像の欠陥箇所は１つである。このため、欠陥箇所１０および１１と、欠陥箇所１３との対応関係を推定するのは難しい。つまり、欠陥箇所１０および１１のいずれを修復するとウェハ転写像１２の欠陥箇所１３が改善するのか、あるいは、欠陥箇所１０および１１の両方を修復しないと欠陥箇所１３は改善しないのかといったことを推定するのは困難である。
【００８０】
マスクの欠陥箇所とウェハ転写像の欠陥箇所の対応関係は、欠陥箇所が増えるほど複雑になる。そして、こうしたことは、欠陥箇所がマスクまたはウェハ上で互いに近接している場合に起こり易い。例えば、マスクの欠陥箇所がＩ、ＩＩ、ＩＩＩの３箇所あり、ウェハ転写像の欠陥箇所が１箇所であった場合、Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩのいずれによってウェハ転写像に欠陥が生じているのか、あるいは、Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩのどの組み合わせ（ＩとＩＩの組み合わせ、Ｉ、ＩＩおよびＩＩＩの組み合わせなど。）によってウェハ転写像に欠陥が生じているのか、一見したところでは分からない。
【００８１】
マスクに複数の欠陥がある場合、これらの組み合わせを変えて修正を行い、修正後のマスクの光学画像からウェハ転写像を推定して、ウェハ転写像が正常な状態に復元するか否かを確認することが考えられる。しかし、検査装置内で欠陥を有するマスクの光学画像を模擬修正し、そのウェハ転写像をシミュレーションできるようにすれば、実際に修正を行わずに修正箇所や修正の程度の適正を評価することができる。
【００８２】
マスクの光学画像を模擬修正して修正後のウェハ転写像を推定するため、本実施の形態の検査装置１００ａは、模擬修正回路３００とウェハ転写シミュレータ４００を有する。但し、ウェハ転写シミュレータは、検査装置１００ａの外部装置としてもよい。この場合、検査装置１００ａは、ウェハ転写シミュレータとの間でデータのやりとりが可能なインターフェース部を有し、検査装置１００ａからウェハ転写シミュレータへ必要な情報が送信される。
【００８３】
図２を用いて、検査装置１００ａ内でのデータの流れを説明する。
【００８４】
マスク検査結果２０５のうち、欠陥箇所のマスク採取データは、模擬修正回路３００に送られて模擬修正が行われる。マスク採取データに複数の欠陥箇所がある場合には、修正箇所を変えて複数の模擬修正が行われる。
【００８５】
例えば、１箇所の修正でウェハ転写像が正常な状態に復元する場合には、その箇所が問題となる欠陥位置として特定される。一方、全ての欠陥個所について１箇所ずつ修正を行っても、ウェハ転写像が正常な状態に復元しない場合には、２箇所を組み合わせて修正を行う。ウェハ転写像が正常な状態に復元される組み合わせが、問題となる欠陥位置として特定される。また、いずれの組み合わせについてもウェハ転写像が正常な状態に復元しない場合には、３箇所を組み合わせて修正を行う。以下、同様に、マスク上での欠陥個所の組み合わせ数を変えて順次修正を行い、問題となる欠陥個所がどれであるかを特定する。
【００８６】
マスク上での欠陥座標同士が近接しているときは、欠陥毎にウェハ転写像を推定するのではなく、これらの欠陥が含まれる領域単位で推定する。すなわち、所定の範囲内にある全ての欠陥が含まれる光学画像を基にウェハ転写像を推定する。
【００８７】
例えば、図９（ａ）の例では、２つの欠陥箇所１０、１１がある。検査工程で、これらの欠陥箇所は別々に検出され、欠陥箇所の座標と光学画像はそれぞれ個別に保存される。しかし、図９（ａ）のパターンは、複数のパターンの組み合わせにより成り立っているものであり、これらのパターンが互いに影響し合ってウェハ上に１つのパターンが転写される。このため、ウェハ転写像を推定する場合にも、複数の欠陥箇所同士の影響を考慮すべきであり、欠陥毎にウェハ転写像を推定するのでは、真のウェハ転写像を推定することにはならない。つまり、欠陥箇所１０、１１が影響し合うことによって、マスクの欠陥形状からは連想できない形状の欠陥がウェハに転写されたり、あるいは、マスク上で欠陥が含まれるパターンとは対応しないウェハ上のパターンへ欠陥の影響が及んだりすることなどが考えられる。
【００８８】
模擬修正されたマスク採取データは、再びマスク検査結果２０５に戻された後、対応する箇所の参照画像とともにウェハ転写シミュレータ４００に送られる。尚、参照画像に代えて、マスク設計のＲＥＴパターン付加前のパターンデータからマスク製造プロセスをシミュレーションして得られた像を用いてもよい。
【００８９】
ウェハ転写シミュレータ４００では、シミュレーションによってウェハ転写像の推定が行われる。具体的には、手本となる参照画像からウェハ転写像を推定するとともに、模擬修正後のマスク採取データからもウェハ転写像を推定する。尚、修正する欠陥箇所を変えて複数の模擬修正を行った場合には、修正後のマスク採取データから推定されるウェハ転写像は複数になる。その後、これらのウェハ転写像は、ウェハ転写シミュレータ４００から比較回路３０１（第２の比較部）に送られる。
【００９０】
比較回路３０１では、参照画像から推定されたウェハ転写像と、模擬修正後のマスク採取データから推定されたウェハ転写像とが、適切な比較判定アルゴリズムを用いて比較される。比較の結果、欠陥と判定された場合には、その座標と、欠陥判定の根拠となったウェハ転写像とが、転写像検査結果２０６として保存される。
【００９１】
尚、本実施の形態の検査装置では、模擬修正を行わずに転写シミュレータでウェハ転写像を推定してもよい。すなわち、図２の比較回路１０８での比較の結果、欠陥と判断された箇所の座標、光学画像および対応する参照画像をウェハ転写シミュレータ４００に送り、このパターンがウェハに転写されたときのウェハ転写像を推定する。その後、比較回路３０１において、参照画像から推定されたウェハ転写像と、光学画像から推定されたウェハ転写像との比較を行う。比較の結果、欠陥と判定された場合には、その座標と、欠陥判定の根拠となったウェハ転写像とが、転写像検査結果２０６として保存される。
【００９２】
また、本実施の形態では、模擬修正を行わずにウェハ転写像を推定し、マスク上での欠陥とウェハ上での欠陥とを指摘した後、マスク上での欠陥に対して模擬修正を行い、模擬修正後のパターンについてウェハ転写像を推定してもよい。参照画像から推定されたウェハ転写像と、模擬修正後のマスク採取データから推定されたウェハ転写像とを比較することにより、最初に指摘したウェハ上での欠陥が解消されたか否かを確認することができる。
【００９３】
マスク検査結果２０５と転写像検査結果２０６は、検査装置１００ａの外部装置であるレビュー装置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５００では、欠陥１つ１つの欠陥座標が観察できるように、マスクが載置されたテーブルを移動させながら、マスクの欠陥箇所の画像を表示する。また同時に欠陥判定の判断条件や、判定根拠になった光学画像と参照画像を確認できるよう、画面上にこれらを並べて表示する。マスク上での欠陥とウェハ転写像への波及状況とをレビュー工程で並べて表示することで、マスクパターンを修正すべきか否かを判断するのが容易になる。尚、一般に、マスクからウェハへは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。
【００９４】
検査装置１００ａが検出した全欠陥は、レビュー装置５００で判別される。但し、ウェハ転写像で検知された欠陥が軽微である場合には、事前処理によってレビュー対象から除くようにすることも可能である。
【００９５】
判別された欠陥情報は、検査装置１００ａに戻されて磁気ディスク装置１０９に保存される。そして、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、マスクは、欠陥情報リスト２０７とともに、検査装置１００ａ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。
【００９６】
尚、本実施の形態においては、検査装置１００ａ自身がレビュー機能を有していてもよい。この場合には、マスク検査結果２０５と転写像検査結果２０６とが、制御計算機１１０の画面上、または、別途準備される計算機の画面上に、欠陥判定の付帯情報とともに画像表示される。また、マスクの欠陥箇所の画像は、検査装置１００ａの観察光学系画像を使って表示される。
【００９７】
図１０は、ウェハ転写像やレジスト像を基に欠陥判定した結果をオペレータが閲覧するための画面である。上段は、参照画像またはダイ−トゥ−ダイ比較方式の検査の場合の手本側の光学画像である。また、下段は、欠陥を含む検査対象側の光学画像である。それぞれ図の左から順に、（１）検査装置の透過光学系により撮影された画像、（２）検査装置の反射光学系により撮影された画像、（３）これらの画像から推定されたマスク像、（４）マスク像を基に露光条件を模擬して推定したウェハ転写像、（５）レジストの特性を模擬して推定したレジスト像である。
【００９８】
図１０に示すレビュー画面によれば、参照画像、光学画像、および、これらから推定した転写像が並べて表示されるので、オペレータはこれらの画像を見比べて、レビューすべき欠陥を絞ることができる。
【００９９】
図１１に検査装置におけるレビュー画面の別の例を示す。この画面は、欠陥判定の根拠となった参照画像と、欠陥が含まれる光学画像とを、オペレータが見比べられるように表示するウィンドウや、マスク上の検査範囲の欠陥分布を表示するウィンドウなどで構成される。また、光学画像と参照画像の差を表示したり、光学画像や参照画像の各画素の輝度を数値でダンプ表示したり、欠陥を解析する目的でセンサ輝度をＸ軸とＹ軸で断面をとって表示するプロファイル画面ウィンドウが追加される場合もある。
【０１００】
本実施の形態においては、図１０のレビュー画面と図１１のレビュー画面とを選択的に表示させるようにすることができる。図１２を用いてこの場合のレビュー方法について説明する。
【０１０１】
図１２のマスク検査３０は、図２で述べた光学画像（マスク採取データ）取得工程、参照画像生成工程および比較工程によって行われる。マスク検査３０では、マスク採取データと、参照画像とを、適切な比較判定アルゴリズムを用いて比較し、両者の差異が所定の値を超えた場合にその箇所を欠陥箇所と判定する。欠陥と判定した場合には、その座標と、欠陥判定の根拠となったマスク採取データと、参照画像とが、マスク検査結果として保存される。
【０１０２】
マスク検査結果はレビュー装置に送られ、オペレータによるレビューによって修正の要否が判断される（第１のレビュー３１）。第１のレビュー３１には、図１１のレビュー画面を用いることができ、欠陥判定の根拠となった参照画像と、欠陥が含まれる光学画像とをオペレータが見比べてレビューする。このとき、マスクに形成されるパターン形状が比較的単純なものであれば、オペレータは、ウェハ転写シミュレータを起動せずにマスクの欠陥箇所からウェハ上での欠陥箇所を予測して、修正の要否を判断することができる。一方、図７で説明したように、マスクに形成するパターンと露光装置で用いられる光源との組み合わせを考慮して、マスクに微細なパターンを形成する場合、ウェハ転写像を推定せずに修正の要否を判断するのは困難である。
【０１０３】
そこで、第１のレビュー３１を行った後は、ウェハ転写像要否の判断３２を行う。ウェハ転写像が不要であると判断した場合には、ウェハ転写シミュレータを起動しない。そして全ての欠陥をレビューしたか否かの判断３５を行い、レビューしていない場合には、第１のレビュー３１に戻り、レビューした場合には、一連の検査工程とレビュー工程を終了する。一方、ウェハ転写像が必要であると判断した場合には、ウェハ転写像の推定３３を行う。尚、図２で述べたように、欠陥箇所の模擬修正を行った後にウェハ転写像の推定３３を行ってもよい。転写像検査結果はレビュー装置に送られ、オペレータによる第２のレビュー３４が行われる。第２のレビュー３４には、図１０のレビュー画面が用いられる。すなわち、オペレータは、参照画像、光学画像、および、これらから推定した転写像を見比べてレビューする。その後は、全ての欠陥をレビューしたか否かの判断３５を行い、レビューしていない場合には、第１のレビュー３１に戻り、レビューした場合には、一連の検査工程とレビュー工程を終了する。
【０１０４】
以上述べたように、本実施の形態１では、検査装置でマスクの欠陥が検出される都度、ウェハ転写シミュレータを起動してウェハ転写像を推定することができるが、レビューを行った後にウェハ転写像の要否を判断し、必要と判断した場合にウェハ転写シミュレータを起動することもできる。後者は、マスクからウェハへパターンを転写する際の露光条件、例えば、照射量や光源などを変えたときのマスク欠陥への影響度を調べるのに有効である。
【０１０５】
実施の形態１の特徴と利点は、次のようにまとめられる。
【０１０６】
本実施の形態によれば、マスクの欠陥判定処理を容易にすることができ、また、マスク上の欠陥とその結果として生じるウェハ像への波及を推定しながら欠陥判定処理を行うことのできる検査装置および検査方法が提供される。
【０１０７】
本発明は、実施の形態１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。
【０１０８】
例えば、図１の光学画像取得部Ａでは、レーザ光を照射する光源１０３を用いたが、電子ビームを用いて光学画像を取得することもできる。具体的には、ＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）またはＭＥＭ（Ｍｉｒｒｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ；ミラー電子顕微鏡）などを用いて光学画像を取得することができる。
【０１０９】
図２０は、図１の光学画像取得部ＡにＳＥＭを用いた例である。尚、この図で図１と同じ符号を用いた部分は、同じものであることを示している。
【０１１０】
図２０の例では、電子銃４０から放出された電子ビームは、コンデンサレンズ４１で収束されて、ステージ４３上に載置されたマスク３９に照射される。マスク３９上における電子ビームの走査ラインや走査速度は、走査コイル４５によって制御される。マスク３９上に電子ビームを照射した後、反射電子は検出器４２に導かれる。検出器４２からの出力信号は、センサ（図示せず）で増幅され、さらにデジタルデータに変換された後、比較回路１０８（第１の比較部）へ送られる。
【０１１１】
また、図２１は、図１の光学画像取得部ＡにＭＥＭを用いた例である。尚、この図で図１と同じ符号を用いた部分は、同じものであることを示している。
【０１１２】
図２１の例では、マスク５３は、絶縁体６０を介してステージ５５上に載置されている。電子銃５０から放出された電子ビームは、コンデンサレンズ５１で収束され、Ｅ×Ｂ偏向器５２で偏向された後、対物レンズ５４によりマスク５３に対し垂直な方向に入射する面状のビームとなる。電子ビームはマスク５３上で反射した後、反射電子は、対物レンズ５４と結像系レンズ５６を透過した後、蛍光板５７に投影される。その後、光学レンズ５８によって、蛍光板５７上の光学像は、ＣＣＤ５９の受光面上に結像される。次いで、ＣＣＤ５９上に結像されたパターンの像は、デジタルデータに変換された後、比較回路１０８（第１の比較部）へ送られる。
【０１１３】
また、実施の形態１では、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要としない部分についての記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができることは言うまでもない。その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更し得る全てのパターン検査装置およびパターン検査方法は、本発明の範囲に包含される。
【０１１４】
実施の形態２．
図５（ａ）は、マスクの形状欠陥の一例である。この例では、領域１００３にアシストパターン１００２の断裂がある。尚、アシストパターン１００２は、メインパターン１００１のパターニング特性を向上させる目的で補助的にマスクに設けられるパターンであり、それ自体はウェハに転写されない。図５（ａ）のマスクのウェハ転写像をシミュレーションにより推定すると、図５（ｂ）のようになる。すなわち、ウェハ転写像では、欠陥箇所の線幅が正常部のパターンの線幅に比べて細くなる。この細くなる程度が規定値を超えた場合、領域１００４は修正すべき欠陥箇所と判定される。尚、細くなる程度は、正常部と欠陥部の推定線幅の差で規定する場合と、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。
【０１１５】
図５（ａ）および図５（ｂ）の例では、ウェハ転写推定像でメインパターン１００１の線幅が細くなることから、メインパターン１００１の線幅を修復することも考えられる。しかし、この場合の修正は、メインパターン１００１に対して行うのではなく、アシストパターン１００２に対して行う。すなわち、メインパターン１００１の線幅を修正するのではなく、アシストパターン１００２の断裂を修正する。
【０１１６】
また、最近では、マスクに形成するパターンと、露光装置で用いられる光源の強度や照射方向をともに最適化し、マスクに微細なパターンを形成することが行われている。こうした場合、マスクには非常に複雑な形状のパターンが描画される。
【０１１７】
図６（ａ）は、露光光源の照射面形状１を模式的に示した一例であり、光の強度分布は照射面内で一様で照射方向における指向性もない。この露光光源と、図６（ｂ）に示すパターン形状２のマスクとを組み合わせて、ウェハにパターンを転写したときの転写像３を推定すると、図６（ｃ）のようになる。図６（ｃ）では各パターンの線幅が一様でなく、判定基準によっては欠陥とされる形状となっている。
【０１１８】
これに対して、図７（ａ）のように、露光光源の照射面形状４において、光の強弱に分布があり照射方向に指向性を有する光源と、図７（ｂ）に示すパターン形状５のマスクとを組み合わせて、ウェハにパターンを転写する。推定される転写像６は、図７（ｃ）のようになる。このように、光源の形状とマスクパターンとを最適化することによって、所望の線幅および空隙を備えた微細パターンを形成することができる。
【０１１９】
しかしながら、図７（ｂ）のパターンに欠陥があった場合、マスク上での修正箇所と、ウェハ転写像での改善箇所との対応関係を把握するのは困難である。すなわち、ウェハ転写シミュレーションにより、マスクからウェハに転写される露光イメージを推定し、この露光イメージ上に何らかの形状欠陥が検出された場合、図７（ｂ）のようなパターンではマスクのどこを修正するとウェハ転写像が改善するのかを推定するのは容易でない。
【０１２０】
図８（ａ）はマスクの参照画像であり、図８（ｂ）はこの参照画像から推定したウェハ転写像である。また、図９（ａ）は欠陥を含むマスクの光学画像（マスク採取データ）であり、図９（ｂ）はこの光学画像から推定したウェハ転写像である。
【０１２１】
図８（ｂ）のウェハ転写像８と、図９（ｂ）のウェハ転写像１２を比較すると、ウェハ転写像１２には、パターン線幅が狭くなっている欠陥箇所１３がある。一方、図８（ａ）の参照画像７と、図９（ａ）の光学画像９を比較すると、光学画像９には、パターンが断裂している２つの欠陥箇所１０、１１がある。このように、光学画像に複数の欠陥が存在しても、ウェハにこれらのそれぞれに対応する座標近傍に欠陥が生じるとは限らない。すなわち、図９（ａ）および図９（ｂ）では、マスクの欠陥箇所は２つあるが、ウェハ転写像の欠陥箇所は１つである。このため、欠陥箇所１０および１１と、欠陥箇所１３との対応関係を推定するのは難しい。つまり、欠陥箇所１０および１１のいずれを修復するとウェハ転写像１２の欠陥箇所１３が改善するのか、あるいは、欠陥箇所１０および１１の両方を修復しないと欠陥箇所１３は改善しないのかといったことを推定するのは困難である。
【０１２２】
マスクの欠陥箇所とウェハ転写像の欠陥箇所の対応関係は、欠陥箇所が増えるほど複雑になる。そして、こうしたことは、欠陥箇所がマスクまたはウェハ上で互いに近接している場合に起こり易い。例えば、マスクの欠陥箇所がＩ、ＩＩ、ＩＩＩの３箇所あり、ウェハ転写像の欠陥箇所が１箇所であった場合、Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩのいずれによってウェハ転写像に欠陥が生じているのか、あるいは、Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩのどの組み合わせ（ＩとＩＩの組み合わせ、Ｉ、ＩＩおよびＩＩＩの組み合わせなど。）によってウェハ転写像に欠陥が生じているのか、一見したところでは分からない。
【０１２３】
マスクに複数の欠陥がある場合、これらの組み合わせを変えて実際に修正を行い、修正後のマスクの光学画像からウェハ転写像を推定して、ウェハ転写像が正常な状態に復元するか否かを確認することが考えられる。しかし、欠陥を有するマスクの光学画像を模擬修正し、得られた画像からウェハ転写像を推定できるようにすれば、実際に修正を行わずに修正箇所や修正の程度の適正を評価することが可能になる。そして、この機能を検査装置に持たせれば、マスク欠陥がウェハへ及ぼす影響の程度や、検出された欠陥がマスク上のどこのパターンを修正すると解消されるのかを、検査装置に指摘させることができる。
【０１２４】
以下では、本実施の形態の各態様について図面を参照しながら説明する。
【０１２５】
（１）欠陥推定装置および欠陥推定方法
図１３を用いて、実施の形態２の第１の態様による欠陥推定装置および欠陥推定方法を説明する。尚、図１３で点線に囲まれた部分が、この欠陥推定装置を構成する主要部である。
【０１２６】
欠陥推定装置は、シミュレータ（推定部とも称する。本願において同じ。）７００と、比較回路３０２と、模擬修正回路３０３とを有する。シミュレータ７００には、参照画像データＤ１および光学画像データＤ２が入力される。これらは、実施の形態２で説明するように、検査装置の内部で生成することができる。
【０１２７】
シミュレータ７００は、参照画像データＤ１および光学画像データＤ２を用いて、マスクからウェハに転写されるパターンイメージを推定する。このパターンイメージは、現像やエッチングなどの一連のリソグラフィプロセスにおけるどの段階のレジストパターンイメージでもよく、あるいは、ウェハに最終的に形成される回路パターンイメージでもよい。尚、ウェハは本発明における基板の一例である。
【０１２８】
例えば、所定の回路パターンが形成されたフォトマスクを検査対象とする。このフォトマスクは、ウェハにその回路パターンを転写する目的で使用されるものである。転写は、例えば、次のような工程によって行われる。まず、ウェハ上にレジスト膜を設ける。次に、上記のフォトマスクを介して露光装置によりウェハを露光し、レジスト膜に回路パターンの露光イメージを転写する。次いで、レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する。その後、このレジストパターンをマスクとして下層の膜をエッチングした後、レジスト膜を剥離する。これにより、下層の膜を目的とする形状のパターンに加工することができる。次に、下層膜の凹部に銅（Ｃｕ）などを充填した後、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ）法により不要な部分を除去することで配線パターンが形成される。
【０１２９】
上記例の場合、シミュレータ７００は、例えば、露光装置でマスクからウェハに転写される露光イメージを推定することができる。また、ウェハ上に形成されるレジストパターンイメージを推定することもできる。あるいは、下層膜に形成される凹部のパターンイメージや、銅などを埋め込んだ後の配線パターンイメージを推定することもできる。尚、これらのパターンイメージには、参照画像データＤ１から推定されるパターンイメージＩ１と、光学画像データＤ２から推定されるパターンイメージＩ２の両方が含まれる。また、本実施の形態では、シミュレータ７００で推定されるもの、すなわち、露光装置でマスクからウェハに転写される露光イメージ、ウェハ上に形成されるレジストパターンイメージ、配線パターンイメージなどをパターンイメージと総称して、参照画像データＤ１および光学画像データＤ２と区別する。
【０１３０】
シミュレーションは、例えば、以下のようにして行うことができる。
【０１３１】
＜露光イメージのシミュレーション＞
露光装置でウェハに転写される回路パターンなどの露光イメージのシミュレーションには、非特許文献３（Ｈ．Ｈ．Ｈｏｐｋｉｎｓ、 Ｏｎ ｔｈｅ ｄｉ＿ｒａｃｔｉｏｎ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｏｐｔｉｃａｌ ｉｍａｇｅｓ， Ｉｎ Ｐｒｏｃ． Ｒｏｙａｌ Ｓｏｃ． Ｓｅｒｉｅｓ Ａ．， ｖｏｌｕｍｅ ２１７ Ｎｏ．１１３１， ｐａｇｅｓ ４０８−４３２，１９５３）と、非特許文献６（Ｎ．Ｂ．Ｃｏｂｂ，「Ｆａｓｔ Ｏｐｔｉｃａｌ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ｆｏｒ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ」 Ａ ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ ｓｕｂｍｉｔｔｅｄ ｉｎ ｐａｒｔｉａｌ ｓａｔｉｓｆａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ Ｄｏｃｔｏｒ ｏｆ Ｐｈｉｌｏｓｏｐｈｙ ｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ： Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ｉｎ ｔｈｅ Ｇｒａｄｕａｔｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ ａｔ Ｂｅｒｋｅｌｅｙ， Ｓｐｒｉｎｇ １９８８）を参照することができる。
【０１３２】
露光装置の光学系は、部分コヒーレントな光学系である。露光装置でマスクに描かれたパターンをウェハに転写した場合、ウェハ上の点（ｘ，ｙ）における光強度Ｉ（ｘ，ｙ）は、そのフーリエ変換した量Ｉ＊（ｆｘ，ｆｙ）を求めることにより、下式を用いて計算できる。但し、ｉは純虚数であり、ｉ＝（−１）１／２である。
【０１３３】
【０１３４】
Ｉ＊（ｆｘ，ｆｙ）は、次のＨｏｐｋｉｎｓの公式を用いて求められる。
【０１３５】
【０１３６】
上記のＨｏｐｋｉｎｓの公式において、Ｇ（ｆｘ，ｆｙ）はマスクのフーリエ変換した量を表す。また、Ｔ（ｆｘ’，ｆｙ’；ｆｘ，ｆｙ）は相互透過係数（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｃｒｏｓｓ ｃｏｅｆｆｃｉｅｎｔｓ）であり、次のように計算される。
【０１３７】
【０１３８】
上式において、Ｊ０−（ｆｘ，ｆｙ）は、実効光源（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｓｏｕｒｃｅ）における光源強度分布である。また、Ｋ（ｆｘ，ｆｙ）は、瞳関数（コヒーレント透過関数：ｃｏｈｅｒｅｎｔ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）である。ＳＭＯ（ｓｏｕｒｃｅ ｍａｓｋ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ）により光源の形状を変化させて最適化されたマスクの場合、光源の形状変化は光源強度分布Ｊ０−（ｆｘ，ｆｙ）に反映される。
【０１３９】
＜露光イメージからレジストパターンのシミュレーション＞
露光イメージからレジストパターンのシミュレーションには、非特許文献４（Ｎ．Ｂ．Ｃｏｂｂ， Ａ．Ｚａｋｈｏｒ， Ｍ．Ｒｅｉｈａｎｉ， Ｆ．Ｊａｈａｎｓｏｏｚ， ａｎｄ Ｖ．Ｎ．Ｒａｇｈａｖａｎ： Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ ３０５１（１９９７）４５８）と、非特許文献６（Ｎ．Ｂ．Ｃｏｂｂ，「Ｆａｓｔ Ｏｐｔｉｃａｌ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ｆｏｒ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ」 Ａ ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ ｓｕｂｍｉｔｔｅｄ ｉｎ ｐａｒｔｉａｌ ｓａｔｉｓｆａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ Ｄｏｃｔｏｒ ｏｆ Ｐｈｉｌｏｓｏｐｈｙ ｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ： Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ｉｎ ｔｈｅ Ｇｒａｄｕａｔｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ ａｔ Ｂｅｒｋｅｌｅｙ， Ｓｐｒｉｎｇ １９８８）を参照することができる。
【０１４０】
非特許文献４と非特許文献６に記載の方法は、以下の通りである。まず、事前に複数の設計パターンを用意し、それを実際に、転写、現像して、出来上がったレジストパターンを測定、計測しておく。また、各パターンを露光装置で転写したときの光量分布を露光イメージのシミュレーションによって求めておく。図１４にその一例を示す。
【０１４１】
図１４に示すように、各パターンについて、露光量分布から（１）光量と、（２）設計パターンの端部（辺）における光量の傾きを求める。また、対応する出来上がりのパターンの計測結果から図形辺の位置が分かるので、その位置に対応する光量を求める。この光量がパターンの辺の位置を決める閾値であり、（１）光量と、（２）設計パターンの端部（辺）における光量の傾きの関数となっている。
【０１４２】
表１はその一例である。
【０１４３】
【表１】
【０１４４】
実際のシミュレーションは次のようにして行う。レジスト形状についてシミュレーションをしたいパターンに対し、露光イメージシミュレーションにより光学分布を求めて、光量と辺の位置での傾きを求める。そして、光量分布と傾きから、光量の閾値を、表１に示すような関係を用いて求める。次に、露光イメージシミュレーションによって得られた光学分布と閾値から辺の位置を計算する。これにより、辺の位置の移動が分かるので、出来上がりのパターンをシミュレーションすることができる。
【０１４５】
＜エッチングなどのウェハプロセス処理後におけるパターン形状のシミュレーション＞
ＬＳＩの製造工程では、ウェハ上にレジストパターンを形成した後、このレジストパターンをマスクとして下層の膜をエッチングし、下層に目的とする形状のパターンを形成する。また、ダマシン法により、多層配線構造を形成する場合には、下層膜を絶縁膜として、エッチング後の絶縁膜の凹部に導電性バリア膜と銅の主導体膜を充填し、銅配線パターンを形成する。
【０１４６】
このように、一連のＬＳＩ製造プロセスにおいては、レジストパターン以外の各種パターンが形成される。これらのパターンのシミュレーションには、非特許文献５（Ｍ．Ｏｓａｗａ， Ｔ．Ｙａｏ， Ｈ．Ａｏｙａｍａ， Ｋ．Ｏｇｉｎｏ， Ｈ．Ｈｏｓｈｉｎｏ， Ｙ．Ｍａｃｈｉｄａ， Ｓ．Ａｓａｉ， ａｎｄ Ｈ．Ａｒｉｍｏｔｏ， Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ． Ｂ２１（２００３）２８０６）と、非特許文献６（Ｎ．Ｂ．Ｃｏｂｂ，「Ｆａｓｔ Ｏｐｔｉｃａｌ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ｆｏｒ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ」 Ａ ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ ｓｕｂｍｉｔｔｅｄ ｉｎ ｐａｒｔｉａｌ ｓａｔｉｓｆａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ Ｄｏｃｔｏｒ ｏｆ Ｐｈｉｌｏｓｏｐｈｙ ｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ： Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ｉｎ ｔｈｅ Ｇｒａｄｕａｔｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ ａｔ Ｂｅｒｋｅｌｅｙ， Ｓｐｒｉｎｇ １９８８）を参照することができる。
【０１４７】
非特許文献５と非特許文献６によれば、辺上の点（ｘ，ｙ）が辺と直角且つ外側にδ（ｘ，ｙ）だけ移動するとすれば、その移動量は次式で表される。
【０１４８】
【０１４９】
上記式において、Ｌは、注目する辺上の点が属する図形のサイズである。また、第２項のｆ（Ｌ）は、かかる図形のサイズにより決定される点（ｘ，ｙ）の移動量である。また、第１項は、注目とする点が属する図形に加えて、周辺の図形の影響も受けて生じる点（ｘ，ｙ）の移動量である。この第１項は、非特許文献５に記載の寄与である。さらに、γは、移動量がパターンに依存して変化する量の目安である。尚、ｇ（ｘ，ｙ）は以下のように規格化しておく。
【０１５０】
【０１５１】
上記関数やパラメータγは、エッチングなどの対象となる膜の材質や加工方法、加工時間などにより異なるため、予め実験で決定しておく。これにより、辺の位置の移動が分かるので、出来上がりのパターンをシミュレーションすることができる。
【０１５２】
上記のようなシミュレーション方法により、シミュレータ７００で推定されたパターンイメージＩ１、Ｉ２は、比較回路３０２に送られる。比較回路３０２では、参照画像データＤ１から推定されたパターンイメージＩ１と、光学画像データＤ２から推定されたパターンイメージＩ２とが、適切な比較判定アルゴリズムを用いて比較される。例えば、レジストパターンの場合、パターンイメージＩ１、Ｉ２に記されるパターンの情報を比較し、対応する辺の位置の違いが所定の量、例えば４ｎｍ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、その座標と、欠陥判定の根拠となったパターンイメージＩ１、Ｉ２とが、比較回路３０２に保存される。例えば、図９（ｂ）において、パターンイメージＩ２の欠陥位置は符号１３である。
【０１５３】
パターンイメージＩ１、Ｉ２から欠陥と判定された箇所について、対応する位置のマスクの参照画像データＤ１と光学画像データＤ２が模擬修正回路３０３に送られる。模擬修正回路３０３では、送られた欠陥箇所に対する模擬修正が行われる。この模擬修正は次のようにして行う。すなわち、欠陥と推定された位置の周辺について、マスクの参照画像データＤ１と光学画像データＤ２とを比較して異なる場所を見出す。この異なった場所での光学情報を参照画像の対応した光学情報と置き換える。例えば、図９（ａ）に符号１０で示す欠陥箇所の情報を、図７（ｂ）に符号７０１、７０２で示す欠陥箇所の情報に置き換える。パターンイメージＩ２に複数の欠陥箇所がある場合には、修正箇所を変えて複数の模擬修正を行えば、根本となる原因箇所の欠陥を特定することができる。
【０１５４】
例えば、１箇所の修正でウェハ転写像が正常な状態に復元する場合には、その箇所が問題となる欠陥位置として特定される。一方、全ての欠陥個所について１箇所ずつ修正を行っても、ウェハ転写像が正常な状態に復元しない場合には、２箇所を組み合わせて修正を行う。ウェハ転写像が正常な状態に復元される組み合わせが、問題となる欠陥位置として特定される。また、いずれの組み合わせについてもウェハ転写像が正常な状態に復元しない場合には、３箇所を組み合わせて修正を行う。以下、同様に、マスク上での欠陥個所の組み合わせ数を変えて順次修正を行い、問題となる欠陥個所がどれであるかを特定する。
【０１５５】
近接する欠陥座標がそれぞれ異なる光学画像データＤ２として比較回路３０２に保存されている場合、模擬修正回路３０３では、これらの欠陥が含まれる領域単位で模擬修正が行われるようにする。すなわち、所定の範囲内にある全ての欠陥が含まれる光学画像データＤ２に対して模擬修正する。
【０１５６】
例えば、図９（ａ）の例では、２つの欠陥箇所１０、１１がある。比較回路３０２において、これらの欠陥箇所は別々に検出され、欠陥箇所の座標とパターンイメージＩ２はそれぞれ個別に保存される。しかし、図９（ａ）のパターンは、複数のパターンの組み合わせにより成り立っているものであり、これらのパターンが互いに影響し合ってウェハ上に１つのパターンが転写される。このため、パターンイメージＩ２を推定する場合にも、複数の欠陥箇所同士の影響を考慮すべきであり、欠陥毎にパターンイメージＩ２を推定するのでは、真のパターンイメージＩ２を推定することにはならない。つまり、欠陥箇所１０、１１が影響し合うことによって、マスクの欠陥形状からは連想できない形状の欠陥がウェハに転写されたり、あるいは、マスク上で欠陥が含まれるパターンとは対応しないウェハ上のパターンへ欠陥の影響が及んだりすることなどが考えられる。
【０１５７】
模擬修正された光学画像データＤ２は、新たな光学画像データＤ２’となって、再びシミュレータ７００に戻される。そして、シミュレータ７００において、手本となる参照画像データＤ１から新たなパターンイメージＩ３が推定され、模擬修正された光学画像データＤ２’からも新たなパターンイメージＩ４が推定される。修正する欠陥箇所を変えて複数の模擬修正を行った場合には、修正後の光学画像データＤ２’から推定される新たなパターンイメージＩ４は複数になる。
【０１５８】
パターンイメージＩ３、Ｉ４は、パターンイメージＩ１、Ｉ２より、リソグラフィプロセスの段階が同じものであってもよく、また、進んだ状態のものであってもよい。例えば、パターンイメージＩ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４のいずれについても露光装置でマスクからウェハに転写される露光イメージとすることができる。また、パターンイメージＩ１、Ｉ２がウェハ上に形成されるレジストパターンイメージであれば、パターンイメージＩ３、Ｉ４は、ウェハ上に形成される配線パターンイメージとすることもできる。
【０１５９】
シミュレータ７００で新たに推定されたパターンイメージＩ３、Ｉ４は、シミュレータ７００から再び比較回路３０２に送られる。手本となるパターンイメージＩ３と、模擬修正後のパターンイメージＩ４とを比較することにより、最初に指摘したウェハ上での欠陥が解消されたか否かを確認することができる。比較の結果、欠陥と判定された座標と、欠陥判定の根拠となったパターンイメージＩ３、Ｉ４とは、参照画像データＤ１および光学画像データＤ２とともに、欠陥情報リスト２０８ａとして外部装置に出力される。
【０１６０】
本実施の形態では、欠陥情報リスト２０８ａ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５００では、欠陥１つ１つの欠陥座標が観察できるように、マスクが載置されたテーブルを移動させながら、マスクの欠陥箇所の画像を表示する。また同時に、欠陥判定の判断条件や、判定根拠になったパターンイメージＩ３、Ｉ４や、参照画像データＤ１および光学画像データＤ２を確認できるよう、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か否かを判断するのが容易になる。尚、一般に、マスクからウェハへは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。
【０１６１】
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、マスクは、欠陥情報リスト２０８ｂとともに修正装置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２０８ｂ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。
【０１６２】
以上述べたように、本実施の形態２の第１の態様の欠陥推定装置および欠陥推定方法では、光学画像からウェハに転写された後のパターンイメージを推定し、同様にして参照画像から推定したパターンイメージと比較することによって欠陥の有無を判定する。そして、欠陥と判定された個所のパターンイメージについて模擬修正を行った後、再び手本となる画像と比較して欠陥の有無を判定する。このようにすることで、マスク上の欠陥とそれがウェハに及ぼす影響、さらには修正による改善の程度まで推定することができる。
【０１６３】
尚、実施の形態２の第１の態様の欠陥推定装置および欠陥推定方法では、参照画像を基準画像としているが、これに限られるものではない。すなわち、基準画像は、パターンの設計データから作成された参照画像、または、マスク上で対象としている光学画像とは異なる領域にある同じパターンの光学画像とすることができる。
【０１６４】
（２）検査装置
実施の形態２の第２の態様による検査装置は、上記の第１の態様による欠陥推定装置の機能を内部に備えていることを特徴とする。
【０１６５】
図１５は、この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フォトマスクを検査対象としている。
【０１６６】
図１５に示すように、検査装置１００ｂは、光学画像取得部Ａと制御部Ｂを有する。
【０１６７】
光学画像取得部Ａは、光源１０３と、水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）および回転方向（θ方向）に移動可能なＸＹθテーブル１０２と、透過照明系を構成する照明光学系１７０と、拡大光学系１０４と、フォトダイオードアレイ１０５と、センサ回路１０６と、レーザ測長システム１２２と、オートローダ１３０とを有する。
【０１６８】
制御部Ｂでは、検査装置１００ｂ全体の制御を司る制御計算機１１０が、データ伝送路となるバス１２０を介して、位置回路１０７、比較回路３０２、参照回路１１２、展開回路１１１、オートローダ制御回路１１３、テーブル制御回路１１４、記憶装置の一例となる磁気ディスク装置１０９、磁気テープ装置１１５、フレキシブルディスク装置１１６、ＣＲＴ１１７、パターンモニタ１１８およびプリンタ１１９に接続されている。ＸＹθテーブル１０２は、テーブル制御回路１１４によって制御されたＸ軸モータ、Ｙ軸モータおよびθ軸モータによって駆動される。これらのモータには、例えば、ステップモータを用いることができる。
【０１６９】
データベース方式の基準データとなる設計パターンデータは、磁気ディスク装置１０９に格納されており、検査の進行に合わせて読み出されて展開回路１１１に送られる。展開回路１１１では、設計パターンデータがイメージデータ（ビットパターンデータ）に変換される。その後、このイメージデータは、参照回路１１２に送られて、基準画像となる参照画像の生成に用いられる。
【０１７０】
尚、図１５では、本実施の形態で必要な構成成分を記載しているが、フォト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。また、本実施の形態では、ダイ−トゥ−データベース検査方式を例にしているが、ダイ−トゥ−ダイ検査方式であってもよい。この場合には、マスク内の異なる領域にある同一パターンの一方の光学画像を基準画像として取り扱う。
【０１７１】
図１６は、本実施の形態におけるデータの流れを示す概念図である。
【０１７２】
図１６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。ここで、一般に、検査装置１００ｂは、ＯＡＳＩＳデータを直接読み込めるようには構成されていない。すなわち、検査装置１００ｂの製造メーカー毎に、独自のフォーマットデータが用いられている。このため、ＯＡＳＩＳデータは、レイヤ毎に各検査装置に固有のフォーマットデータ２０３に変換された後に検査装置１００ｂに入力される。尚、フォーマットデータ２０３は、検査装置１００ｂ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。
【０１７３】
フォーマットデータ２０３は、図１５の磁気ディスク装置１０９に入力される。すなわち、フォトマスク１０１のパターン形成時に用いた設計パターンデータは、磁気ディスク装置１０９に記憶される。
【０１７４】
設計パターンに含まれる図形は、長方形や三角形を基本図形としたものである。磁気ディスク装置１０９には、例えば、図形の基準位置における座標（ｘ，ｙ）、辺の長さ、長方形や三角形等の図形種を区別する識別子となる図形コードといった情報であって、各パターン図形の形、大きさ、位置等を定義した図形データが格納される。
【０１７５】
さらに、数十μｍ程度の範囲に存在する図形の集合を一般にクラスタまたはセルと称するが、これを用いてデータを階層化することが行われている。クラスタまたはセルには、各種図形を単独で配置したり、ある間隔で繰り返し配置したりする場合の配置座標や繰り返し記述も定義される。クラスタまたはセルデータは、さらにフレームまたはストライプと称される、幅が数百μｍであって、長さがフォトマスクのＸ方向またはＹ方向の全長に対応する１００ｍｍ程度の短冊状領域に配置される。
【０１７６】
入力された設計パターンデータは、磁気ディスク装置１０９から制御計算機１１０を通して展開回路１１１によって読み出される。
【０１７７】
展開回路１１１は、設計パターンを図形毎のデータにまで展開し、その図形データの図形形状を示す図形コード、図形寸法などを解釈する。そして、所定の量子化寸法のグリッドを単位とするマス目内に配置されるパターンとして２値ないしは多値の設計画像データを展開する。展開された設計画像データは、センサ画素に相当する領域（マス目）毎に設計パターンにおける図形が占める占有率を演算する。そして、各画素内の図形占有率が画素値となる。
【０１７８】
上記のようにして２値ないしは多値のイメージデータ（ビットパターンデータ）に変換された設計パターンデータは、次に参照回路１１２に送られる。参照回路１１２では、送られてきた図形のイメージデータである設計画像データに対して適切なフィルタ処理が施される。
【０１７９】
図３は、フィルタ処理を説明する図である。
【０１８０】
後述する、センサ回路１０６から得られた光学画像（マスク採取データ）は、拡大光学系１０４の解像特性やフォトダイオードアレイ１０５のアパーチャ効果等によって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ある。したがって、画像強度（濃淡値）がデジタル値となった、設計側のイメージデータであるビットパターンデータにもフィルタ処理を施すことで、光学画像に合わせることができる。このようにして光学画像と比較する参照画像を作成する。
【０１８１】
次に、図１５および図４を用いて光学画像の取得方法を説明する。
【０１８２】
図１５において、光学画像取得部Ａによって、フォトマスク１０１の光学画像が取得される。ここで、光学画像は、設計パターンに含まれる図形データに基づく図形が描画されたマスクの画像である。光学画像の具体的な取得方法は、例えば、次に示す通りである。
【０１８３】
検査対象となるフォトマスク１０１は、ＸＹθ各軸のモータによって水平方向および回転方向に移動可能に設けられたＸＹθテーブル１０２上に載置される。そして、フォトマスク１０１に形成されたパターンに対し、ＸＹθテーブル１０２の上方に配置された光源１０３から光が照射される。より詳しくは、光源１０３から照射される光束が、照明光学系１７０を介してフォトマスク１０１に照射される。フォトマスク１０１の下方には、拡大光学系１０４、フォトダイオードアレイ１０５およびセンサ回路１０６が配置されている。フォトマスク１０１を透過した光は、拡大光学系１０４を介して、フォトダイオードアレイ１０５に光学像として結像する。ここで、拡大光学系１０４は、図示しない自動焦点機構によって自動的に焦点調整がなされるように構成されていてもよい。さらに、図示しないが、検査装置１００ｂは、フォトマスク１０１の下方から光を照射し、反射光を拡大光学系を介して第２のフォトダイオードアレイに導き、透過光と反射光を同時に採取するように構成されていてもよい。
【０１８４】
図４は、光学画像の取得手順を説明するための図である。
【０１８５】
検査領域は、図４に示すように、Ｙ方向に向かって、スキャン幅Ｗの短冊状の複数の検査ストライプ２０に仮想的に分割され、さらにその分割された各検査ストライプ２０が連続的に走査されるようにＸＹθテーブル１０２の動作が制御され、Ｘ方向に移動しながら光学画像が取得される。フォトダイオードアレイ１０５には、図４に示されるようなスキャン幅Ｗの画像が連続的に入力される。第１の検査ストライプ２０における画像を取得すると、今度はＸＹθテーブル１０２が逆方向に移動しながら、第２の検査ストライプ２０について同様にスキャン幅Ｗの画像が連続的に入力される。第３の検査ストライプ２０については、第２の検査ストライプ２０における画像を取得する方向とは逆方向、すなわち、第１の検査ストライプ２０における画像を取得した方向に移動しながら取得する。このように、連続的に画像を取得していくことで、無駄な処理時間を短縮することができる。
【０１８６】
図１５のフォトダイオードアレイ１０５上に結像したパターンの像は、フォトダイオードアレイ１０５によって光電変換され、さらにセンサ回路１０６によってＡ／Ｄ（アナログデジタル）変換される。フォトダイオードアレイ１０５には、センサが配置されている。このセンサの例としては、ＴＤＩ（Ｔｉｍｅ Ｄｅｌａｙ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）センサが挙げられる。ＸＹθテーブル１０２がＸ軸方向に連続的に移動しながら、ＴＤＩセンサによってフォトマスク１０１のパターンが撮像される。ここで、光源１０３、拡大光学系１０４、フォトダイオードアレイ１０５およびセンサ回路１０６により高倍率の検査光学系が構成される。
【０１８７】
ＸＹθテーブル１０２は、制御計算機１１０の制御の下、テーブル制御回路１１４によって駆動され、Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向に駆動する３軸（Ｘ−Ｙ−θ）モータの様な駆動系によって移動可能となっている。これらの、Ｘ軸モータ、Ｙ軸モータ、θ軸モータには、例えばステップモータを用いることができる。そして、ＸＹθテーブル１０２の移動位置は、レーザ測長システム１２２により測定されて位置回路１０７に送られる。また、ＸＹθテーブル１０２上のフォトマスク１０１は、オートローダ制御回路１１３により駆動されるオートローダ１３０から自動的に搬送され、検査終了後には自動的に排出されるようになっている。
【０１８８】
図１５および図１６に示すように、センサ回路１０６から出力された光学画像データＤ２は、シミュレータ７００に送られる。また、参照回路１１２で生成した参照画像データＤ１もシミュレータ７００に送られる。図１６で点線で囲んだ部分は、第１の態様で説明した欠陥推定機能を有する部分である。
【０１８９】
シミュレータ７００は、参照画像データＤ１および光学画像データＤ２を用いて、マスクからウェハに転写されるパターンイメージを推定する。このパターンイメージは、現像やエッチングなどの一連のリソグラフィプロセスにおけるどの段階のレジストパターンイメージでもよく、あるいは、ウェハに最終的に形成される回路パターンイメージでもよい。
【０１９０】
例えば、所定の回路パターンが形成されたフォトマスクを検査対象とする。このフォトマスクは、ウェハにその回路パターンを転写する目的で使用されるものである。転写は、例えば、次のような工程によって行われる。まず、ウェハ上にレジスト膜を設ける。次に、上記のフォトマスクを介して露光装置によりウェハを露光し、レジスト膜に回路パターンの露光イメージを転写する。次いで、レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する。その後、このレジストパターンをマスクとして下層の膜をエッチングした後、レジスト膜を剥離する。これにより、下層の膜を目的とする形状のパターンに加工することができる。次に、下層膜の凹部に銅（Ｃｕ）などを充填した後、ＣＭＰ法により不要な部分を除去することで配線パターンが形成される。
【０１９１】
上記例の場合、シミュレータ７００は、例えば、ウェハ上に形成されるレジストパターンイメージを推定することができる。あるいは、下層膜に形成される凹部のパターンイメージや、銅などを埋め込んだ後の配線パターンイメージを推定することもできる。尚、これらのパターンイメージには、参照画像データＤ１から推定されるパターンイメージＩ１と、光学画像データＤ２から推定されるパターンイメージＩ２の両方が含まれる。
【０１９２】
シミュレータ７００で推定されたパターンイメージＩ１、Ｉ２は、位置回路１０７から出力されたＸＹθテーブル１０２上でのフォトマスク１０１の位置を示すデータとともに、比較回路３０２に送られる。
【０１９３】
比較回路３０２では、参照画像データＤ１から推定されたパターンイメージＩ１と、光学画像データＤ２から推定されたパターンイメージＩ２とが、適切な比較判定アルゴリズムを用いて比較される。例えば、エッチング後の欠陥を推定する場合には、パターンイメージＩ１、Ｉ２に記されるエッチング後のパターンの情報を比較するものとし、対応する辺の位置の違いが所定の量、例えば４ｎｍ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、その座標と、欠陥判定の根拠となったパターンイメージＩ１、Ｉ２とが、比較回路３０２に保存される。
【０１９４】
パターンイメージＩ１、Ｉ２から欠陥と判定された箇所について、対応する位置のマスクの参照画像データＤ１と、光学画像データＤ２とが模擬修正回路３０３に送られる。模擬修正回路３０３では、送られた欠陥箇所に対する模擬修正が行われる。この模擬修正は次のようにして行う。すなわち、欠陥と推定された位置の周辺について、マスクの参照画像データＤ１と、光学画像データＤ２とを比較して異なる場所を見出す。この異なった場所での光学情報を参照画像データＤ１の対応した光学情報と置き換える。例えば、図９（ａ）に符号１０で示す欠陥箇所の情報を、図７（ｂ）に符号７０１、７０２で示す欠陥箇所の情報で置き換える。このとき、パターンイメージＩ２に複数の欠陥箇所がある場合には、修正箇所を変えて複数の模擬修正が行われる。
【０１９５】
例えば、１箇所の修正でウェハ転写像が正常な状態に復元する場合には、その箇所が問題となる欠陥位置として特定される。一方、全ての欠陥個所について１箇所ずつ修正を行っても、ウェハ転写像が正常な状態に復元しない場合には、２箇所を組み合わせて修正を行う。ウェハ転写像が正常な状態に復元される組み合わせが、問題となる欠陥位置として特定される。また、いずれの組み合わせについてもウェハ転写像が正常な状態に復元しない場合には、３箇所を組み合わせて修正を行う。以下、同様に、マスク上での欠陥個所の組み合わせ数を変えて順次修正を行い、問題となる欠陥個所がどれであるかを特定する。
【０１９６】
近接する欠陥座標がそれぞれ異なる光学画像Ｄ２として比較回路３０２に保存されている場合、模擬修正回路３０３では、これらの欠陥が含まれる領域単位で模擬修正が行われるようにする。すなわち、所定の範囲内にある全ての欠陥が含まれる光学画像Ｄ２に対して模擬修正する。
【０１９７】
模擬修正された光学画像Ｄ２は、新たな光学画像Ｄ２’となって、再びシミュレータ７００に戻される。そして、シミュレータ７００において、手本となる参照画像データＤ１から新たなパターンイメージＩ３が推定され、模擬修正された光学画像データＤ２’からも新たなパターンイメージＩ４が推定される。修正する欠陥箇所を変えて複数の模擬修正を行った場合には、修正後の光学画像データＤ２’から推定される新たなパターンイメー
ジＩ４は複数になる。
【０１９８】
パターンイメージＩ３、Ｉ４は、パターンイメージＩ１、Ｉ２より、リソグラフィプロセスの段階が同じものであってもよく、また、進んだ状態のものであってもよい。例えば、パターンイメージＩ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４のいずれについても露光装置でマスクからウェハに転写される露光イメージとすることができる。また、パターンイメージＩ１、Ｉ２がウェハ上に形成されるレジストパターンイメージであれば、パターンイメージＩ３、Ｉ４は、ウェハ上に形成される配線パターンイメージとすることもできる。
【０１９９】
シミュレータ７００で新たに推定されたパターンイメージＩ３、Ｉ４は、シミュレータ７００から再び比較回路３０２に送られる。手本となるパターンイメージＩ３と、模擬修正後パターンイメージＩ４とを比較することにより、最初に指摘したウェハ上での欠陥が解消されたか否かを確認することができる。比較の結果、欠陥と判定された座標と、欠陥判定の根拠となったパターンイメージＩ３、Ｉ４とは、参照画像データＤ１および光学画像データＤ２とともに、欠陥情報リスト２０８ａとして検査装置の外部装置であるレビュー装置５００に送られる。
【０２００】
検査装置１００ｂが検出した全欠陥は、レビュー装置５００で判別される。但し、比較回路３０２で検知された欠陥が軽微である場合には、事前処理によってレビュー対象から除くようにすることも可能である。
【０２０１】
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５００では、欠陥１つ１つの欠陥座標が観察できるように、マスクが載置されたテーブルを移動させながら、マスクの欠陥箇所の画像を表示する。また同時に、欠陥判定の判断条件や、判定根拠になったパターンイメージＩ３、Ｉ４や、参照画像データＤ１および光学画像データＤ２を確認できるよう、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か否かを判断するのが容易になる。尚、一般に、マスクからウェハへは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。
【０２０２】
判別された欠陥情報は、検査装置１００ｂに戻されて磁気ディスク装置１０９に保存される。そして、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、マスクは、欠陥情報リスト２０８ｂとともに、検査装置１００ｂ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２０８ｂ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。
【０２０３】
尚、実施の形態２の第２の態様においては、検査装置１００ｂ自身がレビュー機能を有していてもよい。この場合には、パターンイメージＩ３、Ｉ４と、参照画像データＤ１および光学画像データＤ２とが、制御計算機１１０の画面上、または、別途準備される計算機の画面上に、欠陥判定の付帯情報とともに画像表示される。また、マスクの欠陥箇所の画像は、検査装置１００ｂの観察光学系画像を使って表示される。
【０２０４】
以上述べたように、実施の形態２の第２の態様の検査装置では、光学画像からウェハに転写された後のパターンイメージを推定し、同様にして参照画像から推定したパターンイメージと比較することによって欠陥の有無を判定する。そして、欠陥と判定された個所のパターンイメージについて模擬修正を行った後、再び手本となる画像と比較して欠陥の有無を判定する。このようにすることで、マスク上の欠陥とそれがウェハに及ぼす影響、さらには修正による改善の程度まで推定することができる。したがって、本実施の形態の検査装置および検査方法によれば、マスク欠陥自体のウェハへの影響の程度や、検出された欠陥がマスク上のどこのパターンを修正すると解消されるのかを指摘することができる。
【０２０５】
尚、実施の形態２の第２の態様の検査装置は、図１５の例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。
【０２０６】
例えば、図１５の光学画像取得部Ａでは、レーザ光を照射する光源１０３を用いたが、電子ビームを用いて光学画像を取得することもできる。具体的には、ＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）またはＭＥＭ（Ｍｉｒｒｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ；ミラー電子顕微鏡）などを用いて光学画像を取得することができる。
【０２０７】
図２２は、図１５の光学画像取得部ＡにＳＥＭを用いた例である。尚、この図で図１５と同じ符号を用いた部分は、同じものであることを示している。
【０２０８】
図２２の例では、電子銃４０から放出された電子ビームは、コンデンサレンズ４１で収束されて、ステージ４３上に載置されたマスク３９に照射される。マスク３９上における電子ビームの走査ラインや走査速度は、走査コイル４５によって制御される。マスク３９上に電子ビームを照射することによって発生した反射電子は、検出器４２に導かれる。検出器４２からの出力信号は、センサ（図示せず）で増幅され、さらにデジタルデータに変換された後、シミュレータ７００へ送られる。
【０２０９】
また、図２３は、図１５の光学画像取得部ＡにＭＥＭを用いた例である。尚、この図で図１５と同じ符号を用いた部分は、同じものであることを示している。
【０２１０】
図２３の例では、マスク５３は、絶縁体６０を介してステージ５５上に載置されている。電子銃５０から放出された電子ビームは、コンデンサレンズ５１で収束され、Ｅ×Ｂ偏向器５２で偏向された後、対物レンズ５４によりマスク５３に対し垂直な方向に入射する面状のビームとなる。電子ビームはマスク５３上で反射した後、反射電子は、対物レンズ５４と結像系レンズ５６を透過した後、蛍光板５７に投影される。その後、光学レンズ５８によって、蛍光板５７上の光学像は、ＣＣＤ５９の受光面上に結像される。次いで、ＣＣＤ５９上に結像されたパターンの像は、デジタルデータに変換された後、シミュレータ７００へ送られる。
【０２１１】
（３）欠陥推定装置および欠陥推定方法
図１７を用いて、本実施の形態２の第３の態様による欠陥推定装置および欠陥推定方法を説明する。尚、図１７で点線に囲まれた部分が、この欠陥推定装置を構成する主要部である。
【０２１２】
欠陥推定装置は、第１のシミュレータ４０１と、第１の比較回路４０２と、模擬修正回路４０３と、第２のシミュレータ４０４と、第２の比較回路４０５とを有する。第１のシミュレータ４０１は第１のパターンイメージを推定し、第２のシミュレータ４０４は第２のパターンイメージを推定する。ここで、第２のパターンイメージは、第１のパターンイメージよりリソグラフィプロセスが進んだものである。すなわち、実施の形態１ではシミュレータ７００のみであったため、模擬修正の前後で行う計算処理は基本的に同じものである。これに対して、本実施の形態では、２つのシミュレータを有しているので、これらの処理方法を変える点を特徴としている。
【０２１３】
第１のシミュレータ４０１には、参照画像データＤ１および光学画像データＤ２が入力される。これらは、実施の形態２で説明するように、検査装置の内部で生成することができる。
【０２１４】
第１のシミュレータ４０１は、入力された参照画像データＤ１と光学画像データＤ２を用いて第１のパターンイメージＩ５、Ｉ６を推定する。
【０２１５】
例えば、所定の回路パターンが形成されたフォトマスクを検査対象とする。このフォトマスクは、ウェハにその回路パターンを転写する目的で使用されるものである。転写は、例えば、次のような工程によって行われる。まず、ウェハ上にレジスト膜を設ける。次に、上記のフォトマスクを介して露光装置によりウェハを露光し、レジスト膜に回路パターンの露光イメージを転写する。次いで、レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する。その後、このレジストパターンをマスクとして下層の膜をエッチングした後、レジスト膜を剥離する。これにより、下層の膜を目的とする形状のパターンに加工することができる。次に、下層膜の凹部に銅（Ｃｕ）などを充填した後、ＣＭＰ法により不要な部分を除去することで配線パターンが形成される。
【０２１６】
上記例の場合、第１のシミュレータ４０１は、例えば、ウェハ上に転写される回路パターンの露光イメージを推定することができる。この露光イメージには、参照画像データＤ１から推定されるパターンイメージＩ５と、光学画像データＤ２から推定されるパターンイメージＩ６の両方が含まれる。
【０２１７】
第１のシミュレータ４０１で推定された第１のパターンイメージＩ５、Ｉ６は、第１の比較回路４０２に送られる。第１の比較回路４０２では、参照画像データＤ１から推定されて、手本となるパターンイメージＩ５と、光学画像データＤ２から推定されたパターンイメージＩ６とが、適切な比較判定アルゴリズムを用いて比較される。例えば、ＣＭＰ処理の後のパターンの場合、ＣＭＰのシミュレーション自身は、エッチングの例と同様とし、得られたパターンメージに記される情報を比較して、対応する辺の位置の違いが所定の量、例えば４ｎｍ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、その座標と、欠陥判定の根拠となった第１のパターンイメージＩ５、Ｉ６とが、第１の比較回路４０２に保存される。
【０２１８】
第１のパターンイメージＩ５、Ｉ６から欠陥と判定された箇所について、対応する位置のマスクの参照画像データＤ１と光学画像データＤ２が、第１の比較回路４０２から模擬修正回路４０３に送られる。模擬修正回路４０３では、送られた欠陥箇所に対する模擬修正が行われる。この模擬修正は次のようにして行う。すなわち、欠陥と推定された位置の周辺について、マスクの参照画像データＤ１と光学画像データＤ２とを比較して異なる場所を見出す。この異なった場所での光学情報を参照画像の対応した光学情報と置き換える。例えば、図９（ａ）に符号１０で示す欠陥箇所の情報を、図７（ｂ）に符号７０１、７０２で示す欠陥箇所の情報に置き換える。パターンイメージＩ６に複数の欠陥箇所がある場合には、修正箇所を変えて複数の模擬修正を行えば、根本となる原因箇所の欠陥を特定することができる。
【０２１９】
例えば、１箇所の修正でウェハ転写像が正常な状態に復元する場合には、その箇所が問題となる欠陥位置として特定される。一方、全ての欠陥個所について１箇所ずつ修正を行っても、ウェハ転写像が正常な状態に復元しない場合には、２箇所を組み合わせて修正を行う。ウェハ転写像が正常な状態に復元される組み合わせが、問題となる欠陥位置として特定される。また、いずれの組み合わせについてもウェハ転写像が正常な状態に復元しない場合には、３箇所を組み合わせて修正を行う。以下、同様に、マスク上での欠陥個所の組み合わせ数を変えて順次修正を行い、問題となる欠陥個所がどれであるかを特定する。
【０２２０】
近接する欠陥座標がそれぞれ異なる光学画像データＤ２として第１の比較回路４０２に保存されている場合、模擬修正回路４０３では、これらの欠陥が含まれる領域単位で模擬修正が行われるようにする。すなわち、所定の範囲内にある全ての欠陥が含まれる光学画像データＤ２に対して模擬修正する。複数のパターンの組み合わせにより成り立っているパターンでは、各構成パターンが互いに影響し合いながらウェハ上に１つのパターンとして転写される。このため、模擬修正されたパターンイメージを推定する場合にも、複数の欠陥箇所同士の影響を考慮すべきであり、欠陥毎に推定するのでは、真のパターンイメージを推定することにはならないからである。
【０２２１】
模擬修正された光学画像データＤ２は、光学画像データＤ２’となって、第２のシミュレータ４０４に送られる。そして、第２のシミュレータ４０４において、手本となる参照画像データＤ１から新たに第２のパターンイメージＩ７が推定され、光学画像データＤ２’からも第２のパターンイメージＩ８が推定される。修正する欠陥箇所を変えて複数の模擬修正を行った場合には、修正後の光学画像データＤ２’から推定される第２のパターンイメージＩ８は複数になる。
【０２２２】
第２のパターンイメージＩ７、Ｉ８は、第１のパターンイメージＩ５、Ｉ６より、リソグラフィプロセスの段階が進んだ状態である。例えば、第１のパターンイメージＩ５、Ｉ６をウェハ上に転写される回路パターンの露光イメージとすれば、第２のパターンイメージＩ７、Ｉ８は、現像やエッチングなどの一連のリソグラフィプロセスにおけるいずれかの段階のレジストパターンイメージとすることができる。あるいは、ウェハに最終的に形成される回路パターンイメージとすることもできる。さらに、回路パターンは、ＣＭＰ処理前および後のいずれのものとすることもできる。
【０２２３】
第２のパターンイメージＩ７、Ｉ８を具体的にどの段階のイメージとするかは、プロセスに応じて適宜選択することができる。
【０２２４】
例えば、レジストパターンをマスクとする配線材料のエッチング工程で、マイクロローディング効果による寸法変動を生じる場合がある。この寸法変動は回路パターンにおける疎密差が大きくなるにつれて増大する。これは、ウェハ上に形成すべき回路パターンが密な領域と疎な領域とでは、後者の方がエッチングに必要な活性種がより多く阻害されるためである。その結果、回路パターンの密度に依存して、所望とする寸法（基になるパターンデータで定まる寸法）の回路パターンが得られなくなる。すなわち、ウェハ上に形成すべき回路パターンが疎な領域では、エッチングにより形成されたパターンの寸法が所望のパターン寸法より大きくなる一方、ウェハ上に形成すべき回路パターンが密な領域では、エッチングにより形成されたパターンの寸法が所望のパターン寸法より小さくなる。
【０２２５】
上記問題に対しては、回路パターン内の微小な区画全てにわたるパターンデータの補正処理が行われる。これにより、現像処理後のパターン寸法は所望とする寸法から外れるが、エッチング後のパターン寸法は所望とする寸法にすることができる。したがって、この例において、第２のシミュレータ４０４で推定する第２のパターンイメージを現像後のレジストパターンイメージとすると、全てのパターンについて欠陥と判断されるおそれがあるが、エッチング後のレジストパターンイメージや、配線パターンイメージとすれば、欠陥の有無を正確に判定することが可能である。
【０２２６】
第２のシミュレータ４０４で推定された第２のパターンイメージＩ７、Ｉ８は、第２の比較回路４０５に送られる。第２の比較回路４０５において、手本となる第２のパターンイメージＩ７と、模擬修正後の光学画像データＤ２’から推定された第２のパターンイメージＩ８とを比較することにより、最初に指摘したウェハ上での欠陥が解消されたか否かを確認することができる。比較の結果、欠陥と判定された座標と、欠陥判定の根拠となった第２のパターンイメージＩ７、Ｉ８とは、参照画像データＤ１および光学画像データＤ２とともに、欠陥情報リスト２０９として外部装置に出力される。
【０２２７】
尚、実施の形態２の第３の態様による欠陥推定装置には第２の比較装置４０５がなくてもよい。この場合、欠陥推定装置は、第２のシミュレータ４０４で推定された第２のパターンイメージＩ７、Ｉ８を参照画像データＤ１および光学画像データＤ２とともに外部装置に出力する。外部装置を検査装置とすれば、検査装置は欠陥推定装置から上記データを受け取り、内部の比較回路において、手本となる第２のパターンイメージＩ７と、模擬修正後の光学画像データＤ２’から推定された第２のパターンイメージＩ８とを比較する。これにより、欠陥推定装置で最初に指摘されたウェハ上での欠陥が解消されたか否かを確認することができる。
【０２２８】
図１７の例において、欠陥情報リスト２０９はレビュー装置５００に送られる。レビュー装置５００では、欠陥１つ１つの欠陥座標が観察できるように、マスクが載置されたテーブルを移動させながら、マスクの欠陥箇所の画像を表示する。また同時に、欠陥判定の判断条件や、判定根拠になった第２のパターンイメージＩ７、Ｉ８や、参照画像データＤ１および光学画像データＤ２を確認できるよう、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か否かを判断するのが容易になる。尚、一般に、マスクからウェハへは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。
【０２２９】
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、マスクは、欠陥情報リスト２１０とともに修正装置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２１０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。
【０２３０】
以上述べたように、実施の形態２の第３の態様による欠陥推定装置および欠陥推定方法では、光学画像からウェハに転写された後のパターンイメージを簡易的に推定し、同様にして参照画像から推定したパターンイメージと比較することによって欠陥の有無を判定する。そして、欠陥と判定された個所のパターンイメージについて模擬修正を行った後、このパターンイメージと手本となる参照画像を用いて詳細なシミュレーションを行い、プロセスがより進んだ段階のパターンイメージを推定する。このようにすることで、マスク上の欠陥とそれがウェハに及ぼす影響、さらには修正による改善の程度まで推定することができる。
【０２３１】
また、最初のシミュレーションを簡易的なものとするので、全体の計算処理を速くすることが可能である。
【０２３２】
尚、実施の形態２の第３の態様による欠陥推定装置および欠陥推定方法では、参照画像を基準画像としているが、これに限られるものではない。すなわち、基準画像は、パターンの設計データから作成された参照画像、または、マスク上で対象としている光学画像とは異なる領域にある同じパターンの光学画像とすることができる。
【０２３３】
（４）検査装置
実施の形態２の第４の態様による検査装置は、上記の第３の態様による欠陥推定装置の機能を内部に備えていることを特徴とする。
【０２３４】
図１８は、実施の形態２の第４の態様による検査装置１００ｃのシステム構成図である。図１８に示すように、検査装置１００ｃは、光学画像取得部Ａと制御部Ｂを有する。尚、図１８において、図１５と同じ符号を付した部分は同じものであるので説明を省略する。また、図１８では、本実施の形態で必要な構成成分を記載しているが、検査対象であるフォト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。また、本実施の形態では、ダイ−トゥ−データベース検査方式を例にしているが、ダイ−トゥ−ダイ検査方式であってもよい。この場合には、マスク内の異なる領域にある同一パターンの一方の光学画像を基準画像として取り扱う。
【０２３５】
図１９は、本実施の形態におけるデータの流れを示す概念図である。
【０２３６】
図１９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。ここで、一般に、検査装置１００ｃは、ＯＡＳＩＳデータを直接読み込めるようには構成されていない。すなわち、検査装置１００ｃの製造メーカー毎に、独自のフォーマットデータが用いられている。このため、ＯＡＳＩＳデータは、レイヤ毎に各検査装置に固有のフォーマットデータ２０３に変換された後に検査装置１００ｃに入力される。尚、フォーマットデータ２０３は、検査装置１００ｃ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。
【０２３７】
フォーマットデータ２０３は、図１８の磁気ディスク装置１０９に入力される。そして、磁気ディスク装置１０９から制御計算機１１０を通して展開回路１１１によって読み出される。
【０２３８】
展開回路１１１は、設計パターンを図形毎のデータにまで展開し、その図形データの図形形状を示す図形コード、図形寸法などを解釈する。そして、所定の量子化寸法のグリッドを単位とするマス目内に配置されるパターンとして２値ないしは多値の設計画像データを展開する。展開された設計画像データは、センサ画素に相当する領域（マス目）毎に設計パターンにおける図形が占める占有率を演算する。そして、各画素内の図形占有率が画素値となる。
【０２３９】
上記のようにして２値ないしは多値のイメージデータ（ビットパターンデータ）に変換された設計パターンデータは、次に参照回路１１２に送られる。参照回路１１２では、送られてきた図形のイメージデータである設計画像データに対して適切なフィルタ処理が施される。
【０２４０】
図１８および図１９に示すように、センサ回路１０６から出力された光学画像データＤ２は、第１のシミュレータ４０１に送られる。また、参照回路１１２で生成した参照画像データＤ１も第１のシミュレータ４０１に送られる。図１９で点線で囲んだ部分は、実施の形態３で説明した欠陥推定機能を有する部分である。
【０２４１】
第１のシミュレータ４０１は、参照画像データＤ１と光学画像データＤ２を用いて第１のパターンイメージを推定する。
【０２４２】
例えば、所定の回路パターンが形成されたフォトマスクを検査対象とする。このフォトマスクは、ウェハにその回路パターンを転写する目的で使用されるものである。転写は、例えば、次のような工程によって行われる。まず、ウェハ上にレジスト膜を設ける。次に、上記のフォトマスクを介して露光装置によりウェハを露光し、レジスト膜に回路パターンの露光イメージを転写する。次いで、レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する。その後、このレジストパターンをマスクとして下層の膜をエッチングした後、レジスト膜を剥離する。これにより、下層の膜を目的とする形状のパターンに加工することができる。次に、下層膜の凹部に銅（Ｃｕ）などを充填した後、ＣＭＰ法により不要な部分を除去することで配線パターンが形成される。
【０２４３】
上記例の場合、第１のシミュレータ４０１は、第１のパターンイメージとしてウェハ上に転写される回路パターンの露光イメージを推定することができる。このパターンイメージには、参照画像データＤ１から推定されるパターンイメージＩ５と、光学画像データＤ２から推定されるパターンイメージＩ６の両方が含まれる。
【０２４４】
第１のシミュレータ４０１で推定された第１のパターンイメージＩ５、Ｉ６は、第１の比較回路４０２に送られる。第１の比較回路４０２では、参照画像データＤ１から推定されて、手本となる第１のパターンイメージＩ５と、光学画像データＤ２から推定された第１のパターンイメージＩ６とが、適切な比較判定アルゴリズムを用いて比較される。例えば、第１のパターンイメージとしてエッチング後のレジストパターンを推定する場合には、シミュレーションで得られた第１のパターンメージＩ５、Ｉ６に記されるパターンの情報を比較し、対応する辺の位置の違いが所定の量、例えば４ｎｍ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、その座標と、欠陥判定の根拠となった第１のパターンイメージＩ５、Ｉ６とが、第１の比較回路４０２に保存される。
【０２４５】
第１のパターンイメージＩ５、Ｉ６から欠陥と判定された箇所について、対応するマスクの参照画像データＤ１と光学画像データＤ２とが模擬修正回路４０３に送られる。模擬修正回路４０３では、送られた欠陥箇所に対する模擬修正が行われる。この模擬修正は次のように行う。すなわち、欠陥と推定された位置の周辺について、参照画像データＤ１と光学画像データＤ２とを比較して異なる場所を見出す。この異なった場所での光学情報を参照画像データＤ１の対応した光学情報と置き換える。例えば、図９（ａ）に符号１０で示す情報を、図７（ｂ）に符号７０１、７０２で示す情報で置き換える。このとき、第１のパターンイメージＩ６に複数の欠陥箇所がある場合には、修正箇所を変えて複数の模擬修正が行われる。
【０２４６】
例えば、１箇所の修正でウェハ転写像が正常な状態に復元する場合には、その箇所が問題となる欠陥位置として特定される。一方、全ての欠陥個所について１箇所ずつ修正を行っても、ウェハ転写像が正常な状態に復元しない場合には、２箇所を組み合わせて修正を行う。ウェハ転写像が正常な状態に復元される組み合わせが、問題となる欠陥位置として特定される。また、いずれの組み合わせについてもウェハ転写像が正常な状態に復元しない場合には、３箇所を組み合わせて修正を行う。以下、同様に、マスク上での欠陥個所の組み合わせ数を変えて順次修正を行い、問題となる欠陥個所がどれであるかを特定する。
【０２４７】
近接する欠陥座標がそれぞれ異なる第１のパターンイメージＩ６として第１の比較回路４０２に保存されている場合、模擬修正回路４０３では、これらの欠陥が含まれる領域単位で模擬修正が行われるようにする。すなわち、所定の範囲内にある全ての欠陥が含まれる第１のパターンイメージＩ６に対して模擬修正する。複数のパターンの組み合わせにより成り立っているパターンでは、各構成パターンが互いに影響し合いながらウェハ上に１つのパターンとして転写される。このため、模擬修正されたパターンイメージを推定する場合にも、複数の欠陥箇所同士の影響を考慮すべきであり、欠陥毎にパターンイメージを推定するのでは、真のパターンイメージを推定することにはならないからである。
【０２４８】
模擬修正された光学画像データＤ２は、新たな光学画像データＤ２’となって、第２のシミュレータ４０４に送られる。そして、第２のシミュレータ４０４において、手本となる参照画像データＤ１から新たに第２のパターンイメージＩ７が推定され、模擬修正された光学画像データＤ２’からも第２のパターンイメージＩ８が推定される。修正する欠陥箇所を変えて複数の模擬修正を行った場合には、修正後の光学画像データＤ２’から推定される第２のパターンイメージＩ８は複数になる。
【０２４９】
第２のパターンイメージＩ７、Ｉ８は、第１のパターンイメージＩ５、Ｉ６より、リソグラフィプロセスの段階が進んだ状態である。本実施の形態では、例えば、第１のパターンイメージＩ５、Ｉ６をウェハ上に転写される回路パターンの露光イメージとすれば、第２のパターンイメージＩ７、Ｉ８は、現像やエッチングなどの一連のリソグラフィプロセスにおけるいずれかの段階のレジストパターンイメージとすることができる。あるいは、ウェハに最終的に形成される回路パターンイメージとすることもできる。さらに、回路パターンは、ＣＭＰ処理前および後のいずれのものとすることもできる。
【０２５０】
第２のパターンイメージＩ７、Ｉ８を具体的にどの段階のイメージとするかは、プロセスに応じて適宜選択することができる。
【０２５１】
例えば、レジストパターンをマスクとする配線材料のエッチング工程で、マイクロローディング効果による寸法変動を生じる場合がある。この寸法変動は回路パターンにおける疎密差が大きくなるにつれて増大する。これは、ウェハ上に形成すべき回路パターンが密な領域と疎な領域とでは、後者の方がエッチングに必要な活性種がより多く阻害されるためである。その結果、回路パターンの密度に依存して、所望とする寸法（基になるパターンデータで定まる寸法）の回路パターンが得られなくなる。すなわち、ウェハ上に形成すべき回路パターンが疎な領域では、エッチングにより形成されたパターンの寸法が所望のパターン寸法より大きくなる一方、ウェハ上に形成すべき回路パターンが密な領域では、エッチングにより形成されたパターンの寸法が所望のパターン寸法より小さくなる。
【０２５２】
上記問題に対しては、回路パターン内の微小な区画全てにわたるパターンデータの補正処理が行われる。これにより、現像処理後のパターン寸法は所望とする寸法から外れるが、エッチング後のパターン寸法は所望とする寸法にすることができる。したがって、この例において、第２のシミュレータ４０４で推定する第２のパターンイメージを現像後のレジストパターンイメージとすると、全てのパターンについて欠陥と判断されるおそれがあるが、エッチング後のレジストパターンイメージや、配線パターンイメージとすれば、欠陥の有無を正確に判定することが可能である。
【０２５３】
第２のシミュレータ４０４で推定された第２のパターンイメージＩ７、Ｉ８は、第２の比較回路４０５に送られる。第２の比較回路４０５において、手本となる参照画像データＤ１から推定された第２のパターンイメージＩ７と、模擬修正後の光学画像データＤ２’から推定された第２のパターンイメージＩ８とを比較することにより、最初に指摘したウェハ上での欠陥が解消されたか否かを確認することができる。比較の結果、欠陥と判定された座標と、欠陥判定の根拠となった第２のパターンイメージＩ７、Ｉ８とは、参照画像データＤ１および光学画像データＤ２とともに、欠陥情報リスト２０９として外部装置に出力される。
【０２５４】
図１９の例において、欠陥情報リスト２０９はレビュー装置５００に送られる。レビュー装置５００では、欠陥１つ１つの欠陥座標が観察できるように、マスクが載置されたテーブルを移動させながら、マスクの欠陥箇所の画像を表示する。また同時に、欠陥判定の判断条件や、判定根拠になった第２のパターンイメージＩ７、Ｉ８や、参照画像データＤ１および光学画像データＤ２を確認できるよう、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か否かを判断するのが容易になる。尚、一般に、マスクからウェハへは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。
【０２５５】
検査装置１００ｃが検出した全欠陥は、レビュー装置５００で判別される。但し、ウェハ転写像で検知された欠陥が軽微である場合には、事前処理によってレビュー対象から除くようにすることも可能である。
【０２５６】
判別された欠陥情報は、検査装置１００ｃに戻されて磁気ディスク装置１０９に保存される。そして、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、マスクは、欠陥情報リスト２１０とともに、検査装置１００ｃ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２１０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。
【０２５７】
尚、実施の形態２の第４の態様においては、検査装置１００ｃ自身がレビュー機能を有していてもよい。この場合には、パターンイメージＩ７、Ｉ８と、参照画像データＤ１および光学画像データＤ２とが、制御計算機１１０の画面上、または、別途準備される計算機の画面上に、欠陥判定の付帯情報とともに画像表示される。また、マスクの欠陥箇所の画像は、検査装置１００ｃの観察光学系画像を使って表示される。
【０２５８】
また、実施の形態２の第４の態様の検査装置は、図１８の例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。
【０２５９】
例えば、図１８の光学画像取得部Ａでは、レーザ光を照射する光源１０３を用いたが、電子ビームを用いて光学画像を取得することもできる。具体的には、ＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）またはＭＥＭ（Ｍｉｒｒｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ；ミラー電子顕微鏡）などを用いて光学画像を取得することができる。
【０２６０】
図２４は、図１８の光学画像取得部ＡにＳＥＭを用いた例である。尚、この図で図１８と同じ符号を用いた部分は、同じものであることを示している。
【０２６１】
図２４の例では、電子銃４０から放出された電子ビームは、コンデンサレンズ４１で収束されて、ステージ４３上に載置されたマスク３９に照射される。マスク３９上における電子ビームの走査ラインや走査速度は、走査コイル４５によって制御される。マスク３９上に電子ビームを照射することによって発生した反射電子は、検出器４２に導かれる。検出器４２からの出力信号は、センサ（図示せず）で増幅され、さらにデジタルデータに変換された後、第１のシミュレータ４０１へ送られる。
【０２６２】
また、図２５は、図１８の光学画像取得部ＡにＭＥＭを用いた例である。尚、この図で図１８と同じ符号を用いた部分は、同じものであることを示している。
【０２６３】
図２５の例では、マスク５３は、絶縁体６０を介してステージ５５上に載置されている。電子銃５０から放出された電子ビームは、コンデンサレンズ５１で収束され、Ｅ×Ｂ偏向器５２で偏向された後、対物レンズ５４によりマスク５３に対し垂直な方向に入射する面状のビームとなる。電子ビームはマスク５３上で反射した後、反射電子は、対物レンズ５４と結像系レンズ５６を透過した後、蛍光板５７に投影される。その後、光学レンズ５８によって、蛍光板５７上の光学像は、ＣＣＤ５９の受光面上に結像される。次いで、ＣＣＤ５９上に結像されたパターンの像は、デジタルデータに変換された後、第１のシミュレータ４０１へ送られる。
【０２６４】
以上述べたように、実施の形態２の第４の態様の検査装置では、光学画像からウェハに転写された後のパターンイメージを推定し、同様にして参照画像から推定したパターンイメージと比較することによって欠陥の有無を判定する。そして、欠陥と判定された個所のパターンイメージについて模擬修正を行った後、再び手本となる画像と比較して欠陥の有無を判定する。このようにすることで、マスク上の欠陥とそれがウェハに及ぼす影響、さらには修正による改善の程度まで推定することができる。したがって、本実施の形態の検査装置および検査方法によれば、マスク欠陥自体のウェハへの影響の程度や、検出された欠陥がマスク上のどこのパターンを修正すると解消されるのかを指摘することができる。
【０２６５】
また、最初のシミュレーションを後のシミュレーションよりリソグラフィプロセスの前段階で止めるので、後のシミュレーションと同じ段階のシミュレーションを前でも行う場合と比較して、欠陥推定に関する全体の計算処理を速くすることが可能である。
【０２６６】
図１０は、ウェハ転写像やレジスト像を基に欠陥判定した結果をオペレータが閲覧するための画面である。上段は、参照画像またはダイ−トゥ−ダイ比較方式の検査の場合の手本側の光学画像である。また、下段は、欠陥を含む検査対象側の光学画像である。それぞれ図の左から順に、（１）検査装置の透過光学系により撮影された画像、（２）検査装置の反射光学系により撮影された画像、（３）これらの画像から推定されたマスク像、（４）マスク像を基に露光条件を模擬して推定したウェハ転写像、（５）レジストの特性を模擬して推定したレジスト像である。
【０２６７】
図１０に示すレビュー画面によれば、参照画像、光学画像、および、これらから推定した転写像が並べて表示されるので、オペレータはこれらの画像を見比べて、レビューすべき欠陥を絞ることができる。
【０２６８】
図１１に検査装置におけるレビュー画面の別の例を示す。この画面は、欠陥判定の根拠となった参照画像と、欠陥が含まれる光学画像とを、オペレータが見比べられるように表示するウィンドウや、マスク上の検査範囲の欠陥分布を表示するウィンドウなどで構成される。また、光学画像と参照画像の差を表示したり、光学画像や参照画像の各画素の輝度を数値でダンプ表示したり、欠陥を解析する目的でセンサ輝度をＸ軸とＹ軸で断面をとって表示するプロファイル画面ウィンドウが追加される場合もある。
【０２６９】
本実施の形態２の特徴と利点は、次のようにまとめられる。
【０２７０】
実施の形態２によれば、マスク上の欠陥とそれが基板に及ぼす影響、さらには修正による改善の程度まで推定することのできる欠陥推定装置が提供される。
【０２７１】
実施の形態２によれば、マスク上の欠陥とそれが基板に及ぼす影響、さらには修正による改善の程度まで推定することができ、また、全体の計算処理を速くすることが可能な欠陥推定装置が提供される。
【０２７２】
実施の形態２によれば、マスク上の欠陥とそれが基板に及ぼす影響、さらには修正による改善の程度まで推定することのできる欠陥推定方法が提供される。
【０２７３】
実施の形態２によれば、マスク上の欠陥とそれが基板に及ぼす影響、さらには修正による改善の程度まで推定することができるので、マスク欠陥自体の基板への影響の程度や、検出された欠陥がマスク上のどこのパターンを修正すると解消されるのかを指摘することのできる検査装置が提供される。
【０２７４】
実施の形態２によれば、マスク欠陥自体の基板への影響の程度や、検出された欠陥がマスク上のどこのパターンを修正すると解消されるのかを指摘することができ、また、欠陥推定に関する計算処理を速くすることが可能な検査装置が提供される。
【０２７５】
実施の形態２は、上記の各態様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。
【０２７６】
例えば、最初に欠陥を推定する際、まず、対象となるマスク上のパターンを露光装置で転写して得られる光学像のシミュレーションを行う例について述べたが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、まず、対象となるマスクの参照画像データＤ１と光学画像データＤ２を比較し、その結果から欠陥の候補を推定した上でシミュレーションすることも可能である。また、この場合、欠陥候補を抽出した後、それら欠陥の候補について、露光装置で転写して得られる光学像のシミュレーション、必要であれば、その後のシミュレーションを行って、欠陥の候補をさらに絞り込んだ後に、模擬修正を行ってもよい。このようにすることで、１回に長い計算時間を要するシミュレーションの回数を減らすことができる。
【０２７７】
また、上記実施の形態２の各態様では、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欠陥推定装置、欠陥推定方法、パターン検査装置およびパターン検査方法は、本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【０２７８】
１ 照射面形状
２、５ パターン形状
３、６ 転写像
４ 照射面形状
７ 参照画像
８、１２ ウェハ転写像
９ 光学画像
１０、１１、１３ 欠陥箇所
２０ 検査ストライプ
３９、５３ マスク
４０、５０ 電子銃
４１、５１ コンデンサレンズ
４２ 検出器
４３、５５ ステージ
４５ 走査コイル
５２ Ｅ×Ｂ偏向器
５４ 対物レンズ
５６ 結像系レンズ
５７ 蛍光板
５８ 光学レンズ
５９ ＣＣＤ
６０ 絶縁体
１００ａ、１００ｂ、１００ｃ 検査装置
１０１ フォトマスク
１０２ ＸＹθテーブル
１０３ 光源
１０４ 拡大光学系
１０５ フォトダイオードアレイ
１０６ センサ回路
１０７ 位置回路
１０８、３０１、３０２ 比較回路
１０９ 磁気ディスク装置
１１０ 制御計算機
１１１ 展開回路
１１２ 参照回路
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
１３０ オートローダ
１７０ 照明光学系
２０１ ＣＡＤデータ
２０２ 設計中間データ
２０３ フォーマットデータ
２０４ マスク採取データ（光学画像データ）
２０５ マスク検査結果
２０６ 転写像検査結果
２０７、２０８ａ、２０８ｂ、２０９、２１０ 欠陥情報リスト
３００、３０３、４０３ 模擬修正回路
４００ ウェハ転写シミュレータ
４０１ 第１のシミュレータ
４０２ 第１の比較回路
４０４ 第２のシミュレータ
４０５ 第２の比較回路
５００ レビュー装置
６００ 修正装置
７００ シミュレータ
７０１ マスク上の欠陥に対応する部分
７０２ マスク上の欠陥に対応する部分
１００１ メインパターン
１００２ アシストパターン
１００３、１００４ 領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクに形成されたパターンの光学画像と基準画像を取得して、これらの画像から基板に転写される前記パターンの各パターンイメージを推定する推定部と、
前記パターンイメージ同士を比較して差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する比較部と、
前記比較により欠陥と判定された個所の前記光学画像に対し模擬修正を行う模擬修正部とを有し、
前記模擬修正後の光学画像を前記推定部に送ることを特徴とする欠陥推定装置。
【請求項２】
マスクに形成されたパターンの光学画像と基準画像を取得して、これらの画像からリソグラフィプロセスにより基板に転写される前記パターンの各第１のパターンイメージを推定する第１の推定部と、
前記第１のパターンイメージ同士を比較して差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する第１の比較部と、
前記比較により欠陥と判定された個所の前記光学画像に対して模擬修正を行う模擬修正部と、
前記基準画像と前記模擬修正後の光学画像とから、前記基板に転写される前記パターンの各第２のパターンイメージを推定する第２の推定部とを有し、
前記第２のパターンイメージは、前記第１のパターンイメージより前記リソグラフィプロセスが進んだものであることを特徴とする欠陥推定装置。
【請求項３】
マスクに形成されたパターンの光学画像と基準画像を取得して、これらの画像から基板に転写される前記パターンの各第１のパターンイメージを推定して比較し、前記比較により欠陥と判定された個所の前記光学画像を模擬修正した後、前記基準画像と前記模擬修正後の光学画像とから各第２のパターンイメージを推定することを特徴とする欠陥推定方法。
【請求項４】
パターンが形成されたマスクに光を照明し、前記マスクの像を光学系を介して画像センサに結像し、欠陥の有無を判定する検査装置において、
前記画像センサから前記マスクの光学画像を取得する光学画像取得部と、
前記判定の基準となる基準画像と前記光学画像とから、基板に転写される前記パターンの各パターンイメージを推定する推定部と、
前記パターンイメージ同士を比較して差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する比較部と、
前記比較により欠陥と判定された個所の前記光学画像に対して模擬修正を行う模擬修正部とを有し、
前記模擬修正後の光学画像を前記推定部に送ることを特徴とする検査装置。
【請求項５】
パターンが形成されたマスクに光を照明し、前記マスクの像を光学系を介して画像センサに結像し、欠陥の有無を判定する検査装置において、
前記画像センサから前記マスクの光学画像を取得する光学画像取得部と、
前記判定の基準となる基準画像と前記光学画像とから、リソグラフィプロセスにより基板に転写される前記パターンの各第１のパターンイメージを推定する第１の推定部と、
前記第１のパターンイメージ同士を比較して差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する第１の比較部と、
前記比較により欠陥と判定された個所の前記光学画像に対して模擬修正を行う模擬修正部と、
前記基準画像と前記模擬修正後の光学画像とから、前記基板に転写される前記パターンの各第２のパターンイメージを推定する第２の推定部とを有し、
前記第２のパターンイメージは、前記第１のパターンイメージより前記リソグラフィプロセスが進んだものであることを特徴とする検査装置。
【請求項６】
パターンが形成された試料に光を照明し、該試料の像を光学系を介して画像センサに結像し、欠陥の有無を判定する検査装置において、
前記画像センサから前記試料の光学画像を取得する光学画像取得部と、
前記光学画像を前記判定の基準となる基準画像と比較し、差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する第１の比較部と、
シミュレーションにより前記試料上の光学画像と前記基準画像のそれぞれのパターンを転写装置にて転写した場合の光学像を推定する転写像推定部と、
前記各転写像を比較し、差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する第２の比較部とを有することを特徴とする検査装置。
【請求項７】
前記第１の比較部および前記第２の比較部からの情報をレビュー装置に出力する出力部、または、前記第１の比較部および前記第２の比較部からの情報をレビューするレビュー画面を有することを特徴とする請求項６に記載の検査装置。
【請求項８】
パターンが形成された試料に光を照明し、該試料の像を光学系を介して画像センサに結像し、欠陥の有無を判定する検査装置において、
前記画像センサから前記試料の光学画像を取得する光学画像取得部と、
前記光学画像を前記判定の基準となる基準画像と比較し、差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する第１の比較部と、
前記第１の比較部で欠陥と判定された前記光学画像を取得し、前記欠陥に模擬修正を行う模擬修正部と、
前記模擬修正部で模擬修正をされた光学画像の転写像と、前記基準画像の転写像とを、シミュレーションによりそれぞれ推定する転写像推定部と、
前記各転写像を比較し、差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する第２の比較部とを有することを特徴とする検査装置。
【請求項９】
前記第１の比較部および前記第２の比較部からの情報をレビュー装置に出力する出力部、または、前記第１の比較部および前記第２の比較部からの情報をレビューするレビュー画面を有することを特徴とする請求項８に記載の検査装置。
【請求項１０】
前記第１の比較部からの情報は、欠陥と判定された光学画像と該欠陥の座標を含み、
前記第２の比較部からの情報は、欠陥と判定された前記光学画像の転写像と該欠陥の座標を含むことを特徴とする請求項８または９に記載の検査装置。
【請求項１１】
パターンが形成された試料に光を照明し、該試料の像を光学系を介して画像センサに結像し、欠陥の有無を判定する検査方法において、
前記画像センサから前記試料の光学画像を取得する工程と、
前記光学画像を前記判定の基準となる基準画像と比較し、差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する工程と、
シミュレーションにより前記光学画像の転写像と前記基準画像の転写像をそれぞれ推定する工程と、
前記光学画像の転写像と前記基準画像の転写像を比較し、差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する工程と、
前記光学画像、前記基準画像および前記各転写像をレビューして前記欠陥に対する修正の要否を判定する工程とを有することを特徴とする検査方法。
【請求項１２】
前記光学画像と前記基準画像を比較した結果、欠陥と判定された光学画像を取得して該欠陥に模擬修正をする工程を有し、
前記転写像を推定する工程は、前記模擬修正をされた光学画像の転写像と前記基準画像の転写像のそれぞれを推定する工程であることを特徴とする請求項１１に記載の検査方法。
【請求項１３】
前記光学画像の転写像は、所定の範囲内にある全ての欠陥を含む光学画像を基に推定されることを特徴とする請求項１１に記載の検査方法。
【請求項１４】
パターンが形成された試料に光を照明し、該試料の像を光学系を介して画像センサに結像し、前記画像センサから前記試料の光学画像を取得し、得られた光学画像を基準画像と比較して差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する工程と、
前記欠陥が含まれる光学画像と、該光学画像に対応する基準画像とをレビューして、前記欠陥に対する修正の要否を判定する工程と、
前記光学画像および前記基準画像の各転写像を推定する必要があるか否かを判断する工程と、
前記各転写像を推定する必要がある場合には、前記各転写像を推定して比較し、差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定し、前記各転写像をレビューして前記欠陥に対する修正の要否を判定する工程と、
前記各転写像を推定する必要がない場合には、別の欠陥が含まれる光学画像と、該光学画像に対応する基準画像とをレビューして、前記別の欠陥に対する修正の要否を判定する工程とを有することを特徴とする検査方法。
【請求項１５】
前記光学画像を前記基準画像と比較し、欠陥と判定された光学画像を取得して該欠陥に模擬修正を行う工程を有し、
前記各転写像を推定する必要がある場合には、前記模擬修正をされた光学画像の転写像を推定することを特徴とする請求項１４に記載の検査方法。
【請求項１】
マスクに形成されたパターンの光学画像と基準画像を取得して、これらの画像から基板に転写される前記パターンの各パターンイメージを推定する推定部と、
前記パターンイメージ同士を比較して差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する比較部と、
前記比較により欠陥と判定された個所の前記光学画像に対し模擬修正を行う模擬修正部とを有し、
前記模擬修正後の光学画像を前記推定部に送ることを特徴とする欠陥推定装置。
【請求項２】
マスクに形成されたパターンの光学画像と基準画像を取得して、これらの画像からリソグラフィプロセスにより基板に転写される前記パターンの各第１のパターンイメージを推定する第１の推定部と、
前記第１のパターンイメージ同士を比較して差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する第１の比較部と、
前記比較により欠陥と判定された個所の前記光学画像に対して模擬修正を行う模擬修正部と、
前記基準画像と前記模擬修正後の光学画像とから、前記基板に転写される前記パターンの各第２のパターンイメージを推定する第２の推定部とを有し、
前記第２のパターンイメージは、前記第１のパターンイメージより前記リソグラフィプロセスが進んだものであることを特徴とする欠陥推定装置。
【請求項３】
マスクに形成されたパターンの光学画像と基準画像を取得して、これらの画像から基板に転写される前記パターンの各第１のパターンイメージを推定して比較し、前記比較により欠陥と判定された個所の前記光学画像を模擬修正した後、前記基準画像と前記模擬修正後の光学画像とから各第２のパターンイメージを推定することを特徴とする欠陥推定方法。
【請求項４】
パターンが形成されたマスクに光を照明し、前記マスクの像を光学系を介して画像センサに結像し、欠陥の有無を判定する検査装置において、
前記画像センサから前記マスクの光学画像を取得する光学画像取得部と、
前記判定の基準となる基準画像と前記光学画像とから、基板に転写される前記パターンの各パターンイメージを推定する推定部と、
前記パターンイメージ同士を比較して差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する比較部と、
前記比較により欠陥と判定された個所の前記光学画像に対して模擬修正を行う模擬修正部とを有し、
前記模擬修正後の光学画像を前記推定部に送ることを特徴とする検査装置。
【請求項５】
パターンが形成されたマスクに光を照明し、前記マスクの像を光学系を介して画像センサに結像し、欠陥の有無を判定する検査装置において、
前記画像センサから前記マスクの光学画像を取得する光学画像取得部と、
前記判定の基準となる基準画像と前記光学画像とから、リソグラフィプロセスにより基板に転写される前記パターンの各第１のパターンイメージを推定する第１の推定部と、
前記第１のパターンイメージ同士を比較して差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する第１の比較部と、
前記比較により欠陥と判定された個所の前記光学画像に対して模擬修正を行う模擬修正部と、
前記基準画像と前記模擬修正後の光学画像とから、前記基板に転写される前記パターンの各第２のパターンイメージを推定する第２の推定部とを有し、
前記第２のパターンイメージは、前記第１のパターンイメージより前記リソグラフィプロセスが進んだものであることを特徴とする検査装置。
【請求項６】
パターンが形成された試料に光を照明し、該試料の像を光学系を介して画像センサに結像し、欠陥の有無を判定する検査装置において、
前記画像センサから前記試料の光学画像を取得する光学画像取得部と、
前記光学画像を前記判定の基準となる基準画像と比較し、差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する第１の比較部と、
シミュレーションにより前記試料上の光学画像と前記基準画像のそれぞれのパターンを転写装置にて転写した場合の光学像を推定する転写像推定部と、
前記各転写像を比較し、差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する第２の比較部とを有することを特徴とする検査装置。
【請求項７】
前記第１の比較部および前記第２の比較部からの情報をレビュー装置に出力する出力部、または、前記第１の比較部および前記第２の比較部からの情報をレビューするレビュー画面を有することを特徴とする請求項６に記載の検査装置。
【請求項８】
パターンが形成された試料に光を照明し、該試料の像を光学系を介して画像センサに結像し、欠陥の有無を判定する検査装置において、
前記画像センサから前記試料の光学画像を取得する光学画像取得部と、
前記光学画像を前記判定の基準となる基準画像と比較し、差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する第１の比較部と、
前記第１の比較部で欠陥と判定された前記光学画像を取得し、前記欠陥に模擬修正を行う模擬修正部と、
前記模擬修正部で模擬修正をされた光学画像の転写像と、前記基準画像の転写像とを、シミュレーションによりそれぞれ推定する転写像推定部と、
前記各転写像を比較し、差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する第２の比較部とを有することを特徴とする検査装置。
【請求項９】
前記第１の比較部および前記第２の比較部からの情報をレビュー装置に出力する出力部、または、前記第１の比較部および前記第２の比較部からの情報をレビューするレビュー画面を有することを特徴とする請求項８に記載の検査装置。
【請求項１０】
前記第１の比較部からの情報は、欠陥と判定された光学画像と該欠陥の座標を含み、
前記第２の比較部からの情報は、欠陥と判定された前記光学画像の転写像と該欠陥の座標を含むことを特徴とする請求項８または９に記載の検査装置。
【請求項１１】
パターンが形成された試料に光を照明し、該試料の像を光学系を介して画像センサに結像し、欠陥の有無を判定する検査方法において、
前記画像センサから前記試料の光学画像を取得する工程と、
前記光学画像を前記判定の基準となる基準画像と比較し、差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する工程と、
シミュレーションにより前記光学画像の転写像と前記基準画像の転写像をそれぞれ推定する工程と、
前記光学画像の転写像と前記基準画像の転写像を比較し、差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する工程と、
前記光学画像、前記基準画像および前記各転写像をレビューして前記欠陥に対する修正の要否を判定する工程とを有することを特徴とする検査方法。
【請求項１２】
前記光学画像と前記基準画像を比較した結果、欠陥と判定された光学画像を取得して該欠陥に模擬修正をする工程を有し、
前記転写像を推定する工程は、前記模擬修正をされた光学画像の転写像と前記基準画像の転写像のそれぞれを推定する工程であることを特徴とする請求項１１に記載の検査方法。
【請求項１３】
前記光学画像の転写像は、所定の範囲内にある全ての欠陥を含む光学画像を基に推定されることを特徴とする請求項１１に記載の検査方法。
【請求項１４】
パターンが形成された試料に光を照明し、該試料の像を光学系を介して画像センサに結像し、前記画像センサから前記試料の光学画像を取得し、得られた光学画像を基準画像と比較して差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定する工程と、
前記欠陥が含まれる光学画像と、該光学画像に対応する基準画像とをレビューして、前記欠陥に対する修正の要否を判定する工程と、
前記光学画像および前記基準画像の各転写像を推定する必要があるか否かを判断する工程と、
前記各転写像を推定する必要がある場合には、前記各転写像を推定して比較し、差異が閾値を超えた場合に欠陥と判定し、前記各転写像をレビューして前記欠陥に対する修正の要否を判定する工程と、
前記各転写像を推定する必要がない場合には、別の欠陥が含まれる光学画像と、該光学画像に対応する基準画像とをレビューして、前記別の欠陥に対する修正の要否を判定する工程とを有することを特徴とする検査方法。
【請求項１５】
前記光学画像を前記基準画像と比較し、欠陥と判定された光学画像を取得して該欠陥に模擬修正を行う工程を有し、
前記各転写像を推定する必要がある場合には、前記模擬修正をされた光学画像の転写像を推定することを特徴とする請求項１４に記載の検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【公開番号】特開２０１１−２２１４９９（Ｐ２０１１−２２１４９９Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７２９４（Ｐ２０１１−１７２９４）
【出願日】平成２３年１月２８日（２０１１．１．２８）
【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１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２８日（２０１１．１．２８）
【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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