JP6980631B2 - 検査方法および検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、検査方法および検査装置に関する。

フォトリソグラフィに用いるフォトマスク（以下、単にマスクとも呼ぶ）に形成されたパターンの欠陥の検査においては、検査を開始する前に、マスクを載置可能なＸＹ平面を有するステージ上にロードされたマスクをステージの移動方向であるＸ方向またはＹ方向に対して傾きを有しないように自動で位置合わせする自動アライメント方法が採用されていた。

従来の自動アライメント方法では、自動アライメントのために予めマスクの検査領域に例えば十字形状等の特定パターンを形成しておき、マスクを高倍率で撮像した高倍画像から特定パターンを検出していた。そして、検出された特定パターンに基づいて、パターンの欠陥を検査すべきマスクの検査領域を複数の短冊状に仮想的に分割したストライプに沿ったステージの移動方向に対するマスクの傾きが解消されるように、マスクとともにステージを回転させることで、自動アライメントを行っていた。

特開２０１５‐１３０４１２号公報

しかしながら、従来の自動アライメント方法は、自動アライメントに特化した特定パターンが形成されたマスクを対象とし、特定パターンが形成されていない一般的なマスクは対象としていなかった。つまり、特定パターンを有していないマスクの場合、上記自動アライメントを実施することが出来なかった。アライメントの汎用性を向上させることが望まれていた。

本発明の目的は、特定パターンを有していないマスクであってもステージの回転における自動アライメントを可能とする検査方法および検査装置を提供することにある。

本発明の一態様である検査方法は、試料を載置可能なＸＹ平面を有し、Ｘ方向およびＹ方向に移動可能かつＸＹ平面に対して略垂直なＺ軸回りに回転可能なステージを備える検査装置を用いて、試料の検査領域に設けられたパターンの欠陥を検査する検査方法であって、
前記Ｘ方向または前記Ｙ方向に対する前記試料の回転方向における位置ずれ量が第１の許容値以下であるか否かを確認するラフアライメントを実施する工程と、
前記位置ずれ量を前記第１の許容値より小さい第２の許容値以下になるように補正するファインアライメントを実施する工程と、を備え、
前記ラフアライメントを実施する工程は、
前記ラフアライメントに用いるパターンとして予め設定された前記試料の検査領域上の第１パターンの光学画像を取得し、
前記第１パターンの光学画像が取得されたときの前記ステージの位置から、前記ステージを前記Ｘ方向または前記Ｙ方向に予め決められた移動量で移動させ、
前記ステージを前記移動量で移動させたときに、前記ラフアライメントに用いるパターンとして予め設定され、且つ、前記第１パターンに対して前記Ｘ方向または前記Ｙ方向に離間して配置された前記検査領域上の第２パターンの光学画像が取得された場合に、前記位置ずれ量が前記第１の許容値以下であると認定し、一方、前記第２パターンの光学画像が取得されなかった場合に、前記位置ずれ量が前記第１の許容値より大きいと認定することを含み、
前記ファインアライメントを実施する工程は、
前記ラフアライメントによって前記位置ずれ量が前記第１の許容値以下であることが確認された場合に、前記試料の光学画像の前記検査領域上において前記Ｘ方向または前記Ｙ方向に沿った四辺で構成される矩形枠の異なる複数の角部上に位置し、前記ファインアライメントに用いられる複数の第３パターンの光学画像を取得し、
前記取得された複数の第３パターンの光学画像に基づいて前記位置ずれ量を検出し、
前記検出された位置ずれ量が前記第２の許容値以下になるまで前記ステージを回転させることを含む。

上述の検査方法において、
複数の第３パターンは、検査領域の複数の隅部のそれぞれに設定された所定範囲の複数の領域内に位置し、Ｘ方向およびＹ方向の少なくとも一方に沿ったエッジを有するパターンであってもよい。

上述の検査方法において、
ファインアライメントを実施する工程は、
ステージの回転によって位置ずれ量が第２の許容値以下にならなかった場合に、第１パターンの光学画像を再取得し、
再取得された第１パターンの光学画像からの相対移動によって第３パターンの光学画像を再取得し、
再取得された第３パターンの光学画像に基づいて位置ずれ量を再検出し、
再検出された位置ずれ量が第２の許容値以下になるようにステージを再度回転させることを含んでもよい。

上述の検査方法において、
第３パターンは、第１パターンから一定距離内に位置するパターンであってもよい。

本発明の一態様である検査装置は、
試料を載置可能なＸＹ平面を有し、Ｘ方向およびＹ方向に移動可能かつＸＹ平面に対して略垂直なＺ軸回りに回転可能なステージを備え、試料の検査領域に設けられたパターンの欠陥を検査する検査装置であって、
前記Ｘ方向または前記Ｙ方向に対する前記試料の回転方向における位置ずれ量が第１の許容値以下であるか否かを確認するラフアライメントを実施するラフアライメント部と、
前記位置ずれ量を前記第１の許容値より小さい第２の許容値以下になるように補正するファインアライメントを実施するファインアライメント部と、を備え、
前記ラフアライメント部は、
前記ラフアライメントに用いるパターンとして予め設定された前記試料の検査領域上の第１パターンの光学画像を取得し、
前記第１パターンの光学画像が取得されたときの前記ステージの位置から、前記ステージを前記Ｘ方向または前記Ｙ方向に予め決められた移動量で移動させ、
前記ステージを前記移動量で移動させたときに、前記ラフアライメントに用いるパターンとして予め設定され、且つ、前記第１パターンに対して前記Ｘ方向または前記Ｙ方向に離間して配置された前記検査領域上の第２パターンの光学画像が取得された場合に、前記位置ずれ量が前記第１の許容値以下であると認定し、一方、前記第２パターンの光学画像が取得されなかった場合に、前記位置ずれ量が前記第１の許容値より大きいと認定し、
前記ファインアライメント部は、
前記ラフアライメントによって前記位置ずれ量が前記第１の許容値以下であることが確認された場合に、前記試料の光学画像の前記検査領域上において前記Ｘ方向または前記Ｙ方向に沿った四辺で構成される矩形枠の異なる複数の角部上に位置し、前記ファインアライメントに用いられる複数の第３パターンの光学画像を取得し、
前記取得された複数の第３パターンの光学画像に基づいて前記位置ずれ量を検出し、
前記検出された位置ずれ量が前記第２の許容値以下になるまで前記ステージを回転させる。

本発明によれば、特定パターンを要しないアライメントを可能とすることで、アライメントの汎用性を向上させることができる。

第１の実施形態によるパターン検査装置を示す図である。 第１の実施形態によるパターン検査方法を示すフローチャートである。 第１の実施形態によるパターン検査方法を示す斜視図である。 第１の実施形態によるパターン検査方法において、ラフアライメントパターンの一例を示す平面図である。 第１の実施形態によるパターン検査方法において、ファインアライメントパターンを含む矩形枠の角部上の４つのアライメントパターンの取得工程を示す平面図である。 第１の実施形態によるパターン検査方法において、４つのアライメントパターンを取得できない例を示す平面図である。 第１の実施形態によるパターン検査方法において、最大矩形枠の角部上の４つのアライメントパターンの取得工程を示す平面図である。 図５に続く第１の実施形態によるパターン検査方法において、ラフアライメント工程を示す平面図である。 図８に続く第１の実施形態によるパターン検査方法において、ファインアライメントにおけるファインアライメントパターンのずれ量の測定工程を示す平面図である。 図９に続く第１の実施形態によるパターン検査方法において、ファインアライメントにおけるＸＹθテーブルの回転工程を示す平面図である。 第２の実施形態によるパターン検査方法を示す平面図である。 第３の実施形態によるパターン検査方法を示すフローチャートである。 第３の実施形態によるパターン検査方法を示す平面図である。

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。実施形態は、本発明を限定するものではない。また、実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明に係る検査装置の一例として、第１の実施形態によるパターン検査装置１を示す図である。図１のパターン検査装置１は、例えば、Ｄ−ＤＢ（Die to Database）検査によって試料の一例であるリソグラフィー用マスク２に形成されたパターンの欠陥を検査するために用いることができる。

図１に示すように、パターン検査装置１は、光の進行方向順に、光源３と、偏光ビームスプリッタ４と、対物レンズ５と、ステージの一例であるＸＹθテーブル６と、結像用レンズ７と、フォトダイオードアレイ８とを備える。なお、偏光ビームスプリッタ４とＸＹθテーブル６との間に、光の偏光方向を変化させる波長板を設けてもよい。

光源３は、偏光ビームスプリッタ４に向けてレーザ光を出射する。偏光ビームスプリッタ４は、光源３からの光を対物レンズ５に向けて反射する。対物レンズ５は、偏光ビームスプリッタ４で反射された光をＸＹθテーブル６に向けて照射する。

ＸＹθテーブル６は、試料（マスク）２を載置可能なＸＹ平面６ａを有する。ＸＹθテーブル６は、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＸＹ平面６ａに対し垂直方向（Ｚ方向）に移動可能であり、かつＸＹ平面６ａに対して垂直なＺ軸回り（回転方向）に回転可能である。以下、ＸＹθテーブル６の回転方向をθ方向と呼ぶこともある。また、Ｚ軸をθ軸と呼ぶこともある。

ＸＹθテーブル６に載置されたマスク２は、対物レンズ５から照射された光を反射する。このマスク２の反射光によって、マスク２が照明される。マスク２の反射光は、対物レンズ５および偏向ビームスプリッタ４を透過した後、結像用レンズ７に入射する。結像用レンズ７は、入射したマスク２の反射光を、マスク２の光学画像としてフォトダイオードアレイ８に結像させる。フォトダイオードアレイ８は、マスク２の光学画像を撮像し光電変換する。光電変換されたマスク２の電気信号はセンサ回路１９に送られＡ／Ｄ変換された後に画像データを比較回路２５に送られる。取得した画像データに基づいて、マスク２に形成されたパターンの欠陥が検査される。

また、図１に示すように、パターン検査装置１は、オートローダ９と、Ｘ軸モータ１０Ａ、Ｙ軸モータ１０Ｂおよびθ軸モータ１０Ｃと、レーザ測長システム１１と、Ｚセンサ１２と、フォーカス機構１３と、を備える。

オートローダ９は、ＸＹθテーブル６上にマスク２を自動搬送する。Ｘ軸モータ１０Ａ、Ｙ軸モータ１０Ｂおよびθ軸モータ１０Ｃは、それぞれ、ＸＹθテーブル６をＸ方向、Ｙ方向およびθ方向に移動させる。ＸＹθテーブル６を移動させることで、ＸＹθテーブル６上のマスク２に対して光源３の光がスキャンされる。レーザ測長システム１１は、ＸＹθテーブル６のＸ方向およびＹ方向の位置を検出する。

Ｚセンサ１２は、パターン側のマスク２の表面であるマスク面の高さすなわちＺ方向の位置を検出する。Ｚセンサ１２は、例えば、マスク面に光を照射する投光器と、照射された光を受光する受光器とを備えていてもよい。

フォーカス機構１３は、対物レンズ５の焦点をマスク面に合わせるフォーカス合わせを行う。フォーカス合わせは、例えば、Ｚセンサ１２で検出されたマスク面の高さに応じた移動量でＸＹθテーブル６をＺ方向に移動させることで行う。

また、図１に示すように、パターン検査装置１は、バス１４に接続された各種の回路を備える。具体的には、パターン検査装置１は、オートローダ制御回路１５と、テーブル制御回路１７と、オートフォーカス制御回路１８とを備える。また、パターン検査装置１は、位置検出回路２２と、展開回路２３と、参照回路２４と、比較回路２５とを備える。また、パターン検査装置１は、センサ回路１９を備えており、このセンサ回路１９は、フォトダイオードアレイ８と比較回路２５との間に接続されている。

オートローダ制御回路１５は、オートローダ９を制御することで、ＸＹθテーブル６上にマスク２を自動搬送する。

テーブル制御回路１７は、パターンの欠陥を検査すべきマスク２の検査領域２０１（図３参照）を複数の短冊状に仮想的に分割したストライプ２０２に沿って検査領域２０１に光源３からの光をスキャンする制御を行う。具体的には、テーブル制御回路１７は、ストライプ２０２に沿って検査領域２０１に光源３からの光がスキャンされるように、モータ１０Ａ〜１０Ｃを駆動制御してＸＹθテーブル６を移動させる。

オートフォーカス制御回路１８は、Ｚセンサ１２で検出されたマスク面の高さに応じてフォーカス機構１３を制御することで、光源３の光を自動的にマスク面に合焦させる。

センサ回路１９は、フォトダイオードアレイ８で光電変換された電気信号を取り込み、取り込まれた電気信号をＡ／Ｄ変換する。そして、センサ回路１９は、Ａ／Ｄ変換した光学画像データを参照回路２４および比較回路２５に出力する。センサ回路１９は、例えば、ＴＤＩ(Time Delay Integration)センサの回路であってもよい。ＴＤＩセンサを用いることで、パターンを高精度に撮像できる。

レーザ測長システム１１は、ＸＹθテーブル６の移動位置を検出し、検出された移動位置を位置検出回路２２に出力する。位置検出回路２２は、レーザ測長システム１１から入力された移動位置に基づいて、ＸＹθテーブル６上でのマスク２の位置を検出する。そして、位置検出回路２２は、検出されたマスク２の位置を比較回路２５に出力する。

展開回路２３は、後述する磁気ディスク装置３１に収集された設計データを、磁気ディスク装置３１から読み出し、読み出された設計データを２値または多値の参照画像データに変換する。そして、展開回路２３は、変換された参照画像データを参照回路２４に出力する。

参照回路２４は、展開回路２３から入力された参照画像データに適切なフィルタ処理を行うことで、マスク２の欠陥検査に用いる参照画像を生成する。そして、参照回路２４は、生成された参照画像を比較回路２５に出力する。

比較回路２５は、センサ回路１９から入力されたマスク２の光学画像と、参照回路２４から入力された参照画像との比較に基づいて、マスク２に形成されたパターンの欠陥を検査する。例えば、比較回路２５は、位置検出回路２２から入力された位置情報を用いながら、光学画像のパターンの各位置の線幅を測定し、測定された光学画像のパターンと、参照回路２４から入力された参照画像のパターンについて、両パターンの線幅や階調値（明るさ）を比較する。そして、比較回路２５は、例えば、光学画像のパターンの線幅と、参照画像のパターンの線幅との誤差をパターンの欠陥として検出する。

上記構成以外にも、図１に示すように、パターン検査装置１は、制御計算機３０と、磁気ディスク装置３１と、ＣＲＴ３４と、プリンタ３５とを備える。これらの構成部３０〜３５は、いずれもバス１４に接続されている。

制御計算機３０は、バス１４に接続された各構成部に対して、欠陥検査に関連する各種の制御や処理を実行する。磁気ディスク装置３１は、マスク２の設計データを記憶する。ＣＲＴ３４は、欠陥検査に関連する各種の画像を表示する。プリンタ３５は、欠陥検査に関連する各種の情報を印刷する。

制御計算機３０は、後に詳述するように、マスク２上の検査領域２０１に形成されたラフアライメントに用いられる第１パターンおよび第２パターンの画像データをセンサ回路１９から取得する。

以下、ラフアライメントに用いられる第１パターンのことを、第１のラフアライメントパターンと呼ぶ。また、ラフアライメントに用いられる第２パターンのことを、第２のラフアライメントパターンと呼ぶ。

ここで、ラフアライメントとは、ストライプ２０２の長手方向に沿って移動するＸＹθテーブル６の移動方向（Ｘ軸方向）またはストライプ２０２の短手方向に沿って移動するＸＹθテーブル６の移動方向（Ｙ軸方向）に対するＸＹθテーブル６上のマスク２の回転方向（すなわち、θ方向）における位置ずれ量が第１の許容値以下であるか否かを確認する処理である。

言い換えれば、ＸＹθテーブル６の移動方向（Ｘ軸方向またはＹ軸方向）に対するマスク２の回転方向における位置ずれ量は、ＸＹθテーブル６に対するマスク２の配置の位置ずれ量、すなわち、ストライプ２０２に沿ったＸＹθテーブル６の移動方向に対するストライプ２０２に沿ったマスク２の端辺の傾きである。

ここで、Ｘ軸方向またはＹ軸方向に対するマスク２の回転方向における位置ずれ量が大き過ぎる場合には、後述するファインアライメントのためのアライメント量が過大となって、ファインアライメントの所要時間が長くなる虞がある。そこで、ファインアライメントの所要時間が長くならないようにするため、ファインアライメントの前にラフアライメントを行う。つまりラフアライメントは、予め、Ｘ軸方向またはＹ軸方向に対するマスク２の回転方向における位置ずれ量が大き過ぎないことを事前に確認する。ファインアライメントとは異なり、ラフアライメントでは、位置ずれを補正する処理は行わない。位置ずれが第１の許容値より大きい場合には、エラーとしてラフアライメント処理／欠陥検査を中止する。

より詳しくは、ラフアライメントにおいて、先ず、制御計算機３０は、予めマスク２の検査領域上に設定された第１のラフアライメントパターンの光学画像を取得する。

次いで、制御計算機３０は、第１のラフアライメントパターンの光学画像が取得されたときのＸＹθテーブル６の位置から、ＸＹθテーブル６をＸ方向またはＹ方向に予め決められた移動量（ベクトル）で移動させる。この移動量は、第１のラフアライメントパターンの光学画像から後述する第２のラフアライメントパターンの光学画像までの距離に相当する移動量である。この移動量は、ラフアライメントに用いるパターンとして第１のラフアライメントパターンと第２のラフアライメントパターンとを設定したときに既知となった移動量である。

次いで、制御計算機３０は、予め決められた移動量でＸＹθテーブル６を移動させたときに、ラフアライメントに用いるパターンとして予め設定され、且つ、第１のラフアライメントパターンに対してＸ方向またはＹ方向に離間して配置された検査領域上の第２のラフアライメントパターンの光学画像が取得された場合に、位置ずれ量が第１の許容値以下であると認定する。

一方、制御計算機３０は、予め決められた移動量でＸＹθテーブル６を移動させたときに、第２のラフアライメントパターンの光学画像が取得されなかった場合に、位置ずれ量が第１の許容値より大きいと認定する。

ラフアライメントのより具体的な例については、後述のパターン検査方法において説明する。

第１の実施形態において、ラフアライメントに用いられる第１のラフアライメントパターンおよび第２のラフアライメントパターンは、マスク２のパターンのうち、他のパターンとの区別が可能なパターンとしてユーザが設定した一意の２つのパターンである。一例として、第１のラフアライメントパターンおよび第２のラフアライメントパターンは、図４に示すように、Ｘ軸方向に互いに離間し、かつ、Ｙ軸方向における座標がほぼ一致した一組のパターンである。このような第１の実施形態における第１のラフアライメントパターンおよび第２のラフアライメントパターンは、ユーザが、マスク２の設計データに基づき、キーボード等で第１のラフアライメントパターンおよび第２のラフアライメントパターンのそれぞれの特定点の位置座標情報を入力することで制御計算機３０に予め設定される。

第１のラフアライメントパターンおよび第２のラフアライメントパターンの設定操作は、例えば、制御計算機３０の表示機能（例えば、モニタＣＲＴ３４）を通じて表示されたマスク２の設計データ上のパターンから、ユーザが制御計算機３０の入力機能（例えば、キーボードやポインティングデバイスなどのマンマシンインターフェース）を用いて第１のラフアライメントパターンおよび第２のラフアライメントパターンの座標を指定することによって行なわれる。より具体的には、制御計算機３０と磁気ディスク装置３１との間には、パターン検査装置１の実行プログラムとは別のプログラムで動作する外部計算機２００が接続されている。外部計算機２００に、制御計算機３０から第１のラフアライメントパターンおよび第２のラフアライメントパターンの座標が入力される。外部計算機２００は、制御計算機３０から座標が入力された第１のラフアライメントパターンおよび第２のラフアライメントパターンを設定する。すなわち、外部計算機２００は、制御計算機３０から入力された第１のラフアライメントパターンおよび第２のラフアライメントパターンの座標をパターン検査装置１に送り、制御計算機３０に、パターン検査装置１からの第１のラフアライメントパターンおよび第２のラフアライメントパターンの画像データの取得を指示する。パターン検査装置１で取得された第１のラフアライメントパターンおよび第２のラフアライメントパターンの画像データは、制御計算機３０に取り込まれる。

このようにして、制御計算機３０は、マスク２の設計データに基づいて設定された第１のラフアライメントパターンおよび第２のラフアライメントパターンの画像データを取得して既述したラフアライメントを実施することができる。

また、制御計算機３０は、ラフアライメントによってＸ軸方向またはＹ軸方向に対するマスク２の回転方向における位置ずれが第１の許容値以下であることが確認された場合に、ファインアライメントに用いられるパターンの光学画像を取得する。

以下、ファインアライメントに用いられるパターンのことを、ファインアライメントパターンと呼ぶ。 ここで、ファインアライメントとは、Ｘ軸方向またはＹ軸方向に対するマスク２の回転方向における位置ずれを補正する処理である。より具体的には、ファインアライメントとは、レーザ測長システム１１で測定されたＸ軸方向またはＹ軸方向に対するマスク２の回転方向における位置ずれ量が第１の許容値より小さい第２の許容値以下になるまでＸＹθテーブル６を回転させる処理である。

ファインアライメントに用いられるファインアライメントパターンは、マスク２の光学画像上の検査領域２０１においてＸ方向またはＹ方向に沿った四辺で構成される仮想的な矩形枠（図８の符号ｆ参照）の異なる複数の角部上に位置する位置関係を有するパターン（図８の符号ＰＰ１、ＰＰ２参照）である。

第１の実施形態において、制御計算機３０は、ファインアライメントパターンの光学画像の取得にあたり、先ず、マスク２の設計データ上において、Ｘ方向またはＹ方向に沿った四辺で構成される仮想的な矩形枠の異なる角部上に位置する位置関係を有する複数のパターンを、複数のファインアライメントパターンとして取得する。そして、制御計算機３０は、取得されたファインアライメントパターンの特定点についての第１のラフアライメントパターンの特定点の座標を基準とした相対座標を登録する。

矩形枠は、Ｘ方向に平行な辺と、Ｙ方向に平行な辺とを有する正方形または長方形である。

制御計算機３０は、矩形枠の４つの角部のうち、Ｘ方向に離れた２つの角部に位置する２つのパターンを、ファインアライメントパターンとして取得し、ファインアライメントパターンに対してＹ方向に離れた残りの２つの角部に位置する２つのパターンを、マスク２の光学画像の伸縮率を調整するためのアライメントマークとして取得してもよい。

そして、制御計算機３０は、ファインアライメントパターンの登録座標に基づいて、テーブル制御回路１７に、ファインアライメントパターンが光源３の光路上に位置するまでＸＹθテーブル６を移動させる。これに前後して、制御計算機３０は、オートフォーカス制御回路１８にファインアライメントパターンを撮像するためのオートフォーカスを実行させる。そして、制御計算機３０は、ファインアライメントパターンを撮像した光学画像をセンサ回路１９から取得する。

このようにして、制御計算機３０は、矩形枠の異なる角部上に位置する複数のファインアライメントパターンの光学画像を取得することができる。

また、制御計算機３０は、取得された複数のファインアライメントパターンの光学画像に基づいて、Ｘ軸方向またはＹ軸方向に対するマスク２の回転方向における位置ずれ量を検出する。そして、制御計算機３０は、検出された位置ずれ量が第１の許容値より小さい第２の許容位置以下となるまでθ方向にＸＹθテーブル６を回転させることで、マスク２の光学画像上でファインアライメントを実施する。

このような構成を有する制御計算機３０によれば、ユーザによって設定された一意の第１のラフアライメントパターンおよび第２のラフアライメントパターンに基づいてラフアライメントを実施し、Ｘ方向およびＹ方向に沿った仮想的な矩形枠の異なる角部上に位置するファインアライメントパターンに基づいてファインアライメントを実施することができる。

これにより、例えば、Ｘ方向に離れた矩形枠の２つの角部上に位置する２つのファインアライメントパターンの位置関係に基づいて、Ｘ方向に対するマスク２の回転方向における位置ずれを検出することができる。この結果、自動アライメントに特化した特定パターン（例えば、十字形状のパターン）が形成されていないマスク２に対して適切に自動アライメントを行うことができる。また、例えば、２つのファインアライメントパターンに対してＹ方向に離れた矩形枠の残りの２つの角部上に位置する２つのアライメントポイントを用いて、適切にマスク２の光学画像の伸縮率を調整することができる。

以上述べたように、第１の実施形態のパターン検査装置１によれば、ユーザが設定した一意の第１のラフアライメントパターンおよび第２のラフアライメントパターンを用いたラフアライメントによって、Ｘ軸方向またはＹ軸方向に対するマスク２の回転方向における位置ずれ量が第１の許容値以下であるか否かを確認することができる。そして、位置ずれが第１の許容値以下であることが確認された場合に、Ｘ方向またはＹ方向に沿った四辺で構成された矩形枠の角部上に位置するファインアライメントパターンを用いたファインアライメントによって、第１の許容値より小さい第２の許容値以下となるようにＸ軸方向またはＹ軸方向に対するマスク２の回転方向における位置ずれを補正することができる。これにより、特定パターンを要することなく適切に自動アライメントを行うことができるので、自動アライメントの汎用性を向上させることができる。

（パターン検査方法）
次に、図１のパターン検査装置１を適用した第１の実施形態のパターン検査方法について説明する。図２は、第１の実施形態によるパターン検査方法を示すフローチャートである。図２のフローチャートは、必要に応じて繰り返される。図３は、第１の実施形態によるパターン検査方法を示す斜視図である。図３に示すように、マスク２上の検査領域２０１は、短冊状の複数のストライプ２０２に仮想的に分割されている。フォトダイオードアレイ８は、ＸＹθテーブル６の移動にともなって、マスク２をストライプ２０２毎に撮像する。このとき、図３の破線矢印に示す方向に各ストライプ２０２が連続的にスキャンされるように、テーブル制御回路１７はＸＹθテーブル６の動作を制御する。ＸＹθテーブル６を移動させながら、フォトダイオードアレイ８で撮像された光学画像に基づいてストライプ２０２上のパターンの欠陥を検査する。

欠陥の検査にあたり、制御計算機３０は、オートローダ９によってＸＹθテーブル６上にロードされたマスク２を自動アライメントする。

図４は、第１の実施形態によるパターン検査方法において、マスク２の設計データＤ上の第１のラフアライメントパターンＰ１および第２のラフアライメントパターンＰ２の一例を示す平面図である。具体的には、先ず、図２および図４に示すように、制御計算機３０は、パターン検査装置１のプログラムとは別のプログラムを実行することによって予めマスク２の設計データ２Ｄ上に設定された第１のラフアライメントパターンＰ１および第２のラフアライメントパターンＰ２の座標を取得する（ステップＳ１）。ラフアライメントパターンＰ１、Ｐ２の設定には、図１に示す外部計算機２００を用いることができる。

図４には、Ｘ方向に間隔を空けて設けられた第１のラフアライメントパターンＰ１と第２のラフアライメントパターンＰ２とが例示されている。ラフアライメントパターンＰ１、Ｐ２は、マスク２の検査領域２０１に設けられたパターンのうち、ユーザが他のパターンと区別し得る一意のパターンとして設定したものである。

ラフアライメントパターンＰ１、Ｐ２の座標は、例えば、設計データ２Ｄを解析するレイアウトアナライザによって自動的に解析されて取得される。２つのラフアライメントパターンＰ１、Ｐ２は、互いのＹ方向の座標の差分が小さいことが好ましく、Ｙ方向の座標が一致していることがより好ましい。なお、図４の例においては、図４の横方向がＸ方向、縦方向がＹ方向であるが、横方向がＹ方向、縦方向がＸ方向であってもよい。

図５は、第１の実施形態によるパターン検査方法において、ファインアライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２を含む矩形枠ｆの角部上の４つのアライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２、Ｐ３、Ｐ４の取得工程を示す平面図である。ラフアライメントパターンＰ１、Ｐ２の座標を取得した後、図２および図５に示すように、制御計算機３０は、マスク２の設計データ２Ｄ上においてＸ方向またはＹ方向に沿った四辺で構成された矩形枠ｆの異なる角部上に位置する位置関係を有する４つのアライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２、Ｐ３、Ｐ４の特定の座標（アライメントポイント）を取得する（ステップＳ２）。４つのアライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２、Ｐ３、Ｐ４のうち、Ｘ方向に離れた２つのアライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２は、ファインアライメントに用いるファインアライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２である。ファインアライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２に対してＹ方向に離れた残りの２つのアライメントパターンＰ３、Ｐ４は、マスク２の光学画像の伸縮率調整に用いるアライメントパターンＰ３、Ｐ４である。

また、制御計算機３０は、取得された４つのアライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２、Ｐ３、Ｐ４のそれぞれについての第１のラフアライメントパターンＰ１の座標を基準とした相対座標を登録する（ステップＳ２）。

具体的には、図５の例において、制御計算機３０は、マスク２の設計データ２Ｄに対して、第１のラフアライメントパターンＰ１の図５における左下端の特定の座標を第１のラフアライメントパターンＰ１の座標点（０,０）に設定したうえで、−Ｙ方向および−Ｘ方向に向かって座標点（０,０）から一定距離内に存在する第１のファインアライメントパターンＰＰ１を検索する。このように、第１のラフアライメントパターンから一定距離内に存在する第１のファインアライメントパターンＰＰ１を検索することで、第１のファインアライメントパターンＰＰ１を迅速に検索することができ、ひいては、自動アライメントを迅速に行うことができる。

第１のファインアライメントパターンの検索の際に、制御計算機３０は、例えば、図５に示すように、予め設定された検査領域２０１の左下隅の一定範囲の領域Ａ１を検索領域として第１のファインアライメントパターンＰＰ１を検索する。

第１のファインアライメントパターンＰＰ１が検索されると、制御計算機３０は、第１のラフアライメントパターンＰ１の座標点（０,０）を基準とした第１のファインアライメントパターンＰＰ１の相対座標（Ｘ１、Ｙ１）を登録する。

第１のファインアライメントパターンＰＰ１の相対座標（Ｘ１、Ｙ１）を登録した後、制御計算機３０は、＋Ｘ方向に向かって第１のファインアライメントパターンＰＰ１とＹ座標が一致する第２のファインアライメントパターンＰＰ２を検索する。このとき、制御計算機３０は、例えば、図５に示すように、予め設定された検査領域２０１の右下隅の一定範囲の領域Ａ２を検索領域として第２のファインアライメントパターンＰＰ２を検索する。

第２のファインアライメントパターンＰＰ２が検索されると、制御計算機３０は、第１のラフアライメントパターンＰ１の座標点（０,０）を基準とした第２のファインアライメントパターンＰＰ２の相対座標（Ｘ２、Ｙ１）を登録する。

第２のファインアライメントパターンＰＰ２の相対座標（Ｘ２、Ｙ１）を登録した後、制御計算機３０は、＋Ｙ方向に向かって第２のファインアライメントパターンＰＰ２とＸ座標が一致する第３のアライメントパターンＰ３を検索する。このとき、制御計算機３０は、例えば、図５に示すように、予め設定された検査領域２０１の右上隅の一定範囲の領域Ａ３を検索領域として第３のアライメントパターンＰ３を検索する。

第３のアライメントパターンＰ３が検索されると、制御計算機３０は、第１のラフアライメントパターンＰ１の座標点（０,０）を基準とした第３のアライメントパターンＰ３の相対座標（Ｘ２、Ｙ２）を登録する。

第３のアライメントパターンＰ３の相対座標（Ｘ２、Ｙ２）を登録した後、制御計算機３０は、‐Ｘ方向に向かって第３のアライメントパターンＰ３とＹ座標が一致し、第１のファインアライメントパターンＰＰ１とＸ座標が一致する第４のアライメントパターンＰ４を検索する。このとき、制御計算機３０は、例えば、図５に示すように、予め設定された検査領域２０１の左上隅の一定範囲の領域Ａ４を検索領域として第４のアライメントパターンＰ４を検索する。
第４のアライメントパターンＰ４が検索されると、制御計算機３０は、第１のラフアライメントパターンＰ１の座標点（０,０）を基準とした第４のアライメントパターンＰ４の相対座標（Ｘ１、Ｙ２）を登録する。

以上のようにして、マスク２の設計データ２Ｄ上において矩形枠ｆの角部上に位置する位置関係を有する４つのアライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２、Ｐ３、Ｐ４が取得される。

図６は、第１の実施形態によるパターン検査方法において、４つのアライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２、Ｐ３、Ｐ４を取得できない例を示す平面図である。

図５の例では、４つのアライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２、Ｐ３、Ｐ４を取得できた。これに対して、図６に示すように、設計データ２Ｄによっては、図５に示したように矩形枠ｆの角部に位置するように４つのアライメントパターンが配置されていないため、４つのアライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２、Ｐ３、Ｐ４を取得できない場合もある。この場合は、検査をエラー停止するか、または、検査領域２０１内に従前と同様の特定パターンがある場合に、特定パターンを用いたアライメントに切り替える。

図７は、第１の実施形態によるパターン検査方法において、最大矩形枠ｆ１上の４つのアライメントパターンＰＰ１＿１、ＰＰ２＿１、Ｐ３＿１、Ｐ４＿１の取得工程を示す平面図である。図５の例では、矩形枠ｆ上に位置する４つのアライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２、Ｐ３、Ｐ４として、一組みのアライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２、Ｐ３、Ｐ４が取得された。

これに対して、図７に示すように、設計データ２Ｄによっては、複数の矩形枠ｆ１〜ｆ３のそれぞれの角部上に位置する複数組の４つのアライメントパターンが取得される場合もある。この場合は、複数の矩形枠ｆ１〜ｆ３のうち最も検査領域２０１の外側まで広がる最大矩形枠ｆ１の角部上に位置する４つのアライメントパターンＰＰ１＿１、ＰＰ２＿１、Ｐ３＿１、Ｐ４＿１を取得して、ファインアライメントまたは伸縮率の調整に用いればよい。このように、複数の矩形枠ｆ１〜ｆ３のうちマスク２の最も外側に位置する矩形枠ｆ１の角部上に位置するファインアライメントパターンＰＰ１＿１、ＰＰ２＿１をファインアライメントに用いることで、ファインアライメントにおける後述するθ調整の精度を向上させることができる。

図８は、図５に続く第１の実施形態によるパターン検査方法において、ラフアライメント工程を示す平面図である。４つのアライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２、Ｐ３、Ｐ４が取得された後、制御計算機３０は、取得されたラフアライメントパターンＰ１、Ｐ２に基づいて、マスク２の光学画像２Ｉ上でラフアライメントを実施する（ステップＳ３、Ｓ４）。

具体的には、図２および図８に示すように、ラフアライメントにおいて、先ず、制御計算機３０は、第１のラフアライメントパターンＰ１の光学画像を、パターン検査装置１の最高倍率である検査分解能によって取得する（ステップＳ３）。

図８の例において、制御計算機３０は、テーブル制御回路１７に第１のラフアライメントパターンＰ１が光源３の光路上に位置するまでＸＹθテーブル６を移動させ、これに前後して、オートフォーカス制御回路１８にマスク２を検査分解能で撮像するためのオートフォーカスを実行させたうえでマスク２を撮像する。

これにより、図８のビューＶで囲まれる撮像範囲を有する検査分解能の第１のラフアライメントパターンＰ１の光学画像が取得される。
第１のラフアライメントパターンＰ１の光学画像が取得された後、制御計算機３０は、テーブル制御回路１７にビューＶが＋Ｘ方向に移動するようにＸＹθテーブル６を‐Ｘ方向に移動させる。このときのＸＹθテーブル６の移動量は、マスク２の設計データ２Ｄ上におけるラフアライメントパターンＰ１、Ｐ２間の距離に相当する移動量である。

そして、制御計算機３０は、第１のラフアライメントパターンＰ１から＋Ｘ方向へのビューＶの移動後の光学画像内に第２のラフアライメントパターンＰ２が存在するか否かを判定する（ステップＳ４）。

第２のラフアライメントパターンＰ２が存在する場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、ラフアライメントは成功となり、これによって、Ｘ軸方向に対するマスク２の回転方向における位置ずれ量が第１の許容値以下であることが確認される。図８の例において、第１の許容値は、＋Ｘ方向への移動後のビューＶ内に、設計データ２Ｄ上において第１のラフアライメントパターンＰ１と同一のＹ座標をとる第２のラフアライメントパターンＰ２を検出できる程度の位置ずれとなる。

一方、第２のラフアライメントパターンＰ２が存在しない場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、ラフアライメントは失敗となり、これによって、Ｘ軸方向に対するＸＹθテーブル６の回転方向におけるマスク２の位置ずれが第１の許容値より大きいことが確認される。

ここで、図８に示すように、自動アライメント前のマスク２の光学画像２Ｉは、ＸＹθテーブル６上におけるθ方向またはＺ方向へのマスク２の傾きや位置ずれに起因して、Ｘ方向およびＹ方向に対して傾きや歪みを有する光学画像２Ｉとなっている。もし、このような傾きや歪を有する光学画像２Ｉをそのまま用いてパターンの欠陥を検査する場合、欠陥を適切に検査することは困難である。

これに対して、図８のラフアライメントによれば、Ｘ軸方向に対するマスク２の回転方向における位置ずれ量が第１の許容値以下であるか否かを確認することができるので、θ方向への傾きが大きい光学画像２Ｉを用いたパターンの欠陥検査の実行を未然に回避することができる。なお、図８の例では、ラフアライメントに用いる２つのパターンとして、Ｘ軸方向に離れて配置された第１のラフアライメントパターンＰ１と第２のラフアライメントパターンＰ２とを設定しているが、ラフアライメントに用いる２つのパターンとして、Ｙ軸方向に離れて配置された２つのパターンを設定してもよい。このようにＹ軸方向に離れて配置された２つのパターンを用いたラフアライメントを行う場合、Ｙ軸方向に対するマスク２の回転方向における位置ずれ量が第１の許容値以下であるか否かを確認することができる。

図９は、図８に続く第１の実施形態によるパターン検査方法において、ファインアライメントにおけるファインアライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２の位置ずれＤの測定工程を示す平面図である。

ラフアライメントによってＸ軸方向に対するマスク２の回転方向における位置ずれ量が第１の許容値以下であることが確認された場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、制御計算機３０は、取得されたファインアライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２に基づいて、マスク２の光学画像２Ｉ上でファインアライメントを実施する（ステップＳ５〜ステップＳ１０）。

一方、ラフアライメントによってＸ軸方向に対するマスク２の回転方向における位置ずれ量が第１の許容値より大きいことが確認された場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、制御計算機３０は、エラー処理を行う（ステップＳ１５）。エラー処理は、例えば、マスク２の再ロードである。

ファインアライメントにおいて、先ず、制御計算機３０は、ファインアライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２の光学画像を検査分解能で取得する（ステップＳ５）。ラフアライメントパターンＰ１、Ｐ２の取得のときと同様に、例えば、制御計算機３０は、図９に示すように、ビューＶで囲まれた範囲のファインアライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２の光学画像を順次取得する。

ファインアライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２の光学画像を取得した後、制御計算機３０は、図２および図９に示すように、取得されたファインアライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２の光学画像に基づいて、レーザ測長システム１１で測定されたＸ軸方向に対するマスク２の回転方向における位置ずれ量Ｄを検出する（ステップＳ６）。位置ずれ量Ｄは、例えば、２つのファインアライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２のＹ座標の差分として算出される。位置ずれ量Ｄの単位は、例えば、ピクセルである。

図１０は、図９に続く第１の実施形態によるパターン検査方法において、ファインアライメントにおけるＸＹθテーブル６の回転工程を示す平面図である。位置ずれ量Ｄを検出した後、制御計算機３０は、図２および図１０に示すように、位置ずれ量Ｄが第２の許容値以下になるようにＸＹθテーブル６をθ方向に回転させるθ調整を行う（ステップＳ７）。

θ調整を行った後、図２に示すように、制御計算機３０は、θ調整後の位置ずれ量Ｄが第２の許容値以下となったか否かを判定する（ステップＳ８）。
位置ずれ量Ｄが第２の許容値以下となった場合（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、制御計算機３０は、マスク２の光学画像２Ｉの伸縮率を調整するための処理に移行する（ステップＳ１２〜ステップＳ１４）。

一方、位置ずれ量Ｄが第２の許容値以下となっていない場合（ステップＳ８：Ｎｏ）、制御計算機３０は、位置ずれ量Ｄの検出回数が規定検出回数を超えたか否かを判定する（ステップＳ９）。

規定検出回数を超えた場合（ステップＳ９：Ｙｅｓ）、処理を終了する。一方、規定検出回数を超えていない場合（ステップＳ９：Ｎｏ）、制御計算機３０は、ファインアライメントをリトライする。具体的には、制御計算機３０は、θ調整前の第１のラフアライメントパターンＰ１の座標をθ調整で回転変位させた座標にビューＶを移動させることで、第１のラフアライメントパターンＰ１の光学画像を再取得する（ステップＳ１０）。

第１のラフアライメントパターンＰ１の光学画像を再取得した後、制御計算機３０は、θ調整前のファインアライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２の座標をθ調整で回転変位させた座標にビューＶを移動させることで、ファインアライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２の光学画像を再取得する（ステップＳ１１）。 ファインアライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２の光学画像を再取得した後、制御計算機３０は、再取得されたファインアライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２の光学画像に基づいて、ステップＳ６以降の処理を繰り返す。

マスク２の光学画像２Ｉの伸縮率を調整するための処理（ステップＳ１２〜ステップＳ１４）において、先ず、制御計算機３０は、ＸＹθテーブル６を‐Ｙ方向に移動させてビューＶを第３のアライメントパターンＰ３上に移動させることで、第３のアライメントパターンＰ３を検出する。そして、制御計算機３０は、検出された第３のアライメントパターンＰ３の座標を登録する（ステップＳ１２）。

第３のアライメントパターンＰ３の座標を登録した後、制御計算機３０は、ＸＹθテーブル６を＋Ｘ方向に移動させてビューＶを第４のアライメントパターンＰ４上に移動させることで、第４のアライメントパターンＰ４を検出する。そして、制御計算機３０は、検出された第４のアライメントパターンＰ４の座標を登録する（ステップＳ１３）。

第４のアライメントパターンＰ４の座標を登録した後、制御計算機３０は、θ調整後のアライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２、Ｐ３、Ｐ４の座標に基づいて、マスク２の光学画像２Ｉが長方形または正方形になるように光学画像２Ｉの伸縮率を調整する（ステップＳ１４）。このようにして傾きおよび歪が補正された光学画像を用いてパターンの欠陥を検査することで、検査を正確に行うことができる。

なお、制御計算機３０は、既述したファインアライメントのリトライを行う場合、再取得された第１のラフアライメントパターンＰ１の光学画像の座標からの予め登録された相対座標に基づく相対移動によってファインアライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２の光学画像を再取得してもよい。これにより、ＸＹθテーブル６の回転によってラフアライメントパターンＰ１およびファインアライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２の位置が変化した場合であっても、ファインアライメントのリトライを簡便かつ適切に行うことができる。

以上述べたように、第１の実施形態によれば、ユーザが設定した一意のラフアライメントパターンを用いたラフアライメントと、矩形枠の角部上に位置するファインアライメントパターンを用いたファインアライメントとを行うことで、特定パターンを要することなく適切に自動アライメントを行うことができる。これにより、自動アライメントの汎用性を向上させることができる。

（第２の実施形態）
次に、マスク２の端部をラフアライメントパターンＰ１、Ｐ２とする第２の実施形態について説明する。図１１は、第２の実施形態によるパターン検査方法を示す平面図である。

第１の実施形態では、ユーザが一意のパターンとして設定した検査領域２０１内のラフアライメントパターンＰ１、Ｐ２を用いて自動アライメントを行っていた。

これに対して、第２の実施形態では、図１１に示すように、設計データ２Ｄ上において、マスク２の図１１における左下端を第１のラフアライメントパターンＰ１に設定し、右下端を第２のラフアライメントパターンＰ２に設定する。その他の構成および作用は第１の実施形態と同様であるので詳細な説明は割愛する。

第２の実施形態によれば、マスク２の端部を利用することで、検査領域２０１内に一意のパターンが見つからない場合にも自動アライメントを行うことができる。これにより、アライメントの汎用性をさらに向上させることができる。

（第３の実施形態）
次に、マスク２の光学画像２Ｉ上でアライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２、Ｐ３、Ｐ４を設定する第３の実施形態について、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。図１２は、第３の実施形態によるパターン検査方法を示すフローチャートである。図１３は、第３の実施形態によるパターン検査方法を示す平面図である。

図１２および図１３に示すように、第３の実施形態において、制御計算機３０は、ラフアライメントが成功した場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、検査領域２０１の四隅のそれぞれに設定された所定範囲の領域Ａ１〜Ａ４から、矩形枠の角部上に位置する位置関係を有する４つのアライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２、Ｐ３、Ｐ４の候補の光学画像を取得する（ステップＳ２１）。

図１３の例においては、アライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２、Ｐ３、Ｐ４の候補として、第１の矩形枠ｆ１の角部上に位置する位置関係を有するアライメントパターン候補ＰＰ１＿１、ＰＰ２＿１、Ｐ３＿１、Ｐ４＿１と、第２の矩形枠ｆ２の角部上に位置する位置関係を有するアライメントパターン候補ＰＰ１＿２、ＰＰ２＿２、Ｐ３＿２、Ｐ４＿２が取得されている。

アライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２、Ｐ３、Ｐ４の候補を取得した後、制御計算機３０は、θ調整および伸縮率調整の所要調整量の閾値と、矩形枠の大小関係とに基づいて、取得された候補のうち、１つの候補をアライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２、Ｐ３、Ｐ４に決定する（ステップＳ２２）。これにより、光学画像に基づいてファインアライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２が取得される。

このとき、制御計算機３０は、閾値と比較するため、アライメントパターン候補ごとに、θ調整を実施してθ調整の所要調整量を求めるとともに、伸縮率調整を実施して伸縮率調整の所要調整量を求める。θ調整および伸縮率調整の所要調整量が閾値より小さい場合、制御計算機３０は、アライメントパターン候補がアライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２、Ｐ３、Ｐ４として適性があると判断する。また、矩形枠の面積が大きいほど、制御計算機３０は、アライメントパターン候補がアライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２、Ｐ３、Ｐ４としてより適性があると判断する。

図１３の例では、第２の矩形枠ｆ２よりも第１の矩形枠ｆ１の方がＸ方向に対する傾きや歪が小さく（すなわち、所要調整量が閾値より小さく）、また、面積が大きい。このため、図１３の例では、第１の矩形枠ｆ１の角部上のアライメントパターン候補ＰＰ１＿１、ＰＰ２＿１、Ｐ３＿１、Ｐ４＿１が、４つのアライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２、Ｐ３、Ｐ４に決定される。

アライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２、Ｐ３、Ｐ４を決定した後、制御計算機３０は、決定されたアライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２、Ｐ３、Ｐ４を用いて、第１の実施形態と同様に、ファインアライメント（ステップＳ６〜Ｓ１１）および伸縮率の調整（ステップＳ１４）を実行する。

ただし、第３の実施形態では、アライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２、Ｐ３、Ｐ４の決定（ステップＳ２２）の際に、既に、θ調整の所要調整量が求まっている。このため、ファインアライメントにおけるθ調整（ステップＳ７）の調整量としては、アライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２、Ｐ３、Ｐ４の決定の際に求めたθ調整の所要調整量を用いることができる。

また、第３の実施形態では、アライメントパターン候補の光学画像を取得（ステップＳ２１）した際に、第３のアライメントパターンＰ３および第４のアライメントパターンＰ４を取得している。このため、伸縮率の調整（ステップＳ１４）には、アライメントパターン候補の光学画像の取得（ステップＳ２１）の際に取得された第３のアライメントパターンＰ３および第４のアライメントパターンＰ４を用いることができる。また、伸縮率の調整量としては、アライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２、Ｐ３、Ｐ４の決定（ステップＳ２２）の際に求めた伸縮率の所要調整量を用いることができる。

第３の実施形態によれば、アライメントパターンＰＰ１、ＰＰ２、Ｐ３、Ｐ４の決定の際に算出したθ調整および伸縮率調整の所要調整量をθ調整および伸縮率調整に活用することができるので、自動アライメントの所要時間を短縮することができる。

更に、第３の実施形態によれば、アライメントパターン候補の光学画像の取得の際に取得された第３のアライメントパターンＰ３および第４のアライメントパターンＰ４を伸縮率の調整に活用することができるので、第１の実施形態のように、第３のアライメントパターンＰ３および第４のアライメントパターンＰ４に移動する工程（図２のステップＳ１２、Ｓ１３）は要しない。これにより、自動アライメントの所要時間を更に短縮することができる。

パターン検査装置１の少なくとも一部は、ハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、パターン検査装置１の少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。

上述の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１ パターン検査装置
２ マスク
６ ＸＹθテーブル

Claims (5)

1. 試料を載置可能なＸＹ平面を有し、Ｘ方向およびＹ方向に移動可能かつ前記ＸＹ平面に対して略垂直なＺ軸回りに回転可能なステージを備える検査装置を用いて、前記試料の検査領域に設けられたパターンの欠陥を検査する検査方法であって、
   前記Ｘ方向または前記Ｙ方向に対する前記試料の回転方向における位置ずれ量が第１の許容値以下であるか否かを確認するラフアライメントを実施する工程と、
   前記位置ずれ量を前記第１の許容値より小さい第２の許容値以下になるように補正するファインアライメントを実施する工程と、を備え、
   前記ラフアライメントを実施する工程は、
   前記ラフアライメントに用いるパターンとして予め設定された前記試料の検査領域上の第１パターンの光学画像を取得し、
   前記第１パターンの光学画像が取得されたときの前記ステージの位置から、前記ステージを前記Ｘ方向または前記Ｙ方向に予め決められた移動量で移動させ、
   前記ステージを前記移動量で移動させたときに、前記ラフアライメントに用いるパターンとして予め設定され、且つ、前記第１パターンに対して前記Ｘ方向または前記Ｙ方向に離間して配置された前記検査領域上の第２パターンの光学画像が取得された場合に、前記位置ずれ量が前記第１の許容値以下であると認定し、一方、前記第２パターンの光学画像が取得されなかった場合に、前記位置ずれ量が前記第１の許容値より大きいと認定することを含み、
   前記ファインアライメントを実施する工程は、
   前記ラフアライメントによって前記位置ずれ量が前記第１の許容値以下であることが確認された場合に、前記試料の光学画像の前記検査領域上において前記Ｘ方向または前記Ｙ方向に沿った四辺で構成される矩形枠の異なる複数の角部上に位置し、前記ファインアライメントに用いられる複数の第３パターンの光学画像を取得し、
   前記取得された複数の第３パターンの光学画像に基づいて前記位置ずれ量を検出し、
   前記検出された位置ずれ量が前記第２の許容値以下になるまで前記ステージを回転させることを含む、検査方法。
2. 前記複数の第３パターンは、前記検査領域の複数の隅部のそれぞれに設定された複数の領域内に位置し、前記Ｘ方向および前記Ｙ方向の少なくとも一方に沿ったエッジを有するパターンである、請求項１に記載の検査方法。
3. 前記ファインアライメントを実施する工程は、
   前記ステージの回転によって前記位置ずれ量が前記第２の許容値以下にならなかった場合に、前記第１パターンの光学画像を再取得し、
   前記再取得された第１パターンの光学画像からの相対移動によって前記第３パターンの光学画像を再取得し、
   前記再取得された第３パターンの光学画像に基づいて前記位置ずれ量を再検出し、
   前記再検出された位置ずれ量が前記第２の許容値以下になるように前記ステージを再度回転させることを含む、請求項１または２に記載の検査方法。
4. 前記第３パターンは、前記第１パターンから一定距離内に位置するパターンである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の検査方法。
5. 試料を載置可能なＸＹ平面を有し、Ｘ方向およびＹ方向に移動可能かつ前記ＸＹ平面に対して略垂直なＺ軸回りに回転可能なステージを備え、
   前記試料の検査領域に設けられたパターンの欠陥を検査する検査装置であって、
   前記Ｘ方向または前記Ｙ方向に対する前記試料の回転方向における位置ずれ量が第１の許容値以下であるか否かを確認するラフアライメントを実施するラフアライメント部と、
   前記位置ずれ量を前記第１の許容値より小さい第２の許容値以下になるように補正するファインアライメントを実施するファインアライメント部と、を備え、
   前記ラフアライメント部は、
   前記ラフアライメントに用いるパターンとして予め設定された前記試料の検査領域上の第１パターンの光学画像を取得し、
   前記第１パターンの光学画像が取得されたときの前記ステージの位置から、前記ステージを前記Ｘ方向または前記Ｙ方向に予め決められた移動量で移動させ、
   前記ステージを前記移動量で移動させたときに、前記ラフアライメントに用いるパターンとして予め設定され、且つ、前記第１パターンに対して前記Ｘ方向または前記Ｙ方向に離間して配置された前記検査領域上の第２パターンの光学画像が取得された場合に、前記位置ずれ量が前記第１の許容値以下であると認定し、一方、前記第２パターンの光学画像が取得されなかった場合に、前記位置ずれ量が前記第１の許容値より大きいと認定し、
   前記ファインアライメント部は、
   前記ラフアライメントによって前記位置ずれ量が前記第１の許容値以下であることが確認された場合に、前記試料の光学画像の前記検査領域上において前記Ｘ方向または前記Ｙ方向に沿った四辺で構成される矩形枠の異なる複数の角部上に位置し、前記ファインアライメントに用いられる複数の第３パターンの光学画像を取得し、
   前記取得された複数の第３パターンの光学画像に基づいて前記位置ずれ量を検出し、
   前記検出された位置ずれ量が前記第２の許容値以下になるまで前記ステージを回転させる、検査装置。

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