JP2000231634A - パターン形状検査装置及びパターン形状検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レチクル等のパターン形状を精度良く検査す
ること。 【解決手段】 検査光を分割する検査光分割部２１と、
一方の検査光を受光してモニタ信号に変換するモニタ光
検出部２２と、他方の検査光のうちパターン形状を透過
した透過光を受光して透過検出信号に変換する透過光検
出部２４と、モニタ光検出部２２から出力されるモニタ
信号のうち前記走査部２５による主走査時間内での交流
成分を当該主走査毎に除去して略一定値の矩形状波へ変
換する波形整形部２と、この波形整形部２にて整形され
た矩形状波を除数群として前記透過検出信号を除算する
除算器１と、そして、この除算器１で補正された透過検
出信号を予め定められた基準透過信号を除数群として除
算するコンピュータ２０とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パターン形状検査
方法及びパターン形状検査装置に係り、特に、検査光を
分割して一方をモニタ光とするパターン形状検査方法及
び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造工程には、遮光部と透
過部とを有するマスクパターン（レチクル）を用いて基
板上に必要なパターンを転写する工程がある。マスクパ
ターンによる転写パターン画像の精度は、半導体素子の
性能を左右するため、マスクパターンにより高精度なパ
ターン画像が転写されることが要求される。従来、マス
クパターンによる転写パターン画像を検査する方法が、
特公昭６３―５６７０２号公報などに開示されている。
この従来例では、被検査パターンにレーザー光を照射し
て撮像した画像と、設計データとを比較することで被検
査パターンの異常の有無を検査している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来例では、レーザ光源の経年変化や、レーザ光を被検査
パターン上へ走査する走査手段の変動によって検査光の
強度の強弱が生じてしまい、走査領域内の走査透過光の
光強度プロファイルが変化したり、全体の強度が下がる
ことで画像の階調全体を使用できなくなる、という不都
合があった。すると、マスクパターンの検査精度が低下
してしまう。

【０００４】また、走査手段として音響光学素子の回折
効果を利用する場合には、音響光学素子の温度によって
その回折効果が変化し、すると、単位面積当たりの光強
度が変化してしまう。この走査手段の温度による光強度
の変化は、主として副走査方向で生じる。そして、主走
査方向についても、光学系の構成の変化に応じて、主走
査時間（例えば、６μｓｅｃ）内でも光強度が変動して
しまう。

【０００５】

【発明の目的】本発明は、係る従来例の有する不都合を
改善し、特に、レーザ光の光強度に変動があっても、こ
の変動分の影響を除去して検査精度を維持することを、
その目的とする。本発明はさらに、レーザ光の主走査方
向で生じる光強度の変動と、副走査方向で生じる光強度
の変動の両者の影響を除去して経年変化や温度変化があ
っても検査精度を維持し、これにより半導体製品の歩留
まりを向上させることを、その目的とする。本発明はま
た、これらの検査精度の維持を低コストで、また高速に
安定して行うことを、その目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、検
査光を照射する光源と、検査光を走査する走査部と、走
査部によって走査された検査光を分割する検査光分割部
と、検査光分割部によって分割された一方の検査光を受
光してモニタ信号に変換するモニタ光検出部と、検査光
分割部によって分割された他方の検査光のうちパターン
形状を透過した透過光を受光して透過検出信号に変換す
る透過光検出部と、モニタ光検出部から出力されるモニ
タ信号のうち前記走査部による主走査時間内での交流成
分を当該主走査毎に除去して略一定値の矩形状波へ変換
する波形整形部とを備えている。本発明ではさらに、こ
の波形整形部にて整形された矩形状波を除数群として前
記透過検出信号を除算する第１の補正部と、そして、こ
の第１の補正部で補正された透過検出信号を予め定めら
れた基準透過信号を除数群として除算すると共に当該除
算結果を検査画像として出力する第２の補正部とを備え
た、という構成を採っている。これにより前述した目的
を達成しようとするものである。

【０００７】ここでは、検査光を分割して、一方をモニ
タ信号に、他方を検査光にしている。そして、検査光
は、レチクルやマスクパターンなどのパターン形状を透
過する。パターン部分は遮光するため、透過光はパター
ンの形状を表したものとなる。一般的には、パターン形
状のうち、パターンがない部分はガラス面であるため、
検査光はガラス面を透過して透過光となる。主走査方向
にて、透過光の強度は若干変化する。これは、走査部の
走査角度による検査光の強度変化や、光学系を透過する
ことによる透過光の強度変化による。この主走査方向に
毎回生じる強度変化を補正するために、予めパターンを
有さないガラス面のみのパターン形状等を設置して、基
準透過信号を計測しておく。第２の補正部は、透過検出
信号を基準透過信号を除数として除算することで、主走
査方向に毎回生じる強度変化を補正する。また、検査光
の光強度は、副走査方向においても変動する。例えば、
走査部や検査光分割部に温度依存性がある場合には、温
度変化に伴って副走査方向にて検査光の強度が変化す
る。また、基準透過信号を計測した後に、光源の出力が
変化してしまうことも想定される。このような主走査時
間内よりも長い期間で生じる透過光の光強度の変動を除
去するため、第１の補正部は、透過検出信号をモニタ信
号で除算している。すると、副走査方向にて光強度が変
動しても、透過検出信号とモニタ信号とが同一比率で変
動するため、除算結果は一定の大きさとなる。そして、
このとき、第１の補正部での補正目的は主走査期間より
も長い期間で生じるため、波形整形部は、モニタ信号か
ら一主走査期間内の交流成分を除去して、直流成分のみ
とする。具体的には、例えばモニタ信号の立ち上がり直
後の短い期間δｔ内でのピークを保持し、このピーク値
を当該一主走査期間内の間出力する。第１の補正部が、
この略矩形状となったモニタ信号を用いて除算すること
で、副走査方向にて生じる透過信号のレベルのみを補正
することができる。また、モニタ信号を矩形状波とする
と、検査光が分割された後にモニタ信号にのみ生じる主
走査期間内での光強度の影響を受けない。特に、モニタ
信号の立ち下がりで欠けが生じても、この欠けの影響を
受けずに透過検出信号のレベルを補正することができ
る。一方、第２の補正部が、ガラス面を透過した基準透
過信号を用いて補正することで、ガラス面の透過による
光強度の変動を含めた状態で、主走査方向に生じる透過
検出信号の変動成分を除去することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、
本発明によるパターン形状検査装置は、検査光を照射す
る光源２６と、検査光を走査する例えば音響光学素子に
よる走査部２５と、この走査部２５によって走査された
検査光を分割する検査光分割部２１と、検査光分割部２
１によって分割された一方の検査光を受光してモニタ信
号Ｍに変換するモニタ光検出部（モニタ光検出素子）２
２と、検査光分割部２１によって分割された他方の検査
光のうちパターン形状（マスクパターンやレチクル）２
３を透過した透過光を受光して透過検出信号Ｔに変換す
る透過光検出部２４とを備えている。

【０００９】図２を参照すると、パターン形状検査装置
はさらに、モニタ光検出部から出力されるモニタ信号Ｍ
のうち前記走査部による主走査時間内での交流成分を当
該主走査毎に除去して略一定値の矩形状波Ｍ1へ変換す
る波形整形部２と、この波形整形部２にて整形された矩
形状波Ｍ1を除数群として前記透過検出信号を除算する
第１の補正部１０と、この第１の補正部１０で補正され
た透過検出信号Ｔ2を予め定められた基準透過信号Ｚを
除数群として除算すると共に当該除算結果を検査画像Ｙ
として出力する第２の補正部１１とを備えている。

【００１０】検査光分割部２１は、例えばハーフミラー
（部分反射ミラー）２１で実現することができる。図２
に示す例では、検査光２０を部分反射ミラー２１にて２
系統に分光し、その一部の検査光２０ａをモニタ光検出
素子２２で受光し、レチクル２３に到達する前の光強度
の変動分Ｔ1を含むモニタ信号Ｍとして取得し、検査光
２０ｂをレチクル２３に照射し、レチクル２３の透過部
を透過した光を透過光検出素子２４で受光し、これを透
過検出信号Ｔとして取得する。

【００１１】第１の補正部１０は、図１及び図２に示す
例では、２つのアナログ信号が入力されると、一方の値
で他方の値を除算して除算結果を連続的に出力する除算
器１を備えている。図１及び図２に示す例では、第１の
補正をアナログ信号の状態で行い、第２の補正をデジタ
ル信号の状態で行っている。このため、除算器１の出力
である第１の補正後の透過検出信号Ｔ2をデジタルデー
タに変換するＡ／Ｄ変換器３を備えている。

【００１２】波形整形部２は、モニタ信号Ｍの直流成分
のみを抽出して矩形状の波形とする。図１に示す例で
は、アナログ回路で除算を行うため、リアルタイムにモ
ニタ信号Ｍの交流成分を除去しなければならないため、
波形整形部２の出力が完全に矩形波とはならないことも
ある。しかし、波形整形部２は、主走査期間全体に渡っ
た状態では、ほぼ一定の値となるモニタ信号Ｍ1を出力
する。

【００１３】図１に示す例では、検査光を分割し、一方
のモニタ信号Ｍについてはパターン形状を透過させず、
他方の検査光についてはパターン形状を透過させ、さら
にモニタ信号Ｍを除数として透過検出信号を除算してい
る。このように検査光の分割及び除算を行うと、仮に検
査光自体の光強度が変化したとしても、その検査光の光
強度の増加と同じ比率でモニタ信号Ｍ及び透過検出信号
の大きさが変化するため、その除算を取ることで検査光
自体の光強度の変化による影響を除去することができ
る。すなわち、透過検出信号を一定の階調幅に規格化す
ることができる。このため、最終的な画像処理をデジタ
ルデータで行う場合には、検査光自体の光強度が変化し
たとしても、透過検出信号の最大値が変化することな
く、使用可能な全ての階調に渡ったデータを得ることが
でき、従って、画像処理能力を最大限に用いることがで
きる。これにより、音響光学素子の回折効果に温度依存
性があり、温度変化によって検査光の単位面積当たりの
強度が変化したとしても、その変化による影響を除去
し、一定の精度で形状検査を行うことができる。

【００１４】さらに、本実施形態では、波形整形部２
が、モニタ信号Ｍ１の交流成分Ｔ1を除去している。モ
ニタ信号Ｍ1の値がほぼ一定となると、除算器にてほぼ
一定の値で除算が行われることとなる。すると、除算器
の周波数特性によらず安定した除算結果を得ることがで
き、従って、周波数特性の良い高価な除算器を使用せ
ず、低コストで図１に示す構成を実現することができ
る。

【００１５】また、検査光を２分割した後、モニタ信号
の光路と透過信号の光路とが異なることから、モニタ信
号にのみ交流成分が重畳したり、また、モニタ信号の立
ち下がり部分に欠けと呼ばれるレベル低下が生じる現象
が知られている。モニタ信号の波形と、透過検出信号の
波形とが検査光の２分割後にノイズにより異なってしま
うと、除算結果が正確なものとならなくなってしまう。
本実施形態では、このようにモニタ信号に欠けが生じた
り、モニタ信号の光路の特性に応じたノイズが重なって
しまった場合であっても、これらのノイズ成分はモニタ
信号中に交流成分として現れるため、当該ノイズの影響
を除去することができる。すなわち、本実施形態では、
モニタ信号の光路を厳密に透過光の光路と同様の状態と
する必要がない。この点も、低コストで実施する場合の
要素である。

【００１６】一方、波形整形部２が、モニタ信号を矩形
波へ整形するため、１主走査期間内の光強度の変動によ
る透過検出信号に重畳したノイズは、第１の補正部１０
では除去することができない。この１主走査期間内の光
強度の変動は、走査角度の変化に依存した変動が主であ
る。この光強度の変動には、レチクル２３等のガラス面
を透過することによる変動が含まれる。このガラス面の
透過による光強度の変動は、レチクルの透過部の特性等
により、レチクル固有のものである。

【００１７】また、光源から透過光検出素子２４までの
光路に依存したノイズも存在する。本実施形態では、こ
の１主走査期間内に生じる光強度の変動成分を、第２の
補正部１１にて除去する。すなわち、基準透過信号を予
め計測しておき、この基準透過信号で透過検出信号を除
算することで、１主走査期間内に生じる光強度の変動に
基づく透過検出信号の交流成分を除去する。

【００１８】図３を参照すると、基準透過信号Ｚを得る
ために、第２の補正部１１は、被検査時に透過検出信号
と同一光路で且つレチクル等のガラス面を透過した基準
透過信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器６
と、この基準透過信号を記憶する画像メモリ４とを備え
ると良い。すなわち、基準透過信号Ｚは、検査画像取得
前にレチクル２３のパターン部分（遮光部）以外の透明
な箇所を透過した検査光２０ｂ、或いはレチクル２３の
遮光部以外の半透明な箇所を透過した検査光２０ｂのい
ずれかに基づいて取得する。この基準透過信号を一定時
間毎又は一定検査回数毎に更新することで、主走査期間
内での光強度の変動成分を良好に除去することができ
る。

【００１９】図１乃至図３に示す例では、第１の補正部
が、検査光の強度変化によるレベルの変化を一定の強度
範囲又は階調範囲へと規格化し、続いて、第２の補正部
が、走査角度による光強度の１主走査期間内の交流成分
を除去する。すなわち、透過検出信号は、第１の補正部
によってそのレベルが補正され、第２の補正部によって
波形が整形される。そして、第１の補正部１０は、副走
査方向で生じる光強度の変動の影響を除去し、第２の補
正部１１は、主走査方向での光強度の変動による影響を
除去する。この第１の補正部と第２の補正部との働きに
より、本実施形態では高精度な検査画像Ｙを比較的低コ
ストで得ることができる。

【００２０】また、除算器をアナログ回路とする例で
は、波形整形部２は、検査光の主走査が開始された直後
の予め定められた時間内でのピーク値を当該主走査時間
中出力するピークホールド回路を備えるようにすると良
い。これにより、モニタ信号をリアルタイムに矩形波へ
変換できる。

【００２１】図４を参照すると、波形整形部２は、主走
査方向での走査開始の基準となるトリガ信号Trigが入力
されると、まず、モニタ信号が立ち上がるまでの一定の
遅延期間ｔ0を待機する。モニタ光信号が立ち上がる
と、波形整形部２は、トリガからｔ0後に、ピーク検出
を開始する。このピーク検出期間は、図４に示す例では
δｔである。波形整形部２は、δｔ内でのピーク値を、
次のトリガ信号まで出力する。このδｔは、モニタ信号
が出ている時間ｔよりも十分に小さい時間で、例えば０
≦δｔ＜ｔ／１０００としている。ただし、δｔ内のモ
ニタ信号の値が０であれば、モニタ信号によらず予め定
められた値を出力する。これにより、透過検出信号に対
してモニタ信号が遅延したとしても、除数として予め定
められた値を出力することができる。この予め定められ
た値は、例えば前回でのピーク値としても良い。

【００２２】次に、図５を参照して、パターン形状検査
の検査工程を説明する。まず、モニタ光検出部から出力
されるモニタ信号のうち前記走査部による主走査時間内
での交流成分を当該主走査毎に除去して略一定値の矩形
状波へ変換する（ステップＳ１）。続いて、矩形状波を
除数群として前記透過検出信号を除算する（ステップＳ
２）。除数群は、複数の除数を含む。図４を参照する
と、モニタ信号の立ち上がりでは除数の値は単調増加し
ていき、δｔ後は一定値となる。これら全ての連続的な
値を、ここでは除数群という。続いて、矩形状波で除算
された透過検出信号を予め定められた基準透過信号を除
数群として除算する（ステップＳ３）。そして、除算結
果を検査画像として出力する（ステップＳ４）。

【００２３】図６を参照して、再度パターン形状検査の
具体例を説明する。図６に示す例では、３回の主走査が
行われたことによるそれぞれ３つの透過検出信号及びモ
ニタ検出信号を例としている。最初の主走査ではパター
ンの無い部分を走査し、透過検出信号Ｔａを得ている。
２回目の主走査ではパターンが２つあり、３カ所で透過
している。すると、透過検出信号Ｔｂを得る。３回目の
主走査では、パターンのない部分を走査し、透過検出信
号Ｔｃを得ている。２回目の透過検出信号Ｔｂは、パタ
ーンを透過しているため３つに分かれているが、対応す
る２回目のモニタ検出信号Ｍｂはパターンを透過してい
ないため、一体の波形となっている。この２回目のモニ
タ検出波形にパターン形状に対応する縦線を記載した。

【００２４】モニタ検出信号の波形と、透過検出信号の
波形の相違は、レチクルのガラス面を透過したことによ
る成分と、光路が異なることによる成分とを反映してい
る。特開平１１―１８５０４１号公報には、本発明と同
様に検査光を分割した後に、モニタ光で透過光を除算す
る例が開示されている。しかし、この特開平１１―１８
５０４１号公報記載の発明は、このレチクルのガラス面
を透過したことによる成分と、光路が異なることによる
成分によるノイズの影響を除去することはできない。一
方、本発明では、モニタ信号Ｍを用いて透過検出信号の
レベルのみを補正し、続いて予め計測された基準透過信
号で透過検出信号の波形を補正するため、レチクルのガ
ラス面を透過したことによる成分と、光路が異なること
による成分によるノイズの影響を除去することができ
る。図６に示す例では、３回目の主走査によるモニタ検
出信号Ｍｃの立ち下がりに欠けＭｃ1が生じたことを強
調して記載している。このような欠けが生じると、上記
特開平１１―１８５０４１号公報記載の発明では、補正
が良好に行われなくなってしまう。

【００２５】透過検出信号Ｔと被検査時のガラス面の透
過検出信号Ｚは、レベルが異なるかも知れないが、波形
はほぼ同一である。一方、透過検出信号と、モニタ検出
信号は、波形が異なるかも知れないが、レベルはほぼ同
一である。図６に示す例では、検査光の光強度は、１回
目の主走査では通常の光強度で、２回目の主走査では低
下し、３回目の主走査では上昇したことを強調して記載
している。予め、検査画像取得前に、レチクル２３の透
過部を透過した検査光２０ｂを取り込み、その取り込ん
だデータをＡ／Ｄ変換器６によりアナログ／デジタル
（Ａ／Ｄ）変換し、これをデジタル情報である基準透過
信号Ｚとして画像メモリ４に記憶させる。

【００２６】次に、検査画像取得時に、透過検出信号Ｔ
を取得すると同時に、レチクル２３に到達する前の光強
度の変動分Ｔ1が含まれる検査光を受光してモニタ信号
Ｍとして取得する。

【００２７】次に、波形整形部２を用いて、モニタ信号
Ｍに含まれる変動情報、すなわちモニタ信号Ｍの光強度
の変動成分Ｔ1を除去して、モニタ信号の平均的な値の
矩形状波Ｍ1を電圧変動分として出力する。

【００２８】次に、除算器１を用いて、波形整形部２か
ら出力される矩形状のモニタ信号Ｍ1を除数として透過
検出信号Ｔを除算することで、透過検出信号Ｔを一定の
強度範囲（すなわち、階調範囲）へ規格化する。そし
て、この一次補正した透過検出信号Ｔ2を出力する。

【００２９】次に、Ａ／Ｄ変換器３を用いて、除算器１
から出力される一次補正後の透過検出信号Ｔ2にＡ／Ｄ
変換処理を行い、ディジタル信号としての透過検出信号
Ｔ2を出力する。

【００３０】最後に、画像除算部５を用いて、画像メモ
リ４に記憶された基準透過信号Ｚに基づいて、除算器１
により一次補正された透過検出信号Ｔ2に除算処理を行
い、透過検出信号Ｔ2の光強度の不均一に起因する歪を
補正した検査画像（デイジタル信号）Ｙを生成する。

【００３１】図６（ｇ）に示すように、除算器１による
除算を行うことで、透過検出信号は一定レベルに規格化
される。これにより、副走査方向で変化する光強度に基
づく透過検出信号のレベル変動が補正される。このと
き、波形整形部２がモニタ信号を矩形波としたため、透
過検出信号の交流成分、すなわち、図６（ｆ）及び
（ｇ）に示す波形は変化していない。続いて、画像除算
部５にて除算を行うと、図６（ｅ）に示すように、交流
成分が除去される。このとき、単に交流成分を除去した
のではなく、基準透過信号Ｚに基づいて補正しているた
め、レチクルのガラス面の透過によるノイズや、検査光
の走査方向によるノイズや、透過光の光路に依存したノ
イズを正確に除去することができる。

【００３２】以上のように本発明の実施形態によれば、
透過検出信号の光強度の経年的変動に起因するレベル変
動を第１の補正部により補正するとともに、主走査方向
内で生じる光強度の変動による成分を第２の補正部によ
り補正するため、検出画像の画質のばらつきの原因とな
る光強度の不均一性を補正し、検査画像の画質を向上す
ることができる。また、モニタ信号を矩形波とするた
め、モニタ信号波形の周波数は極めて低く、除算器の周
波数特性によって、除算器の周波数特性による除算処理
による信号の劣化がなく、すると、比較的低コストに除
算器を得ることができる。

【００３３】次に、デジタル信号に基づいて第１の補正
を行う例を説明する。図７を参照すると、除算器１に変
えて、デジタルデータにて乗算を行う基準透過信号乗算
部８を備えている。また、波形整形部２の一態様とし
て、モニタ信号から係数を抽出する係数抽出部２Ａを備
えている。係数抽出部は、例えば、図４に示すタイミン
グチャートに従って動作するピークホールド回路であ
る。Ａ／Ｄ変換器７は、このピーク値をデジタルデータ
に変換する。このとき、係数抽出部２Ａは、予め定めら
れた短時間δｔ2内のみピーク値を出力し、Ａ／Ｄ変換
器７は、このδｔ2内のみデジタルデータに変換するよ
うにしても良い。すなわち、図７に示す例では、モニタ
信号の１つの値のみが得られれば良い。基準透過信号乗
算部８は、このモニタ信号Ｍの短時間内の値Ｍ２の値
と、基準透過信号の値とを乗算する。すなわち、Ｍ2×
Ｚ＝Ｚ1を実行する。このとき、モニタ信号の離散的な
値と乗算することと比較して、計算時間が短く、かつ必
要な記憶容量が少ない。画像除算部９は、図１に示す場
合と同様に透過検出信号を除算する。このときの除数
は、係数Ｍ2で乗算された基準透過信号Ｚ1である。

【００３４】図８は、モニタ検出信号をデジタルデータ
に変換した後に係数Ｍ2を抽出する構成を示している。
図８に示す例では、リアルタイム処理を行わない。この
例では、モニタ信号をデジタルデータに変換する第１の
Ａ／Ｄ変換器７と、透過検出信号をデジタルデータに変
換する第２のＡ／Ｄ変換器３と、これら各Ａ／Ｄ変換器
から入力されるデータに対してデジタル信号処理を加え
る画像処理手段１５とを備えている。画像処理手段１５
は、例えばＣＰＵ等の演算装置と、このＣＰＵを動作さ
せる画像処理用プログラムとを備える。

【００３５】この画像処理手段１５は、その機能とし
て、前記第１のＡ／Ｄ変換器から入力されるモニタ信号
データの特徴値を単一の数値である係数として抽出する
係数抽出部７と、この係数抽出部７で抽出された係数で
前記画像メモリに格納された基準透過信号データを乗算
する基準透過信号データ乗算部８と、この基準透過信号
データ乗算部８から入力される乗算された基準透過信号
データを除数群として前記第２のＡ／Ｄ変換器３から入
力される透過検出信号データを除算する画像除算部９と
を備えている。

【００３６】図２に示した構成との関係では、図２に示
す第１の補正部１０は、モニタ信号をデジタルデータに
変換するＡ／Ｄ変換器７と、そして、このＡ／Ｄ変換器
によって変換された一主走査時間内のモニタデータの特
徴値を算出すると共に前記透過検出信号を除算する際の
除数として出力する係数算出部２Ａとを備えている。係
数算出部２Ａは、デジタルデータに変換されたモニタ信
号の１主走査分のデータに基づいて、その最大値、平均
値、中央値等の予め定められた特徴値を単一の数値であ
る係数として算出する。係数算出部８はこの係数を画像
乗算部８に入力する。

【００３７】図８に示す例では、透過検出信号Ｔ及びモ
ニタ信号Ｍは、それぞれＡ／Ｄ変換器３，７にてデジタ
ルデータに変換される。Ａ／Ｄ変換された透過検出信号
Ｔは、デジタルデータとして一時的に図示しないメモリ
に格納される。一方、係数抽出部２Ａは、１主走査分の
透過検出信号Ｔに基づいて、当該離散的な複数の値の特
徴を代表する１つの値を算出する。続いて、予め計測さ
れ、デジタルデータに変換された基準透過信号を読み出
し、この基準透過信号Ｚを当該モニタ信号の代表値Ｍ2
を係数として乗算する。続いて、このＭ2で乗算された
基準透過信号を除数として、透過検出信号Ｔを除算す
る。もちろん、透過検出信号をモニタ信号の代表値Ｍ2
で除算し、さらに基準透過信号で除算するようにしても
良い。また、モニタ信号の代表値は、複数の主走査方向
の値を代表させる値としても良い。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、検
査時にレチクルの透過部を透過した検査光に基づく透過
検出信号を、モニタ信号に含まれる光強度の変動分に基
づいて除算処理を行って、透過検出信号から検査時にお
ける短時間的な光強度の変動分を除去して一次補正し、
次いで、その一次補正された透過検査信号を、検査画像
取得前にレチクルの透過部を透過した検査光に基づく基
準透過信号に基づいて除算処理を行うため、透過検出信
号の光強度の経年的変動に起因する歪を補正するととも
に、照度ムラ等により光強度が短時間的に変動する成分
を補正して、検出画像の画質のばらつきの原因となる光
強度の不均一性を補正し、検査画像の画質を向上するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の構成例を示す説明図であ
る。

【図２】図１に示したコンピュータの詳細構成を示すブ
ロック図である。

【図３】基準透過信号を計測する構成例を示すブロック
図である。

【図４】図１に示した波形整形部の動作例を示すタイミ
ングチャートである。

【図５】図１及び図２に示す装置の動作例を示すフロー
チャートである。

【図６】図１及び図２に示す各構成要素が扱う波形例を
示す説明図である。

【図７】デジタルデータで第１の補正を行う構成例を示
すブロック図である。

【図８】モニタ信号の特徴値をデジタルデータから求め
る構成例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 除算器 ２ 波形整形部 ３ 第２のＡ／Ｄ変換器（透過検出信号用） ４ 画像メモリ ５ 画像除算部 ６ 第３のＡ／Ｄ変換器（基準透過検出信号用） ７ 第１のＡ／Ｄ変換器（モニタ信号用） ８ 基準透過信号乗算部 ９ 画像除算部 １０ 第１の補正部 １１ 第２の補正部 １５ 画像処理手段 ２１ 検査光分割部（例えば、ハーフミラー） ２２ モニタ光検出素子 ２３ パターン形状（例えば、マスクパターンやレチク
ル） ２４ 透過光検出素子 ２５ 走査部（例えば、音響光学素子） ２６ 光源

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検査光を照射する光源と、この光源から
   照射された検査光を走査する走査部と、この走査部によ
   って走査された検査光を分割する検査光分割部と、この
   検査光分割部によって分割された一方の検査光を受光し
   てモニタ信号に変換するモニタ光検出部と、前記検査光
   分割部によって分割された他方の検査光のうちパターン
   形状を透過した透過光を受光して透過検出信号に変換す
   る透過光検出部とを備えると共に、 前記モニタ光検出部から出力されるモニタ信号のうち前
   記走査部による主走査時間内での交流成分を当該主走査
   毎に除去して略一定値の矩形状波へ変換する波形整形部
   と、この波形整形部にて整形された矩形状波を除数群と
   して前記透過検出信号を除算する第１の補正部と、この
   第１の補正部で補正された透過検出信号を予め定められ
   た基準透過信号を除数群として除算すると共に当該除算
   結果を検査画像として出力する第２の補正部とを備えた
   ことを特徴とするパターン形状検査装置。
2. 【請求項２】 前記第２の補正部が、前記透過光と同一
   光路を進行し且つ前記パターン形状にパターン部分が無
   い基準パターン形状を透過した透過光に応じた基準透過
   信号を記憶した画像メモリを備えたことを特徴とする請
   求項１記載のパターン形状検査装置。
3. 【請求項３】 前記波形整形部が、前記検査光の主走査
   が開始された直後の予め定められた時間内でのピーク値
   を当該主走査時間中出力するピークホールド回路を備え
   たことを特徴とする請求項１記載のパターン形状検査装
   置。
4. 【請求項４】 前記第１の補正部が、前記モニタ信号と
   透過検出信号とをアナログ信号で入力され当該モニタ信
   号で前記透過検出信号をアナログの状態で除算する除算
   回路を備えたことを特徴とする請求項１記載のパターン
   形状検査装置。
5. 【請求項５】 前記第１の補正部は、モニタ信号の特徴
   値を前記透過検出信号を除算する際の除数として出力す
   る係数算出部を備えたことを特徴とする請求項１記載の
   パターン形状検査装置。
6. 【請求項６】 検査光を照射する光源と、検査光を走査
   する走査部と、走査部によって走査された検査光を分割
   する検査光分割部と、前記検査光分割部によって分割さ
   れた一方の検査光を受光してモニタ信号に変換するモニ
   タ光検出部と、前記検査光分割部によって分割された他
   方の検査光のうちパターン形状を透過した透過光を受光
   して透過検出信号に変換する透過光検出部とを備えたパ
   ターン形状検査装置を使用してパターン形状を検査する
   パターン形状検査方法であって、 前記モニタ光検出部から出力されるモニタ信号のうち前
   記走査部による主走査時間内での交流成分を当該主走査
   毎に除去して略一定値の矩形状波へ変換する波形整形工
   程と、この波形整形工程にて整形された矩形状波を除数
   群として前記透過検出信号を除算する第１の除算工程
   と、そして、この除算工程にて前記矩形状波で除算され
   た透過検出信号に対して予め定められた基準透過信号を
   除数群としてさらに除算すると共に当該除算結果を検査
   画像として出力する第２の除算工程とを備えたことを特
   徴とするパターン形状検査方法。
7. 【請求項７】 前記第２の除算工程の前に、前記透過光
   と同一光路を進行し且つ前記パターン形状にパターン部
   分が無い基準パターン形状を透過した透過光に基づいて
   前記基準透過信号を生成する基準透過信号生成工程を備
   えたことを特徴とする請求項６記載のパターン形状検査
   方法。
8. 【請求項８】 前記波形整形工程は、前記検査光の主走
   査が開始された直後の予め定められた時間内でのピーク
   値を当該主走査期間中出力する工程を備えたことを特徴
   とする請求項６記載のパターン形状検査方法。
9. 【請求項９】 検査光を照射する光源と、この光源から
   照射された検査光を走査する走査部と、この走査部によ
   って走査された検査光を分割する検査光分割部と、この
   検査光分割部によって分割された一方の検査光を受光し
   てモニタ信号に変換するモニタ光検出部と、前記検査光
   分割部によって分割された他方の検査光のうちパターン
   形状を透過した透過光を受光して透過検出信号に変換す
   る透過光検出部とを備えると共に、 前記モニタ光検出部から出力されるモニタ信号の単一の
   特徴値を係数として出力する係数算出部と、この係数算
   出部で算出された係数で予め定められた基準透過信号を
   乗算する基準透過信号乗算部と、この基準透過信号乗算
   部で乗算された基準透過信号を除数群として前記透過検
   出信号を除算すると共に当該除算結果を検査画像として
   出力する画像除算部とを備えたことを特徴とするパター
   ン形状検査装置。
10. 【請求項１０】 検査光を照射する光源と、この光源か
    ら照射された検査光を走査する走査部と、この走査部に
    よって走査された検査光を分割する検査光分割部と、こ
    の検査光分割部によって分割された一方の検査光を受光
    してモニタ信号に変換するモニタ光検出部と、前記検査
    光分割部によって分割された他方の検査光のうちパター
    ン形状を透過した透過光を受光して透過検出信号に変換
    する透過光検出部とを備えると共に、 前記モニタ光検出部から出力されるモニタ信号の単一の
    特徴値を係数として出力する係数算出部と、この係数算
    出部で算出された係数で予め定められた基準透過信号を
    乗算する基準透過信号乗算部と、この基準透過信号乗算
    部で乗算された基準透過信号を除数群として前記透過検
    出信号を除算すると共に当該除算結果を検査画像として
    出力する画像除算部とを備えたことを特徴とするパター
    ン形状検査装置。
11. 【請求項１１】 前記画像除算部に、前記透過光と同一
    光路を進行し且つ前記パターン形状にパターン部分が無
    い基準パターン形状を透過した透過光に応じた基準透過
    信号を記憶した画像メモリを併設したことを特徴とする
    請求項１０記載のパターン形状検査装置。
12. 【請求項１２】 検査光を照射する光源と、この光源か
    ら照射された検査光を走査する走査部と、この走査部に
    よって走査された検査光を分割する検査光分割部と、こ
    の検査光分割部によって分割された一方の検査光を受光
    してデジタルデータであるモニタ信号データに変換する
    第１のＡ／Ｄ変換器と、前記検査光分割部によって分割
    された他方の検査光のうちパターン形状を透過した透過
    光を受光して透過検出信号に変換する透過光検出部と、
    この透過光検出部によって検出された透過検出信号をデ
    ジタルデータである透過検出信号データに変換する第２
    のＡ／Ｄ変換器と、この第２及び第１のＡ／Ｄ変換器と
    接続された画像処理手段と、前記透過光と同一光路を進
    行し且つ前記パターン形状にパターン部分が無い基準パ
    ターン形状を透過した透過光に応じた基準透過信号デー
    タを記憶した画像メモリを備え、 この画像処理手段が、前記第１のＡ／Ｄ変換器から入力
    されるモニタ信号データの特徴値を単一の数値である係
    数として抽出する係数抽出部と、この係数抽出部で抽出
    された係数で前記画像メモリに格納された基準透過信号
    データを乗算する基準透過信号データ乗算部と、この基
    準透過信号データ乗算部から入力される乗算された基準
    透過信号データを除数群として前記第２のＡ／Ｄ変換器
    から入力される透過検出信号データを除算する画像除算
    部とを備えたことを特徴とするパターン形状検査装置。