JP2008096296A - 異物検査方法及びその異物検査方法を用いた異物検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】試料全体における異物検出感度を向上させ、簡便に行うことができる異物検査方法及び異物検出装置を提供する。
【解決手段】試料の像の輝度が異物検出閾値よりも低い箇所を異物として検出する異物検出方法であって、透過率及び反射率が異なる複数の領域を有する試料に対して、落射照明光と反射照明光とを照射する照射ステップと、試料で反射した反射光と、前記試料を透過した透過光とを受光して、試料の像を撮像する撮像ステップと、最も低い領域のレベルに応じた異物検出閾値を用いて異物を検出する異物検出ステップと、異物検出閾値よりも高い領域抽出閾値によって、最も輝度の低い領域と、異物検出ステップで検出された異物とを含む領域を抽出する領域抽出ステップと、抽出された領域をマスクした像に対して、異物検出ステップと領域抽出ステップとを繰り返し行うステップとを備える異物検出方法。
【選択図】図１

Description

本発明は異物検査方法及びその異物検査方法を用いた異物検査装置に関し、特に、フォトマスク上に位置する異物の検査方法に関する。

半導体製造工程では、パターンに欠陥があると、配線の絶縁不良や短絡などの不良原因となり、歩留まりが低下する。従って、半導体基板やその製造工程で使用するフォトマスクなどのパターン基板に異物が付着しているか否かを検査する検査装置が利用されている。

このフォトマスクの検査装置には、主にダイツーデータベース（Ｄｉｅ ｔｏ Ｄａｔａｂａｓｅ）方式とダイツーダイ（Ｄｉｅ ｔｏ Ｄｉｅ）方式の２種類がある。ダイツーデータベース方式では、実際に検出した画像と、コンピュータなどの処理装置に記憶されているＣＡＤデータとを比較して異物の検出を行う。しかしながら、ダイツーデータベース方式では、検査するパターン毎にＣＡＤデータから参照画像を作成する必要があるため、低コスト化を図ることが困難であった。

一方、ダイツーダイ方式では、異なる位置に配置された同じパターンの画像を検出し、それらを比較することにより、異物の検出を行う。この方式では、パターンに応じてＣＡＤデータから参照画像を作成する必要がないため、低コスト化を図ることができる。しかしながら、この方式では、基板上に同じパターンが存在しないマスクについては異物を検出することができなかった。

この問題を解決するため、２つのカメラにより透過像と反射像を撮像し、これらを重ね合わせる方法が開示されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。この方法では、マスクの透過パターンを透過する透過光の強度と、マスクの遮光パターンで反射された反射光の強度とが略等しくなるように設定する。あるいは、透過パターン部分と、遮光パターン部分の検出光量が略等しくなるように光量を調整している（特許文献３参照）。

その他の方式としては、透過光と反射光とを合成して、一つの検出器によって検出する。透過パターンのうち、異物等が付着した箇所では、異物によって透過率が低下するため、透過光が減少する。また、遮光パターンのうち、異物等が付着した箇所では、異物によって反射率が低下するため、反射光が減少する。よって、遮光パターン上の異物箇所か透過パターン上の異物箇所かに係わらず、異物箇所では、正常箇所に比べて検出光量が低下する。

従って、検出器の出力と異物検出閾値を比較することにより、異物検査を行うことができる。この構成では、透過像と反射像との合成像を１つの検出器で検出しているため、検査装置を簡易な構成とすることができる。

また、遮光パターン上に存在する異物か透過パターン上に存在する異物を判別する異物検査方法が開示されている（特許文献４参照）。この方法では、マスクのパターン面側からレーザ光を照射し、レーザ散乱光を検出して異物検出を行なっている。さらに、マスクの反パターン面側から落射照明光をプローブ光として照射して、パターンからの反射光を検出して遮光パターンか否かを判別している。従って、プローブ光に基づいて遮光パターン上の異物か、透過パターン上の異物かを判別することができる。この異物検査方法では、遮光パターン上に付着している異物を検出した場合の不合格判定をなくしている。これにより、露光処理での影響の大きい透過パターン上で異物が検出された場合のみ、マスクの洗浄処理を行うようにして、生産性を向上させている。

ここで従来におけるマスク９００（図１７（ａ）参照）において、透過照明光と反射照明光とを用いて異物検出を行っている例を示す。図１５に示されるような従来におけるマスク９００は、透過部と遮光部とによって形成されたメインパターン９０１と、透過部と遮光部との境界を示すメインパターンエッジ部９０２と、透過部で構成されるパターン開口部９０３とを有している。

このようなマスク９００における透過照明光と反射照明光を照射したときの輝度のプロファイルを図１７（ｂ）に示す。図１７（ｂ）に示されたプロファイルにおいては、メインパターンエッジ部９０２において輝度が最も小さくなっている。メインパターンエッジ部９０２が最も輝度が小さくなるのは、反射照明光をマスク９００に照射したときの反射像の輝度がメインパターンエッジ部９０２において小さくなっており、同様に、透過照明光をマスク９０に照射したときの透過像の輝度がメインパターンエッジ部９０２において小さくなっているためである。そのため、メインパターンエッジ部９０２においては、反射光と透過光との輝度の和が小さくなっている。

反射光と透過光との輝度の和はメインパターンエッジ部９０２で最も小さくなるため、メインパターンエッジ部９０２での輝度よりも高い輝度を有する異物９０４がマスク９００上に存在した場合、この異物９０４を検出することができない。これは、異物検出を行うための異物検出閾値をメインパターンエッジ部９０２の輝度よりも低く設定する必要があるため、メインパターンエッジ部９２の輝度よりも高い輝度を有する異物９０４は、異物として判定することができないからである。

また、図１８に示されるようなスキャッタリングバー９１５を有するハーフトーンＯＰＣマスク９１０において、スキャッタリングバー９１５の反射照明光と透過照明光の輝度の和が非常に低くなる。そのため、異物検出閾値を、スキャッタリングバー９１５における輝度よりも低く設定する必要がある。しかしながら、スキャッタリングバーを含むＯＰＣパターン９１５の輝度は非常に低いために、ほとんどの異物が異物として判定することができなくなってしまう。そのため、検出感度が著しく低下してしまう。このような問題を回避するために、スキャッタリングバーの近傍に対する感度を低くすると、スキャッタリングバーのエッジに付着している異物を検出することができなくなる。
特開昭６３−４５５４１号公報 特開平３−１６０４５０号公報 特開平９−３１１１０８号公報 特開平５−２４９６５５号公報

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、マスクの異物検査方法及びその異物検査方法を用いた異物検査装置において、試料全体における異物検査における検出感度を向上させ、異物の位置を特定することができる異物検査方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に係る異物検出方法においては、試料の像の輝度が異物検出閾値よりも低い箇所を異物として検出する異物検出方法であって、透過率及び反射率が異なる複数の領域を有する試料に対して、落射照明光と反射照明光とを照射する照射ステップと、前記試料で反射した反射光と、前記試料を透過した透過光とを受光して、前記試料の像を撮像する撮像ステップと、最も低い領域のレベルに応じた異物検出閾値を用いて異物を検出する異物検出ステップと、異物検出閾値よりも高い領域抽出閾値によって、前記最も輝度の低い領域と、前記異物検出ステップで検出された異物とを含む領域を抽出する領域抽出ステップと、抽出された領域をマスクした像に対して、前記異物検出ステップと前記領域抽出ステップとを繰り返し行うステップとを備える異物検出方法である。このように領域ごとに閾値を設定し、この閾値を用いて異物検出を行うことによって、輝度の低いパターンを有する試料においても異物検出感度を向上させることができる。

本発明の第２の態様に係る異物検出方法においては、光を透過する透過パターンと光を反射する反射パターンと前記透過パターンと前記反射パターンとの境界に位置するパターンエッジ部とを有する試料の異物を検出して検査を行う異物検出方法であって、前記試料に落射照明光と透過照明光とを照射し、前記試料の像を撮像するステップと、前記像において、前記パターンエッジ部の輝度に対応した第１の閾値を用いて第１の異物を検出する第１異物検出ステップと、前記第１の異物と前記パターンエッジ部とをマスクする第１マスクステップと、前記第１マスクステップでマスクされた像において、前記透過パターン又は前記反射パターンの低い輝度を有するパターンの輝度に対応した第２の閾値を用いて第２の異物を検出する第２異物検出ステップと、前記第２の異物と前記第２の閾値に対応したパターンとをマスクする第２マスクステップと、前記第１マスクステップと前記第２マスクステップとでマスクされた像において、前記透過パターン又は前記反射パターンの高い輝度を有するパターンの輝度に対応した第３の閾値を用いて第３の異物を検出するステップとを有する異物検出方法である。

本発明の第３の態様に係る異物検出方法においては、結像面に転写される主パターンと、前記主パターンに対して近接効果補正を行うＯＰＣパターンと、前記主パターンと前記ＯＰＣパターン以外の領域であるパターン開口部と、前記主パターンと前記パターン開口部の境界に位置するパターンエッジ部とを有する試料の異物を検出して検査を行う異物検出方法であって、前記試料に落射照明光と透過照明光とを照射し、前記試料の像を撮像する撮像ステップと、前記像において、前記ＯＰＣパターンの輝度に対応した第１の閾値を用いて第１の異物を検出する第１異物検出ステップと、前記像において、前記ＯＰＣパターンと前記第１の異物とをマスクする第１マスクステップと、前記第１マスクステップでマスクされた像において、前記パターンエッジ部の輝度に対応した第２の閾値を用いて第２の異物を検出する第２異物検出ステップと、前記第２の異物と前記パターンエッジ部とをマスクする第２マスクステップと、前記第１マスクステップと前記第２マスクステップとでマスクされた像において、前記パターン開口部の輝度に対応した第３の閾値を用いて第３の異物を検出する第３異物検出ステップと、前記第３の異物と前記パターン開口部とをマスクする第３マスクステップと、前記第１マスクステップと前記第２マスクステップと前記第３マスクステップとでマスクされた像において、前記主パターンの輝度に対応した第４の閾値を用いて第４の異物を検出するステップとを有する異物検出方法である。

本発明の第４の態様に係る異物検出方法においては、第３の態様に係る異物検出方法であって、前記ＯＰＣパターンと前記パターンエッジ部との輝度が略等しい際に、空間フィルタを用いて、前記ＯＰＣパターンと前記パターンエッジ部とを区別するステップとをさらに有することを特徴とする異物検出方法である。本発明の第５の態様に係る異物検出方法においては、上述の異物検出方法であって、前記試料で反射された反射光の光量が、前記試料で透過された透過光の光量の１．５倍以上となるよう、前記透過照明光源及び前記落射照明光源の少なくとも一方の光量を調整するステップとをさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の異物検出方法である。このようにすることによって、透過パターン上の異物か、遮光パターン上の異物かを簡便に判別することができる。

本発明の第６の態様に係る異物検出方法においては、上述の異物検出方法であって、前記異物検出ステップにおいて、前記撮像ステップにおいて得られた像において、前記パターンの暗部における２次元的な拡がりを検出する空間フィルタを用いることによって、異物検出を行うことを特徴とする異物検出方法である。本発明の第７の態様に係るパターン基板の製造方法においては、上述の異物検出方法を用いたパターン基板の製造方法である。

本発明の第８の態様に係る異物検出装置においては、試料に落射照明光と透過照明光を照射して得られた前記試料の像を用いて、前記試料上の異物を検出する異物検出装置であって、透過照明光源からの光を集光して前記試料に照射する透過照明光学系と、落射照明光源からの光を集光して前記試料に照射する落射照明光源系と、前記試料の像を撮像するため、前記透過照明光学系から前記試料に出射された光のうち前記試料を透過した透過光と前記落射照明光学系から前記試料に出射された光のうち前記試料を反射した反射光とを合わせた輝度を検出する検出器と、前記検出器によって検出された輝度に応じて分割された複数の領域において、前記複数の領域それぞれが有するパターンの輝度に応じて閾値を設定する閾値設定部と、前記閾値設定部によって設定された前記閾値と前記検出器によって検出された前記透過光と前記反射光とを合わせた輝度とを比較する比較部と、前記比較部によって比較された比較結果に基づいて、前記試料の異物を検出する異物検出部と、前記比較部によって比較された比較結果に基づいて、前記試料の一部をマスクする試料マスク部とを有することを特徴とするものである。

本発明によれば、簡便に異物検出することができ、かつ試料全体における異物検出感度を向上させることができる異物検査方法を提供することができる。また、本発明による異物検査方法によって、異物の位置を特定することが容易である。

本実施の形態に係る検査方法及びその異物検査方法を用いた異物検査装置においては、試料に落射照明光と透過照明光を照射して試料の像を撮像し、試料上に形成されたパターンの像の輝度に応じて、試料を複数の領域に分割し、この複数の領域において、それぞれの領域が有するパターンの輝度の低い順から、パターンの輝度に応じた閾値を設定し、その閾値を用いてその領域の異物検出を行い、この異物検出を行った領域をマスクしていくことを階層的に行っている。このようにすることによって、試料上に位置し、輝度の低いパターンを有している場合においても、そのパターンを有している領域を階層的にマスクして異物検出を行っていくので、全体の試料における異物検出感度を向上させることができる。

実施の形態１．
以下に、本発明を適用可能な実施の形態が説明される。以下の説明は、本発明の実施形態を説明するものであり、本発明が以下の実施形態に限定されるものではない。説明の明確化のため、以下の記載は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、当業者であれば、以下の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。本実施の形態においては、フォトマスク上の異物の検査を行う異物検査方法及びその異物検査方法を用いた異物検査装置を例として説明する。

本実施の形態に係る異物検査方法を用いる異物検査装置の概略構造図を図１に示す。ここでは試料であるフォトマスク３０に付着した異物を検出する検査装置を例に挙げて説明する。１１は透過照明光源、１２は透過側フィルタ、１３は駆動モータ、１４はミラー、１５は対物レンズ、１６はステージ、２１は落射照明光源、２２は落射側フィルタ、２３は駆動モータ、２４はビームスプリッタ、２５は対物レンズ、４１はレンズ、４２は検出器、５０は処理装置である。また、試料であるフォトマスク３０には、光を反射する遮光パターン３１が設けられている。

具体的には、透明なガラス基板の上にクロム膜等の遮光膜を成膜、パターニングすることにより、フォトマスク３０上に遮光パターン３１が形成される。従って、フォトマスク３０のうち、遮光パターン３１が設けられていない領域は光を透過する透過パターン３２となる。すなわち、フォトマスク３０は遮光パターン３１と透過パターン３２とを備えている。また、この遮光パターン３１がメインパターンやメインパターンに対して光の干渉効果による投影露光後のパターン変形を低減するＯＰＣ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ ｅｆｆｅｃｔ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）を行うＯＰＣパターンとなり、遮光パターン３１と透過パターン３２との境界がメインパターンエッジ部となる。もちろん、本発明において、ＯＰＣパターンを有しないフォトマスクにおいても適用可能である。

さらに、透過パターン３２がパターン開口部に相当する。遮光パターン３１は透過パターン３２よりも高い反射率を有している。このフォトマスク３０はステージ１６上に載置されている。フォトマスク３０は、遮光パターン３１が形成されたパターン面が上になるようにステージ１６上に載置されている。なお、ステージ１６は透明ステージであり、入射した光を透過する。

透過照明光源１１から出射された透過照明光をフォトマスク３０に入射させるための透過照明用光学系について説明する。透過照明光源１１は、例えば、ランプ光源であり、透過照明光を透過側フィルタ１２の方向に出射する。透過照明光源１１からの透過照明光は、透過側フィルタ１２を通過して、ミラー１４に入射する。ミラー１４はフォトマスク３０が載置されたステージ１６の下方に配置されており、透過照明光源１１からの透過照明光をフォトマスク３０の方向に反射する。ミラー１４で反射された透過照明光は、コンデンサレンズ１５に入射する。コンデンサレンズ１５により集光された透過照明光はステージ１６を介してフォトマスク３０に入射する。また、コンデンサレンズ１５は透過照明光をフォトマスク３０のパターン面上に集光する。

コンデンサレンズ１５によって集光されフォトマスク３０に入射した透過照明光のうち、フォトマスク３０を透過した透過光は、対物レンズ２５で集光され、ビームスプリッタ２４に入射する。ビームスプリッタ２４は、例えば、ハーフミラーであり、入射光のうち半分を透過し、半分を反射する。ビームスプリッタ２４を透過した透過光は、レンズ４１で平行光に変換され、検出器４２に入射する。検出器４２は、２次元ＣＣＤカメラなどの撮像素子であり、フォトマスク３０の光学像を撮像する。すなわち、レンズ４１は、透過光を検出器４２の受光面上に集光する。これにより、フォトマスク３０の透過照明光が照射された領域の透過像を撮像することができる。検出器４２は、検出した光の光量に基づく検出信号を処理装置５０に出力する。処理装置５０は、例えば、検出信号に基づいて異物判定を行なうためのアナログ回路と、異物判定した結果を、記憶、表示するためのパーソナルコンピュータとを含む。

次に、落射照明光源２１から出射された落射照明光をフォトマスク３０に入射させるための落射照明用光学系について説明する。落射照明光源２１は、例えば、ランプ光源であり、落射照明光を落射側フィルタ２２の方向に出射する。落射照明光源２１からの落射照明光は、落射側フィルタ２２を通過して、ビームスプリッタ２４に入射する。ビームスプリッタ２４はステージ１６上に載置されたフォトマスク３０の上方に配置されており、入射した落射照明光のうちの一部をフォトマスク３０の方向に反射する。ビームスプリッタ２４で反射された落射照明光は、対物レンズ２５に入射する。対物レンズ２５は落射照明光をフォトマスク３０のパターン面上に集光する。

対物レンズ２５によって集光されフォトマスク３０に入射した落射照明光のうち、フォトマスク３０で反射された反射光は、対物レンズ２５で集光され、ビームスプリッタ２４に入射する。ビームスプリッタ２４を透過した反射光は、レンズ４１で集光され、検出器４２に入射する。レンズ４１は、反射光を検出器４２の受光面上に集光する。これにより、フォトマスク３０の落射照明光が照射された領域の反射像を撮像することができる。

ここで、落射照明用光学系の対物レンズ２５と透過照明用光学系のコンデンサレンズ１５とは、同一光軸上に配置されている。従って、コンデンサレンズ１５から出射された透過照明光と、対物レンズ２５から出射された落射照明光とは、フォトマスク３０の同じ位置に入射する。そして、コンデンサレンズ１５から出射された透過照明光のうち、フォトマスク３０を透過した透過光と、対物レンズ２５から出射された落射照明光のうち、フォトマスク３０で反射された反射光とは、同一光軸上を同じ方向に伝播する。すなわち、透過照明光のうち、フォトマスク３０を透過した透過光と、落射照明光のうち、フォトマスク３０で反射された反射光とは、共通の光路を通って検出器４２に入射する。従って、同時に落射照明光と透過照明光とを用いてフォトマスク３０を照明して、検出器４２により検出することにより、反射像と透過像とを重ね合わせた光学像を撮像することができる。

フォトマスク３０が載置されているステージ１６は、水平方向に移動可能に設けられたＸ−Ｙステージである。従って、ステージ１６を水平方向に移動させることにより、フォトマスク３０上における、落射照明光及び透過照明光の入射位置が相対的に変化する。よって、フォトマスク３０上の照明領域を走査することができ、フォトマスク３０の任意の箇所の検査を行うことができる。さらに、ステージ１６を、例えば、ラスタ走査することにより、フォトマスク３０の全面を検査することができる。

また、透過側フィルタ１２及び落射側フィルタ２２は、例えば、ＮＤフィルタであり、入射した光を減衰させて、透過する。この透過側フィルタ１２や落射側フィルタ２２は例えば光透過率が異なる複数の領域に分割されており、透過側フィルタ１２を駆動する駆動モータ１３によって移動することによって、透過照明用光学系からフォトマスクに入射される光量を調整することができる。また同様に、落射側フィルタ２２を駆動する駆動モータ２３によって移動することによって、落射照明用光学系からフォトマスクに入射される光量を調整することができる。このようにすることによって、フォトマスクに入射される光の、透過照明用光学系から入射される光と落射照明用光学系から入射される光との割合を調整することができる。このときに調整すべきフィルタは、透過側フィルタ１２と落射側フィルタ２２の一方若しくは両方である。この透過照明用光学系から入射される光と落射照明用光学系から入射される光とにおける割合を調整する方法は、フィルタによる方法のみではなく、透過照明光源や落射照明光源の出力を変化させてもよい。以上のようにすることによって、検出器４２で検出される透過光の光量と、反射光の光量とが所望の割合になるように調整することができる。

本発明では、落射照明光源２１からの落射照明光のうち遮光パターン３１で反射された反射光が透過照明光源１１からの透過照明光のうち透過パターン３２を透過した透過光の光量の１．５倍以上となって検出器で検出されるように、光量を調整する。さらに、反射光の光量が透過光の光量の２倍以上とすることが好ましい。このようにすることによって、透過パターン上の異物か、遮光パターン上の異物かを簡便に判別することができる。

フォトマスク３０の透過パターン３２は、高い光透過率を有し、入射した光のほとんどを透過させる。また、透過パターン３２は、入射した光の極わずかな一部を正反射させる。例えば、透過パターンは約９２％の光透過率を有し、約４％の反射率を有している。フォトマスク３０の遮光パターン３１は、入射した光の略全てを遮光する。また、遮光パターン３１によって遮光された光のうちの一部は、遮光パターン３１の表面で正反射される。例えば、遮光パターン３１の反射率は約１０％であり、遮光パターン３１の光透過率は理想的には略０％である。

遮光パターン３１での反射率は、透過パターン３２での反射率よりも高くなる。従って、遮光パターン３１の領域では、透過照明光の光量の変化が透過像と反射像との合成像の撮像に大きく影響し、落射照明光の光量の変化はほとんど影響しない。透過パターン３２の領域では、落射照明光の光量及び透過照明光の光量の変化が合成像の撮像に影響する。また、透過パターン３２の領域では、透過照明光の光量の変化よりも落射照明光の光量の変化の方が合成像の撮像に対して影響が大きい。

このように、照明光が遮光パターン３１に入射するか透過パターンに入射するかによって、検出器４２で検出される光量が変化する。さらに、遮光パターン３１か透過パターンかによって、検出器４２で検出される光量のうち、透過照明光と落射照明光との割合が変化する。

ここで、落射照明光と反射照明光とによって照明されたハーフトーン型フォトマスク３０の像について図２を用いて説明する。図２（ａ）は、フォトマスク３０の構成を模式的に示す平面図である。なお、図２（ａ）では、異物のない正常な箇所の像が示されている。すなわち、図１におけるフォトマスク３０が図２におけるフォトマスク１００に相当する。図２（ａ）に示されるように、フォトマスク１００は、メインパターン部１０１、パターンエッジ部１０２、パターン開口部１０３、及びスキャッタリングバー１０４から構成されている。このときの合成像のプロファイルにおいては、メインパターン部１０１が一番高い輝度を有し、次にパターン開口部１０３、パターンエッジ部１０２、一番低い輝度を有するのがスキャッタリングバー１０４となっている。

この図２（ａ）に示されたハーフトーン型フォトマスク３０の構成におけるプロファイルを図２（ｂ）に示す。このプロファイルは、スキャッタリングバーの長手方向に垂直な方向におけるものであり、反射像と透過像とを重ね合わせて合成した合成像のプロファイルである。なお、説明の明確化のため、図２（ｂ）のプロファイルにおいて、ノイズ等の影響を無視して説明する。また、以下ではスキャッタリングバーの長手方向を縦方向として、スキャッタリングバーの長手方向に垂直な方向を横方向として説明する。

そこで、本実施の形態に係るマスク検査方法においては、まず一番輝度の低いスキャッタリングバー１０４の位置を検出する。スキャッタリングバー１０４の位置を検出するために用いられる第１の閾値は、スキャッタリングバーの輝度よりわずかに高い輝度の位置とする。すなわち、この第１の閾値以下のものをスキャッタリングバーであると判定する。しかしながら、この第１の閾値を用いた場合、スキャッタリングバーの輝度と同程度の輝度を有する異物１０５（図３、４参照）や、スキャッタリングバーに付着した異物１０６（図５参照）を検出することができない。

まず、図３にスキャッタリングバーの輝度と同程度の輝度を有する異物１０５がフォトマスク１００のパターン開口部１０３上に存在している場合のマスクの構成図を示す。スキャッタリングバーと同程度の輝度を有する異物１０５においては、スキャッタリングバー１０４と異なり、縦方向、横方向ともに広がりを有していないため、縦方向に線幅を測長すればその違いがわかる。すなわち、線幅測定を二方向で行うことによって、異物１０５であるかスキャッタリングバー１０４であるかを判定することができる。このスキャッタリングバー１０４の長手方向と平行な方向である縦方向のプロファイルを図４（ａ）、そのときのフォトマスク１００との位置関係を示しているのが図４（ｂ）である。

すなわち、異物１０５である場合、スキャッタリングバーの場合と異なり、縦方向に対しても広がりが小さい。スキャッタリングバーの場合には、縦方向においてスキャッタリングバーの幅分の広がりを有することになる。この広がりを判定するために、空間フィルタを用いても良い。この空間フィルタは、スキャッタリングバーの幅に応じて生成される。

この空間フィルタの一例として、図５に示すような空間フィルタ２００を用いるとよい。空間フィルタ２００は横方向にＨ０〜Ｈ５の６画素分有し、縦方向にＶ０〜Ｖ５の６画素分有する６×６のフィルタである。空間フィルタ２００は、スキャッタリングバーの幅が略４画素であるときに用いられる。図５においては、空間フィルタ２００は、（Ｈ２，Ｖ２）、（Ｈ３，Ｖ３）、（Ｈ２，Ｖ３）、（Ｈ３，Ｖ３）の中心領域２０１、中心領域２０１の外側の１画素幅の周辺領域２０２、及び周辺領域２０２よりも外側の外側領域２０３を有している。従って、中心領域２０１は４画素分有し、周辺領域２０２は１２画素分有し、外側領域は２０画素分有している。この空間フィルタ２００において、中心領域２０１のうち一画素以上が閾値以下であって、外側領域２０３の全画素において閾値以上の輝度を有するときに、異物であると判定する。これに対して、スキャッタリングバー１０４の位置にこの空間フィルタを用いた場合、中心領域２０１が閾値以下の画素を有することになるが、外側領域２０３において、閾値以下の画素を有することになるので、異物との区別をすることができる。もちろん、スキャッタリングバーの幅に応じて、空間フィルタ２００の中心領域２０１の大きさを変えることができる。このような空間フィルタ２００を用いることによって、パターン暗部における２次元方向の拡がりを検出することができる。従って、異物と１次元方向に拡がりを有するスキャッタリングバー１０４とを正確に判別することができる。

次に、スキャッタリングバー１０４に異物１０６が付着した場合におけるマスクの構造図を図６（ａ）に示す。このときのプロファイルが図６（ｂ）である。図６（ａ）に示すように、左側のスキャッタリングバー１０４ａに異物１０６が付着している状態である。このような場合、図６（ｂ）に示されたプロファイルは、異物１０６が付着したスキャッタリングバー１０４ａにおけるプロファイルと、異物が付着していないスキャッタリングバー１０４ｂにおけるプロファイルとで幅が異なる。すなわち、異物１０６が付着したスキャッタリングバー１０４ａのプロファイルの幅ｔ１と、異物が付着していないスキャッタリングバー１０４ｂのプロファイルの幅ｔ２とでは、ｔ２よりもｔ１が大きな値を示すことになる。

また、スキャッタリングバー１０４は、フォトマスク１００上で略同一の幅を有するものであり、この幅が異なることからスキャッタリングバー１０４に異物が付着しているか付着していないかを空間フィルタを用いて判定することができる。以上のようにして、スキャッタリングバー１０４と同程度の輝度を有する異物とスキャッタリングバー１０４とを区別することができる。このようにして、スキャッタリングバーの位置を特定し、スキャッタリングバーの輝度と同程度の輝度を有する異物の検出を行う。

次に、このスキャッタリングバー１０４とスキャッタリングバーの輝度と同程度の輝度を有する異物１０５、１０６の位置をマスクアウトする。このマスクアウトのときには、スキャッタリングバー１０４とスキャッタリングバーの輝度と同程度の輝度を有する異物１０５、１０６の幅より少し大きい幅でマスクアウトする。

このようにマスクされたときのフォトマスク１００の構成図を図７（ａ）、マスクされた状態におけるプロファイルを図７（ｂ）に示す。このときは、スキャッタリングバーの輝度と同程度の輝度を有する異物がない場合を示している。また、このマスクアウトするための領域は、膨張処理などのサイジング処理が行うことによって、スキャッタリングバー１０４より少し幅の広い領域をマスクアウトする。すなわち、このマスクアウトした領域１１１ａ、１１１ｂにおいては、異物検出のために用いられた閾値は、スキャッタリングバー１０４の輝度より少し高い輝度である第１の閾値を用いている。

その後、スキャッタリングバー１０４より少し幅の広い領域をマスクアウトすることによって、この領域以外の領域における異物検出閾値を第１の閾値と異なる閾値に変更している。このようにすることによって、マスクアウトした領域１１１ａ、１１１ｂ以外の領域において、異物検出感度を高くすることができる。

次に、パターンエッジ部１０２の輝度を検出する。パターンエッジ部１０２の輝度は、異物が付着していないフォトマスクの場合、スキャッタリングバー１０４の次に低い輝度を有する。そのため、閾値を第１の閾値から徐々に上げていくことによって、検出することができる。ここで、パターンエッジ部１０２の輝度よりも低く、第１閾値よりも高い異物を有している場合、パターンエッジ部１０２の輝度ではなく、この異物が検出にひっかかってしまう。しかしながら、パターンエッジ部１０２は、フォトマスク上でメインパターン部が存在しているエッジに相当するため、フォトマスク１００上で周期的に存在していることになる。そのため、閾値のレベルを変えていき、閾値を超える箇所が所定のレベル以上になったときに急激に増加する。このときのレベルが、パターンエッジ部１０２の輝度を超えたレベルであると判定される。他の異物と区別することは容易である。このようにして、パターンエッジ部１０２の輝度を検出することができる。

以上のようにして検出したパターンエッジ部１０２の輝度より少し低い輝度を第２の閾値とする。上述されたようにプロファイルをマスクアウトした領域を有するプロファイルにおいて、第２の閾値を用いて異物検出を行う。ここで、パターンエッジ部１０２に異物１０７が存在している場合のフォトマスクの構成図を図８（ａ）に示し、このときのプロファイルが図８（ｂ）である。このように、第２の閾値を用いることによって、パターンエッジ部１０２に異物１０７が存在しているときに異物として検出することができる。この第２の閾値によって検出することができる異物は、パターンエッジ部１０２に存在している異物だけでなく、パターン開口部１０３に存在し、スキャッタリングバー１０４の輝度よりも高い輝度を有し、パターンエッジ部１０２の輝度よりも低い輝度を有する異物においても、この第２の閾値を用いることによって異物検出される。

このように異物検出した後に、次にパターンエッジ部１０２の輝度より少し高い輝度を第３の閾値とする。そして、この第３の閾値を用いて上述された領域がマスクアウトされたフォトマスクにおいて異物検出を行う。このときに検出されるのは、パターンエッジ部１０２と同程度の輝度を有する異物である。

パターンエッジ部１０２と同程度の輝度を有する異物１０７においては、パターンエッジ部１０２と異なり、縦方向に広がりを有していないため、縦方向に線幅測長すればその違いがわかる。パターンエッジ部１０２の輝度と同程度の輝度を有する異物１０８をフォトマスク１００のパターン開口部１０３に有している場合のフォトマスクの構造図を図９（ａ）、そのときのプロファイルを図９（ｂ）に示す。また、縦方向のプロファイルを図１０（ａ）、そのときのフォトマスク１００との位置関係を示しているのが図１０（ｂ）である。

すなわち、パターンエッジ部１０２の輝度と同程度の輝度を有する異物１０８においては、縦方向に広がりが小さいため、パターンエッジ部１０２とこの異物１０８との区別をすることが可能である。これは縦方向、横方向両方のプロファイルにおいて、閾値を超える幅が狭い箇所が異物となる。また、１方向のみが閾値を超える箇所がパターンエッジ部１０２となる。

次に、このように検出された異物１０８やパターンエッジ部１０２の部分をマスクアウトする。このときマスクアウトする領域は、異物１０８やパターンエッジ部１０２に相当する部分より少し幅を広げた領域である。このようにマスクアウトしたフォトマスクを図１１（ａ）に示す。このときのプロファイルが図１１（ｂ）である。図１１（ａ）に示されるフォトマスクの構造図は、パターン開口部１０３に異物を有していない状態である。

図１１（ａ）に示されるように、上述されたスキャッタリングバー１０４の位置をサイジング処理した領域１１１ａ、１１１ｂに加え、パターンエッジ部１０２の位置をサイジング処理した領域１１２ａ、１１２ｂがマスクアウトされている。すなわち、領域１１１ａ、１１１ｂ、１１２ａ、１１２ｂをマスクアウトし、異物検出感度を第３の閾値よりも高い輝度にしても異物検出されていない異物をなくすことができる。従って、領域１１１ａ、１１１ｂ、１１２ａ、１１２ｂをマスクアウトしたフォトマスクにおいて、第３の閾値よりも高い輝度を有する閾値を用いて異物検出することができる。このようにすることによって、異物検出感度を上昇させることができる。

次に、パターン開口部１０３の輝度を検出する。パターン開口部１０３の輝度は、異物が生じていないフォトマスクの場合、パターンエッジ部１０２の輝度の次に低い輝度を有する。そのため、閾値を第３の閾値から徐々に上げていくことによって、検出することができる。ここで、パターン開口部１０３の輝度よりも低く、第３の閾値よりも高い異物をフォトマスクが有している場合、パターン開口部１０３の輝度ではなく、この異物が検出にひっかかってしまう。しかしながら、パターン開口部１０３は、フォトマスク上でメインパターン部１０１やパターンエッジ部１０２及びスキャッタリングバー１０４以外の部分であり、フォトマスク１００上で周期的に存在していることになる。そのため、他の異物と区別することは容易である。このようにして、パターン開口部１０３の輝度を検出することができる。

このように検出されたパターン開口部１０３の輝度を用い、異物領域１１１ａ、１１１ｂ、１１２ａ、１１２ｂをマスクアウトしたフォトマスクにおいて異物検出を行う。このときに用いられる異物検出閾値は、上述した第３の閾値よりも高い輝度を有し、パターン開口部１０３の輝度よりも低い輝度を有する第４の閾値である。すなわち、第４の閾値を用いることによって、パターンエッジ部１０２の輝度よりも高く、パターン開口部１０３の輝度よりも低い異物を検出する。パターンエッジ部１０２の輝度よりも高く、パターン開口部１０３の輝度よりも低い輝度を有する異物１０９をパターン開口部１０３に有するマスクの構造図を図１２（ａ）に示す。このときのプロファイルを図１２（ｂ）に示す。図１２（ｂ）に示されるように、パターンエッジ部１０２の輝度よりも高く、パターン開口部１０３の輝度よりも低い輝度を有する異物１０９を検出することができる。

次に、このように検出された異物１０９やパターン開口部１０３の部分をマスクアウトする。このときマスクアウトする領域は、異物１０９やパターン開口部１０３に相当する部分より少し幅を広げた領域である。このようにマスクアウトしたフォトマスクを図１３（ａ）に示す。このときのプロファイルが図１３（ｂ）である。このときマスクアウトした領域１１３ａ、１１３ｂは、上述した領域１１１ａ、１１１ｂ、１１２ａ、１１２ｂを有している領域である。また、図１３（ａ）に示されるフォトマスクの構造図は、パターン開口部１０３に異物が付着していない状態である。このようにマスクアウトすることによって、メインパターン部１０１に相当する部分のプロファイルのみが残されることになる。

さらに、この領域１１３ａ、１１３ｂによってマスクアウトされた領域、すなわちメインパターン部１０１に相当する部分のプロファイルにおいて、異物検出を行う。ここで、メインパターン部１０１にパターン開口部の輝度よりも高い輝度を有する異物１１０を有するフォトマスクの構造図を図１４（ａ）に示し、このときのプロファイルを図１４（ｂ）に示す。このときには、メインパターン部１０１における輝度を検出する。このメインパターン部１０１の輝度より少し低い輝度を有する第５の閾値を用いることによって異物検出を行う。このようにすることによって、メインパターン部１０１における高感度の異物検出を行うことができる。

以上のようにして、領域ごとに異物検出する閾値を変えていくことによって、異物検出の感度を向上させることができる。特に、本実施の形態に記載したフォトマスクの場合には、メインパターン部１０１、パターン開口部１０３、パターンエッジ部１０２、スキャッタリングバー１０４によって領域を区分している。そして、それぞれの領域におけるサイジング処理した領域をマスクアウトしている。このマスクアウトしたプロファイルを用い、異物検出閾値を変化させることによって、それぞれの領域に適した異物検出閾値を用いている。このようにすることによって、異物検出における検出感度を向上させることができる。

上記の処理は処理装置５０によって行なわれる。この処理装置５０の構成について図１５を用いて説明する。図１５は処理装置５０の構成を示すブロック図である。処理装置５０は、閾値設定部５１と、比較部５２と、異物判定部５３と、走査制御部５４と、光量調整部５５と、試料マスク部５６とを備えている。

光量調整部５５は、駆動モータ１３及び駆動モータ２３を制御して、透過照明光と落射照明光との光量を調整する。これにより、落射照明光のうちフォトマスク３０の遮光パターン３１で反射され検出器４２で検出された検出光量が、透過照明光のうちフォトマスク３０の透過パターン３２を透過して、検出器で検出された検出光量の１．５倍以上になる。具体的には、異物検出の前に、フォトマスク３０の任意の位置に透過照明光のみを照射して、検出器４２により透過像を撮像する。

また、フォトマスク３０の任意の位置に落射照明光のみを照射して検出器４２により反射像を撮像する。そして、光量調整部５５は、反射像における遮光パターン３１の画素での検出光量と、透過像における透過パターン３２の画素での検出光量とを比較する。そして、光量調整部５５は、透過照明光と落射照明光の割合を調整する。具体的には、駆動モータ１３及び駆動モータ２３を駆動して、透過側フィルタ１２及び落射側フィルタ２２を変化させる。これにより、透過側フィルタ１２及び落射側フィルタ２２の光透過率が変化して、光量の割合を調整することができる。なお、光量の調整は、駆動モータ１３又は駆動モータ２３の一方のみを駆動して調整を行ってもよい。また、透過側フィルタ１２及び落射側フィルタ２２の一部の領域に、光を遮光する遮光部を設けてもよい。すなわち、反射像を撮像するときは、透過側フィルタ１２で透過照明光を遮光し、透過像を撮像するときは、落射側フィルタ２２で落射照明光を遮光する。これにより、光量を調整するための反射像及び透過像のそれぞれを容易に撮像することができる。

走査制御部５４は、ステージ１６の走査を制御する。すなわち、ステージ１６を駆動する駆動機構を制御して、フォトマスク３０を走査する。これにより、フォトマスク３０の任意の位置に、照明光を照射することができる。また、走査制御部５４は、駆動機構からの駆動信号に基づいて、フォトマスク３０上の照明領域の位置を認識している。すなわち、フォトマスク上において照明光が入射している領域の座標が認識されている。

次に、異物判定を行なうための処理について説明する。異物判定の処理では、上記のように光量を調整した状態で、落射照明光及び透過照明光を同時に照射する。そして、フォトマスク３０を透過した透過光と、フォトマスク３０で反射された反射光とを、一つの検出器４２で検出する。この検出器４２によって検出されたプロファイルが処理装置５０に入力される。検出器４２からのプロファイルは、検出光量に応じたレベルとなっている。この検出器４２からのプロファイルは、比較部５２に入力される。

閾値設定部５１ａは、上述したようにそれぞれの領域ごとに閾値を設定していく。閾値を設定していく際、それぞれの領域が有するパターンの輝度によって、その領域における閾値が決定される。まず、最も低い輝度の領域において閾値を設定する。例えば上述したようなＯＰＣパターンを有するフォトマスクの場合においては、閾値設定部５１は、ＯＰＣパターンの輝度の少し高い輝度を閾値とする。このように設定された閾値は、比較部５２に入力される。また、この閾値設定部５１ａからの閾値から領域を設定するのが領域設定部５１ｂである。比較部５２は、この閾値と検出器４２からのプロファイルを比較する。この比較部５２から出力された比較結果は、異物判定部５３によって異物であるかどうかを判定する。このことによって、その閾値を設定した領域における異物検出を行う。そして、試料マスク部５７によって、異物検出が行われた領域に対応する領域のプロファイルをマスクすることになる。このとき、試料マスク部５７によってマスクされる領域は、サイジング処理が行われ、異物検出された領域よりも少し大きい領域となる。

次に、試料マスク部５７によってマスクされたプロファイルにおいて、また、閾値設定部５１が閾値を設定する。このときも先ほどと同様にマスクされたプロファイルにおいて最も低い輝度の領域において閾値を設定する。このように、閾値設定部５１によって閾値を設定し、比較部５２と異物判定部５３とによって異物検出を行い、その異物検出が行われた領域に対応する領域を試料マスク部５７によってマスクしていくことを繰り返すことによって、階層的に異物検出を行っていく。このようにすることによって、輝度の低い領域を有する試料においても、異物検出感度を向上させていくことができる。

実施の形態２．
第２の実施の形態においては、スキャッタリングバーにおける輝度とパターンエッジ部における輝度とが略同じで区別することができないハーフトーンＯＰＣマスクにおける異物の検査を行う異物検査方法及びその異物検査方法を用いた異物検査装置についてである。以下の説明は、本発明の実施形態を説明するものであり、本発明が以下の実施形態に限定されるものではない。説明の明確化のため、以下の記載は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、当業者であれば、以下の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。また、構成要素や動作原理で実施の形態１と同様のものは省略する。

図１６は、本実施の形態に係る異物検査方法を用いるフォトマスク３００の概略構造図である。フォトマスク３００は、実施の形態１と同様にスキャッタリングバーを有するハーフトーン型フォトマスクである。フォトマスク３００は、メインパターン部３０１、パターンエッジ部３０２、パターン開口部３０３、及びスキャッタリングバー３０４から構成されている。本実施の形態に係る異物検査方法を用いるフォトマスク３００においては、パターンエッジ部３０２における輝度とスキャッタリングバー３０４における輝度とが略同じになっている。そのため、実施の形態１に用いる方法においては、スキャッタリングバー３０４であるかパターンエッジ部３０２であるかの区別を行うことができない。

そこで、本実施の形態に係る異物検査方法においては、空間フィルタを用いることによって、スキャッタリングバー３０４であるかパターンエッジ部３０２であるかの区別を行う。この空間フィルタは、第１の閾値よりも低い輝度を有する画素の周りの輝度と第１の閾値との比較を行うフィルタである。すなわち、第１の閾値よりも低い輝度を有する画素を中心として、２画素離れた位置の画素の輝度を取り出す。この２画素離れた位置とは、縦方向、横方向のみではなく、斜め方向離れた位置も相当する。この取り出された位置の画素の輝度が、メインパターン部３０１の輝度よりも少し低い輝度の第２の閾値よりも低いか低くないかを判定する。すなわち、取り出された位置の画素の輝度のうち、第２の閾値よりも高い輝度を有する画素が存在する場合には、その位置はパターンエッジ部３０２であると判定される。

なお、本実施の形態に係る異物検査方法においては、２画素離れた位置の画素を取り出したが、この離間する画素数はスキャッタリングバーの幅に基づいて設定され、スキャッタリングバーの幅が広ければこの離間する画素数を増やし、スキャッタリングバーの幅が狭ければこの離間する画素数を減らすことによって、スキャッタリングバーであるかパターンエッジ部であるかの区別を行うことができる。

次に、第１の閾値を用いて異物検出を行う。スキャッタリングバーの輝度と略同じ程度の輝度を有する異物については、第１の閾値よりも低い輝度を有し、かつ縦方向における広がりが小さいために異物として判定することができる。さらに、スキャッタリングバーに付着した異物や、パターンエッジ部に付着した異物もその幅を検出することによって、異物として判定することができる。さらに、本実施の形態に係る異物検出方法においては、スキャッタリングバーとパターンエッジ部とを区別しているために、その異物がスキャッタリングバーに付着した異物であるのか、パターンエッジ部に付着した異物であるのかを区別することができる。

これらの異物検出を行った後に、第１の閾値よりもひくい輝度を有する領域をサイジング処理して少し大きな領域にしたのち、マスクアウトする。このマスクアウトした領域を有するフォトマスクにおいて、異物検出を行う。このときマスクアウトされる領域は、パターンエッジ部とスキャッタリングバーとを含むために、上述のメインパターン部の輝度より少し低い輝度である第２の閾値を用いることによって、異物検出を行うことができる。

このようにすることによって、異物の位置を確定することができ、さらに、その異物検出が行われた領域に対応する領域をマスクしていくことを繰り返すことによって、階層的に異物検出を行っていくことによって、輝度の低い領域を有する試料においても、異物検出感度を向上させていくことができる。

なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。

実施の形態１に係る検査装置の概略構造図である。 ＯＰＣパターンを有するフォトマスクの構造図とそのプロファイルである。 マスク開口部にＯＰＣパターンと同程度の輝度の異物を有するフォトマスクの構造図とプロファイルである。 マスク開口部にＯＰＣパターンと同程度の輝度の異物を有するフォトマスクにおける縦方向のプロファイルとそのときのフォトマスクの位置関係である。 異物を検出するための空間フィルタの一例である。 ＯＰＣパターンに付着した異物を有するフォトマスクの構造図とそのプロファイルである。 ＯＰＣパターン近傍をマスクアウトしたフォトマスクの構造図とそのプロファイルである。 パターンエッジ部に異物が存在しているフォトマスクの構造図とそのプロファイルである。 パターン開口部にパターンエッジ部と同程度の輝度の異物を有するフォトマスクの構造図とそのプロファイルである。 パターン開口部にパターンエッジ部と同程度の輝度の異物を有するフォトマスクにおける縦方向のプロファイルとそのときのフォトマスクの位置関係である。 パターンエッジ部近傍をマスクアウトしたフォトマスクの構造図とそのプロファイルである。 パターンエッジ部の輝度よりも高く、パターン開口部の輝度よりも低い輝度を有する異物をパターン開口部１０３に有するフォトマスクの構造図とそのプロファイルである。 パターン開口部近傍をマスクアウトしたフォトマスクの構造図とそのプロファイルである。 メインパターン部以外の領域をマスクアウトしたフォトマスクの構造図とそのプロファイルである。 実施の形態１に関する異物検査装置における処理装置のブロック図である。 実施の形態２の異物検出方法において用いられるフォトマスクのがいりょく構造図である。 従来のマスク異物検出に用いられるフォトマスクの構造図とプロファイルである。 従来のマスク異物検出に用いられるもう一つのフォトマスクの構造図とプロファイルである。

符号の説明

１１ 透過照明光源 １２ 透過側フィルタ １３ 駆動モータ １４ ミラー
１５ 対物レンズ １６ ステージ
２１ 落射照明光源 ２２ 落射側フィルタ ２３ 駆動モータ
２４ ビームスプリッタ ２５ 対物レンズ
３０ フォトマスク ３１ 遮光パターン ３２ 透過パターン
４１ レンズ ４２ 検出器
５０ 処理装置 ５１ａ 閾値設定部 ５１ｂ 領域設定部 ５２ 比較部
５３ 異物判定部 ５４ 走査制御部 ５５ 光量調整部 ５６ 試料マスク部
１００ フォトマスク １０１ メインパターン部 １０２ パターンエッジ部
１０３ パターン開口部 １０４ スキャッタリングバー １０５〜１１０ 異物
１１１ａ、１１１ｂ、１１２ａ、１１２ｂ、１１３ａ、１１３ｂ マスク領域
２００ 空間フィルタ ２０１ 中心領域 ２０２ 周辺領域 ２０３ 外側領域
３００ フォトマスク ３０１ メインパターン部 ３０２ パターンエッジ部
３０３ パターン開口部 ３０４ スキャッタリングバー
９０ マスク ９２ メインパターンエッジ部
９００ マスク ９０１ メインパターン ９０２ メインパターンエッジ部
９０３ パターン開口部 ９０４ 異物
９１０ マスク ９１１ メインパターン ９１２ メインパターンエッジ部
９１３ パターン開口部 ９１４ 異物 ９１５ ＯＰＣパターン

Claims (8)

1. 試料の像の輝度が異物検出閾値よりも低い箇所を異物として検出する異物検出方法であって、
   透過率及び反射率が異なる複数の領域を有する試料に対して、落射照明光と反射照明光とを照射する照射ステップと、
   前記試料で反射した反射光と、前記試料を透過した透過光とを受光して、前記試料の像を撮像する撮像ステップと、
   最も低い領域のレベルに応じた異物検出閾値を用いて異物を検出する異物検出ステップと、
   異物検出閾値よりも高い領域抽出閾値によって、前記最も輝度の低い領域と、前記異物検出ステップで検出された異物とを含む領域を抽出する領域抽出ステップと、
   抽出された領域をマスクした像に対して、前記異物検出ステップと前記領域抽出ステップとを繰り返し行うステップとを備える異物検出方法。
2. 光を透過する透過パターンと光を反射する反射パターンと前記透過パターンと前記反射パターンとの境界に位置するパターンエッジ部とを有する試料の異物を検出して検査を行う異物検出方法であって、
   前記試料に落射照明光と透過照明光とを照射し、前記試料の像を撮像するステップと、
   前記像において、前記パターンエッジ部の輝度に対応した第１の閾値を用いて第１の異物を検出する第１異物検出ステップと、
   前記第１の異物と前記パターンエッジ部とをマスクする第１マスクステップと、
   前記第１マスクステップでマスクされた像において、前記透過パターン又は前記反射パターンの低い輝度を有するパターンの輝度に対応した第２の閾値を用いて第２の異物を検出する第２異物検出ステップと、
   前記第２の異物と前記第２の閾値に対応したパターンとをマスクする第２マスクステップと、
   前記第１マスクステップと前記第２マスクステップとでマスクされた像において、前記透過パターン又は前記反射パターンの高い輝度を有するパターンの輝度に対応した第３の閾値を用いて第３の異物を検出するステップとを有する異物検出方法。
3. 結像面に転写される主パターンと、前記主パターンに対して近接効果補正を行うＯＰＣパターンと、前記主パターンと前記ＯＰＣパターン以外の領域であるパターン開口部と、前記主パターンと前記パターン開口部の境界に位置するパターンエッジ部とを有する試料の異物を検出して検査を行う異物検出方法であって、
   前記試料に落射照明光と透過照明光とを照射し、前記試料の像を撮像する撮像ステップと、
   前記像において、前記ＯＰＣパターンの輝度に対応した第１の閾値を用いて第１の異物を検出する第１異物検出ステップと、
   前記像において、前記ＯＰＣパターンと前記第１の異物とをマスクする第１マスクステップと、
   前記第１マスクステップでマスクされた像において、前記パターンエッジ部の輝度に対応した第２の閾値を用いて第２の異物を検出する第２異物検出ステップと、
   前記第２の異物と前記パターンエッジ部とをマスクする第２マスクステップと、
   前記第１マスクステップと前記第２マスクステップとでマスクされた像において、前記パターン開口部の輝度に対応した第３の閾値を用いて第３の異物を検出する第３異物検出ステップと、
   前記第３の異物と前記パターン開口部とをマスクする第３マスクステップと、
   前記第１マスクステップと前記第２マスクステップと前記第３マスクステップとでマスクされた像において、前記主パターンの輝度に対応した第４の閾値を用いて第４の異物を検出するステップとを有する異物検出方法。
4. 前記ＯＰＣパターンと前記パターンエッジ部との輝度が略等しい際に、空間フィルタを用いて、前記ＯＰＣパターンと前記パターンエッジ部とを区別するステップとをさらに有することを特徴とする請求項３に記載の異物検出方法。
5. 前記試料で反射された反射光の光量が、前記試料で透過された透過光の光量の１．５倍以上となるよう、前記透過照明光源及び前記落射照明光源の少なくとも一方の光量を調整するステップとをさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の異物検出方法。
6. 前記異物検出ステップにおいて、前記撮像ステップにおいて得られた像において、前記パターンの暗部における２次元的な拡がりを検出する空間フィルタを用いることによって、異物検出を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の異物検出方法。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の異物検出方法を用いたパターン基板の製造方法。
8. 試料に落射照明光と透過照明光を照射して得られた前記試料の像を用いて、前記試料上の異物を検出する異物検査装置であって、
   透過照明光源からの光を集光して前記試料に照射する透過照明光学系と、
   落射照明光源からの光を集光して前記試料に照射する落射照明光源系と、
   前記試料の像を撮像するため、前記透過照明光学系から前記試料に出射された光のうち前記試料を透過した透過光と前記落射照明光学系から前記試料に出射された光のうち前記試料を反射した反射光とを合わせた輝度を検出する検出器と、
   前記検出器によって検出された輝度に応じて分割された複数の領域において、前記複数の領域それぞれが有するパターンの輝度に応じて閾値を設定する閾値設定部と、
   前記閾値設定部によって設定された前記閾値と前記検出器によって検出された前記透過光と前記反射光とを合わせた輝度とを比較する比較部と、
   前記比較部によって比較された比較結果に基づいて、前記試料の異物を検出する異物検出部と、
   前記比較部によって比較された比較結果に基づいて、前記試料の一部をマスクする試料マスク部とを有することを特徴とする異物検査装置。

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