JP5178781B2 - Sensor output data correction device and sensor output data correction method - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、センサ出力データの補正装置及びセンサ出力データの補正方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to a sensor output data correction apparatus and a sensor output data correction method.
近年、大規模集積回路(LSI)の高集積化及び大容量化に伴い、半導体素子に要求される回路線幅はますます狭くなってきている。これらの半導体素子は、回路パターンが形成された原画パターン(マスク或いはレチクルともいう。以下、マスクと総称する)を用いて、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。よって、かかる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、微細な回路パターンを描画することができるパターン描画装置を用いる。かかるパターン描画装置を用いてウェハに直接パターン回路を描画することもある。或いは、電子ビーム以外にも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が試みられている。 In recent years, the circuit line width required for a semiconductor element has been increasingly narrowed as a large scale integrated circuit (LSI) is highly integrated and has a large capacity. These semiconductor elements use an original pattern pattern (also referred to as a mask or a reticle, hereinafter referred to as a mask) on which a circuit pattern is formed, and the pattern is exposed and transferred onto a wafer by a reduction projection exposure apparatus called a stepper. It is manufactured by forming a circuit. Therefore, a pattern drawing apparatus capable of drawing a fine circuit pattern is used for manufacturing a mask for transferring such a fine circuit pattern onto a wafer. A pattern circuit may be directly drawn on a wafer using such a pattern drawing apparatus. Alternatively, development of a laser beam drawing apparatus for drawing using a laser beam in addition to an electron beam has been attempted.
そして、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。しかし、1ギガビット級のDRAM(ランダムアクセスメモリ)に代表されるように、LSIを構成するパターンは、サブミクロンからナノメータのオーダーになろうとしている。歩留まりを低下させる大きな要因の一つとして、半導体ウェハ上に超微細パターンをフォトリソグラフィ技術で露光、転写する際に使用されるマスクのパターン欠陥があげられる。近年、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って、パターン欠陥として検出しなければならない寸法も極めて小さいものとなっている。そのため、LSI製造に使用される転写用マスクの欠陥を検査するパターン検査装置の高精度化が必要とされている。 In addition, improvement in yield is indispensable for manufacturing an LSI that requires a large amount of manufacturing cost. However, as represented by a 1 gigabit class DRAM (Random Access Memory), the pattern constituting the LSI is about to be in the order of submicron to nanometer. One of the major factors that reduce the yield is a pattern defect of a mask used when an ultrafine pattern is exposed and transferred onto a semiconductor wafer by a photolithography technique. In recent years, with the miniaturization of LSI pattern dimensions formed on semiconductor wafers, the dimensions that must be detected as pattern defects have become extremely small. Therefore, it is necessary to improve the accuracy of a pattern inspection apparatus that inspects defects in a transfer mask used in LSI manufacturing.
一方、マルチメディア化の進展に伴い、LCD(Liquid Crystal Display:液晶ディスプレイ)は、500mm×600mm、またはこれ以上への液晶基板サイズの大型化と、液晶基板上に形成されるTFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)等のパターンの微細化が進んでいる。従って、極めて小さいパターン欠陥を広範囲に検査することが要求されるようになってきている。このため、このような大面積LCDのパターン及び大面積LCDを製作する時に用いられるフォトマスクの欠陥を短時間で、効率的に検査する試料検査装置の開発も急務となってきている。 On the other hand, with the development of multimedia, LCDs (Liquid Crystal Display) are increasing in size of the liquid crystal substrate to 500 mm × 600 mm or more, and TFTs (Thin Film Transistors) formed on the liquid crystal substrate. : Thin film transistors) and the like are being miniaturized. Therefore, it is required to inspect a very small pattern defect over a wide range. For this reason, there is an urgent need to develop a sample inspection apparatus for efficiently inspecting defects of a photomask used in manufacturing such a large area LCD pattern and a large area LCD in a short time.
ここで、従来のパターン検査装置では、拡大光学系を用いてリソグラフィマスク等の試料上に形成されているパターンを所定の倍率で撮像した光学画像と、設計データ、あるいは試料上の同一パターンを撮像した光学画像と比較することにより検査を行うことが知られている。例えば、パターン検査方法として、同一マスク上の異なる場所の同一パターンを撮像した光学画像データ同士を比較する「die to die検査」や、パターン設計されたCADデータをマスクにパターンを描画する時に描画装置が入力するための装置入力フォーマットに変換した描画データ(設計パターンデータ)を検査装置に入力して、これをベースに設計画像データ(参照画像)を生成して、それとパターンを撮像した測定データとなる光学画像とを比較する「die to database検査」がある。かかる検査装置における検査方法では、試料はステージ上に載置され、ステージが動くことによって光束が試料上を走査し、検査が行われる。試料には、光源及び照明光学系によって光束が照射される。試料を透過あるいは反射した光は光学系を介して、センサ上に結像される。センサで撮像された画像は測定データとして比較回路へ送られる。比較回路では、画像同士の位置合わせの後、測定データと参照データとを適切なアルゴリズムに従って比較し、形状や出力信号レベルが一致しない場合には、パターン欠陥有りと判定する。 Here, in a conventional pattern inspection apparatus, an optical image obtained by imaging a pattern formed on a sample such as a lithography mask using a magnifying optical system at a predetermined magnification and an identical pattern on the sample are captured. It is known to perform an inspection by comparing with an optical image. For example, as a pattern inspection method, a “die to die inspection” that compares optical image data obtained by imaging the same pattern at different locations on the same mask, or a drawing apparatus that draws a pattern using pattern-designed CAD data as a mask Drawing data (design pattern data) converted into a device input format for input to the inspection device is input to the inspection device, design image data (reference image) is generated based on the drawing data, and measurement data obtained by imaging the pattern There is a “die to database test” that compares an optical image. In the inspection method in such an inspection apparatus, the sample is placed on the stage, and the stage is moved so that the light beam scans on the sample and the inspection is performed. The sample is irradiated with a light beam by a light source and an illumination optical system. The light transmitted or reflected by the sample is imaged on the sensor via the optical system. The image picked up by the sensor is sent to the comparison circuit as measurement data. The comparison circuit compares the measurement data and the reference data according to an appropriate algorithm after the alignment of the images, and determines that there is a pattern defect if the shape and the output signal level do not match.
ここで、試料上に形成されているパターンの撮像を行うセンサの出力データは、AD変換後にオフセット補正により、センサの出力オフセットの補正を行い、ゲイン補正によりゲインの補正が行われる。オフセットとゲインの補正は、撮像される画素毎に行なわれる。オフセットとゲインの補正係数は、測定前に予め基準となる被測定物の白部と黒部の領域で採取したセンサの出力データから、センサの画像取込み幅に対応する画素毎に算出する。そして、算出された補正係数が装置に設定され、以降、かかる補正係数を使って補正が行われる。しかしながら、かかる従来のオフセット補正やゲイン補正の手法では、光源の経時的な光量変化やセンサの各受光素子自体の経時的な感度変化に起因するセンサの出力レベルの変化により欠陥の出力レベルやパターンの線幅が変化してしまい、微細な欠陥の検出やパターンの線幅の差を検出する要求について、対処することは困難である。 Here, the output data of the sensor that captures an image of the pattern formed on the sample is corrected for the output offset of the sensor by offset correction after AD conversion, and the gain is corrected by gain correction. Offset and gain correction is performed for each pixel to be imaged. The offset and gain correction coefficients are calculated for each pixel corresponding to the image capture width of the sensor from the sensor output data collected in advance in the white and black areas of the object to be measured before measurement. Then, the calculated correction coefficient is set in the apparatus, and thereafter correction is performed using the correction coefficient. However, in the conventional offset correction and gain correction methods, the output level and pattern of the defect are caused by the change in the output level of the sensor due to the change in the light amount with time of the light source and the change in sensitivity of each light receiving element of the sensor with time. Therefore, it is difficult to cope with demands for detecting fine defects and detecting differences in pattern line widths.
本発明の実施形態は、上述した問題点を克服し、経時的な光量変化やセンサの各受光素子自体の経時的な感度変化に起因するセンサの出力レベルの変化を補正する装置および方法を提供することを目的とする。 Embodiments of the present invention provide an apparatus and method for overcoming the above-described problems and correcting a change in sensor output level due to a change in light quantity with time and a change in sensitivity with time of each light receiving element of the sensor itself. The purpose is to do.
実施形態によれば、センサ出力データの補正装置は、オフセット回路と、ゲイン補正回路と、平均値算出回路と、ゲイン補正係数算出回路と、を備える。オフセット回路は、パターン形成された試料を照明して、透過或いは反射して得られる光を受光して画像データを出力するセンサからの出力データを入力し、前記出力データのオフセット補正を行う。ゲイン補正回路は、ゲイン補正係数を入力し、入力されたゲイン補正係数を前記出力データに乗じることでゲイン補正を行う。平均値算出回路は、前記オフセット補正とゲイン補正が行われた前記センサの出力データのうち、透過により得られる場合は前記パターンから光が透過する位置で、反射により得られる場合は前記パターンから光が反射する位置で取得した前記センサの出力データを用いて、前記センサの出力データの各画素値の平均値を演算する。ゲイン補正係数算出回路は、設定された基準値からの前記平均値の変化率を用いて前記ゲイン補正に用いるゲイン補正係数を補正し、前記ゲイン補正回路にフィードバックする。前記透過により得られる場合の前記パターンから光が透過する位置は、周囲の影響を受けない位置であって対象画素中にパターンが存在しない位置であり、前記反射により得られる場合の前記パターンから光が反射する位置は、周囲の影響を受けない位置であってパターンが対象画素の全体を占める位置である。
前記オフセット補正とゲイン補正が行われた前記センサの出力データを入力し、入力された出力データから、透過により得られる場合は前記パターンから光が透過する位置で取得した前記センサの出力データを、反射により得られる場合は前記パターンから光が反射する位置で取得した前記センサの出力データを識別する識別回路をさらに備え、
前記識別回路は、注目画素毎に、注目画素とかかる注目画素を取り囲む画素領域の複数の画素がすべてしきい値以上であった場合、かかる画素領域の注目画素を、透過により得られる場合は前記パターンから光が透過する位置で取得した前記センサの出力データとして、反射により得られる場合は前記パターンから光が反射する位置で取得した前記センサの出力データとして識別し、
前記平均値算出回路は、前記識別回路により識別された位置で取得した前記センサの出力データの各画素値の平均値を演算する。
According to the embodiment, the sensor output data correction apparatus includes an offset circuit, a gain correction circuit, an average value calculation circuit, and a gain correction coefficient calculation circuit. The offset circuit illuminates the patterned sample, receives light obtained by transmission or reflection, receives output data from a sensor that outputs image data, and performs offset correction of the output data. The gain correction circuit performs gain correction by inputting a gain correction coefficient and multiplying the output data by the input gain correction coefficient. The average value calculation circuit is a position where light is transmitted from the pattern when it is obtained by transmission out of the output data of the sensor subjected to the offset correction and gain correction, and from the pattern when it is obtained by reflection. The average value of the pixel values of the output data of the sensor is calculated using the output data of the sensor acquired at the position where the light is reflected. The gain correction coefficient calculation circuit corrects the gain correction coefficient used for the gain correction using the rate of change of the average value from the set reference value, and feeds back to the gain correction circuit. The position where light is transmitted from the pattern when obtained by the transmission is a position where there is no influence from the surroundings and the pattern does not exist in the target pixel, and the light from the pattern when obtained by the reflection is used. The position where is reflected is a position that is not affected by the surroundings, and is a position where the pattern occupies the entire target pixel.
Input the output data of the sensor that has been subjected to the offset correction and gain correction, from the input output data, if obtained by transmission, the output data of the sensor acquired at the position where the light is transmitted from the pattern, An identification circuit for identifying the output data of the sensor obtained at a position where light is reflected from the pattern when obtained by reflection;
The identification circuit, for each pixel of interest, if the pixel of interest and a plurality of pixels in the pixel region surrounding the pixel of interest are all equal to or greater than a threshold value, As output data of the sensor acquired at a position where light is transmitted from a pattern, if obtained by reflection, it is identified as output data of the sensor acquired at a position where light is reflected from the pattern,
The average value calculation circuit calculates an average value of the pixel values of the output data of the sensor acquired at the position identified by the identification circuit.
また、実施形態によれば、センサ出力データの補正方法は、パターン形成された試料を照明して、透過或いは反射して得られる光を受光して画像データを出力するセンサからの出力データを入力し、前記出力データのオフセット補正を行う工程と、ゲイン補正係数を入力し、入力されたゲイン補正係数を前記出力データに乗じることでゲイン補正を行う工程と、前記オフセット補正とゲイン補正が行われた前記センサの出力データから、透過により得られる場合は前記パターンから光が透過する位置で取得した前記センサの出力データを、反射により得られる場合は前記パターンから光が反射する位置で取得した前記センサの出力データを用いて、前記センサの出力データの各画素値の平均値を演算する工程と、設定された基準値からの前記平均値の変化率を用いて前記ゲイン補正に用いるゲイン補正係数を補正し、前記ゲイン補正用にフィードバックする工程と、を備える。前記透過により得られる場合の前記パターンから光が透過する位置は、周囲の影響を受けない位置であって対象画素中にパターンが存在しない位置であり、前記反射により得られる場合の前記パターンから光が反射する位置は、周囲の影響を受けない位置であってパターンが対象画素の全体を占める位置である。
前記オフセット補正とゲイン補正が行われた前記センサの出力データを入力し、入力された出力データから、透過により得られる場合は前記パターンから光が透過する位置で取得した前記センサの出力データを、反射により得られる場合は前記パターンから光が反射する位置で取得した前記センサの出力データを識別し、
前記識別する際、注目画素毎に、注目画素とかかる注目画素を取り囲む画素領域の複数の画素がすべてしきい値以上であった場合、かかる画素領域の注目画素を、透過により得られる場合は前記パターンから光が透過する位置で取得した前記センサの出力データとして、反射により得られる場合は前記パターンから光が反射する位置で取得した前記センサの出力データとして識別し、
前記識別された位置で取得した前記センサの出力データの各画素値の平均値を演算する。
In addition, according to the embodiment, the sensor output data correction method includes inputting output data from a sensor that illuminates a patterned sample, receives light obtained by transmission or reflection, and outputs image data. The offset correction of the output data, the step of performing gain correction by inputting the gain correction coefficient and multiplying the output data by the input gain correction coefficient, and the offset correction and gain correction are performed. If the sensor output data is obtained by transmission, the sensor output data acquired at a position where light is transmitted from the pattern, and if obtained by reflection, the sensor is acquired at a position where light is reflected from the pattern. A step of calculating an average value of each pixel value of the output data of the sensor using the output data of the sensor, and the above-described reference value from the set reference value Using the rate of change of the average value by correcting the gain correction coefficient used for the gain correction, and a step of feedback for the gain correction. The position where light is transmitted from the pattern when obtained by the transmission is a position where there is no influence from the surroundings and the pattern does not exist in the target pixel, and the light from the pattern when obtained by the reflection is used. The position where is reflected is a position that is not affected by the surroundings, and is a position where the pattern occupies the entire target pixel.
Input the output data of the sensor that has been subjected to the offset correction and gain correction, from the input output data, if obtained by transmission, the output data of the sensor acquired at the position where the light is transmitted from the pattern, If obtained by reflection, identify the output data of the sensor acquired at the position where light is reflected from the pattern,
When identifying, for each target pixel, if the target pixel and a plurality of pixels in the pixel region surrounding the target pixel are all equal to or greater than the threshold value, As output data of the sensor acquired at a position where light is transmitted from a pattern, if obtained by reflection, it is identified as output data of the sensor acquired at a position where light is reflected from the pattern,
An average value of each pixel value of the output data of the sensor acquired at the identified position is calculated.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態におけるパターン検査装置の構成を示す概念図である。図1において、パターンが形成されたマスクやウェハ等の基板を試料して、かかる試料上のパターンの欠陥を検査するパターン検査装置100は、光学画像取得部150と制御系回路160を備えている。光学画像取得部150は、XYθテーブル102、光源103、拡大光学系104、フォトダイオードアレイ105、センサ回路106、レーザ測長システム122、オートローダ130、照明光学系170を備えている。制御系回路160では、コンピュータとなる制御計算機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、展開回路111、参照回路112、センサ出力補正回路140、オートローダ制御回路113、テーブル制御回路114、磁気ディスク装置109、磁気テープ装置115、フレシキブルディスク装置(FD)116、CRT117、パターンモニタ118、プリンタ119に接続されている。また、XYθテーブル102は、X軸モータ、Y軸モータ、θ軸モータにより駆動される。センサ出力補正回路140は、センサ出力データの補正装置の一例となる。図1では、本第1の実施形態を説明する上で必要な構成部分以外については記載を省略している。パターン検査装置100にとって、通常、必要なその他の構成が含まれることは言うまでもない。
(First embodiment)
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration of a pattern inspection apparatus according to the first embodiment. In FIG. 1, a
光学画像取得工程として、光学画像取得部150は、設計データに基づいて設計データに含まれる図形データが示す図形が描画された試料となるフォトマスク101における光学画像を取得する。具体的には、光学画像は、以下のように取得される。
As an optical image acquisition step, the optical
被検査試料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及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、フォトマスク101に形成されたパターンには、XYθテーブル102の上方に配置されている適切な光源103によって光が照射される。光源103から照射される光束は、照明光学系170を介して試料となるフォトマスク101を照射する。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及びセンサ回路106が配置されており、露光用マスクなどの試料となるフォトマスク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し、入射する。
A
図2は、第1の実施形態における光学画像の取得手順を説明するための図である。
被検査領域は、図2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に仮想的に分割され、更にその分割された各検査ストライプ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では、図2に示されるようなスキャン幅Wの画像を連続的に入力する。そして、第1の検査ストライプにおける画像を取得した後、第2の検査ストライプにおける画像を今度は逆方向に移動しながら同様にスキャン幅Wの画像を連続的に入力する。そして、第3の検査ストライプにおける画像を取得する場合には、第2の検査ストライプにおける画像を取得する方向とは逆方向、すなわち、第1の検査ストライプにおける画像を取得した方向に移動しながら画像を取得する。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。
FIG. 2 is a diagram for explaining an optical image acquisition procedure according to the first embodiment.
As shown in FIG. 2, the inspection area is virtually divided into a plurality of strip-shaped inspection stripes having a scan width W in the Y direction, and each of the divided inspection stripes is continuously scanned. Thus, the operation of the XYθ table 102 is controlled, and an optical image is acquired while moving in the X direction. In the
フォトダイオードアレイ105上に結像されたパターンの像は、フォトダイオードアレイ105によって光電変換され、更にセンサ回路106によってA/D(アナログデジタル)変換される。このように、光電変換により光を画像に変換する。フォトダイオードアレイ105には、TDI(タイムディレイインテグレーション)センサやラインセンサのように複数の画素列が配置されたセンサが設置されている。ステージとなるXYθテーブル102をX軸方向に連続的に移動させることにより、TDIセンサは試料となるフォトマスク101のパターンを撮像する。これらの光源103、拡大光学系104、フォトダイオードアレイ105、センサ回路106により高倍率の検査光学系が構成されている。
The pattern image formed on the
XYθテーブル102は、制御計算機110の制御の下にテーブル制御回路114により駆動される。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。
The XYθ table 102 is driven by the
センサ回路106から出力された測定データ(光学画像)は、センサ出力補正回路140でオフセット補正やゲイン補正が行われる。ここで、従来のように、予め設定された補正係数のみでオフセット補正やゲイン補正を行っていたのでは、上述したように、経時的な光量変化やセンサの各受光素子自体の経時的な感度変化に起因するセンサの出力レベルの変化を補正することは困難である。そこで、第1の実施形態では、ゲイン補正を行う際に用いる補正係数を補正してフィードバックすることで、かかる経時的な光量変化やセンサの各受光素子自体の経時的な感度変化に起因するセンサの出力レベルの変化を補正する。
Measurement data (optical image) output from the
図3は、第1の実施形態におけるセンサ出力補正回路の内部構成を示す概念図である。図3において、センサ出力補正回路140は、オフセット補正回路10、ゲイン補正回路12、白部平均出力レベル算出回路14、及びゲイン補正係数算出回路16を有している。センサ回路106でA/D変換されたフォトダイオードアレイ105の出力は、オフセット補正回路10でオフセット補正が行われる。ここでは、一例として、パターン形成されたフォトマスク101を照明して、透過して得られる光をフォトダイオードアレイ105が受光する場合を示している。
FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating an internal configuration of the sensor output correction circuit according to the first embodiment. In FIG. 3, the sensor
図4は、第1の実施形態におけるオフセット補正の仕方を説明するためのグラフの一例である。図4において、横軸は光量、縦軸はセンサ出力(画素値)を示している。オフセット補正回路10は、予め設定されたオフセット補正係数を入力して、フォトダイオードアレイ105の各出力(デジタル化された後のデータ)に対してオフセット補正係数を加算して出力データをオフセットする。
FIG. 4 is an example of a graph for explaining a method of offset correction in the first embodiment. In FIG. 4, the horizontal axis indicates the light amount, and the vertical axis indicates the sensor output (pixel value). The offset
図5は、第1の実施形態におけるゲイン補正の仕方を説明するためのグラフの一例である。図5において、横軸は光量、縦軸はセンサ出力(画素値)を示している。ゲイン補正回路12は、予め設定されたゲイン補正係数を入力し、入力されたゲイン補正係数を出力データに乗じることでゲイン補正を行う。
FIG. 5 is an example of a graph for explaining a method of gain correction in the first embodiment. In FIG. 5, the horizontal axis indicates the light amount, and the vertical axis indicates the sensor output (pixel value). The
ここで、センサ出力データのうち、白部となる、透過により得られる場合は、周囲の影響を受けない位置であって対象画素中にパターンが存在しない位置から得られるデータが、本来、画素値が最大になる。他方、黒部となる、透過型の場合、パターンが対象画素の全体を占める位置、すなわちパターンで埋め尽くされた位置からは光が透過しないので画素値は最小の値「0」となる。その中間が領域の一部にパターンが存在する位置、白部でありながら周囲のパターンの影響を受けた位置、或いは黒部でありながら周囲の白部の影響を受けた位置から受光した画素値となる。そのため、経時的な光量変化やセンサの各受光素子自体の経時的な感度変化に起因するセンサの出力レベルの変化は、かかる周囲の影響を受けていない白部からの信号についての出力レベル(画素値)が基準となる出力レベル(画素値)に対してどのように変化したか算出することで把握できる。そこで、第1の実施形態では、オフセット補正とゲイン補正の後に取り付けた、白部平均出力レベル算出回路14とゲイン補正係数算出回路16により、センサのゲイン係数を補正してセンサ出力を補正する。
Here, in the sensor output data, when it is obtained by transmission, which is a white portion, data obtained from a position that is not affected by the surroundings and does not have a pattern in the target pixel is originally a pixel value. Is maximized. On the other hand, in the case of a transmissive type that becomes a black portion, light does not transmit from the position where the pattern occupies the entire target pixel, that is, the position filled with the pattern, so the pixel value becomes the minimum value “0”. The pixel value received from the position where the pattern exists in a part of the area, the position affected by the surrounding pattern while being a white part, or the position affected by the surrounding white part while being a black part Become. Therefore, the change in the output level of the sensor due to the change in the amount of light over time or the change in sensitivity of each light receiving element of the sensor over time is the output level (pixel) of the signal from the white part that is not affected by the surroundings. It can be grasped by calculating how the (value) has changed with respect to the reference output level (pixel value). Therefore, in the first embodiment, the sensor output coefficient is corrected by correcting the gain coefficient of the sensor by the white portion average output level calculation circuit 14 and the gain correction
第1の実施形態では、補正用白パターンを用いてかかるゲイン係数を補正する。補正用白パターン20,22は、図2で示したフォトマスク101の検査領域外に形成しておくとよい。光学画像取得部150は、検査前、或いは検査途中に一旦検査ストライプの撮像を中断してかかる補正用白パターン20,22を撮像する。補正用白パターン20,22は、周囲の影響を受けない白部の領域で形成される。例えば、複数の検査ストライプの光学画像を取得後、次の検査ストライプを撮像する前に、ステージ位置を補正用白パターン20,22に照明光が照射されるように位置を移動させる。そして、ステージを移動しながら補正用白パターン20,22を撮像する。これにより、補正用白パターン20,22から白部における複数の画素値を取得できる。経時的な光量変化やセンサの各受光素子自体の経時的な感度変化が生じていれば、得られるセンサの出力レベルも変化していることになる。ここでは、補正用白パターン20,22と2つの領域に分けているがこれに限るものではない。1つでも3つ以上であってもよい。そして、かかる補正用白パターン20,22の撮像データを用いてゲイン係数を補正する。
In the first embodiment, the gain coefficient is corrected using a correction white pattern. The correction
図6は、第1の実施形態における白部平均出力レベル算出回路の内部構成を示す概念図である。白部平均出力レベル算出回路14は、データ変換回路40、画素出力積算回路42、および画素平均値の平均回路44を有している。TDIセンサでは、複数の画素列が同時に撮像できるように複数のフォトダイオード素子が並んで配列される。そのため、画像取り込み幅分の複数のフォトダイオード素子が同時に撮像していくことで例えばL画素(L≧2、例えば、1024個)分の画像を同時に取得できる。さらに、各列にも複数のフォトダイオード素子が配列される。そして、移動しながら同じ列の複数のフォトダイオード素子が時間をずらしながら同じ画素位置を連続的に撮像していく。そのため、フォトマスク101上の同じ位置について複数の画素データが得られる。例えば、各画素位置についてm個(m≧2、例えば、1024個)のデータを取得できる。データ変換回路40は、画素毎に、得られた複数の画素データを連続的に出力するようにデータの出力順序を変換する。
FIG. 6 is a conceptual diagram showing an internal configuration of the white portion average output level calculation circuit according to the first embodiment. The white portion average output level calculation circuit 14 includes a data conversion circuit 40, a pixel output integration circuit 42, and a pixel average value averaging circuit 44. In the TDI sensor, a plurality of photodiode elements are arranged side by side so that a plurality of pixel columns can be imaged simultaneously. Therefore, for example, images of L pixels (L ≧ 2, for example, 1024) can be simultaneously acquired by simultaneously imaging a plurality of photodiode elements corresponding to the image capture width. Furthermore, a plurality of photodiode elements are arranged in each column. Then, while moving, a plurality of photodiode elements in the same column continuously image the same pixel position while shifting the time. Therefore, a plurality of pixel data is obtained for the same position on the
図7は、第1の実施形態におけるセンサ出力の順序とデータ変換回路後のデータ出力順序の一例を示す図である。例えば、1〜L画素が同時に撮像できるようにL個のフォトダイオード素子が一方向に並んで配列される場合を示している。データ変換回路40には、図7(a)に示すように、最初に同時撮像された1画素目のデータ、2画素目のデータ、・・・L画素目のデータと順に入力される。そして、時間をずらして同時撮像された2回目の、1画素目のデータ、2画素目のデータ、・・・L画素目のデータと順に入力される。このように、同じ画素のデータが連続して入力されない。そのため、データ変換回路40は、図7(b)に示すように、画素毎に、得られた複数の画素データを連続的に出力する。すなわち、1画素目について1回目のデータ、2回目のデータ、・・・・、m回目のデータを連続的に出力し、次に、2画素目について同様に1回目のデータ、2回目のデータ、・・・・、m回目のデータを連続的に出力し、次に、3画素目について同様に、・・・L画素目について同様に出力する。以上のようにして、補正用白パターン20,22を連続的に撮像したセンサ出力データを変換して、画素毎に、補正用白パターン20,22から得られた複数の画素データを連続的に出力する。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the sensor output order and the data output order after the data conversion circuit in the first embodiment. For example, a case is shown in which L photodiode elements are arranged in one direction so that 1 to L pixels can be imaged simultaneously. As shown in FIG. 7A, the data conversion circuit 40 receives the first pixel data, the second pixel data,. Then, the first pixel data, the second pixel data,... The L pixel data, which are simultaneously imaged at different times, are input in order. In this way, data of the same pixel is not continuously input. Therefore, as shown in FIG. 7B, the data conversion circuit 40 continuously outputs a plurality of obtained pixel data for each pixel. That is, the first data, the second data,..., The mth data are continuously output for the first pixel, and then the first data and the second data are similarly output for the second pixel. ,..., The m-th data is output continuously, then the same is output for the third pixel, and the same is output for the L pixel. As described above, the sensor output data obtained by continuously capturing the correction
画素出力積算回路42は、画素毎に、N個毎のデータの画素値を積算し、積算値をNで割ることで、N個分のデータ毎に画素値の平均値を算出する。但しN<mである。すなわち、1画素目について画素出力積算回路42aがN個分のデータ毎に画素値の平均値を算出する。2画素目について画素出力積算回路42bがN個分のデータ毎に画素値の平均値を算出する。3画素目について画素出力積算回路42cがN個分のデータ毎に画素値の平均値を算出する。以降、同様に、画素毎に対応する画素出力積算回路42がN個分のデータ毎に画素値の平均値をそれぞれ算出する。以上のようにして、補正用白パターン20,22から得られた複数の画素データについて、N個分のデータ毎に画素値の平均値を算出する。
The pixel output integration circuit 42 integrates pixel values of every N pieces of data for each pixel, and divides the integrated value by N to calculate an average value of the pixel values for every N pieces of data. However, N <m. That is, for the first pixel, the pixel output integration circuit 42a calculates an average value of pixel values for every N pieces of data. For the second pixel, the pixel output integration circuit 42b calculates an average value of pixel values for every N pieces of data. For the third pixel, the pixel output integration circuit 42c calculates an average value of pixel values for every N pieces of data. Thereafter, similarly, the pixel output integration circuit 42 corresponding to each pixel calculates an average value of the pixel values for each N pieces of data. As described above, an average value of pixel values is calculated for each of N pieces of data for a plurality of pieces of pixel data obtained from the correction
さらに、画素平均値の平均回路44は、N個分のデータ毎の複数の平均値を入力し、かかる平均値の平均値を演算する。全ての画素値の平均値を一度で計算せずに、複数の平均値から全体の平均値を求めることでデータメモリの容量を小さくできる。すなわち、1画素目について画素平均値の平均回路44aが平均値の平均値を演算する。2画素目について画素平均値の平均回路44bが平均値の平均値を演算する。以降、同様に、画素毎に対応する画素平均値の平均回路44が平均値の平均値を演算する。以上のようにして、補正用白パターン20,22から得られた複数の画素データについて、平均値の平均値を演算する。
Further, the pixel average value averaging circuit 44 inputs a plurality of average values for each of N pieces of data and calculates the average value of the average values. The capacity of the data memory can be reduced by calculating the overall average value from a plurality of average values without calculating the average value of all the pixel values at once. That is, for the first pixel, the pixel average
以上のようにして、白部平均出力レベル算出回路14は、オフセット補正とゲイン補正が行われたセンサの出力データのうち、白部の位置から得られる複数の画素値の平均値を演算する。白部平均出力レベル算出回路14は、平均値算出回路の一例である。 As described above, the white portion average output level calculation circuit 14 calculates an average value of a plurality of pixel values obtained from the position of the white portion among the output data of the sensor subjected to the offset correction and the gain correction. The white portion average output level calculation circuit 14 is an example of an average value calculation circuit.
図8は、第1の実施形態におけるゲイン補正係数算出回路の内部構成を示す概念図である。ゲイン補正係数算出回路16内では、画素毎に、メモリ51、変化率演算回路50、補正回路52が配置される。各メモリ51内には、画素毎に、まだ経時的な光量変化やセンサの各受光素子自体の経時的な感度変化が生じる前の段階で撮像された白部の基準出力値が格納されている。
FIG. 8 is a conceptual diagram showing the internal configuration of the gain correction coefficient calculation circuit according to the first embodiment. In the gain correction
まず、変化率演算回路50は、画素毎に、白部の位置から得られた画素平均値Aをメモリ51内の基準出力値Bで割った変化率Cを算出する。すなわち、1画素目について変化率演算回路50aが白部の位置から得られた1画素目の画素平均値Aをメモリ51a内の基準出力値Bで割った変化率Cを算出する。2画素目について変化率演算回路50bが白部の位置から得られた1画素目の画素平均値Aをメモリ51b内の基準出力値Bで割った変化率Cを算出する。以降、同様に、画素毎に対応する変化率演算回路50が変化率Cを演算する。以上のようにして、補正用白パターン20,22から得られたセンサ出力データについて、画素毎に変化率Cを演算する。
First, the change rate calculation circuit 50 calculates a change rate C obtained by dividing the pixel average value A obtained from the position of the white part by the reference output value B in the memory 51 for each pixel. That is, the change
次に、補正回路52は、画素毎に、補正前のゲイン係数を入力し、補正前のゲイン係数を変化率Cで割った値を補正後のゲイン係数としてゲイン補正回路12に出力して、フィードバックする。フィードバックを受けたゲイン補正回路12は、以降、フィードバックされたゲイン係数を用いてゲイン補正を行う。
Next, the correction circuit 52 inputs a gain coefficient before correction for each pixel, and outputs a value obtained by dividing the gain coefficient before correction by the change rate C to the
以上のように、ゲイン補正係数算出回路16は、設定された基準値からの補正用白パターン20,22における画素平均値の変化率を用いてゲイン補正に用いるゲイン係数を補正し、ゲイン補正回路14にフィードバックする。かかる構成により、経時的な光量変化やセンサの各受光素子自体の経時的な感度変化に起因するセンサの出力レベルの変化をゲイン補正で補正できる。
As described above, the gain correction
そして、以降、補正されたゲイン係数で各検査ストライプ内のパターンが撮像される。このように、経時的な光量変化やセンサの各受光素子自体の経時的な感度変化に起因するセンサの出力レベルの変化が補正された光学画像データ(測定データ)は、位置回路107から出力されたXYθテーブル102上におけるフォトマスク101の位置を示すデータとともに比較回路108に送られる。測定データは例えば8ビットの符号なしデータであり、各画素の明るさの階調を表現している。
Thereafter, the pattern in each inspection stripe is imaged with the corrected gain coefficient. In this way, the optical image data (measurement data) in which the change in the output level of the sensor due to the change in the light amount with time and the change in sensitivity with time of each light receiving element itself is corrected is output from the
また、参照データ作成工程として、展開回路111および参照回路112等で構成される参照画像作成部が被検査試料となるフォトマスク101の設計データに基づいて、測定データと比較するための参照データ(参照画像)を作成する。設計データは磁気ディスク装置109等に格納されている。
In addition, as a reference data creation step, reference data for comparison with measurement data based on design data of a
比較工程として、比較回路108(比較部)は、測定データと参照データとを入力後、位置合わせを行なってから両者を比較する。所定のアルゴリズムに従って比較し、画素毎に欠陥の有無を判定する。比較結果は、パターンモニタ118等に出力される。 As a comparison process, the comparison circuit 108 (comparison unit) inputs the measurement data and the reference data, and then performs alignment after comparing them. Comparison is made according to a predetermined algorithm, and the presence or absence of a defect is determined for each pixel. The comparison result is output to the pattern monitor 118 or the like.
以上のように、経時的な光量変化やセンサの各受光素子自体の経時的な感度変化に起因するセンサの出力レベルの変化が補正されたデータで比較を行うことにより欠陥の誤検出を抑制して擬似欠陥を低減し、高精度の検査を行うことができる。 As described above, it is possible to suppress erroneous detection of defects by performing comparison with data corrected for changes in sensor output level due to changes in light intensity over time and changes in sensitivity of each light receiving element of the sensor itself over time. Thus, pseudo defects can be reduced and high-precision inspection can be performed.
(第2の実施形態)
第1の実施形態では、フォトマスク101に形成された補正用白パターン20,22を必要に応じて撮像し、撮像の都度、ゲイン係数を補正したが、これに限るものではない。第2の実施形態では、わざわざ、補正用白パターン20,22を撮像せずに検査領域内で撮像された画素データを用いて補正する構成について説明する。パターン検査装置の構成は図1と同様である。センサ出力補正回路140の内部構成以外は、第1の実施形態と同様である。以下、特に説明する内容以外は、第1の実施形態と同様である。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the correction
図9は、第2の実施形態におけるセンサ出力補正回路の内部構成を示す概念図である。図9において、センサ出力補正回路140は、白部平均出力レベル算出回路14の代わりに白部平均出力レベル算出回路15となり、ゲイン補正回路12と白部平均出力レベル算出回路15の間に、白部識別回路13を備えた点以外は図3と同様である。白部識別回路13は、検査中の検査領域のセンサ出力データの中から自動的に白部となる画素位置を識別する。
FIG. 9 is a conceptual diagram showing the internal configuration of the sensor output correction circuit according to the second embodiment. In FIG. 9, the sensor
図10は、第2の実施形態における白部識別回路と白部平均出力レベル算出回路の内部構成を示す概念図である。白部識別回路13は、オフセット補正とゲイン補正が行われたセンサの出力データを入力する。そして、入力された出力データのうち、白部の画素位置を識別する。白部識別回路13内には、画素毎に、データ変換回路60、メモリ61、および白部判定回路62を有している。メモリ61内には白部テンプレートが格納されている。
FIG. 10 is a conceptual diagram showing the internal configuration of the white part identifying circuit and the white part average output level calculating circuit in the second embodiment. The white
図11は、第2の実施形態におけるセンサ出力の順序とデータ変換回路後のデータ出力順序の一例を示す図である。ここでも、上述したように、例えば、1〜L画素が同時に撮像できるようにL個のフォトダイオード素子が一方向に並んで配列される場合を示している。データ変換回路60には、図11(a)に示すように、最初に同時撮像された1画素目のデータ、2画素目のデータ、・・・L画素目のデータと順に入力される。そして、時間をずらして同時撮像された2回目の、1画素目のデータ、2画素目のデータ、・・・L画素目のデータと順に入力される。ここで、データ変換回路60は、図11(b)に示すように、注目画素毎に、注目画素とかかる注目画素を取り囲む周囲の複数の画素データを連続的に出力する。例えば、注目画素を中心にしたk×k個(k≧3)の画素領域の各データを連続的に出力する。次に、注目画素を1つL画素目側にずらして、同様に、k×k個の画素領域の各データを連続的に出力する。すなわち、1画素目について、1画素目の注目画素とかかる注目画素を取り囲む前後と画素が存在する側の画素で構成される画素領域の各データを出力する。注目画素を中心にしたk×k個の画素領域が選択できない場合には、有効となる画素で画素領域を構成すればよい。以下、同様である。次に、注目画素を1つL画素目側にずらして、2画素目の注目画素とかかる注目画素を取り囲む前後と画素が存在する側の画素で構成される画素領域の各データを出力する。同様に、3画素目以降、順次、注目画素をずらしながら画素領域の各データを出力する。L画素目まで注目画素をずらし終わったら、1画素目の2番目の画素を注目画素として、同様に繰り返す。以上のようにして、データ変換回路60は、注目画素をずらしながら注目画素とかかる注目画素を取り囲む画素領域の各データが連続して出力されるようにデータの出力順序を変換する。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the sensor output order and the data output order after the data conversion circuit according to the second embodiment. Here, as described above, for example, a case where L photodiode elements are arranged in one direction so that 1 to L pixels can be simultaneously imaged is shown. As shown in FIG. 11A, the
図12は、第2の実施形態における白部判定回路の内部構成を示す概念図である。各画素の白部判定回路62内には、しきい値判定回路64とテンプレートマッチング回路66が配置される。注目画素用のしきい値判定回路64は、データ変換回路60から注目画素とかかる注目画素を取り囲む画素領域の各データを入力する。
FIG. 12 is a conceptual diagram illustrating an internal configuration of the white portion determination circuit according to the second embodiment. A threshold
図13は、第2の実施形態における注目画素を中心とした画素領域の一例を示す図である。図13では、5列×5段の画素領域を一例として示している。しきい値判定回路64は、かかる画素領域の各データを入力する。そして、得られた各データの画素値がそれぞれ所定の閾値以上かどうかを判定する。或いは、上限下限の各閾値を用意して、得られた各データの画素値がそれぞれ上限下限の各閾値の間に入るかどうかによって判定してもよい。
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a pixel region centered on a target pixel according to the second embodiment. In FIG. 13, a pixel region of 5 columns × 5 stages is shown as an example. The
注目画素用のテンプレートマッチング回路66は、画素領域について、白部テンプレートを用いてマッチングする。
The
図14は、第2の実施形態における白部テンプレートの一例を示す図である。白部テンプレートとしては、図14(a)に示す横長、図14(b)に示す縦長、或いは図14(c)に示すようなk×kの画素領域の角部を入れない形状であってもよい。そして、テンプレートマッチング回路66は、白部テンプレートと重なる画素についてすべてしきい値判定がokであったかどうかを判定する。そして、白部テンプレートと重なる画素についてすべてしきい値判定がokであった場合、かかる画素領域の注目画素に有効フラグを定義して出力する。以上により、有効フラグが付いた画素が白部と識別されたことになる。注目画素の画素値が閾値の範囲内であっても周囲の画素値が外れる場合には、かかる外れた画素の影響を受ける場合があるため、白部とは識別しない。そして、有効フラグの情報と注目画素のデータが白部平均出力レベル算出回路15に出力される。
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a white part template according to the second embodiment. The white portion template has a shape that does not include a corner portion of a pixel region of k × k as shown in FIG. 14C, or a landscape orientation shown in FIG. 14A, a portrait orientation shown in FIG. 14B. Also good. Then, the
白部平均出力レベル算出回路15内では、画素毎に、画素出力積算回路70と画素平均値の平均回路72が配置される。
In the white portion average output
画素出力積算回路70は、画素毎に、有効フラグが付いたN個毎のデータの画素値を積算し、積算値をNで割ることで、白部だけを抜き出したN個分のデータ毎に画素値の平均値を算出する。 The pixel output integration circuit 70 integrates the pixel values of every N pieces of data with valid flags for each pixel, and divides the integrated value by N to obtain every N pieces of data extracted only from the white part. An average value of pixel values is calculated.
さらに、画素平均値の平均回路44は、白部だけを抜き出したN個分のデータ毎の複数の平均値を入力し、かかる平均値の平均値を演算する。以上のようにして、検査用のセンサデータから白部の画素だけを識別して、かかる識別された白部の複数の画素データについて、平均値の平均値を演算する。 Further, the pixel average value averaging circuit 44 inputs a plurality of average values for each of N pieces of data obtained by extracting only the white portion, and calculates the average value of the average values. As described above, only the white pixel is identified from the inspection sensor data, and the average value of the average values is calculated for the plurality of identified white pixel data.
以上のようにして、白部平均出力レベル算出回路15は、オフセット補正とゲイン補正が行われたセンサの出力データのうち、白部の位置から得られる複数の画素値の平均値を演算する。白部平均出力レベル算出回路15は、平均値算出回路の一例である。以降の工程は第1の実施形態と同様である。
As described above, the white portion average output
以上のように第2の実施形態では、検査用のセンサデータから白部の画素だけを自動認識することができる。そして、かかる識別された白部の複数の画素データを用いてゲイン係数を補正できる。よって、検査を止める必要がないため、検査中にリアルタイムでゲイン係数を補正できる。 As described above, in the second embodiment, only the white pixels can be automatically recognized from the inspection sensor data. Then, the gain coefficient can be corrected using the plurality of pixel data of the identified white portion. Therefore, since it is not necessary to stop the inspection, the gain coefficient can be corrected in real time during the inspection.
光量変化やセンサ感度変化に起因するセンサの出力レベルの変化の補正回路を提供することが可能になり、センサの出力レベルの変動を低減することができる。 It is possible to provide a correction circuit for a change in the output level of the sensor caused by a change in the amount of light or a change in sensor sensitivity, and the fluctuation in the output level of the sensor can be reduced.
図15は、別の光学画像取得手法を説明するための図である。図1の構成では、スキャン幅Wの画素数(例えば2048画素)を同時に入射するフォトダイオードアレイ105を用いているが、これに限るものではなく、図10に示すように、XYθテーブル102をX方向に定速度で送りながら、レーザ干渉計で一定ピッチの移動を検出した毎にY方向に図示していないレーザスキャン光学装置でレーザビームをY方向に走査し、透過光を検出して所定の大きさのエリア毎に二次元画像を取得する手法を用いても構わない。
FIG. 15 is a diagram for explaining another optical image acquisition method. In the configuration of FIG. 1, the
以上の説明において、「〜回路」、「〜部」、或いは「〜工程」と記載したものは、コンピュータで動作可能なプログラムにより構成することができる。或いは、ソフトウェアとなるプログラムだけではなく、ハードウェアとソフトウェアとの組合せにより実施させても構わない。或いは、ファームウェアとの組合せでも構わない。また、プログラムにより構成される場合、プログラムは、磁気ディスク装置、磁気テープ装置、FD、或いはROM(リードオンリメモリ)等の記録媒体に記録される。例えば、演算制御部を構成するテーブル制御回路114、展開回路111、参照回路112、比較回路108、及びセンサ出力補正回路140内の各回路等は、電気的回路で構成されていても良いし、制御計算機110或いは各回路内に配置されるコンピュータ等によって処理することのできるソフトウェアとして実現してもよい。また電気的回路とソフトウェアの組み合わせで実現しても良い。
In the above description, what is described as “˜circuit”, “˜unit”, or “˜process” can be configured by a program operable by a computer. Or you may make it implement by not only the program used as software but the combination of hardware and software. Alternatively, a combination with firmware may be used. When configured by a program, the program is recorded on a recording medium such as a magnetic disk device, a magnetic tape device, an FD, or a ROM (Read Only Memory). For example, the
以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、各実施の形態では、透過光を用いているが、反射光あるいは、透過光と反射光を同時に用いてもよい。反射光を用いる反射型の場合、周囲の影響を受けない位置であってパターンが対象画素の全体を占める位置、すなわちパターンで埋め尽くされた位置からは光が透過せずに反射するので、白部となる。そして、周囲の影響を受けない位置であって対象画素中にパターンが存在しない位置では光が透過してしまうので反射せず黒部となる。よって、反射型の検査装置を用いる場合には、パターンが全体を占める位置から得られる複数の画素値の平均値の基準値からの変化率を用いてゲイン係数を補正し、ゲイン補正回路14にフィードバックすればよい。 The embodiments have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. For example, in each embodiment, transmitted light is used, but reflected light or transmitted light and reflected light may be used simultaneously. In the case of a reflective type using reflected light, light is reflected from a position that is not affected by the surroundings and the pattern occupies the entire target pixel, that is, a position that is completely filled with the pattern. Part. Then, light is transmitted at a position where there is no influence from the surroundings and there is no pattern in the target pixel, so that the black portion is not reflected. Therefore, when a reflection type inspection apparatus is used, the gain coefficient is corrected using the rate of change from the reference value of the average value of the plurality of pixel values obtained from the position where the pattern occupies the whole, and the gain correction circuit 14 Just give feedback.
参照画像は設計データから生成しているが、フォトダイオードアレイ等のセンサにより撮像した同一パターンのデータを用いても良い。言い換えれば、die to die検査でもdie to database検査でも構わない。 Although the reference image is generated from the design data, data of the same pattern captured by a sensor such as a photodiode array may be used. In other words, a die to die inspection or a die to database inspection may be used.
また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、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。 In addition, although descriptions are omitted for parts and the like that are not directly required for the description of the present invention, such as a device configuration and a control method, a required device configuration and a control method can be appropriately selected and used.
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全てのパターン検査装置、パターン検査方法、画像位置合わせ方法は、本発明の範囲に包含される。 In addition, all pattern inspection apparatuses, pattern inspection methods, and image alignment methods that include elements of the present invention and that can be appropriately modified by those skilled in the art are included in the scope of the present invention.
10 オフセット補正回路
12 ゲイン補正回路
14 白部平均出力レベル算出回路
16 ゲイン補正係数算出回路
100 パターン検査装置
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
140 センサ出力補正回路
150 光学画像取得部
160 制御回路
DESCRIPTION OF
Claims (4)
ゲイン補正係数を入力し、入力されたゲイン補正係数を前記出力データに乗じることでゲイン補正を行うゲイン補正回路と、
前記オフセット補正とゲイン補正が行われた前記センサの出力データのうち、透過により得られる場合は前記パターンから光が透過する位置で、反射により得られる場合は前記パターンから光が反射する位置で取得した前記センサの出力データを用いて、前記センサの出力データの各画素値の平均値を演算する平均値算出回路と、
設定された基準値からの前記各画素値の平均値の変化率を用いて前記ゲイン補正に用いるゲイン補正係数を補正し、前記ゲイン補正回路にフィードバックするゲイン補正係数算出回路と、
を備え、
前記透過により得られる場合の前記パターンから光が透過する位置は、周囲の影響を受けない位置であって対象画素中にパターンが存在しない位置であり、
前記反射により得られる場合の前記パターンから光が反射する位置は、周囲の影響を受けない位置であってパターンが対象画素の全体を占める位置であり、
前記オフセット補正とゲイン補正が行われた前記センサの出力データを入力し、入力された出力データから、透過により得られる場合は前記パターンから光が透過する位置で取得した前記センサの出力データを、反射により得られる場合は前記パターンから光が反射する位置で取得した前記センサの出力データを識別する識別回路をさらに備え、
前記識別回路は、注目画素毎に、注目画素とかかる注目画素を取り囲む画素領域の複数の画素がすべてしきい値以上であった場合、かかる画素領域の注目画素を、透過により得られる場合は前記パターンから光が透過する位置で取得した前記センサの出力データとして、反射により得られる場合は前記パターンから光が反射する位置で取得した前記センサの出力データとして識別し、
前記平均値算出回路は、前記識別回路により識別された位置で取得した前記センサの出力データの各画素値の平均値を演算することを特徴とするセンサ出力データの補正装置。 An offset circuit that illuminates a patterned sample, receives light obtained by transmission or reflection, and outputs output data from a sensor that outputs image data, and performs offset correction of the output data;
A gain correction circuit that performs gain correction by inputting a gain correction coefficient and multiplying the output gain by the input gain correction coefficient;
Of the output data of the sensor that has been subjected to the offset correction and gain correction, if it is obtained by transmission, it is obtained at a position where light is transmitted from the pattern, and if it is obtained by reflection, it is obtained at a position where light is reflected from the pattern. Using the output data of the sensor, an average value calculation circuit for calculating an average value of each pixel value of the output data of the sensor;
A gain correction coefficient calculation circuit that corrects a gain correction coefficient used for the gain correction using a change rate of an average value of each pixel value from a set reference value, and feeds back to the gain correction circuit;
With
The position where light is transmitted from the pattern when obtained by the transmission is a position where the pattern is not present in the target pixel without being affected by the surroundings,
The position where the light is reflected from the pattern when obtained by reflection, Ri position der occupying the whole was a pattern the target pixel at a position which is not affected by the ambient,
Input the output data of the sensor that has been subjected to the offset correction and gain correction, from the input output data, if obtained by transmission, the output data of the sensor acquired at the position where the light is transmitted from the pattern, An identification circuit for identifying the output data of the sensor obtained at a position where light is reflected from the pattern when obtained by reflection;
The identification circuit, for each pixel of interest, if the pixel of interest and a plurality of pixels in the pixel region surrounding the pixel of interest are all equal to or greater than a threshold value, if the pixel of interest of the pixel region is obtained by transmission, As output data of the sensor acquired at a position where light is transmitted from a pattern, if obtained by reflection, it is identified as output data of the sensor acquired at a position where light is reflected from the pattern,
The sensor output data correction device, wherein the average value calculation circuit calculates an average value of each pixel value of the output data of the sensor acquired at a position identified by the identification circuit .
ゲイン補正係数を入力し、入力されたゲイン補正係数を前記出力データに乗じることでゲイン補正を行う工程と、
前記オフセット補正とゲイン補正が行われた前記センサの出力データのうち、透過により得られる場合は前記パターンが存在しない位置から、反射により得られる場合は前記パターンが全体を占める位置から得られる複数の画素値の平均値を演算する工程と、
設定された基準値からの前記平均値の変化率を用いて前記ゲイン補正に用いるゲイン補正係数を補正し、前記ゲイン補正用にフィードバックする工程と、
を備え、
前記透過により得られる場合の前記パターンから光が透過する位置は、周囲の影響を受けない位置であって対象画素中にパターンが存在しない位置であり、
前記反射により得られる場合の前記パターンから光が反射する位置は、周囲の影響を受けない位置であってパターンが対象画素の全体を占める位置であり、
前記オフセット補正とゲイン補正が行われた前記センサの出力データを入力し、入力された出力データから、透過により得られる場合は前記パターンから光が透過する位置で取得した前記センサの出力データを、反射により得られる場合は前記パターンから光が反射する位置で取得した前記センサの出力データを識別し、
前記識別する際、注目画素毎に、注目画素とかかる注目画素を取り囲む画素領域の複数の画素がすべてしきい値以上であった場合、かかる画素領域の注目画素を、透過により得られる場合は前記パターンから光が透過する位置で取得した前記センサの出力データとして、反射により得られる場合は前記パターンから光が反射する位置で取得した前記センサの出力データとして識別し、
前記識別された位置で取得した前記センサの出力データの各画素値の平均値を演算することを特徴とするセンサ出力データの補正方法。 Illuminating a patterned sample, receiving light obtained by transmission or reflection, inputting output data from a sensor that outputs image data, and performing offset correction of the output data; and
A step of performing gain correction by inputting a gain correction coefficient and multiplying the output data by the input gain correction coefficient;
Among the output data of the sensor subjected to the offset correction and the gain correction, a plurality of data obtained from a position where the pattern does not exist when obtained by transmission, and a position where the pattern occupies the whole when obtained by reflection. A step of calculating an average value of pixel values;
Correcting a gain correction coefficient used for the gain correction using a rate of change of the average value from a set reference value, and feeding back the gain correction coefficient;
With
The position where light is transmitted from the pattern when obtained by the transmission is a position where the pattern is not present in the target pixel without being affected by the surroundings,
The position where the light is reflected from the pattern when obtained by reflection, Ri position der occupying the whole was a pattern the target pixel at a position which is not affected by the ambient,
Input the output data of the sensor that has been subjected to the offset correction and gain correction, from the input output data, if obtained by transmission, the output data of the sensor acquired at the position where the light is transmitted from the pattern, If obtained by reflection, identify the output data of the sensor acquired at the position where light is reflected from the pattern,
When identifying, for each target pixel, if the target pixel and a plurality of pixels in the pixel region surrounding the target pixel are all equal to or greater than the threshold value, As output data of the sensor acquired at a position where light is transmitted from a pattern, if obtained by reflection, it is identified as output data of the sensor acquired at a position where light is reflected from the pattern,
A sensor output data correction method, comprising: calculating an average value of each pixel value of the sensor output data acquired at the identified position .
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