JPH06174453A

JPH06174453A - 欠陥検査装置

Info

Publication number: JPH06174453A
Application number: JP33021292A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Kotaki; 健一小瀧; Yoshihiko Fujimori; 義彦藤森
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1992-12-10
Filing date: 1992-12-10
Publication date: 1994-06-24

Abstract

(57)【要約】【目的】従来の通常のフォトマスクの欠陥検査アルゴ
リズムをそのまま利用してハーフトーン位相シフトマス
クの欠陥検査を行う。【構成】５ビットのデジタル画像信号Ｄ３の内の閾値
レベルデータＬ２より小さい異物欠陥部３を、閾値レベ
ルＬ２を中心に反転することによりデジタル画像信号Ｄ
４を生成する。デジタル画像信号Ｄ４の閾値レベルデー
タＬ２から最大レベルまでを、４ビットのデジタル画像
データＤ５に圧縮し、デジタル画像データＤ５に対して
従来の通常の欠陥検査アルゴリズムで欠陥検出を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体素子又は
液晶表示素子等をフォトリソグラフィ工程で製造する際
に原版として用いるフォトマスク等の欠陥検査を行う場
合に適用して好適な欠陥検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子又は液晶表示素子等をフォト
リソグラフィ工程で製造する際に原版として用いるフォ
トマスクの欠陥検査を行う場合に、フォトマスクを撮像
して得られるビデオ信号を処理して欠陥検査を行う欠陥
検査装置が使用されている。従来のこの種の欠陥検査装
置では、フォトマスクを撮像して得られるアナログのビ
デオ信号が、Ｍビット（Ｍは１以上の整数）のアナログ
／デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータによりデジタル画像信
号に変換され、このデジタル画像信号から欠陥検出が行
われる。以下では、Ｍ＝４、即ち欠陥検出の対象となる
デジタル画像信号が４ビットの信号である場合を例にと
って説明する。また、２進数表示の数値ａをａｂで表
す。

【０００３】図４（ａ）は、従来の通常のフォトマスク
を撮像して得られたビデオ信号をＡ／Ｄ変換して得られ
たデジタル画像信号Ｄ１を示す。この場合、フォトマス
クのパターンがガラス基板そのものよりなる透過部及び
クロム膜よりなる遮光部より形成されているものとし
て、そのビデオ信号は遮光部に対応するフォトマスク黒
レベルと透過部に対応するフォトマスク白レベルとの間
の最大振幅が、Ａ／Ｄコンバータの入力レンジに相当す
るように調整されている。また、従来の通常のフォトマ
スクでは、光を完全に遮光した場合のビデオ信号のレベ
ルである光学的黒レベルはフォトマスク黒レベルとほぼ
等しく、光が完全に透過する場合のビデオ信号のレベル
である光学的白レベルはフォトマスク白レベルとほぼ等
しくなっている。従って、図４（ａ）のデジタル画像信
号Ｄ１は、フォトマスク黒レベルに対応する区間Ｔ１で
の無欠陥部の値が００００ｂ（即ち、光学的黒レベルの
値）であり、フォトマスク白レベルに対応する区間Ｔ２
での無欠陥部の値が１１１１ｂ（即ち、光学的白レベル
の値）である。

【０００４】そして、デジタル画像信号Ｄ１の区間Ｔ２
において、値が１１１１ｂより小さい部分は白欠陥部１
として検出され、区間Ｔ１において値が００００ｂより
大きい部分は黒欠陥部２として検出される。これらの欠
陥部は、そのデジタル画像信号Ｄ１と、例えば予め記憶
されている設計データとを比較することにより検出され
る。

【０００５】このような通常のフォトマスクに対して、
最近、転写の際の解像度を高めるために、ハーフトーン
位相シフトマスクと呼ばれるフォトマスクが使用される
ようになって来ている。ハーフトーン位相シフトマスク
では、例えばライン・アンド・スペースパターンは、ガ
ラス基板そのものよりなる透過部の間に、位相シフター
と透過率が１０％程度のクロム膜とを重ねたハーフトー
ン部が形成されている。従って、ハーフトーン位相シフ
トマスクを撮像したビデオ信号を光学的黒レベルが００
００ｂになるようにＡ／Ｄ変換すると、図４（ｂ）のよ
うなデジタル画像信号Ｄ２が得られる。

【０００６】図４（ｂ）に示すハーフトーン位相シフト
マスクのデジタル画像信号Ｄ２は、ハーフトーン部、即
ちハーフトーン位相シフトマスクのフォトマスク黒レベ
ル部に対応する区間Ｔ１の無欠陥部においては、値が０
０００ｂよりも大きいレベルＬ１となっている。また、
フォトマスク白レベルに対応する区間Ｔ２の無欠陥部の
値は１１１１ｂ（即ち、光学的白レベルの値）である。
そして、区間Ｔ２には値が１１１１ｂより小さい白欠陥
部１Ａがあり、区間Ｔ１には値がレベルＬ１より大きい
黒欠陥部２Ａがある。更に、ハーフトーン位相シフトマ
スクに特有の欠陥として、ハーフトーン部に対応する区
間Ｔ１において、値がレベルＬ１より小さい（且つ００
００ｂ以上）欠陥部３が有り得る。このような欠陥は透
過率が１０％程度のクロム膜に付着した異物に起因する
と考えられるので、その欠陥部３は異物欠陥部と呼ばれ
る。

【０００７】また、ハーフトーン位相シフトマスクのデ
ジタル画像信号の他の調整方法として、図４（ｂ）のレ
ベルＬ１から下の部分を無視して、レベルＬ１から光学
的白レベルまでの信号をＭビットのＡ／Ｄコンバータの
入力レンジにするような調整方法も使用されていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の技術
において、図４（ｂ）に示すように、光学的黒レベルか
ら光学的白レベルまでの部分Δ２がＭビットのＡ／Ｄコ
ンバータの入力レンジに相当するように調整した場合、
図４（ａ）の最大振幅部分Δ１と比較して、図４（ｂ）
のレベルＬ１から光学的白レベルまでの部分Δ３の分解
能が低下して、白欠陥部１Ａや黒欠陥部２Ａの検出感度
が低下するという不都合がある。一方、図４（ｂ）にお
いて、レベルＬ１から最大レベルまでの部分Δ３がＭビ
ットのＡ／Ｄコンバータの入力レンジに相当するように
調整すると、異物欠陥部３の検出が不可能になるという
不都合がある。

【０００９】従来の通常のフォトマスクにおいては、ク
ロム膜等が形成された遮光部は光学的黒レベルとなるた
め、この遮光部に異物が存在しても、この異物の像がウ
エハ等の感光基板上に転写されることはない。しかし、
ハーフトーン位相シフトマスクの場合は、ハーフトーン
部内のクロム膜の表面又は裏面に異物が付着している
と、位相シフトの効果が減少し、解像度が低下する虞が
ある。従って、図４（ｂ）の異物欠陥部３をも確実に検
出することが必要である。

【００１０】また、ハーフトーン位相シフトマスクの欠
陥検査を行うための検査アルゴリズムは、できれば通常
のフォトマスクの欠陥検査を行うための検査アルゴリズ
ムをそのまま利用できることが望ましい。本発明は斯か
る点に鑑み、ハーフトーン位相シフトマスクの欠陥検査
を行う際に白欠陥や黒欠陥の検出感度を低下させること
がなく、且つハーフトーン部に存在する異物欠陥部を確
実に検出できると共に、従来の通常のフォトマスクの欠
陥検査アルゴリズムをそのまま利用できる欠陥検査装置
を提供することを目的とする。

【００１１】また、ハーフトーン位相シフトマスクの場
合には、ハーフトーン部の信号レベルであるフォトマス
ク黒レベルが光学的黒レベルよりも大きくなるために上
記の不都合が生じるが、仮に透過部のデジタル画像信号
のレベルであるフォトマスク白レベルが光学的白レベル
よりも小さくなるようなフォトマスクが開発された際に
は、デジタル画像信号の白レベル側で同様の不都合が生
じる。そこで、本発明の第２の目的は、フォトマスク白
レベルが光学的白レベルよりも小さくなるようなフォト
マスクに対しても、種々の欠陥を確実に検出できると共
に、従来の通常のフォトマスクの欠陥検査アルゴリズム
をそのまま利用できる欠陥検査装置を提供することであ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明による第１の欠陥
検査装置は、例えば図１及び図２に示す如く、被検物を
撮像して得られたビデオ信号Ｓ１の最小値以下の最小レ
ベルと、ビデオ信号Ｓ１の最大値以上の最大レベルとに
基づいて、ビデオ信号Ｓ１をＮビット（Ｎは２以上の整
数）のデジタル画像信号Ｄ３に変換するアナログ／デジ
タル変換器（７）と、その最小レベルとその最大レベル
との間にデジタル画像信号Ｄ３の閾値レベルＬ２を設定
する閾値設定手段（１３）と、閾値レベルＬ２以上のデ
ジタル画像信号Ｄ３はそのまま通過させると共に、閾値
レベルＬ２よりも小さいデジタル画像信号（３）を閾値
レベルＬ２以上のデジタル画像信号（３Ｉ）に変換する
選択的変換手段（１２）と、閾値レベルＬ２とその最大
レベルとに基づいて、選択的変換手段（１２）で得られ
たデジタル画像信号Ｄ４をＭビット（ＭはＮより小さ
く、且つ１以上の整数）のデジタル画像信号Ｄ５に変換
する信号圧縮手段（９）と、Ｍビットのデジタル画像信
号Ｄ５よりその被検物の欠陥検査を行う検査手段（１
０）とを有するものである。

【００１３】また、本発明による第２の欠陥検査装置
は、例えば図３に示す如く、被検物を撮像して得られた
ビデオ信号の最小値以下の最小レベルと、そのビデオ信
号の最大値以上の最大レベルとに基づいて、そのビデオ
信号をＮビット（Ｎは２以上の整数）のデジタル画像信
号Ｄ６に変換するアナログ／デジタル変換器と、その最
小レベルとその最大レベルとの間にデジタル画像信号Ｄ
６の閾値レベルＬ３を設定する閾値設定手段と、閾値レ
ベルＬ３以下のデジタル画像信号はそのまま通過させる
と共に、その閾値レベルよりも大きいデジタル画像信号
（１４）を閾値レベルＬ３以下のデジタル画像信号（１
４Ｉ）に変換する選択的変換手段と、その最小レベルと
閾値レベルＬ３とに基づいて、この選択的変換手段で得
られたデジタル画像信号をＭビット（ＭはＮより小さ
く、且つ１以上の整数）のデジタル画像信号に変換する
信号圧縮手段と、そのＭビットのデジタル画像信号より
その被検物の欠陥検査を行う検査手段とを有するもので
ある。

【００１４】

【作用】斯かる本発明の第１の欠陥検査装置によれば、
その被検物がハーフトーン位相シフトマスクである場合
には、閾値設定手段（１３）により設定する閾値レベル
Ｌ２を、図２に示すようにＮビット（Ｎは２以上の整
数）のデジタル画像信号Ｄ３のハーフトーン部の無欠陥
部の信号レベルとする。これにより、白欠陥部（１Ａ）
及び黒欠陥部（２Ａ）の信号はそのまま選択的変換手段
（１２）を通過すると共に、閾値レベルＬ２よりも小さ
い信号、即ちハーフトーン部の異物欠陥部（３）の信号
は選択的変換手段（１２）において、閾値レベルＬ２以
上の信号（３Ｉ）に変換される。

【００１５】これにより得られた閾値レベルＬ２から最
大レベルまでのデジタル画像信号Ｄ４を、信号圧縮手段
（９）によりＭビットのデジタル画像信号Ｄ５に変換す
ると、この画像信号Ｄ５は、図４（ａ）に示す通常のフ
ォトマスクのデジタル画像信号Ｄ１と同様の波形とな
る。従って、従来の通常のフォトマスクの欠陥検査アル
ゴリズムをそのまま利用して、検出感度を低下させるこ
となく白欠陥部（１Ａ）や黒欠陥部（２Ａ）の検出がで
きると共に、ハーフトーン部に存在する異物欠陥部（３
Ｉ）をも確実に検出できる。

【００１６】また、第２の欠陥検査装置においては、被
検物を撮像して得られたビデオ信号に対応するＮビット
のデジタル画像信号Ｄ６が、図３に示すようにフォトマ
スク白レベルが光学的白レベルよりも小さい場合には、
閾値設定手段（１３）により設定する閾値レベルＬ３を
そのフォトマスク白レベルに設定する。これにより、閾
値レベルＬ３より大きい信号（１４）が閾値レベルＬ３
以下の信号（１４Ｉ）に変換され、このように変換され
た後のデジタル画像信号がＭビットのデジタル画像信号
に変換される。このＭビットのデジタル画像信号に対し
て、従来の通常のフォトマスク用の欠陥検査アルゴリズ
ムを適用すると、検出感度を低下させることなく白欠陥
部（１Ｂ）や黒欠陥部（２Ｂ）の検出ができると共に、
白レベル部に存在する抜け部（１４Ｉ）をも確実に検出
できる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明による欠陥検査装置の一実施例
につき図１及び図２を参照して説明する。本例は、フォ
トマスクの欠陥検査を行う装置に本発明を適用したもの
である。図１は本実施例の欠陥検査装置の全体の構成を
示し、この図１において、被検物としてのフォトマスク
４を光源５からの照明光により透過照明する。フォトマ
スク４上に形成されたパターンの像をビデオカメラ６で
撮像し、ビデオカメラ６から出力されるビデオ信号Ｓ１
をＮビット（Ｎは２以上の整数）のアナログ／デジタル
（Ａ／Ｄ）コンバータ７によりＮビットのデジタル画像
信号Ｄ３に変換する。

【００１８】このデジタル画像信号Ｄ３を位相反転回路
８に供給し、位相反転回路８は、デジタル画像信号Ｄ３
の内の所定の閾値レベルデータＬ２より小さい信号をこ
の閾値レベルデータＬ２を中心として反転することによ
り、Ｎビットのデジタル画像信号Ｄ４を生成し、このデ
ジタル画像信号Ｄ４をビット変換回路９に供給する。ビ
ット変換回路９は、デジタル画像信号Ｄ４の内の閾値レ
ベルデータＬ２以上の部分をＭビット（Ｍは１以上且つ
Ｎより小さい整数）のデジタル画像信号Ｄ５に圧縮し、
このデジタル画像信号Ｄ５を欠陥検出回路１０に供給す
る。欠陥検出回路１０は、図４（ａ）に示すような従来
の通常のフォトマスクに対応するデジタル画像信号Ｄ１
から白欠陥部１及び黒欠陥部２を検出するものと等価な
構成である。言い替えると、欠陥検出回路１０は、従来
の通常のフォトマスク用の欠陥検査アルゴリズムを用い
てＭビットのデジタル画像信号Ｄ５より欠陥検出を行
う。

【００１９】次に、位相反転回路８の構成例につき詳細
に説明するに、位相反転回路８において、Ｎビットのデ
ジタル画像信号Ｄ３をＮビットのコンパレータ１１の一
方の入力部Ａ及びルック・アップ・テーブル回路１２の
一方の入力部Ａに供給する。また、Ｎビットのデジタル
スイッチ回路１３は、ハーフトーン位相シフトマスクの
フォトマスク黒レベル、即ちハーフトーン部の平均レベ
ルのデジタル画像信号Ｄ３の値と等しいＮビットの閾値
レベルデータＬ２を、コンパレータ１１の他方の入力部
Ｂ及びルック・アップ・テーブル回路１２の他方の入力
部Ｂに供給する。コンパレータ１１は、入力部Ａのデジ
タル画像信号Ｄ３が入力部Ｂの閾値レベルデータＬ２よ
りも小さいときにハイレベル“１”となり、デジタル画
像データＤ３が閾値レベルデータＬ２以上のときにロー
レベル“０”となるイネーブル信号Ｓ２をルック・アッ
プ・テーブル回路１２の制御信号入力部ＥＮに供給す
る。

【００２０】ルック・アップ・テーブル回路１２は、一
例としてデータセレクタ及びリードオンリーメモリー
（ＲＯＭ）より構成され、イネーブル信号Ｓ２がローレ
ベル“０”のときには、ルック・アップ・テーブル回路
１２はデジタル画像信号Ｄ３をそのままデジタル画像信
号Ｄ４として出力する。一方、イネーブル信号Ｓ２がハ
イレベル“１”のときには、ルック・アップ・テーブル
回路１２は、デジタル画像信号Ｄ３を閾値レベルデータ
Ｌ２を中心として反転したデータをデジタル画像信号Ｄ
４として出力する。ルック・アップ・テーブル回路１２
中のＲＯＭは、デジタル画像信号Ｄ３がアドレスとして
入力されたときに、そのデジタル画像信号Ｄ３を閾値レ
ベルデータＬ２を中心として反転したデータをデジタル
画像信号Ｄ４として出力するものである。

【００２１】次に、本実施例の欠陥検出動作について説
明する。この場合、図１のフォトマスク４としてハーフ
トーン位相シフトマスクが設定されているものとして、
Ａ／Ｄコンバータ７のビット数Ｎを５、ビット変換回路
９から出力されるデジタル画像信号Ｄ５のビット数Ｍを
４とする。また、以下の説明において、２進数表現の数
値ａをａｂで表す。先ず、ビデオカメラ６でハーフトー
ン位相シフトマスクを撮像して得られるビデオ信号Ｓ１
は、Ａ／Ｄコンバータ７により５ビットのデジタル画像
信号Ｄ３に変換される。

【００２２】図２（ａ）はそのデジタル画像信号Ｄ３を
示し、この図２（ａ）において、デジタル画像信号Ｄ３
は、０００００ｂから１１１１１ｂの範囲の数値とな
る。また、デジタル画像信号Ｄ３の光学的黒レベル、即
ちビデオカメラ６に全く光が入射しない状態のデジタル
画像信号Ｄ３のレベルが０００００ｂとなるように、且
つデジタル画像信号Ｄ３の光学的白レベル、即ちハーフ
トーン位相シフトマスク４のガラス基板部に対応するデ
ジタル画像信号Ｄ３のレベルが１１１１１ｂとなるよう
に、ビデオ信号Ｓ１のオフセット及び振幅の調整を行
う。これにより、ハーフトーン位相シフトマスクのハー
フトーン部のデジタル画像信号Ｄ３の平均的なレベル、
即ちハーフトーン位相シフトマスクのフォトマスク黒レ
ベルは００１００ｂとなる。

【００２３】そこで、位相反転回路８のデジタルスイッ
チ回路１３では、閾値レベルデータＬ２の値を００１０
０ｂに設定する。この閾値レベルデータＬ２の値は各ハ
ーフトーン位相シフトマスクで固有の値であり、同一の
又は同種の試料を検査する間は、一度設定すれば変更す
る必要はない。また、図２（ａ）においては、本来フォ
トマスク白レベルであるべき区間で値が小さくなってい
る白欠陥部１Ａ、本来閾値レベルデータ（ハーフトーン
位相シフトマスクの光学的黒レベル）Ｌ２であるべき区
間で値が大きくなっている黒欠陥部２Ａ及び本来閾値レ
ベルデータＬ２であるべき区間で値が小さくなっている
異物欠陥部３が現れている。即ち、異物欠陥部３では、
デジタル画像信号Ｄ３が閾値レベルデータＬ２より小さ
くなり、異物欠陥部３では図１のコンパレータ１１から
出力されるイネーブル信号Ｓ２がハイレベル“１”とな
る。従って、図１のルック・アップ・テーブル回路１２
から出力される５ビットのデジタル画像信号Ｄ４は、図
２（ａ）の異物欠陥部３のデジタル画像信号Ｄ３を閾値
レベルデータＬ２を中心として反転した信号となり、異
物欠陥部３を除く領域におけるデジタル画像信号Ｄ４は
デジタル画像信号Ｄ３そのものとある。

【００２４】図２（ｂ）はそのようにして得られたデジ
タル画像信号Ｄ４を示し、図２（ａ）の異物欠陥部３に
対応する部分は、値が閾値レベルデータＬ２より大きい
反転異物欠陥部３Ｉとなっている。例えば、図２（ａ）
の異物欠陥部３でのデジタル画像信号Ｄ３の最小レベル
を０００１１ｂとすると、この最小レベルと閾値レベル
データＬ２との差分Δは次のようになる。

【数１】 Δ＝００１００ｂ−０００１１ｂ＝００００１ｂ

【００２５】その最小レベルを閾値レベルデータＬ２を
中心として反転して得られるデータは次のようになる。

【数２】００１００ｂ＋Δ＝００１０１ｂ従って、図２（ｂ）の反転異物欠陥部３Ｉでのデジタル
画像信号Ｄ４の最大レベルは００１０１ｂとなる。この
ように本例では、閾値レベルデータＬ２より小さいデジ
タル画像信号Ｄ３は閾値レベルデータＬ２を中心として
反転されるので、デジタル画像信号Ｄ４の値は全区間で
閾値レベルデータＬ２以上となっている。これにより、
図１の位相反転回路８から出力されるデジタル画像信号
Ｄ４、即ち図２（ｂ）のデジタル画像信号Ｄ４の値は、
閾値レベルデータＬ２（この例では００１００ｂ）から
光学的白レベルである１１１１１ｂの間に収まってい
る。

【００２６】また、本例のように閾値レベルデータＬ２
が００１００ｂである場合には、図１のルック・アップ
・テーブル回路１２中のＲＯＭとしては、アドレスが３
ビットで、２³ 個即ち８個のＭビットデータを記憶でき
るものが使用できる。なお、図１の例ではイネーブル信
号Ｓ２が使用されているが、図１のルック・アップ・テ
ーブル回路１２のＲＯＭとして、アドレスがＮビット
（本例では５ビット）で、２^N 個のＭビットデータを記
憶できるものを使用すれば、そのイネーブル信号Ｓ２を
使用する必要がなくなる。即ち、図２（ａ）の００００
０ｂ〜１１１１１ｂの間のデジタル画像信号Ｄ３のそれ
ぞれに対して、ルック・アップ・テーブル回路１２中の
ＲＯＭに対応するデジタル画像信号Ｄ４を記憶させてお
くことにより、図２（ａ）のデジタル画像信号Ｄ３が図
２（ｂ）のデジタル画像信号Ｄ４に変換される。

【００２７】また、仮に閾値レベルデータＬ２の値を１
００００ｂ以上に設定すると、デジタル画像データＤ３
をこの閾値レベルデータＬ２を中心として反転して得た
値が光学的白レベルである１１１１１ｂを超える場合が
有り得る。このように反転して得た値が光学的白レベル
を超える場合には、反転して得た値を例えば一律に光学
的白レベルとして、デジタル画像データＤ４が閾値レベ
ルデータＬ２と最大レベルとの間に収まるようにすれば
よい。

【００２８】図２（ｂ）のデジタル画像信号Ｄ４が図１
のビット変換回路９に供給される。ビット変換回路９で
は、図２（ｂ）の閾値レベルデータＬ２（００１００
ｂ）から光学的白レベル（１１１１１ｂ）までのデジタ
ル画像信号Ｄ４を、図２（ｃ）に示すように最小値が０
０００ｂで最大値が１１１１ｂの４ビットのデジタル画
像信号Ｄ５に圧縮する。圧縮する際には、線形に圧縮し
ても良いが、例えば閾値レベルデータＬ２と光学的白レ
ベルとの中間付近のデータの圧縮率を大きくして、閾値
レベルデータＬ２及び光学的白レベルに近いデータの圧
縮率を小さくするような非線形の圧縮方法を使用しても
よい。

【００２９】図２（ｃ）のデジタル画像信号Ｄ５が図１
の欠陥検出回路１０に供給される。欠陥検出回路１０に
おいては、図２（ｃ）のデジタル画像信号Ｄ５の内の、
本来光学的白レベルであるべき区間で値が光学的白レベ
ルより小さい白欠陥部１Ａ、本来フォトマスク黒レベル
であるべき区間で値がフォトマスク黒レベルより大きい
黒欠陥部２Ａ、及び本来フォトマスク黒レベルであるべ
き区間で値がフォトマスク黒レベルより大きい反転異物
欠陥部３Ｉが検出される。この場合、黒欠陥部２Ａと反
転異物欠陥部３Ｉとの識別はできないが、何等かの欠陥
が存在することが分かるだけで、実用的に問題は無い。

【００３０】上述のように本実施例によれば、光学的黒
レベルとフォトマスク黒レベルとが等しい通常のフォト
マスクの検査に必要な欠陥検査アルゴリズムを備え、且
つ通常のフォトマスクの検査に必要な分解能が設定され
た欠陥検出回路１０を何等変更することなく、ハーフト
ーン位相シフトマスクの欠陥検査を行うことができる。
なお、上述実施例では、ルック・アップ・テーブル回路
１２とビット変換回路９とが分かれて配置されている
が、ルック・アップ・テーブル回路１２でビット変換回
路９の圧縮機能をも行うようにしてもよい。

【００３１】また、上述の実施例では、５ビットのデジ
タル画像信号Ｄ３から４ビットのデジタル画像信号Ｄ５
への変換を行っているが、Ａ／Ｄコンバータ７のビット
数Ｎをより大きな値として分解能を向上させるようにし
てもよい。また、図１の欠陥検査装置で従来の通常のフ
ォトマスクを検査する際には、デジタルスイッチ回路１
３で設定する閾値レベルデータＬ２の値を０００００ｂ
として、フォトマスク黒レベルと光学的黒レベルとを等
しくして、ルック・アップ・テーブル回路１２では、入
力されるデジタル画像信号Ｄ３をそのままデジタル画像
信号Ｄ４として出力すればよい。そして、ビット変換回
路９では、０〜最大レベルまでのＮビットのデジタル画
像信号Ｄ４を例えば線形に０〜最大レベルまでのＭビッ
トのデジタル画像信号Ｄ５に変換することにより、従来
の欠陥検査装置と全く同一の動作で通常のフォトマスク
の欠陥検査が行われる。従って、図１の欠陥検査装置
が、ハーフトーン位相シフトマスク専用の欠陥検査装置
となってしまうといった不都合は無い。

【００３２】次に、本発明の他の実施例につき図３を参
照して説明する。本例は、光学的白レベルよりもフォト
マスク白レベルが小さいようなフォトマスクの欠陥検査
を行う場合に本発明を適用したものである。このように
光学的白レベルとフォトマスク白レベルとが異なるフォ
トマスクは現在は存在しないが、理論的及び将来的には
存在しうるものである。

【００３３】このような仮想的なフォトマスクの欠陥検
査を行う場合の第１の手法は、図１の欠陥検査装置のＡ
／Ｄコンバータ７の前にビデオ信号Ｓ１の位相を反転さ
せる反転増幅器を付加することである。この反転増幅器
によりビデオ信号Ｓ１の位相を反転させ、それ以後は同
様の処理を経て、欠陥検出回路１０へデジタル画像信号
Ｄ５を供給することにより、全ての欠陥の検出を行うこ
とができる。この場合、欠陥検出回路１０へ供給される
デジタル画像信号Ｄ５の位相関係が、ハーフトーン位相
シフトマスクの場合と逆になってしまうが、これは欠陥
検出回路１０内で比較対象とする設計データの位相を反
転させればよい。

【００３４】また、そのような仮想的なフォトマスクの
欠陥検査を行う場合の第２の手法は、図１の欠陥検査装
置のルック・アップ・テーブル回路１２及びビット変換
回路９の動作を変更することである。即ち、そのような
仮想的なフォトマスクを撮像して得られたビデオ信号を
Ａ／Ｄ変換して得られたデジタル画像信号を、図３に示
す５ビットのデジタル画像信号Ｄ６であるとする。この
デジタル画像信号Ｄ６は、フォトマスク黒レベルが００
０００ｂであり、フォトマスク白レベルであるハーフト
ーン部の平均レベルＬ３の値は１１１１１ｂより小さ
い。このデジタル画像信号Ｄ６の本来平均レベルＬ３と
なる区間には、値が平均レベルＬ３より小さくなる白欠
陥部１Ｂ及び値が平均レベルＬ３より大きくなる抜け欠
陥部１４があり、デジタル画像信号Ｄ６の本来値が００
０００ｂとなる区間には、値が０００００ｂより大きく
なる黒欠陥部２Ｂが存在する。

【００３５】その図３のデジタル画像信号Ｄ６に対して
は、値が平均レベルＬ３と等しい閾値レベルを設定す
る。そして、値が平均レベルＬ３以下のデジタル画像信
号Ｄ６はそのまま通過させて、値が平均レベルＬ３より
大きいデジタル画像信号Ｄ６はその平均レベルＬ３を中
心として反転する。これにより、抜け欠陥部１４の信号
は反転欠陥部１４Ｉの信号となり、変換後のデジタル画
像信号は、全て０００００ｂから平均レベルＬ３までに
収まる。そこで、その変換後のデジタル画像信号を、最
小値が００００ｂで最大値が１１１１１ｂの４ビットの
デジタル画像信号に圧縮することにより、通常のフォト
マスクの欠陥検査アルゴリズムで全ての欠陥検査を行う
ことができる。

【００３６】なお、本発明は上述実施例に限定されず、
本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る
ことは勿論である。

【００３７】

【発明の効果】本発明の第１の欠陥検査装置によれば、
光学的黒レベルとフォトマスク黒レベルとが等しい従来
の通常のフォトマスクの検査に必要十分な分解能が設定
され、且つ通常のフォトマスクの欠陥検査を行うための
欠陥検査アルゴリズムを備えた検出手段を用いて、ハー
フトーン位相シフトマスクの全ての欠陥の検出を行うこ
とができる利点がある。即ち、従来の欠陥検出装置で
は、フォトマスク黒レベルと光学的黒レベルとは同レベ
ルであり、且つフォトマスク黒レベル以下のレベルは存
在しないという前提で欠陥検出のアルゴリズムが形成さ
れている。この従来の欠陥検出のアルゴリズムを見直し
て、新しい欠陥検出のアルゴリズムを備えた装置を開発
するためには多大の労力と費用とを要する。それに対し
て本発明では、Ｎビットのデジタル画像信号に所定の処
理を施して従来型の検査手段に供給するだけで、ハーフ
トーン位相シフトマスクの欠陥検査を行うことができ
る。

【００３８】また、本発明の第２の欠陥検査装置によれ
ば、光学的白レベルとフォトマスク白レベルとが異なる
フォトマスクの全ての欠陥の検出を、従来の通常の欠陥
検出アルゴリズムを備えた検査手段で行うことができる
利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による欠陥検査装置の一実施例の全体構
成を示すブロック図である。

【図２】（ａ）は図１のデジタル画像信号Ｄ３を示す波
形図、（ｂ）は図１のデジタル画像信号Ｄ４を示す波形
図、（ｃ）は図１のデジタル画像信号Ｄ５を示す波形図
である。

【図３】本発明の他の実施例のデジタル画像信号Ｄ６を
示す波形図である。

【図４】（ａ）は従来の通常のフォトマスクを撮像して
得られたビデオ信号をＡ／Ｄ変換して得られたデジタル
画像信号Ｄ１を示す波形図、（ｂ）はハーフトーン位相
シフトマスクを撮像し得られたビデオ信号をＡ／Ｄ変換
して得られたデジタル画像信号Ｄ２を示す波形図であ
る。

【符号の説明】

１Ａ白欠陥部２Ａ黒欠陥部３異物欠陥部４フォトマスク６ビデオカメラ７ＮビットのＡ／Ｄコンバータ８位相反転回路９ビット変換回路１０欠陥検出回路１１コンパレータ１２ルック・アップ・テーブル回路１３デジタルスイッチ回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検物を撮像して得られたビデオ信号の
最小値以下の最小レベルと、前記ビデオ信号の最大値以
上の最大レベルとに基づいて、前記ビデオ信号をＮビッ
ト（Ｎは２以上の整数）のデジタル画像信号に変換する
アナログ／デジタル変換器と、前記最小レベルと前記最大レベルとの間に、前記デジタ
ル画像信号の閾値レベルを設定する閾値設定手段と、前記閾値レベル以上の前記デジタル画像信号はそのまま
通過させると共に、前記閾値レベルよりも小さい前記デ
ジタル画像信号を前記閾値レベル以上のデジタル画像信
号に変換する選択的変換手段と、前記閾値レベルと前記最大レベルとに基づいて、前記選
択的変換手段で得られたデジタル画像信号をＭビット
（ＭはＮより小さく、且つ１以上の整数）のデジタル画
像信号に変換する信号圧縮手段と、前記Ｍビットのデジタル画像信号より前記被検物の欠陥
検査を行う検査手段と、を有することを特徴とする欠陥
検査装置。
【請求項２】被検物を撮像して得られたビデオ信号の
最小値以下の最小レベルと、前記ビデオ信号の最大値以
上の最大レベルとに基づいて、前記ビデオ信号をＮビッ
ト（Ｎは２以上の整数）のデジタル画像信号に変換する
アナログ／デジタル変換器と、前記最小レベルと前記最大レベルとの間に、前記デジタ
ル画像信号の閾値レベルを設定する閾値設定手段と、前記閾値レベル以下の前記デジタル画像信号はそのまま
通過させると共に、前記閾値レベルよりも大きい前記デ
ジタル画像信号を前記閾値レベル以下のデジタル画像信
号に変換する選択的変換手段と、前記最小レベルと前記閾値レベルとに基づいて、前記選
択的変換手段で得られたデジタル画像信号をＭビット
（ＭはＮより小さく、且つ１以上の整数）のデジタル画
像信号に変換する信号圧縮手段と、前記Ｍビットのデジタル画像信号より前記被検物の欠陥
検査を行う検査手段と、を有することを特徴とする欠陥
検査装置。