特許 6462843 検出方法、検査方法、検出装置及び検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6462843

(24)【登録日】2019年1月11日

(45)【発行日】2019年1月30日

(54)【発明の名称】検出方法、検査方法、検出装置及び検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/88 20060101AFI20190121BHJP

【ＦＩ】

   G01N21/88 J

【請求項の数】18

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2017-253050(P2017-253050)

(22)【出願日】2017年12月28日

【審査請求日】2018年7月2日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000115902

【氏名又は名称】レーザーテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(74)【代理人】

【識別番号】100166501

【弁理士】

【氏名又は名称】小川 潔

(74)【代理人】

【識別番号】100129953

【弁理士】

【氏名又は名称】岩瀬 康弘

(72)【発明者】

【氏名】西澤 正泰

(72)【発明者】

【氏名】幸山 常仁

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 弘修

【審査官】 塚本 丈二

(56)【参考文献】

【文献】 特許第６２４９５１３（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２００５−２４１２９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１７／００４８４６７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平１１−３１１６０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２１／８４−２１／９５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

パルス光を含む照明光を用いて検査対象を照明するステップと、
前記照明光によって照明された前記検査対象からの光を集光し、集光した前記光を検査用検出器により検出して、前記検査対象の画像データを取得するステップと、
前記照明光の一部を用いて補正用検出器を照明することにより検出された前記照明光の輝度分布の画像データを取得するステップと、
前記輝度分布の画像データに基づいて、前記検査対象の画像データの補正を行うことにより、検査用画像データを検出するステップと、
を備え、
前記パルス光を含む照明光を発生させる光源の発光タイミングを、前記検査用検出器及び前記補正用検出器の転送タイミングと一致しないように同期制御する検出方法。

【請求項2】

パルス光を含む照明光を用いて検査対象を照明するステップと、
前記照明光によって照明された前記検査対象からの光を集光し、集光した前記光を検査用検出器により検出して、前記検査対象の画像データを取得するステップと、
前記照明光の一部を用いて補正用検出器を照明することにより検出された前記照明光の輝度分布の画像データを取得するステップと、
前記輝度分布の画像データに基づいて、前記検査対象の画像データの補正を行うことにより、検査用画像データを検出するステップと、
を備え、
前記パルス光の発光周期をτ_Ｓとし、
前記検査用検出器の画像データの積算時間内に、前記パルス光が発光する回数をＮとした場合に、
前記補正用検出器の転送方向画素数をＰ_ＴＣとし、
前記補正用検出器の転送周期をτ_ＴＣとすると、Ｍ_Ｃを整数として、
Ｐ_ＴＣ＝Ｍ_Ｃ×Ｎ
τ_ＴＣ＝τ_Ｓ／Ｍ_Ｃ
を満たすように、前記補正用検出器の前記転送方向画素数及び前記補正用検出器の前記転送周期を決定する検出方法。

【請求項3】

前記輝度分布の画像データの倍率に対する前記検査対象の画像データの倍率をＲとした場合に、
前記検査用検出器の転送方向画素数をＰ_ＴＩとし、
前記検査用検出器の転送周期をτ_ＴＩとすると、
Ｐ_ＴＩ＝Ｒ×Ｍ_Ｃ×Ｎ
τ_ＴＩ＝τ_Ｓ／（Ｍ_Ｃ×Ｒ）
を満たすように、前記検査用検出器の前記転送方向画素数及び前記検査用検出器の前記転送周期を決定する、
請求項２に記載の検出方法。

【請求項4】

前記検査用検出器及び前記補正用検出器の前記転送方向画素数を、ファインポジショナに取付けられた遮光板により調整する、
請求項２または３に記載の検出方法。

【請求項5】

前記パルス光を含む照明光を発生させる光源の発光タイミングを、前記検査用検出器及び前記補正用検出器の転送タイミングと一致しないように同期制御する、
請求項２〜４のいずれか一項に記載の検出方法。

【請求項6】

前記輝度分布の画像データにおける倍率を、前記検査対象の画像データの倍率よりも低くする、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の検出方法。

【請求項7】

前記照明光の輝度分布の画像データを取得するステップにおいて、
前記検査対象に対して前記照明光を入射させる落とし込みミラーと、前記照明光を収束光として前記落とし込みミラーに入射させる反射鏡と、の間の前記照明光の一部をカットミラーで取り出す、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の検出方法。

【請求項8】

前記カットミラーが配置された位置における前記照明光の光軸に直交する断面の断面積において、前記一部の断面積を、前記一部以外の断面積よりも小さくする、
請求項７に記載の検出方法。

【請求項9】

請求項１〜８のいずれか一項に記載の検出方法により、前記検査用画像データを検出するステップの後に、前記検査用画像データを用いて、前記検査対象を検査するステップをさらに備えた、
検査方法。

【請求項10】

パルス光を含む照明光を用いて検査対象を照明する照明光学系と、
前記照明光によって照明された前記検査対象からの光を集光し、集光した前記光を検査用検出器により検出して、前記検査対象の画像データを取得する検出光学系と、
前記照明光の一部を用いて補正用検出器を照明することにより検出された前記照明光の輝度分布の画像データを取得するモニタ部と、
前記輝度分布の画像データに基づいて、前記検査対象の画像データの補正を行うことにより、検査用画像データを検出する処理部と、
を備え、
前記パルス光を含む照明光を発生させる光源の発光タイミングを、前記検査用検出器及び前記補正用検出器の転送タイミングと一致しないように同期制御した検出装置。

【請求項11】

パルス光を含む照明光を用いて検査対象を照明する照明光学系と、
前記照明光によって照明された前記検査対象からの光を集光し、集光した前記光を検査用検出器により検出して、前記検査対象の画像データを取得する検出光学系と、
前記照明光の一部を用いて補正用検出器を照明することにより検出された前記照明光の輝度分布の画像データを取得するモニタ部と、
前記輝度分布の画像データに基づいて、前記検査対象の画像データの補正を行うことにより、検査用画像データを検出する処理部と、
を備え、
前記パルス光の発光周期をτ_Ｓとし、
前記検査用検出器の画像データの積算時間内に、前記パルス光が発光する回数をＮとした場合に、
前記補正用検出器の転送方向画素数をＰ_ＴＣとし、
前記補正用検出器の転送周期をτ_ＴＣとすると、Ｍ_Ｃを整数として、
前記補正用検出器の前記転送方向画素数及び前記補正用検出器の前記転送周期は、
Ｐ_ＴＣ＝Ｍ_Ｃ×Ｎ
τ_ＴＣ＝τ_Ｓ／Ｍ_Ｃ
を満たす検出装置。

【請求項12】

前記輝度分布の画像データの倍率に対する前記検査対象の画像データの倍率をＲとし、
前記検査用検出器の転送方向画素数をＰ_ＴＩとし、
前記検査用検出器の転送周期をτ_ＴＩとすると、
前記検査用検出器の前記転送方向画素数及び前記検査用検出器の前記転送周期は、
Ｐ_ＴＩ＝Ｒ×Ｍ_Ｃ×Ｎ
τ_ＴＩ＝τ_Ｓ／（Ｍ_Ｃ×Ｒ）
を満たす、
請求項１１に記載の検出装置。

【請求項13】

前記検査用検出器及び前記補正用検出器の前記転送方向画素数を、ファインポジショナに取付けられた遮光板により調整する遮光部をさらに備えた、
請求項１１または１２に記載の検出装置。

【請求項14】

前記パルス光を含む照明光を発生させる光源の発光タイミングを、前記検査用検出器及び前記補正用検出器の転送タイミングと一致しないように同期制御した、
請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の検出装置。

【請求項15】

前記モニタ部が取得した前記輝度分布の画像データにおける倍率は、前記検出光学系が取得した前記検査対象の画像データの倍率よりも低い、
請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の検出装置。

【請求項16】

前記照明光学系は、
前記検査対象に対して前記照明光を入射させる落とし込みミラーと、前記照明光を収束光として前記落とし込みミラーに入射させる反射鏡と、を有し、
前記モニタ部は、
前記反射鏡と、前記落とし込みミラーとの間の前記照明光の一部を取り出すカットミラーを有する、
請求項１０〜１５のいずれか一項に記載の検出装置。

【請求項17】

前記カットミラーが配置された位置における前記照明光の光軸に直交する断面の断面積において、前記一部の断面積は、前記一部以外の断面積よりも小さい、
請求項１６に記載の検出装置。

【請求項18】

請求項１０〜１７のいずれか一項に記載の検出装置を備え、
前記処理部は、検出した前記検査用画像データを用いて、前記検査対象を検査する、
検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、検出方法、検査方法、検出装置及び検査装置に関し、特に、検査対象の検査用の画像データを検出する検出方法及び検出装置、並びに、検出した検査用の画像データを用いて検査対象を検査する検査方法及び検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、ＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）リソグラフィ用のマスク（以下、ＥＵＶマスクという。）を検査対象とする検査において、検査の精度を向上させるために、高輝度のパルス光を用いる場合がある。また、照明光の輝度を確保するために、クリティカル照明が用いられる場合がある。クリティカル照明は、光源の像をＥＵＶマスクの上面に結像させるように照明する方法であり、高輝度で照明することができる光学系となっている。

【0003】

さらに、検査用画像データを検出する際、ＸＹ方向の２次元エリアセンサの画素値をＸ方向にステージと同期させながら転送させ、得られる画素値を時間遅延積分するＴＤＩ（Ｔｉｍｅ Ｄｅｌａｙ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）モードでエリアセンサを動作させる場合がある。ＴＤＩモードを用いることにより、センサ素子の感度不足を補い、マスクパターンを高感度で撮像できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１１−３１１６０８号公報

【特許文献2】特開２００５−２４１２９０号公報

【特許文献3】特開２００９−０７５０６８号公報

【特許文献4】特開２０１０−０９１５５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

リソグラフィ用マスク検査装置では、撮像した検査画像と、設計データあるいは試料上の同一パターンを撮像した参照画像とを比較し、両者が一致しない場合にはパターン欠陥が有ると判断する。

【0006】

検査装置の光源としてパルス光源を用いる場合、しばしば、光源から発光されたパルス光の輝度分布がパルス毎に変化し、バラつきが生じる場合がある。ここで言うバラつきとは、パルス光の全光量がパルス毎に変化することに加え、パルス光が照射される面内での照射光強度の位置分布（以下では単に輝度分布と呼ぶ）がパルス毎に変化することを含む。このようなバラツキを輝度ムラと呼ぶ。

【0007】

パルス光源から照射される照射光に輝度ムラがあると、それに応じて、撮像されたマスクパターン像に意図しない輝度の変化（アーティファクト）が生じるため、パターン欠陥の判定に誤りが生じる。そこで、光源の輝度ムラを検出し、ＴＤＩセンサの出力変動を補正する、ということが必要となる。

【0008】

パルス光の全光量がパルス毎に変化することについては、特許文献４にあるように、パルス光の光量を検知する補正用光量センサを設置し、パルス光の周期に同期させてパルス毎の全光量を測定することにより、ＴＤＩセンサの出力変動を補正することができる。しかし、この文献では輝度分布がパルス毎に変化することが考慮されておらず、これに起因するアーティファクトは補正できないという問題がある。

【0009】

輝度ムラを補正するためには、パルス毎の全光量を測定するだけでなく、パルス光の輝度分布を検出できる補正用検出器を用いることが必要である。そこで、輝度ムラを補正するための検出装置として、第二のＴＤＩセンサを用いて光源の輝度分布を検出し、輝度ムラ補正を行う方法が考えられる。

【0010】

しかしながら、検査対象の画像データ及び輝度分布の画像データを、ＴＤＩセンサを用いて取得する場合、後に実施形態の説明において明らかになるように、検査用検出器及び補正用検出器の転送方向の画素数が異なると、それぞれの検出器の積算時間内に発光するパルス数の違いに起因した誤差を含む可能性がある。

【0011】

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、輝度ムラ補正の誤差を抑制し、検査対象を精度よく検査することができる検出方法、検査方法、検出装置及び検査装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明に係る検出方法は、パルス光を含む照明光を用いて検査対象を照明するステップと、前記照明光によって照明された前記検査対象からの光を集光し、集光した前記光を検査用検出器により検出して、前記検査対象の画像データを取得するステップと、前記照明光の一部を用いて補正用検出器を照明することにより検出された前記照明光の輝度分布の画像データを取得するステップと、前記輝度分布の画像データに基づいて、前記検査対象の画像データの補正を行うことにより、検査用画像データを検出するステップと、を備える。このような構成により、検査対象の画像データを精度よく検出することができる。

【0013】

また、前記輝度分布の画像データにおける倍率を、前記検査対象の画像データの倍率よりも低くする。これにより、輝度分布を検出する光量密度を大きくすることができ、照明光の輝度分布を精度良く補正することができる。

【0014】

パルス光を発光する光源の発光タイミングは、検査用検出器及び補正用検出器の転送タイミングと一致しないように制御する。すなわち、検査用検出器及び補正用検出器の転送タイミングとパルス光源の発光タイミングとの間に、ある一定の位相差を持つよう同期制御する。この同期制御を行うことにより、以下に述べる検出器の積算時間内に発光するパルス数の違いに起因した誤差の抑制が可能となる。

【0015】

前記パルス光の発光周期をτ_Ｓとし、前記検査用検出器の画像データの積算時間内に、前記パルス光が発光する回数をＮとした場合に、前記補正用検出器の転送方向画素数をＰ_ＴＣとし、前記補正用検出器の転送周期をτ_ＴＣとすると、Ｍ_Ｃを整数として、Ｐ_ＴＣ＝Ｍ_Ｃ×Ｎ、τ_ＴＣ＝τ_Ｓ／Ｍ_Ｃを満たすように、前記補正用検出器の前記転送方向画素数及び前記転送周期を決定する。これにより、積算時間内に発光するパルス数の違いに起因した誤差を抑制することができる。

【0016】

前記輝度分布の画像データの倍率に対する前記検査対象の画像データの倍率をＲとした場合に、前記検査用検出器の転送方向画素数をＰ_ＴＩとし、前記検査用検出器の転送周期をτ_ＴＩとすると、Ｐ_ＴＩ＝Ｒ×Ｍ_Ｃ×Ｎ、τ_ＴＩ＝τ_Ｓ／（Ｍ_Ｃ×Ｒ）を満たすように、前記検査用検出器の前記転送方向画素数及び前記転送周期を決定する。これにより、積算時間内に発光するパルス数の違いに起因した誤差を抑制することができる。

【0017】

また、前記照明光の輝度分布の画像データを取得するステップにおいて、前記検査対象に対して前記照明光を入射させる落とし込みミラーと、前記照明光を収束光として前記落とし込みミラーに入射させる反射鏡と、の間の前記照明光の一部をカットミラーで取り出す。これにより、検査に用いる照明光への影響を抑制することができ、精度よく検査することができる。

【0018】

さらに、前記カットミラーが配置された位置における前記照明光の光軸に直交する断面の断面積において、前記一部の断面積を、前記一部以外の断面積よりも小さくする。これにより、検査に用いる照明光への影響を抑制することができ、精度よく検査することができる。

【0019】

前記検査用検出器及び前記補正用検出器の前記転送方向画素数を、ファインポジショナに取り付けられた遮光板により調整する。これにより、転送方向画素数を精度よく設定することができ、輝度ムラの補正の誤差を抑制することができる。

【0020】

また、上記検出方法により、前記検査用画像データを検出するステップの後に、前記検査用画像データを用いて、前記検査対象を検査するステップをさらに備える。これにより、検査対象を精度よく検査することができる。

【0021】

本発明に係る検出装置は、パルス光を含む照明光を用いて検査対象を照明する照明光学系と、前記照明光によって照明された前記検査対象からの光を集光し、集光した前記光を検査用検出器により検出して、前記検査対象の画像データを取得する検出光学系と、前記照明光の一部を用いて補正用検出器を照明することにより検出された前記照明光の輝度分布の画像データを取得するモニタ部と、前記輝度分布の画像データに基づいて、前記検査対象の画像データの補正を行うことにより、検査用画像データを検出する処理部と、を備える。このような構成により、検査対象の画像データを精度よく検出することができる。

【0022】

また、前記モニタ部が取得した前記輝度分布の画像データにおける倍率は、前記検出光学系が取得した前記検査対象の画像データの倍率よりも低くする。これにより、輝度分布を検出する光量を大きくすることができ、照明光の輝度分布を精度良く補正することができる。

【0023】

パルス光を発光する光源の発光タイミングは、パルス発光のタイミングと検査用検出器及び補正用検出器の転送タイミングとが一致しないように同期制御する。すなわち、検査用検出器及び補正用検出器の転送タイミングとパルス光源の発光タイミングとの間に、ある一定の位相差を持つよう制御する。これにより、以下に述べる検出器の積算時間内に発光するパルス数の違いに起因した誤差の抑制が可能となる。

【0024】

さらに、前記パルス光の発光周期をτ_Ｓとし、前記検査用検出器の画像データの積算時間内に、前記パルス光が発光する回数をＮとした場合に、前記補正用検出器の転送方向画素数をＰ_ＴＣとし、前記補正用検出器の転送周期をτ_ＴＣとすると、Ｍ_Ｃを整数として、前記補正用検出器の前記転送方向画素数及び前記転送周期は、Ｐ_ＴＣ＝Ｍ_Ｃ×Ｎ、τ_ＴＣ＝τ_Ｓ／Ｍ_Ｃを満たす。これにより、積算時間内に発光するパルス数の違いに起因した誤差を抑制することができる。

【0025】

前記輝度分布の画像データの倍率に対する前記検査対象の画像データの倍率をＲとし、前記検査用検出器の転送方向画素数をＰ_ＴＩとし、前記検査用検出器の転送周期をτ_ＴＩとすると、前記検査用検出器の前記転送方向画素数及び前記転送周期は、Ｐ_ＴＩ＝Ｒ×Ｍ_Ｃ×Ｎ、τ_ＴＩ＝τ_Ｓ／（Ｍ_Ｃ×Ｒ）を満たす。これにより、積算時間内に発光するパルス数の違いに起因した誤差を抑制することができる。

【0026】

また、前記照明光学系は、前記検査対象に対して前記照明光を入射させる落とし込みミラーと、前記照明光を収束光として前記落とし込みミラーに入射させる反射鏡と、を有し、前記モニタ部は、前記反射鏡と、前記落とし込みミラーとの間の前記照明光の一部を取り出すカットミラーを有する。これにより、検査に用いる照明光への影響を抑制することができ、精度よく検査することができる。

【0027】

さらに、前記カットミラーが配置された位置における前記照明光の光軸に直交する断面の断面積において、前記一部の断面積は、前記一部以外の断面積よりも小さくする。これにより、検査に用いる照明光への影響を抑制することができ、精度よく検査することができる。

【0028】

前記検査用検出器及び前記補正用検出器の前記転送方向画素数を、ファインポジショナに取り付けられた遮光板により調整する遮光部をさらに備える。これにより、転送方向画素数を精度よく設定することができ、輝度ムラの補正の誤差を抑制することができる。

【0029】

また、上記検出装置を備え、前記処理部は、検出した前記検査用画像データを用いて、前記検査対象を検査する。これにより、検査対象を精度よく検査することができる。

【発明の効果】

【0030】

本発明によれば、輝度ムラ補正の誤差を抑制し、検査対象を精度よく検査することができる検出方法、検査方法、検出装置及び検査装置を提供する。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】実施形態１に係る検査装置の構成を例示した図である。

【図2】実施形態１に係る検査装置において、モニタ部を例示した構成図である。

【図3】実施形態１に係る検査方法を例示したフローチャート図である。

【図4】ＴＤＩセンサの転送タイミング及びパルス光を発光する光源の発光タイミングを例示した図である。

【図5】ＴＤＩセンサの転送タイミング、ＴＤＩセンサの動作、光源の発光タイミング及び光源の発光強度を例示した図である。

【図6】実施形態１に係る検査用検出器及び補正用検出器の動作を単純化したモデルで例示した図である。

【図7】実施形態１に係る検査用検出器及び補正用検出器の動作を単純化したモデルで例示した図である。

【図8】実施形態１に係る検査用検出器及び補正用検出器の動作を単純化したモデルで例示した図である。

【図9】実施形態１に係る検査用検出器及び補正用検出器の動作を単純化したモデルで例示した図である。

【図10】実施形態１に係る検査用検出器及び補正用検出器の動作を単純化したモデルで例示した図である。

【図11】実施形態１に係る検査用検出器及び補正用検出器の動作を単純化したモデルで例示した図である。

【図12】比較例に係る検査用検出器及び補正用検出器の動作を単純化したモデルで例示した図である。

【図13】比較例に係る検査用検出器及び補正用検出器の動作を単純化したモデルで例示した図である。

【図14】実施形態２に係る検査装置の構成を例示した図である。

【図15】実施形態２に係る検査装置の遮光部を例示した平面図である。

【図16】実施形態２に係る検査装置の遮光部を例示した斜視図である。

【図17】実施形態２に係る検査装置の遮光部の一部を例示した拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

以下、本実施形態の具体的構成について図面を参照して説明する。以下の説明は、本発明の好適な実施の形態を示すものであって、本発明の範囲が以下の実施の形態に限定されるものではない。以下の説明において、同一の符号が付されたものは実質的に同様の内容を示している。

【0033】

（実施形態１）
実施形態１に係る検査装置及び検査方法を説明する。まず、検査装置を説明する。その後、検査装置を用いた検査方法を説明する。

【0034】

（検査装置の構成）
本実施形態の検査装置の構成を説明する。図１は、実施形態に係る検査装置の構成を例示した図である。図１に示すように、検査装置１は、照明光学系１０、検出光学系２０、モニタ部３０及び処理部４０を備えている。照明光学系１０は、光源１１、楕円面鏡１２、楕円面鏡１３及び落とし込みミラー１４を有している。検出光学系２０は、穴開き凹面鏡２１、凸面鏡２２及び検査用検出器ＴＤ１を有している。穴開き凹面鏡２１及び凸面鏡２２は、シュバルツシルト拡大光学系を構成している。モニタ部３０は、カットミラー３１、凹面鏡３２及び補正用検出器ＴＤ２を有している。

【0035】

検査装置１は、検査用画像データを検出し、検出した検査用画像データを用いて、検査対象を検査する。検査用画像データを検出する点からいえば、検査装置１は、検査用画像データを検出する検出装置でもある。検査対象は、例えば、ＥＵＶマスク５０である。なお、検査対象は、ＥＵＶマスク５０に限らない。

【0036】

光源１１は、パルス光を含む照明光Ｌ１１を生成する。光源１１は、パルス光を周期的に発光する。パルス光の発光周期をτ_Ｓという。照明光Ｌ１１は、例えば、検査対象であるＥＵＶマスク５０の露光波長と同じ１３．５［ｎｍ］のＥＵＶ光を含んでもよい。光源１１から生成された照明光Ｌ１１は、楕円面鏡１２で反射する。楕円面鏡１２で反射した照明光Ｌ１１は、絞られながら進み、集光点ＩＦ１で集光される。集光点ＩＦ１は、ＥＵＶマスク５０の上面５１と共役な位置に配置されている。

【0037】

照明光Ｌ１１は、集光点ＩＦ１を通過後、拡がりながら進んで、楕円面鏡１３等の反射鏡に入射する。楕円面鏡１３に入射した照明光Ｌ１１は、楕円面鏡１３で反射し、絞られながら進んで、落とし込みミラー１４に入射する。すなわち、楕円面鏡１３は、照明光Ｌ１１を収束光として落とし込みミラー１４に入射させる。落とし込みミラー１４は、ＥＵＶマスク５０の真上に配置されている。落とし込みミラー１４に入射して反射した照明光Ｌ１１は、ＥＵＶマスク５０に入射する。つまり、落とし込みミラー１４は、ＥＵＶマスク５０に対して照明光Ｌ１１を入射させる。

【0038】

楕円面鏡１３は、ＥＵＶマスク５０に照明光Ｌ１１を集光している。照明光Ｌ１１がＥＵＶマスク５０を照明する際に、光源１１の像を、ＥＵＶマスク５０の上面５１に結像させるように照明光学系１０は設置されてもよい。この場合には、照明光学系１０は、クリティカル照明となっている。このように、照明光学系１０は、光源１１で生成されたパルス光を含む照明光Ｌ１１を用いて検査対象を照明する。照明光学系１０は、照明光Ｌ１１によるクリティカル照明を用いて検査対象を照明してもよい。なお、照明光学系１０は、クリティカル照明を用いずに検査対象を照明してもよい。

【0039】

ＥＵＶマスク５０はステージ５２の上に配置されている。ここで、ＥＵＶマスク５０の上面５１に平行な平面をＸＹ平面とし、ＸＹ平面に垂直な方向をＺ方向とする。照明光Ｌ１１はＺ方向から傾いた方向からＥＵＶマスク５０に入射する。すなわち、照明光Ｌ１１は斜め入射して、ＥＵＶマスク５０を照明する。

【0040】

ステージ５２は、ＸＹＺ駆動ステージである。ステージ５２をＸＹ方向に移動することで、ＥＵＶマスク５０の所望の領域を照明することができる。さらに、ステージ５２をＺ方向に移動することにより、フォーカス調整を行うことができる。

【0041】

光源１１からの照明光Ｌ１１は、ＥＵＶマスク５０の検査領域を照明する。照明光Ｌ１１によって照明される検査領域は、例えば、０．５［ｍｍ］角である。Ｚ方向に対して傾いた方向から入射し、ＥＵＶマスク５０で反射した反射光Ｌ１２は、穴開き凹面鏡２１に入射する。穴開き凹面鏡２１の中心には、穴２１ａが設けられている。

【0042】

穴開き凹面鏡２１で反射された反射光Ｌ１２は、凸面鏡２２に入射する。凸面鏡２２は、穴開き凹面鏡２１から入射した反射光Ｌ１２を、穴開き凹面鏡２１の穴２１ａに向けて反射する。穴２１ａを通過した反射光Ｌ１２は、検査用検出器ＴＤ１で検出される。

【0043】

検査用検出器ＴＤ１は、例えば、ＴＤＩセンサを含んだ検出器であり、検査対象であるＥＵＶマスク５０の画像データを取得する。検査用検出器ＴＤ１は、一方向にライン状に並んだ複数の画素を含んでいる。ライン状に並んだ複数の画素で撮像したライン状の画像データを一次元画像データという。検査用検出器ＴＤ１は、一方向に直交する方向にスキャンすることにより、複数の一次元画像データを取得する。

【0044】

検査用検出器ＴＤ１は、ある画素で露光時間内に受光した光エネルギーを電荷として蓄積し、転送動作時にその電荷を次の画素に転送する。そして、転送先の画素において、さらに、光エネルギーを電荷として蓄積する。このような動作を繰り返している。転送する方向を転送方向という。検査用検出器ＴＤ１は、転送方向に周期的に電荷を転送する。検査用検出器ＴＤ１の転送する周期を転送周期τ_ＴＩという。検査用検出器ＴＤ１の転送方向における画素数を転送方向画素数Ｐ_ＴＩという。ＴＤＩセンサは、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）を含んでいる。なお、ＴＤＩセンサは、ＣＣＤを含むものに限らない。

【0045】

このように、検出光学系２０は、照明光Ｌ１１によって照明された検査対象からの反射光Ｌ１２を集光し、集光した反射光Ｌ１２を検査用検出器ＴＤ１により検出して検査対象の画像データを取得する。画像データは、例えば、一次元画像データである。

【0046】

反射光Ｌ１２には、ＥＵＶマスク５０の欠陥等の情報が含まれている。Ｚ方向に対して傾いた方向からＥＵＶマスク５０に入射した照明光Ｌ１１の正反射光は、検出光学系２０によって検出されている。ＥＵＶマスク５０に欠陥が存在する場合には、暗い像として欠陥が観察される。このような観察方法を、明視野観察という。検査用検出器ＴＤ１により取得されたＥＵＶマスク５０の複数の一次元画像データは、処理部４０に出力され、二次元画像データに処理される。

【0047】

図２は、実施形態１に係る検査装置１において、モニタ部３０を例示した構成図である。図２において、凹面鏡３２の近傍を拡大した図も示している。図１及び図２に示すように、モニタ部３０のカットミラー３１は、楕円面鏡１３と、落とし込みミラー１４との間に配置され、楕円面鏡１３と、落とし込みミラー１４との間の照明光Ｌ１１の一部を取り出している。カットミラー３１は、照明光Ｌ１１のビームの一部をわずかに切り出すように反射させる。ビームの一部とは、例えば、ビームの上部である。

【0048】

カットミラー３１が配置された位置における照明光Ｌ１１の光軸１５に直交する断面の断面積において、カットミラー３１によって反射される一部の断面積は、一部以外の照明光Ｌ１１の断面積よりも小さくなっている。

【0049】

例えば、カットミラー３１が配置された位置における照明光Ｌ１１の光軸１５に直交する断面の断面積を１００とすれば、一部の断面積は１程度となっている。光源１１から取り出される照明光Ｌ１１において、光軸１５に直交する方向の取り出し角は、例えば、±７［°］である。ＥＵＶマスク５０に対する照明光Ｌ１１として用いられるのは、例えば、±６［°］の範囲である。モニタ部３０で用いるために、照明光Ｌ１１のビームの上部をわずか、例えば、１［°］の範囲をカットミラー３１で取り出している。このように、ビームの上部をわずかに取り出しても、ＥＵＶマスク５０上での照明光Ｌ１１の光量はそれほど低下しない。よって、検査対象の精度の低下を抑制することができる。

【0050】

カットミラー３１は、例えば、照明光学系１０における瞳に近い位置に配置させる。照明光学系１０における瞳に近い位置で、照明光Ｌ１１をカットミラー３１により取り出すことで、検査用検出器ＴＤ１により取得された画像データと、補正用検出器ＴＤ２により取得された画像データとの間の良好な相関をとることができる。検査用検出器ＴＤ１と補正用検出器ＴＤ２とは同じ画素サイズのＴＤＩセンサを含んでもよい。

【0051】

カットミラー３１で反射させた照明光Ｌ１１は、絞られながら進み、集光点ＩＦ２で集光する。その後、照明光Ｌ１１は、拡がりながら凹面鏡３２に入射する。

【0052】

凹面鏡３２及び図示しない複数のミラーは、カットミラー３１で取り出した照明光Ｌ１１を拡大させる。集光点ＩＦ２と、凹面鏡３２との間を距離Ｇ１、集光点ＩＦ２と、補正用検出器ＴＤ２との間を距離Ｇ２とする。補正用検出器ＴＤ２により取得される画像データを高倍率にすることもできる。ただし、高倍率（〜５００）を得るためには、距離Ｇ２を非常に大きくする。例えば、距離Ｇ１を〜５［ｍｍ］とする場合には、距離Ｇ２〜２５００［ｍｍ］として、５００倍の倍率とする。例えば、複数のミラーを用いて、５００倍の倍率とすることができる。

【0053】

本実施形態では、モニタ部３０が取得した輝度分布の画像データにおける倍率は、検出光学系２０が取得した検査対象の画像データの倍率よりも低くなっている。取出しに必要な立体角は、倍率の比の２乗である。例えば、検査用検出器ＴＤ１の倍率を２０倍とし、補正用検出器ＴＤ２の倍率を２倍とすると、カットミラー３１による取り出しに必要な立体角は、光源１１からの取出しの立体角の１／１００である。ＮＡで換算すると１／１０である。なお、モニタ部３０が取得した輝度分布の画像データにおける倍率を、検出光学系２０が取得した検査対象の画像データの倍率と同じ倍率としてもよい。

【0054】

凹面鏡３２に入射し、凹面鏡３２で反射した照明光Ｌ１１は、補正用検出器ＴＤ２で検出される。補正用検出器ＴＤ２は、例えば、ＴＤＩセンサを含んだ検出器であり、照明光Ｌ１１の輝度分布の画像データを取得する。補正用検出器ＴＤ２は、一方向にライン状に並んだ複数の画素を含んでいる。ライン状に並んだ複数の画素で撮像したライン状の画像データを一次元画像データということは、検査用検出器ＴＤ１と同様である。補正用検出器ＴＤ２は、一方向に直交する方向にスキャンすることにより、複数の一次元画像データを取得する。

【0055】

補正用検出器ＴＤ２の転送する周期を転送周期τ_ＴＣという。補正用検出器ＴＤ２の転送方向における画素数を転送方向画素数Ｐ_ＴＣという。ＴＤＩセンサは、例えば、ＣＣＤを含んでいる。なお、ＴＤＩセンサは、ＣＣＤを含むものに限らない。

【0056】

モニタ部３０は、照明光Ｌ１１の一部を用いて補正用検出器ＴＤ２を照射することにより検出された照明光Ｌ１１の輝度分布の画像データを取得する。例えば、照明光Ｌ１１の光源１１の像を、補正用検出器ＴＤ２に結像するように光学系を配置させてもよい。これにより、モニタ部３０は、照明光Ｌ１１の一部を用いたクリティカル照明によって検出された照明光Ｌ１１の輝度分布の画像データを取得することができる。これにより、精度よく輝度分布を補正することができる。なお、モニタ部３０は、クリティカル照明を用いずに照明光Ｌ１１の輝度分布の画像データを取得してもよい。補正用検出器ＴＤ２により取得された照明光Ｌ１１の輝度分布の画像データは、処理部４０に出力される。

【0057】

処理部４０は、検出光学系２０及びモニタ部３０と信号線または無線により接続されている。処理部４０は、検出光学系２０における検査用検出器ＴＤ１から検査対象の画像データを受け取る。また、処理部４０は、モニタ部３０における補正用検出器ＴＤ２から照明光Ｌ１１の輝度分布の画像データを受け取る。

【0058】

処理部４０は、モニタ部３０が取得した輝度分布の画像データに基づいて、検出光学系２０が取得したＥＵＶマスク５０の画像データの補正を行うことにより、検査用画像データを検出する。したがって、検査装置１は、検出装置を備えた検査装置１ということができる。また、処理部４０は、補正を行うことにより検出したＥＵＶマスク５０の検査用画像データからＥＵＶマスク５０の検査を行う。

【0059】

（検査方法）
次に、実施形態１に係る検査装置１の動作として、検査装置１を用いた検査方法を説明する。図３は、実施形態１に係る検査方法を例示したフローチャート図である。

【0060】

図３のステップＳ１１に示すように、まず、パルス光を含む照明光を用いて検査対象を照明する。具体的には、例えば、光源１１で生成されたパルス光を含む照明光Ｌ１１でＥＵＶマスク５０を照明する。この場合に、ＥＵＶマスク５０に対してクリティカル照明となるように、照明光学系１０を配置させてもよい。そして、ＥＵＶマスク５０を照明光Ｌ１１で照明する。

【0061】

次に、図３のステップＳ１２に示すように、検査対象の画像データ及び照明光Ｌ１１の輝度分布の画像データを取得する。具体的には、例えば、照明光Ｌ１１によって照明された検査対象からの光を集光し、集光した光を検査用検出器ＴＤ１により検出して検査用の画像データを取得する。また、照明光Ｌ１１の一部を用いて補正用検出器ＴＤ２を照射することで検出された照明光Ｌ１１の輝度分布の画像データを取得する。

【0062】

次に、図３のステップＳ１３に示すように、輝度分布の画像データに基づいて、検査対象の画像データの補正を行うことにより、検査用画像データを検出する。具体的には、処理部４０は、検査用検出器ＴＤ１より出力された検査対象の画像データを、それに対応する補正用検出器ＴＤ２より出力された輝度分布の画像データで除算する。これにより、処理部４０は、輝度ムラを補正した検査用画像データを検出する。

【0063】

検査用検出器ＴＤ１及び補正用検出器ＴＤ２がＴＤＩセンサを含む場合には、検査用検出器ＴＤ１及び補正用検出器ＴＤ２の画像データは、その積算時間内に発光したパルス光による信号を蓄積したものである。このため、輝度ムラが補正される検査用検出器ＴＤ１と、輝度ムラを検出する補正用検出器ＴＤ２の画像データは、同じ数のパルス光による信号を蓄積したものであることが望ましい。

【0064】

検査用検出器ＴＤ１及び補正用検出器ＴＤ２の積算時間内に発光するパルス光の数が常に同じ数となるためには、光源１１のパルス光の発光周期τ_Ｓ、検査用検出器ＴＤ１及び補正用検出器ＴＤ２における転送周期τ_ＴＩ及びτ_ＴＣ、並びに、検査用検出器ＴＤ１及び補正用検出器ＴＤ２における転送方向画素数Ｐ_ＴＩ及びＰ_ＴＣが、ある特定の関係を持たなければならない。

【0065】

以下では、検査用検出器ＴＤ１及び補正用検出器ＴＤ２には、同じ画素サイズのＴＤＩセンサを用いるものとする。この条件の下で、検査用検出器ＴＤ１及び補正用検出器ＴＤ２が、常に同じの数のパルス光による照射によって画像データを取得するための条件を考察する。

【0066】

まず、検査用検出器ＴＤ１及び補正用検出器ＴＤ２の転送方向画素数Ｐ_ＴＩ及びＰ_ＴＣが同じ画素数である場合を考察する。この場合、検査用検出器ＴＤ１及び補正用検出器ＴＤ２の積算時間内に発光するパルス光の数は必ず同じである。よって、輝度分布の画像データに基づいて、検査対象の画像データの補正を行うことにより検出した検査用画像データの誤差は小さい。

【0067】

しかし、検査用検出器ＴＤ１及び補正用検出器ＴＤ２の転送方向画素数Ｐ_ＴＩ及びＰ_ＴＣが異なる場合には、検査用検出器ＴＤ１及び補正用検出器ＴＤ２の積算時間内に発光するパルス数の違いに起因する誤差が発生することがある。したがって、何らかの対策を行わなければ、検査用画像データに含まれる誤差が大きくなる可能性がある。

【0068】

ここで、ＴＤＩセンサを含む検査用検出器ＴＤ１及び補正用検出器ＴＤ２を総称して、ＴＤＩ検出器という。輝度ムラの補正に伴う誤差が大きくなるのは、光源１１の発光周期τ_ＳがＴＤＩ検出器の転送周期τ_Ｔよりも長い場合である。以下では、光源１１の発光周期τ_ＳがＴＤＩ検出器の転送周期τ_Ｔよりも長いと仮定する。

【0069】

ＴＤＩ検出器は、ある画素で露光時間内に受光した光エネルギーを電荷として蓄積し、転送動作時にその電荷を次の画素に転送する。そして、転送先の画素において、さらに、光エネルギーを電荷として蓄積する。このような動作を繰り返している。

【0070】

パルス光を発光する光源１１を用いる場合に、ＴＤＩ検出器の転送動作とパルス光の発光のタイミングが重なると、受光した光による電荷が二つの画素に分配される。したがって、検査用検出器ＴＤ１及び補正用検出器ＴＤ２の積算時間内に発光するパルス光の数を一定とするためには、光源１１の発光タイミングを、検査用検出器ＴＤ１および補正用検出器ＴＤ２の転送タイミングと一致しないように制御して発光させなければならない。

【0071】

図４は、ＴＤＩ検出器の転送タイミング及びパルス光を発光する光源の発光タイミングを例示した図である。図４の（ａ）は、パルス光の発光タイミングの時間ｔ_０及びｔ_１が、ＴＤＩ検出器の転送タイミングと一致しないように制御された例を示す。例えば、パルス光の発光周期τ_Ｓの間に、ちょうど１２回の転送タイミングがあるようにタイミング制御される。すなわち、光源１１の発光タイミングは、検査用検出器ＴＤ１および補正用検出器ＴＤ２の転送タイミングとある一定の位相差を持つように同期制御される。

【0072】

パルス光の発光タイミングが制御されていない場合には、図４の（ｂ）に示すように、ＴＤＩ検出器の転送タイミングとパルス光の発光タイミングとが重なる可能性がある。ＴＤＩ検出器の転送タイミングと発光タイミングとが重なると、本来一つの画素に蓄積されるべき電荷が二つの画素に分割される。これが、ＴＤＩセンサの転送方向一番目の画素、もしくは、転送方向最後の画素で生じると、本来、ＴＤＩセンサの画素に蓄積されるべき電荷の一部が失われてしまう。言い換えれば、画素に蓄積される実効的パルス数は1より小さい値となる。このため、輝度及び輝度分布の補正に誤差が発生する。

【0073】

図５は、ＴＤＩセンサの転送タイミング、ＴＤＩセンサの動作、光源の発光タイミング及び光源の発光強度を例示した図である。図５に示すように、ＴＤＩセンサに転送タイミングを示すクロックパルスが入力されると、ＴＤＩセンサは転送動作を開始する。ＴＤＩセンサの転送タイミングを示すクロックパルスの周期は、転送周期τ_Ｔｉである。ＴＤＩセンサの転送動作には転送時間τ_Ｔｔを必要とする。

【0074】

ＴＤＩセンサの転送タイミングと光源の発光タイミングとは、ある一定の位相差を有するように制御される。すなわち、発光タイミングを示すクロックパルスは、転送タイミングを示すクロックパルスに対して位相差（わずかな時間差）をもって光源にパルス光を発生させる。パルス光の持続時間は、持続時間τ_ｐである。したがって、転送時間τ_Ｔｔと持続時間τ_ｐとは重ならない。

【0075】

一方、光源が、転送タイミングと非同期の発光タイミングでパルス光を含む照明光を発光する場合には、ＴＤＩセンサの転送タイミングに、パルス光の発光タイミングが重なることがある。具体的には、転送時間τ_Ｔｔと持続時間τ_ｐとが重なる。このように、ＴＤＩセンサの転送タイミングとパルス光の発光タイミングとが重なると、本来一つの画素に蓄積されるべき光量が二つの画素に分割される。これにより、輝度及び輝度分布の補正に誤差を含む可能性が生じる。

【0076】

これを避けるためには、光源１１のパルス光の発光周期τ_Ｓが、ＴＤＩ検出器の転送周期τ_Ｔと、互いのタイミングが重ならないように同期している必要がある。したがって、以下の条件を満たす必要がある。すなわち、条件１として、（１）式に示すように、光源の発光周期τ_Ｓは、ＴＤＩ検出器の転送周期τ_Ｔの整数倍である。ここで、Ｍは、整数である。

【0077】

τ_Ｓ＝Ｍ×τ_Ｔ （１）

【0078】

条件１は、以下のように言い換えてもよい。すなわち、光源１１は、ＴＤＩ検出器がＭ回転送する毎に発光する。

【0079】

さらに、常に一定の数のパルス光による照射によって画像データを取得するためには以下の条件を満たさなければならない。すなわち、条件２として、（２）式に示すように、ＴＤＩ検出器の積算時間τ_Ｉは、光源の発光周期τ_Ｓの整数倍である。ここで、Ｎは、整数である。

【0080】

τ_Ｉ＝Ｎ×τ_Ｓ （２）
条件２は、以下のように言い換えてもよい。すなわち、光源１１は、ＴＤＩ検出器の画像データの積算時間τ_Ｉ内にちょうどＮ回発光する。

【0081】

ＴＤＩ検出器の積算時間τ_Ｉが光源の発光周期τ_Ｓの整数倍でない場合には、ＴＤＩ検出器の積算時間τ_Ｉを光源の発光周期τ_Ｓで除算して余りが０にならない。この場合には、商の数の照明パルスによる信号を蓄積した画像データと、それより一つ多い照明パルスによる信号を蓄積した画像データとが周期的に出力される。

【0082】

ここで、ＴＤＩ検出器の積算時間τ_Ｉは、ＴＤＩ検出器の転送方向画素数Ｐ_Ｔと、ＴＤＩ検出器の転送周期τ_Ｔとの積である。

【0083】

τ_Ｉ＝Ｐ_Ｔ×τ_Ｔ （３）

【0084】

したがって、（２）式及び（３）式より、（４）式が導かれる。

【0085】

Ｐ_Ｔ×τ_Ｔ＝Ｎ×τ_Ｓ （４）

【0086】

よって、（５）式となる。

【0087】

τ_Ｓ＝（Ｐ_Ｔ／Ｎ）×τ_Ｔ （５）

【0088】

（１）式と（５）式とを比較すると、（６）式が導かれる。

【0089】

Ｐ_Ｔ＝Ｍ×Ｎ （６）

【0090】

つまり、条件２により、ＴＤＩ検出器の転送方向画素数Ｐ_Ｔは、ＴＤＩ検出器の積算時間内に発光するパルス数ＮのＭ（整数）倍でなければならない。

【0091】

次に、検査用検出器ＴＤ１と、補正用検出器ＴＤ２との転送方向画素数Ｐ_ＴＩ及びＰ_ＴＣが異なる場合を考察する。この場合において、輝度ムラ補正の誤差を最も小さくするための、検査用検出器ＴＤ１及び補正用検出器ＴＤ２の転送方向画素数Ｐ_ＴＩ及びＰ_ＴＣと、検査用検出器ＴＤ１及び補正用検出器ＴＤ２の転送周期τ_ＴＩ及びτ_ＴＣの満たすべき条件を考察する。

【0092】

実施形態１では、照明光Ｌ１１の一部を補正用検出器ＴＤ２に用いる。このため、補正用検出器ＴＤ２は、検査用検出器ＴＤ１よりも集光して照明される。ここでは、補正用検出器ＴＤ２が、検査用検出器ＴＤ１に比べて、Ｒ倍だけ集光された光で照明されるとする。すなわち、輝度分布の画像データの倍率に対する検査対象の画像データの倍率をＲとする。

【0093】

輝度ムラの補正を精度よく行うためには、検査用検出器ＴＤ１及び補正用検出器ＴＤ２がともに同じ視野を持たなければならない。検査用検出器ＴＤ１及び補正用検出器ＴＤ２に同じ画素サイズのＴＤＩセンサを用いた場合に、検査用検出器ＴＤ１の転送方向画素数Ｐ_ＴＩ及び補正用検出器の転送方向画素数Ｐ_ＴＣから、以下の（７）式が導かれる。

【0094】

Ｐ_ＴＩ＝Ｐ_ＴＣ×Ｒ （７）

【0095】

検査用検出器ＴＤ１及び補正用検出器ＴＤ２において、転送方向画素数Ｐ_ＴＩ及びＰ_ＴＣが異なるとしても、検査用検出器ＴＤ１及び補正用検出器ＴＤ２は、上述のＴＤＩ検出器の条件を満たさなければならない。補正用検出器ＴＤ２がＭ_Ｃ回転送する毎に光源１１が発光し、かつ、補正用検出器ＴＤ２の積算時間τ_Ｉ内に、ちょうどＮ回発光するとした場合に、補正用検出器ＴＤ２の転送方向画素数Ｐ_ＴＣは、以下の（８）式を満たす。

【0096】

Ｐ_ＴＣ＝Ｍ_Ｃ×Ｎ （８）

【0097】

補正用検出器ＴＤ２の転送周期τ_ＴＣは、以下の（９）式を満たす。

【0098】

τ_ＴＣ＝τ_Ｓ／Ｍ_Ｃ （９）

【0099】

そうすると、検査用検出器ＴＤ１の転送方向画素数Ｐ_ＴＩは、以下の（１０）式を満たす。

【0100】

Ｐ_ＴＩ＝Ｒ×Ｍ_Ｃ×Ｎ （１０）

【0101】

なお、検査用検出器ＴＤ１と、補正用検出器ＴＤ２の積算時間は同じでなければならないので、検査用検出器ＴＤ１の転送周期τ_ＴＩは、補正用検出器ＴＤ２の転送周期τ_ＴＣの１／Ｒ倍となる。

【0102】

τ_ＴＩ＝τ_ＴＣ／Ｒ＝τ_Ｓ／（Ｍ_Ｃ×Ｒ） （１１）

【0103】

このような条件のもと、光源１１のパルス光の発光周期τ_Ｓ、ＴＤＩ検出器の積算時間τ_Ｉ内に光源１１が発光する回数Ｎ、及び、検査用検出器ＴＤ１と補正用検出器ＴＤ２の光学倍率比Ｒが与えられたとき、補正用検出器ＴＤ２の転送方向画素数Ｐ_ＴＣ、及び、補正用検出器ＴＤ２の転送周期τ_ＴＣを、以下の式を満たすようにする。

【0104】

Ｐ_ＴＣ＝Ｍ_Ｃ×Ｎ （１２）
τ_ＴＣ＝τ_Ｓ／Ｍ_Ｃ （１３）

【0105】

また、検査用検出器ＴＤ１の転送方向画素数Ｐ_ＴＩ、及び、検査用検出器ＴＤ１の転送周期τ_ＴＩを以下の（１４）式及び（１５）式と決めることにより、輝度ムラの補正の誤差を抑制することができる。

【0106】

Ｐ_ＴＩ＝Ｒ×Ｍ_Ｃ×Ｎ （１４）
τ_ＴＩ＝τ_Ｔｃ／Ｒ＝τ_Ｓ／（Ｍ_Ｃ×Ｒ） （１５）

【0107】

具体的には、例えば、光源１１のパルス光の発光周期τ_Ｓ＝２００［μｓ］、検査用検出器ＴＤ１及び補正用検出器ＴＤ２の積算時間τ_Ｉ内にパルス光が発光する回数Ｎ＝４２、検査用検出器ＴＤ１と補正用検出器ＴＤ２との光学倍率比Ｒ＝４とした場合に、整数Ｍ_Ｃ＝１６とすると、補正用検出器ＴＤ２の転送方向画素数Ｐ_ＴＣ及び転送周期τ_ＴＣは、以下の（１６）式及び（１７）式となる。

【0108】

Ｐ_ＴＣ＝Ｍ_Ｃ×Ｎ＝１６×４２＝６７２ （１６）
τ_ＴＣ＝τ_Ｓ／Ｍ_Ｃ＝２００／１６＝１２．５［μｓ］（８０［ｋＨｚ］） （１７）

【0109】

検査用検出器ＴＤ１の転送方向画素数Ｐ_ＴＩ及び転送周期τ_ＴＩは、以下の（１８）式及び（１９）式となる。

【0110】

Ｐ_ＴＩ＝Ｒ×Ｍ_Ｃ×Ｎ＝４×１６×４２＝２６８８ （１８）
τ_ＴＩ＝τ_Ｓ／（ＭＣ×Ｒ）＝２００／１６×４＝３．１２５［μｓ］（３２０［ｋＨｚ］） （１９）

【0111】

このようにして、補正用検出器ＴＤ２の転送方向画素数Ｐ_ＴＣ及び転送周期τ_ＴＣを決定する。上記の例では、検査用検出器ＴＤ１及び補正用検出器ＴＤ２の積算時間内に光源１１がパルス光を発光する回数は、いずれの検出器においても、４２回となる。このため、輝度ムラの補正を行う場合に、パルス数の違いに起因する誤差を抑制することができる。

【0112】

上述したパルス数の違いに起因した誤差を明確にする単純化したモデルを、図６〜図１３を用いて説明する。図６〜図１１は、実施形態１に係る検査用検出器及び補正用検出器の動作を単純化したモデルで例示した図である。図１２及び図１３は、比較例に係る検査用検出器及び補正用検出器の動作を単純化したモデルで例示した図である。

【0113】

まず、検査用検出器ＴＤ１及び補正用検出器ＴＤ２の転送方向画素数Ｐ_ＴＩ及びＰ_ＴＣが、パルス数Ｎで割り切れる場合を説明する。

【0114】

図６に示すように、検査用検出器ＴＤ１の転送方向画素数Ｐ_ＴＩ＝２５、補正用検出器ＴＤ２の転送方向画素数Ｐ_ＴＣ＝５とする。また、光源１１の発光周期τ_Ｓ＝５、検査用検出器ＴＤ１の転送周期τ_ＴＩ＝１、補正用検出器ＴＤ２の転送周期τ_ＴＣ＝５として単純化する。検査用検出器ＴＤ１及び補正用検出器ＴＤ２の画素サイズは、実際は同じであるが、図では、補正用検出器ＴＤ２の画素サイズを転送方向に５倍だけ大きくしてある。

【0115】

図７に示すように、時間ｔ＝１のとき、光源１１の１回目のパルス光の発光により、検査用検出器ＴＤ１及び補正用検出器ＴＤ２の各画素は、Ｎ＝１のパルス光を受光する。次に、図8に示すように、時間ｔ＝２のとき、検査用検出器ＴＤ１は、画素に蓄積された電荷を、転送方向に１段転送する。例えば、画素の１段目の電荷を２段目に転送する。画素の１段目には、パルス数Ｎ＝０の部分が形成される。そして、図９に示すように、時間ｔ＝５のとき、検査用検出器ＴＤ１の１段目から４段目には、パルス数Ｎ＝０の部分が形成される。

【0116】

図１０に示すように、さらに、時間ｔ＝１経過した時間ｔ＝６のとき、検査用検出器ＴＤ１は、画素に蓄積された電荷を、転送方向に１段転送する。補正用検出器ＴＤ２も、画素に蓄積された電荷を、転送方向に１段転送する。このとき、検査用検出器ＴＤ１及び補正用検出器ＴＤ２に同期して、２回目のパルス光が発光する。そうすると、検査用検出器ＴＤ１の下方５段の画素は、１回目のパルス光を受光する。検査用検出器ＴＤ１の下方５段以外の画素は、２回分のパルス光を受光する。一方、補正用検出器ＴＤ２の下方１段の画素は、１回目のパルス光を受光する。補正用検出器ＴＤ２の下方１段以外の画素は、２回分のパルス光を受光する。このように、パルス光は、検査用検出器ＴＤ１が５段転送する毎と、補正用検出器ＴＤ２が１段転送する毎に発光する。

【0117】

図１１に示すように、時間ｔ＝２６のとき、検査用検出器ＴＤ１及び補正用検出器ＴＤ２から画像データが読み出される。検査用検出器ＴＤ１及び補正用検出器ＴＤ２からは、同じパルス数のパルス光が受光された画像データが読みだされる。よって、パルス数の違いに起因する誤差を抑制することができる。

【0118】

次に、比較例として、検査用検出器ＴＤ１の転送方向画素数Ｐ_ＴＩが、パルス数Ｎで割り切れない場合を説明する。図１２に示すように、検査用検出器ＴＤ１の転送方向画素数Ｐ_ＴＩ＝２６とした場合において、補正用検出器ＴＤ２の転送方向画素数Ｐ_ＴＣ＝５とし、光源１１の発光周期τ_Ｓ＝５、検査用検出器ＴＤ１の転送周期τ_ＴＩ＝１、補正用検出器ＴＤ２の転送周期τ_ＴＣ＝５とする。この場合には、Ｐ_ＴＩ＝Ｒ×Ｍ_Ｃ×Ｎ及びτ_ＴＩ＝τ_Ｓ／（Ｍ_Ｃ×Ｒ）を満たすことができない。

【0119】

図１２に示すように、時間ｔ＝２６のとき、６回目のパルス光が発光される。この場合に、検査用検出器ＴＤ１の２６段目の画素は、６回目のパルス光を受光する。一方、補正用検出器ＴＤ２は、画像データを出力し、６回目のパルス光を受光する画素は存在しない。そして、図１３に示すように、時間ｔ＝２７のとき、検査用検出器ＴＤ１は、パルス光を６回受光した画像データを出力する。一方、補正用検出器ＴＤ２は、パルス光を５回受光した画像データを出力する。

【0120】

このように、検査用検出器ＴＤ１の転送方向画素数ＰＴＩが、パルス数Ｎで割り切れない場合には、積算時間τ_Ｉを発光周期τ_Ｓで除算した商の数（Ｎ＝５）のパルス光による信号を蓄積した画像データと、それより一つ多い数（Ｎ＝６）のパルス光による信号を蓄積した画像データとが周期的に出力される。よって、比較例のように、転送方向画素数及び転送周期が所定の関係を満たさないときは、パルス数の違いに起因する誤差を抑制することができない。

【0121】

本実施形態では、転送方向画素数及び転送周期が所定の関係を満たすようにしている。そして、そのようにして取得した輝度分布の画像データに基づいて、検査対象の画像データの補正を行い、検査用画像データを検出する。

【0122】

次に、図３のステップＳ１４に示すように、検査用画像データを用いて、検査対象を検査する。具体的には、処理部４０は、上述した検査対象の画像データの補正を行うことにより検出した検査用画像データを用いて、検査対象を検査する。その後、処理を終了する。このようにして、検査装置１は、検査対象を検査することができる。

【0123】

次に、本実施形態の効果を説明する。
本実施形態では、補正用検出器ＴＤ２により照明光Ｌ１１の輝度分布の画像データを取得し、検査対象の画像データを補正している。よって、検査対象の画像データを精度よく検出することができる。

【0124】

また、輝度分布の画像データにおける倍率を、検査対象の画像データの倍率よりも低くする。これにより、輝度分布を検出する光量を大きくすることができ、照明光Ｌ１１の輝度分布を精度良く補正することができる。

【0125】

パルス光源の発光タイミングは、検査用検出器及び補正用検出器の転送タイミングと一致しないように制御する。すなわち、検査用検出器及び補正用検出器の転送タイミングとパルス光源の発光タイミングとの間に、ある一定の位相差を持つよう同期制御する。これにより、検出器の積算時間内に発光するパルス数の違いに起因した誤差の抑制が可能となる。

【0126】

さらに、検査用検出器ＴＤ１及び補正用検出器ＴＤ２の転送方向画素数Ｐ_ＴＩ及びＰ_ＴＣ、並びに、転送周期τ_ＴＩ及びτ_ＴＣを所定の関係を満たすように決定する。これにより、輝度ムラ補正における積算時間内に発光するパルス数の違いに起因した誤差を抑制することができる。

【0127】

照明光Ｌ１１の一部をカットミラーで取り出し、補正用検出器ＴＤ２で検出している。これにより、検査に用いる照明光Ｌ１１への影響を抑制することができ、精度よく検査することができる。

【0128】

また、照明光Ｌ１１の光軸１５に直交する断面の断面積において、一部の断面積を、一部以外の断面積よりも小さくする。これにより、検査に用いる照明光Ｌ１１への影響を抑制することができ、精度よく検査することができる。

【0129】

（実施形態２）
次に、実施形態２に係る検査装置２を説明する。本実施形態の検査装置２は、遮光部を備えている。図１４は、実施形態２に係る検査装置の構成を例示した図である。図１４に示すように、検査装置２において、検査用検出器ＴＤ１における反射光Ｌ１２の入射面上及び補正用検出器ＴＤ２における照明光Ｌ１１の入射面上に遮光部６０が配置されている。その他の構成は、実施形態１の検査装置１と同様である。

【0130】

一般的に、ＴＤＩ検出器の転送方向画素数は、固定された遮光板によって決められる。したがって、転送方向画素数を任意の画素数に設定することは困難である。また、一般的なＴＤＩ検出器の動作においては、設定した転送方向画素数に、数画素から数十画素程度の誤差があったとしても、全画素数に占める割合は小さく、積算した電荷に対する影響は少ない。

【0131】

しかしながら、実施形態１のように、検査用検出器ＴＤ１及び補正用検出器ＴＤ２を用いて輝度ムラの補正を行う際には、設定した転送方向画素数に対して、数画素から数十画素程度の誤差でも抑制することが望ましい。そこで、本実施形態では、検査用検出器ＴＤ１及び補正用検出器ＴＤ２の転送方向画素数を、０．１画素以下の精度に設定する遮光部６０を導入する。

【0132】

図１５は、実施形態２に係る検査装置２の遮光部６０を例示した平面図である。図１６は、実施形態２に係る検査装置２の遮光部６０を例示した斜視図である。図１５及び図１６に示すように、遮光部６０は、本体部６１、ピエゾ素子６２、ファインポジショナ６３ａ及び６３ｂ、遮光板６４ａ及び６４ｂを含んでいる。

【0133】

本体部６１は、円板状の部材であり、中央に略矩形の開口部６５が形成されている。開口部６５の短手方向をＸ軸方向、長手方向をＹ軸方向とする。開口部６５のＸ軸方向に対向した２つの辺６６ａ及び６６ｂの中央部に凹部６７ａ及び６７ｂが形成されている。凹部６７ａ及び６７ｂに複数のピエゾ素子６２が組み込まれている。

【0134】

ファインポジショナ６３ａ及び６３ｂは、各辺６６ａ及び６６ｂに配置されている。ファインポジショナ６３ａは、Ｙ軸方向に延びた梁６８ａ及び６８ｂ、並びに、Ｘ軸方向に延びた固定部６８ｃを組み合わせたフレクシャー構造となっている。ファインポジショナ６３ａの梁６８ａ及び梁６８ｂの＋Ｙ軸方向側の端部同士、並びに、−Ｙ軸方向側の端部同士は接続されている。また、梁６８ｂの中央部分に固定部６８ｃの−Ｘ軸方向側の端部が接続され、固定部６８ｃの＋Ｘ軸方向側の端部は、凹部６７ａに接続されている。

【0135】

ファインポジショナ６３ｂは、Ｙ軸方向に延びた梁６８ｄ及び６８ｅ、並びに、Ｘ軸方向に延びた固定部６８ｆを組み合わせたフレクシャー構造となっている。ファインポジショナ６３ｂの梁６８ｄ及び梁６８ｅの＋Ｙ軸方向側の端部同士、並びに、−Ｙ軸方向側の端部同士は接続されている。また、梁６８ｅの中央部分に固定部６８ｆの＋Ｘ軸方向側の端部が接続され、固定部６８ｆの−Ｘ軸方向側の端部は、凹部６７ｂに接続されている。

【0136】

図１７は、実施形態２に係る検査装置２の遮光部６０の一部を例示した拡大図である。図１７に示すように、開口部６５の辺６６ａにおける＋Ｙ軸方向側において、ファインポジショナ６３ａの梁６８ｂには、ノッチ６９が形成されている。よって、ノッチ６９と、梁６８ｂの端部との間の部分を力点として、ピエゾ素子６２の作動により移動させる。これにより、ノッチ６９を支点とした、てこの原理により、梁６８ｂの端部を作用点として、Ｘ軸方向に移動させる。ノッチ６９を力点に近づけることで、てこ比α＝（β１＋β２）／β１を大きくすることができる。てこ比を変えても変位の方向を同じ方向とすることができる。開口部６５の辺６６ａにおける−Ｙ軸方向側、並びに、開口部６５の辺６６ｂにおける＋Ｙ軸方向側及び−Ｙ軸方向側にも同様の構造が形成されている。

【0137】

遮光板６４ａは、辺６６ａに沿って配置されたファインポジショナ６３ａの梁６８ａに取り付けられている。遮光板６４ｂは、辺６６ｂに沿って配置されたファインポジショナ６３ｂの梁６８ｄに取り付けられている。ピエゾ素子６２を作動させ、梁６８ｂ及び梁ｅを移動させる。これにより、遮光板６４ａ及び６４ｂは、開口部６５のＸ軸方向の幅を規定する。

【0138】

本実施形態の遮光部６０は、ファインポジショナ６３ａ及び６３ｂを含んでいる。ファインポジショナ６３ａ及び６３ｂは、２つのピエゾ素子６２を用いて遮光板６４ａ及び６４ｂを取り付けた梁６８ａ及び６８ｄの位置を制御することができる。また、ファインポジショナ６３ａ及び６３ｂは、遮光板６４ａ及び６４ｂをＸ軸方向に移動させるだけでなく、Ｘ軸方向に対する角度を調整することができる。さらに、ファインポジショナ６３ａ及び６３ｂは、転送方向の両端の画素の位置を規定することができる。遮光板６４ａ及び６４ｂの幅は、検査用検出器ＴＤ１及び補正用検出器ＴＤ２の画像データをモニタしながら調整することができる。

【0139】

ファインポジショナ６３ａ及び６３ｂのＸ軸方向の動作範囲は、１００［μｍ］程度であり、位置決め精度は、１［μｍ］以下である。したがって、１０［μｍ］程度のサイズを有する画素が転送方向に並んだ転送方向画素数を精度よく制御することができる。

【0140】

このように、本実施形態の検査装置２は、検査用検出器ＴＤ１及び補正用検出器ＴＤ２の転送方向画素数を、ファインポジショナ６３ａ及び６３ｂに取付けられた遮光板６４ａ及び６４ｂにより調整する遮光部６０をさらに備えている。よって、検査用検出器ＴＤ１及び補正用検出器ＴＤ２の転送方向画素数Ｐ_ＴＩ及びＰ_ＴＣを所定の値に設定することができ、輝度ムラ補正の誤差を抑制することができる。これ以外の効果は、実施形態１の記載に含まれている。

【0141】

以上、本発明の実施形態１及び２を説明したが、本発明はその目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に、上記の実施形態よる限定は受けない。

【符号の説明】

【0142】

１、２ 検査装置
１０ 照明光学系
１１ 光源
１２、１３ 楕円面鏡
１４ 落とし込みミラー
１５ 光軸
２０ 検出光学系
２１ 穴開き凹面鏡
２１ａ 穴
２２ 凸面鏡
３０ モニタ部
３１ カットミラー
３２ 凹面鏡
４０ 処理部
５０ ＥＵＶマスク
５１ 上面
５２ ステージ
６０ 遮光部
６１ 本体部
６２ ピエゾ素子
６３ａ、６３ｂ ファインポジショナ
６４ａ、６４ｂ 遮光板
６５ 開口部
６６ａ、６６ｂ 辺
６７ａ、６７ｂ 凹部
６８ａ、６８ｂ、６８ｄ、６８ｅ 梁
６８ｃ、６８ｆ 固定部
６９ ノッチ
Ｌ１１ 照明光
Ｌ１２ 反射光
ＩＦ１ 集光点
ＴＤ１ 検査用検出器
ＴＤ２ 補正用検出器

【要約】

【課題】輝度ムラ補正の誤差を抑制し、検査対象を精度よく検査することができる検出方法、検査方法、検出装置及び検査装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る検出方法は、パルス光を含む照明光Ｌ１１を用いて検査対象を照明するステップと、照明光Ｌ１１によって照明された検査対象からの光を集光し、集光した光を検査用検出器ＴＤ１により検出して、検査対象の画像データを取得するステップと、照明光Ｌ１１の一部を用いて補正用検出器ＴＤ２を照明することにより検出された照明光Ｌ１１の輝度分布の画像データを取得するステップと、輝度分布の画像データに基づいて、検査対象の画像データの補正を行うことにより、検査用画像データを検出するステップと、を備える。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】