(57)【要約】【課題】位置分解能の低い簡便な検出器を用いても、精度よく輝度の補正を行うことができ、精度よく検査対象を検査することができる検査装置及び検査方法を提供する。【解決手段】本発明に係る検査装置１は、受光面に配置された複数の画素を含み、複数の画素が受光した光によって発生した電荷を、所定の転送タイミングで転送方向に転送することにより、画像データを取得する検査用検出器２１と、パルス光を含む照明光Ｌ１１を発光する光源１１と、転送タイミングに基づいて、光源１１が照明光を発光する発光タイミングを制御するパルスイネーブル回路１２と、照明光Ｌ１１を用いて検査対象５１を照明する照明光学系１０と、照明光Ｌ１１によって照明された検査対象５１からの光を検査用検出器２１に集光する集光光学系２０と、検査対象５１の画像データを用いて検査対象５１を検査する処理部４０と、を備える。【選択図】図４
2019158401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転送方向及び前記転送方向に直交する方向を含む受光面に配置された複数の画素を含み、前記複数の画素が受光した光によって発生した電荷を、所定の転送タイミングで前記転送方向に転送することにより、画像データを取得する検査用検出器と、
パルス光を含む照明光を発光する光源と、
前記転送タイミングに基づいて、前記光源が前記照明光を発光する発光タイミングを制御するパルスイネーブル回路と、
前記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前記検査用検出器に集光する集光光学系と、
前記検査対象の前記画像データを用いて前記検査対象を検査する処理部と、
を備えた検査装置。
【請求項２】
前記光源は、前記転送タイミングと非同期の生成タイミングで生成されるドロップレットに対して、レーザ光を照射することにより前記照明光が発光されるＬＰＰ方式であり、
前記パルスイネーブル回路は、前記レーザ光の照射を制御することにより、前記発光タイミングを制御する、
請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
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を取得するモニタ部をさらに備え、
前記処理部は、あらかじめ測定された前記受光面における前記照明光の輝度分布と、前記補正用検出器により取得された前記発光タイミングでの前記照明光の輝度と、を用いて、前記検査対象の前記画像データを補正し、
前記処理部は、補正された前記検査対象の前記画像データを用いて前記検査対象を検査する、
請求項１または２に記載の検査装置。
【請求項４】
前記処理部は、
前記転送方向に並んだ前記複数の画素の位置を前記発光タイミングで記録する位置記録シフトレジスタと、
前記照明光の輝度を前記発光タイミングで記録する輝度レジスタと、
を含み、
前記処理部は、あらかじめ測定された前記受光面における前記照明光の輝度分布と、前記位置記録シフトレジスタに記録された各画素の位置と、前記輝度レジスタに記録された前記照明光の輝度と、を用いて、前記検査対象の前記画像データを補正する、
請求項３に記載の検査装置。
【請求項５】
前記処理部は、前記複数の画素の電荷を積分する時間内に前記光源が発光する複数のパルス光に対応させた複数の前記位置記録シフトレジスタ及び前記輝度レジスタを含み、
前記処理部は、各前記位置記録シフトレジスタに記録された前記各画素の位置を前記転送タイミングに同期させて前記転送方向にシフトさせ、
前記処理部は、シフトさせて出力された前記各位置記録シフトレジスタの前記位置と、各前記輝度レジスタに記録された前記照明光の輝度と、あらかじめ測定された前記受光面における前記照明光の輝度分布と、を用いて、前記検査対象の画像データを補正する、
請求項４に記載の検査装置。
【請求項６】
前記検査用検出器は、ＴＤＩセンサを含む検出器であり、前記補正用検出器は、フォトダイオードを含む検出器である、
請求項３〜５のいずれか一項に記載の検査装置。
【請求項７】
転送方向及び前記転送方向に直交する方向を含む受光面に配置された複数の画素を含み、前記複数の画素が受光した光によって発生した電荷を、所定の転送タイミングで前記転送方向に転送することで画像データを取得する検査用検出器を準備するステップと、
パルス光を含む照明光を発光する光源を準備するステップと、
前記転送タイミングに基づいて、前記光源が前記照明光を発光させる発光タイミングを制御しつつ前記光源に前記照明光を発光させるステップと、
前記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前記検査用検出器に集光させるステップと、
前記検査対象の前記画像データを用いて前記検査対象を検査するステップと、
を備えた検査方法。
【請求項８】
前記パルス光を含む照明光を発光する光源を準備するステップにおいて、前記転送タイミングと非同期の生成タイミングで生成されるドロップレットに対して、レーザ光を照射することにより前記照明光が発光されるＬＰＰ方式の光源を準備し、
前記照明光を発光させるステップにおいて、
前記レーザ光の照射を制御することにより、前記発光タイミングを制御する、
請求項７に記載の検査方法。
【請求項９】
前記照明光の輝度を取得する補正用検出器を準備するステップと、
前記照明光の一部を用いて前記補正用検出器を照明することにより前記照明光の輝度を取得するステップと、
あらかじめ測定された前記受光面における前記照明光の輝度分布と、前記補正用検出器により取得された前記発光タイミングでの前記照明光の輝度と、を用いて、前記検査対象の前記画像データを補正するステップと、
をさらに備え、
前記検査対象を検査するステップにおいて、
補正された前記検査対象の前記画像データを用いて前記検査対象を検査する、
請求項７または８に記載の検査方法。
【請求項１０】
前記検査対象の前記画像データを補正するステップにおいて、
前記転送方向に並んだ前記複数の画素の位置を前記発光タイミングで記録する位置記録シフトレジスタと、
前記照明光の輝度を前記発光タイミングで記録する輝度レジスタと、
を準備し、
あらかじめ測定された前記受光面における前記照明光の輝度分布と、前記位置記録シフトレジスタに記録された各画素の位置と、前記輝度レジスタに記録された前記照明光の輝度と、を用いて、前記検査対象の前記画像データを補正する、
請求項９に記載の検査方法。
【請求項１１】
前記検査対象の画像データを補正するステップにおいて、
前記複数の画素の電荷を積分する時間内に前記光源が発光する複数のパルス光に対応させた複数の前記位置記録シフトレジスタ及び前記輝度レジスタを準備し、
各前記位置記録シフトレジスタに記録された前記各画素の位置を前記転送タイミングに同期させて転送方向にシフトさせ、
シフトさせて出力された前記各位置記録シフトレジスタの前記位置と、各前記輝度レジスタに記録された前記照明光の輝度と、あらかじめ測定された前記受光面における前記照明光の輝度分布と、を用いて、前記検査対象の画像データを補正する、
請求項１０に記載の検査方法。
【請求項１２】
前記検査用検出器は、ＴＤＩセンサを含む検出器であり、前記補正用検出器は、フォトダイオードを含む検出器である、
請求項９〜１１のいずれか一項に記載の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査装置及び検査方法に関し、特に、パルス光源を用いて検査対象を検査する検査装置及び検査方法に関する。
【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、高輝度のパルス光源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２００９−０７５０６８号公報
【特許文献２】特開平１１−３１１６０８号公報
【特許文献３】特開２００５−２４１２９０号公報
【特許文献４】特開２０１０−０９１５５２号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】溝口  計、外３名、“半導体製造用短波長光源：エキシマレーザーからＬＰＰ−ＥＵＶ光源への挑戦”、ＫＯＭＡＴＳＵ  ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ  ＲＥＰＯＲＴ ２０１７年３月  Ｖｏｌ．６２、Ｎｏ．１６９、Ｐ．２７．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年実用化されているＥＵＶ光源のひとつは、非特許文献１に述べられるようなＬＰＰ（ＬＡＳＥＲ  Ｐｒｏｄｕｃｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）方式のＥＵＶ光源である。ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源は、ドロップレットジェネレーターから吐出されたスズの液滴（ドロップレット）にプラズマ化レーザ光を照射し、プラズマ化したスズから生じるＥＵＶ光を利用するパルス光源である。
【０００７】
ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源は、後で説明するように、プラズマ発光の発光点の位置や、輝度の空間分布（以下、輝度分布という）が安定しているが、プラズマ化レーザ光の強度揺らぎやドロップレットのサイズ揺らぎ等、様々な理由により、その発光輝度がパルス毎に変化する、という特性を持つ。また、その発光タイミングはＬＰＰ-ＥＵＶ光源が持つ発振器によって決まるため、外部トリガ信号を用いて決めることはできない。さらに、ＬＰＰ-ＥＵＶ光源の発光周期は比較的大きな揺らぎ（ジッター）σＳを持つ。このジッターσＳの大きさはＴＤＩの転送周期と同程度かそれ以上である。
【０００８】
図１は、ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源で照明した領域を、検査光学系を通してエリアセンサを用いて観察した際の、エリアセンサ視野内における照明光の輝度分布を例示した図である。図１には、輝度分布が一様な場合（ａ）、同心円状の輝度分布がある場合（ｂ）を示している。検査装置の照明光学系にクリティカル照明を採用している場合は特に、エリアセンサの視野内における照明光の輝度分布は、図１（ｂ）に示すように一様で無い分布を持つことが多い。
【０００９】
すなわち、リソグラフィ用マスク検査装置の光源としてＬＰＰ方式のＥＵＶ光源を用いた場合、その照明光は、エリアセンサの視野内に一様で無い輝度分布を持ち、パルス毎に照明輝度が変化すると共に、パルス発光の周期が揺らぐ、という特性を持つ。ただし、輝度分布の重心位置は一定であって、パルス毎に移動することは無いと考えて良い。
【００１０】
一方、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。
【００１１】
パターン欠陥検査を正確かつ安定に行うためには、検査画像は、空間的に一様な強度分布をもち、かつ、その強度が時間的に変化しない、安定な照明光によって照明されていることが望ましい。照明光強度に、位置的もしくは時間的な変化がある場合には、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、何らかの方法で光源の輝度を検出し、ＴＤＩセンサの出力変動を補正することが必要となる。
【００１２】
ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源のように、検査装置における照明用光源として、発光位置の位置安定性が良い一方で、観察視野内に一様で無い輝度分布を持ち、パルス毎に照明輝度が変化すると共に、パルス発光の周期が揺らぐ、という特徴を持つパルス光源を用い、かつ、検査対象の画像データを取得する検出器として、ＴＤＩセンサを用いる場合には、照明光の輝度補正に関して、以下の２つの課題を解決することが必要となる。
【００１３】
第１の課題は、図１（ｂ）に示したように、ＴＤＩセンサの視野内における照明光の輝度分布が、一様でないことにより生じる。特許文献４では、パルス光の光量を検知する補正用光量センサ（例えばフォトダイオード）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方法が示されている。しかし、照明光の輝度分布が一様で無い場合には、ＴＤＩセンサ上の受光位置に依存して照明光の輝度が変化するため、特許文献４の方法では輝度補正に誤差を生じることとなる。
【００１４】
ＴＤＩセンサの視野内における照明光の輝度分布が一様でない場合、位置分解能を有する検出器、例えば、第２のＴＤＩセンサを用いて輝度分布を検出することが考えられるが、第２のＴＤＩセンサを用いる場合には、光学系が複雑になるという問題がある。
【００１５】
第２の課題は、光源が発光するパルス光の発光タイミングを外部信号により制御できないこと、および、発光周期にＴＤＩの転送周期と同程度かそれ以上の大きなジッターを含むことにより生じるものである。図２は、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。パルス光を発光する光源及びＴＤＩセンサを用いる検査装置では、通常、被検査対象を載荷して等速運動するステージの移動距離を計測し、その計測結果からＴＤＩセンサの転送タイミングおよびパルス光源の発光タイミングを制御する。この際、図２の（ａ）に示すように、ＴＤＩセンサの転送タイミングに対して、パルス光の発光タイミングの時間（ｔ０もしくはｔ１）は、ある一定の時間差τＤを有するように同期制御される。
【００１６】
しかしながら、図２の（ｂ）に示すように、光源が発光するパルス光の発光周期τＳにジッターσＳを含む場合には、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の間の時間差τＤを一定にする同期制御ができないため、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ことがある。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。これにより、輝度補正に誤差が生じる。
【００１７】
図３は、ＴＤＩセンサの転送タイミング、ＴＤＩセンサの動作、発光トリガ信号のタイミング及び光源の発光強度を例示した図である。図３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τＴｉである。ＴＤＩセンサの転送動作には転送時間τＴｔを必要とする。
【００１８】
前述のように、通常、光源の発光タイミングは、ＴＤＩセンサの転送タイミングに対してある一定の時間差を持つよう、外部同期信号により制御される。すなわち、発光タイミングを示すクロックパルス（発光トリガ信号）は、転送タイミングを示すクロックパルスに対して時間差τＤをもつように与えられる。光源は、発光タイミングを示すクロックパルスを受け取ると、パルス光を生成する。パルス光の持続時間は、持続時間τｐである。τＤの値は、以下の範囲で設定されるため、転送時間τＴｔと、持続時間τｐとは重ならない。
τTt ＜ τD ＜ τTi − τp 
【００１９】
一方、光源の発光タイミングにＴＤＩの転送周期τＴｉと同程度以上の大きさのジッターがあり、転送タイミングと、パルス光を含む照明光の発光するタイミングと、の時間差を一定に制御できない場合には、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が重なることがある。具体的には、ＴＤＩセンサの転送タイミングを指示するクロックパルスの入力時刻をtt0とすると、次の範囲の時刻に光源の発光タイミングtpが入る場合には転送時間τＴｔと持続時間τｐとが重なる。
tt0-τｐ ＜ tp ＜ tt0 ＋ τTt
【００２０】
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、輝度補正に誤差を含むようになる。この誤差の発生を防ぐためには、パルス発光タイミングのジッターσＳが、ＴＤＩセンサの転送方向一画素分の露光時間（＝転送周期τＴｉ）に比べ、十分に小さくなければならない（σＳ＜＜τＴｉ）。
【００２１】
しかしながら、ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源１１の発光タイミングには、ＴＤＩセンサの転送周期と同程度以上の大きさのジッターσＳがあるため、ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源１１の発光タイミングは、ＴＤＩセンサの転送方向において数画素分の幅に渡って揺らいでしまう（σＳ〜τＴｉ）。この場合には、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こととなり、輝度補正する際に誤差の増大を招く。
【００２２】
本発明は、このように、照明光に輝度分布が存在すること、および、転送タイミングと発光タイミングとが重なること、により発生する輝度補正の誤差の問題を解決するためになされたものであり、位置分解能の低い簡便な検出器を用いても、精度よく輝度補正を行うことができ、精度よく検査対象を検査することができる検査装置及び検査方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明に係る検出装置は、転送方向及び前記転送方向に直交する方向を含む受光面に配置された複数の画素を含み、前記複数の画素が受光した光によって発生した電荷を、所定の転送タイミングで前記転送方向に転送することにより、画像データを取得する検査用検出器と、パルス光を含む照明光を発光する光源と、前記転送タイミングに基づいて、前記光源が前記照明光を発光する発光タイミングを制御するパルスイネーブル回路と、前記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前記検査用検出器に集光する集光光学系と、前記検査対象の前記画像データを用いて前記検査対象を検査する処理部と、を備える。このような構成により、転送タイミングと発光タイミングとが重ならないので、高精度な画像データを取得でき、検査対象を精度よく検査することができる。
【００２４】
また、前記光源は、前記転送タイミングと非同期の生成タイミングで生成されるドロップレットに対して、レーザ光を照射することにより前記照明光が発光されるＬＰＰ方式であり、前記パルスイネーブル回路は、前記レーザ光の照射を制御することにより、前記発光タイミングを制御する。このような構成により、照明光の輝度は時間とともに変化したとしても、照明光の輝度分布は時間とともにほとんど変化しないので、精度よく照明光の輝度を補正することができる。
【００２５】
さらに、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を取得するモニタ部をさらに備え、前記処理部は、あらかじめ測定された前記受光面における前記照明光の輝度分布と、前記補正用検出器により取得された前記発光タイミングでの前記照明光の輝度と、を用いて、前記検査対象の前記画像データを補正し、前記処理部は、補正された前記検査対象の前記画像データを用いて前記検査対象を検査する。このような構成により、簡便な補正用検出器を用いても輝度補正を正確に行うことができる。
【００２６】
前記処理部は、前記転送方向に並んだ前記複数の画素の位置を前記発光タイミングで記録する位置記録シフトレジスタと、前記照明光の輝度を前記発光タイミングで記録する輝度レジスタと、を含み、前記処理部は、あらかじめ測定された前記受光面における前記照明光の輝度分布と、前記位置記録シフトレジスタに記録された各画素の位置と、前記輝度レジスタに記録された前記照明光の輝度と、を用いて、前記検査対象の前記画像データを補正する。位置記録シフトレジスタ及び輝度レジスタは、発光タイミングでの受光画素位置及び輝度を記録するので、両者の値から受光した画素における輝度を正確に取得することができるため、精度よく輝度補正を行うことができる。
【００２７】
また、前記処理部は、前記複数の画素の電荷を積分する時間内に前記光源が発光する複数のパルス光に対応する複数の前記位置記録シフトレジスタ及び前記輝度レジスタを含み、前記処理部は、各前記位置記録シフトレジスタに記録された前記各画素の位置を前記転送タイミングに同期させて前記転送方向にシフトさせ、前記処理部は、シフトさせて出力された前記各位置記録シフトレジスタの前記位置と、各前記輝度レジスタに記録された前記照明光の輝度と、あらかじめ測定された前記受光面における前記照明光の輝度分布と、を用いて、前記検査対象の画像データを補正する。これにより、積分時間内に光源が発光した複数のパルス光に対して、それぞれのパルス毎に、受光した画素位置における輝度を正確に取得することができるため、精度よく輝度補正を行うことができる。
【００２８】
さらに、前記検査用検出器は、ＴＤＩセンサを含んだ検出器であり、前記補正用検出器は、フォトダイオードを含んだ検出器である。これにより、高精度な画像データを取得できるとともに、簡便な検出器を用いて、精度よく輝度補正を行うことができる。
【００２９】
本発明に係る検査方法は、転送方向及び前記転送方向に直交する方向を含む受光面に配置された複数の画素を含み、前記複数の画素が受光した光によって発生した電荷を、所定の転送タイミングで前記転送方向に転送することで画像データを取得する検査用検出器を準備するステップと、パルス光を含む照明光を発光する光源を準備するステップと、前記パルスイネーブル回路が、前記転送タイミングに基づいて、前記光源が前記照明光を発光させて良いタイミングであると判断した場合のみ前記光源に前記照明光を発光させるステップと、前記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前記検査用検出器に集光させるステップと、前記検査対象の前記画像データを用いて前記検査対象を検査するステップと、を備える。このような構成により、転送タイミングと発光タイミングとが重ならないので、高精度な画像データを取得でき、検査対象を精度よく検査することができる。
【００３０】
また、前記パルス光を含む照明光を発光する光源を準備するステップは、前記転送タイミングと非同期の生成タイミングで生成されるドロップレットに対して、レーザ光を照射することにより前記照明光が発光されるＬＰＰ方式の光源を準備するものであり、前記照明光を発光させるステップにおいて、前記レーザ光の照射を制御することにより、前記発光タイミングを制御する。このような構成により、照明光の輝度は時間とともに変化したとしても、照明光の輝度分布は時間とともにほとんど変化しないので、精度よく照明光の輝度を補正することができる。
【００３１】
さらに、前記照明光の輝度を取得する補正用検出器を準備するステップと、前記照明光の一部を用いて前記補正用検出器を照明することにより前記照明光の輝度を取得するステップと、あらかじめ測定された前記受光面における前記照明光の輝度分布と、前記補正用検出器により取得された前記発光タイミングでの前記照明光の輝度と、を用いて、前記検査対象の前記画像データを補正するステップと、をさらに備え、前記検査対象を検査するステップにおいて、補正された前記検査対象の前記画像データを用いて前記検査対象を検査する。このような構成により、簡便な補正用検出器を用いても輝度補正を正確に行うことができる。
【００３２】
前記検査対象の前記画像データを補正するステップにおいて、前記転送方向に並んだ前記複数の画素の位置を前記発光タイミングで記録する位置記録シフトレジスタと、前記照明光の輝度を前記発光タイミングで記録する輝度レジスタと、を準備し、あらかじめ測定された前記受光面における前記照明光の輝度分布と、前記位置記録シフトレジスタに記録された各画素の位置と、前記輝度レジスタに記録された前記照明光の輝度と、を用いて、前記検査対象の前記画像データを補正する。位置記録シフトレジスタ及び輝度レジスタは、発光タイミングでの受光画素位置及び輝度を記録するので、両者の値から受光した画素における輝度を正確に取得することができるため、精度よく輝度補正を行うことができる。
【００３３】
また、前記検査対象の画像データを補正するステップにおいて、前記複数の画素の電荷を積分する時間内に前記光源が発光する複数のパルス光に対応させた複数の前記位置記録シフトレジスタ及び前記輝度レジスタを準備し、各前記位置記録シフトレジスタに記録された前記各画素の位置を前記転送タイミングに同期させて転送方向にシフトさせ、シフトさせて出力された前記各位置記録シフトレジスタの前記位置と、各前記輝度レジスタに記録された前記照明光の輝度と、あらかじめ測定された前記受光面における前記照明光の輝度分布と、を用いて、前記検査対象の画像データを補正する。これにより、積分時間内に光源が発光する複数のパルス光に対して、それぞれのパルス毎に、受光した画素位置における輝度を正確に取得することができるため、精度よく輝度補正を行うことができる。
【００３４】
さらに、記検査用検出器は、ＴＤＩセンサを含んだ検出器であり、前記補正用検出器は、フォトダイオードを含んだ検出器である。これにより、高精度な画像データを取得できるとともに、簡便な検出器を用いて精度よく輝度補正を行うことができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、精度よく検査対象の検査を行うことができる検査装置及び検査方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】ＴＤＩセンサの視野内における照明光の輝度分布を例示した図である。
【図２】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３】ＴＤＩセンサの転送タイミング、ＴＤＩセンサの動作、発光トリガ信号のタイミング及び光源の発光強度を例示した図である。
【図４】実施形態に係る検査装置の構成を例示した図である。
【図５】ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源を例示した図である。
【図６】実施形態に係る検査方法を例示したフローチャート図である。
【図７】実施形態に係るパルス光を発光する光源における発光タイミングの制御方法を例示したフローチャート図である。
【図８】実施形態に係る処理部の位置記録シフトレジスタ及び輝度レジスタの動作を例示した図である。
【図９】実施形態に係る処理部の位置記録シフトレジスタ及び輝度レジスタの動作を例示した図である。
【図１０】実施形態に係る処理部の位置記録シフトレジスタ及び輝度レジスタの動作を例示した図である。
【図１１】実施形態に係る処理部の位置記録シフトレジスタ及び輝度レジスタの動作を例示した図である。
【図１２】実施形態に係る処理部の位置記録シフトレジスタ及び輝度レジスタの動作を例示した図である。
【図１３】実施形態に係る処理部の位置記録シフトレジスタ及び輝度レジスタの動作を例示した図である。
【図１４】実施形態に係るあらかじめ測定された輝度分布を例示したグラフであり、縦軸は、ＴＤＩセンサの各画素の位置を示し、横軸は輝度を示す。
【図１５】実施形態に係るＴＤＩセンサの転送タイミングと、ジッターのあるパルス光を発光する光源の発光タイミングを例示したグラフであり、横軸は時間を示し、縦軸は、クロックパルスの発生頻度を示す。
【図１６】実施形態に係る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。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
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。
【００３８】
（実施形態）
実施形態に係る検査装置及び検査方法を説明する。まず、検査装置の構成を説明する。その後、検査装置を用いた検査方法を説明する。
【００３９】
（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４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４に示すように、検査装置１は、照明光学系１０、光源１１、パルスイネーブル回路１２、集光光学系２０、検査用検出器２１、モニタ部３０、処理部４０及びステージ部５０を備えている。照明光学系１０は、楕円面鏡１３ａ、楕円面鏡１３ｂ、落とし込みミラー１４を有している。集光光学系２０は、穴開き凹面鏡２３、凸面鏡２４を有している。穴開き凹面鏡２３及び凸面鏡２４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、及び補正用検出器３２を有している。処理部４０は、位置記録シフトレジスタ４１と、輝度レジスタ４２と、を含んでもよい。ステージ部５０は、ステージ５３及び距離計５４を有する。
【００４０】
検査装置１は、検査対象５１の画像データを検出し、検出した画像データを用いて、検査対象５１を検査する。検査対象５１は、例えば、ＥＵＶマスクである。なお、検査対象５１は、ＥＵＶマスクに限らない。
【００４１】
光源１１は、パルス光１１ｄを含む照明光Ｌ１１を発光する。照明光Ｌ１１は、例えば、ＥＵＶ光を含んでいる。照明光Ｌ１１は、検査対象５１であるＥＵＶマスクの露光波長と同じ１３．５ｎｍのＥＵＶ光を含んでもよい。光源１１は、例えば、ＬＰＰ方式の光源１１である。
【００４２】
図５は、ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源を例示した図である。図５に示すように、ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源は、内部にスズを貯留したドロップレットジェネレーター（ＤＧ）１１ａを持つ。このＤＧ１１ａは、スズの融点以上に加熱されており、貯留したスズは液化している。ＤＧ１１ａにはガス１１ｇが導入されており、内部は加圧されている。この圧力により、液体スズが下部の吐出口からある速度をもって吐出され、スズドロップレット１１ｂが形成される。そのドロップレット１１ｂに対して、所定の位置でプラズマ化レーザ光１１ｃを照射する。プラズマ化レーザ光１１ｃのエネルギーを受けたドロップレット１１ｂはプラズマ化し、ＥＵＶパルス光１１ｄを発光する。
【００４３】
ＤＧ１１ａの吐出口にはピエゾ素子１１ｈが取り付けられており、これを用いて吐出口を振動させることにより、ドロップレット１１ｂの大きさと放出周期が制御される。放出周期は数十μｓ〜数百μｓ程度であるが、数μｓ以上のジッターσＳを持っており、このジッターの大きさは、ＴＤＩの転送周期（数μｓ程度）と比較すると、同程度以上の大きさである。
【００４４】
ドロップレット１１ｂがプラズマ化レーザ光１１ｃの集光点に至るまで飛行する経路の途中、異なる二点の位置で、ドロップレット１１ｂの通過を検出する検出用レーザ光１１ｅおよび検出用レーザ光１１ｆが照射される。検出用レーザ光１１ｅおよび検出用レーザ光１１ｆの間の距離は既知なので、それぞれの位置をドロップレット１１ｂが通過する時刻を測定することにより、ドロップレット１１ｂの速度を算出する。求めたドロップレット１１ｂの速度から、ドロップレット１１ｂがプラズマ化レーザ光１１ｃの集光点に達する時刻を予測し、この時刻合わせてプラズマ化レーザ光源に発光トリガが与えられ、プラズマ化レーザ光１１ｃを照射する。
【００４５】
プラズマ化レーザ光１１ｃは、ドロップレット１１ｂの中心を照射するようにタイミングを計って照射されるため、輝度分布の重心位置は、プラズマ化レーザ光１１ｃの集光位置にほぼ固定され、かつ、パルス光１１ｄの輝度分布は一定の形状となる。ただし、パルス毎のＥＵＶ発光輝度は、プラズマ化レーザ光１１ｃの強度揺らぎやドロップレット１１ｂのサイズ揺らぎ等、様々な理由により変化する可能性がある。
【００４６】
パルスイネーブル回路１２は、光源１１が照明光Ｌ１１を発光するか否かを制御する。具体的には、検査用検出器２１としてＴＤＩセンサが用いられた場合に、ＴＤＩセンサの転送タイミングと、それと非同期である光源１１のパルス発光タイミングと、を比較し、両者が重ならないタイミングでのみ、光源１１が発光するよう制御する。
【００４７】
光源１１が、ＬＰＰ方式の場合には、ドロップレット１１ｂの生成タイミングは、ＤＧの放出周期で決定される。そこで、パルスイネーブル回路１２は、ドロップレット１１ｂの通過を検出する検出器の信号から次の発光タイミングを予測し、予測した発光タイミングと、ＴＤＩセンサの次の転送タイミングと、を比較し、両者が重ならない場合にはプラズマ化レーザ光源に発光トリガが与えられ、プラズマ化レーザ光１１ｃの照射を行って照明光Ｌ１１を発光させる。
【００４８】
このように、光源１１は、転送タイミングと非同期の生成タイミングで生成されるドロップレット１１ｂに対して、レーザ光を照射することにより照明光Ｌ１１が発光されるＬＰＰ方式である。パルスイネーブル回路１２は、転送タイミングに基づいて、レーザ光の照射を制御することにより、発光タイミングを制御する。パルスイネーブル回路１２は、光源１１に照明光Ｌ１１を発光させて良いと判断した場合のみ、光源１１に照明光Ｌ１１を発光させる。
【００４９】
光源１１から生成された照明光Ｌ１１は、楕円面鏡１３ａで反射する。楕円面鏡１３ａ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マスクの上面５２と共役な位置に配置されている。
【００５０】
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１３ｂ等の反射鏡に入射する。楕円面鏡１３ｂに入射した照明光Ｌ１１は、楕円面鏡１３ｂ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１３ｂ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、検査対象５１となるＥＵＶマスクの上方に配置されている。落とし込みミラー１４に入射して反射した照明光Ｌ１１は、ＥＵＶマスクに入射する。
【００５１】
楕円面鏡１３ｂは、ＥＵＶマスクに照明光Ｌ１１を集光している。照明光Ｌ１１がＥＵＶマスクを照明する際に、光源１１の像を、ＥＵＶマスクの上面５２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から発光されたパルス光を含む照明光Ｌ１１を用いて検査対象５１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。
【００５２】
検査対象５１のＥＵＶマスクはステージ５３の上に配置されている。ここで、ＥＵＶマスクの上面５２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マスクに入射する。すなわち、照明光Ｌ１１は斜め入射して、ＥＵＶマスクを照明する。
【００５３】
ステージ５３は、ＸＹＺ駆動ステージである。ステージ５３をＸＹ方向に移動することで、ＥＵＶマスクの所望の領域を照明することができる。さらに、ステージ５３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。
【００５４】
マスク検査を行う際、検査箇所を走査するために、ステージ５３は一定速度で移動する。この速度は、光源１１の、一定時間内の平均発光周期の測定結果と、検査用検出器２１の一画素当たりの大きさ、および、集光光学系２０の光学倍率とから決定される。また、距離計５４は、検査用検出器２１の転送タイミングを示すパルスを生成する。具体的には、ステージ５３の位置を測定し、検査用検出器２１上に結ばれる検査対象５１の像が、検査用検出器２１の一画素に相当する距離だけ移動する毎に、検査用検出器２１の転送タイミングを示すパルスを生成する。
【００５５】
光源１１が発する照明光Ｌ１１は、ＥＵＶマスクの検査領域を照明する。Ｚ方向に対して傾いた方向から入射し、ＥＵＶマスクで反射した反射光Ｌ１２は、穴開き凹面鏡２３に入射する。穴開き凹面鏡２３の中心には、穴２３ａが設けられている。
【００５６】
穴開き凹面鏡２３で反射された反射光Ｌ１２は、凸面鏡２４に入射する。凸面鏡２４は、穴開き凹面鏡２３から入射した反射光Ｌ１２を、穴開き凹面鏡２３の穴２３ａに向けて反射する。穴２３ａを通過した反射光Ｌ１２は、検査用検出器２１で検出される。このように、集光光学系２０は、照明光Ｌ１１によって照明された検査対象５１からの光を検査用検出器２１に集光する。
【００５７】
検査用検出器２１は、例えば、ＴＤＩセンサを含んだ検出器であり、検査対象５１であるＥＵＶマスクの画像データを取得する。検査用検出器２１は、受光面に配置された複数の画素を含んでいる。検査用検出器２１の複数の画素は、受光面における一方向及び一方向に直交する他方向に並んで配置されている。一方向は、例えば、転送方向である。検査用検出器２１は、複数の画素が受光した光によって発生した電荷を、距離計５４により生成された転送タイミングで転送方向に転送することにより、画像データを取得する。
【００５８】
具体的には、検査用検出器２１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。検査用検出器２１は、転送方向に周期的に電荷を転送する。検査用検出器２１の転送する周期を転送周期τＴｉという。検査用検出器２１の転送方向における画素数を転送方向画素数という。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。
【００５９】
モニタ部３０は、照明光Ｌ１１の一部を用いて補正用検出器３２を照射することにより検出された照明光Ｌ１１の輝度を取得する。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の輝度を取得することができる。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の輝度を取得してもよい。補正用検出器３２により取得された照明光Ｌ１１の輝度データは、処理部４０に出力される。
【００６０】
モニタ部３０のカットミラー３１は、例えば、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。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、補正用検出器３２に入射する。補正用検出器３２は、フォトダイオードを含んだ検出器であり、受光した光の輝度を取得する。補正用検出器３２は、位置分解能を持たなくてもよい。
【００６１】
処理部４０は、検査用検出器２１が取得した検査対象５１の画像データを用いて検査対象５１を検査する。また、処理部４０は、あらかじめ測定された検査用検出器２１の視野内における照明光Ｌ１１の輝度分布と、補正用検出器３２により取得された照明光Ｌ１１の輝度と、を用いて、検査対象の画像データを補正する。そして、処理部４０は、補正された検査対象５１の画像データを用いて検査対象５１を検査する。
【００６２】
また、処理部４０は、位置記録シフトレジスタ４１と、輝度レジスタ４２と、を含んでもよい。位置記録シフトレジスタ４１は、検査用検出器２１の受光面において転送方向に並んだ複数の画素の位置を、光源１１の発光タイミング毎に記録する。輝度レジスタ４２は、補正用検出器３２が受光した光の輝度を、光源１１の発光タイミング毎に記録する。位置記録シフトレジスタ４１及び輝度レジスタ４２については後述する。
【００６３】
（検査方法）
次に、検査装置１を用いた検出方法を説明する。図６は、実施形態に係る検査方法を例示したフローチャート図である。図６のステップＳ１１に示すように、まず、検査用検出器２１及び補正用検出器３２を準備する。検査用検出器２１は、例えば、ＴＤＩセンサを含む検出器である。検査用検出器２１は、転送方向及び転送方向に直交する方向を含む受光面に配置された複数の画素を含んでいる。検査用検出器２１は、複数の画素が受光した光によって発生した電荷を、所定の転送タイミングで転送方向に転送することで、画像データを取得する。補正用検出器３２は、例えば、フォトダイオードを含む検出器である。受光した光の輝度を取得する。
【００６４】
次に、ステップＳ１２に示すように、光源１１を準備する。光源１１は、パルス光を含む照明光を発光する。光源１１は、例えば、ＤＧ１１ａの放出周期で生成されるドロップレットに対して、レーザ光を照射することにより照明光Ｌ１１が発光されるＬＰＰ方式である。
【００６５】
次に、ステップＳ１３に示すように、光源１１に照明光Ｌ１１を発光させる。この際、パルスイネーブル回路１２は、ＤＧ１１ａの放出周期で生成されるドロップレット１１ｂに対し、プラズマ化レーザ光１１ｃを照射するか否かを制御する。具体的には、パルスイネーブル回路１２は、ドロップレット１１ｂの通過を検出する検出器の信号から次の発光タイミングを予測し、予測した発光タイミングと、ＴＤＩセンサの次の転送タイミングと、を比較し、両者が重ならない場合にのみ、プラズマ化レーザ光源に発光トリガを与えてプラズマ化レーザ光１１ｃの照射を行い、照明光Ｌ１１を発光させる。すなわち、パルスイネーブル回路１２は、光源１１に照明光Ｌ１１を発光させて良いと判断した場合のみ、光源１１に照明光Ｌ１１を発光させる。
【００６６】
図７は、実施形態に係るパルス光を発光する光源における発光の可否を制御する方法を例示したフローチャート図である。図７のステップＳ２１に示すように、パルスイネーブル回路１２は、ＴＤＩセンサの転送タイミングのクロックパルスを一定時間取得し、平均のパルス間隔を算出する。そして、最後に受け取った転送クロックパルスの時刻に平均のパルス間隔を加算することにより、次の転送タイミングを予測する。
【００６７】
そして、ステップＳ２２に示すように、パルスイネーブル回路１２は、光源１１の発光タイミングと転送タイミングが重なるか否か、を判断する。具体的には、パルスイネーブル回路１２は、検出用レーザ光１１ｅおよび１１ｆにより、ドロップレット１１ｂの通過時刻を検出する。そして、それぞれの通過時刻からドロップレット１１ｂの速度を算出し、ドロップレット１１ｂがプラズマ化レーザ光１１ｃの集光点に達する時刻を予測する。このようにして予測した次の発光タイミングと、ステップＳ２１で予測した次の転送タイミングを比較し、転送時間τＴｔとパルス光持続時間τｐとが重なるか否か、を判断する。
【００６８】
発光タイミングが重ならない（Ｙｅｓ）の場合には、ステップＳ２３に示すように、発光タイミングのクロックパルスをプラズマ化レーザ光源に対して出力する。これにより、ドロップレット１１ｂに対して、プラズマ化レーザ光１１ｃを照射させ、パルス光を含む照明光Ｌ１１を発光させる。このように、パルスイネーブル回路１２は、レーザ光１１ｃの照射を制御することにより、発光の可否を制御する。
【００６９】
そして、ステップＳ２４に示すように、検査対象５１の検査が終了したか、判断する。一方、光源１１の発光タイミングが重なる（Ｎｏ）の場合には、ステップＳ２４に進む。すなわち、光源１１に対して発光タイミングのクロックパルスを出力しない。よって、パルス光を含む照明光Ｌ１１を発光させないようにする。
【００７０】
ステップＳ２４において、検査対象５１の検査が終了しない（Ｎｏ）の場合には、ステップＳ２１に戻り、パルスイネーブル回路１２は、ＴＤＩセンサの転送タイミングのクロックパルスを取得し、ステップＳ２２に進む。ステップＳ２４において、検査対象５１の検査が終了した（Ｙｅｓ）の場合には、処理を終了する。このようにして、パルスイネーブル回路１２は、転送タイミングに基づいて発光の可否を制御する。
【００７１】
次に、図６のステップＳ１４に示すように、照明光Ｌ１１を用いて検査対象５１を照明する。具体的には、照明光Ｌ１１を用いた照明光学系１０によって検査対象５１を照明する。また、補正用検出器３２を照明し、補正用検出器３２に照明光の一部を集光させることにより、照明光の輝度を取得する。そして、ステップＳ１５に示すように、照明光Ｌ１１によって照明された検査対象５１からの光を検査用検出器２１に集光させることにより、検査対象５１の画像データを取得する。
【００７２】
次に、ステップＳ１６に示すように、処理部４０に、検査対象５１の画像データを補正させる。処理部４０が検査対象５１の画像データを補正する際には、処理部４０は、あらかじめ測定された受光面における照明光Ｌ１１の輝度分布と、補正用検出器３２により取得された発光タイミング毎の照明光の輝度と、を用いて、検査対象５１の画像データを補正する。処理部４０は、位置記録シフトレジスタ４１及び輝度レジスタ４２を準備し、位置記録シフトレジスタ４１及び輝度レジスタ４２を用いて、検査対象５１の画像データを補正してもよい。
【００７３】
図８〜図１３は、実施形態に係る処理部４０の位置記録シフトレジスタ４１及び輝度レジスタ４２の動作を例示した図である。図８に示すように、検査用検出器２１としてＴＤＩセンサを用いた場合には、ＴＤＩセンサの視野には、転送方向及び転送方向に直交する方向に並んだ複数の画素が配置されている。図では、転送方向の画素のみ区分している。転送方向に沿って各画素に順に、１〜２５の番号を付している。１〜２５の番号は、各画素の位置を示している。なお、転送方向の画素の位置を示す１〜２５は例示である。
【００７４】
処理部４０は、位置記録シフトレジスタ４１及び輝度レジスタ４２を含んでいる。位置記録シフトレジスタ４１は、転送方向の画素数と同じ長さを有している。位置記録シフトレジスタ４１は、転送方向に並んだ複数の画素の番号を発光タイミング毎に記録する。
【００７５】
処理部４０は、複数の位置記録シフトレジスタＡ〜Ｅを含んでもよい。位置記録シフトレジスタＡ〜Ｅは例示であり、ＴＤＩセンサに含まれた複数の画素の電荷を積分する時間（積分時間という。）内に光源１１が発光する回数以上の個数であることが望ましい。これにより、複数の位置記録シフトレジスタを、積分時間内に光源１１が発光する複数の各パルス光に対応させることができる。なお、位置記録シフトレジスタ４１を総称する場合には、符号４１を用い、複数の位置記録シフトレジスタ４１のうち、特定の位置記録シフトレジスタを示す場合には、位置記録シフトレジスタＡ〜Ｅを用いる。
【００７６】
輝度レジスタ４２は、補正用検出器３２が受光した光の輝度、すなわち、パルス発光輝度をパルス発光直後に記録する。処理部４０は、複数の輝度レジスタを含んでもよい。輝度レジスタも、位置記録シフトレジスタ４１と同様に、積分時間内に光源１１が発光する回数以上の個数であることが望ましい。これにより、複数の輝度レジスタを、積分時間内に光源１１が発光する複数の各パルス光に対応させることができる。なお、輝度レジスタ４２の場合にも総称する場合には、符号４２を用い、複数の輝度レジスタ４２のうち、特定の輝度レジスタ４２を示す場合には、輝度レジスタＡ〜Ｅを用いる。
【００７７】
図８に示すように、１回目の発光タイミングにおいて、位置記録シフトレジスタＡには、転送方向に並んだ複数の画素の番号１〜２５が記録される。また、輝度レジスタＡには、１回目の発光タイミングにおいて、補正用検出器３２が受光したパルス光の輝度１００が記録される。その後、処理部４０は、位置記録シフトレジスタＡに記録された各画素の番号１〜２５を、ＴＤＩセンサの転送タイミングに同期させて転送方向にシフトさせる。
【００７８】
次に、図９に示すように、２回目の発光タイミングにおいて、位置記録シフトレジスタＢには、転送方向に並んだ複数の画素の番号１〜２５が記録される。位置記録シフトレジスタＡでは、１回目の発光タイミングから５回の転送分だけ、各画素の番号が転送方向にシフトされている。また、輝度レジスタＢには、２回目の発光タイミングにおいて、補正用検出器３２が受光したパルス発光の輝度８８が記録される。
【００７９】
次に、図１０に示すように、３回目の発光タイミングにおいて、位置記録シフトレジスタＣには、転送方向に並んだ複数の画素の番号１〜２５が記録される。位置記録シフトレジスタＡ及びＢでは、２回目の発光タイミングから５回の転送分だけ、各画素の番号が転送方向にシフトされている。また、輝度レジスタＣには、３回目の発光タイミングにおいて、補正用検出器３２が受光したパルス発光の輝度１０５が記録される。
【００８０】
次に、図１１に示すように、４回目の発光タイミングにおいて、位置記録シフトレジスタＤには、転送方向に並んだ複数の画素の番号１〜２５が記録される。位置記録シフトレジスタＡ〜Ｃでは、３回目の発光タイミングから５回の転送分だけ、各画素の番号が転送方向にシフトされている。また、輝度レジスタＤには、４回目の発光タイミングにおいて、補正用検出器３２が受光したパルス発光の輝度９５が記録される。
【００８１】
次に、図１２に示すように、５回目の発光タイミングにおいて、位置記録シフトレジスタＥには、転送方向に並んだ複数の画素の番号１〜２５が記録される。位置記録シフトレジスタＡ〜Ｄでは、４回目の発光タイミングから５回の転送分だけ、各画素の番号が転送方向にシフトされている。また、輝度レジスタＥには、５回目の発光タイミングにおいて、補正用検出器３２が受光したパルス発光の輝度１０２が記録される。
【００８２】
図１３に示すように、受光面における転送方向の端部で、各位置記録シフトレジスタＡ〜Ｅの値が読み出される。その際に、各輝度レジスタＡ〜Ｅの値も読み出される。例えば、検査対象５１におけるＡの字の上端部を含む部分において、位置記録シフトレジスタＡ〜Ｅには、画素の位置１、６、１１、１６、２１が記録されている。また、輝度レジスタＡ〜Ｅには、輝度として、１００、８８、１０５、９５、１０２が記録されている。
【００８３】
図１４に示すように、検査対象５１の画像データを用いて検査する前、または、検査対象５１の画像データを補正する前に、あらかじめ、照明光Ｌ１１の受光面における輝度分布を測定しておく。そして、処理部４０は、あらかじめ測定された受光面における輝度分布を保存しておく。照明光Ｌ１１の受光面における輝度分布は、例えば、ＴＤＩセンサにより測定してもよい。
【００８４】
図１４は、実施形態に係るあらかじめ測定された輝度分布を例示したグラフであり、縦軸は、ＴＤＩセンサの各画素の位置を示し、横軸は輝度を示す。図１４のグラフの左側には、ＴＤＩセンサの視野内の転送方向における各画素の位置を示している。グラフの右側には、各画素の相対輝度を示している。
【００８５】
処理部４０の複数の位置記録シフトレジスタＡ〜Ｅ及び輝度レジスタＡ〜Ｅには、積分時間内に光源１１が発光した複数のパルス光毎の発光位置と、発光輝度が記録されている。この場合には、読み出された画素の積分輝度ＩＢは、以下の（１）式で導かれる。
【００８６】
【数１】
2019158401.tif 000003
【００８７】
ここで、ＲＢ（ｊ）は、あらかじめ測定された輝度分布である。例えば、図１４に示すような、ＴＤＩセンサの転送方向における画素の位置での相対輝度分布である。Ｐ（ｉ）は、各位置記録シフトレジスタＡ〜Ｅの値であり、ＴＤＩセンサの転送方向における画素の位置である。Ｂ（ｉ）は、各輝度レジスタＡ〜Ｅの値であり、あらかじめ測定された輝度で規格化した相対輝度である。このようにして、積分輝度ＩＢを導くことができる。
【００８８】
このように、処理部４０は、検査対象５１の画像データを補正する際に、転送方向の端部にシフトさせて出力された各位置記録シフトレジスタＡ〜Ｅにおける各画素の番号と、各輝度レジスタＡ〜Ｅに記録された光の輝度と、あらかじめ測定された受光面における照明光Ｌ１１の輝度分布と、を用いて、積分輝度ＩＢを求める。そして、処理部４０は、積分輝度ＩＢを用いて、検査対象５１の画像データを補正する。
【００８９】
次に、図６のステップＳ１７に示すように、補正された画像データを用いて検査対象を検査する。処理部４０は、補正された画像データを用いて、検査対象５１に形成されたパターン等の欠陥を検査する。このようにして、検査装置１を用いて、検査対象５１を検査する。
【００９０】
なお、画素の積分輝度ＩＢを計算するにあたり、ＴＤＩセンサの画素毎の感度バラつきといった、ピクセル毎に異なる値を持ち、積分輝度ＩＢに影響を与えるパラメータを計算に含めても良い。例えば、ＴＤＩセンサの画素毎の感度バラつきをＲＳ（ｊ）とすると、ＩＢの値を、次の（２）式のよう計算すればよい。
【００９１】
【数２】
2019158401.tif 000004
【００９２】
次に、本実施形態の効果を説明する。
本実施形態の検査装置１は、発光の可否を制御するパルスイネーブル回路１２を備えている。
【００９３】
図１５は、実施形態に係るＴＤＩセンサの転送タイミングと、ジッターのあるパルス光を発光する光源１１の発光タイミングを例示したグラフであり、横軸は時間を示し、縦軸は、クロックパルスの発生頻度を示す。図１６は、実施形態に係るＴＤＩセンサの転送タイミング、ＴＤＩセンサの動作、光源１１の発光タイミング及び光源１１の発光強度を例示した図である。
【００９４】
図１５に示すように、本実施形態では、転送タイミングと、パルス光を発光する発光タイミングとが重なる時間ｔＸにおいて、パルスイネーブル回路１２は、パルス光を含む照明光Ｌ１１の発光を抑止する。したがって、図１６に示すように、転送時間τＴｔと持続時間τｐとが重なることを抑制することができる。これにより、光源１１が発光するパルス光の発光周期に大きなジッターを含んでいても、転送タイミングと発光タイミングとが重ならないので、画素に生じた電荷を隣り合う画素に分割することがない。したがって、積算光強度を正確に取得でき、検査対象の画像データの輝度補正を精度よく行うことができる。
【００９５】
また、検査装置１は、光源１１として、ＬＰＰ方式の光源を用いている。そして、ドロップレットの中心に対してプラズマ化レーザ光１１ｃを照射している。よって、照明光Ｌ１１の輝度は時間とともに変化したとしても、照明光Ｌ１１の輝度分布は時間とともにほとんど変化しない。これにより、簡便な補正用検出器３２を用いても輝度分布を考慮した輝度補正を行うことができる。
【００９６】
また、位置記録シフトレジスタ４１及び輝度レジスタ４２は、発光タイミングにおける画素位置及び発光輝度を記録するので、照明光に輝度分布があったとしても、受光画素位置における輝度を取得することができる。よって精度よく輝度補正することができる。
【００９７】
位置記録シフトレジスタ４１及び輝度レジスタ４２は、積分時間内に光源１１が発光した複数のパルス光の受光位置と、その輝度を記録している。これにより、各パルス光の受光位置における輝度を正確に求め、それらを積分することができる。よって、精度よく検査対象の画像データの輝度を補正できる。検査対象５１を検査する際には、補正された検査対象５１の画像データを用いて検査対象５１を検査するため、精度よく検査対象５１を検査することができる。
【００９８】
照明光Ｌ１１の輝度を取得する際には、検査対象５１に対して照明光Ｌ１１を入射させる落とし込みミラー１４と、照明光Ｌ１１を収束光として落とし込みミラー１４に入射させる反射鏡と、の間の照明光Ｌ１１の一部をカットミラー３１で取り出している。よって、検査対象５１を照明する照明光Ｌ１１の光量を小さくしなくても、照明光Ｌ１１の輝度を取得することができる。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とにより、検査対象５１の検査精度を維持しつつ、照明光Ｌ１１の輝度を補正用検出器３２により取得することができる。
【００９９】
以上、本発明の実施形態を説明したが、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】
【０１００】
１  検査装置
１０  照明光学系
１１  光源
１１ａ  ドロップレットジェネレーター（ＤＧ）
１１ｂ  ドロップレット
１１ｃ  プラズマ化レーザ光
１１ｄ  パルス光
１１ｅ  検出用レーザ光
１１ｆ  検出用レーザ光
１２  パルスイネーブル回路
１３ａ、１３ｂ  楕円面鏡
１４  落とし込みミラー
２０  集光光学系
２１  検査用検出器
２３  穴開き凹面鏡
２３ａ  穴
２４  凸面鏡
３０  モニタ部
３１  カットミラー
３２  補正用検出器
４０  処理部
４１  位置記録シフトレジスタ
４２  輝度レジスタ
５０  ステージ部
５１  検査対象
５２  上面
５３  ステージ
５４  距離計
Ｌ１１  照明光
Ｌ１２  反射光
ＩＦ１  集光点
【図１】
2019158401.tif 000005
【図２】
2019158401.tif 000006
【図３】
2019158401.tif 000007
【図４】
2019158401.tif 000008
【図５】
2019158401.tif 000009
【図６】
2019158401.tif 000010
【図７】
2019158401.tif 000011
【図８】
2019158401.tif 000012
【図９】
2019158401.tif 000013
【図１０】
2019158401.tif 000014
【図１１】
2019158401.tif 000015
【図１２】
2019158401.tif 000016
【図１３】
2019158401.tif 000017
【図１４】
2019158401.tif 000018
【図１５】
2019158401.tif 000019
【図１６】
2019158401.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成30年9月18日(2018.9.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転送方向及び前記転送方向に直交する方向を含む受光面に配置された複数の画素を含み、前記複数の画素が受光した光によって発生した電荷を、所定の転送タイミングで前記転送方向に転送することにより、画像データを取得する検査用検出器と、
パルス光を含む照明光を発光する光源と、
前記転送タイミングに基づいて、前記光源が前記照明光を発光する発光タイミングを制御するパルスイネーブル回路と、
前記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前記検査用検出器に集光する集光光学系と、
前記検査対象の前記画像データを用いて前記検査対象を検査する処理部と、
を備え、
前記転送タイミングは、周期的な転送周期を有し、
前記光源は、前記転送周期以上の大きさのジッターを有する周期で発光し、
前記パルスイネーブル回路は、前記転送タイミングと前記発光タイミングとが重なる場合に、前記照明光の発光を抑止する、
検査装置。
【請求項２】
前記光源は、前記転送タイミングと非同期の生成タイミングで生成されるドロップレットに対して、レーザ光を照射することにより前記照明光が発光されるＬＰＰ方式であり、
前記パルスイネーブル回路は、前記レーザ光の照射を制御することにより、前記発光タイミングを制御する、
請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記光源において、前記照明光の輝度分布は時間に対して一定の形状であり、前記照明光の輝度は時間とともに変化し、
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を取得するモニタ部をさらに備え、
前記処理部は、あらかじめ測定された前記受光面における前記照明光の輝度分布と、前記補正用検出器により取得された前記発光タイミングでの前記照明光の輝度と、を用いて、前記検査対象の前記画像データを補正し、
前記処理部は、補正された前記検査対象の前記画像データを用いて前記検査対象を検査する、
請求項１または２に記載の検査装置。
【請求項４】
前記処理部は、
前記転送方向に並んだ前記複数の画素の位置を前記発光タイミングで記録する位置記録シフトレジスタと、
前記照明光の輝度を前記発光タイミングで記録する輝度レジスタと、
を含み、
前記処理部は、あらかじめ測定された前記受光面における前記照明光の輝度分布と、前記位置記録シフトレジスタに記録された各画素の位置と、前記輝度レジスタに記録された前記照明光の輝度と、を用いて、前記検査対象の前記画像データを補正する、
請求項３に記載の検査装置。
【請求項５】
前記処理部は、前記複数の画素の電荷を積分する時間内に前記光源が発光する複数のパルス光に対応させた複数の前記位置記録シフトレジスタ及び前記輝度レジスタを含み、
前記処理部は、各前記位置記録シフトレジスタに記録された前記各画素の位置を前記転送タイミングに同期させて前記転送方向にシフトさせ、
前記処理部は、シフトさせて出力された前記各位置記録シフトレジスタの前記位置と、各前記輝度レジスタに記録された前記照明光の輝度と、あらかじめ測定された前記受光面における前記照明光の輝度分布と、を用いて、前記検査対象の画像データを補正する、
請求項４に記載の検査装置。
【請求項６】
前記検査用検出器は、ＴＤＩセンサを含む検出器であり、前記補正用検出器は、フォトダイオードを含む検出器である、
請求項３〜５のいずれか一項に記載の検査装置。
【請求項７】
転送方向及び前記転送方向に直交する方向を含む受光面に配置された複数の画素を含み、前記複数の画素が受光した光によって発生した電荷を、所定の転送タイミングで前記転送方向に転送することで画像データを取得する検査用検出器を準備するステップと、
パルス光を含む照明光を発光する光源を準備するステップと、
前記転送タイミングに基づいて、前記光源が前記照明光を発光させる発光タイミングを制御しつつ前記光源に前記照明光を発光させるステップと、
前記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前記検査用検出器に集光させるステップと、
前記検査対象の前記画像データを用いて前記検査対象を検査するステップと、
を備え、
前記転送タイミングは、周期的な転送周期を有し、
前記光源は、前記転送周期以上の大きさのジッターを有する周期で発光し、
前記光源に前記照明光を発光させるステップにおいて、前記転送タイミングと前記発光タイミングとが重なる場合に、前記照明光の発光を抑止する、
検査方法。
【請求項８】
前記パルス光を含む照明光を発光する光源を準備するステップにおいて、前記転送タイミングと非同期の生成タイミングで生成されるドロップレットに対して、レーザ光を照射することにより前記照明光が発光されるＬＰＰ方式の光源を準備し、
前記照明光を発光させるステップにおいて、
前記レーザ光の照射を制御することにより、前記発光タイミングを制御する、
請求項７に記載の検査方法。
【請求項９】
前記光源において、照明光の輝度分布は時間に対して一定の形状であり、前記照明光の輝度は時間とともに変化し、
前記照明光の輝度を取得する補正用検出器を準備するステップと、
前記照明光の一部を用いて前記補正用検出器を照明することにより前記照明光の輝度を取得するステップと、
あらかじめ測定された前記受光面における前記照明光の輝度分布と、前記補正用検出器により取得された前記発光タイミングでの前記照明光の輝度と、を用いて、前記検査対象の前記画像データを補正するステップと、
をさらに備え、
前記検査対象を検査するステップにおいて、
補正された前記検査対象の前記画像データを用いて前記検査対象を検査する、
請求項７または８に記載の検査方法。
【請求項１０】
前記検査対象の前記画像データを補正するステップにおいて、
前記転送方向に並んだ前記複数の画素の位置を前記発光タイミングで記録する位置記録シフトレジスタと、
前記照明光の輝度を前記発光タイミングで記録する輝度レジスタと、
を準備し、
あらかじめ測定された前記受光面における前記照明光の輝度分布と、前記位置記録シフトレジスタに記録された各画素の位置と、前記輝度レジスタに記録された前記照明光の輝度と、を用いて、前記検査対象の前記画像データを補正する、
請求項９に記載の検査方法。
【請求項１１】
前記検査対象の画像データを補正するステップにおいて、
前記複数の画素の電荷を積分する時間内に前記光源が発光する複数のパルス光に対応させた複数の前記位置記録シフトレジスタ及び前記輝度レジスタを準備し、
各前記位置記録シフトレジスタに記録された前記各画素の位置を前記転送タイミングに同期させて転送方向にシフトさせ、
シフトさせて出力された前記各位置記録シフトレジスタの前記位置と、各前記輝度レジスタに記録された前記照明光の輝度と、あらかじめ測定された前記受光面における前記照明光の輝度分布と、を用いて、前記検査対象の画像データを補正する、
請求項１０に記載の検査方法。
【請求項１２】
前記検査用検出器は、ＴＤＩセンサを含む検出器であり、前記補正用検出器は、フォトダイオードを含む検出器である、
請求項９〜１１のいずれか一項に記載の検査方法。