(57)【要約】【課題】ＴＤＩイメージセンサの段数を増やして用いる場合、垂直転送効率に起因して正規の転送電荷のほかに転送残り分の電荷もＴＤＩ段数に比例して増加し、コントラストが低下してしまう。また、経時変化等に応じたシェーディング補正用のセンサ出力補正データを生成する場合、光学条件に応じて光量分布が異なるために、全ての光学条件でセンサ出力補正用データを取得する必要があり多大の時間が必要となる。【解決手段】本発明では、ＴＤＩイメージセンサの垂直転送効率から各ＴＤＩ段の垂直転送残りを算出してＴＤＩイメージセンサの出力から減算することで垂直転送残りを除去し、イメージセンサ出力の補正を行うようにした。また、幾つかの光学条件（照明光学系、検出光学系、走査方向等）で取得したイメージセンサ出力補正用データと予め取得した全光学条件でのイメージセンサ出力から算出した光量分布から、各光学条件のイメージセンサ出力比を算出し、全ての光学条件のイメージセンサ出力補正データを生成し、イメージセンサ出力の補正を行うようにした。【選択図】    図１
2004295709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次元イメージセンサを該一次元イメージセンサの長手に直角な方向（ＴＤＩ段方向）に複数並べた構成の時間遅延積分型（ＴＤＩ）イメージセンサを用いて試料を撮像して得た画像を処理する方法であって、前記ＴＤＩイメージセンサの垂直転送効率から前記ＴＤＩ段方向に並ぶ各イメージセンサの垂直転送残り量の総和を予め求め、前記ＴＤＩイメージセンサで試料を撮像したときの該ＴＤＩイメージセンサの出力から前記予め求めた垂直転送残り量の総和を減算し、該減算した出力を用いて画像処理することを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
一次元イメージセンサを該一次元イメージセンサの長手に直角な方向（ＴＤＩ段方向）に複数並べた構成の時間遅延積分型（ＴＤＩ）イメージセンサを用いて試料を撮像して得た画像を処理する方法であって、前記ＴＤＩイメージセンサを前記ＴＤＩ段方向に複数のブロックに分割し、試料の光学像を前記ＴＤＩイメージセンサで撮像し、該光学像を撮像したＴＤＩイメージセンサからを受け、該複数のブロックごとの出力を加算して前記ＴＤＩイメージセンサの出力とし、該ＴＤＩイメージセンサからの出力を用いて画像処理することを特徴とする画像処理方法。
【請求項３】
前記ＴＤＩイメージセンサの出力は、前記分割した複数のブロックごとの出力から予め求めた前記分割した複数のブロックごとのＴＤＩ段方向に並ぶ各イメージセンサの垂直転送残り量の総和を差し引いた結果を足し合わせたものであることを特徴とする請求項２記載の画像処理方法。
【請求項４】
前記ＴＤＩイメージセンサは、走査方向（一次元イメージセンサの長手方向）を複数に分割して複数の検出信号を並列に出力し、該並列に出力した検出信号を並列に処理することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の画像処理方法。
【請求項５】
所定の光学条件に設定した状態で照明光を試料に照射してその反射光を検出した時間遅延積分型（ＴＤＩ）イメージセンサの出力から該ＴＤＩイメージセンサの出力を補正するシェーディング補正を行い、該シェーディング補正をしたＴＤＩイメージセンサを用いて前記試料を撮像して得た画像を処理することを繰り返す画像処理方法であって、該繰り返すことによる経時変化により発生する前記シェーディング補正のずれを、前記光学条件の設定を複数の状態に変化させて検出した前記ＴＤＩイメージセンサの出力に基いて算出した前記複数の状態よりも多い数の光学条件における前記ＴＤＩイメージセンサの出力の分布の情報を用いて前記シェーディング補正のずれの修正量を求め、該求めた修正量に基いて前記シェーディング補正のずれを修正し、該シェーディング補正のずれを修正したＴＤＩイメージセンサからの出力を用いて画像処理することを特徴とする画像処理方法。
【請求項６】
前記ＴＤＩイメージセンサは、一次元イメージセンサを該一次元イメージセンサの長手に直角な方向（ＴＤＩ段方向）に複数並べて構成され、前記ＴＤＩイメージセンサの出力として、前記ＴＤＩ段方向に複数のブロックに分割した該複数のブロックごとの出力を加算したものを用いることを特徴とする請求項５記載の画像処理方法。
【請求項７】
時間遅延積分型（ＴＤＩ）イメージセンサを用いて試料を撮像して得た画像を処理する装置であって、該ＴＤＩイメージセンサの垂直転送効率から該ＴＤＩイメージセンサを構成するＴＤＩ段方向に並ぶ各イメージセンサの垂直転送残り量の総和を算出する算出手段と、前記ＴＤＩイメージセンサで試料を撮像したときの該ＴＤＩイメージセンサの出力から前記算出手段で算出した垂直転送残り量の総和を減算する減算手段と、該減算手段で減算した出力を用いて画像を処理する画像処理手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項８】
時間遅延積分型（ＴＤＩ）イメージセンサを用いて試料を撮像して得た画像を処理する装置であって、ＴＤＩ段方向に複数のブロックに分割されて該分割された複数のブロック毎に出力するＴＤＩイメージセンサ手段と、試料の光学像を撮像した前記ＴＤＩイメージセンサ手段の前記分割した複数のブロック毎の出力を加算する加算手段と、該加算手段で加算された前記ＴＤＩイメージセンサの出力を用いて画像を処理する画像処理手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項９】
前記分割された複数のブロックごとに前記ＴＤＩ段方向に並ぶ各イメージセンサの垂直転送残り量の総和を算出する算出手段と、前記複数のブロックごとの出力から前記算出手段で算出した複数のブロックごとの垂直転送残り量の総和を減算する減算手段とを更に備えていることを特徴とする請求項８記載の画像処理装置。
【請求項１０】
時間遅延積分型（ＴＤＩ）イメージセンサを用いて試料を撮像して得た画像を処理する装置であって、所定の光学条件に設定した状態で照明光を試料に照射してその反射光を検出したＴＤＩイメージセンサの出力から該ＴＤＩイメージセンサの出力のシェーディング補正を行うシェーディング補正手段と、前記光学条件の設定を複数の状態に変化させて検出した前記ＴＤＩイメージセンサの出力に基いて前記複数の状態よりも多い数の光学条件における前記ＴＤＩイメージセンサの出力の分布の情報を算出して前記シェーディング補正のずれの修正量を求める修正量算出手段と、該修正量算出手段で求めたシェーディング補正のずれの修正量に基いて前記シェーディング補正手段を制御してシェーディング補正のずれを修正するずれ量修正手段と、該ずれ量修正手段によりシェーディング補正のずれ量が修正したＴＤＩイメージセンサからの出力を用いて画像処理を行う画像処理手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は被検査パターンの欠陥（ショートや断線など）や異物などを検出するパターン検査方法及びその装置並びに異物検査方法及びその装置に係り、特に被検査パターンの画像を検出する一次元もしくは二次元のイメージセンサの出力を補正してコントラストの高い画像を得る方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＴＤＩ（Ｔｉｍｅ  Ｄｅｌａｙ  ＆  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）イメージセンサの蓄積電荷の垂直転送に係わる従来技術としては、特許文献１に記載されているように、検査対象の搬送速度をＴＤＩイメージセンサのＴＤＩ段方向への蓄積電荷の垂直転送速度に合わせて制御することにより、取得した画像データの搬送方向への歪みを防止する方法がある。
【０００３】
また、イメージセンサのシェーディング補正方法に関する従来技術としては、特許文献２に記載されているように、検出系の光学倍率を高倍に設定して取得したデータをシェーディング補正用データとして用いる方法や、特許文献３に記載されているように、シェーディング補正を行うタイミングを光源の温度に応じて制御する方法等がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２３８１１３号公報
【特許文献２】
特開平９−３２６９２４号公報
【特許文献３】
特開平１０−２５７３１５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
光電変換型のイメージセンサを用いて試料を高速に撮像して画像を得る手段として、ＴＤＩイメージセンサが用いられている。ＴＤＩイメージセンサは、一次元のＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサを、この一次元イメージセンサの長手に直角な方向（以下、これをＴＤＩ段方向という）に複数並べた構成になっている。このＴＤＩイメージセンサを用いて試料を走査して撮像する場合、最初の列（段）の一次元イメージセンサで光を検出して蓄積した電荷を次の列（段）の一次元イメージセンサに転送してこの列（段）の一次元イメージセンサで蓄積した電荷に加算することを複数の列（以下、これをＴＤＩ段数という）の一次元イメージセンサに亘って行って最終の列（段）から出力する。したがって、ＴＤＩイメージセンサを検出器として用いた場合には、一次元のＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサを用いた場合に比べて、同じ走査速度の場合、単純に計算すると、ＴＤＩ段数分大きな信号を得ることができる（実際には、検出条件やセンサの感度などの条件が加わって、単純にＴＤＩ段数分大きくはならない）。
【０００６】
一方、検査速度を上げるためにＴＤＩイメージセンサで試料を走査する速度を高速化した場合には、ＴＤＩイメージセンサの各段の電荷の蓄積時間が短くなるため、蓄積される電荷量が走査速度に応じて減少してしまう。そこで、感度を確保するために、走査速度及びＴＤＩ段方向の電荷の垂直転送効率を考慮してＴＤＩ段数を増やす必要がある。
【０００７】
しかし、この場合、垂直転送効率に起因して正規の転送電荷のほかにＴＤＩ段数のべき乗に比例して前の転送電荷の転送残り分の電荷も加算されて出力されるため、走査方向に対する検出画像のにじみとして表われ、微細なパターンの画像を検出するときにコントラスト低下の要因となる。例えば、各ＴＤＩ段の転送効率が９９．９９３％（０．９９９９３）の時、ＴＤＩ段数が２５６段の場合には９８．２２４％（０．９９９９３の２５６乗）であるが、ＴＤＩ段数を１０００段に増加させた場合には９３．２３９％（０．９９９９３の１０００乗）となり、ＴＤＩ最終段での出力で転送残りが約５％増加してしまう。
【０００８】
特許文献１には、ＴＤＩイメージセンサの垂直転送速度に合わせて走査速度を制御する方法が記載されている。しかし、この方法では、必要とする走査速度が制御可能な検査対象の搬送速度の範囲を越えている場合には適用できず、問題の解決にはならない。
【０００９】
また、光電変換型のイメージセンサで撮像して試料の画像を得る構成で、複数の光学条件を設定可能な検査装置において、装置の経時変化等に応じて検出器のシェーディング補正用にセンサ出力補正データを生成する場合、従来技術の特許文献２に記載の方法では照明系の視野が検出系の倍率に係わらず同一範囲である場合には、検出系の倍率により光量分布が異なるために全ての光学条件でセンサ出力補正用データを取得する必要があり、装置操作性が劣化する問題があった。また、特許文献３に記載の方法もシェーディング補正のタイミングは最適化できるが、シェーディング補正用のデータは全ての光学条件で取得する必要があり、同様の問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、イメージセンサの出力を調整して、コントラストの高い画像を高速に得ることを可能とする画像検出方法とその装置を提供することに有る。
【００１１】
すなわち、本発明の目的は、ＴＤＩイメージセンサを用いて画像を検出する場合において、ＴＤＩイメージセンサの垂直転送残りをなくし、コントラストの高い画像を高速に得ることを可能とする画像検出方法とその装置を提供することに有る。
【００１２】
また、本発明の目的は、ＴＤＩイメージセンサを用いて画像を検出する場合において、検出光学系の光学条件を切り替える場合に、それに対応してシェーディング補正を容易に行うことができて常にコントラストの高い画像を得ることを可能とする画像検出方法とその装置を提供することに有る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、垂直転送残り算出部でイメージセンサのＴＤＩ段方向への電荷垂直転送部の垂直転送効率とＴＤＩ段数からＴＤＩイメージセンサの各段の垂直転送残りを算出し、イメージセンサの出力から垂直転送残り算出部で算出したＴＤＩイメージセンサの各段の垂直転送残りを減算することで垂直転送残りを除去し、イメージセンサ出力の補正を行うようにした。
【００１４】
更に、上記目的を達成するために、本発明では、複数の光学条件を任意に選択可能で、かつ、一次元もしくは二次元の光電変換イメージセンサを有し、検査対象を搭載したステージを走査するかもしくはイメージセンサを走査することにより光学的に画像を取得し、画像処理等により検査対象の欠陥等を検査する検査装置において、幾つかの光学条件（照明光学系、検出光学系、走査方向等）で取得したイメージセンサ出力補正用データと予め取得した全光学条件でのイメージセンサ出力から算出した光量分布から、各光学条件のイメージセンサ出力比を算出し、全ての光学条件のイメージセンサ出力補正データを生成し、イメージセンサ出力の補正を行うようにした。
【００１５】
これにより、本発明によれば、試料を高速に走査してもコントラストの高い画像を得ることが可能となり、高速で高感度な検査を実現することができるようになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面を用いて説明する。
［第一の実施例］
先ず、本発明によるＴＤＩイメージセンサの出力を補正する第一の実施例として、垂直転送残りを除去してセンサ出力を補正する構成及びその方法を、図１乃至３を用いて説明する。
【００１７】
本実施例によるセンサの出力を補正するための構成は、図１に示すように、ＴＤＩイメージセンサ１とＴＤＩイメージセンサ１から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部２とを備えたＴＤＩカメラ３と、ＴＤＩカメラ３の出力からＴＤＩ段方向の垂直転送残りを算出する転送残り算出部４と、転送残り算出部４で算出した転送残りをＴＤＩカメラ３の出力から除去する転送残り除去部５と、転送残り除去部５における転送残りの算出に必要なデータの送信及びＴＤＩカメラ３による撮像時のラインレート、動作タイミング等の制御を行う制御ＣＰＵ６と、転送残り除去部５で処理されたＴＤＩカメラ３の出力を受けて画像処理を行う画像処理部７とを備えて構成されている。
【００１８】
転送残り算出部４では、図２に矢印で示すように、ＴＤＩ段方向に逐次積算されていく電荷の転送効率及び転送残りを算出する。ここで２０−１、２０−２、２０−３、・・・２０−ｎはＴＤＩの段方向に並んだ各画素を示す。
【００１９】
転送効率をｃ（ＴＤＩ各段の転送効率は同じであると仮定する）、ＴＤＩ段数をｎ、蓄積時間数ｔ（ＴＤＩセンサの各段の電荷の蓄積時間の累計）、ＴＤＩ各段の出力をＥｎとすると、１段目のＴＤＩから転送を開始されてｎ段目のＴＤＩまで転送される電荷（正規転送分）は、（数１）のようになる。
【００２０】
【数１】
2004295709.tif 000003
【００２１】
また、上式の正規転送分と同じ時刻の転送残り分は（数２）のようになる。
【００２２】
【数２】
2004295709.tif 000004
【００２３】
転送残り算出部４では上式（数２）の転送残り分の算出を行う。
【００２４】
上式（数２）の解を求める方法としては、ディコンボリューション（逆畳み込み法）等の手法を用いれば良い。このディコンボリューションについては、例えば、河田聡／南茂夫編著「科学計測のための画像データ処理」（ＱＡ出版社、１９９４年４月３０日、ｐｐ．１８１−２０４）に説明がなされている。
このようにして転送残り算出部４で算出した転送残り分を、転送残り除去部５においてＴＤＩカメラ３の出力から除去することにより、転送残りを含まない正規転送分を算出することができ、コントラストの低下を防止することができる。
【００２５】
ここで、本実施例では転送残り算出部４と転送残り除去部５はＴＤＩカメラ３及び画像処理部７とは分離して設けているが、ＴＤＩカメラ３または画像処理部７に内蔵しても良い。また、本実施例では転送残り分を算出しているが、図３に示すように正規転送分を算出する構成としても良い。これにより、図４（ａ）に示すような画像を検出した場合には、その検出波形は同図（ｂ）に示すような転送残りによるにじみが発生することなく、同図（ｃ）に示すようなコントラストの高いシャープな波形を得ることができる。
【００２６】
次に、本発明によるセンサの出力を補正する方法の第一の実施例の変形例を、図５を用いて示す。図５に示すようなＴＤＩ段数が２４段のＴＤＩセンサの場合、その出力をＴＤＩ段方向で３つに分割し、それぞれの出力を加算器９により加算し、出力する。このときの出力波形を図６に示す。図６（ａ）に示すような画像を検出した場合、ＴＤＩ段方向で３つに分割した場合のそれぞれの出力（１７−１、１７−２、１７−３）は図６（ｂ）に示すような波形となり、３つの出力（１７−１、１７−２、１７−３）を加算した出力（１７−４）も図６（ｃ）に示すように転送残りによるにじみは発生するものの小さくなる。
【００２７】
一方、ＴＤＩ段方向で３つに分割しない場合には、図６（ｄ）に示すように転送残りによるにじみは大きくなり、コントラストが低下する。このため、本発明の如くＴＤＩ段方向に出力を分割することにより、転送効率の低下を大幅に防止することができ、Ｓ／Ｎの良い高品質な画像を得ることができる。なお、本実施例ではＴＤＩ段方向の分割数を３つとしているが、ＴＤＩ段方向への電荷転送回数は少ないほど良いため、分割数をＴＤＩ段数に合わせて多くしても良い。また、加算器９の前段に図１に示した転送残り算出部４及び転送残り除去部５を設け、転送残りを除去する構成としても良い。
【００２８】
次に、上記に説明した本発明の第一の実施例によるＴＤＩイメージセンサの転送残りによる画質の劣化を補正する手段を備えた検査装置の例を、図７に示す。
【００２９】
図７に示した検査装置の構成において、光源１６からの照明光をビームスプリッター１３、対物レンズ１２を介してステージ１０に搭載された試料１１に対して照射する。この照射による試料１１からの反射光は、対物レンズ１２、ビームスプリッター１３、結像レンズ１４を介してＴＤＩカメラ３にて検出され、この検出された反射光によるＴＤＩカメラ３から出力される画像信号をセンサ出力補正部１５で補正してから画像処理部７で処理して試料１１を検査する。
【００３０】
ＴＤＩカメラ３、センサ出力補正部１５、画像処理部７及びステージ１０の制御は制御ＣＰＵ６にて行い、制御ＣＰＵ６には検査結果や制御情報等を表示する表示部１８、及び装置の操作、制御情報を入力する入力部１９が付加されている。
【００３１】
このような構成において、センサ出力補正部１５でＴＤＩカメラ３と画像処理部７との間のセンサ出力補正部１５でＴＤＩ段方向の転送残りを算出し、図１乃至６を用いて説明したような方法によりＴＤＩカメラ３に用いたＴＤＩイメージセンサの転送残りによる画質の劣化を補正することで検出画像のコントラストの低下を防止でき、Ｓ／Ｎの良い高品質な画像を得ることができる。
【００３２】
その結果、例えば、ＴＤＩ段数が１０００程度のＴＤＩイメージセンサを用いて試料表面を高速に走査して試料を撮像し、得た画像を処理して試料を検査する場合であっても、コントラストの良い画像を得ることができるようになるので、試料表面に形成されたパターンの欠陥検査や異物の検査を行う場合において、微細な欠陥を検出することが可能となり、精度の高い検査を行うことができる。
【００３３】
上記に説明した実施例においては、ＴＤＩイメージセンサの出力が一つの場合について説明したが、ＴＤＩイメージセンサの走査方向（一次元イメージセンサの長手方向）を複数に分割して複数の検出信号を並列に出力するタイプのＴＤＩイメージセンサにも本発明が適用できることは明らかである。
［第二の実施例］
次に、本発明によるＴＤＩイメージセンサの出力を補正する第二の実施例として、ＴＤＩイメージセンサのシェーディングを補正する方法について説明する。
【００３４】
先ず、本発明によるＴＤＩイメージセンサのシェーディングを補正する手順について、センサ出力補正データを最初に設定する場合（図８）と、既に設定してあるセンサ出力補正データを更新する場合（図９）とについて説明する。
【００３５】
ＴＤＩイメージセンサのシェーディングを補正するためのセンサ出力補正データを最初に生成する際には、図８に示すような手順で行う。すなわち、先ず、ステップ２１で図１０に示す入力手段１３０から入力された情報に基づいて制御ＣＰＵ１２８で対物レンズ等の倍率変更手段１２３または偏光板等の光量分布変更手段１２４を制御して光学条件を設定し、次に、ステップ２２で、この設定した光学条件下において試料１１を照明し、この照明による試料１１からの反射光をＴＤＩイメージセンサ１２５で検出して反射光の光量分布の情報を得、ステップ２３でＴＤＩイメージセンサ１２５で検出して得た試料１１からの反射光の光量分布の情報に基づいて前記光学条件でのセンサ出力補正データを制御ＣＰＵ１２８で生成し、ステップ２４でこの光学条件でのセンサ出力補正データ及びセンサ出力データの出力比及び分布等の特性値を算出し、制御ＣＰＵ１２８に記録しておく。そして、これら２１〜２４までのステップを各光学条件ごとに行う。
【００３６】
次に、経時変化などの原因によりセンサ出力補正データを更新する際には、図９に示すような手順でセンサ出力補正データを生成する。すなわち、ステップ２５で幾つかの光学条件で光量分布をＴＤＩイメージセンサで検出し、ステップ２６で前回取得した光量分布との比較を行って光学倍率変換用のゲイン及びオフセットを算出し、ステップ２７で、この算出した光学倍率変換用のゲイン及びオフセットを用いて各光学条件の倍率比から各光学条件の光量分布を算出し、ステップ２８で前回取得した特性値（出力比、光量分布）と比較して光学条件変換用のゲイン及びオフセットを算出し、ステップ２９で各光学条件のセンサ出力補正データを生成する。
【００３７】
これにより、例えば、光学倍率が２５、５０、１００倍の３種類あり、光学条件がＡ、Ｂの２通りあるような検査装置において、経時変化などの原因により補正データを更新する場合には従来は６通りの光学条件でセンサ出力補正データを取得する必要があったものが、図１１に示すように低倍（２５倍）で光学条件Ａ、Ｂの２つのデータを取得することで、光学倍率が５０及び１００倍のときのセンサ出力補正データを生成することが可能となり、全ての光学条件ごとにセンサ出力補正データを取得していた従来の方法と比べて、装置の操作効率を向上させることができるようになった。
［第三の実施例］
次に、本発明の第三の実施例として、上記第一の実施例に記載したＴＤＩイメージセンサの出力を補正する方法と、第二の実施例に記載したＴＤＩイメージセンサの出力を補正する方法とを組合わせたＴＤＩイメージセンサの出力を補正する方法を、図１２を用いて説明する。上記第一の実施例に記載したＴＤＩイメージセンサの出力を補正する方法と、第二の実施例に記載したＴＤＩイメージセンサの出力を補正する方法とを組合わせた検査装置の構成を図１２に示す。
【００３８】
図１２に示した検査装置の構成において、光源２２１からの照明光をビームスプリッター２２２、対物レンズ等の倍率変更手段２２３を介してステージ２１０に搭載された試料２１１に対して照射する。この照射による試料２１１からの反射光は、倍率変更手段２２３、ビームスプリッター２２２、偏光板等の光量分布変更手段２２４を介してＴＤＩカメラ２２５にて検出され、この検出された反射光によるＴＤＩカメラ２２５から出力される画像信号をセンサ出力補正部２２６で補正してから画像処理部２２７で処理して試料２１１を検査する。
【００３９】
ＴＤＩカメラ２２５、センサ出力補正部２２６、画像処理部２２７及びステージ２１０の制御は制御ＣＰＵ２２８にて行い、制御ＣＰＵ２２８には検査結果や制御情報等を表示する表示部２２９、及び装置の操作、制御情報を入力する入力部２３０が付加されている。
【００４０】
このような構成において、センサ出力補正部２２６でＴＤＩカメラ２２５と画像処理部２２７との間のセンサ出力補正部２２６でＴＤＩ段方向の転送残りを算出し、図１乃至６を用いて説明したような方法によりＴＤＩカメラ２２５に用いたＴＤＩイメージセンサの転送残りによる画質の劣化を補正することで検出画像のコントラストの低下を防止でき、Ｓ／Ｎの良い高品質な画像を得る。
【００４１】
次に先ず、ＴＤＩイメージセンサのシェーディングを補正するためのセンサ出力補正データを最初に生成するために図８に示すようにステップ２１で図１２に示す入力手段２３０から入力された情報に基づいて制御ＣＰＵ２２８で対物レンズ等の倍率変更手段２２３または偏光板等の光量分布変更手段２２４を制御して光学条件を設定し、次に、ステップ２２で、この設定した光学条件下における光量分布をＴＤＩイメージセンサ２２５し、ステップ２３でこの光学条件でのセンサ出力補正データを制御ＣＰＵ２２８で生成した後に、ステップ２４でこの光学条件でのセンサ出力補正データ及びセンサ出力データの出力比及び分布等の特性値を算出し、制御ＣＰＵ２２８に記録しておく。そして、これら２１〜２４までのステップを各光学条件ごとに行う。
【００４２】
次に、経時変化などの原因によりセンサ出力補正データを更新する際には、図９に示すように、ステップ２５で幾つかの光学条件で光量分布を取得し、ステップ２６で前回取得した光量分布との比較を行って光学倍率変換用のゲイン及びオフセットを算出し、ステップ２７で、この算出した光学倍率変換用のゲイン及びオフセットを用いて各光学条件の倍率比から各光学条件の光量分布を算出し、ステップ２８で前回取得した特性値（出力比、光量分布）と比較して光学条件変換用のゲイン及びオフセットを算出し、ステップ２９で各光学条件のセンサ出力補正データを生成する。
【００４３】
これにより、全ての光学条件ごとにセンサ出力補正データを取得していた従来の方法と比べて、装置の操作効率を向上させることができ、かつ、ＴＤＩイメージセンサの転送残りによる画質の劣化のないコントラストの高い高品質な画像を得ることができるため、試料表面に形成されたパターンの欠陥検査や異物の検査を行う場合において、微細な欠陥を検出することが可能となり、精度の高い検査を行うことができる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、ＴＤＩイメージセンサの垂直転送効率から各ＴＤＩ段の垂直転送残りをイメージセンサのＴＤＩ段方向への電荷垂直転送部の垂直転送効率とＴＤＩ段数から算出する垂直転送残り算出部と、イメージセンサの出力と垂直転送残り算出部の出力とを減算することで垂直転送残りを除去し、イメージセンサ出力の補正を行うことにより、垂直転送残り分がないコントラストの高い画像データを取得できるため、高速・高感度に検査することが可能となる。
【００４５】
更に本発明によれば、複数の光学条件を任意に選択可能で、かつ、一次元もしくは二次元の光電変換イメージセンサを有し、検査対象を搭載したステージを走査するかもしくはイメージセンサを走査することにより光学的に画像を取得し、画像処理等により検査対象の欠陥等を検査する検査装置において、幾つかの光学条件（照明光学系、検出光学系、走査方向等）で取得したイメージセンサ出力補正用データと予め取得した全光学条件でのイメージセンサ出力から算出した光量分布から、各光学条件のイメージセンサ出力比を算出し、全ての光学条件のイメージセンサ出力補正データを生成し、イメージセンサ出力の補正を行うことにより、全光学条件でイメージセンサ出力補正用データを取得する必要がなくなるため、装置操作性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明によるＴＤＩカメラと画像処理部との間で垂直転送残り除去を行うシステムの概略の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、ＴＤＩ段方向の転送残りを説明するブロック図である。
【図３】図３は、本発明によるＴＤＩカメラと画像処理部との間で垂直転送残り除去を行いシステムの他の実施例の概略の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、ＴＤＩ段方向の転送残りの有無による検出波形の違いを説明する図である。
【図５】図５は、本発明によるＴＤＩ段方向の転送残り除去方法を説明するブロック図である。
【図６】図６は、本発明によるＴＤＩ段方向の転送残り除去方法による検出波形の違いを説明する図である。
【図７】図７は、本発明に係わる検査装置の概略構成を示すブロック図である。
【図８】図８は、本発明によるセンサ出力調整方法の手順を示すフロー図である。
【図９】図９は、本発明によるセンサ出力調整方法の手順を示すフロー図である。
【図１０】図１０は、本発明に係わる検査装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、光学条件と光量分布との関係を示すグラフである。
【図１２】図１２は、本発明の第３の実施例に関わる検査装置の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…ＴＤＩセンサ、２…Ａ／Ｄ変換器、３…ＴＤＩカメラ、４…転送残り算出部、５…転送残り除去部、６…制御ＣＰＵ、７…画像処理部、８…正規転送分算出部、９…加算器、１０…ステージ、１１…試料、１２…対物レンズ、１３…ビームスプリッタ、１４…集光レンズ、１５…センサ出力補正部、１６…光源、１７−１〜１７−３…ＴＤＩ段方向で３つに分割した出力、１７−４…加算器出力、１８…表示手段、１９…入力手段、２０−１〜２０−ｎ…ＴＤＩの段方向に並んだ各画素、２１…光学条件の設定、２２…各光学条件の光量分布を取得、２３…各光学条件のセンサ出力補正データを生成、２４…各光学条件の特性値算出、２５…幾つかの光学条件で光量分布を取得、２６…光学倍率変換用ゲイン及びオフセットの算出、２７…各光学倍率比から各光学条件の光量分布を算出、２８…光学条件変換用ゲイン及びオフセットの算出、２９…各光学条件のセンサ出力補正データを生成、１２１…光源、１２２…ビームスプリッタ、１２３…倍率変更手段、１２４…光量分布変更手段、１２５…ＴＤＩカメラ、１２７…画像処理部、１２８…制御ＣＰＵ、１２９…表示手段、１３０…入力手段、２２１…光源、２２２…ビームスプリッタ、２２３…倍率変更手段、２２４…光量分布変更手段、２２５…ＴＤＩカメラ、２２６…センサ出力補正部、２２７…画像処理部、２２８…制御ＣＰＵ、２２９…表示手段、２３０…入力手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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