(57)【要約】【課題】ＣＤエラーのような微細線幅の縦長又は横長の欠陥を検出できる欠陥検査装置を実現する。【解決手段】欠陥の画像を拡大又は平均化する空間ローパスフィルタ（１０ａ，１０ｂ）を光路中に配置して低解像度光学系を形成し、欠陥の画像を撮像装置上において拡大する。撮像装置からの出力信号を処理する信号処理回路は、画像情報を積分する加算回路（３３ａ，３３ｂ）を含む。欠陥の画像を拡大すると共に画像情報を積分する加算回路を有することにより、微細線幅の欠陥であっても欠陥として正確に検査することができる。さらに、低解像度光学系と高解像度光学系の両方を具えることにより、円形又は矩形のパターン欠陥とＣＤエラーのような微細線幅の欠陥の両方を同時に検出することができる。【選択図】　　　　図１
2004138948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトマスクの欠陥をダイ対ダイ方式により検出する装置であって、光源から発生した照明光を検査すべきフォトマスクに投射する第１の集光レンズと、フォトマスクを透過した透過光を集光する第１の対物レンズと、第１の対物レンズから出射した透過光を受光する第１の撮像装置と、第１の対物レンズと第１の撮像装置との間に配置した第１の空間ローパスフィルタとを具える第１の検査光学系と、
光源から発生した照明光を検査すべきフォトマスクに投射する第２の集光レンズと、フォトマスクを透過した照明光を集光する第２の対物レンズと、第２の対物レンズから出射した光を受光する第２の撮像装置と、第２の対物レンズと第２の撮像装置との間に配置した第２の空間ローパスフィルタとを具える第２の検査光学系と、
前記フォトマスクを支持すると共に、ｘ方向及びｘ方向と直交するｙ方向に移動するｘｙステージと、
前記第１の撮像装置からの出力信号を２次元画像情報として蓄積する第１のフレームバッファと、第１のフレームバッファに蓄積された画像信号を１／Ｎに圧縮して出力する第１のサンプリング手段と、当該サンプリング手段からの出力信号を加算する第１の加算手段とを具える第１の信号処理回路と、
前記第２の撮像装置からの出力信号を２次元画像として蓄積する第２のフレームバッファと、第２のフレームバッファに蓄積された画像信号を１／Ｎに圧縮して出力する第２のサンプリング手段と、当該サンプリング手段からの出力信号を加算する第２の加算手段とを具える第２の信号処理回路と、
前記第１の加算手段の出力信号と第２の加算手段の出力信号との差を検出して欠陥検出信号を発生する欠陥検出回路とを具えることを特徴とするフォトマスクの欠陥検査装置。
【請求項２】
フォトマスクの欠陥をダイ対ダイ方式により検出する装置であって、検査すべきフォトマスクを支持すると共に、ｘ方向及びｘ方向と直交するｙ方向に移動するｘｙステージと、
光源から発生した照明光を検査すべきフォトマスクに投射する第１の集光レンズと、フォトマスクを透過した透過光を集光する第１の対物レンズと、第１の対物レンズから出射した光を分割する第１のビームスプリッタと、当該第１のビームスプリッタの一方の出射光を受光する第１の撮像装置と、前記ｘ方向と対応する方向に配列された複数の受光素子を有し、第１のビームスプリッタの他方の出射光を受光する第２の撮像装置と、第１のビームスプリッタと第１の撮像装置との間に配置した第１の空間ローパスフィルタとを具え、前記第１の集光レンズから第２の撮像装置に至る光学系が高解像度光学系を構成し、第１の集光レンズから第１の撮像装置に至る光学系が前記高解像度光学系よりも低い解像度の低解像度光学系を構成する第１の検査光学系と、
光源から発生した照明光を検査すべきフォトマスクに投射する第２の集光レンズと、フォトマスクを透過した照明光を集光する第２の対物レンズと、第２の対物レンズから出射した光を分割する第２のビームスプリッタと、第２のビームスプリッタの一方の出射光を受光する第３の撮像装置と、前記ｘ方向と対応する方向に配列された複数の受光素子を有し、第２のビームスプリッタの他方の出射光を受光する第４の撮像装置と、第１のビームスプリッタと第１の撮像装置との間に配置した第２の空間ローパスフィルタとを具え、前記第２の集光レンズから第４の撮像装置に至る光学系が高解像度光学系を構成し、第２の集光レンズから第３の撮像装置に至る光学系が前記高解像度光学系よりも低い解像度の低解像度光学系を構成する第２の検査光学系と、
前記第１の撮像装置からの出力信号を２次元画像情報として蓄積する第１のフレームバッファと、第１のフレームバッファに蓄積された画像信号を１／Ｎに圧縮して出力する第１のサンプリング手段と、当該サンプリング手段からの出力信号を加算する第１の加算手段とを具える第１の信号処理回路と、
前記第３の撮像装置からの出力信号を２次元画像として蓄積する第２のフレームバッファと、第２のフレームバッファに蓄積された画像信号を１／Ｎに圧縮して出力する第２のサンプリング手段と、当該サンプリング手段からの出力信号を加算する第２の加算手段とを具える第２の信号処理回路と、
前記第１の加算手段の出力信号と第２の加算手段の出力信号との差を検出して欠陥検出信号を発生する第１の欠陥検出回路と、
前記第２の撮像装置からの出力信号と第４の撮像装置からの出力信号とを比較して欠陥検出信号を発生する第２の欠陥検出回路とを具え、
前記空間ローパスフィルタを含む低解像度光学系により検出された欠陥検出情報と高解像度光学系により検出された欠陥検出情報とを用いて欠陥検査を行うことを特徴とするフォトマスクの欠陥検査装置。
【請求項３】
請求項１に記載のフォトマスクの欠陥検査装置において、前記第１及び第２の撮像装置を、ｘ方向と対応する方向に配列した複数の受光素子を有するリニァイメージセンサとし、前記ｘｙステージをｘ方向と直交するｙ方向に移動することによりフォトマスクを２次元走査することを特徴とするフォトマスクの欠陥検査装置。
【請求項４】
請求項１に記載のフォトマスクの欠陥検査装置において、前記第１及び第２の撮像装置を、複数の受光素子がｘ及びｙ方向に２次元アレイ状に配列された２次元ＣＣＤとしたことを特徴とするフォトマスクの欠陥検査装置。
【請求項５】
請求項２に記載のフォトマスクの欠陥検査装置において、前記第１〜第４の撮像装置を、ｘ方向と対応する方向に配列した複数の受光素子を有するリニァイメージセンサとし、前記ｘｙステージをｘ方向と直交するｙ方向に移動することによりフォトマスクを２次元走査することを特徴とするフォトマスクの欠陥検査装置。
【請求項６】
請求項２に記載のフォトマスクの欠陥検査装置において、前記第２及び第４の撮像装置をｘ方向と対応する方向に配列した複数の受光素子を有するリニァイメージセンサで構成し、前記第１及び第３の撮像装置を、複数の受光素子がｘ及びｙ方向に２次元アレイ状に配列されている２次元ＣＣＤとしたことを特徴とするフォトマスクの欠陥検査装置。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか１項に記載のフォトマスクの欠陥検査装置において前記空間ローパスフィルタを、シングルレンチキュラ、ダブルレンチキュラ、拡散器、複屈折素子、又は水晶板としたことを特徴とするフォトマスクの欠陥検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はフォトマスクの欠陥検査装置、特にＣＤエラー等の微細な欠陥を高速で検出できるフォトマスクの欠陥検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＳＩの微細化に伴い、フォトマスクの線幅がサブミクロン以下に微細化されている。従って、フォトマスクの１００ｎｍ以下の微細な欠陥を検出できる欠陥検査装置の開発が強く要請されている。フォトマスクの欠陥として、クロム等のパターンが設計値と異なることによるパターン欠陥、例えば露光時の重ね合わせの誤差等により発生するパターン幅の誤差によるＣＤエラーと称される欠陥、さらに、クロムの遮光パターンの縁部に沿って発生する微細な切欠き状の欠陥が挙げられる。
【０００３】
一方、近年、ウェハ上に微細なパターンを投影するために、光近接効果補正（ＯＰＣ）されたマスクパターンが提案されている。この光近接効果補正されたパターンとして、例えばパターンのコーナー部に微細な矩形状のパターンが付加された形状を有するパターン、或いはメインパターンの近傍に例えば数１０ｎｍの微細線幅のサブパターン（アシストバー）が形成されている。
【０００４】
これら微細な欠陥を検出する透過型の欠陥検査方法として、コンフォーカル光学系を利用する欠陥検査装置が既知である。このコンフォーカル光学系を利用した欠陥検査装置では、撮像装置の各画素がピンホール状又はスリット状に遮光されているため、各画素にグレァ等の迷光が入射するのが阻止され、高い分解能の欠陥検査を行うことができる。このコンフォーカル光学系は、高解像度で欠陥検査できるため、パターン欠陥のようなほぼ円形又は矩形の欠陥を正確に検出できる利点がある。しかしながら、ＣＤエラーのような縦長又は横長の微細な欠陥を正確に検出できないことが指摘されている。すなわち、ＣＤエラーは、例えば幅２０ｎｍで長さ２０μｍ程度であるため、コンフォーカル光学系を用いても正確に検出することができないのが実情である。また、ＯＰＣのサブパターンの欠陥については、本来ウェハ上に転写されない欠陥を欠陥として検出する、いわゆる疑似欠陥の問題があった。
【０００５】
フォトマスクの欠陥の検出方式として、フォトマスクの基板の裏面側から検査光を投射し、フォトマスクからの透過光を対物レンズを介して光検出器上に投影し、光検出器からの出力信号に基づいて欠陥検査を行う方法が既知である（例えば、特許文献１参照）。この特許文献に記載されたフォトマスクの欠陥検査装置では、ダイ対ダイ方式により欠陥検出が行われている。また、この既知の欠陥検査装置では、画像検出器からの出力信号について輪郭処理が行われ、面積比較器を介して欠陥検出の判定が行われている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−２８９５９７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
コンフォーカル光学系を利用したフォトマスクの欠陥検査装置は、高解像度の光学系を用いているため、パターン欠陥のような円形又は矩形の微細な欠陥を検出することができる。しかし、上述したＣＤエラーのような幅２０ｎｍ程度の縦長又は横長の微細欠陥を正確に検出することができない欠点がある。また、光近接効果補正として用いられるなどのサブパターンについては、本来欠陥として検出されるべきでないものについても欠陥として検出するいわゆる疑似欠陥の問題があった。
【０００８】
また、上述した特許文献に記載された欠陥検査装置は、欠陥像について輪郭処理を行い、面積比較により欠陥検出を行っているため、欠陥検査に長時間かかる不具合がある。
【０００９】
従って、本発明の目的は、ＣＤエラーのような縦長又は横長の微細欠陥を正確に検出できるフォトマスクの欠陥検査装置を実現することにある。
【００１０】
さらに、本発明の別の目的は、高速検査することができ、欠陥検査に要する時間が短縮されたフォトマスクの欠陥検査装置を提供することにある。
【００１１】
さらに、本発明の別の目的は、ほぼ円形又は矩形のパターン欠陥や縦長のＣＤエラーの両方を同時に検出できる欠陥検査装置を実現することにある。
【００１２】
さらに、本発明の別の目的は、光近接補正されたマスクパターンについて、疑似欠陥を検出しない欠陥検査装置を実現することにある。
【００１３】
【課題を解決する手段】
本発明によるフォトマスクの欠陥検査装置は、フォトマスクの欠陥をダイ対ダイ方式により検出する装置であって、光源から発生した照明光を検査すべきフォトマスクに投射する第１の集光レンズと、フォトマスクを透過した透過光を集光する第１の対物レンズと、第１の対物レンズから出射した透過光を受光する第１の撮像装置と、第１の対物レンズと第１の撮像装置との間に配置した第１の空間ローパスフィルタとを具える第１の検査光学系と、
光源から発生した照明光を検査すべきフォトマスクに投射する第２の集光レンズと、フォトマスクを透過した照明光を集光する第２の対物レンズと、第２の対物レンズから出射した光を受光する第２の撮像装置と、第２の対物レンズと第２の撮像装置との間に配置した第２の空間ローパスフィルタとを具える第２の検査光学系と、
前記フォトマスクを支持すると共に、ｘ方向及びｘ方向と直交するｙ方向に移動するｘｙステージと、
前記第１の撮像装置からの出力信号を２次元画像情報として蓄積する第１のフレームバッファと、第１のフレームバッファに蓄積された画像信号を１／Ｎに圧縮して出力する第１のサンプリング手段と、当該サンプリング手段からの出力信号を加算する第１の加算手段とを具える第１の信号処理回路と、
前記第２の撮像装置からの出力信号を２次元画像として蓄積する第２のフレームバッファと、第２のフレームバッファに蓄積された画像信号を１／Ｎに圧縮して出力する第２のサンプリング手段と、当該サンプリング手段からの出力信号を加算する第２の加算手段とを具える第２の信号処理回路と、
前記第１の加算手段の出力信号と第２の加算手段の出力信号との差を検出して欠陥検出信号を発生する欠陥検出回路とを具えることを特徴とする。
【００１４】
本発明者がフォトマスクの欠陥について種々の実験及び解析を行った結果、以下の事項が判明した。すなわち、パターン欠陥のように円形又は矩形等の形状の欠陥は、高解像度の光学系を用いることにより１００ｎｍ径程度の欠陥を正確に検出することができる。一方、例えばＣＤエラーのように、２０ｎｍの微細線幅の縦長又は横長の欠陥は、光学系の解像度を高くしても検出することができない。一方、ＯＰＣマスクのサブパターンのについては、本来ウェハ上に転写されないものまで検出する不具合がある。そこで、本発明では、光学系の光路中に空間ローパスフィルタを配置し、検査光学系の解像度を低下させる。この空間ローパスフィルタは、光学系の解像度を低下させるが、撮像装置上に投影される欠陥の画像面積を拡大する作用及び欠陥の輝度を平均化する作用を果たす。従って、微細線幅の欠陥であっても、欠陥の画像は撮像装置上において複数の画素にわたって投影されることになる。この結果、撮像装置の複数画素の出力信号を積分ないし加算することにより微細線幅の欠陥を正確に検査することができる。このように、本発明の基本原理は、欠陥の画像を拡大し平均化する空間ローパスフィルタを用いること及び撮像装置の複数画素の輝度情報を加算ないし積分することの２つの構成要件を組み合わすことにある。
【００１５】
さらに、光近接効果補正されたマスクパターンについては、微細線幅のアシストバーなどのサブパターンは、解像されたメインパターンと光学的に重畳され、ウェハへの転写イメージにほぼ等しくなるため、本来の欠陥のみが投影されることになる。
【００１６】
本発明によれば、微細線幅の欠陥だけでなく、クロムの遮光パターンの縁部にそって発生するギザギザ状の欠陥も検出することができる。すなわち、クロムの縁部に発生し易いギザギザ状の凹凸欠陥は、連続する凹凸が画素のピッチに近い場合、欠陥として検出することはできない。一方、光学系に空間ローパスフィルタを配置して解像度を低下させた場合、ギザギザ状の欠陥による輝度情報は平均化されるので、複数の画素にわたって輝度情報が正規の値から変化し、欠陥として正確に検出することができる。
【００１７】
さらに、本発明では、加算処理を行う前に１／Ｎのサンプリング処理を行っているので、処理すべき画素数が低減され、高速処理の目的にも十分に対応することができる。ここで、Ｎは自然数とすることができる。
【００１８】
本発明による別のフォトマスクの欠陥検査装置は、フォトマスクの欠陥をダイ対ダイ方式により検出する装置であって、検査すべきフォトマスクを支持すると共に、ｘ方向及びｘ方向と直交するｙ方向に移動するｘｙステージと、
光源から発生した照明光を検査すべきフォトマスクに投射する第１の集光レンズと、フォトマスクを透過した透過光を集光する第１の対物レンズと、第１の対物レンズから出射した光を分割する第１のビームスプリッタと、当該第１のビームスプリッタの一方の出射光を受光する第１の撮像装置と、前記ｘ方向と対応する方向に配列された複数の受光素子を有し、第１のビームスプリッタの他方の出射光を受光する第２の撮像装置と、第１のビームスプリッタと第１の撮像装置との間に配置した第１の空間ローパスフィルタとを具え、前記第１の集光レンズから第２の撮像装置に至る光学系が高解像度光学系を構成し、第１の集光レンズから第１の撮像装置に至る光学系が前記高解像度光学系よりも低い解像度の低解像度光学系を構成する第１の検査光学系と、
光源から発生した照明光を検査すべきフォトマスクに投射する第２の集光レンズと、フォトマスクを透過した照明光を集光する第２の対物レンズと、第２の対物レンズから出射した光を分割する第２のビームスプリッタと、第２のビームスプリッタの一方の出射光を受光する第３の撮像装置と、前記ｘ方向と対応する方向に配列された複数の受光素子を有し、第２のビームスプリッタの他方の出射光を受光する第４の撮像装置と、第１のビームスプリッタと第１の撮像装置との間に配置した第２の空間ローパスフィルタとを具え、前記第２の集光レンズから第４の撮像装置に至る光学系が高解像度光学系を構成し、第２の集光レンズから第３の撮像装置に至る光学系が前記高解像度光学系よりも低い解像度の低解像度光学系を構成する第２の検査光学系と、
前記第１の撮像装置からの出力信号を２次元画像情報として蓄積する第１のフレームバッファと、第１のフレームバッファに蓄積された画像信号を１／Ｎに圧縮して出力する第１のサンプリング手段と、当該サンプリング手段からの出力信号を加算する第１の加算手段とを具える第１の信号処理回路と、
前記第３の撮像装置からの出力信号を２次元画像として蓄積する第２のフレームバッファと、第２のフレームバッファに蓄積された画像信号を１／Ｎに圧縮して出力する第２のサンプリング手段と、当該サンプリング手段からの出力信号を加算する第２の加算手段とを具える第２の信号処理回路と、
前記第１の加算手段の出力信号と第２の加算手段の出力信号との差を検出して欠陥検出信号を発生する第１の欠陥検出回路と、
前記第２の撮像装置からの出力信号と第４の撮像装置からの出力信号とを比較して欠陥検出信号を発生する第２の欠陥検出回路とを具え、
前記空間ローパスフィルタを含む非コンフォーカル光学系により検出された欠陥検出情報とコンフォーカル光学系により検出された欠陥検出情報とを用い欠陥検査を行うことを特徴とする。
【００１９】
このフォトマスクの欠陥検査装置では、高解像度の光学系を用いた欠陥検査系と低解像度の光学系を用いた欠陥検査系の両方を利用しているので、パターン欠陥のような円形又は矩形等の欠陥並びにＣＤエラーのような微細線幅の欠陥の両方を同時に検出することができる。また、ＯＰＣマスクのサブパターンに起因する欠陥を疑似欠陥として検出せず、本来の欠陥を正確に検出することが可能になる。尚、本例の欠陥検査装置は、光学系を切り替える方式を採用することもでき、例えば低解像度の光学系で検査した後、同一のフォトマスクを高解像度の光学系を用い欠陥検査することもできる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明によるフォトマスクの欠陥検査装置の一例の構成を示す線図である。本例では、ダイ対ダイ方式により欠陥検査を行う。従って、同一の検査光学系を２つ用意し、第１の検査光学系には符号ａを付し、第２の光学系の対応する構成要素には符号ｂを付して説明する。尚、図１の右側の光学系を第１の検査光学系とし、左側の光学系を第２の検査光学系とする。照明光を発生する光源１として水銀ランプを用いる。光源１から発生した照明光は２本の光ファイバ２ａ及び２ｂを介してそれぞれ照明レンズ３ａ及び３ｂに入射する。第１及び第２の照明ビームはそれぞれ集光レンズ３ａ及び３ｂにより集束されて検査すべきフォトマスク４に入射する。
【００２１】
フォトマスク４は、多数の同一パターンのチィップ（ダイ）が形成されており、第１及び第２の照明ビームは異なるチィップの同一の部位を照明する。フォトマスク４はｘ−ｙステージ５に支持され、当該ｘ−ｙステージ５は、ｘ方向（例えば、紙面内方向）及びｘ方向と直交するｙ方向（例えば、紙面と直交する方向）に２次元的に移動する。従って、フォトマスク４の各チィップは照明ビームにより２次元的に走査されることになる。
【００２２】
フォトマスク４からの透過光は第１及び第２の対物レンズ６ａ及び６ｂによりそれぞれ受光され、平行ビームに変換されて第１及び第２のビームスプリッタ７ａ及び７ｂにそれぞれ入射する。第１及び第２のビームスプリッタ７ａ及び７ｂはハーフミラー面を有し、入射した透過光を第１及び第２のビームに分割する。
第１のビームスプリッタ７ａのハーフミラー面を透過した第１のビームは、結像レンズ８ａを介して第１の撮像装置９ａに入射する。第１の撮像装置９ａは、複数の受光素子がｘ方向と対応する方向に配列されたリニァイメージセンサで構成する。リニァイメージセンサは、各受光素子の受光面が枠により規制されているため各受光素子の前面にピンホールが配置されたものと同様な機能を有するので、対物レンズ６ａから第１の撮像装置９ａまでの光学系はコンフォーカル光学系すなわち高解像度光学系を構成する。
【００２３】
第１のビームスプリッタ７ａのハーフミラー面で反射したビームは、結像レンズ８ｂ及び第１の空間ローパスフィルタ１０ａを経て第２の撮像装置９ｂに入射する。第２の撮像装置９ｂは、第１の撮像装置９ａと同様に、ｘ方向と対応する方向に複数の受光素子が配列されたリニァイメージセンサで構成する。空間ローパスフィルタ１０ａは入射したフォトマスクからの透過ビームの輝度情報ないし明るさ情報を平均化する作用、ないし画像の鮮明度を低下させる作用を有し、例えばシングルレンチキュラ、ダブルレンチキュラ、拡散器、複屈折素子、又は水晶板で構成することができる。従って、第１の対物レンズ６ａから第２の撮像装置９ｂに至る第２の光学系は非コンフォーカル光学系となり、第１の光学系よりも低い低解像度の光学系を構成する。
【００２４】
尚、図面左側の第２の検査光学系は、第１の検査光学系と同一の光学系であるため、その説明は省略する。
【００２５】
次に、フォトマスクの走査機構について説明する。本例では、フォトマスクの走査機構として、ｘ−ｙステージの２次元移動機構を利用する。第１及び第２の撮像装置であるリニァイメージセンサの各画素はｘ方向と対応する方向に配列されているため、ステージ５がｘ方向と直交するｙ方向に移動することによりフォトマスク４を２次元走査することができる。また、ｙ方向に所定の距離だけ移動した後、リニァイメージセンサの画素数に対応する距離だけｘ方向に移動し、その後ｙ方向に移動することにより、すなわち、ジィッグザッグに移動することによりフォトマスクの全面を走査することができる。尚、走査機構としてｘ−ｙステージ５の２次元走査以外の種々の走査機構を利用することができる。
【００２６】
次に、空間ローパスフィルタ１０ａ及び１０ｂの機能について説明する。空間ローパスフィルタは、光学系の解像度を低下させる機能を果たす。従って、欠陥画像の境界が不鮮明になり、実質的に撮像装置上における欠陥の画像面積を拡大する機能或いは欠陥に起因する輝度情報ないし明るさ情報を平均化する機能を果たす。この結果、ＣＤエラーのような幅が２０ｎｍ程度の微細線幅の欠陥であっても、多数の画素により輝度情報の変化として検出され、後述する信号処理回路の加算処理と組み合わされて微細欠陥の検出が可能になる。また、ＯＰＣのサブパターンは解像されず、ウェハへの転写パターンとほぼ等しく撮像されるため、本来の欠陥のみが検出されることになる。
【００２７】
次に、信号処理回路及び欠陥検査回路について説明する。図２は、第１の光学系、すなわち、第１の対物レンズ６ａから第１の撮像装置９ａまでの光学素子及び第２の対物レンズ６ｂから第３の撮像装置９ｃまでの光学素子により構成される高解像度のコンフォーカル光学系を用いた欠陥検出系の欠陥検査回路を示す。
第１の検査光学系の第１の撮像装置９ａであるリニァイメージセンサからの出力信号を順次読出し、増幅器２０ａで増幅してから差動増幅器２１に供給する。同様に、第２の検査光学系の第３の撮像装置９ｃであるリニァイメージセンサからの出力信号を順次読出し、増幅器２０ｂにより増幅してから差動増幅器２１に供給する。差動増幅器２１は、第１のリニァイメージセンサ９ａの各受光素子からの出力信号と第３のリニァイメージセンサ９ｃの対応する各画素からの出力信号とを比較し、その差分を増幅して出力する。差動増幅器２１からの出力信号を比較器２２に供給し、所定の閾値と比較し、閾値を超えた場合欠陥検出信号を発生する。
【００２８】
図３は、低解像度光学系を用いた欠陥検出系の信号処理回路一例を示す線図である。第１の検査光学系の第２の撮像装置９ｂであるリニァイメージセンサからの出力信号を順次に読出し、Ａ／Ｄ変換器３０ａを介して第１のフレームバッファ３１ａに供給する。第１のフレームバッファ３１ａには、第１の検査光学系の低解像度光学系による２次元画像が記憶される。第２の検査光学系の第３の撮像装置９ｄであるリニァイメージセンサからの出力信号を順次読出し、第２のＡ／Ｄ変換器３０ｂを介して第２のフレームバッファ３１ｂに供給する。第２のフレームバッファ３１ｂには、第２の検査光学系の低解像度光学系による２次元画像が記憶される。尚、リニァイメージセンサ、Ａ／Ｄ変換器及びフレームバッファの制御はクロック信号発生器３６からのクロック信号に基づいて行う。
【００２９】
第１及び第２のフレームバッファ３１ａ及び３１ｂの各画素の輝度情報は、それぞれ第１及び第２の１／Ｎサンプリング回路３２ａ及び３２ｂにより１／Ｎに圧縮ないし間引かれ、それぞれ第１及び第２の加算回路３３ａ及び３３ｂに供給される。第１及び第２の１／Ｎサンプリング回路は、フレームバッファに記憶された２次元画像情報を１／２、１／３、１／４等に間引いて出力するものであり、例えば１／４に間引く場合アドレシングによりｘ方向について１，５，９−−−−−番目の画素情報を取り出しｙ方向についても１，５，９−−−−−番目の画素情報を取り出して加算回路に出力する。また、加算回路３３ａ及び３３ｂは、入力バッファ機能を有し、例えば入力した画素情報を１ライン毎に加算して出力する。或いは、例えばｘ及びｙ方向において隣接する２個づつの画素情報すなわち合計４個の画素情報を加算して出力することもできる。この加算量は適宜設定できるものとする。尚、１／Ｎサンプリング回路は、高速処理を必要としない場合、設けることなく直接加算回路で加算処理することができる。
【００３０】
第１の加算回路３３ａの出力信号及び第２の加算回路３３ｂの出力信号を差動増幅器３４に供給し、第１の検査光学系の加算出力と第２の検査光学系の加算出力とを比較し、その差分を増幅して後段の比較器３５に供給する。そして、比較器３５において加算回路の出力の差異が所定の閾値を超えた場合、欠陥の存在を表す欠陥検出信号を発生する。
【００３１】
図４は本発明によるフォトマスクの欠陥検査装置の光学系の変形例を示す線図である。本例では、高解像度光学系の撮像装置としてリニァイメージセンサを用い、低解像度光学系の撮像装置としてｘ及びｙ方向に複数の受光素子が配列された２次元ＣＣＤ４０ｂ及び４０ｄを用いる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるフォトマスクの欠陥検査装置の一例の構成を示す線図である。
【図２】高解像度光学系を含む欠陥検査系の欠陥検出回路の構成を示す線図である。
【図３】低解像度光学系を含む欠陥検査系の欠陥検出回路の構成を示す線図である。
【図４】本発明によるフォトマスクの欠陥検査装置の光学系の変形例を示す線図である。
【符号の説明】
１　光源
２ａ，２ｂ　光ファイバ
３ａ，３ｂ　照明レンズ
４　フォトマスク
５　ｘ−ｙステージ
６ａ，６ｂ　対物レンズ
７ａ，７ｂ　ビームスプリッタ
８ａ〜８ｄ　結像レンズ
９ａ〜９ｄ　撮像装置
１０ａ，１０ｂ　空間ローパスフィルタ
２０ａ，２０ｂ　増幅器
２１　差動増幅器
２２，３５　比較器
３０ａ，３０ｂ　Ａ／Ｄ変換器
３１ａ．３１ｂ　フレームバッファ
３２ａ，３２ｂ　１／Ｎサンプリング回路
３３ａ，３３ｂ　加算回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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