(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コヒレント光を発生する光源と、
前記コヒレント光を所定の形状にビーム整形するビーム整形部と、
非線形結晶の粉末が層状に形成された粉体層を有し、ビーム整形された前記コヒレント光が照射され、前記コヒレント光を前記コヒレント光より波長の短い２６６ｎｍ以下の波長に変換し、前記所定の形状の照明光を発生するパターン発生部と、
２枚の凹面鏡を備え、前記パターン発生部で発生した前記所定の形状の照明光を、前記所定の形状を保ちながら移送し、被照射物に照射するイメージリレー部と、を備えた照明装置。
【請求項２】
コヒレント光を発生する光源と、
前記コヒレント光を所定の形状にビーム整形するビーム整形部と、
非線形結晶の粉末が層状に形成された粉体層を有し、ビーム整形された前記コヒレント光が照射され、前記コヒレント光を前記コヒレント光より波長の短い２６６ｎｍ以下の波長に変換し、前記所定の形状の照明光を発生するパターン発生部と、
２枚の凹面鏡を備え、前記パターン発生部で発生した前記所定の形状の照明光を、前記所定の形状を保ちながら移送し、被照射物に照射するイメージリレー部と、
前記被照射物のパターンを受光する受光部と、を備え、
前記被照射物のパターンを検査する、パターン検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置やパターン検査装置に係り、例えば、半導体製造や液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を製作する際に使用するリソグラフィ用マスクなどに用いるパターンの認識や検査用の照明装置や、それを用いたパターン検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大規模集積回路（ＬＳＩ）の高集積化及び大容量化に伴い、半導体素子に要求される回路線幅はますます狭くなってきている。これらの半導体素子は、回路パターンが形成された原画パターン（マスク或いはレチクルともいう。以下、マスクと総称する）を用いて、いわゆるステッパと呼ばれる縮小投影露光装置でウェハ上にパターンを露光転写して回路が形成される。よって、かかる微細な回路パターンをウェハに転写するためのマスクの製造には、微細な回路パターンを描画することができるパターン描画装置を用いる。かかるパターン描画装置を用いてウェハに直接パターン回路を描画することもある。パターン描画装置については、電子ビームやレーザビームを用いて描画する装置の開発が試みられている。
【０００３】
そして、多大な製造コストのかかるＬＳＩの製造にとって、歩留まりの向上は欠かせない。しかし、１ギガビット級のＤＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）に代表されるように、ＬＳＩを構成するパターンは、サブミクロンからナノメータのオーダーになろうとしている。歩留まりを低下させる大きな要因の一つとして、半導体ウェハ上に超微細パターンをフォトリソグラフィ技術で露光、転写する際に使用されるマスクのパターン欠陥があげられる。近年、半導体ウェハ上に形成されるＬＳＩパターン寸法の微細化に伴って、パターン欠陥として検出しなければならない寸法も極めて小さいものとなっている。そのため、ＬＳＩ製造に使用される転写用マスクの欠陥を検査するパターン検査装置の高精度化が必要とされている。
【０００４】
一方、マルチメディア化の進展に伴い、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶ディスプレイ）は、５００ｍｍ×６００ｍｍ、またはこれ以上への液晶基板サイズの大型化と、液晶基板上に形成されるＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）等のパターンの微細化が進んでいる。従って、極めて小さいパターン欠陥を広範囲に検査することが要求されるようになってきている。このため、このような大面積ＬＣＤを製作する時に用いられるフォトマスクの欠陥を短時間で、効率的に検査する試料検査装置の開発も急務となってきている。
【０００５】
ここで、従来のパターン検査装置では、拡大光学系を用いてリソグラフィマスク等の試料の被照射物上に形成されているパターンを所定の倍率で撮像した光学画像と、設計データ、あるいは被照射物上の同一パターンを撮像した光学画像と比較することにより検査を行うことが知られている（例えば、特許文献１参照）。例えば、パターン検査方法として、同一マスク上の異なる場所の同一パターンを撮像した光学画像同士を比較する「die to die（ＤＤ）検査」、又は、パターン設計されたＣＡＤデータをマスクにパターンを描画する時に描画装置が入力するための装置入力フォーマットに変換した描画データを検査装置に入力して、これをベースに参照画像を生成して、それとパターンを撮像した測定データとなる光学画像とを比較する「die to database（ＤＢ）検査」がある。かかる検査装置における検査方法では、試料はステージ上に載置され、ステージが動くことによって光束が試料上を走査し、検査が行われる。試料には、光源及び照明光学系によって光束が照射される。試料を透過あるいは反射した光は光学系を介して、センサ上に結像される。センサで撮像された画像は測定データとして比較回路へ送られる。比較回路では、画像同士の位置合わせの後、光学画像と参照画像とを適切なアルゴリズムに従って比較し、一致しない場合には、パターン欠陥有りと判定する。
【０００６】
上述したように、半導体装置の高性能化に伴い、マスクのマスクパターンはますます微細化・高集積化している。これに伴い検査装置には高い分解能を発揮することが求められている。高分解能を実現するためには照明光の波長を短波長化する必要があるため、深紫外域の検査波長をもつレーザー光源を用いる必要がある。半導体ロードマップによれば、９０ｎｍノード以降では、２６６ｎｍ以下の検査波長をもつ照明光が必要となる。
【０００７】
２６６ｎｍ以下の波長のレーザー光、又はコヒレント光を照明光として用いる場合、ビーム伝播やビーム整形の光学部品が必要となる。光学部品が高電界強度となる場所に設置されると、電界強度の強さなどに起因して、光学部品の劣化が不可避であるため、安定した照明光の供給に支障が出ている。
【０００８】
また、照明制御のための照明光のビーム形状整形には、ミラーやレンズ等の光学部品が多用され、しかも、照明光の透過率および反射率は、短波長側ほど低下し、さらに光学部品の劣化の発生により低下し続ける。照明光の短波長化は、実質的な光の利用率がもともと小さいうえ、さらに経時的に低下し続けるという問題がある。
【特許文献１】特開平８−７６３５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
（１）本発明は、光学部品の劣化が少ない照明装置を提供することにある。
（２）本発明は、また、照明光の減衰が少ない照明装置を提供することにある。
（３）本発明は、また、２６６ｎｍ以下の検査波長をもち、光学部品の劣化が少なく、照明光の減衰が少ないパターン検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様の照明装置は、コヒレント光を発生する光源と、前記コヒレント光を所定の形状にビーム整形するビーム整形部と、非線形結晶の粉末が層状に形成された粉体層を有し、ビーム整形された前記コヒレント光が照射され、前記コヒレント光を前記コヒレント光より波長の短い２６６ｎｍ以下の波長に変換し、前記所定の形状の照明光を発生するパターン発生部と、２枚の凹面鏡を備え、前記パターン発生部で発生した前記所定の形状の照明光を、前記所定の形状を保ちながら移送し、被照射物に照射するイメージリレー部と、を備えている。
【００１１】
また、本発明の一態様のパターン検査装置は、コヒレント光を発生する光源と、前記コヒレント光を所定の形状にビーム整形するビーム整形部と、非線形結晶の粉末が層状に形成された粉体層を有し、ビーム整形された前記コヒレント光が照射され、前記コヒレント光を前記コヒレント光より波長の短い２６６ｎｍ以下の波長に変換し、２枚の凹面鏡を備え、前記所定の形状の照明光を発生するパターン発生部と、前記パターン発生部で発生した前記所定の形状の照明光を、前記所定の形状を保ちながら移送し、被照射物に照射するイメージリレー部と、前記被照射物のパターンを受光する受光部と、を備えている。
【発明の効果】
【００１２】
（１）本発明の一態様の照明装置によれば、光学部品の劣化を少なくすることができる。
（２）本発明の一態様の照明装置によれば、照明光の減衰を少なくすることができる。
（３）本発明の一態様のパターン検査装置によれば、光学部品の劣化を少なく、照明光の減衰を少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（照明装置）
図１は、本発明の実施の形態の照明装置を説明するブロック図である。図１（Ａ）において、照明装置１０は、例えば波長３５５ｎｍの基本波を発生する光源２０、光源２０から発生した基本波１２を伝送する光学系３０、基本波１２を四角などの特定の形状に波形整形する波形整形部４０、特定の形状の基本波１２が照射され、基本波１２より波長の短い例えば深紫外光１７７ｎｍの照明光１３を発生し、特定の形状のパターンを発生するパターン発光部５０、パターン発光部５０で発生した所定の形状の照明光１３を伝送し、被照射物１０１に照射するイメージリレー部６０などを備えている。このように、実施の形態の照明装置１０では、パターン発光部５０は深紫外光の照明光１３を発生し、深紫外光の照明光１３はイメージリレー部６０を構成する少ない光学装置を介して被照射物１０１に照射される。照明光１３の波長は、高分解能を実現するために、深紫外域の検査波長をもつレーザー光源を用いる必要がり、半導体ロードマップによれば、９０ｎｍノード以降では、２６６ｎｍ以下の検査波長が必要となる。
【００１４】
図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の実施の形態の照明装置１０と比較するための比較例の照明装置１１を示している。この比較例の照明装置１１は、例えば、３５５ｎｍの波長の基本波１２を発生する光源２０、光源２０から発生した基本波１２より波長の短い２６６ｎｍ以下の例えば１７７ｎｍの深紫外光の照明光１３を発生する発光部５１と、照明光１３を伝送する光学系３１、照明光１３を四角などの特定の形状にする波形整形部４１、波形整形部４１からの照明光１３を伝送し、被照射物１０１に照射する光学系３２などを備えている。このように、比較例の照明装置１１では、深紫外光の照明光１３は、直ちに発光部５１で発生され、光学系３１、３２によって伝送され、また、波形整形部４１で処理されるなど、多くの光学装置を介して被照射物１０１に照射される。
【００１５】
波長の短い深紫外光は、レンズや鏡などの光学装置を通過し、反射すると、強度が弱まり、照明光の光量ロスが起こり、また、レンズや鏡などの光学装置を劣化し、経年変化を生じさせる。そのため、比較例の照明装置１１では、深紫外光の光路に介在する光学装置が多いために、照明光の光量ロスや、光学装置の劣化を生じさせ易くなる。それに対して、実施の形態における照明装置１０は、深紫外光の光路に介在する光学装置が少ないために、照明光の光量ロスや、光学装置の劣化を少なくできる。
【００１６】
（光源）
光源２０は、基本波１２を発生する装置である。また、基本波１２は、基本波１２を照明に必要な照明光１３に効率よく変換できるものがよい。光源２０は、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー３倍高調波（ＴＨＧ）光である３５５ｎｍを用いることができる。３５５ｎｍの光源は、例えば、繰り返し周波数１０ｋＨｚ、平均出力５０Ｗ（ＳＬ１８８ＡＴ：レーザーフロントテクノロジー社製）の光源がある。本実施の形態の光源では、パルス繰り返し周波数は８ｋＨｚ、出力エネルギーは６ｍＪ、パルス幅は１００ｎｓで、平均出力は４８Ｗである。
【００１７】
図２は、光源２０の内部構成と基本波１２の発生を説明するための概念図である。図２において、レーザー発振器２１は、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー発振器とし、Ｑスイッチ変調器により、波長１０６４ｎｍのレーザーパルスを発生する。この出力をＮｄ：ＹＡＧレーザー増幅器２２で１００Ｗまで増幅する。この出力を基本波として第二高調波発生部２４に集光レンズ２３を介して導入し、波長５３２ｎｍの第二高調波を発生させる。この第二高調波出力と未変換の基本波成分を集光レンズ２３を介して第三高調波発生部２４に導入し、これら２波の和周波の発生により、波長３５５ｎｍの第三高調波を発生させ、最終的な基本波光源２０の基本波１２となる。
【００１８】
各光学系の接続には、それぞれ専用部品を用いるが、本実施の形態を説明する場合に必要な構成以外の詳細はここでは省略している。また、レーザー光の光路は、適宜必要な光学系を用いてレーザー光の光路を可変しても構わない。
【００１９】
図３は、他の光源２０の内部構成を説明するための概念図である。図３の光源２０は、第１の波長の光を発生する発振器２１１と第２の波長の光を発生する発振器２１２であり、複数の波長の基本波を発生させる。それぞれの基本波は、光ファイバ２２１と集光レンズ２３を介して高調波発生部２４に伝送され、高調波に周波数変換され、和周波発生部２５に伝送される。第２の光源２１２の基本波は、光ファイバ２２２と集光レンズ２３を介して、直接、和周波発生部２５に伝送される。第１の基本波発生源２１１の発生する基本波の高調波と第２基本波発生源２１２からの基本波は、和周波発生部２５に同軸入射され、最終的な基本波光源２０の基本波１２となる和周波を発生する。なお、和周波発生部２５は、和周波発生用非線形結晶で構成される。
【００２０】
（波形整形部）
図１（Ａ）において、波形整形部４０は、光学系３０を介して伝播してきた基本波１２の形状を整形する、即ち、ビーム整形を行うものである。波形整形部４０は、例えば、被照射物１０１の照射部分に合わせて、四角形など種々の形状に整形したり、又は、波形内の強度分布を均一にしたりするものである。
【００２１】
（パターン発光部）
図１（Ａ）において、パターン発光部５０は、波形整形された基本波１２を受けて、基本波１２を波長変換して、より波長の短い照明光１３を発生するものである。パターン発光部５０は、波長変換と共に、入射された基本波１２の所定のパターンに応じた所定のパターンの照明光１３を発生するものである。ここで、照明光１３の所定のパターンは、基本波１２の所定のパターンと一致している必要はなく、形状が変形し、一部欠け、又は、大きさなどが変化していてもよい。
【００２２】
図４は、幾つかのパターン発光部５０の例を示している。図４（Ａ）のパターン発光部５０は、ヒートシンク５５上に２枚の石英基板などのガラス５３、５４間に非線形のＣＢＯ結晶を粉末とし挟み込んだ非線形結晶粉体層５２の構造を有している。粉末の粒径は、結晶の種類によって最適な平均粒径が異なるが、１００μｍ以下、好ましくは、１０μｍ以下がよく、０．１μｍ以下のように微細すぎても好ましくない。このパターン発光部５０は、基本波１２の入射面と照明光１３の出力面が同じである。ここで、ＣＢＯは、ＣｓＢ３Ｏ５（Cesium triborate）の略である。ＣＢＯを粉体とすることで、３５５ｎｍのコヒレント光を受けて、１７７ｎｍのコヒレント光を発生することができる。上部の石英基板５３は、両面３５５ｎｍと１７７ｎｍでＡＲコートした石英を使用する。下部の石英基板５４は、両面３５５ｎｍでＡＲコートした石英を使用する。図４（Ｂ）のパターン発光部５０は、基板５６にＣＢＯの粉末を層状に形成し非線形結晶粉体層５２を有する。このパターン発光部５０は、構造が簡単で、基本波１２の入射面と照明光１３の出力面が同じである。図４（Ｃ）のパターン発光部５０は、非線形結晶の粉体を石英板などのガラス５７、５８で挟み込み、非線形結晶粉体層５２を形成したものである。このパターン発光部５０は、基本波１２の入射面と照明光１３の出力面が反対の面になっている。また、パターン発光部５０は、一例である図４に示すような発光構造に限られるものでない。パターン発光部５０は、粉末活性が得られるＳＨＧを用い、又は、複数の周波数の和周波発生を用いることもできる。パターン発光部５０は、例えば、多結晶の非線形物質を粉末化し、図４の構造にしたもの、又は、単結晶、多結晶いずれかの非線形結晶の表面を、例えば、純水で処理することにより多孔性構造とし、実質的に表面積の大きい粉末法試料としたものも利用できる。
【００２３】
なお、途中の波長変換に用いる非線形結晶として、例えば、チタン酸リン酸カリウム（ＫＴｉＯＰＯ４：ＫＴＰ）、ベータ−ホウ酸バリウム（β−ＢａＢ２Ｏ４：ＢＢＯ）を用いることができる。但し、それぞれの波長変換に用いる結晶は、当該波長で透明でそれぞれの波長変換過程において位相整合するものであれば、どのような結晶を用いても構わないことは言うまでもない。
【００２４】
パターン発生部５０では、複数の基本波１２を同軸入射させて、両者の和周波のレーザー光を発生させることもできる。非線形結晶には、例えば、ＬＢＯやＣＬＢＯなど種々のものを用いることができる。
【００２５】
図５は、パターン発生部５０とイメージリレー部６０の概略図を示している。波形整形部４０でビーム整形された所定のパターンの基本波１２は、パターン発光部５０の板状のＳＨＧ体表面に均一に照射され、所定のパターンの照明光１３を発生する。この例では、基本波１２の照射パターンは、１０ｍｍ×４０ｍｍの矩形の形状である。照射ピークパワー密度１５ｋＷ／ｃｍ２の基本波の照射となり、変換効率０．２％が得られ、これにより１０ｍｍ×４０ｍｍの形状で９６ｍＷの発光を得ることができる。
【００２６】
（イメージリレー部）
イメージリレー部６０は、光線をその波形を保ちながら、移送するものである。本実施の形態のイメージリレー部６０は、パターン発光部５０で出力された所定のパターンの照明光１３を転送して、被照射物１０１に所定のパターンの照明光１３を照射するものである。ここで、パターン発光部５０で出力された所定のパターンは、被照射物１０１に照射された所定のパターンと一致している必要はなく、形状が変形し、一部欠け、又は、大きさなどが変化していてもよい。
【００２７】
パターン発生部５０で発生した１７７ｎｍ光は、例えば、窒素ガスでパージされた雰囲気で、被照明物１０１までイメージリレーされる。最も簡単な光学系は、２枚の凹面鏡６１、６１によるイメージリレーである。凹面鏡は、１７７ｎｍ光だけ反射するダイクロイックミラーとすることで、単一波長による照明が可能になる。この手法によると、波長が長く、それだけ部品入手性がよく、劣化度が１７７ｎｍ光よりも緩やかな、３５５ｎｍ光学系におけるビームの取り扱いによるビーム整形が可能となった。
【００２８】
以上のように、この３５５ｎｍ光によるビーム整形で、１７７ｎｍ照明光の形状を決定できる。この形状を制御することにより多種多様な、変形照明に対応できる。以上の変形照明により照明された被照明物１０１は、１７７ｎｍに感度のある受光部１０５で撮影され、正常、非正常を判別し、パターン検査をおこなうことができる。上記の例では、３５５ｎｍコヒレント光による２倍高調波発生（ＳＨＧ）光を照明光１３としたが、２波長のコヒレント光を照射し、その和周波を発生させ、上記と同様に照明光１３とすることができる。
【００２９】
このような照明装置により、従来、光学系の制限により得られ難かった深紫外光を照明光として用いることができ、さらに、十分にビーム整形され、かつ、スペクトル制御された光源を使用することができる。また、深紫外域において、変形照明をおこなうために、部品の入手性や、部品性能により著しく制限された照明光のスループットを、向上させることができる。
【００３０】
（パターン検査装置）
図６は、パターン検査装置１００の内部構成を示す概念図である。パターン検査装置１００は、マスクやウェハ等の基板を被照射物１０１として、かかる被照射物１０１のパターン欠陥を検査するものである。パターン検査装置１００は、光学画像取得部１５０と制御系回路１６０を備えている。光学画像取得部１５０は、図１に示す照明光１３を発生する照明装置１０と、ＸＹθテーブル１０２、拡大光学系１０４、フォトダイオードアレイなどの受光部１０５、センサ回路１０６、レーザー測長システム１２２、オートローダ１３０、ピエゾ素子１４２などを備えている。制御系回路１６０では、コンピュータとなる制御計算機１１０が、データ伝送路となるバス１２０を介して、位置回路１０７、比較回路１０８、展開回路１１１、参照回路１１２、オートフォーカス制御回路１４０、オートローダ制御回路１１３、テーブル制御回路１１４、磁気ディスク装置１０９、磁気テープ装置１１５、フレシキブルディスク装置（ＦＤ）１１６、ＣＲＴ１１７、パターンモニタ１１８、プリンタ１１９などに接続されている。また、ＸＹθテーブル１０２は、Ｘ軸モータ、Ｙ軸モータ、θ軸モータにより駆動される。図６では、本実施の形態を説明する上で必要な構成部分以外については記載を省略している。パターン検査装置１００にとって、通常、必要なその他の構成が含まれることは言うまでもない。
【００３１】
光学画像取得工程として、光学画像取得部１５０は、設計データに基づいて設計データに含まれる図形データが示す図形が描画された試料となるフォトマスクなどの被照射物１０１における光学画像を取得する。具体的には、光学画像は、以下のように取得される。
【００３２】
被照射物１０１は、ＸＹθ各軸のモータによって水平方向及び回転方向に移動可能に設けられたＸＹθテーブル１０２上に載置され、被照射物１０１に形成されたパターンには、ＸＹθテーブル１０２の上方に配置されている、照明装置１０によって光が照射される。照明装置１０から照射される光束は、試料となる被照射物１０１を照射する。被照射物１０１の下方には、拡大光学系１０４、受光部１０５及びセンサ回路１０６が配置されており、露光用マスクなどの試料となる被照射物１０１を透過した光は拡大光学系１０４を介して、受光部１０５に光学像として結像し、入射する。被照射物１０１のたわみやＸＹθテーブル１０２のＺ方向への変動を吸収するため，オートフォーカス制御回路１４０により制御されるピエゾ素子１４２を用いて被照射物１０１への焦点合わせを行なう。
【００３３】
図７は、光学画像の取得手順を説明するための図である。被検査領域は、図７に示すように、Ｙ方向に向かって、スキャン幅Ｗの短冊状の複数の検査ストライプ１０３に仮想的に分割され、更にその分割された各検査ストライプ１０３が連続的に走査されるようにＸＹθテーブル１０２の動作が制御され、Ｘ方向に移動しながら光学画像が取得される。受光部１０５では、図７に示されるようなスキャン幅Ｗの画像を連続的に入力する。そして、第１の検査ストライプ１０３における画像を取得した後、第２の検査ストライプ１０３における画像を今度は逆方向に移動しながら同様にスキャン幅Ｗの画像を連続的に入力する。そして、第３の検査ストライプ１０３における画像を取得する場合には、第２の検査ストライプ１０３における画像を取得する方向とは逆方向、すなわち、第１の検査ストライプ１０３における画像を取得した方向に移動しながら画像を取得する。このように、連続的に画像を取得していくことで、無駄な処理時間を短縮することができる。
【００３４】
受光部１０５上に結像されたパターンの像は、光電変換され、更にセンサ回路１０６によってＡ／Ｄ（アナログデジタル）変換される。受光部１０５には、フォトダイオードアレイ、ＴＤＩ（タイムディレイインテグレータ）センサのようなセンサが設置されている。ステージとなるＸＹθテーブル１０２をＸ軸方向に連続的に移動させることにより、ＴＤＩセンサは試料となる被照射物１０１のパターンを撮像する。光学画像取得部１５０は、深紫外光源を発生する照明装置１０を含め、拡大光学系１０４、受光部１０５、センサ回路１０６により高倍率の検査光学系が構成される。
【００３５】
ＸＹθテーブル１０２は、制御計算機１１０の制御の下にテーブル制御回路１１４により駆動される。Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向に駆動する３軸（Ｘ−Ｙ−θ）モータの様な駆動系によって移動可能となっている。これらの、Ｘモータ、Ｙモータ、θモータは、例えばステップモータを用いることができる。そして、ＸＹθテーブル１０２の移動位置はレーザー測長システム１２２により測定され、位置回路１０７に供給される。また、ＸＹθテーブル１０２上の被照射物１０１はオートローダ制御回路１１３により駆動されるオートローダ１３０から自動的に搬送され、検査終了後に自動的に排出されるものとなっている。
【００３６】
センサ回路１０６から出力された測定データ（光学画像）は、位置回路１０７から出力されたＸＹθテーブル１０２上における被照射物１０１の位置を示すデータとともに比較回路１０８に送られる。測定パターンデータは例えば８ビットの符号なしデータであり、各画素の明るさの階調を表現している。
【００３７】
一方、被照射物１０１のパターン形成時に用いた設計データは、記憶装置（記憶部）の一例である磁気ディスク装置１０９に記憶される。設計データは、磁気ディスク装置１０９から制御計算機１１０を通して展開回路１１１に読み出される。設計データの展開工程として、展開回路１１１は、読み出された被検査試料となる被照射物１０１の設計図形データを２値ないしは多値のイメージデータに変換して、このイメージデータが参照回路１１２に送られる。そして、参照回路１１２は、送られてきた図形のイメージデータに適切なフィルタ処理を施す。センサ回路１０６から得られた光学画像としての測定パターンデータは、拡大光学系１０４の解像特性や受光部１０５のアパーチャ効果等によってフィルタが作用した状態にあると言える。この状態では両者の特性に差異があるので、設計側のイメージデータにもフィルタ処理を施すことにより、測定パターンデータに合わせることができる。このようにして光学画像と比較する参照画像を作成する。
【００３８】
比較工程として、比較回路１０８は、試料となる被照射物１０１から得られる透過画像に基づいてセンサ回路１０６で生成された被検査パターン画像となる光学画像と、展開回路１１１と参照回路１１２で生成した検査基準パターン画像となる参照画像とを取り込み、所定のアルゴリズムに従って比較し、欠陥の有無を判定する。以上のように構成することで、利用効率の高い照明光を用いて信頼性の高いパターン検査方法を実現することができる。
【００３９】
以上の説明において、「〜回路」或いは「〜工程」と記載したものは、コンピュータで動作可能なプログラムにより構成することができる。或いは、ソフトウェアとなるプログラムだけではなく、ハードウェアとソフトウェアとの組合せにより実施させても構わない。或いは、ファームウェアとの組合せでも構わない。また、プログラムにより構成される場合、プログラムは、磁気ディスク装置、磁気テープ装置、ＦＤ、或いはＲＯＭ（リードオンリメモリ）等の記録媒体に記録される。例えば、演算制御部を構成するテーブル制御回路１１４、展開回路１１１、参照回路１１２、比較回路１０８等は、電気的回路で構成されていても良いし、制御計算機１１０によって処理することのできるソフトウェアとして実現してもよい。また電気的回路とソフトウェアの組み合わせで実現しても良い。
【００４０】
以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。各実施の形態では、ＸＹθテーブル１０２が移動することで検査位置が走査されているが、ＸＹθテーブル１０２を固定してその他の光学系が移動するように構成しても構わない。すなわち、相対移動すればよい。また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての照明装置１０、或いはパターン検査装置１００は、本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】実施の形態の照明装置とその比較例のブロックである。
【図２】実施の形態の照明装置の光源の概念図である。
【図３】実施の形態の照明装置の他の光源の概念図である。
【図４】実施の形態のパターン発生部の説明図である。
【図５】実施の形態のパターン発光部とイメージリレー部の説明図である。
【図６】実施の形態のパターン検査装置の概念図である。
【図７】実施の形態の光学画像の取得手順の説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０  照明装置
１１  比較例の照明装置
２０  光源
２１、２１１、２１２  レーザー発振器
２２  レーザー増幅器
２２１、２２２  光ファイバ
２３  集光レンズ
２４  高調波発生部
２５  和周波発生部
３０、３１、３２  光学系
４０、４１  波形整形部
５０  パターン発光部
５１  発光部
５２  非線形結晶粉体層
５３、５４、５７、５８  ガラス
５５  ヒートシンク
５６  基板
６０  イメージリレー部
６１  凹面鏡
１００  パターン検査装置
１０１  被照射物
１０２  ＸＹθテーブル
１０４  拡大光学系
１０５  受光部
１０６  センサ回路
１０７  位置回路
１０８  比較回路
１１０  制御計算機
１１１  展開回路
１１２  参照回路
１５０  光学画像取得部
【図１】
0004634427.tif 000002
【図２】
0004634427.tif 000003
【図３】
0004634427.tif 000004
【図４】
0004634427.tif 000005
【図５】
0004634427.tif 000006
【図６】
0004634427.tif 000007
【図７】
0004634427.tif 000008