(57)【要約】【課題】  光学系の変動が生じても、欠陥を安定して検出することができる欠陥検査装置を提供する。【解決手段】  Ｑフィルタ生成部４は、光学系の点広がり関数についてのデータから、点広がり関数に適応したＱフィルタを生成する。差画像生成部１は、センサ画像と参照画像の２枚の画像データから、２枚の画像の差画像を生成する。Ｑフィルタ適用部２は、差画像生成部１により得られた差画像に対し、Ｑフィルタ生成部４により得られたＱフィルタを適用し、各画素毎に得たＱフィルタの値を出力する。欠陥判定部３は、フィルタ適用部３により得られた各画素毎のＱフィルタの出力値を、予め定められたしきい値と比較し、しきい値より大きな出力値を持つ画素及びそのＱフィルタ出力値を欠陥情報として出力する。【選択図】  図１
2005164446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査体からの透過光又は反射光を撮像したセンサ画像と参照画像との差画像を生成する差画像生成部と、光学系の点広がり関数からＱフィルタを生成するＱフィルタ生成部と、前記差画像に前記Ｑフィルタを適用して前記Ｑフィルタの出力値を出力するフィルタ適用部と、前記Ｑフィルタの出力値から欠陥を判定する欠陥判定部と、を有することを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項２】
画素をｘ−ｙ座標で表し、前記点広がり関数をｆ（ｘ、ｙ）とするとき、前記Ｑフィルタ生成部は、前記点広がり関数から所定のタイル点ｔを求め、前記点広がり関数ｆ（ｘ、ｙ）が前記タイル点ｔよりも大きい座標位置で０、同一か又は小さい位置で１となる第１のフィルタＱ１（ｘ、ｙ）を求め、この第１のフィルタＱ１（ｘ，ｙ）と、中心部で１、その他の位置で０となる第２のフィルタＱ２（ｘ、ｙ）とを、Ｑフィルタとして生成することを特徴とする請求項１に記載の欠陥検査装置。
【請求項３】
画素をｘ−ｙ座標で表し、前記点広がり関数をｆ（ｘ、ｙ）とするとき、前記Ｑフィルタ生成部は、下記数式によりタイル点ｔを求め、
2005164446.tif 000021
2005164446.tif 000022
ただし、ｋは０＜ｋ＜１の範囲の任意の数
ｆ（ｘ、ｙ）≦ｔを満たす座標位置が１、そうでない座標位置が０である第１のフィルタＱ１（ｘ，ｙ）と、中心部で１、その他の位置で０となる第２のフィルタＱ２（ｘ、ｙ）とを、Ｑフィルタとして生成することを特徴とする請求項１に記載の欠陥検査装置。
【請求項４】
前記フィルタ適用部は、前記差画像に前記第２のフィルタＱ２（ｘ、ｙ）を乗算して得た値の最大値から、前記差画像に前記第１のフィルタＱ１（ｘ、ｙ）を乗算して得た値の最大値を差し引いた値を、前記Ｑフィルタの出力値として出力することを特徴とする請求項２又は３に記載の欠陥検査装置。
【請求項５】
前記欠陥判定部は、前記Ｑフィルタの出力値がしきい値を超えている場合に欠陥を有すると判定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の欠陥検査装置。
【請求項６】
前記被検査体はレチクルであり、前記参照画像は、回路パターンから生成された画像又は前記レチクル上の他の領域に存在する同一パターン部位を透過又は反射した光を撮像した画像であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の欠陥検査装置。
【請求項７】
前記被検査体は液晶パネル又はプリント基板であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の欠陥検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置用のフォトマスク（レチクル）上に存在する微小孤立欠陥の有無を検出する欠陥検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レチクル上の欠陥を検出するために、センサ画像と参照画像との差画像を使用することが広く行われている（特許文献１、特許文献２）。特許文献１においては、非検査パターンのエッジ位置を高速に検出し、被検査パターンのパターン幅と参照データのパターン修正幅を正確に求めるために、参照画像生成部が光学的点拡がり関数と被測定パターン画像との畳み込み演算により、エッジ境界条件を求めてエッジ位置を検出し、各画素内に展開されたパターンの幅として、被測定パターンと参照データのパターン幅を算出するパターン検査装置が開示されている。また、特許文献２においては、検査画像にモフォロジーフィルタ（Ｑフィルタも含まれる）を複数回かけて参照画像を得るパターン検査方法が開示されている。
【０００３】
なお、センサ画像は、レチクルに光を当てて透過光をセンサで撮像した光学画像である。また、参照画像は、回路パターンから生成された画像又はレチクル上の他の領域に存在する同一パターン部位の光学画像である。更に、差画像とは、センサ画像と参照画像の注目画素の画素値がそれぞれｐ,ｑであるとき、注目画素の画素値がｐ−ｑである画像のことである。
【０００４】
そして、センサ画像と参照画像との差画像から微小孤立欠陥を検出する方法として、Quoitフィルタ（以下、Ｑフィルタと記す）を用いる方法が知られている（非特許文献１）。ＱフィルタはMorphologicalフィルタの一種であり、図６（ａ）及び（ｂ）に示すような、中心部が１、そのまわりが０のディスクフィルタ６１と、周辺部が１、その内側が０のドーナツフィルタ６２の２つのフィルタから構成されている。この両フィルタによる演算結果の差がＱフィルタ処理の出力値となる。Ｑフィルタによる演算は概念的には、図６（ｃ）に示すように、差画像６３に対し、ディスクフィルタ６１とドーナツフィルタ６２とを、フィルタ中心を一致させて、上からかぶせる。このとき、ドーナツフィルタ６２は中央部が０であるので、下まで落ち込む。結果として、ディスクフィルタ６１とドーナツフィルタ６２との間に高低差ｑが生じる。即ち、差画像６３に対し、ディスクフィルタ６１をかけると差画像６３のある特定の領域の中心部の画素値が得られ、ドーナツフィルタ６２をかけると差画像６３の前記領域の周辺部の画素値が得られる。孤立性欠陥の場合、画素値は欠陥部で高く、その周辺部が低いものであるので、フィルタ中心と欠陥部とが一致した場合に、ディスクフィルタ６１とドーナツフィルタ６２の間に高低差ｑが生じる。この高低差ｑがＱフィルタの出力値となる。Ｑフィルタは、差画像の画素値が大きい箇所のうち、微小孤立欠陥のみを特異的に検出することができるという長所をもつ。従って、Ｑフィルタの出力値を予め定めたしきい値と比較すれば、微小孤立欠陥を検出することができる。
【０００５】
また、孤立性欠陥が回転対称系であり、かつ単調減少型と仮定できる場合で、ディスクフィルタの中心と孤立性欠陥の最頂点が一致するような配置状態では、ディスクフィルタの中で最高の高低差ｑを導きだすのに貢献しているのはディスクフィルタの中心の１点のみである。このため、ディスクフィルタを１点フィルタで代用するN-Quoitフィルタも開示されている（非特許文献１）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１７５８５７
【特許文献２】特開２００３−２４７９５６
【非特許文献１】奥村俊昭、三輪倫子、加古純一他：肺がん検診用ＣＴ（ＬＳＣＴ）の診断支援システム：コンピュータ支援画像診断学会論文誌:Vol.2 No.3 1998
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述のＱフィルタを用いた従来の欠陥検査方法には、センサ画像が光学画像であるため、光学系の変動によりＱフィルタの出力値が大きく変動し、安定した欠陥検出が困難であるという問題点がある。なお、この光学系の変動とは、例えば、フォーカスがジャストフォーカスから僅かにずれることによって、又は、光がレンズの中心から僅かにずれた位置をとおることによって、発生する。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、光学系の変動が生じても、欠陥を安定して検出することができる欠陥検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明に係る欠陥検査装置は、被検査体からの透過光又は反射光を撮像したセンサ画像と参照画像との差画像を生成する差画像生成部と、光学系の点広がり関数からＱフィルタを生成するＱフィルタ生成部と、前記差画像に前記Ｑフィルタを適用して前記Ｑフィルタの出力値を出力するフィルタ適用部と、前記Ｑフィルタの出力値から欠陥を判定する欠陥判定部と、を有することを特徴とする。
【００１０】
この欠陥検査装置において、画素をｘ−ｙ座標で表し、前記点広がり関数をｆ（ｘ、ｙ）とするとき、前記Ｑフィルタ生成部は、例えば、前記点広がり関数のヒストグラムから所定のタイル点ｔを求め、前記点広がり関数ｆ（ｘ、ｙ）が前記タイル点ｔよりも大きい座標位置で０、同一か又は小さい位置で１となる第１のフィルタＱ１（ｘ、ｙ）を求め、この第１のフィルタＱ１（ｘ，ｙ）と、中心部で１、その他の位置で０となる第２のフィルタＱ２（ｘ、ｙ）とを、Ｑフィルタとして生成する。
【００１１】
又は、画素をｘ−ｙ座標で表し、前記点広がり関数をｆ（ｘ、ｙ）とするとき、前記Ｑフィルタ生成部は、例えば、下記数式によりタイル点ｔを求め、ｆ（ｘ、ｙ）≦ｔを満たす座標位置が１、そうでない座標位置が０である第１のフィルタＱ１（ｘ，ｙ）と、中心部で１、その他の位置で０となる第２のフィルタＱ２（ｘ、ｙ）とを、Ｑフィルタとして生成する。
2005164446.tif 000003
2005164446.tif 000004
ただし、ｋは０＜ｋ＜１の範囲の任意の数
【００１２】
また、本発明の欠陥検査装置において、前記フィルタ適用部は、例えば、前記差画像に前記第２のフィルタＱ２（ｘ、ｙ）を乗算して得た値の最大値から、前記差画像に前記第１のフィルタＱ１（ｘ、ｙ）を乗算して得た値の最大値を差し引いた値を、前記Ｑフィルタの出力値として出力することを特徴とする。
【００１３】
更に、前記欠陥判定部は、例えば、前記Ｑフィルタの出力値がしきい値を超えている場合に欠陥を有すると判定することを特徴とする。
【００１４】
上記各欠陥検査装置において、前記被検査体が半導体製造装置のレチクルである場合、前記参照画像は、回路パターンから生成された画像又は前記レチクル上の他の領域に存在する同一パターン部位を透過又は反射した光を撮像した画像とすることができる。
【００１５】
また、前記被検査体としては、液晶パネル又はプリント基板とすることもできる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、光学系の点広がり関数に応じてＱフィルタを変更するので、光学系の点広がり関数の変動がＱフィルタの出力に与える影響は小さくなる。このため、光学系が変動しても微小孤立欠陥検出を安定して行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る欠陥検査装置を示すブロック図、図２は、Ｑフィルタの出力値を概念的に示すための図であり、（ａ）はディスクフィルタを示した図、（ｂ）及び（ｃ）はドーナツフィルタを示した図、（ｄ）はＱフィルタの出力値を概念的に示した図である。図３は、透過光の点広がり関数の変化により同一欠陥に対する差画像が異なってくることを模式的に表した図であり、（ａ）はセンサ画像を示した図、（ｂ）は参照画像を示した図、（ｃ）及び（ｄ）は欠陥部付近を拡大して模式的に表した差画像拡大図である。図４は、本発明の実施の形態の動作を示すフローチャート図である。図５は、透過光の点広がり関数が表１に示すものであるときの参照画像、センサ画像、差画像を模式的に表した図であり、（ａ）は検査レチクルから欠陥の存在する部分を抜き出した部分レチクルを示した図、（ｂ）は参照画像を示した図、（ｃ）はセンサ画像を示した図、（ｄ）は差画像を示した図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態の欠陥検査装置は、センサ画像と参照画像との２枚の画像を受け取り、これらの２枚の画像の差画像を生成する差画像生成部１と、光学系の点広がり関数からこの点広がり関数に応じたＱフィルタを生成するＱフィルタ生成部４と、前記Ｑフィルタを前記差画像に適用して、各画素毎に得たＱフィルタの出力値を出力するＱフィルタ適用部２と、各画素毎のＱフィルタの出力値と予め定められたしきい値とを比較し、Ｑフィルタの出力値がしきい値より大きい場合に、そのしきい値より大きな出力値を持つ画素及びそのＱフィルタ出力値を欠陥情報として出力する欠陥判定部３とを備えている。
【００１９】
なお、Ｑフィルタは、フィルタ中心を含む領域における値が０でフィルタ周辺の座標点における値が１である第１のフィルタ（ドーナツフィルタ２２）と、フィルタ中心の座標点の値が１で、他の座標点における値が０である第２のフィルタ（ディスクフィルタ２１）とから構成される。そして、ドーナツフィルタ２２による演算は、ドーナツフィルタ２２の値が１である点の演算値の中の最大値を求めることであり、Ｑフィルタの出力値は、ディスクフィルタ２１の演算結果からドーナツフィルタ２２の演算結果を差し引いたものである。また、透過光の点広がり関数は、透過光の強度分布を表す関数であり、例えば、星の天体写真等のように、点状の物体が写っていれば、その周囲の階調値から関数が求まる。また、半導体の配線パターンのように、線状の物体が写っていれば、その周囲の階調値から線と直交する方向の関数成分が求まる。これらのいくつか組み合わせて点広がり関数を求めることができる。ドーナツフィルタ２２の一例を下記表２に、ディスクフィルタ２１の一例を下記表３に、また点広がり関数の一例を下記表１に示す。なお、ドーナツフィルタの形状はドーナツフィルタ２２のような円形でなくてもよく、例えばドーナツフィルタ２５のような楕円形でもよい。
【００２０】
Ｑフィルタの出力値は例えば次のように計算される。図２（ｄ）は差画像の画素値が最大である画素にＱフィルタを適用した場合の出力値を概念的に示した図である。ディスクフィルタ２１とドーナツフィルタ２２のフィルタ中心を一致させ、差画像２３の画素値が最大である画素にディスクフィルタ２１とドーナツフィルタ２２を適用する。ディスクフィルタ２１は、表３に示すように、フィルタの中心の座標点における値のみ１で、他の座標点における値は０である。差画像２３の画素値が最大である画素（画素値をａとする）にディスクフィルタ２１を適用すると、ディスクフィルタ２１の出力は差画像２３の最大の画素値ａとなる。ドーナツフィルタ２２は、表２に示すように、フィルタ中心部付近の座標点における値が０でそれ以外のフィルタ周辺部の座標点における値は１である。差画像２３の画素値が最大である画素にドーナツフィルタ２２を適用すると、その出力値は差画像の画素値の分布の裾部分の値となり、差画像２３の画素値の最大値のａよりも小さい画素値ｂがドーナツフィルタ２２の出力となる。結果としてディスクフィルタ２１の出力値ａとドーナツフィルタ２２の出力値ｂの差であるａ−ｂがＱフィルタの出力値となる。
【００２１】
前述の如く、Ｑフィルタはドーナツフィルタ２２とディスクフィルタ２１の２つのフィルタから構成されるが、本実施形態においては、ドーナツフィルタ２２は光学系の点広がり関数に応じて決まるものである。即ち、Ｑフィルタ生成部４は、下記数式１及び数式２によりタイル点ｔを求める。そして、Ｑフィルタ生成部４は、下記数式３を満たす座標位置が１、そうでない座標位置が０である第１のフィルタＱ１（ｘ，ｙ）と、中心部で１、その他の位置で０となる第２のフィルタＱ２（ｘ、ｙ）とを、Ｑフィルタとして生成する。
【００２２】
【数１】
2005164446.tif 000005
【００２３】
【数２】
2005164446.tif 000006
ただし、ｋは０＜ｋ＜１の範囲の任意の数
【００２４】
【数３】
2005164446.tif 000007
【００２５】
次に、上述の如く構成された本実施形態の欠陥検査システムの動作について、図４のフローチャートを参照して具体的に説明する。先ず、Ｑフィルタ生成部４が与えられた透過光の点広がり関数から、Ｑフィルタを生成する（ステップ４１）。
【００２６】
具体的に、点広がり関数ｆ（ｘ、ｙ）が与えられた場合について、Ｑフィルタの生成方法について説明する。いま、透過光の点広がり関数ｆ（ｘ、ｙ）が下記表１に示すように与えられたとする。表１に示すように、ｘ＝０，ｙ＝０の座標点（画素）を中心として、透過光の強度が周辺部に向かって小さくなるように分布している。そして、この点広がり関数ｆ（ｘ、ｙ）が表１のように与えられた場合に、数式１からＦ（ｚ）を求め、数式２からタイル点ｔを求めると、ｔ＝０．０５となる。そこで、ドーナツフィルタＱ１（ｘ，ｙ）は、ｆ（ｘ、ｙ）の値がｔの値以下のときはＱ１（ｘ、ｙ）＝１、ｆ（ｘ、ｙ）の値がｔより大きいときはＱ１（ｘ、ｙ）＝０となるものであるから、下記表２に示すように、中央部が０、周辺部が１となるフィルタが得られる。このようにして、表１に示す点広がり関数から、表２に示すドーナツフィルタＱ１（ｘ、ｙ）が得られる。一方、ディスクフィルタＱ２（ｘ、ｙ）については、点広がり関数に依らず、常に表３に示すように、中心部（ｘ＝０，ｙ＝０）が１で、その他の座標点が０となるフィルタである。このようにして、Ｑフィルタ生成部４は、表１に示す点広がり関数が与えられると、表２に示すドーナツフィルタと表３に示すディスクフィルタを生成して出力する。
【００２７】
【表１】
2005164446.tif 000008
【００２８】
【表２】
2005164446.tif 000009
【００２９】
【表３】
2005164446.tif 000010
【００３０】
次に、光学系が変動し点広がり関数が変動した場合について説明する。点広がり関数が、表１ではなく、表４のように変化したとする。そうすると、Ｑフィルタ生成部４は、前述のように、数式１及び２に基づいて、タイル点ｔを求めるが、同様に、ｔ＝０．０５となる。従って、前述と同様に、ドーナツフィルタＱ１を求めると、下記表５のようになる。一方、ディスクフィルタＱ２は点広がり関数に依らないので、表６に示すようになる。このようにして、Ｑフィルタ生成部４は、表４に示す点広がり関数が与えられると、表５に示すドーナツフィルタと表６に示すディスクフィルタを出力する。
【００３１】
【表４】
2005164446.tif 000011
【００３２】
【表５】
2005164446.tif 000012
【００３３】
【表６】
2005164446.tif 000013
【００３４】
なお、上記例では、タイル点ｔを前記数式１及び２から求めているが、タイル点の求め方はこれに限らない。例えば、点広がり関数の各座標点における値についてのデータ（座標点の数はｎ個とする）をヒストグラムに表し、値の大きい順にデータ数を積算していった場合に、例えば、ｎ×０．８番目のデータが含まれる値をタイル点ｔとしてもよい。
【００３５】
次に、差画像生成部１は、与えられたセンサ画像と参照画像とから差画像を生成する（ステップＳ４２、図４）。ここで、センサ画像とは、レチクル検査部位に光を当てて透過光をセンサで撮像した光学画像のことである。参照画像としては、検査対象が設計のとおりに欠陥なく完成していたと仮定した場合にコンピュータ上で作成された仮想の画像、又は検査対象と同一の対象における同一パターン部位における光学画像等が考えられる。差画像とは、センサ画像と参照画像の注目画素の画素値が夫々ｐ,ｑであるときには、注目画素の画素値がｐ−ｑである画像のことである。
【００３６】
例えば、検査レチクルの一部分を抜き出した部分レチクル５１（図５（ａ）参照）上に欠陥５２が存在するとする。この場合に、部分レチクル５１は欠陥５２を除く全ての部分で、光を１００％遮断し、欠陥５２は光を１００％透過するとする。また、欠陥５２の大きさはセンサ上の１画素と同じ長さの正方形の形状であるとする。更に、透過光の点広がり関数が表１に示されているものであるとする。このとき、センサ画像として図５（ｃ）に示すセンサ画像５３が得られる。センサ画像５３は、欠陥５４（センサ画像上の欠陥）の周囲を除いて、全て画素値０の画像であり、参照画像５５（図５（ｂ）参照）は全ての画素値が０の画像である。センサ画像５３のうち、欠陥５４とその周囲の部分について抽出すると、その部分センサ画像は、例えば、下記表７に示すようになっている。参照画像５５は全ての画素値が０の画像である。従って、欠陥５７の周囲では、部分差画像は、下記表８に示すようになる。なお、差画像は模式的に表すと図５（ｄ）の差画像５６のようになり、欠陥５７の周囲以外全て画素値０の画像である。差画像生成部１は、このようにして得られた差画像５６（表８）を出力する。
【００３７】
【表７】
2005164446.tif 000014
【００３８】
【表８】
2005164446.tif 000015
【００３９】
次に、同一の欠陥に対して点広がり関数のみが変動した場合について、その部分差画像を求める方法について説明する。透過光の点広がり関数が表１に示す点広がり関数ではなく、表４に示す点広がり関数に変動したとする。点広がり関数が変わっても、欠陥周囲以外の画像は変わらないので、センサ画像と差画像は欠陥周囲を除いて表１に示す点広がり関数の場合と同一である。そして、欠陥周囲のセンサ画像のみが点広がり関数の変更の影響を受けるので、部分センサ画像は、例えば、点広がり関数の変動により、下記表９に示すように変化したとする。参照画像の画素値は全て０であるので、欠陥周囲の部分差画像は表１０に示すようになる。
【００４０】
【表９】
2005164446.tif 000016
【００４１】
【表１０】
2005164446.tif 000017
【００４２】
次に、フィルタ適用部２は、上述の如くして得られた差画像に、Ｑフィルタを適用する（ステップＳ４３）。具体的には、差画像として差画像５６（欠陥５７及びその周囲では、その部分差画像が表８に示すようになっている）が与えられ、Ｑフィルタとして表２に示すドーナツフィルタと表３に示すディスクフィルタが与えられたとする。ここで、例えば注目画素ｘ＝１００、ｙ＝１００に対してＱフィルタの出力値は次のように計算する。
【００４３】
先ず、ディスクフィルタ２２の出力値を求める。画素（ｘ、ｙ）における差画像の画素値をＶ（ｘ、ｙ）とする。ここで、Ｖ（１００＋ｖｘ、１００＋ｖｙ）のうち、最大の値を求める。但し、ディスクフィルタＱ２（ｖｘ、ｖｙ）＝１である。この場合、最大となるのは、ｖｘ＝０、ｖｙ＝０、即ちｘ＝１００、ｙ＝１００の場合であり、この最大値は、表８から、３０となる。これがディスクフィルタ２２の出力値となる。
【００４４】
次に、ドーナツフィルタ２２の出力値を求める。ドーナツフィルタ２２の出力値はＶ（１００＋ｖｘ、１００＋ｖｙ）のうち最大の値である。但し、ドーナツフィルタＱ１（ｖｘ、ｖｙ）＝１である。本例の場合、最大となるのは、ｖｘ＝−２、ｖｙ＝−２、即ちｘ＝９８、ｙ＝９８の場合などであり、表８から、ドーナツフィルタ２２の出力値は５となる。
【００４５】
最後に、Ｑフィルタの出力を求める。Ｑフィルタの出力はディスクフィルタの値３０からドーナツフィルタの値５を減算した値となる。減算した結果が負の値となった場合は０に切り上げる。従って、Ｑフィルタの出力は２５である。同様にして、全ての画素に対してＱフィルタの出力を求める。その結果、Ｑフィルタとして、表２に示すドーナツフィルタと表３に示すディスクフィルタが与えられた場合は、欠陥周囲のＱフィルタの出力は下記表１１に示すようになる。
【００４６】
【表１１】
2005164446.tif 000018
【００４７】
次に、同一の欠陥に対して点広がり関数のみが変動した場合にＱフィルタを適用した例について説明する。透過光の点広がり関数が表１に示す点広がり関数ではなく、表４に示す点広がり関数に変動したとき、Ｑフィルタ適用部２に入力される差画像は、欠陥周囲のみ抜き出すと、上記表１０に示す部分差画像になる。また、与えられるＱフィルタは表５に示すドーナツフィルタと表６に示すディスクフィルタになる。前述と同様に、注目画素ｘ＝１００、ｙ＝１００におけるＱフィルタの出力を求めると、ディスクフィルタの出力はｘ＝１００、ｙ＝１００における画素値３０となる。ドーナツフィルタの出力はｘ＝９７、ｙ＝９８などにおける画素値５となる。従って、Ｑフィルタの出力は２５となる。同様にして、全ての画素に対してＱフィルタの出力を求める。その結果、Ｑフィルタとして表５に示すドーナツフィルタと表６に示すディスクフィルタが与えられた場合には、欠陥周囲のＱフィルタの出力は下記表１２に示すようになる。
【００４８】
このように、表１に示す点広がり関数の場合も、表４に示す点広がり関数の場合も、同じ欠陥に対するＱフィルタの出力は、表１１及び表１２に示されるように、画素値が最大の画素（ｘ＝１００、ｙ＝１００）に対しては同じ２５になる。従って、本実施形態においては、点広がり関数の変動によらず、同一欠陥からは同一のＱフィルタ値が得られる。
【００４９】
【表１２】
2005164446.tif 000019
【００５０】
最後に、欠陥判定部３は、ステップＳ４３で得られたＱフィルタの出力値に基づき、欠陥を判定する。即ち、欠陥判定部３は、与えられたＱフィルタの出力と予め定められたしきい値とを比較し、しきい値より大きなＱフィルタの出力を持つ画素を欠陥として検出し、出力する。具体的には、Ｑフィルタの出力が表１１に示すような出力で、予め定められたしきい値が２０であったとする。このとき画素（ｘ＝１００、ｙ＝１００）におけるＱフィルタの出力が２５でしきい値を上回っているから、画素（ｘ＝１００、ｙ＝１００）を欠陥として出力する。欠陥を出力した後、処理は終了する。また、点広がり関数が変動した場合も、表１２に示すＱフィルタ値が得られるので、欠陥判定部３は同様に画素（ｘ＝１００、ｙ＝１００）を欠陥として出力する。
【００５１】
しかし、従来の技術のように点広がり関数に応じて変化することのない固定したＱフィルタを適用すると、このＱフィルタ値が大きく変化することがある。例えば、表１０に示す部分差画像に対して、表５に示すドーナツフィルタと表６に示すディスクフィルタではなく、表２に示すドーナツフィルタと表３に示すディスクフィルタを適用してみる。注目画素ｘ＝１００、ｙ＝１００におけるＱフィルタの出力を求めると、ディスクフィルタの出力はｖｘ＝０、ｖｙ＝０、即ちｘ＝１００、ｙ＝１００における画素値３０、ドーナツフィルタの出力はｖｘ＝−２、ｖｙ＝−１、即ちｘ＝９８、ｙ＝９９等における画素値２０となる。従って、Ｑフィルタの出力は１０となる。同様にして、全ての画素に対してＱフィルタの出力を求めると、欠陥及びその周囲のＱフィルタの出力は下記表１３のようになる。同じ欠陥を検査しているにもかかわらず、表１に示す点広がり関数の場合と表４に示す点広がり関数の場合では、夫々表１１に示すＱフィルタの出力と表１３に示すＱフィルタの出力のように、Ｑフィルタの出力に差が生じてしまう。よって、欠陥判定部３は、表１１のＱフィルタ値の場合は欠陥を検出するが、点広がり関数が変動してＱフィルタ値が表１３のようになった場合には、欠陥を検出できない。
【００５２】
【表１３】
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【００５３】
センサ画像は光学画像であるため、光学系の状態が変動し透過光又は反射光の点広がり関数が変化すると、差画像における欠陥の現れ方が変化し、結果としてＱフィルタの出力値も変化することになり、欠陥検出力の安定しない欠陥検査装置となってしまう。図３は透過光の点広がり関数の変化により同一欠陥に対する差画像が異なってくることを模式的に表した図である。欠陥３３を含むセンサ画像３１と、欠陥を含まない参照画像３２との差画像を生成した結果、欠陥３３は差画像３４上では欠陥３５のように現れたとする。ところが光学系の状態が変動し、点広がり関数がなまったとすると、差画像３６上の欠陥３７のように、差画像上でも同様になまりが生じる。このため、同一のＱフィルタを使用した場合、欠陥３５と欠陥３７では明らかにＱフィルタの出力値が変化する。即ち、同一のＱフィルタを使用した場合、全く同じ欠陥を同じしきい値で複数回検査した場合であっても、光学系の状態が変動すると透過光の点広がり関数の変化によりＱフィルタの出力値が変化するため、欠陥が検出されたりされなかったりすることがある。即ち、欠陥検出力の安定しない欠陥検査システムとなってしまう。
【００５４】
なお、タイル点の求め方としては、数式１及び数式２による場合に、限らない。前述の如く、タイル点の求め方としては、点広がり関数の各座標点における値についてのデータ（座標点の数はｎ個とする）をヒストグラムに表し、値の大きい順にデータ数を積算していった場合に、例えば、ｎ×０．８番目のデータが含まれる値をタイル点ｔとしてもよい。この場合は、５つのデータ１，３，６，７，９があったとき、上から５×０．８＝４で、４番目のデータである３がタイル点となる。
【００５５】
また、前述の実施形態において、ディスクフィルタ（第２のフィルタ）Ｑ２（ｘ、ｙ）は、中心点のみ１で、他の座標点が０であるものであったが、必ずしもこのようなものに限らず、ディスクフィルタＱ２（ｘ、ｙ）は、フィルタの中心の座標点を含む一定の領域における値のみ１で、他の座標点における値は０であるフィルタとすることもできる。また、このディスクフィルタＱ２（ｘ、ｙ）についても、点広がり関数に応じて、フィルタの中心の座標点を含む値が１である領域の範囲を変えてもよい。
【００５６】
更に、透過光に限らず、この透過光に変えて反射光を使用しても本実施形態と同様に欠陥を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の形態に係る欠陥検査装置を示すブロック図である。
【図２】Ｑフィルタの出力値を概念的に示すための図であり、（ａ）はディスクフィルタを示した図、（ｂ）及び（ｃ）はドーナツフィルタを示した図、（ｄ）はＱフィルタの出力値を概念的に示した図である。
【図３】透過光の点広がり関数の変化により同一欠陥に対する差画像が異なってくることを模式的に表した図であり、（ａ）はセンサ画像を示した図、（ｂ）は参照画像を示した図、（ｃ）及び（ｄ）は欠陥部付近を拡大して模式的に表した差画像拡大図である。
【図４】本発明の実施の形態の動作を示すフローチャート図である。
【図５】透過光の点広がり関数が表１に示すものであるときの参照画像、センサ画像、差画像を模式的に表した図であり、（ａ）は検査レチクルから欠陥の存在する部分を抜き出した部分レチクルを示した図、（ｂ）は参照画像を示した図、（ｃ）はセンサ画像を示した図、（ｄ）は差画像を示した図である。
【図６】Ｑフィルタによる演算を概念的に表した図である。
【符号の説明】
【００５８】
１；差画像生成部
２；フィルタ適用部
３；欠陥判定部
４；フィルタ生成部
２１；ディスクフィルタ
２２；ドーナツフィルタ
２３；差画像の画素値の分布
２４；フィルタの中心
ａ；ディスクフィルタ出力値
ｂ；ドーナツフィルタ出力値
ｃ；Ｑフィルタの出力値
３１；センサ画像
３２；参照画像
３３；欠陥
３４；差画像拡大図
３５；欠陥
３６；差画像拡大図
３７；欠陥
５１；レチクル
５２；欠陥
５３；センサ画像
５４；欠陥
５５；参照画像
５６；差画像
５７；欠陥
６１；ディスクフィルタ
６２；ドーナツフィルタ
６３；微小孤立欠陥
【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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