(57)【要約】【課題】校正サンプル、パターン検査装置および方法において、被検物に形成されるパターンに応じて、適切な検出感度が得られるように校正を行うことができるようにする。【解決手段】パターン検査装置５０に、被検物である基板２０に形成されるべきパターンに応じて複数の校正用パターンを基板２０と同様の製造方法により形成したキャリブレーションサンプル１を検査位置に移動するサンプル移動機構２と、検査位置を照明する照明光学系３と、キャリブレーションサンプル１を撮像する撮像光学系５を設ける。そして統合制御手段１０により、キャリブレーションサンプル１の画像読取条件を調整できるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検物に形成されたパターンを検査するための画像読取手段の校正に用いる校正サンプルであって、
該校正サンプルの校正用パターンが、被検物と同様の製造方法により形成されるとともに、前記被検物に形成されるべきパターンに応じて複数設けられたことを特徴とする校正サンプル。
【請求項２】
前記校正用パターンが、異なる反射率を有する複数の背景部上に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の校正サンプル。
【請求項３】
前複数の校正用パターン間に、互いに平行なエッジ部を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の校正サンプル。
【請求項４】
被検物を照明する照明手段と被検物の像を撮像する撮像手段とを有し、被検物に形成されたパターンの画像読取検査を行う画像読取部と、
該画像読取部の画像読取条件を制御する読取制御手段と、
前記画像読取部により読み取り可能に設けられた請求項１〜３のいずれかに記載の校正サンプルとを備え、
該校正サンプルの前記校正用パターンを前記画像読取部により読み取り、その読取画像に応じて、前記画像読取検査時の画像読取条件の校正を行うことを特徴とするパターン検査装置。
【請求項５】
前記画像読取条件の校正を、前記校正サンプルの１つに設けられた複数の校正用パターンにより行うことを特徴とする請求項４に記載のパターン検査装置。
【請求項６】
前記校正サンプルが、複数の被検物のパターンに対応して異なる校正用パターンを有する複数からなるとともに、前記画像読取部の画像読取位置に選択的に移動可能に保持する校正サンプル切替手段に保持され、
前記画像読取条件の校正に用いる前記校正サンプルを、前記画像読取検査を行う被検物のパターンに応じて切り替えられるようにしたことを特徴とする請求項４または５に記載のパターン検査装置。
【請求項７】
被検物に形成されたパターンの画像読取検査に先立って、校正サンプルの校正用パターンを画像読取検査することにより、前記画像読取検査の画像読取条件を校正するパターン検査方法であって、
請求項１〜３のいずれかに記載の校正サンプルの校正用パターンを読み取り、
その読取画像に応じて、前記画像読取検査時の画像読取条件の校正を行うことを特徴とするパターン検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検物のパターンの欠陥を検出する画像読取検査を行うための校正サンプル、パターン検査装置および方法に関する。特に、欠陥検出感度の自己校正が可能なパターン検査装置、例えば、液晶基板やウェハ上に形成された回路チップなどの検査を行うためのパターン検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶デバイスや半導体回路などの分野において、高精細化、高集積化が進んでいる。そのため、そのような表面に規則的なパターンが形成された被検物のパターンの欠陥や異常を画像読取検査により検査するパターン検査装置が用いられている。
従来、このようなパターン検査装置は、被検物を照明し、その像を撮像手段により撮像して、画像信号に変換し、適宜の画像処理により、パターンが正しく形成されているかどうか検査している。
検査の感度を向上するには、適切な照明を行い、撮像手段の光学条件、例えばフォーカス、輝度分布、光学系のアライメントなどの変数条件を適正な一定範囲に調整する必要がある。そこでそれぞれの変数条件に対応する校正サンプルを用いて校正を行っていた。
例えば、特許文献１には、光学系特性、アライメント特性、照度分布特性を評価するパターンを一体に設けたパターン検査装置の検査性能評価のための装置が記載されている。
また、特許文献２には、較正用標準試料上に形成位置および形成個数が規定でき立体的に様々な寸法を有する模擬欠陥が形成された較正用標準試料が記載されている。
また、特許文献３には、ウェハ表面に種々の寸法の深さや幅を組み合わせたピットの配列群の集合パターンが形成された検出用標準試料が記載されている。
【特許文献１】特開平９−８９７９１号公報（第３−５頁、図１、３）
【特許文献２】特開平１０−３２５８０７号公報（第７−１４頁、図２０、２１）
【特許文献３】特開２０００−５８６０６号公報（第３−４頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のような従来の校正サンプル、パターン検査装置および方法には、以下のような問題があった。
特許文献１に記載の技術によれば、各特性ごとに校正を行うので、パターン検査装置の検出感度を一定に維持することができるものの、被検物に特有なパターンの特性、例えば、反射率分布、パターン周期分布の変化による検出感度の変化には対応できない。例えば、被検物の反射率が全体として高い場合でも、全体として低い場合でも、例えば照明光量、絞りなどが同一の条件に校正されるので、被検物によっては、検出感度が相対的に劣ったものになるという問題がある。
また特許文献２に記載の技術によれば、立体的な模擬欠陥により較正用標準試料が形成されるので、模擬欠陥で表される限りの立体的欠陥については検出しやすくなるものの、正常なパターンを背景としたときの欠陥の見え方の変化まで含めて校正を行うことができず、被検物によっては、検出感度が相対的に劣ったものになるという問題がある。
また特許文献３に記載の技術によれば、ウェハ表面上に集合パターンが形成されるので、被検物と近い表面状態での校正が行えるものの、集合パターンが被検物の実際のパターンとは異なる点では、特許文献１、２に記載の技術と同様の問題がある。
【０００４】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであって、被検物に形成されるパターンに応じて、適切な検出感度が得られるように校正を行うことができる校正サンプル、パターン検査装置および方法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】
【０００５】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、被検物に形成されたパターンを検査するための画像読取手段の校正に用いる校正サンプルであって、該校正サンプルの校正用パターンが、被検物と同様の製造方法により形成されるとともに、前記被検物に形成されるべきパターンに応じて複数設けられた構成とする。
この発明によれば、被検物と同様の製造方法により、被検物に形成されるべき複数のパターンを設けた校正サンプルとするので、被検物の実際のパターン、材質、加工状態などの条件に即して校正することができ、そのような条件から逸脱する欠陥の検出感度を高めることができる。
【０００６】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の校正サンプルにおいて、前記校正用パターンが、異なる反射率を有する複数の背景部上に形成された構成とする。
この発明によれば、異なる反射率を有する背景部中に配置されたパターンの検査に好適な校正を行うことができる。
【０００７】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の校正サンプルにおいて、前記読取視野範囲内の異なる校正用パターン間に、互いに平行なエッジ部を設けた構成とする。
この発明によれば、校正用パターンを倍率校正用に兼用することができる。
【０００８】
請求項４に記載の発明では、パターン検査装置において、被検物を照明する照明手段と被検物の像を撮像する撮像手段とを有し、被検物に形成されたパターンの画像読取検査を行う画像読取部と、該画像読取部の画像読取条件を制御する読取制御手段と、前記画像読取部により読み取り可能に設けられた請求項１〜３のいずれかに記載の校正サンプルとを備え、該校正サンプルの前記校正用パターンを前記画像読取部により読み取り、その読取画像に応じて、前記画像読取検査時の画像読取条件の校正を行う構成とする。
この発明によれば、請求項１〜３のいずれかに記載の校正サンプルを画像読取部により読み取り、読取制御手段により、照明手段、撮像手段の画像読取条件を制御して画像読取検査時の画像読取条件の校正を行うことができる。したがって、請求項１〜３のいずれかに記載の校正サンプルが有するのと同様の作用効果を備えるパターン検査装置となる。
【０００９】
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載のパターン検査装置において、前記画像読取条件の校正を、前記校正サンプルの１つに設けられた複数の校正用パターンにより行うことを特徴とする。
この発明によれば、校正サンプルの１つに設けられた複数の校正用パターンにより画像読取条件の校正を行うので、校正サンプルを切り替えることなく、迅速に校正を行うことができる。
【００１０】
請求項６に記載の発明では、請求項４または５に記載のパターン検査装置において、前記校正サンプルが、複数の被検物のパターンに対応して異なる校正用パターンを有する複数からなるとともに、前記画像読取部の画像読取位置に選択的に移動可能に保持する校正サンプル切替手段に保持され、前記画像読取条件の校正に用いる前記校正サンプルを、前記画像読取検査を行う被検物のパターンに応じて切り替えられるようにした構成とする。
この発明によれば、異なるパターンを有する被検物を構成する場合に、校正サンプル切替手段により、被検物に応じて校正サンプルを切り替えることにより、異なるパターンを有する被検物が混合した検査を効率よく行うことができる。
【００１１】
請求項７に記載の発明では、被検物に形成されたパターンの画像読取検査に先立って、校正サンプルの校正用パターンを画像読取検査することにより、前記画像読取検査の画像読取条件を校正するパターン検査方法であって、請求項１〜３のいずれかに記載の校正サンプルの校正用パターンを読み取り、その読取画像に応じて、前記画像読取検査時の画像読取条件の校正を行う方法とする。
この発明によれば、請求項１〜３のいずれかに記載の校正サンプルの校正用パターンを読み取り、その読取画像に応じて画像読取検査時の画像読取条件の校正を行うので、請求項１〜３のいずれかに記載の校正サンプルが有するのと同様の作用効果を備えるパターン検査方法となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の校正サンプルによれば、被検物と同様の製造方法により、被検物に形成されるべきパターンを複数設けるので、被検物と同様の条件下で校正を行うことができ、そのように校正された画像読取条件により欠陥の検出感度を容易に向上させることができるという効果を奏する。
またそのような校正サンプルを用いて校正を行う本発明のパターン検査装置および方法によれば、被検物のパターンが異なる場合でも適切な検出感度に設定することができ、被検物のパターンの欠陥を容易に検出できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。すべての図面を通じて、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
図１は、本発明の実施形態に係るパターン検査装置の概略構成について説明するための正面視の模式説明図である。図２は、本発明の実施形態に係るパターン検査装置について説明するための部分斜視説明図である。各図には相対的な方向を参照するために、鉛直方向をｚ軸とするｘｙｚ直角座座標系が記入されている。
【００１４】
本発明の実施形態に係るパターン検査装置について説明する。
本実施形態のパターン検査装置５０は、例えば、液晶基板やウェハ上に形成された回路チップなどの所定のパターンが形成された基板２０（被検物）のパターンの欠陥を検査するための装置である。
基板２０は、一般には、種々の反射率の異なる材料により種々のパターンを厚さ方向に積層させて形成される。パターンの検査は、完成した多層のパターンに対してばかりでなく、各層の製造工程ごとに検査を行うのが普通である。そのため、例えば信号線パターンなどの検査対象のパターンは同一であっても、製造工程が進むにつれて周囲の反射率が変化したり、周囲に異なるパターンが配置されたりするといった変化が生じる。
本発明は、このような検査対象のパターンや反射率が検査ごとに変化する場合にそれぞれの画像読取条件を容易に最適化し、欠陥の検出感度を高めるためのものである。
【００１５】
パターン検査装置５０の概略構成は、図１に示すように、基板２０を所定の検査位置に移動してそこで保持する基板保持移動部５０Ｂと、所定の検査位置に配置された基板２０の画像読取検査を行う画像読取部５０Ａ（画像読取手段）とからなる。
【００１６】
基板保持移動部５０Ｂは、図２に示すように、基台１２ａ上にそれぞれ設けられた搬送台１２、１２とサンプル移動機構２とからなる。
搬送台１２、１２は、上面に基板２０を浮上させるための空気入出射孔１２ｂが多数設けられている。そして、搬送台１２，１２は、図示ｙ軸方向に延びるスリット状の隙間を隔てて並列配置され、空記入出射孔１２ｂから空気を射出して上面で基板２０を浮上させる。この基板２０は、浮上した状態で基板２０の端部が搬送手段により保持され、図示ｘ軸方向に強制的に搬送される。
サンプル移動機構２は、図示ｙ軸方向の移動可能な水平移動機構２ｂと、水平移動機構２ｂ上に設けられ鉛直方向に移動可能とされた垂直移動機構２ａと、垂直移動機構２ａに設けられ図示ｙ軸回りに回転移動可能とされ回転移動機構２ｃとを備える。回転移動機構２ｃには、後述するキャリブレーションサンプル１（校正サンプル）が着脱可能に保持できるようになっている。
【００１７】
画像読取部５０Ａは、図１に示すように、搬送台１２、１２間の隙間の略中央位置で搬送台１２上に保持された基板２０の上面の高さに設定される検査位置における被検物の画像を読み取るためのものである。その概略構成は、照明光学系３（照明手段）、照明制御手段４、撮像光学系５、および統合制御手段１０からなる。撮像光学系５は、被検物の像を得るための撮像手段を構成している。
【００１８】
照明光学系３は、被検物である基板２０の表面に対して直線状の照明光（ライン照明光）を照明するライン照明光源と照明光を適宜位置で集光させるための光学系とを含んでいる。照明光学系３は、その光軸を基板２０の表面に対して傾斜角度θＬに傾けるように配置され、不図示の回動機構により、図示ｚｘ平面内で検査位置を中心とした回動が可能とされている。以下では回動位置をｚ軸から計った角度θＬで表す。図１において符号３ａは、照明光学系３の光軸である。
照明光学系３の詳細は必要に応じて適宜に構成することができるが、少なくとも光量の調整が可能とされる。調整手段は、例えば光源への印加電圧などを変えて発光量を可変できるようにしてもよいし、例えば絞りやＮＤフィルタなどにより光学的に調整してもよい。
また、必要があれば、光学系を構成する光学素子を可動もしくは切替可能とし、照明光の他の光学特性を可変できるようにしておいてもよい。他の光学特性としては、例えば波長特性や偏光特性などが挙げられる。
【００１９】
照明制御手段４は、照明光学系３から射出される照明光の光学特性を可変するための制御手段である。照明光学系３の構成に応じて、例えば、光源の電気制御や、光学素子の移動・切替などの適宜の制御が行えるようになっている。また、必要に応じて、照明光学系３の回動角度θＬの可変制御も行えるようになっている。
【００２０】
撮像光学系５は、検査位置に配置された基板２０の像を撮像するための結像レンズ６ａとラインセンサカメラ６ｂとから構成される光学系である。
ラインセンサカメラ６ｂは、撮像光学系５により形成された基板２０の像をラインに配列された撮像素子上に結像し、画像信号を得るためのものである。
そして、撮像光学系５は、光軸方向の間隔を可変する間隔調整機構７、図示ｚ方向に移動させるための合焦機構８と図示ｚｘ平面内で検査位置を中心として回動可能とする回動機構（不図示）により一体に保持され、ｚ軸から計って角度θＣの回動位置に配置される。図１において符号５ａは撮像光学系５の光軸である。
このように撮像光学系５は、間隔調整機構７、合焦機構８により基板２０の像の倍率調整やフォーカシングができるようになっている。なお、撮像光学系５で撮像する基板２０からの反射光は、回折光や干渉光であり、照明光学系３や撮像光学系５の傾斜角度θＬ、θＣを適宜調整することにより、ラインセンサカメラ６ｂにおいて回折像や干渉像を撮像することができる。また、照明光学系３と撮像光学系５の両方を回動可能に設けても良いが、一方を固定し他方を回動させるようにしても良い。
【００２１】
統合制御手段１０は、照明制御手段４、ラインセンサカメラ６ｂ、間隔調整機構７、合焦機構８と電気的に接続され、それぞれに対して制御信号や画像信号などの信号を送受信してそれぞれの制御を行うための制御手段である。本実施形態では、適宜の入出力インタフェース、メモリ、ＣＰＵを備えるパソコンと適宜の入出力装置とから構成される。
入力装置としては、図示しないが、例えば専用の操作パネルや、必要に応じてキーボード、マウスなどが設けられる。
出力装置としては、例えばラインセンサカメラ６ｂの画像信号に応じて被検物の画像を表示したり、入力装置からの入力情報や制御パラメータなどモニタする操作画面を表示したりするモニタ９や、検査結果の情報を保存するための外部記憶装置（不図示）などが設けられている。
【００２２】
次に、本発明の実施形態に係る校正サンプルについて説明する。
図３は、本発明の実施形態に係る校正サンプルの一例について説明するための平面模式図である。
本実施形態の校正サンプルの一例であるキャリブレーションサンプル１は、図３に示すように、被検物である基板２０（図１参照）と同材質の矩形状のサンプル基板１ａ上に、校正用パターン１ｂが形成されたものである。
校正用パターン１ｂは、サンプル基板１ａの長手方向に延ばされ、サンプル基板１ａの短手方向に複数の帯状に形成されたパターンからなる。例えば、高反射率パターン１Ａ、中反射率パターン１Ｂ、低反射率パターン１Ｃの３列から構成される。
【００２３】
高反射率パターン１Ａは、比較的高反射率で一様な反射率を有する背景部Ｂ１上の領域１５ａ、１７ａにそれぞれ短手方向に横断する複数のパターンＰ３、Ｐ５が設けられている。
背景部Ｂ１は、基板２０中に存在するパターンの背景をなす部分の１つを基板２０と同一の材質で同様な製造方法で形成することにより、基板２０中の背景をなす１つの反射面を模擬するものである。
パターンＰ３、Ｐ５は、それぞれ基板２０中の背景部Ｂ１と同反射率の部分に存在する正常な部分的パターンを基板２０と同様な製造方法により形成したものである。例えば、信号配線などに用いられる所定線幅、所定ピッチの平行線群が採用できる。それぞれのパターンの大きさは、検出を想定する欠陥の大きさを含む大きさとする。
なお、図３は模式図であって、パターンＰ３、Ｐ５を見やすいように３条としているが、これに限定されるものではなく、基板２０に現れるピッチ、幅、条数あるいはそれと略同等のパターンとすればよい。
【００２４】
同様に中反射率パターン１Ｂは、背景部Ｂ１よりも低反射率の背景部Ｂ２上に領域１３、１４、１５ｂ、１７ｂ、が設けられている。
領域１３、１４には、それぞれパターンＰ１、Ｐ２が形成される。パターンＰ１、Ｐ２は、パターンＰ１５などと同様に基板２０に存在するパターンかそれと略同等の正常な部分的パターンである（以下、パターンＰｎ（ｎは整数）の場合も同様である）。
一方、領域１５ｂ、１７ｂには、パターンＰ３、Ｐ５が形成される。したがって、領域１５ａ、１５ｂならびに１７ａ、１７ｂによれば、例えば基板２０内の反射率が異なる複数の領域を横断して形成される配線パターンなどを模擬することができる。
【００２５】
同様に低反射率パターン１Ｃは、背景部Ｂ１、Ｂ２よりも低反射率の背景部Ｂ３上に領域１６、１８が設けられている。領域１６、１８にはそれぞれパターンＰ４、Ｐ６が形成される。
【００２６】
キャリブレーションサンプル１に形成されるパターンは、基板２０の種類にもよるが、一般には平行線群のような単純なパターンに限られるものではない。後述する校正の精度を向上するためには、基板２０に含まれるできるだけ多くのパターンを形成することが好ましい。
そのような他の例であるキャリブレーションサンプル３０（校正サンプル）について説明する。
図４（ａ）は、キャリブレーションサンプル３０の平面模式図である。図４（ｂ）は、キャリブレーションサンプル３０の長手方向の輝度のヒストグラムを示すグラフである。図５は、基板２０に形成されるパターンについて説明するための基板２０の一部を拡大した平面模式図である。図６は、基板２０に形成されるパターンの輝度（反射率）の頻度分布について説明するためのグラフである。
【００２７】
キャリブレーションサンプル３０は、図４（ａ）に示すように、サンプル基板１ａ上に長手方向に帯状に延びる校正用パターン３０Ａが形成されている。
校正用パターン３０Ａは、背景部２０ｇ上の領域３１、３２、３３に、基板２０上に存在するパターンか、もしくはそれらと略同等のパターンを有する。
領域３１には、背景部２０ｇの短手方向に横断する所定幅ｙ１ｙ２を有する比較的高反射率のパターン２０ａが形成されている。
領域３２には、同じく所定幅ｙ３ｙ４を有する比較的低反射率のパターン２０ｄが形成されている。
領域３３には、同じく所定幅ｙ５ｙ６、ｙ６ｙ７、ｙ７ｙ８、ｙ８ｙ９、ｙ９ｙ１０を有するパターン２０ｆ、２０ｃ、２０ｅ、２０ｃ、２０ｆが形成されている。パターン２０ｆ、２０ｃ、２０ｅの反射率は、パターン２０ｆが最も高反射率で、この順にそれぞれ低下する反射率とされている。
このようにキャリブレーションサンプル３０のパターンは、線幅と反射率とで特徴づけられる例となっている。
【００２８】
このような校正用パターン３０Ａは、図５に示すような基板２０のパターンに基づいている。
基板２０のパターンは、背景部２０ｇ上にパターン２０ａ、２０ｂが格子状に交差している。そして比較的線幅の広いパターン２０ｃがパターン２０ｂに平行に設けられ、その上に矩形上のパターン２０ｅと正方形状のパターン２０ｆとが交互に配列されている。また、パターン２０ｅとパターン２０ａとの間をＬ字状に接続するパターン２０ｄが設けられている。図５は部分拡大図であり、実際にはこのようなパターンが反復されて基板２０全体を覆っている。
【００２９】
このようなパターンを輝度（反射率）のヒストグラムは図６のようになっている。図６の横軸は輝度（反射率）であり、縦軸は頻度である。
つまり、折れ線２１が示すように、低輝度から中輝度にかけて略ガウス分布状に輝度がばらつき（図示の輝度範囲Ｌ）、中輝度から高輝度にかけてガウス分布より緩やかに頻度が減少する比較的高輝度の分布が見られ（図示の輝度範囲Ｍ）、高輝度部の所定値に頻度が集中している（図示の輝度範囲Ｎ）。
図６は一例に過ぎないが、例えば、輝度範囲Ｍ、Ｎ、Ｌはホール部、ホール部周辺、背景部を含むその他の配線部のパターンの輝度分布に対応する。すなわち、基板２０のほとんどを占めるのは、低輝度の背景部２０ｇに少数の配線が通る領域であり、複雑なパターン、例えばホール部などの機能的なパターンが形成され、欠陥検査の中心となる領域は、比較的高輝度を示している。したがって、パターン検査装置５０もこのようなパターン検査の中心となる領域の輝度分布に即して校正されることが好ましい。
【００３０】
このような観点から、キャリブレーションサンプル３０では、領域３１、３２、３３は長手方向において、それぞれ基板２０の領域２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの図示水平方向と略同等なパターンが形成されている。したがって、比較的小面積のサンプル基板１ａ上に、基板２０上に現れる機能的に重要なパターンの反射率分布が、基板２０と同様の製造方法により再現されている。そのため、被検物の特徴に即した校正を効率よく行うことができるという利点がある。
【００３１】
次に、本発明の実施形態に係る校正サンプルおよびパターン検査装置５０を用いたパターン検査方法について説明する。校正サンプルはキャリブレーションサン３０を用いる例で説明する。
図７は、本実施形態のパターン検査方法について説明するためのフローチャートである。
パターン検査装置５０の校正は、起動の際の初期化時、被検物の切替時、または操作者が必要と判断した時に、自動または手動で統合制御手段１０に校正開始が指令されることで可能となる。
統合制御手段１０から照明制御手段４に照明光学系３を初期化する制御信号が伝送される。それにより照明制御手段４は、照明光学系３の回動位置を検査時と同様の角度θＬに移動させるとともに、照明光学系３の光源を点灯し、所定光量で検査位置が照明されるようにする。必要ならば光学素子などの移動や切り替えを行う。
また統合制御手段１０から不図示の回動機構に対して撮像光学系５の回動位置が角度θＣとする制御信号が伝送される。特に、正反射光による検査を行う場合には、θＣ＝θＬである。
またラインセンサカメラ６ｂに対して、カメラ内部パラメータ、例えば露光時間や撮像感度（ゲイン）を初期化する制御信号が伝送される。また、間隔調整機構７、合焦機構８に対しても間隔や位置を基準位置に初期化する制御信号が伝送される。
【００３２】
そして、キャリブレーションサンプル３０をサンプル移動機構２により検査位置に移動させる。サンプル移動機構２は不図示の位置検出手段を備えており、キャリブレーションサンプル３０検査位置に到達するまで垂直移動機構２ａ、水平移動機構２ｂ、回転移動機構２ｃを用いて、移動制御を繰り返す。
検査位置は、キャリブレーションサンプル３０の表面が被検物である基板２０の表面と同じ高さとなり、キャリブレーションサンプル３０の長手方向が図１のｙ軸方向に向けられた所定位置である。
【００３３】
次に、キャリブレーションサンプル３０をラインセンサカメラ６ｂにより撮像しつつ、水平移動機構２ｂにより長手方向に移動させ、校正用パターン３０Ａの画像を読み取り、ラインプロファイルデータを取り込む。
この状態では、カメラ内部パラメータなどが初期化状態にあるので、焦点がずれており、照明光に対する露光時間などが適正でないので、ぼけた画像になっている。
例えば図４（ａ）に示す校正用パターン３０Ａに対して、図４（ｂ）に破線で表す曲線２３のようなラインプロファイルが得られる。ここで、図４（ｂ）の横軸はラインセンサカメラ６ｂの画素の並びを表し、縦軸は各画素の輝度を表す。また横軸に記入したＹｉ（ｉは整数）は、校正用パターン３０Ａ上の位置ｙｉ（ｉは整数）に対応するカメラの画素である。
曲線２３は、校正用パターン３０Ａ上で比較的高反射率を有するパターン２０ａ、２０ｆに対応する輝度がそれぞれ大きさａ、ｃのように低輝度となり、それぞれのライン位置や幅がずれている。
このような状態で、基板２０の検査を行うと、欠陥と正規のパターンとの区別がつかなくなるので欠陥の検出感度が低くなるものである。
そこで、続けて以下の校正動作を行う。
【００３４】
まずラインプロファイル中のピーク輝度の最大値（例えば図４（ｂ）のａやｃ）を評価し、規定範囲にあるかどうかを判定して、規定範囲になければ、統合制御手段１０、照明制御手段４により、照明光の光量とカメラ内部パラメータのうち露光時間とを調整する。さらに必要ならラインセンサカメラ６ｂの内部パラメータのうちゲイン調整も行う。そしてピーク輝度の最大値の評価を繰り返す。
【００３５】
ピーク輝度の最大値が規定範囲内と判定された場合、コントラスト評価を行う。例えば、図４（ｂ）の（ａ−ｂ）やｄなどの値が所定範囲にあるかどうか評価する。
規定範囲外であれば、規定範囲内となるまで合焦機構８を駆動して焦点位置調整する。
【００３６】
次に、校正用パターン３０Ａに設けられた複数のエッジ状パターンの間隔を測定して、倍率測定を行う。例えばパターン２０ａ、２０ｆ間の外側エッジを用いて、ｙ１ｙ１０間の距離Ｗを測定する。距離Ｗは、画素間隔（Ｙ１０−Ｙ１）に対応する。
曲線２３のｙ１ｙ１０に対応する画素間隔がｗである場合、ｗ／Ｗが倍率となるが、倍率ｗ／Ｗが規定範囲内に入らない場合は、間隔調整機構７を移動させて調整する。その際、前工程で調整された合焦位置からずれないように合焦位置を演算し、合焦機構８の補正を行う。ただし、撮像光学系５がズーム光学系としておけば、合焦位置を保持できるので、上記の補正を行わなくてもよい。
【００３７】
このようなラインプロファイルの評価は、統合制御手段１０によりラインプロファイルが画像信号として取り込まれ、適宜にプログラムされた画像処理によって行われる。そして自動的に照明制御手段４、合焦機構８、間隔調整機構７などに対する制御信号が伝送され、各制御ループが実行される。しかし、もし必要ならば、画像信号をモニタ９に映し出して、手動操作によりこれらの制御を行ってよい。
【００３８】
以上により、校正用パターン３０Ａによる調整が完了し、校正動作が終了する。このとき、統合制御手段１０に読み込まれたキャリブレーションサンプル３０のラインプロファイルは図４（ｂ）の曲線２２のようになっている。
その後、サンプル移動機構２を駆動してキャリブレーションサンプル３０を搬送台１２の下方に退避させる。これにより、基板２０を水平方向に移動して検査位置での欠陥検査を行うための準備が完了する。
【００３９】
欠陥検査終了後、基板２０が、異なるパターンを有する他の被検物に切り替えられる場合は、その基板２０に対応した校正サンプルに切り替えて、同様の校正を行う。
【００４０】
キャリブレーションサンプル３０に代えて、キャリブレーションサンプル１を用いる場合には、校正用パターンが、高反射率パターン１Ａ、中反射率パターン１Ｂ、低反射率パターン１Ｃなどに分かれているので、それぞれのパターンについて校正を行うことができる。それぞれの校正用パターンは、基板２０のいずれかの検査部位に対応するので、そのような検査部位に応じて、これらにより決まる調整を変更するようにすれば、どのような検査部位でも適切な条件での検査を行うことができる。
【００４１】
このように、本発明のパターン検査方法によれば、被検物に存在するパターンを被検物と同様な製造方法により製造された校正サンプルを用いるので、画像読取条件が被検物のパターンに適した、露光量、コントラスト、倍率に調整される。そのため、正常なパターンが明瞭に観察されるようになり、被検物に欠陥があれば、画像異常として容易に検出できるものである。
また、画像読取手段の異なる特性値に対して、１つの校正サンプル内で校正を行うことができるので、効率よく校正することができ、迅速なパターン検査を行うことができる。
【００４２】
なお、被検物の切替に伴い、校正サンプルがより迅速に交換できるように、サンプル移動機構２において、回転移動機構２ｃに代えて、図８に示すような回転移動機構３６を設けておいてもよい。
図８は、本実施形態のサンプル移動機構の変形例を示す部分斜視説明図である。
回転移動機構３６は、３枚の異なるキャリブレーションサンプル３５ａ、３５ｂ、３５ｃが装着可能とされ、統合制御手段１０の制御信号により回動角を切り替えて、キャリブレーションサンプル３５ａ、３５ｂ、３５ｃのいずれかを検査位置に配置できるようにしたものである。
このような構成によれば、校正サンプルの切替を迅速に行うことができて好都合である。
【００４３】
また、上記の説明では、キャリブレーションサンプル３０では、校正用パターン３０Ａのみとしたが、必要ならばキャリブレーションサンプル１と同様に、複数の校正用パターンを設けてもよいことは言うまでもない。
【００４４】
また、上記の説明では、角度θＬ、θＣが可変できる例で説明した。このようにすれば、例えば、正反射光による検査において、反射角を可変したり、角度θＬに対して角度θＣを代えて、回折光による検査を行ったりすることもできるという利点がある。
ただし、正反射光の角度を可変したり、回折光による検査を行ったりする必要がなければ、それぞれの角度は固定しておいてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態に係るパターン検査装置の概略構成について説明するための正面視の模式説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係るパターン検査装置について説明するための部分斜視説明図である。
【図３】本発明の実施形態に係る校正サンプルの一例について説明するための平面模式図である。
【図４】他の校正サンプルを示す平面模式図およびその長手方向の輝度のヒストグラムを示すグラフである。
【図５】被検物に形成されるパターンの一例について説明するための被検物の一部を拡大した平面模式図である。
【図６】被検物に形成されるパターンの輝度（反射率）の頻度分布について説明するためのグラフである。
【図７】本実施形態のパターン検査方法について説明するためのフローチャートである。
【図８】本実施形態のサンプル移動機構の変形例を示す部分斜視説明図である。
【符号の説明】
【００４６】
１、３０、３５ａ、３５ｂ、３５ｃ  キャリブレーションサンプル（校正サンプル）
１ｂ、３０Ａ  校正用パターン
２  サンプル移動機構
３  照明光学系（照明手段）
４  照明制御手段
５  撮像光学系（撮像手段）
６ｂ  ラインセンサカメラ（撮像手段）
７  間隔調整機構
８  合焦機構
１０  統合制御手段（読取制御手段）
２０  基板（被検物）
３６  回転移動機構（校正サンプル切替手段）
５０  パターン検査装置
５０Ａ  画像読取部（画像読取手段）
５０Ｂ  基板保持移動部
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３  背景部
【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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