JPH0752157B2 - 試験体の欠陥部検出方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は集積回路の製造中に起生する欠陥部の検査、特
に試験体における欠陥部の存在を試験体に対応する光パ
ターンにて検出する方法及び装置に関するものである。

従来、超小形集積回路の製造に用いられるホトマスクに
おける欠陥部の存在を決定するのに、空間フィルタに関
連する光像を用いることが提案されている。斯様な作業
をする趣旨の装置は米国特許第4,000,949号に開示され
ている。

光学処理装置に組込んだホログラムで構成される光像
は、ホログラムの再生中に逆戻し光トレース技法を用い
ることができると云う点で特に有利である。逆戻し光ト
レースは、装置における光学部品によって導入され、し
かもホログラムを形成するために露光したホトマスクパ
ターンにおける欠陥部を表わす光線を広げることになる
収差をなくすのに有利である。このように光線を広げる
ことは、欠陥部の検出能力を損なう。逆戻し光トレース
技法を用いる装置は米国特許第4,516,833号に開示され
ている。

光パターンにおける欠陥像情報はつぎのような処置に基
いて検出することができる。規定の結像フィールドを有
している光感応デバイスを位置決めして、該デバイスを
露光させ、前記結像フィールドの大きさ及び形状の欠陥
像領域における光強度を測定し、ついで上記デバイスを
隣りの領域に動かして測定処理を繰返す。斯種の検出処
置における問題は、光感応デバイスを或る測定位置から
つぎの隣接位置へと移動させた後にそのデバイスを安定
させるのひ比較的長時間を要すると云うことにある。そ
の理由は、サブミクロンの寸法の像欠陥を検出し得るよ
うにするためには、欠陥像領域に対する光感応デバイス
の整列位置を安定させる必要があるからである。これが
ため、斯種の検出方式は全体にわたり比較的高能率の欠
陥検出速度（即ち、通常同一の素子を有しているアレイ
タイプのホトマスクを完全に検査するこのとのできる速
度）を必要とする用途には適用することができない。

本発明の目的は試験体における欠陥部の存在を、該試験
体に対応させる光パターンにて検出する方法及び装置を
提供することにある。

本発明の他の目的は、光像パターンを連続的に走査し
て、試験体におけるサブミクロンの寸法の欠陥部を高効
率の速度で検出するような装置を提供することにある。

さらに本発明の目的は、走査及び露光走査を調整して、
試験体における欠陥部に対する光パターンを検査するの
に必要な時間を短縮する機能を設けた上述した種類の装
置を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、光像の連続走査中に比較的
低い光強度の欠陥情報の検出を促進するような方法を提
供することにある。

本発明による方法及び装置を、ホトマスクを検出してこ
れらのホトマスクにおける欠陥部を検出するのに有効な
ホログラフィック結像装置による例につき説明する。結
像装置は検査下にあるホトマスクの物理的輪郭に寸法及
び外形が対応している欠陥像フィールドを出現させる。
像フィールドの検査領域を各々幅が約0.65ミリメートル
の縞領域に分割する。１つの縞領域の幅は、各縞領域を
走査するのに用いる光検出手段、即ちカメラの像、即ち
光学窓の最大の大きさに対応させる。カメラは、ラスタ
走査形式で縞領域に沿ってこのカメラを移動させるXY方
向位置決めテーブルに取付けられる電荷結合デバイスと
する。XY方向位置決めテーブル用の制御回路は、カメラ
が各縞領域を横切る際に、このカメラを公称定速度で動
かすようにする。

ホトマスクにおける欠陥部の存在は、第２画素アレイに
分割される各縞領域の光存在個所を検出することにより
決定する。電荷結合デバイス（カメラ）は、256行403列
の第１アレイに配列した多数の光検出素子で構成する。
本発明の好適例では、各光検出素子が16ミクロン×20ミ
クロンの長方形のアパーチャを有するようにする。第１
アレイの大きさは第２画素アレイの大きさに規定し、各
画素は光検出素子の寸法に比例する大きさとする。光検
出素子の列の数は画素の列の数に等しくし、かつ光検出
素子の列の数は縞領域の幅に規定する。欠陥像フィール
ドの像を10倍に拡大するレンズによって画素及び光検出
素子の寸法を等しくする。

走査期間中に電荷結合デバイスは縞領域の長さに沿う方
向に第１アレイの列を連続的に横切り、しかも光検出素
子が整列する画素における光強度に対応する測定エネル
ギー値を行毎に獲得する。好適例では、電荷結合デバイ
スの光検出素子に発生する電荷量が測定エネルギー値を
表わすようにする。このエネルギー値は光強度により発
生した電荷量と光検出素子の露光時間との積に比例す
る。

或る行の各画素にて測定された電荷量は、縞領域に沿う
カメラデバイスの移動と同期されるも、逆方向に対応す
る列に沿って逐次シフトさせる。第１アレイの最終行に
おけ各光検出素子の総電荷量は、通常その光検出素子が
整列する画素の電荷量の256倍に相当する。光検出素子
は整合した電気的特性を有さないため、所定の画素に存
在する光に応答して発生する電荷量は他の別の光検出素
子に対して相違する。これがため、第１アレイの最終行
における各光検出素子の総電荷量は、それに対応する画
素に対する平均総電荷量を表わす。

光検出素子の最終行における各画素に対し累積された25
6の総エネルギー値をビデオ増幅器及びアナログ−ディ
ジタル変換器によってディジタル形態に変換し、これを
スレッショールド検出器に転送して、この検出器により
光量がホトマスクにおける欠陥の存在を示しているか否
かを決定する。電荷結合デバイスが縞領域に沿って１つ
の行幅の距離走行すると、403個のすべての電荷量がス
レッショールド検出器によって処理される。スレッショ
ールド検出器が欠陥の存在を検出すると、Ｘ−Ｙ方向の
位置決めテーブルの位置座標が、画素の列を識別する情
報及びディジタル形態の総電荷量と相俟って大きなディ
ジタルメモリユニットに記憶される。

電荷結合デバイスが１つの縞領域の走査を完了すると、
位置決めテーブルの段が別の出発位置に逆戻りして、つ
ぎの隣接縞領域の走査を開始する。各縞領域に対する出
発及び停止位置の双方における過走査境界部によってＸ
−Ｙ方向の位置決めテーブルの加速及び減速用領域を規
定し、これにより縞領域全体にわたり公称定速度で連続
走査することができる。この処理は欠陥光像フィールド
の全検査領域が走査されるまで繰返す。

エネルギー値の獲得中に電荷結合デバイスによって欠陥
像フィールドを連続的に走査することによって、速い処
理速度にてホトマスクを検査することができる。欠陥像
フィールドにおける上記スレッショールド情報に連続走
査能力を組合わせるだけで、比較的低強度の光領域によ
って表わされるサブミクロンの寸法の欠陥部を迅速に検
出することができる。

以下図面につき本発明を説明する。

第１図はクロムを被着したガラス板の如き透過性のホト
マスク10を線図的に示したものであり、これは距離14だ
け相対的に離間させた通常同一の写真像素子12から成る
プレーナーアレイを含んでいる。各像素子12は一部ホト
マスクを用いて造られる集積回路デバイスの或る層に対
応する回路パターンを規定する。ホトマスク10は辺が16
a,16b,16c及び16dの長方形である。像素子12の数は代表
的には20〜500個とするが、特定の場合にはそれよりも
少なくしたり、又は多くしたりすることもある。十字架
（レティクル）と称される注目すべきタイプのホトマス
クは１個の像素子を有しているだけである。

第2A及び2B図は、それぞれホトマスク10のホログラムを
作製したり、そのホログラムからホトマスクに対応する
欠陥像を出現させたりするための光学的処理装置を示
す。斯種装置を用いてホトマスクの欠陥部を調べる光学
的処理については前記米国特許第4,516,833号に詳述さ
れている。

第2A図を参照するに、主ビーム18はホトマスク10を照射
し、このホトマスクはこれに入射する光線を回折する。
ホトマスクにて回折された光線20は結像レンズ22を通過
し、かつその結像レンズの後方焦平面内におけるフーリ
エ変換面26を越した位置にて参照ビーム24と干渉する。
光線20と参照ビーム24は写真記録媒体にて干渉してホロ
グラム28を形成する。このホログラム28はホトマスク10
のパターン及びこのホトマスクに存在する欠陥部に関す
る光情報を記録する。

第2B図を参照するに、ホトマスク10の三次元像10′は同
じ光学処理系にてホログラム28から再生され、斯かる光
学処理系は空間フィルタ30も含んでおり、このフィルタ
は誤差のないホトマスク基準パターンをフーリエ変換す
る。空間フィルタ30はフーリエ変換面26に位置させる。
ホログラム28を光ビーム24′によって照射するが、この
光ビームはコヒーレントな光とするも、参照ビーム24の
共役方向に伝搬するものとする。空間フィルタ30は再生
ホログラフィック光パターンからホトマスクパターンに
対応する光情報を除去する。空間フィルタ30によって阻
止されなかった光情報又は光線20′は結像レンズ22によ
り再結像され、これはホトマスクパターンに存在する欠
陥部を表わす。ホログラフィック像10′は強度が比較的
低い光領域となる。このホログラフィック像10′によっ
て約0.5ミクロンのようなサブミクロンの寸法のホトマ
スク欠陥部を評することができる。ホログラフィック欠
陥像10′における光領域は、それに対応する欠陥部がホ
トマスク10に現われるのと相対的に同じ位置に現われ
る。

第３図はホトマスク10における欠陥部の存在を、これら
の欠陥部に対応するホログラフィック欠陥像10′にて検
出するための走査機構を線図的に示したものである。欠
陥像フィールド32は、光学処理系における光強度が比較
的低い静止空間光像10′が現われる領域を表わす。この
欠陥像フィールド32はホトマスク10の各辺10a,16b,16c
及び16dに対応する辺34a,34b,34c及び34dによって規定
されるが、必ずしもホトマスク10と全く同じ寸法とする
必要はない。好適例では、仮想線にて示してあるレンズ
35によって後に詳述する理由のために、欠陥像フィール
ド32に存在する欠陥像10′の大きさをホトマスク10にお
ける欠陥部の大きさに対して10倍とする。

ホトマスク10の存在する欠陥部は、光強度が所定の限界
値以上となる領域を欠陥像フィールド32の検査領域36内
にて検出することにより決定する。検査領域36は第１図
のホトマスク10の各辺に隣接する像素子12の辺によって
規定される破砕外形線38内に包含されるスペースを含ん
でいる。

像フィールド32内に現われる欠陥像10′は水平面40に収
劔する光線20′によて形成される。レンズ35は水平面40
の下側に、この面に現われる欠陥像の10倍の大きさの欠
陥像を形成する。欠陥部の検出は、光検出手段、即ちカ
メラ42でラスタタイプの形態で検査領域36を走査して、
光の存在を感知することにより行なう。この場合の走査
処置は水平面40及びレンズ35に平行で、しかもこれらの
下側に位置する平面44内にて行なう。好適例では、カメ
ラ42を電荷結合デバイスから成る固体撮像装置とする。
斯種の装置には、例えば米国のRCA社により製造されて
いるモデルSID504電荷結合デバイスがある。

カメラ42及びレンズ35はプレート46の上に支持し、この
プレート46はＸ−Ｙ方向の位置決めをするテーブル48の
一部を構成し、斯かるテーブルにより平面44内のカメラ
42を、欠陥像フィールド32における任意の位置と整列さ
せるように位置付けすることができる。位置決めテーブ
ル48の頂部、即ちＹ−段50はプレート46を支持し、かつ
カメラ42を平面44内にてＹ−方向に沿って動かす。位置
決めテーブ48の底部、即ちＸ−段52はカメラ42を平面44
内でＸ−方向に沿って動かす。斯種のＸ−Ｙ方向の位置
決めテーブルとして好適なものには例えば米国カリフォ
ルニア州所在のリッチモンド（Richmond）社にて市販さ
れているモデル8500がある。

第4A及び4B図は、それぞれ第３図の検査領域36の左下隅
部の外形線と、そこを走査するカメラ42のラスタ走査路
を拡大して示す線図である。第５図は第4B図の縞領域の
部分を拡大したものであり、これは第１アレイの光検出
素子の寸法とレンズ35で10倍に拡大して得られる第２ア
レイの画素の寸法とを１対１に対応させて示したもので
ある。

第3,4A,4B及び５図を参照するに、カメラ42は検出すべ
き光を通す光学窓54を有している。この光学窓54は、そ
の長さを規定する辺56及び58と、その光学窓の幅を規定
する辺60及び62とを有している長方形とする。

通常の走査動作では、位置決めテーブル48によってカメ
ラ42を出発位置66からＸ−方向に走査路セグメント64a
に沿って動かして、光学窓54の辺62を検査領域36のセグ
メント68と整列させる。光学窓54の辺56及び58はＹ−方
向に平行であり、これらの辺は縞領域72（第３図では３
つの縞領域を示してある）の幅70を規定し、これらの各
縞領域はカメラ42がＸ−方向に動く際に、カメラが検査
領域36を横切る部分を表わす。光学窓54の辺56が検査領
域36のセグメント74を通過して動いた後には、位置決め
テーブル48によってカメラ42を第２の出発位置78まで戻
り通路をセグメント76aに沿って動かして、第２の隣接
する縞領域72を走査する。斯かるカメラの逆戻し操作
（以後「リトレース操作」とも称する）期間中にはＹ−
段50によってカメラ42を縞領域72の幅に等しい距離だけ
Ｙ−方向に動かすと共に、Ｘ−段52によってカメラ42を
走査路セグメント64aの長さに等しい距離だけＸ−方向
に逆方向に動かす。リトレース操作の後には位置決めテ
ーブル48によってカメラ42を走査路セグメント64bに沿
って出発位置78からＸ−方向に動かして、幅が70の第２
縞領域72にカメラを横切らせる。

上述した走査及びリトレース処理は、カメラ42が全検査
領域36を横切るまで繰返す。しかし、走査路及びリトレ
ース通路セグメントの長さには、検査領域36のＸ−方向
における寸法の相違に相当する相違がある。

特に、第５図を参照するに、カメラ42は光検出素子84を
行86と、列88に配列したアレイ82を含むRCAモデルSID50
4電荷結合デバイスとするのが好適である。アレイ82は
光検出素子84を256行403列有している。行86とは走査方
向に対して垂直のライン（即ちＹ−方向）に配置される
１群の光検出素子84のことであり、列88とは走査方向に
平行なライン（Ｘ−方向）に配置される１群の光検出素
子84のことである。各行86及び各列88の長さはそれぞれ
6.5ミリメートル及び4.9ミリメートルとする。各検出素
子84の長さは20ミクロンとし、幅は16ミクロとする。こ
れがため、各縞領域72の幅は403個の光検出素子が誇る
全長に等しくなる。各光検出素子84は、その素子に整列
する検査領域36の部分から出る光線を光学窓54を経て受
光して、この素子に入射する光線の強度に相当する量の
電荷、即ち測定エネルギー値をその素子のポテンシャル
井戸に蓄積する。

検査領域36の各縞領域72を画素92から成るアレイ90に分
割し、これらの各画素の寸法はレンズ35の作用によりア
レイ82の光検出素子84と同一寸法とする。アレイ90の画
素92は行94と列96に配置し、各行の画素数は403個と
し、各列の画素数は縞領域72の長さによって決められる
個数とする。縞領域内の光の存在は、カメラ42の光学窓
54を各縞領域72に沿って動かして、その光強度に対応す
るエネルギー値をつぎの処理に従って各画素92にて得る
ことにより検出する。

Ｘ−段52は光学窓54の辺58が検査領域36のセグメント98
と同一直線上に並ぶまで光学窓54を出発位置66からＸ−
方向の右へ向けて加速することにより走査処理を開始す
る。ついでＸ−段52は光学窓54を縞領域72に沿って公称
速度にて移動させる。

第１アレイ82の第１行86aにおける光検出素子84が第２
アレイ90の第１行94aにおける画素92と整列する際に
は、つぎのような事象が起る。行86aの各光検出素子84
のポテンシャル井戸に電荷が発生する。この電荷量は画
素に存在する光の強度に対応する。（光検出素子84のポ
テンシャル井戸は、縞領域72の走査以前はそれらに蓄積
される電荷を全く有していない。）アレイ82の各行86に
供給される行転送クロック信号は、行86aにおける各光
検出素子84からの電荷を同じ列88ではあるが、横隣り，
即ち第２行86bにおける光検出素子に転送する。この転
送は光検出素子と画素とが互いに整列する頃に起る。
（Ｘ−段52は光学窓54を縞領域72に沿って連続的に動か
すため、画素の隣接する行間のエイリアシングによる象
の劣化は無視し得る程度となる。）行86aから行86bへの
電荷の転送後には、行86aにおける光検出素子84のポテ
ンシャル井戸に蓄積電荷は存在しなくなる。

第２行86bにおける光検出素子84がアレイ90の第２行94b
における画素92と整列する際にはつぎのような事象が起
る。行86a及び86bの各光検出素子84のポテンシャル井戸
に電荷が発生する。行86bにおける各光検出素子84に発
生する電荷量は、その素子に以前転送された電荷に加え
られる。これがため、行86bにおける光検出素子84の電
荷量は、マレイ90の行94aの各列における画素92に存在
する光強度に対応する２つのエネルギー値を表わす。行
転送クロック信号は、行86b及び行86aにおける各光検出
素子84からの電荷をそれぞれ同じ列88ではあるが、横隣
りの第３行86c及び第２行86bの光検出素子に転送する。

行86における光検出素子84にてこの検出素子と整列する
画素92の光強度に対応するエネルギー値を獲得し
（１）、かつそのエネルギー値を同じ列88ではあるが、
画素92と以前整列したことのない隣りの行86の光検出素
子84に転送する（２）上述した処置を行転送クロック信
号の255サイクルにわたり繰返す。

255回にわたる斯様な行から行への転送が完了すると、
アレイ82の256番目、即ち最終行86dの光検出素子がアレ
イ90の第１行94aにおける画素92と整列する。第１行94a
の各画素92に対する先に累積された255のエネルギー値
は、最終行86dの各光検出素子84によって獲得された256
番目のエネルギー値に加算される。256番目の行転送ク
ロック信号の発生以前に、行94aの画素92に対応する403
個の光検出素子84に累積されたエネルギー値が高速デー
タ転送クロック信号によって直列的に読出される。画素
92に対する累積エネルギー値をディジタル形態に変換
し、かつスレッショールド（限界値）検出器によって処
理して、各画素92に存在する光量がホトマスク10の対応
する位置における欠陥の存在を示すか否かを決定する。

行転送クロック信号の256番目のサイクルが発生する
と、第２行94bの各画素92に対して以前累積されたエネ
ルギー値が最終行86dの各光検出素子84によって獲得さ
れた256番目のエネルギー値に加算される。行転送クロ
ック信号の257番目のサイクルが発生する前に、行94bの
各画素92に対応する403個の光検出素子の内容が上述し
たように読出されて、処理される。

行転送クロック信号の各連続サイクルの間に、アレイ90
の行94及び列96における各画素92に対する256のエネル
ギー値がアレイ82の対応する列88及び86の光検出素子84
に累積される。

本発明の走査方法を特徴付けるエネルギー値の累積につ
いてはは幾つかの一般的な局面がある。先ず、行86aの
各光検出素子84は、この素子と整列する画素92の内のい
れも画素に対するエネルギー値以上のエネルギーを決し
て蓄積しない。第２として、或る特定94における画素92
と目下整列しているアレイ82の或る行86における光検出
素子84は常に、それらの素子に以前累積されたエネルギ
ー値よりも高くなり、画素92の上記特定行94を以前整列
した隣りの行86の光検出素子84におけるエネルギー値よ
りも高くなる。第３として、行86dにおける各光検出素
子84は、その素子が整列している画素92に存在する光に
対応する256のエネルギー値を累積する。

光学窓54の辺56が検査領域36のセグメント74を通過した
後には、縞領域72の走査が完了し、アレイ90の最終行94
dにおける画素92に対する累積エネルギー値が、アレイ8
2の最終行86dの光検出素子84から読出されたことにな
る。Ｘ−段52は光学窓54を減速させて、停止位置100に
て止める。第５図では、この停止位置に光学窓54を破線
にて示してある。Ｘ−段52及びＹ−段50はカメラ42を通
路セグメント76aに沿って逆戻りさせて、つぎの出発位
置78に光学窓54を位置付ける。つぎの横隣りの縞領域72
を走査する準備における斯かる時間中に、光検出素子84
のポテンシャル井戸をクリヤさせる。第２及びそれに続
く縞領域72の走査及びリトレース走査は前述した所と様
にして行なう。

第６図は欠陥部に対するホログラフィック欠陥像を走査
するための本発明による装置のブロック線図である。第
７図は第６図の装置に含まれる汎用コンピュータによっ
て実行させる種々の機能の相間関係を示す流れ図であ
る。第６図の走査装置の動作についての下記の説明は、
第７図の流れ図における適当な処理又は判定ブロックに
おける挿入句を参照して行なう。

第６及び７図を参照するに、走査装置200には汎用コン
ピュータ202を用いて、Ｘ−Ｙ方向の位置決めテーブル4
8の動作を制御すると共に、アレイ90の画素92に存在す
る光の強度に対応する測定エネルギー値をアレイ90の行
94及び列96によって獲得し、かつ識別する。走査処理を
開始する前にコンピュータ202のメモリに所定の初期情
報を入れる（第７図の処理ブロック300）。初期情報
は、或る特定ホトマスク10に対応する検査領域36の輪郭
及び寸法とＸ−段52の走査速度及び加速並びに減速速度
と、縞領域72の幅70の寸法を含んでいる。Ｘ−Ｙ位置決
めテーブル48は各Ｘ及びＹ−段に対して精密な光エンコ
ーダを有している。各光エンコーダは各段の４ミクロン
の変位に対して１個のパルスを発生する。カメラ42の正
確な瞬時位置は、先ずその光学窓の辺58を検査領域36の
セグメント98と視覚的に整列させ、ついでＸ−段52及び
Ｙ−段50の位置座標を記録することによって設定する
（第７図、処理ブロック302）。この基準位置をコンピ
ュータ202のメモリに入力させると共に、この基準位置
に対するカメラ42の瞬時位置をモニタする。

コンピュータ202は、第１縞領域72の走査準備のために
カメラ42に対する出発位置66及び停止位置100をコンピ
ュータのメモリに記憶させたホトマスクの輪郭及び基準
位置情報から計算する（第７図、処理ブロック304）。
コンピュータ202はアレイ90に対するカメラ42の位置も
計算し、この間に読取り可能信号を発生する。読取り可
能信号によって、上記スレッショールド累積エネルギー
を、口述するようにそれらのエネルギー値を取得した縞
領域の行列及び列の位置と一緒にメモリに蓄積すること
ができる（第７図、処理ブロック304）。

コンピュータ202が発生する指令はＸ−段52及びＹ−段5
0に対する駆動モータ用のサーボ機構の一部を成す光エ
ンコーダパルスカウンタ204に供給する。上記駆動モー
タは位置決めテーブル48と一体とする。上記指令はカメ
ラ42をその出発位置に動かすためにＸ及びＹの双方向に
0.4ミクロンのインクリメント数を含んでいる。光エン
コーダパルスカウンタ204はＸ−段及びＹ−段モータ駆
動回路206に制御信号を供給し、これにより駆動回路206
はＸ−段52及びＹ−段50に駆動信号を与えて、これらの
段を出発位置56に動かす（第７図、処理ブロック30
6）。光エンコーダパルスカウンタ204は位置決めテーブ
ル48に含まれるＸ及びＹ方向光エンコーダ出発端子に発
生するパルスを計数し、かつその計数パルスの数がコン
ピュータ202から供給される0.4ミクロンづつのインクリ
メント数に対応するまで駆動信号を供給し続ける。光エ
ンコーダパルスカウンタ204は、カメラ42が出発位置66
に達すると直ちにモータ駆動回路206へ駆動信号の供給
を停止する。

第１縞領域72の走査を開始するために、コンピュータ20
2は光エンコーダパルスカウンタ204に指令を供給してＸ
−段52の移動を加速し、カメラ42における光学窓の辺58
が検査領域36のセグメント98と一直線に並んだら、速度
を公称定速度にする。Ｘ−段52がカメラ42を出発位置66
から動かすと、光エンコーダパルスカウンタ204はＸ及
びＹ（方向用の）光エンコーダによって発生されるパル
スを計数し、かつＸ光エンコーダパルスを1/Nカウンタ2
08に供給する。このカウンタはＸ光エンコーダの出発端
子に５個のパルスが現われる度毎に（即ちＮ＝５）１個
のパルスをそのカウンタの出発端子に発生する。カメラ
制御装置212の一部を成す行カウンタ210は1/Nカウンタ2
08の出発端子に現れるパルスを受信して計数する。汎用
コンピュータ202は縞領域72における光学窓54の始め
と、終りの部分に対応する計数情報を行カウンタ210に
与え、このカウンタは縞領域にて獲得したエネルギー値
をメモリに送ることができる。カンウンタが最初の計数
値に達すると直ちに、行カウンタ210は読取り可能指令
を発生し、これにより累積エネルギー値をメモリに記憶
させることができる。

1/Nカウンタ208の出発端子に現われる各パルスは、縞領
域72の走査中光学窓54の２ミクロンのインクリメントに
対応させる。平面40内で、レンズ35の下側に現われる像
はホトマスク10のホトグラフィック像の10倍の大きさを
表わすため、Ｘ−方向への光学窓54の２ミクロンの移動
は平面40内でのＸ−方向への20ミクロンのインクリメン
トに対応する。この20ミクロンの距離は画素92の20ミク
ロンの長さ、即ち行の幅に対応する。これがため1/Nカ
ウンタ208の出発端子に現われるパルスは、１画素92の
長さ、即ちＸ−方向に１行分の幅だけ光学窓54を変位さ
せることを表わす。

これがため、行カウンタ210はカメラ42が横切ったアレ
イ90の行94の数を計数する。カメラ制御装置212は行転
送クロック発生器214及びデータ転送クロック発生器兼
画素カウンタ216も具えている。カメラ52の光学窓54が
平面44内にて29mm/秒の速度で欠陥像フィールド32を横
切ると、行カウンタ210は1/Nカウンタ20の出発端子に現
われる各パルスに応答して行転送クロック発生器214に
信号を供給し、このクロック発生器214は1MHzの行転送
クロック信号を発生し、この信号は光検出素子84の各行
86の１つの三相クロックサイクルを与える。各行転送ク
ロックサイクルの完了後にデータ転送クロック発生器兼
画素カウンタ216は8MHzのデータ転送クロック信号を発
生して、この信号は光検出素子84の行86dに403個の三相
クロックサイクルを与える。

行転送及びデータ転送クロック信号の発生は、縞領域72
の走査期間中Ｘ−段52の変位量に同期させることは明ら
かである。これがため、行転送及びデータ転送クロック
信号は、Ｘ−段52が平面44に沿って２ミクロンの距離走
行（この走行に必要な時間には無関係）した後にだけ発
生させる。このような同期をとることにより、例えば外
的に発生した振動のようなものでＸ−段52の走査速度が
その公称値から変化する場合でも光検出素子84とそれに
対応する画素92との整列が常に保たれるようになる。こ
のような特徴は、光パターンにおけるサブミクロンの大
きさの欠陥情報の正確な位置を決めるのに重要である。

行転送クロック信号の最初の255サイクルの期間中に
は、アレイ90の403個の各列96における255個の画素92を
走査する。このアレイ90の各列96における255個の走査
画素92のエネルギー値は、上述したようにアレイ82の光
検出素子84に累積する。行転送クロック信号の255番目
のサイクルの終了後には画素92の第１行94aに対して累
積された256のエネルギー値がアレイ82の行86dに現われ
る。ついで行カウンタ210は読取り可能信号を発生し、
これによりメモリユニット218は画素92の行94aに対する
光検出素子84の列88に蓄積された累積エネルギー値をデ
ィジタル形態にて受信することができる。（第７図、判
定ブロック310）。上述したように、行カウンタ210はコ
ンピュータ202から始めと、終りの行パルス計数値を受
信し、読取り可能信号は上記始めと、終りの行パルス計
数時間にて発生させる。メモリユニット218の記憶容量
は512キロバイトとする。

光検出素子84の行86dから読出されるエネルギー値は前
置増幅器220によって適当に調整して増幅すると共に、
アナログ・ディジタル変換器222によってディジタル形
態に変換する。各ディジタルワードによって表わされる
エネルギー値はスレッショールド検出器224に供給し
て、これにより識別する。累積エネルギー値がスレッシ
ョールド検出器224の予定スレッショールドレベル以上
となる画素92のディジタルワールドだけをメモリユニッ
ト218に記憶させ、残りのディジタルワードは放棄す
る。画素92はアレイ90の行94及び列96におけるその位置
によってメモリユニット218にて識別され、行は行カウ
ンタ210の出力によって識別され、列は連続エネルギー
値がアレイ82の行86dから読出される際にデータ転送ク
ロック発生器兼画素カウンタ216に記録された画素番号
によって識別される。コンピュータ202はその内部メモ
リに縞領域を識別するデータワードを入力し、そのデー
タから記憶させた画素を取出す。

データ転送クロック発生器兼画素カウンタ216は、縞領
域72におけるすべての画素92に対する累積エネルギー値
がアレイ82の行86dから読出されるまで、255以上の行転
送クロック信号の各サイクルに対して403サイクルのデ
ータ転送クロック信号を提供し続ける。光学窓54の辺56
が検査領域36のセグメント74を通過した後に、行カウン
タ210は読取り可能信号の発生を中止し、このことはア
レイ90の行94dにおける画素92のエネルギー値がアレイ8
2の行86dにおける光検出素子84から読出されたことを示
す（第７図、判定ブロック312）。読取り可能信号の終
了時には、光学エンコーダパルスカウンタ204がカメラ4
2の移動を減速し、そのカメラを停止位置100に停止させ
る（第７図、判定ブロック314）。第１縞領域72に対し
てメモリユニット218にて捕捉されたデータは汎用コン
ピュータ202に読込まれて、処理される（第７図、処理
ブロック316）。

カメラ42が停止位置100に達した後には、コンピュータ2
02はつぎの横隣りの、即ち第２縞領域72の出発位置78及
び停止位置102を計算する（第７図、処理ブロック30
4）。コンピュータ202は戻り通路セグメント76aに沿っ
てカメラ42を第２出発位置78に逆戻しし、ついで上述し
た所と同様な方法で隣りの縞領域72の走査を開始する
（第７図、処理ブロック306及び308）。検査領域36の走
査は、各縞領域72の画素すべてに対してエネルギー値が
捕捉されるまで継続させる。

本発明は上述した例のみに限定されるものでなく、幾多
の変更を加え得ること勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に適用するアレイタイプのホトマスクを
示す線図； 第2A及び2B図はそれぞれ、ホトマスクパターンのホログ
ラムを作製したり、該ホログラムからホトマスクに対応
する欠陥光像を再生したりする光学処理装置を示す線
図； 第３図は第１図のホトマスクにおける欠陥部の存在をホ
ログラフィク光像フィールドにて検出するための走査機
構を示す斜視図； 第4A図は第３図の光像フィールドの左下隅部における３
つの縞領域を拡大して示す線図； 第4B図は第３及び4A図の縞領域を拡大し、本発明により
光像フィールドにおける欠陥像を検出するために光検出
段を追従させるラスタ走査路を示している説明図； 第５図は光像フィールドにおける画素の第２アレイと、
本発明に用いる電荷結合デバイスの光検出素子から成る
第１アレイを示す線図； 第６図は第１図のホトマスクにおける欠陥部用の光像フ
ィールドを本発明により走査する装置の一例を示すブロ
ック線図； 第７図は第６図の装置に組込まれる汎用コンピュータに
よって実行する欠陥像処理の機能を示す流れ図である。 10……ホトマスク、10′……欠陥像 12……写真像素子、22……結像レンズ 28……ホログラム、30……空間フィルタ 32……欠陥像フィールド、35……レンズ 36……検出領域 42……光検出手段（カメラ、電荷結合デバイス） 48……位置決めテーブル、54……光学窓 72……縞領域、82……光検出素子アレイ 84……光検出素子、90……画素アレイ 92……画素、200……走査装置 202……汎用コンピュータ 204……光エンコーダパルスカウンタ 206……モータ駆動回路、208……1/Nカウンタ 210……行カウンタ、212……カメラ制御装置 214……行転送クロック発生器 216……データ転送クロック発生器兼画素カウンタ 218……メモリユニット、220……前置増幅器 222……アナログ−ディジタル変換器 224……スレッショルド検出器

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】試験体における欠陥部の存在を前記試験体
   に対応する第１幅の光パターンにて検出する方法であっ
   て、前記光パターンが所定の光強度の欠陥領域を異なる
   光強度の背景内に有する試験体の欠陥部検出方法が： 前記光パターンの窓領域からの光を検出するために電荷
   結合デバイスの光検出器を準備し、前記窓領域が前記第
   １幅に対して平行に第１幅よりも狭い第２幅を有し、前
   記光検出器が行と列の第１アレイに配列された複数の光
   検出素子を具え、各光検出素子が、これらの各光検出素
   子により受光される光の強度に対応する測定電荷値を供
   給すべく作動し得るように成す光検出器準備工程と； 前記光パターンに第２幅の複数の隣接縞状領域を規定す
   べく前記第１及び第２幅に対して直角の走査方向に前記
   光検出器を光パターンに対して繰返し走査させ、各縞状
   領域が行と列の第２アレイに配列される複数の画素を含
   み、前記第１及び第２アレイの行が前記走査方向に対し
   直角の方向に延在すると共に列が走査方向に沿って延在
   し、かつ前記画素が第１アレイの各列における各光検出
   素子に順次結像される光パターン内のそれぞれの位置と
   して規定され、第１アレイの列における各光検出素子が
   画素に対応する電荷値を順次取得するようにする走査工
   程と； 画素が向けられた光検出素子により測定された電荷値
   を、光パターンに対する光検出器の走査と同期をとって
   第１アレイの列における横隣りの光検出素子に、行転移
   クロック信号に従って第１アレイの列に沿って走査方向
   とは反対の方向にシフトさせて、第１アレイの列におけ
   る光検出素子の数に等しい数の多数の電荷値の和を表わ
   す総電荷値を光検出素子の最終行に与えるようにする電
   荷シフト工程と； データ転送信号に従って光検出器からの総電荷値を転送
   し、この総電荷値を予め選択したしきい値の電荷値と比
   較して、画素から受光した光強度が試験体における欠陥
   部を表わすかどうかを決定する比較工程と； 試験体における欠陥部を表わす画素の総電荷値を光検出
   器の位置及び画素の列を識別する情報と一緒にメモリに
   記憶する工程と； を具えていることを特徴とする試験体の欠陥部検出方
   法。
2. 【請求項２】光パターンを静止させ、かつ光検出素子の
   第１アレイを光パターンの縞状領域に沿って連続的に動
   かすことにより第１アレイの列における光検出素子上に
   画素を順次結像させることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の方法。
3. 【請求項３】試験体における欠陥部がしきい値の電荷値
   よりも大きい総電荷値によって表されることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の方法。
4. 【請求項４】試験体における欠陥部の存在を前記試験体
   に対応する第１幅の光パターンにて検出する装置であっ
   て、前記光パターンが所定の光強度の欠陥領域を異なる
   光強度の背景内に有するように成した試験体の欠陥部検
   出装置が： 前記第１幅に対して平行に第１幅よりも狭い第２幅を有
   する窓領域からの光パターンの光を検出する光検出器で
   あって、行と列の第１アレイに配列した複数の光検出素
   子を具えている電荷結合デバイスの光検出器と； 光検出素子上に光パターンを結像させ、各光検出素子
   が、これらの各光検出素子により受光される光の強度に
   対応する測定電荷値を供給すべく作動し得るように成し
   た光学素子と； 光パターンに第２幅の複数の隣接縞状領域を規定すべく
   前記第１及び第２幅に対して直角の走査方向に前記光検
   出器を光パターンに対して繰返し走査させ、各縞状領域
   が行と列の第２アレイに配列される複数の画素を含み、
   前記第１及び第２アレイの行が前記走査方向に対し直角
   の方向に延在すると共に列が走査方向に沿って延在し、
   かつ前記画素が第１アレイの各列における各光検出素子
   に順次結像される光パターン内のそれぞれの位置として
   規定され、第１アレイの列における各光検出素子が画素
   に対応する電荷値を順次取得するように成した走査手段
   と； 画素が結合される光検出器により測定された電荷値を、
   光パターンに対する光検出器の走査と同期をとって第１
   アレイにおける横隣りの光検出素子に、第１アレイの列
   に沿って走査方向とは反対の方向にシフトさせて、第１
   アレイの列における光検出素子の数に等しい数の多数の
   電荷値の和を表わす総電荷値を光検出素子の最終行に与
   えるために列転送クロック信号を形成する手段と； 光検出器からの総電荷値を転送するデータ転送信号形成
   手段と； 総電荷値を予め選択したしきい値の電荷値と比較して、
   画素の光強度が試験体における欠陥部を表わすかどうか
   を決定する比較手段と； 試験体における欠陥部を表わす画素の総電荷値を光検出
   器の位置及び画素の列を識別する情報と一緒にメモリに
   記憶する手段と； を具えていることを特徴とする試験体の欠陥部検出装
   置。
5. 【請求項５】光パターンを静止したままとし、かつ前記
   走査手段に位置決め手段も設けて、光検出手段が縞状領
   域の各々を横切って、これらの縞状領域を連続的に走査
   するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第４項
   に記載の装置。
6. 【請求項６】試験体における欠陥部がしきい値の電荷値
   よりも大きい総電荷値により表されるようにしたことを
   特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の装置。