以下、図面を参照して本発明の好ましい� ��施形態について説明する。本発明に係る検� ��装置を図1に示している。本実施形態の検査 装置1は、図1に示すように、ウェハステージ5 と、対物レンズ(100倍)6と、ハーフミラー7と� �照明光学系10と、検出光学系20と、撮像部30� �、制御ユニット40とを主体に構成される。

 ウェハステージ5には、パターン(繰り返� �パターン)の形成面を上にした状態で被検基� ��である半導体ウェハW(以下、ウェハWと称す� ��)が載置される。このウェハステージ5は、� �いに直交するx,y,z軸の3方向へ移動可能に構� �されている(なお、図1の上下方向をz軸方向� �する)。これにより、ウェハステージ5は、ウ ェハWをx,y,z軸方向へ移動可能に支持すること ができる。また、ウェハステージ5は、z軸を� ��心に回転できるように構成されている。

 照明光学系10は、図1の左側から右側へ向� ��て配置順に、光源11(例えば、白色LEDやハロ� ��ンランプ等)と、集光レンズ12と、照度均一� ��ユニット13と、開口絞り14と、視野絞り15と� ��コリメータレンズ16と、着脱可能な偏光子17 (偏光フィルタ)とを有して構成される。

 ここで、照明光学系10の光源11から放出さ れた光は、集光レンズ12および照度均一化ユ� ��ット13を介して、開口絞り14および視野絞り 15に導かれる。照度均一化ユニット13は、照� �光を散乱し、光量分布を均一化する。また� �干渉フィルタを含めることもできる。開口� �り14および視野絞り15は、照明光学系10の光� �に対して開口部の大きさおよび位置が変更� �能に構成されている。したがって、照明光� �系10では、開口絞り14および視野絞り15の操� �によって、照明領域の大きさおよび位置の� �更と、照明の開口角の調整とを行うことが� �きる。そして、開口絞り14および視野絞り15� ��通過した光は、コリメータレンズ16でコリ� �ートされた後に偏光子17を通過してハーフミ ラー7に入射する。

 ハーフミラー7は、照明光学系10からの光� ��下方に反射して対物レンズ6に導く。これに より、対物レンズ6を通過した照明光学系10か らの光でウェハWが落射照明される。一方、� �ェハWに落射照明された光は、ウェハWで反射 して再び対物レンズ6に戻り、ハーフミラー7� ��透過して検出光学系20に入射することがで� �る。

 検出光学系20は、図1の下側から上側に向� ��て配置順に、着脱可能な検光子21(偏光フィ� ��タ)と、レンズ22と、ハーフプリズム23と、� �ルトランレンズ24と、視野絞り25とを有して� ��成される。検光子21は、照明光学系10の偏光 子17に対してクロスニコルの状態(偏光方向が 直交する状態)となるように配置されている� �照明光学系10の偏光子17と検出光学系20の検� �子21とはクロスニコルの条件を満たすので、 ウェハWのパターンで偏光主軸が回転しない� �り、検出光学系20で検出される光量は零に近 くなる。

 ハーフプリズム23は入射光束を二方向に� �岐させる。ハーフプリズム23を通過する一方 の光束は、ベルトランレンズ24を介して視野� ��り25にウェハWの像を結像させるとともに、� ��物レンズ6の瞳面の像を撮像部30のDMD(デジタ ル・マイクロミラー・デバイス)素子31に投影 させる。撮像部30の2次元撮像素子33はDMD素子3 1と共役であるため、2次元撮像素子33の撮像� �に対物レンズ6の瞳面上の輝度分布が再現さ� ��て、2次元撮像素子33によりフーリエ変換さ� ��たウェハWの画像(フーリエ画像)を撮像する� ��とが可能である。なお、視野絞り25は、検� �光学系20の光軸に対して垂直方向の面内で開 口形状を変化させることができる。そのため 、視野絞り25の操作によって、ウェハWの任意 の領域での情報を2次元撮像素子33が検出でき るようになる。なお、ハーフプリズム23を通� ��する他方の光束は、フーリエ変換されてい� ��い画像を撮像するための第2の撮像部50に導� ��れる。

 ここで、本実施形態の欠陥検査でフーリ� ��画像(すなわち、対物レンズ6の瞳面の像)を� ��像するのは以下の理由による。欠陥検査に� ��いてウェハWのパターンをそのまま撮像した 画像を用いると、パターンのピッチが検査装 置の分解能以下のときには、パターンの欠陥 を光学的に検出できなくなる。一方、フーリ エ画像では、ウェハWのパターンに欠陥があ� �と反射光の対称性が崩れ、構造性複屈折に� �りフーリエ画像の光軸に対して直交する部� �同士の輝度や色などに変化が生じる。その� �め、パターンのピッチが検査装置の分解能� �下のときでも、フーリエ画像における上記� �変化を検出することでパターンの欠陥検出� �可能になる。

 さらに、図2を参照しつつ、ウェハWへの� �明光の入射角度と瞳面内での結像位置との� �係を説明する。図2の破線で示すように、ウ� ��ハWへの照明光の入射角度が0°のときには、 瞳上の結像位置は瞳中心となる。一方、図2� �実線で示すように、入射角度が64°(NA=0.9相当 )のときには、瞳上の結像位置は瞳の外縁部� �なる。すなわち、ウェハWへの照明光の入射� ��度は、瞳上では瞳内の半径方向の位置に対� ��する。また、瞳内の光軸から同一半径内の� ��置に結像する光は、ウェハWに同一角度で入 射した光である。

 撮像部30は、図1に示すように、DMD(Digital  MicromirrorDevice)素子31と、レンズ32と、2次元撮� ��素子33と、反対側に設けられたレンズ34と、 分光プリズム35と、3つの検出素子36a,36b,36cと� ��有して構成される。DMD素子31は、平面上に� �ぶ複数の可動式マイクロミラー(図示せず)を 有して構成される。DMD素子31のマイクロミラ� ��は、電気駆動することにより、ON状態のと� �には検出光学系20からの光が2次元撮像素子31 の方へ反射するように傾斜し、OFF状態のとき には検出光学系20からの光が検出素子36a,36b,36 c(分光プリズム35)の方へ反射するように傾斜� ��る。

 そのため、ON状態のマイクロミラーで反� �した検出光学系20からの光は、レンズ32(アオ リ光学系)を通って2次元撮像素子33の撮像面� �導かれる。一方、OFF状態のマイクロミラー� �反射した検出光学系20からの光は、レンズ34( アオリ光学系)を通って、分光プリズム35でR(� ��色)、G(緑色)、B(青色)の光に分光された後、 それぞれ3つの検出素子36a,36b,36cに導かれる。

 2次元撮像素子33は、ベイヤ配列のカラー� ��ィルタアレイを有するCCDやCMOS等であり、前 述のフーリエ画像を撮像する。また、3つの� �出素子36a,36b,36cは、フォトダイオードやアン バランシェ素子等であり、分光プリズム35に� ��って分光されたR(赤色)、G(緑色)、B(青色)の� ��をそれぞれ検出する。

 制御ユニット40は、フーリエ画像のデー� �を記録する記録部41と、入力インターフェー ス42と、各種の演算処理を実行するCPU43と、� �ニタ44および操作部45とを有して構成され、� ��査装置1の統括的な制御を実行する。また、 記録部41、入力インターフェース42、モニタ44 および操作部45は、それぞれCPU43と電気的に� �続されている。CPU43は、プログラムの実行に よってフーリエ画像を解析し、2次元撮像素� �33で撮像されるフーリエ画像の中でパターン の変化に対して感度の高い領域を求める。ま た、入力インターフェース42は、記録媒体(図 示せず)を接続するコネクタや、外部のコン� �ュータ(図示せず)と接続するための接続端子 を有しており、記録媒体またはコンピュータ からデータの読み込みを行う。

 以上のように構成される検査装置1を用い てウェハWを検査する方法について、図3~図5� �示すフローチャートを参照しながら説明す� �。まず、図3に示すフローチャートを用いて� ��2次元撮像素子33とDMD素子31との画素対応テ� �ブルを作成する方法について説明する。画� �対応テーブルの作成方法は、まず、ステッ� �S101において、照明光学系10の偏光子17と検出 光学系20の検光子21を光軸から外す。次に、� �テップS102において、パターンのないウェハW をウェハステージ5により対物レンズ6の下方( 観察位置)に移動させる。

 次のステップS103において、照明光学系10� ��光源11を点灯させる。このとき、光源11から 放出された照明光は、集光レンズ12および照� ��均一化ユニット13を介して、開口絞り14およ び視野絞り15を通過し、コリメータレンズ16� �コリメートされてハーフミラー7で反射した� ��、対物レンズ6を通ってウェハWに照射され� �。そして、ウェハWからの反射光は、対物レ� ��ズ6およびハーフミラー7を通過して検出光� �系20に入射し、検出光学系20に入射した光は� ��レンズ22、ハーフプリズム23、ベルトランレ ンズ24、および視野絞り25を通過し、撮像部30 のDMD素子31にフーリエ像が投影される。

 次のステップS104において、DMD素子31の1画 素(マイクロミラー)だけON状態にし、それ以� �の画素(マイクロミラー)はOFF状態にする。そ うすると、ON状態の画素で反射した検出光学� ��20からの光は、レンズ32を通って2次元撮像� �子33の撮像面に導かれる。

 次のステップS105において、2次元撮像素� �33で撮像を行って、ON状態の画素(マイクロミ ラー)で反射した光を検出し、CPU43がON状態の� ��素で反射した光の撮像面上(2次元撮像素子33 )での画素位置を計算して求める。

 次のステップS106において、CPU43は、ステ� ��プS105で求めた2次元撮像素子33の画素位置と 、そのときのDMD素子31の画素位置(マイクロミ ラーの位置)との関係を、記録部41の画素対応 テーブルに登録する。

 次のステップS107において、CPU43は、DMD素� ��31の全ての画素について測定が済んだか否� �を判定する。判定がYesであれば、画素対応� �ーブルの作成を終了し、判定がNoであればス テップS108へ進む。

 ステップS108では、DMD素子31のON状態にす� �画素(マイクロミラー)を未だ測定が済んでい ない画素に変更し、ステップS105へ戻る。こ� �ようなシーケンスにより、2次元撮像素子33� �画素とDMD素子31の画素との関係を画素対応テ ーブルに登録することができる。

 次に、図4に示すフローチャートを用いて 、2次元撮像素子33で撮像されるフーリエ画像 の中で、パターンの変化に対して感度の高い 領域を決定する方法について説明する。感度 の高い領域の決定方法は、まず、ステップS20 1において、照明光学系10の偏光子17と検出光� ��系20の検光子21を光軸上に挿入する。次に、 ステップS202において、DMD素子31の全ての画素 (マイクロミラー)をON状態にして、ウェハWか� ��の光が全て2次元撮像素子33の方へ反射する� ��うにする。次のステップS203において、照明 光学系10の光源11を点灯させる。

 次のステップS204において、繰り返しパタ ーンが形成されたウェハWをウェハステージ5� ��に載置し、ウェハW上の測定するパターン(1� ��ョットの一部分)をウェハステージ5により� �物レンズ6の下方に移動させる。このとき、� ��光条件(ドーズおよびフォーカス)がそれぞ� �異なる複数の同一形状のパターンを形成し� �ウェハWを使用する。

 そうすると、光源11から放出された照明� �は、集光レンズ12および照度均一化ユニット 13を介して、開口絞り14および視野絞り15を通 過し、コリメータレンズ16でコリメートされ� ��後に偏光子17を通過してハーフミラー7で反� ��した後、対物レンズ6を通ってウェハWに照� �される。そして、ウェハWからの反射光は、� ��物レンズ6およびハーフミラー7を通過して� �出光学系20に入射し、検出光学系20に入射し� ��光は、検光子21、レンズ22、ハーフプリズム 23、ベルトランレンズ24、および視野絞り25を 通過し、撮像部30のDMD素子31にフーリエ像が� �影される。このとき、DMD素子31の全ての画素 (マイクロミラー)がON状態であるので、DMD素� �31で反射した光はレンズ32を通り、2次元撮像 素子33の撮像面にフーリエ像が投影される。

 そこで、次のステップS205において、2次� �撮像素子33でフーリエ像を撮像し、撮像した フーリエ画像を記録部41に記録する。

 次のステップS206において、CPU43は、ウェ� ��W上の必要な全てのパターンについて測定が 済んだか否かを判定する。判定がYesであれば ステップS207へ進み、判定がNoであればステッ プS204へ戻り、未だ測定が済んでいないパタ� �ン(別のショット)を対物レンズ6の下方に移� �させてステップS205の撮像を行う。これによ� ��、記録部41には、同一形状のパターンにつ� �て露光条件が異なる複数のフーリエ画像の� �ラーデータが記録されることになる。

 ステップS207では、CPU43は、各フーリエ画像� ��ついて、フーリエ画像の各位置ごとにR(赤� �)、G(緑色)、B(青色)の輝度データ(平均値)を� �れぞれ生成する。輝度データの求め方は、� �ず、図6に示すように、フーリエ画像(例えば 1フレーム目のフーリエ画像FI ₁ )を縦横等間隔に正方格子状の複数の分割領� �Pに分割し、フーリエ画像の分割領域Pごとに 、RGBの輝度値の平均をそれぞれの色別に求め る。そして、この工程を各々のフーリエ画像 について行う。これにより、1フレーム目か� �nフレーム目までのフーリエ画像FI ₁ ~FI _n について、各フーリエ画像の分割領域Pごと� �、R、G、Bの各色成分ごとの階調を示す輝度� �ータがそれぞれ生成されることになる。

 次のステップS208において、図7に示すよう� �同じ分割領域に注目し、CPU43は、同じ分割領 域におけるフーリエ画像FI ₁ ~FI _n 間での階調差を示す階調差データを、R、G、B の各色成分ごとに生成する。具体的には、フ ーリエ画像FI上の任意の分割領域をP _m とすると、まず、各々のフーリエ画像FI ₁ ~FI _n について、分割領域P _m での各色成分の輝度データ(ステップS207で求� ��たもの)をそれぞれ抽出する。次に、分割領 域P _m に対応する輝度データの階調値のうちで、R� �G、Bの各色成分ごとの最大値と最小値とを抽 出し、抽出した最大値と最小値との差分値を 算出する。そして、これらの工程を全ての分 割領域について行う。これにより、フーリエ 画像の全ての分割領域について、分割領域P _m におけるフーリエ画像間での階調差を示す階 調差データ(階調の最大値と最小値との差分� �)が、R、G、Bの各色成分ごとに生成されるこ� ��になる。

 そして、ステップS209において、CPU43は、� ��テップS208で求めた階調差データ(階調の最� �値と最小値との差分値)に基づいて、フーリ� ��画像の分割領域うち、階調の最大値と最小� ��との差分値が最大となる色と分割領域を求� ��、当該分割領域を感度の高い領域と決定し� ��そこを検出条件に決める。図8~図10は、フー リエ画像の各分割領域における階調差の分布 状態を色成分ごとに示した図である。図8~図1 0の例において、図10に示すBの階調差の左上� �領域が最大感度の領域となる。このように� �れば、パターンの線幅やプロファイルの変� �を感度よく検出するために、R、G、Bのどの� �を使い、フーリエ画像の中でどの分割領域� �使用すればよいか決定することができる。

 上述のようにして、未知のパターンの変� ��を2次元撮像素子33で撮像した画像より検出� ��ることが可能になる。ところが、ウェハWか らの反射光は微弱であり、2次元撮像素子33の 露光時間が長くなってしまいスループットが 上がらない場合がある。

 そこで、図5に示すフローチャートを用い て、高い感度で高速にパターンの変化を検出 する方法について説明する。このパターンの 検出方法は、まず、ステップS301において、� �明光学系10の偏光子17と検出光学系20の検光� �21を光軸上に挿入する。

 次に、ステップS302において、CPU43は、ウ� ��ハWからの反射光を各検出素子36a,36b,36cの方� ��導くためにON/OFFさせるDMD素子31の画素(マイ� ��ロミラー)を決定する。具体的には、ステッ プS101~S108で求めた2次元撮像素子33とDMD素子31� ��の画素対応テーブルを参照して、ステップS 201~S209で求めた2次元撮像素子33上で感度の高� ��画素領域(分割領域)に対応するDMD素子31の画 素を求める。

 次のステップS303において、CPU43は、ステ� ��プS302で求めた感度の高い画素領域(分割領� �)に対応するDMD素子31の画素をOFF状態にして� �検出素子36a,36b,36cの方へ導くように設定する とともに、他の画素をON状態にして2次元撮像 素子33の方へ導くように設定する。

 次のステップS304では、照明光学系10の光� ��11を点灯させる。次に、ステップS305におい� ��、検査するウェハWをウェハステージ5上に� �置し、ウェハW上の検査するパターン(1ショ� �ト分)をウェハステージ5により対物レンズ6� �下方に移動させる。

 そうすると、光源11から放出された照明� �は、集光レンズ12および照度均一化ユニット 13を介して、開口絞り14および視野絞り15を通 過し、コリメータレンズ16でコリメートされ� ��後に偏光子17を通過してハーフミラー7で反� ��した後、対物レンズ6を通ってウェハWに照� �される。そして、ウェハWからの反射光は、� ��物レンズ6およびハーフミラー7を通過して� �出光学系20に入射し、検出光学系20に入射し� ��光は、検光子21、レンズ22、ハーフプリズム 23、ベルトランレンズ24、および視野絞り25を 通過し、撮像部30のDMD素子31に達する。この� �き、ウェハWのパターン変化に対して感度の� ��い領域の反射光は、DMD素子31におけるOFF状� �の画素(マイクロミラー)で反射してレンズ34� ��通り、分光プリズム35により、赤色の光は� �1の検出素子36a、緑色の光は第2の検出素子36b 、青色の光は第3の検出素子36cへ導かれる。

 そして、ステップS306において、CPU43は、� ��検出素子36a,36b,36cによりDMD素子31から導かれ た感度の高い反射光を検出し、その検出信号 から反射光の輝度(光量)を測定して(輝度変化 から)ウェハW上のパターンの変化(すなわち、 パターンの欠陥)を検出する。このとき、前� �したように、各検出素子36a,36b,36cにフォトダ イオードやアバランシェ素子等を使用するこ とで、ウェハWからの反射光に応じた微弱信� �を高速に電気信号(検出信号)に変換すること ができ(例えば、CCDで100ms程度なのに対し、ア バランシェ素子で数ms程度)、ウェハW上のパ� �ーンの状態(変化)を高速に検出することがで きる。なお、図8~図10の例では、第3の検出素� ��36cで検出した青色の光を用いることになる� ��また、DMD素子31の画素(マイクロミラー)は、 ON状態の方が位置精度が高いのにもかかわら� ��、OFF状態のときに各検出素子36a,36b,36cの方� �導くように設定しているが、レンズ34を縮小 レンズにすることで、OFF状態のときの反射方 向にズレが生じても許容範囲内とすることが できる。

 このように、本実施形態によれば、2次元 の輝度情報(位置)を高精度で検出することが� ��きる2次元撮像素子33と、光(輝度情報)を高� �で検出することができる各検出素子36a,36b,36c と、DMD素子31とを組み合わせて使用すること� ��より、ウェハ製造の各工程毎に最適な条件� ��、ウェハWの表面に形成されたパターンを高 い感度で高速に検査することができる。

 このとき、2次元撮像素子33および各検出� ��子36a,36b,36cが、ウェハWからの光のうち直線� ��光である照明光と偏光方向が略直交する直� ��偏光成分を検出するようにすることで、い� ��ゆるクロスニコルの状態となって構造性複� ��折を利用した感度の高い検査が可能になる� ��なお、偏光子17と検光子21の偏光方向は、90� �(クロスニコルの状態)に限らず、検査対象の パターンで発生する構造性複屈折による楕円 偏光の回転に合わせて微調整してもよい。

 またこのとき、落射照明によりウェハWの 表面を照明することで、装置の大きさを小型 にすることができる。

 また、前述したように、2次元撮像素子33� ��より得られる2次元の輝度情報は、フーリエ 画像における輝度情報であることが好ましく 、このようにすれば、パターンのピッチが検 査装置の分解能以下のときでもパターンの欠 陥検出が可能になる。

 また、前述したように、各検出素子36a,36b ,36cは、分光プリズム35によって分光された複 数の波長(すなわち、赤色、緑色、および青� �の光)毎に設けられることが好ましく、この� ��うにすれば、波長毎に感度の高い領域を検� ��してより感度の高い検査が可能になる。

 また、ウェハWからの光の進む方向を切り 替える光路切替素子として、複数のマイクロ ミラーを備えたDMD素子31を用いることが好ま� ��く、これにより、ウェハWからの光の進む方 向を画素単位の微小な領域ごとに切り替える ことが可能になる。

 なお、上述の実施形態において、ステッ� ��S302で求めた感度の高い画素領域(分割領域)� ��対応するDMD素子31の画素をOFF状態にして各� �出素子36a,36b,36cの方へ導くように設定すると ともに、他の画素をON状態にして2次元撮像素 子33の方へ導くように設定しているが、これ� ��限られるものではない。例えば、図11に示� �ように、DMD素子31とレンズ32との間にハーフ� ��リズム38を配置し、DMD素子31から2次元撮像� �子33へ向かう光の一部をハーフプリズム38か� ��レンズ34および分光プリズム35を介して各検 出素子36a,36b,36cへ導くようにしてもよい。こ� ��場合、ステップS303において、CPU43は、ステ� ��プS302で求めた感度の高い画素領域(分割領� �)に対応するDMD素子31の画素をON状態にして2� �元撮像素子33および各検出素子36a,36b,36cの方� ��導くように設定するとともに、他の画素をO FF状態にして各検出素子36a,36b,36cの方へ導か� �いように設定する。これにより、DMD素子31の 画素をより位置精度の高いON状態にしてウェ� ��Wからの光を各検出素子36a,36b,36cの方へ導く� ��とができる。

 また、上述の実施形態において、ウェハW の欠陥検査を行う検査装置1を例に説明を行� �たが、被検物はウェハWに限られず、例えば� ��晶ガラス基板であっても構わない。

 また、上述の実施形態において、階調差� ��ータ(階調の最大値と最小値との差分値)に� �づいて、パターンの変化に対して感度の高� �領域を決定しているが、これに限られるも� �ではない。そこで、図12に示すフローチャー トを用いて、感度の高い領域の決定方法の変 形例について説明する。この方法は、上述の 実施形態の場合と同様に、露光条件(ドーズ� �よびフォーカス)がそれぞれ異なる複数の同� ��形状のパターンを形成したウェハWを用いて 、各々のパターンのフーリエ画像とパターン 毎の線幅のデータとに基づいて、パターンの 変化に対して感度の高い領域を決定するもの である。なお、上記のパターンに対応する線 幅のデータは、例えば、スキャトロメータや 走査型電子顕微鏡(SEM)等の線幅測定器で測定� ��たものを利用し、これら線幅のデータ群は� ��め入力インターフェース42より入力して記� �部41に記録されているものとする。

 まず、前述の実施形態の場合と同様に、� ��テップS251において、照明光学系10の偏光子1 7と検出光学系20の検光子21を光軸上に挿入す� ��。次に、ステップS252において、DMD素子31の� ��ての画素(マイクロミラー)をON状態にして、 ウェハWからの光が全て2次元撮像素子33の方� �反射するようにする。次のステップS253にお� ��て、照明光学系10の光源11を点灯させる。

 次のステップS254において、露光条件(ド� �ズおよびフォーカス)がそれぞれ異なる複数� ��同一形状のパターンを形成したウェハWをウ ェハステージ5上に載置し、ウェハW上の測定� ��るパターン(1ショットの一部分)をウェハス� ��ージ5により対物レンズ6の下方に移動させ� �。次のステップS255において、2次元撮像素子 33でフーリエ像を撮像し、撮像したフーリエ� ��像を記録部41に記録する。

 次のステップS256において、CPU43は、ウェ� ��W上の全てのパターンについて測定が済んだ か否かを判定する。判定がYesであればステッ プS257へ進み、判定がNoであればステップS254� �戻り、未だ測定が済んでいないパターン(別� ��ショット)を対物レンズ6の下方に移動させ� �ステップS255の撮像を行う。

 ステップS257において、CPU43は、上述の実� ��形態の場合と同様に、各フーリエ画像につ� ��て、フーリエ画像の分割領域ごとにR(赤色)� ��G(緑色)、B(青色)の輝度データ(平均値)をそ� �ぞれ生成する。

 さて、次のステップS258では、同じ分割領域 に注目し、CPU43は、各フーリエ画像FI ₁ ~FI _n の同じ分割領域における階調値とパターンの 線幅との変化率を示す近似式を、R、G、Bの各 色成分ごとに求める。具体的には、フーリエ 画像FI上の任意の分割領域をP _m とすると、まず、各々のフーリエ画像FI ₁ ~FI _n に対応するパターンの線幅のデータを記録部 41から読み出す。またこのとき、各々のフー� ��エ画像FI ₁ ~FI _n について、分割領域P _m での各色成分の輝度データ(ステップS257で求� ��たもの)をそれぞれ抽出する。次に、各々の フーリエ画像FI ₁ ~FI _n ごとに、パターンの線幅と分割領域P _m での輝度データの階調値との対応関係を求め る。

 続いて、パターンの線幅と分割領域P _m での階調値との対応関係に基づいて、最小二 乗法により分割領域P _m での階調値とパターンの線幅との変化率を示 す近似式を求める。ここで、各々のフーリエ 画像FI ₁ ~FI _n に対応するパターンの線幅をyとし、分割領� �P _m でのB(あるいはRもしくはG)の階調値をxとし、 傾きをaとし、y切片をbとすると、近似式は次 の(1)式で表わされる。

 y=ax+b   …(1)

 なお、係数aの絶対値は、パターンの線幅 の変化に対する階調変化の逆数(すなわち、� �ターンの変化に対する検出感度の逆数)に相� ��する。すなわち、上記の係数aの絶対値が小 さくなると、線幅の差が同じでもフーリエ画 像の階調変化が大きくなるので、パターンの 変化に対する検出感度がより高くなる。そし て、これらの工程を全ての分割領域について 、R、G、Bの各色成分ごとに行う。

 次に、ステップS259において、CPU43は、フー� ��エ画像上の各分割領域において、ステップS 258で得た近似式とパターンの線幅との相関誤 差をR、G、Bの各色成分ごとに求める。具体的 には、各々のフーリエ画像FI ₁ ~FI _n に対応するパターンの線幅と、近似式を用い て算出されるパターンの線幅との偏差のデー タを、R、G、Bの各色成分ごとに算出し、算出 した偏差のデータから各分割領域の色成分ご とに標準偏差を算出し、その値を相関誤差と する。

 そして、ステップS260において、CPU43は、� ��テップS258で求めた係数aと、ステップS259で� ��めた相関誤差とに基づいて、フーリエ画像� ��分割領域うち、係数aの絶対値が小さく、か つ相関誤差が十分に小さい分割領域を求め、 当該分割領域を感度の高い領域と決定し、そ こを検出条件に決める。具体的には、例えば 、係数aの絶対値の小ささと、相関誤差の小� �さとに応じて各々の分割領域のスコアリン� �を行い、このスコアリングの結果に基づい� �感度の高い分割領域を決定する。このよう� �しても、パターンの線幅やプロファイルの� �化を感度よく検出するために、R、G、Bのど� �色を使い、フーリエ画像の中でどの分割領� �を使用すればよいか決定することができる� �