(57)【要約】  任意のシャッタを開閉可能で、かつシャッタ閉時遮光能力が高い光学フィルタリングデバイスおよび光学フィルタリング方法並びに、それを用いて高感度に欠陥を検出できる光学式の検査方法及び検査装置を提供するものであって、ＳＯＩウェハ上に生成させた光学的に不透明な薄膜にシャッタパターンが２次元状に配列して形成され、このシャッタパターンの下側の部分のＳＯＩウェハが除去されて孔部が形成されＳＯＩウェハの残った部分に動作電極が形成されたシャッタアレイと、表面に電極パターンが形成されてシャッタアレイを搭載したガラス基板と、このガラス基板に形成された電極パターンとＳＯＩウェハの動作電極とに電力を供給する給電部とを備え、給電部から供給する電力を制御することにより２次元状に配列して形成したシャッタパターンを孔部に対して開閉動作させて光学フィルタリングするようにした。
2012105705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳＯＩウェハ上に生成させた光学的に不透明な薄膜にシャッタパターンが２次元状に配列して形成され、該シャッタパターンの下側の部分のＳＯＩウェハが除去されて孔部が形成され前記ＳＯＩウェハの残った部分に動作電極が形成されたシャッタアレイと、
表面に電極パターンが形成されて前記シャッタアレイを搭載したガラス基板と、
該ガラス基板に形成された電極パターンと前記ＳＯＩウェハの動作電極とに電力を供給する給電部と、
を備え、前記給電部から前記電極パターンと前記動作電極とに供給する電力を制御することにより前記２次元状に配列して形成したシャッタパターンを前記孔部に対して開閉動作させ、
前記シャッタパターンは端部に突起を有することを特徴とする光学フィルタリングデバイス。
【請求項２】
請求項１記載の光学フィルタリングデバイスであって、
前記シャッタパターンは端部に２つの突起を有することを特徴とする光学フィルタリングデバイス。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光学フィルタリングデバイスであって、
前記ガラス基板の前記電極パターンが形成された面と対向する面に配線パターンが形成されており、前記配線パターンは前記シャッタパターンの突起の位置に対応する位置に凹み部分を有することを特徴とする光学フィルタリングデバイス。
【請求項４】
請求項３記載の光学フィルタリングデバイスであって、
前記ガラス基板に形成された遮光パターンは、前記ガラス基板に形成された配線パターンの凹み部分の位置に対応する位置に配置されていることを特徴とする光学フィルタリングデバイス。
【請求項５】
請求項１又は２の何れかに記載の光学フィルタリングデバイスであって、前記給電部は、前記シャッタパターンを開動作させるときの前記シャッタパターンと前記動作電極との電位差を前記シャッタパターンを閉動作させるときの前記シャッタパターンと前記電極パターンとの電位差より大きくなるように前記シャッタパターンと前記電極パターン又は前記動作電極との電位差を制御することを特徴とする光学フィルタリングデバイス。
【請求項６】
検査対象基板を照明する照明手段と、
該照明手段で照明された前記検査対象基板からの散乱光のうち欠陥として検出したくない部分からの散乱光を遮光する光学フィルタリングデバイスを有して該光学フィルタリングデバイスで遮光されなかった散乱光を検出する検出光学系手段と、
該検出光学系手段で前記散乱光を検出して得た信号を処理して前記検査対象基板の欠陥を検出する信号処理手段と、
該信号処理手段で検出した欠陥の情報を出力する出力手段と
を備えた欠陥検査装置であって、
前記検出手段の光学フィルタリングデバイスは、
ＳＯＩウェハ上に生成させた光学的に不透明な薄膜にシャッタパターンが２次元状に配列して形成され、該シャッタパターンの下側の部分のＳＯＩウェハが除去されて孔部が形成され前記ＳＯＩウェハの残った部分に動作電極が形成されたシャッタアレイと、
表面に電極パターンが形成されて前記シャッタアレイを搭載したガラス基板と、
該ガラス基板に形成された電極パターンと前記ＳＯＩウェハの動作電極とに電力を供給する給電部と、
を備え、前記給電部から前記電極パターンと前記動作電極とに供給する電力を制御することにより前記２次元状に配列して形成したシャッタパターンを前記孔部に対して開閉動作させる
ことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項７】
請求項６記載の欠陥検査装置であって、前記検査対象基板は表面に規則的な回路パターンが形成されており、前記光学フィルタリングデバイスは、前記照明手段で照明された前記検査対象基板からの散乱光のうち、前記規則的な回路パターンから発生する強い散乱光を遮光することを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項８】
請求項６記載の欠陥検査装置であって、前記検査対象基板はシリコンエピウェハであり、前記光学フィルタリングデバイスは、前記照明手段で照明された前記シリコンエピウェハからの散乱光のうち、前記シリコンエピウェハの表面の微細な段差により発生する強い散乱光を遮光することを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項９】
請求項６乃至８の何れかに記載の欠陥検査装置であって、
前記光学フィルタリングデバイスのシャッタパターンは端部に２つの突起を有することを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項１０】
請求項６乃至８の何れかに記載の欠陥検査装置であって、
前記光学フィルタリングデバイスのガラス基板の前記電極パターンが形成された面と対向する面には配線パターンが形成されており、前記配線パターンは前記シャッタパターンの突起の位置に対応する位置に凹み部分を有することを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の欠陥検査装置であって、
前記ガラス基板に形成された電極パターンは、前記ガラス基板に形成された配線パターンの凹み部分の位置に対応する位置に配置されていることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項１２】
請求項６乃至８の何れかに記載の欠陥検査装置であって、前記給電部は、前記シャッタパターンを開動作させるときの前記シャッタパターンと前記動作電極との電位差を前記シャッタパターンを閉動作させるときの前記シャッタパターンと前記電極パターンとの電位差より大きくなるように前記シャッタパターンと前記電極パターン又は前記動作電極との電位差を制御することを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項１３】
検査対象基板を照明し、
該照明された前記検査対象基板からの散乱光のうち欠陥として検出したくない部分からの散乱光を光学フィルタリングデバイスで遮光し該光学フィルタリングデバイスで遮光されなかった散乱光を検出し、
該散乱光を検出して得た信号を処理して前記検査対象基板の欠陥を検出し、
該検出した欠陥の情報を出力する
欠陥検査方法であって、
前記光学フィルタリングデバイスで前記検査対象基板からの散乱光のうち欠陥として検出したくない部分からの散乱光を遮光することを、
ＳＯＩウェハ上に生成させた光学的に不透明な薄膜に２次元状に配列して形成されたシャッタパターンの下側の部分のＳＯＩウェハが除去され孔部が形成されて前記ＳＯＩウェハの残った部分に動作電極が形成されたシャッタアレイの前記動作電極と、前記シャッタアレイを搭載したガラス基板の表面に形成された電極パターンとに供給する電力を制御することにより前記孔部に対して開閉動作が可能なシャッタパターンに対して前記供給する電力を制御することにより所望のシャッタパターンを閉じることにより散乱光を遮光する
ことを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の欠陥検査方法であって、前記検査対象基板は表面に規則的な回路パターンが形成されており、前記光学フィルタリングデバイスは、前記所望のシャッタパターンを閉じることにより前記照明された検査対象基板からの散乱光のうち、前記規則的な回路パターンから発生する強い散乱光を遮光することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項１５】
請求項１３記載の欠陥検査方法であって、前記検査対象基板はシリコンエピウェハであり、前記光学フィルタリングデバイスは、前記所望のシャッタパターンを閉じることにより前記照明された前記シリコンエピウェハからの散乱光のうち、前記シリコンエピウェハの表面の微細な段差により発生する強い散乱光を遮光することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項１６】
請求項１３乃至１５の何れかに記載の欠陥検査方法であって、前記シャッタパターンを開動作させるときの前記シャッタパターンと前記動作電極との電位差を前記シャッタパターンを閉動作させるときの前記シャッタパターンと前記電極パターンとの電位差より大きくなるように前記シャッタパターンと前記電極パターン又は前記動作電極との電位差を制御することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項１７】
ＳＯＩウエハ上に生成させた光学的に不透明な薄膜にシャッタパターンが２次元状に配列して形成され、前記シャッタパターンの下側の部分のＳＯＩウエハが除去されて孔部が形成され該ＳＯＩウエハの残った部分に動作電極が形成されたシャッタアレイと、
表面に電極パターンが形成されて前記シャッタアレイを搭載したガラス基板と、
前記ガラス基板に形成された電極パターンと該ＳＯＩウエハの動作電極とに電力を供給する給電部と、を備え、  
前記給電部から前記電極パターンと前記動作電極とに供給する電極を制御することにより前記二次元状に配列して形成したシャッタパターンを前記孔部に対して開閉動作させ、
前記シャッタパターンは端部に突起を有する光学フィルタリングデバイス。
【請求項１８】
請求項１７記載の光学フィルタリングデバイスであって、
前記シャッタパターンは端部に２つの突起を有することを特徴とする光学フィルタリングデバイス。
【請求項１９】
請求項１７記載の光学フィルタリングデバイスであって、
前記ガラス基板の前記電極パターンが形成された面と対向する面に配線パターンが形成されており、前記配線パターンは前記シャッタパターンの突起の位置に対応する位置に凹み部分を有することを特徴とする光学フィルタリングデバイス。
【請求項２０】
請求項１７記載の光学フィルタリングデバイスであって、
前記ガラス基板に搭載された電極パターンは、前記ガラス基板に形成された配線パターンの凹み部分の位置に対応する位置に配置されていることを特徴とする光学フィルタリングデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射した光のうち、所望の領域の光を遮光して残りを透過させる光学フィルタリングデバイス、並びに、この光学フィルタリングデバイスを用いて、被検査対象物の光学画像と参照画像とを比較し、その差異から微細パターン欠陥や異物などを検出する方法及び装置にかかわり、特に半導体ウェハ、ホトマスク、液晶等の外観検査を行う欠陥検査方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造では、半導体デバイスが形成される基板（ウェハ）を数百に上る製造工程で処理して製品となる。各工程では基板（ウェハ）上に異物が付着したり、パターン形成の工程ばらつき等によってパターン欠陥が生じるが、これらは半導体デバイスが不良品となる原因である。また半導体デバイスの欠陥検査システムでは、パターンの微細化の進展に伴って、より微細な欠陥や異物を検出するだけではなく、興味のある対象（ＤＯＩ (Defect Of Interest)）の検出が求められると同時に、多種のDOIや検出したくない欠陥を分類に対するニーズが高まっている。このようなニーズに応えるために、近年複数の検出光学系及び画像処理系（以下、検出ヘッドと呼ぶ）を備え、各検出光学系での検出信号を用いることにより検出可能な欠陥種増加及び欠陥検出性能向上が図った欠陥検査装置が開発・製造販売されるようになってきており、半導体製造ラインに適用されつつある。【０００３】
半導体デバイスの欠陥検査装置は、例えばリソ工程、成膜工程、エッチ工程等の工程において発生したパターン欠陥や異物を、該工程が完了した後の基板表面を検査することによって検出し、該工程の装置のクリーニング実施指令を出したり、既に致命的な欠陥が生じた状態の基板を次工程以降に流すことによる不良品の発生を、早期に検出するのに使用する。【０００４】
前の工程で所定の処理が施された半導体デバイスを形成途中の基板は、検査装置にロードされる。半導体デバイスを形成途中の基板（ウェハ）の表面の画像が撮像取得され、該画像をもとに、特開２００３−８３９０７号公報(特許文献１)、特開２００３−９８１１３号公報(特許文献２)、特開２００３−２７１９２７号公報(特許文献３)等に記載されているような欠陥信号判定しきい値欠陥判定処理を行うことによって欠陥判定が行われ、基板上の欠陥個数他が出力される。【０００５】
予め設定した欠陥個数しきい値Ncに対し、該検出欠陥個数Ntが小さい場合には、そのまま次工程へ送付する。欠陥個数Ntが大きい場合には、前工程装置のクリーニング実施指令を出した後、基板の再生可否を判断する。基板が再生可能と判断された場合には、洗浄工程にて基板を洗浄した後、再度本検査工程を通して次工程へ送付する。【０００６】
被検査対象である半導体デバイスを形成途中の基板（ウェハ）は、図４に示すように同一パターンを持つ部分１および１'（以下ダイと呼ぶ）が規則的に並んでいる。本発明が対象としている欠陥検査方法及び欠陥検査装置は、隣接するダイ同士でダイ内座標が同一である位置の画像を比較して、両者の差をもとに欠陥検出判定するものである。【０００７】
半導体欠陥検査システムでは、上記の技術に加え、例えば特開２０００−１０５２０３号公報(特許文献４)に示されているように、半導体デバイス上パターンからの回折光を空間フィルタを用いて遮光して検査画像に反映されないようにすることにより、半導体デバイス上の異物や欠陥を高感度に検出することで、より微細なＤＯＩの検出、及び高速検査に対する要求に対応している。【０００８】
但し、当該公開特許にあるような、棒状の板を並べることで構成する空間フィルタでは、例えば半導体デバイス上に形成されたパターンのピッチが複数あるために生じた、フーリエ変換面上に形成された複数ピッチの回折光を遮光することが困難である。また、複数の照明波長を持つ光源や発振波長の異なるレーザ光源を複数用いて半導体デバイスを照明した場合には、単一のパターンのピッチであっても、フーリエ変換面上には複数ピッチの回折光が生じるため、遮光することが困難である。また、もし遮光ができたとしても、遮光領域が広くなりすぎて実質的な開口が小さくなるため、欠陥検出感度が低下してしまう問題が発生する。【０００９】
また、複数の照明波長を持つ光源や発振波長の異なるレーザ光源を複数用いて半導体デバイスを照明した場合には、単一のパターンのピッチであっても同様に、複数の光の波長の比と半導体デバイス上のパターンピッチとの関係が特別な場合を除いて、遮光することが困難となるか、遮光可能であっても同様の理由により欠陥検出感度が低下する。【００１０】
以上のような理由から、棒状の板を１次元に配列した空間フィルタではなく、２次元アレイ状のデバイスを空間フィルタを用いた欠陥検査方法が提案されている。【００１１】
例えば、任意領域の遮光を可能とした2次元の光学的フィルタリング手法としては、複屈折を用いたＰＬＺＴフィルタや液晶フィルタがある。しかしながら、前者は動作特性に波長依存性があるために複数波長照明光のフィルタリングは困難である。後者は、ある特定の偏光の散乱光しか検出できず、当該偏光方向と直交する方向に偏光した散乱光成分は遮光されてしまうため、欠陥からの散乱光の偏光特性によっては大幅に検出感度が低下してしまう。また、紫外光を照射した場合の耐久性が弱い等の課題があり、検査用に用いる光源が限られてしまう問題が生じている。【００１２】
このため、複屈折効果を利用しない２次元アレイ状のデバイスを空間フィルタとして利用する開発が進められている。この中で、ＯＮ/ＯＦＦ時の透過光量の比（遮光比率）が良いことから注目されているのが、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）技術を用いたデバイスである。【００１３】
MEMS技術を用いた任意領域とそれ以外を分けるためのデバイスとしては、特開２００４−1７０１１１号公報(特許文献５)に示されているような２次元ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）を用いる方法や、特開２００４−１８４５６４号公報(特許文献６)に示されているようなマイクロアクチュエータアレーとマイクロミラーを用いる方法、T. Takahashiらによるマイクロシャッタのアレイを用いる方法がある。【００１４】
これらの方法のうち前者の２つ、すなわちマイクロミラーを用いる方法は、デバイスの各部位に所望の電位差を与えてミラーの向きを変えることにより、ミラーに向けて照射した光が反射される方向が変わることを利用するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００３−８３９０７号公報
【特許文献２】特開２００３−９８１１３号公報
【特許文献３】特開２００３−２７１９２７号公報
【特許文献４】特開２０００−１０５２０３号公報
【特許文献５】特開２００４−１７０１１１号公報
【特許文献６】特開２００４−１８４５６４号公報
【特許文献７】特開２０００−３５２９４３号公報
【特許文献８】特開２０１０−２４０６号公報
【特許文献９】特開２００６−１００５９６号公報
【非特許文献】
【００１６】
【非特許文献１】T. Takahashi et al, "Electrostatically Addressable Gatefold Micro-shutter Arrays for Astronomical Infrared Spectrograph," Proc. Asia Pacific Conference on Transducers and Micro-Nano Technology, 2006, Singapore
【非特許文献２】"Step Pattern Formation on Si Vicinal Surfaces with Two Coexisting Structures," M. Uwaha, http://www.ims.nus.edu.sg/Programs/nanoscale/files/muwaha1.pdf  ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上記した、マイクロミラーを用いて光の反射方向を変化させるデバイスを用いた光学的フィルタリング手法は、ＯＮ/ＯＦＦのスイッチ結果をもとに像を得る場合には問題がないが、空間フィルタとしてフーリエ変換面に挿入すると、ミラーの表面を動かすため原理的に収差の発生が不可避であり、結像性能が低下して撮像画像がぼけるため欠陥検出性能が低下する傾向がある。【００１８】
またマイクロシャッタアレイについては、シャッタは開閉動作のみさせた上で透過型のデバイスとして使用するため、ミラーを用いて光を反射させる場合と異なり収差は発生しないが、シャッタを形成するため、及び、貼りつき(スティッキング)による動作不良を防ぐために基板をエッチングして切り込みを作る必要があり、その切り込みから光が漏れてしまう結果、遮光比率が低下してしまう問題があった。【００１９】
またマイクロシャッタアレイについては、シャッタ本体やガラス基板上の配線に高電圧を印加すると、シャッタアレイ⇔ガラス基板上配線パターン間が近接しているために絶縁破壊が起こって放電等の事故が発生し、シャッタアレイ本体にダメージが生じることがあった。また、一般的な縦横のスイッチアレイと異なり、各交点について順次シャッタ開/閉を決定していくだけでは、任意のシャッタアレイを開閉動作できず、各シャッタ毎に配線して開閉を制御するか、もしくは、各配線毎に複雑な信号発生器及び信号の同時制御が必要であった。【００２０】
本発明は、上記した従来技術の課題を解決して、任意のシャッタを開閉可能で、かつシャッタ閉時遮光能力が高い光学フィルタリングデバイスを提供するものである。【００２１】
また本発明は、上記した従来技術の課題を解決して、任意のシャッタを開閉可能でかつ遮光比率が高い光学フィルタリングデバイスを用いて、欠陥検出感度の高い光学式の検査方法及び検査装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明では上記課題を達成するために、以下の手段を備えたシステムとして構成されるようにした。
（１）：一方向に電気的に接続されたＭＥＭＳシャッタアレイ、
（２）：（１）とは直行する方向に導通する状態で形成された配線パターンを持つガラス基板、
（３）：（１）と（２）を位置合わせして固着する手段
（４）：（１）を駆動するための制御電源ハードウェア
（５）：（４）の動作を制御する手順。
なお、以下の特徴を備えていることが望ましい。
（６）：（１）が内側となりかつ光が透過可能なように組合せられた透明基板と枠、
（７）：（２）と（６）を外壁として（１）を密閉し内部から湿気を除去する手順。【００２３】
また本発明は、任意のシャッタを開閉可能で、かつ遮光比率を高い空間(光学)フィルタリングデバイスを用いた光学式の検査方法及び検査装置を提供するものである。すなわち、本発明では上記課題を達成するために、以下の手段を備えたシステムとして構成されるようにした。
（Ａ）： レーザ等の光源、及び照明光学系、
（Ｂ）： 被検査サンプルからの回折光分布を測定可能なフーリエ空間面の観測光学系
（Ｃ）： 任意の領域を遮光可能で遮光比率の高い、MEMSシャッタアレイを応用した空間フィルタリングデバイス、
（Ｄ）：（Ｂ）及び（Ｃ）を持つ散乱光を検出するための１つまたは複数の欠陥検出光学系及び光検出器、
（Ｅ）：（Ｄ）を用いて被検査サンプル表面近傍に存在する欠陥を検出するための画像処理系。【００２４】
即ち、本発明では、上記した課題を解決するために、光学フィルタリングデバイスを、ＳＯＩウェハ上に生成させた光学的に不透明な薄膜にシャッタパターンが２次元状に配列して形成され、このシャッタパターンの下側の部分のＳＯＩウェハが除去されて孔部が形成されＳＯＩウェハの残った部分に動作電極が形成されたシャッタアレイと、表面に電極パターンが形成されてシャッタアレイを搭載したガラス基板と、このガラス基板に形成された電極パターンとＳＯＩウェハの動作電極とに電力を供給する給電部とを備え、給電部から電極パターンと動作電極とに供給する電力を制御することにより２次元状に配列して形成したシャッタパターンを孔部に対して開閉動作させ、シャッタパターンは端部に突起を有するように構成した。【００２５】
また、本発明では、上記した課題を解決するために、欠陥検査装置を、検査対象基板を照明する照明手段と、この照明手段で照明された検査対象基板からの散乱光のうち欠陥として検出したくない部分からの散乱光を遮光する光学フィルタリングデバイスを有してこの光学フィルタリングデバイスで遮光されなかった散乱光を検出する検出光学系手段と、この検出光学系手段で散乱光を検出して得た信号を処理して検査対象基板の欠陥を検出する信号処理手段と、この信号処理手段で検出した欠陥の情報を出力する出力手段とを備えて構成し、検出手段の光学フィルタリングデバイスは、ＳＯＩウェハ上に生成させた光学的に不透明な薄膜にシャッタパターンが２次元状に配列して形成され、このシャッタパターンの下側の部分のＳＯＩウェハが除去されて孔部が形成されＳＯＩウェハの残った部分に動作電極が形成されたシャッタアレイと、表面に電極パターンが形成されてシャッタアレイを搭載したガラス基板と、このガラス基板に形成された電極パターンとＳＯＩウェハの動作電極とに電力を供給する給電部とを備え、給電部から電極パターンと動作電極とに供給する電力を制御することにより２次元状に配列して形成したシャッタパターンを孔部に対して開閉動作させるようにした。【００２６】
更に、本発明では、上記した課題を解決するために、検査対象基板を照明し、この照明された検査対象基板からの散乱光のうち欠陥として検出したくない部分からの散乱光を光学フィルタリングデバイスで遮光しこの光学フィルタリングデバイスで遮光されなかった散乱光を検出し、この散乱光を検出して得た信号を処理して検査対象基板の欠陥を検出し、この検出した欠陥の情報を出力する欠陥検査方法において、光学フィルタリングデバイスで検査対象基板からの散乱光のうち欠陥として検出したくない部分からの散乱光を遮光することを、ＳＯＩウェハ上に生成させた光学的に不透明な薄膜に２次元状に配列して形成されたシャッタパターンの下側の部分のＳＯＩウェハが除去され孔部が形成されてＳＯＩウェハの残った部分に動作電極が形成されたシャッタアレイの動作電極と、シャッタアレイを搭載したガラス基板の表面に形成された電極パターンとに供給する電力を制御することにより孔部に対して開閉動作が可能なシャッタパターンに対して供給する電力を制御することにより所望のシャッタパターンを閉じることにより散乱光を遮光するようにした。
【発明の効果】
【００２７】
本願発明によれば、簡易なシステムを用いて、電気的に安全で、高速に遮光領域を変更可能な光学フィルタリングデバイスを提供が可能である。【００２８】
また本願発明によれは、簡易なシステムを用い、電気的に安全で、かつ高速に遮光領域を変更可能な光学フィルタリングデバイスを用いた、欠陥検出感度の高い光学式の検査方法及び検査装置の提供が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明にかかわるマイクロシャッタアレイを用いた光学フィルタリングデバイスの実施例の一形態を説明した図である。
【図２Ａ】単一のマイクロシャッタの断面図である。
【図２Ｂ】単一のマイクロシャッタの閉状態を説明したＳＯＩ部の平面図である。
【図２Ｃ】単一のマイクロシャッタが開いた状態のＳＯＩ部の平面図である。
【図２Ｄ】単一のマイクロシャッタの形状を示す図で、配線パターン付きガラス基板の上面に遮光パターンを下面に配線パターンをそれぞれ形成した状態を示すガラス基板の平面図である。
【図２Ｅ】単一のマイクロシャッタを構成するＳＯＩ部の構成を示す断面図である。
【図２Ｆ】光学フィルタリングデバイスの製作手順を示すフロー図である。
【図２Ｇ】マイクロシャッタアレイの製作手順を示すフロー図である。
【図３Ａ】マイクロシャッタアレイのＳＯＩ部を上面からみた平面図である。
【図３Ｂ】マイクロシャッタアレイのＳＯＩ部を下面からみた平面図である。
【図４】マイクロシャッタアレイの配線パターン付ガラスの下面に作製された配線形状を示す配線パターン付ガラスの平面図である。
【図５Ａ】光学フィルタリングデバイスに搭載したマイクロシャッタのＡ−Ａ’断面図である。
【図５Ｂ】光学フィルタリングデバイスに搭載したマイクロシャッタのＢ−Ｂ’断面図である。
【図５Ｃ】ＳＯＩウェハ２０１上に形成されたマイクロシャッタの平面図である。
【図６Ａ】マイクロシャッタの初期状態(閉状態)とラッチ開の状態を示す単一のマイクロシャッタの断面図である。
【図６Ｂ】シャッタと動作電極との間の電位差ΔＶとサスペンションのねじれ角Δθとの関係を示すグラフである。
【図６Ｃ】動作電極とシャッタとの平均間隔ｄを示す単一のマイクロシャッタの断面図である。
【図７Ａ】マイクロシャッタの初期状態(閉状態)とラッチ閉の状態を示す単一のマイクロシャッタの断面図である。
【図７Ｂ】配線パターン付ガラスの下面に作製された配線との間の電位差ΔＶ２とサスペンションのねじれ角Δθ２との関係を示すグラフである。
【図７Ｃ】マイクロシャッタの初期状態(閉状態)とラッチ閉の状態における配線パターン付ガラスの下面に作製された配線とシャッタとの間隔を示す単一のマイクロシャッタの断面図である。
【図８Ａ】マイクロシャッタの初期状態(閉状態)における配線パターン付ガラスの下面に作製された配線とシャッタと動作電極との電位の関係を説明する単一のマイクロシャッタの断面図である。
【図８Ｂ】マイクロシャッタのラッチ開状態における配線パターン付ガラスの下面に作製された配線とシャッタと動作電極との電位の関係を説明する単一のマイクロシャッタの断面図である。
【図８Ｃ】マイクロシャッタのラッチ閉状態における配線パターン付ガラスの下面に作製された配線とシャッタと動作電極との電位の関係を説明する単一のマイクロシャッタの断面図である。
【図８Ｄ】マイクロシャッタのラッチ閉状態における配線パターン付ガラスの下面に作製された配線とシャッタと動作電極との電位の関係を説明する単一のマイクロシャッタの断面図である。
【図８Ｅ】マイクロシャッタの初期状態(閉状態)におけるシャッタと配線パターン付ガラスの下面に作製された配線及び動作電極との間隔を説明する単一のマイクロシャッタの断面図である。
【図８Ｆ】シャッタと配線パターン付ガラスの下面に作製された配線及び動作電極との間の電位差ΔＶとサスペンションのねじれ角Δθとの関係を示すグラフである。
【図９】所望のマイクロシャッタを開閉する手順を示したフロー図である。
【図１０Ａ】シャッタの切り込み部からの漏れ光を遮る機能を持つ配線パターン付ガラス基板の配線を示す単一のマイクロシャッタの断面図である。
【図１０Ｂ】配線パターン付ガラス基板とその上に形成された配線パターンを示す単一のマイクロシャッタの平面図である。
【図１１Ａ】配線パターン付ガラス基板上の配線とシャッタとの電位差ΔＶ２とサスペンションのねじれ角Δθ２との関係を示すグラフである。
【図１１Ｂ】配線パターン付ガラス基板上の配線の電位とシャッタの電位及びそれらの間の電位差ΔＶ２とシャッタの状態の関係を示す表である。
【図１２】マイクロシャッタアレイについて、所望のシャッタを開閉させる手順の１例を説明した図である。
【図１３】各マイクロシャッタ列及び各配線パターン付ガラス下面の配線列に対し、所望の電圧を印加するハードウェアの、実装における課題を説明した図である。
【図１４Ａ】マイクロシャッタアレイと駆動電源との接続関係を示す回路図である。
【図１４Ｂ】マイクロシャッタアレイを駆動する電源電圧を示すグラフである。
【図１４Ｃ】マイクロシャッタアレイを駆動する電源スイッチの時間ごとの状態を示す表である。
【図１５Ａ】マイクロシャッタアレイと駆動電源との接続関係の変形例を示す回路図である。
【図１５Ｂ】変形例に係るマイクロシャッタアレイを駆動する電源電圧を示すグラフである。
【図１５Ｃ】変形例に係るマイクロシャッタアレイを駆動する電源スイッチの時間ごとの状態を示す表である。
【図１６Ａ】光学フィルタリングデバイスの各シャッタの開閉状態を確認する光学系と光学フィルタリングデバイスの概略の構成を示すブロック図である。
【図１６Ｂ】光学系でシャッタの閉状態を観察している構成を示す単一のマイクロシャッタの断面図である。
【図１６Ｃ】光学系でシャッタのラッチ開状態を観察している構成を示す単一のマイクロシャッタの断面図である。
【図１６Ｄ】光学系でシャッタのラッチ閉状態を観察している構成において、シャッタからの反射光が絞りで遮光された状態を示す単一のマイクロシャッタの断面図である。
【図１６Ｅ】光学系でシャッタのラッチ閉状態を観察している構成において、シャッタからの反射光が絞りの開口部を通過してカメラで検出されている状態を示す単一のマイクロシャッタの断面図である。
【図１７Ａ】光学フィルタリングデバイスに属する各シャッタについて、各シャッタと配線パターン付ガラス基板上に形成された配線との電位差に対する開閉動作特性が異なる原因を説明する電位差ΔＶ２とシャッタのサスペンションのねじれ角Δθ２との関係を示すグラフである。
【図１７Ｂ】ＳＯＩ部に形成されたシャッタの平面図である。
【図１７Ｃ】配線パターン付ガラス基板とＳＯＩ部の間隔を示す単一のマイクロシャッタの断面図である。
【図１８】光学フィルタリングデバイスの各シャッタが順次閉じていく状態を示した光学フィルタリングデバイスの平面図である。
【図１９Ａ】拡大光学系のカメラで観察したシャッタアレイの像及び駆動電極とシャッタとの電位差とシャッタの回転角との関係を示すグラフを表示した画面上で光学フィルタリングデバイスのシャッタアレイを制御する電圧を設定するためのユーザインタフェースであって、１つのマイクロシャッタがラッチ開を維持できなくなった状態を示す画面の正面図である。
【図１９Ｂ】拡大光学系のカメラで観察したシャッタアレイの像及び駆動電極とシャッタとの電位差とシャッタの回転角との関係を示すグラフを表示した画面上で光学フィルタリングデバイスのシャッタアレイを制御する電圧を設定するためのユーザインタフェースであって、全てのマイクロシャッタがラッチ開の状態を示す画面の正面図である。
【図１９Ｃ】拡大光学系のカメラで観察したシャッタアレイの像及び駆動電極とシャッタとの電位差とシャッタの回転角との関係を示すグラフを表示した画面上で光学フィルタリングデバイスのシャッタアレイを制御する電圧を設定するためのユーザインタフェースであって、電位差を２５Ｖに設定した状態で全てのマイクロシャッタがラッチ開を維持している状態を示す画面の正面図である。
【図２０Ａ】一般的な検査装置において、検査開始前に実施するウェハのアライメントにおいて、位置が調整された状態のウェハの平面図である。
【図２０Ｂ】一般的な検査装置において、検査開始前に実施するウェハのアライメントの一例を説明したにおいて、位置が調整される前の状態のウェハの平面図である。
【図２１Ａ】第１の実施例におけるマイクロシャッタアレイを用いた光学フィルタリングデバイスを装備したパターンが形成されたウェハを暗視野で検査する検査装置の概略の構成を示すブロック図である。
【図２１Ｂ】ウェハの表面の線状の領域を照明する非球面レンズとウェハとの関係を示す斜視図である。
【図２１Ｃ】ウェハの表面の線状の領域を照明するシリンドリカルレンズとウェハとの関係を示す斜視図である。
【図２２】第１の実施例におけるマイクロシャッタアレイを用いた光学フィルタリングデバイスを装備した検査装置による基板検査工程のフロー図である。
【図２３】第１の実施例におけるマイクロシャッタアレイを用いた光学フィルタリングデバイスを装備した検査装置の基板検査条件の設定方法を示すフロー図である。
【図２４】第１の実施例におけるマイクロシャッタアレイを用いた光学フィルタリングデバイスを装備した検査装置により基板表面の画像を撮像する方法を示すフロー図である。
【図２５】第１の実施例におけるマイクロシャッタアレイを用いた光学フィルタリングデバイスを装備した検査装置により欠陥判定処理の流れを示したフロー図である。
【図２６Ａ】検査対象基板の平面図である。
【図２６Ｂ】検査対象基板を検査する方向を示す検査対象基板の平面図である。
【図２６Ｃ】検査対象基板の平面図と各チップに形成されたパターンを拡大して示した図である。
【図２６Ｄ】検査画像および検査画像のＡ−Ａ’上の信号波形を示す図である。
【図２７】第１の実施例におけるマイクロシャッタアレイを用いた光学フィルタリングデバイスを用いた検査装置の空間フィルタの設定方法を示すフロー図である。
【図２８Ａ】第１の実施例におけるマイクロシャッタアレイを用いた光学フィルタリングデバイスを用いた検査装置の空間フィルタ設定前のフーリエ変換面での回折光強度分布を示した画面の正面図である。
【図２８Ｂ】光学フィルタリングデバイスで遮光する空間フィルタ設定領域を示した図である。
【図２９】第１の実施例におけるマイクロシャッタアレイを用いた光学フィルタリングデバイスを用いた検査装置の空間フィルタの設定フローの変形例を示すフロー図である。
【図３０】第１の実施例におけるマイクロシャッタアレイを用いた光学フィルタリングデバイスを用いた検査装置において、基板にパターンからの回折光を対物レンズのフーリエ変換面上に設置された２次元空間フィルタシステムを用いて遮光領域を設定する手順を示すフロー図である。
【図３１】ウェハ上のダイ配置を示したウェハの平面図と回折光分布の一例を説明した図である。
【図３２Ａ】第１の実施例におけるマイクロシャッタアレイを用いた光学フィルタリングデバイスを用いた検査装置の空間フィルタの遮光領域設定用ユーザインタフェースの変形例における空間フィルタ設定前のフーリエ変換面での回折光強度分布を示した画面の正面図である。
【図３２Ｂ】第１の実施例におけるマイクロシャッタアレイを用いた光学フィルタリングデバイスを用いた検査装置の空間フィルタの遮光領域設定用ユーザインタフェースの変形例における光学フィルタリングデバイスで遮光する空間フィルタ設定領域を示した画面の正面図である。
【図３３】第１の実施例におけるマイクロシャッタアレイを用いた光学フィルタリングデバイスを用いた検査装置の空間フィルタの設定フローの変形例を示すフロー図である。
【図３４】第１の実施例におけるマイクロシャッタアレイを用いた光学フィルタリングデバイスを用いた検査装置に関し、ある遮光状態から別の遮光状態への遷移を高速に行うための動作フローを示すフロー図である。
【図３５Ａ】第１の実施例におけるマイクロシャッタアレイの配置を示す平面図である。
【図３５Ｂ】マイクロシャッタアレイを右側から順に所望のシャッタを閉状態からラッチ閉状態に移行させた後に残った閉状態のシャッタを全て開く（ラッチ開状態）ことで途中４段階を経て所望の遮光状態を形成する流れを示す図である。
【図３５Ｃ】マイクロシャッタアレイを右側から順に所望のシャッタを閉状態からラッチ閉状態に移行させた後に残った閉状態のシャッタを全て開く（ラッチ開状態）ことで途中２段階を経て所望の遮光状態を形成する流れを示す図である。
【図３６】半導体ウェハのメモリセル部及びロジック部にレーザ光を照射したときの対物レンズのフーリエ変換面上の回折光強度分布とそれに対応する２次元空間フィルタのパターン形状を示す図である。
【図３７Ａ】第１の実施例におけるマイクロシャッタアレイを用いた光学フィルタリングデバイスを用いた検査装置の空間フィルタを設定するための遮光領域設定用ユーザインタフェースを示す画面の正面図である。
【図３７Ｂ】マイクロシャッタアレイを用いた光学フィルタリングデバイスを装備した検査装置の空間フィルタを設定するための遮光領域設定用ユーザインタフェースの変形例において複数の遮光領域パターンを設定可能にするため、複数のタブを表示した画面の正面図である。
【図３８Ａ】第１の実施例におけるマイクロシャッタアレイを用いた光学フィルタリングデバイスを用いた検査装置の空間フィルタの走査領域と遮光領域の組合せ及び切り替え位置を設定するユーザインタフェースの画面の正面図である。
【図３８Ｂ】第１の実施例におけるマイクロシャッタアレイを用いた光学フィルタリングデバイスを装備した検査装置の空間フィルタの走査領域と遮光領域の組合せ及び切り替え位置を設定するユーザインタフェースでダイ領域に合わせてＸ方向への各走査回の走査領域のノッチ側端の位置を移動させた状態を示す画面の正面図である。
【図３９】ダイパターンの例を示す図でパターン形状ごとに領域を分けて示したダイパターンの平面図である。
【図４０】第１の実施例におけるマイクロシャッタアレイを用いた光学フィルタリングデバイスを装備した検査装置の空間フィルタの設定フローの変形例を実施するための、走査領域と遮光領域の組合せ及び切り替え位置を設定するユーザインタフェースの画面の正面図である。
【図４１】第１の実施例におけるマイクロシャッタアレイを用いた光学フィルタリングデバイス装備した検査装置で検査画像を取得する処理の流れを示すフロー図である。
【図４２】第２の実施例におけるマイクロシャッタアレイを用いた光学フィルタリングデバイスを装備したパターンが形成されたウェハを暗視野で検査する検査装置の概略の構成を示すブロック図である。
【図４３】第２の実施例における光学フィルタリングデバイスを用いた検査装置の基板検査条件を設定する処理の流れを示すフロー図である。
【図４４Ａ】基板上の繰り返しパターンからの回折光によるフーリエ変換面における輝点の分布を示すフーリエ変換面の平面図で、第１の繰り返しパターンからの輝点の分布と線状の遮光パターンの位置関係を示す図４０１、第２の繰り返しパターンからの輝点の分布と線状の遮光パターンの位置関係を示す図４０２、及びそれらを重ね合わせた図４０３である。
【図４４Ｂ】基板上の第１と第２の繰り返しパターンからの回折光によるフーリエ変換面における輝点の分布を重ね合わせて示したフーリエ変換面の平面図４０４と、マイクロシャッタアレイで輝点の分布に合わせて形成した遮光パターンの形状を示すマイクロシャッタアレイの平面図である。
【図４５】第２の実施例における基板検査装置の基板検査条件を設定する処理の流れを示すフロー図である。
【図４６】第３の実施例における基板検査装置の概略の構成を示すブロック図である。
【図４７】第３の実施例における空間フィルタの遮光領域の設定する処理の流れを示すフロー図である。
【図４８】第４の実施例における斜方検出光学系を持つ基板検査装置の概略の構成を示すブロック図である。
【図４９Ａ】第４の実施例における斜方検出光学系を持つ基板検査装置の、斜方検出系のフーリエ変換面における輝点の分布をＹ方向に長い遮光パターンで遮光した状態を示すフーリエ変換面の平面図である。
【図４９Ｂ】第４の実施例における斜方検出光学系を持つ基板検査装置の、斜方検出系のフーリエ変換面における輝点の分布をＸ方向に長い遮光パターンで遮光した状態を示すフーリエ変換面の平面図である。
【図４９Ｃ】第４の実施例における斜方検出光学系を持つ基板検査装置の、斜方検出系のフーリエ変換面における輝点の分布をマイクロシャッタアレイで遮光した状態を示すフーリエ変換面の平面図である。
【図５０】第５の実施例における光学フィルタリングデバイスを用いた検査装置の概略の構成を示すブロック図である。
【図５１】第６の実施例における光学フィルタリングデバイスを用いた検査装置の概略の構成を示すブロック図である。
【図５２】第７の実施例における光学フィルタリングデバイスを用いた検査装置の概略の構成を示すブロック図である。
【図５３Ａ】第８の実施例におけるマイクロシャッタアレイを用いた光学フィルタリングデバイスを装備したパターンが形成されていないウェハを暗視野で検査する検査装置の概略の構成を示す正面のブロック図である。
【図５３Ｂ】第８の実施例におけるマイクロシャッタアレイを用いた光学フィルタリングデバイスを装備したパターンが形成されていないウェハを暗視野で検査する検査装置の概略の構成を示す平面のブロック図を説明した図である。
【図５４Ａ】試料に対して照明光を照射した場合に、試料の表面荒れによる空間周波数が高い成分によって散乱された散乱光の分布を示したイメージ図である。
【図５４Ｂ】試料の表面荒れによる空間周波数が高い成分によって散乱された散乱光の空間周波数と光強度との関係を示すグラフである。
【図５４Ｃ】試料に対して照明光を照射した場合に、試料の表面荒れによる空間周波数が低い成分によって散乱された散乱光の分布を示したイメージ図である。
【図５４Ｄ】試料の表面荒れによる空間周波数が低い成分によって散乱された散乱光の空間周波数と光強度との関係を示すグラフである。
【図５５Ａ】第８の実施例の変形例におけるマイクロシャッタアレイを用いた光学フィルタリングデバイスを装備したパターンが形成されていないウェハを暗視野で検査する検査装置の概略の構成を示す正面のブロック図である。
【図５５Ｂ】第８の実施例の変形例におけるマイクロシャッタアレイを用いた光学フィルタリングデバイスを装備したパターンが形成されていないウェハを暗視野で検査する検査装置の概略の構成を示す平面のブロック図である。
【図５６Ａ】シリコンエピタキシャルウェハの表面構造を拡大して表示した平面図である。
【図５６Ｂ】シリコンエピタキシャルウェハに矢印の方向から照明光を照射したときの散乱光の分布とシリコンエピタキシャルウェハのテラスの角度との関係をまとめた表である。
【図５７】第８の実施例の変形例におけるマイクロシャッタアレイを用いた光学フィルタリングデバイスを装備したパターンが形成されていないウェハを暗視野で検査する検査装置の基板検査条件を設定する処理の流れを示したフロー図である。
【図５８】第８の実施例の変形例におけるマイクロシャッタアレイを用いた光学フィルタリングデバイスを装備したパターンが形成されていないウェハを暗視野で検査する検査装置の基板表面の画像を撮像する処理の流れを示したフロー図である。
【図５９】試料表面に照明された照射スポットの走査方法を説明した模式図である。
【図６０Ａ】本発明の第８の実施例におけるマイクロシャッタアレイを用いた光学フィルタリングデバイスを装備したパターンが形成されていないウェハを暗視野で検査する検査装置の遮光領域設定用のユーザインタフェースにおける空間フィルタ設定前のフーリエ変換面での回折光強度分布を示した画面の正面図である。
【図６０Ｂ】第１の実施例の一形態である、マイクロシャッタアレイを用いた光学フィルタリングデバイスを装備したパターンが形成されていないウェハを暗視野で検査する検査装置の第２の変形例の、遮光領域設定用のユーザインタフェースおける光学フィルタリングデバイスで遮光する空間フィルタ設定領域を示した画面の正面図である。
【図６１】本発明の第１の実施例の一形態である、マイクロシャッタアレイを用いた光学フィルタリングデバイスを用いた検査装置の第２の変形例の、走査位置、及び走査位置と遮光領域の組合せを設定するユーザインタフェースの実施例を説明した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明による遮光領域を変更可能な光学フィルタリングデバイスとそれを用いた光学フィルタリング方法について、図面を用いて説明する。
【００３１】
本発明におけるマイクロシャッタアレイを用いた光学フィルタリングデバイス２０００の一例について、図１を用いて説明する。
【００３２】
光学フィルタリングデバイス２０００は、マイクロシャッタアレイ２１００、配線パターン２０２２が形成された配線パターン付ガラス基板２０２０、電源供給部材（コネクタ含む）２０８０を有している。透過型のシャッタアレイとしての機能を維持しつつも、動作時には電極部に直流の高電圧がかかるので手等の接触による感電事故発生のリスクを低減させるため、パッケージング部材２０７０、透過光用ガラス窓材２０９０を備えることが望ましい。またマイクロシャッタの湿気が原因で生じる貼りつき・開閉動作不良を防ぐため、パッケージング部材２０７０にはＯリングなどの気密性保持部材２０９１を備えることが望ましい。なお、フィルタリングデバイス２０００中のマイクロシャッタアレイ２１００を開閉動作させるために、電源供給部材２０８０を介して駆動用制御回路を含む電源２２００が接続されている。
【００３３】
次に図２Ａ乃至図２Ｄを用いて、マイクロシャッタアレイ２１００に関する説明をする。
図２Ａの点線２０１０で囲んだ領域は、単一のマイクロシャッタを表わす。単一のマイクロシャッタ２０１０は、光学的に不透明なシャッタ２００１、動作電極２００２、サスペンション２００３、開口２００４を備えて構成されるが、配線パターン付きガラス基板２０２０のシャッタ２００１の側に形成された配線パターン２０２１のシャッタ２００１近傍部分、及び、配線パターン付きガラス基板２０２０のシャッタ２００１と反対の側に形成された遮光パターン２０２２のシャッタ２００１近傍部分も単一のマイクロシャッタ２０１０の動作に寄与するため、以下の説明ではこれらも合わせて説明する。
【００３４】
図２Ｂは、マイクロシャッタ２０１０のシャッタ２００１が閉じた状態のＳＯＩ部の平面図、図２Ｃは、シャッタ２００１が開いた状態の平面図である。図２Ａは、図２ＢのＡ−Ａ断面図である。図２Ｂに示すように、シャッタ２００１はサスペンション２００３とは、サスペンション２００３の中心付近でつながり一体になっている。このため、サスペンション２００３が長手方向と垂直方向にねじれるのに伴い、一体となっているシャッタ２００１が開閉する。この状態でＳＯＩ部２０１６ではねじれが生じないため、サスペンション２００３とＳＯＩ部２０１６との接続部分であるサスペンション２００３の長手方向の両端付近２００３−１及び２００３−２では、ねじれに伴って生じるねじれ応力の変化が急激に大きくなり、破断する可能性が高くなる。このため、サスペンション２００３の両端付近２００３−１及び２００３−２を連続的に太くすることで、サスペンション２００３の両端近傍で生じるねじれ応力がなだらか変化するようにすることが望ましい。
【００３５】
次に、図２Ａ、図２B、及び図２Ｇを用いて単一のマイクロシャッタ構造およびその作製方法について説明する。
【００３６】
マイクロシャッタアレイは、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウェハ２０１を用いて製作される。ＳＯＩウェハ２０１は、図２Ｅに示すように、Ｓｉ基板２０１２の上に、酸化絶縁膜（ＢＯＸ層：Ｂｕｒｉｅｄ  Ｏｘｉｄｅ 層）２０１４、表面Ｓｉ膜（以下ＳＯＩ部と記す）２０１６が形成された構造をしている。シャッタ２００１及びサスペンション２００３は、ＳＯＩ部分２０１６をリソグラフィ等の技術を用いてレジストをパターニングし（Ｓ２３０１）、エッチングを行って（Ｓ２３０２）切込み２００６、２００７を入れることにより作製する。
【００３７】
次にＳｉ基板２０１２の側から深溝エッチングに加工することにより、図２Ａに示すようにＳｉ基板２０１２の一部を電極２００２として残しつつ開口２００４を形成する（Ｓ２３０３）。この際、装置によってはエッチング可能な溝の深さに限界があったり、電極２００２の開口２００４側の面が傾いた状態の溝が形成されたりするため、Ｓｉ基板部を削って薄くした上で深溝エッチングにより加工してもよい。更にＳＯＩウェハ２０１のＳｉ基板２０１２の側からエッチング加工することによって、開口２００４の底のＢＯＸ層２０１４の部分を除去する（Ｓ２３０４）。以上によりマイクロシャッタを作製する。
【００３８】
次に図２Ｆを用いて、光学フィルタリングデバイス２０００の製作手順について説明する。
リソグラフィやエッチング技術などのＭＥＭＳ工程にてＳＯＩウェハを加工することで、マイクロシャッタアレイ２０１０を作製する（Ｓ２２０１）。また、リソグラフィやエッチング技術などのＭＥＭＳ工程、もしくは塗布などの手法により、図２Ｄに示すように、配線パターン付きガラス基板２０２０の上面に遮光パターン２０２２を下面に配線パターン２０２１、２０２３を、それぞれ形成する（Ｓ２２０２）。このとき漏れ光発生を避けるため、配線パターン付きガラス基板２０１０の下面に形成される配線パターン２０２１のパターン凹み部分２０２７と、上面に形成される遮光パターン２０２２の形成される位置がほぼ合うように形成する。次に、ＳＯＩウェハ上に形成したマイクロシャッタアレイ２１００と配線パターン付ガラス基板２０２０を、位置合わせをした上で電気的に接続すると共に接着する（Ｓ２２０３）。更に、電気供給部材２０８０に接続された配線をパターン付ガラス基板２０２０上の配線パターン２０２１、２０２３に、それぞれ接続する（Ｓ２２０４）。
【００３９】
以上で、光学フィルタリングデバイス２０００を構成しても良いが、上記の通り、感電事故発生のリスク低減 を考慮し、マイクロシャッタアレイ２１００が内側となるようにパッケージング部材２０７０、透過光用ガラス窓材２０９０を用いて、より望ましくは乾燥雰囲気中にて、光学フィルタリングデバイス２０００を組み立てる（Ｓ２２０５）のが望ましい。そして、外部の湿度の影響を受けにくくするために、図１に示すようにパッケージング部材２０７０と配線パターン付きガラス基板２０２０及び透過光用ガラス窓材２０９０との間にＯリングなどの機密性保持部材２０９１を介在させるとよい。
【００４０】
次に、シャッタ２００１と配線パターン２０２１、２０２３、遮光パターン２０２２との位置関係について説明する。
ＳＯＩウェハを用いてシャッタ２００１として用いる部分とサスペンション２００３を作製するには、ＳＯＩウェハ上のＳＯＩ部にエッチングやレーザ加工又はＥＢ（Electron Beam）加工によって図２Ｂ及び図２Ｃに示すような切り込み部２００６及び２００７を形成することが必須であるが、図２Ｂのようにシャッタ２００１が閉じた状態であっても、この切り込み部を通って光が透過してしまう。この切り込み部２００６及び２００７を透過した光がそのまま光学フィルタリングデバイス２０００から出力されてしまうと、ノイズとなり光学フィルタリングデバイス２０００の性能を低下させる原因となってしまう。
【００４１】
そこで、切り込み部２００６及び２００７を透過した光が光学フィルタリングデバイス２０００から出力されるのを防ぐため、本発明における光学フィルタリングデバイスでは、ＳＯＩ部２０１６の切り込み部２００６及び２００７を透過した光（図２Ａで太い矢印で表示）を遮光するように、配線パターン付きガラス基板２０２０上でＳＯＩ部２０１６の切り込み部２００６及び２００７に対抗する位置に配線パターンを形成するようにした。
【００４２】
但し、シャッタ２００１と配線パターン付ガラス基板２０２０上の配線パターン２０２１には電位差がある場合もあるので、両者の接触によるショートが発生しないよう、形状を工夫している。すなわち図２Ｂに示すように、シャッタ２００１の端部に突起２００８を残すことにより、シャッタ２００１がパターン付ガラス２０２０基板側に回転しすぎた場合に、配線パターン付ガラス基板２０２０と接触する可能性のある部分を突起２００８のみとなるようにする。そして、突起２００８が接触する可能性のある配線パターン付ガラス２０２０側の領域には、図２Ｄに示すように配線パターン凹み部分２０２７を形成することにより、突起２００８が配線パターン付ガラス基板２０２０に接触した場合でもショートの発生を回避することが可能となる。但し、このままでは突起２００８の近傍部分の切込み部２００６から漏れ光が発生する可能性があるため、配線パターン付ガラス基板２０２０の配線パターン２０２１が形成されている側と反対側の面に遮光用の金属パターン(遮光パターン)２０２２を形成する。上記により、シャッタ−ガラス上配線接触によるショートの回避と、切り込み部２００６からの漏れ光の遮光を両立させている。
【００４３】
次に図３Ａを用いて、マイクロシャッタアレイ２０１０のＳＯＩ部２０１６の構造について説明する。マイクロシャッタアレイ２０１０は、図２Ｂで示したＳＯＩ部に形成されたマイクロシャッタを縦横に配列したものである。
【００４４】
図３Ａに示されたマイクロシャッタアレイでは、ＳＯＩ部２０１６を絶縁膜２０１４が見えるまで掘り込まれた溝２０１７により、縦方向に並んだシャッタ列２０１８はそれぞれ電気的に導通し、横に並んだシャッタ列は非導通となっている。後記述するように、横方向に導通するようにした配線へ印加する電圧を工夫することにより、配列中の任意のシャッタを開閉することが可能となっている。
【００４５】
次に図３Ｂを用いて、マイクロシャッタアレイ２０１０のＳｉ基板２０１２側の構造について説明する。マイクロシャッタを縦横に配列したピッチで、Ｓｉ基板２０１２に形成した開口２００４が縦横に並んでいる。開口２００４は、Ｓｉ基板２０１２の側からＳｉ部分２０１２を深溝エッチングして穴を開けたのち、Ｓｉ基板２０１２の開口２００４の底にある酸化絶縁膜（ＢＯＸ層）２０１４部分をエッチング等の手段によって取り除いたものである。このため、ＳＯＩ基板２０１の下面側から、ＳＯＩ部２０１６に形成したシャッタ２００１が見えるようになっている。
【００４６】
次に図４を用いて、配線パターン付ガラス２０２０の下面に作製された配線について説明する。
配線パターン付ガラス２０２０のマイクロシャッタアレイ２１００が搭載される側の面には、ＳＯＩ部２０１６に形成されたシャッタ２００１を動作させるための２系統の電力を供給する配線パターン２０２１、２０２３とが形成されており、マイクロシャッタアレイ２１００が搭載されている側と反対側の面には通電を伴わない遮光パターン２０２２が形成されている。図４は、配線パターン付きガラス基板２０２０のマイクロシャッタアレイ２１００が搭載されている側の面を示しており、反対側の面に形成された遮光パターン２０２２は示されていない。
【００４７】
配線パターン２０２３は、シャッタアレイの各列（図４の上下方向）に電位を供給するのに用いる。配線パターン２０２１は、閉じた状態のシャッタ２００１をラッチ閉状態にするために利用する。配線パターン２０２１は、シャッタ２００１よりもわずかに小さな配線開口２３０１を備えており、シャッタ２００１が開状態の場合に、シャッタ２００１を透過した光を透過するようになっている。シャッタ２００１を形成するために掘り込まれた配線パターン２０２１、２０２３、及び遮光パターン２０２２は、クロム膜を１０ｎｍ程度ガラス基板上に形成し、さらに金もしくはアルミの膜を５０ｎｍ以上、望むらくは１００ｎｍ以上形成した上で、ホト工程を施して金もしくはアルミ、クロムの順にエッチングすることによって、所望のパターンを得るのが良い。これは、金やアルミは所望の遮光パターンを得るのに便利な材料ではあるが、間に薄いクロム層を形成することにより、不足しがちなガラスとの密着性を高めるのが狙いである。
【００４８】
なお本実施例では、配線パターン付ガラス２０２０を透過型の光学デバイスとして用いている。この場合、配線パターン２０２１、２０２３、及び遮光パターン２０２２をエッチングする方法は、ウェットエッチによることが肝要である。これは、ドライエッチングによるパターン形成を行うと、基材となるガラス基板に微小な傷が多数発生し、これが光の散乱源となるだけでなく、透過型の光学デバイスとしては致命的な光透過率の低下を招くためである。このため、半導体等では、膜と膜の密着性向上のためチタンや窒化チタンなどを用いることがあるが、これらのようなドライエッチを前提とする膜は本実施例における配線パターン付ガラス２０２０上のパターン形成には不向きである。
【００４９】
次に図５Ａ乃至図５Ｃを用いて、光学フィルタリングデバイス２０００の断面構造を説明する。
光学フィルタリングデバイス２０００は、基本的には、図２Ａで説明した単一のシャッタ２０１０が、XY方向格子状に配列している。図５Ｃは、ＳＯＩウェハ２０１上に形成されたマイクロシャッタ２０１０の平面図である。図５Ａは、光学フィルタリングデバイス２０００に搭載した図５Ｃのマイクロシャッタ２０１０に対して、図５ＣのＡ−Ａ’断面から見た図、図５Ｂは、図５ＣのＢ−Ｂ’断面から見た図を示す。
【００５０】
この構成において、導電性接着剤２０２８によって配線パターン２０２３とＳＯＩ部分２０１６とが導通するように固定されている。この導電性接着剤２０２８、２０２８’は、半自動のダイボンダもしくはディスペンサを用いることにより、サイズをある程度揃えることが容易である。
【００５１】
図５のような位置関係で固定することで、ガラス２０２０とシャッタ２００１が接触して吸着しないようにするための、スペーサの役割も果たしている。導電性接着剤２０２８、２０２８’によって形成されるガラス２０２０とＳＯＩ部分２０１６の間隔は、１５乃至３５μｍ程度に制御されているが、より好ましくは２０〜２５μｍに制御されているとよい。
【００５２】
なお本実施例に類似したものとして特開２０００−３５２９４３号公報(特許文献７)に記載されている発明があるが、本実施例とは構造が異なっていることを、図２Ａ乃至図５Ｃを用いて説明する。
【００５３】
特許文献７に記載されている発明では、特許文献７の図３に示されるように、開口２００４の真上にシャッタをラッチさせる電極が設けられている。同図中には、バックライト型にはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、反射型にはＡｌを用いるとの注釈も付記されている。
このうち、本実施例と同様に光透過型の光学デバイスとして利用可能な発明は、上記バックライト型に相当する。金属電極としてＩＴＯを用いており、可視光を透過させるデバイスとして機能することが想定される。
【００５４】
一方本実施例では、図２に示すように開口２００４の真上には電極は存在しない。これは、シャッタ閉時に遮光率が高くなるように、光を透過させない金属を電極に用いているためである。
【００５５】
開口２００４の真上に光を透過させない金属電極を存在させると、光透過型の光学デバイスとして機能しなくなる。すなわち、特許文献７に記載されている発明と本実施例の発明ではデバイスの立体構造が異なっている。
【００５６】
なお、特許文献７に記載されている発明では金属電極としてＩＴＯを用いている。本実施例の発明の空間フィルタリングデバイス２０００を用いた半導体の欠陥検査装置では、欠陥検出感度確保のため、一般的に紫外〜深紫外の波長の照明光が使用されている。ＩＴＯ膜は特に深紫外の光を透過させないため、特許文献７に記載されている発明のデバイスでは代替できないことを付記する。
【００５７】
なお現在、深紫外光の透過率が高く、かつ安定した平らな膜を形成可能な透明金属膜は存在が知られていない。特許文献７に記載されている発明のデバイス構造でかつ電極材料を変更しても、本発明と同じ機能を実現することは、現在では困難である。
【００５８】
上記とは別に、本実施例には特許文献７との相違点がある。以下ではこの点について説明する。
【００５９】
シャッタ本体等の薄いシリコンの膜がガラスなどに面で接触すると、スティッキング（貼り付き）現象が起こることが知られている。本実施例で言うと、ラッチ閉状態（シャッタが配線パターン付ガラス基板に引き寄せられた状態）の際に、発生しやすくなる。特許文献７では数種類のシャッタが示されているが、いずれのシャッタにも突起が付加されていない。このため、シャッタの先端がアドレス電極上のスペーサーフィルムに接触してもなおアドレス電極とシャッタの間の電位が大きくなる場合には、サスペンションとシャッタ先端が支点、シャッタの重心近傍が力点となって大きな反りが生じ、シャッタ先端近傍がスペーサーフィルムに、広い面で接触する。接触した面積に応じてスティッキングによる付着力が大きくなる。スティッキングによる付着力が大きいと、静電力ではシャッタがはがれなくなってシャッタ本体が開閉可能でなくなったり、無理にはがすとシャッタ本体が破損したりする可能性が大きくなる。
一方本実施例のシャッタは、先端に突起を付加している。これにより、接触する領域を突起部分に限定している。また、突起部分を小さく形成することで、突起部分がガラス基板に接触しても大きな反りは生じない構造になっている。すなわち、特許文献７に記載されている発明と本実施例の発明では、デバイスの立体構造が異なっている。
図５Ａ及び図５Ｂに関する実施例の説明において、ガラス基板２０２０とＳＯＩ部分２０１６の間隔は１５乃至３５μｍ程度に制御されているとしたが、このように非常に近接した場所に電位の異なる導電部（配線、シャッタ等）が設置されているため、ガラス基板２０２０上もしくはシャッタアレイ２１００上の導電部に高い電圧をかけると、これらが乾燥空気にて封止されていたとしても、絶縁破壊が起こって放電し、導電部にダメージを生じる可能性がある。一般的に乾燥空気の絶縁破壊の目安電界強度は３ｋＶ／ｍｍ程度とされている。すなわち、ガラス基板２０２０とＳＯＩ部分２０１６の間隔は好ましくは２０〜２５μｍ程度であるから、ガラス２０２０上の配線パターン２０２１，２０２３とシャッタ２００１との電位差が６０〜７５Ｖを超えると絶縁破壊が生じる可能性がある。従って、ガラス基板２０２０上の配線パターン２０２１，２０２３とシャッタ２００１との電位差の絶対値｜ΔＶ２｜は、６０Ｖ以下となることが安全性を考慮した運用上、必須である。
【００６０】
本発明者らがデバイスを試作した範囲では、シャッタをラッチ状態にするための電位差Ｖlatchは４０Ｖ程度であった。この場合、上記絶縁破壊を考慮しても問題なくラッチ動作させることが可能である。
【００６１】
なお、ラッチ状態になったシャッタは、よりガラス基板２０２０上の配線パターン２０２１，２０２３との間隔が狭くなる。設計にもよるが、最も狭い場所でおよそ１０μｍとなる。従って、ラッチ状態になったシャッタへ印加する電位差は、図７Ｂで説明するＶitmed に素早く下げることが、不要な絶縁破壊を回避することにつながる。
【００６２】
次に図６Ａを用いて、シャッタ２００１単体の動作原理を説明する。  
まず、図６Ａの左側のようにシャッタ２００１が閉じた状態（初期状態）で酸化絶縁膜２０１４で、電気的に絶縁された状態で接続しているシャッタ２００１と動作電極２００２の間に電位差ΔＶを与えると、電位差ΔＶを動作電極２００２とシャッタ２００１との平均間隔ｄ（図６Ｃ参照）で割った電界強度の絶対値｜ΔＶ／ｄ｜の自乗に比例した静電引力２１０７が両者に働く。このとき、動作電極２００２とシャッタ２００１の電位は、どちらかが必ずしも接地電位でなくてもよく、相対的に上記した電位差を発生させればよい。この力の強さに応じてサスペンション２００３がねじれ、図６Ａの右側のようにシャッタ２００１が開く。このとき、シャッタ閉（図６Ａの左側：初期状態）→開（図６Ａの右側）の動作を開始した時点よりもシャッタ２００１と動作電極２００２の間隔ｄ’が狭くなるため、電界強度の絶対値｜ΔＶ／ｄ’｜はシャッタ２００１が閉じた状態の時に働く引力２１０７よりも大きくなる。
【００６３】
サスペンション２００３のねじれが復元する力と電界によって生じる引力とのバランスでシャッタと動作電極の平均間隔ｄが狭くなるため、同じ電圧印加状態においても静電引力はより強くなる。このため、一旦シャッタ２００１が開いてしまえば、より低い電位差ΔＶ’に電位差を変更しても、シャッタの開状態は維持される（ラッチ開状態）。
【００６４】
サスペンション２００３のねじれ復元力は、ねじれの角度に依存して大きくなる。ここで電位差ΔＶが小さくなって０に近づくと、サスペンション２００３のねじれの復元力が優位となり、サスペンション２００３のねじれが復元するのに伴ってシャッタ２００１が閉じられる。
以上がシャッタ２００１の開閉のサイクルである。
【００６５】
なお、引力２１０７の大きさは電界の絶対値｜ΔＶ／ｄ｜の自乗に比例し、電位差ΔＶが正か負かには関係がない。そこで以下では、電位差ΔＶが正の場合について説明する。
【００６６】
シャッタ２００１の動作サイクルを、図６Ｂを用いて説明する。  
図６Ｂのグラフで、横軸はシャッタ２００１−動作電極２００２間の電位差ΔＶ、縦軸をサスペンション２００３のねじれ角Δθとする。Δθがほぼ０であればシャッタ２００１は閉状態、Δθがほぼ９０であればシャッタ２００１の開状態を示す。
【００６７】
初期状態（Ｓ７０１）は電位差ΔＶ＝０である。ここからΔＶをＶstayまで上昇させた状態（Ｓ７０２）でもシャッタ２００１は閉じた状態（初期状態）である。更にΔＶを上昇させると、Ｖopenを越えた時点でシャッタが完全に開く（θ≒９０°：ラッチ開状態）。更にΔＶを上昇させても、しばらくはその状態が維持される（Ｓ７０３）。ここからVopenを超えてVstayまでΔＶを下降させた状態（Ｓ７０４）でも、シャッタが完全に開いた状態（ラッチ開状態）が維持される。すなわち、電位差ΔＶが同一であっても、シャッタが閉じた状態（Ｓ７０２）と開いた状態（Ｓ７０４）を実現することが可能である。更にΔＶを下降させてVcloseよりも小さくなると、シャッタ２００１は閉じる。最後にΔＶを０まで下降させ、初期状態に戻る（Ｓ７０１）。
【００６８】
上記の説明から明らかなように、初期状態（Ｓ７０１）での電位差の絶対値｜ΔＶ｜はVcloseよりも小さければ任意の電位差でもよく、中間状態（Ｓ７０２、Ｓ７０４）の｜ΔＶ｜はVcloseとVopenに近すぎない任意の電位差であればよく、完全開状態（Ｓ７０３）の｜ΔＶ｜はVopenを超える電位差であればよい。
【００６９】
次に図７Ａ乃至図７Ｃを用いて、シャッタ２００１を強制的に閉じる動作を説明する。
まず、図７Ａの左側に示したような状態(初期状態)で、シャッタ２００１と配線パターン付ガラス基板２０２０上の動作配線パターン２０２１の間に電位差ΔＶ２を与えると、電位差ΔＶ２を間隔ｄ２´（図７Ｃの左側の閉状態の図を参照）で割った電界強度の絶対値｜ΔＶ２／ｄ２´｜の自乗に応じた静電引力２２０７が両者に働く。この力の強さに応じてサスペンション２００３がねじれ、シャッタ２００１が配線パターン付ガラス基板２０２０の方向に回転する。この回転の最大角Δθmaxは、シャッタ２００１の突起部２００８が配線パターン付ガラス基板２０２０にほぼ接触する角度である。ほぼΔθmaxまで回転した状態を、以下ラッチ閉状態と記す。
【００７０】
シャッタ２００１と動作電極２００２の間に電位差ΔＶを加えた場合と同様に、シャッタ閉(初期状態)→閉動作を開始した時点のシャッタ２００１と配線パターン２０２１の間隔ｄ２（図７Ｃの左側の初期状態の図を参照）よりもシャッタ２００１と配線パターン２０２１の間隔ｄ２’ （図７Ｃの右側のラッチ閉の状態の図を参照）が狭くなるため、電界強度の絶対値｜ΔＶ２／ｄ２’｜は｜ΔＶ２／ｄ２｜よりも大きくなる。また、一旦シャッタ２００１がラッチ閉の状態になってしまえば、より低い電位差ΔＶ２’（ΔＶ２＞ΔＶ２’）であってもラッチ状態は維持される。更に電位差ΔＶ２を小さくしてほぼ０とすると、サスペンション２００３のねじれが復元する力が優位となり、シャッタ２００１が初期状態（図７Ａの左側）に戻る。
【００７１】
次に、シャッタ２００１の動作サイクルを図７Ｂを用いて説明する。
図７Ｂのグラフの横軸はシャッタ２００１−配線パターン２０２１間の電位差ΔＶ２、縦軸をサスペンション２００３のねじれ角Δθ２とする。但し、回転方向は図６Ａの場合とは逆方向である。
【００７２】
Δθ２がほぼ０であればシャッタ２００１は閉状態（図７Ｃの左側の状態）、Δθ２がほぼΔθmaxであればシャッタ２００１は強制閉（ラッチ閉）状態（図７Ｃの右側の状態）であることを示す。
【００７３】
初期状態（Ｓ８０１）は電位差ΔＶ＝０である。ここからΔＶ２をＶitmedまで上昇させた状態（Ｓ８０２）でも、シャッタ２００１はほぼ閉じた状態（図７Ｃの左側の状態）である。更にΔＶ２を上昇させると、Ｖlatchを越えた時点でシャッタがラッチ閉状態（図７Ｃの右側の状態）になる（Δθ≒９０°）。更にΔＶ２を上昇させても、しばらくはその状態が維持される（Ｓ８０３）。ここからVlatchを超えてVitmedまでΔＶ２を下降させた状態（Ｓ８０４）でも、シャッタ２００１のラッチ閉状態が維持される。すなわち、電位差ΔＶ２が同一であっても、シャッタが閉状態（Ｓ８０２）とラッチ閉状態（Ｓ８０４）を実現することが可能である。更にΔＶ２を下降させてVrelよりも小さくなると、シャッタ２００１は解放され閉状態になる。最後にΔＶ２を０まで下降させ、初期状態に戻る（Ｓ８０１）。
【００７４】
上記の説明から明らかなように、初期状態（Ｓ８０１）での電位差の絶対値｜ΔＶ｜はVrelよりも小さければ任意の電位差でもよく、中間状態（Ｓ８０２、Ｓ７０４）の｜ΔＶ｜はVrelとVlatchに近すぎない任意の電位差であればよく、完全開状態（Ｓ８０３）の｜ΔＶ｜はVlatchを超える電位差であればよい。
【００７５】
次に、図８Ａ乃至図８Ｆを用いて、所望のシャッタ２００１を閉じておき、それ以外のシャッタを開く方法を説明する。
まず、図８Ａに示すように、着目したシャッタ２００１が閉状態（図８ＦのＳ８０２）であれば、図６Ａ及び図６Ｂで説明したように動作電極２００２に電位差ΔＶを付加することによって、図８Ｂに示すようにシャッタを２００１を開くことができる（ラッチ開状態：図８ＦのＳ７０３’）。但し、シャッタ２００１と配線パターン付ガラス基板２０２０上の配線パターン（電極）２０２１との間にΔＶ＝Ｖitmdだけ電位差が発生しているため、シャッタ２００１自体には図６Ａ乃至図６Ｃにて説明したシャッタ２００１を開こうとする力の他に、図７Ａ乃至図７Ｃにて説明したシャッタ２００１をガラス基板側に引き付けようとする力がかかっている。このため、シャッタ２００１を開くための電位差ΔＶは、図８Ｆに示すようにＶopenよりも大きいＶ’openだけ必要である。
【００７６】
一方、図8Ｃに示すように、着目したシャッタ２００１’がラッチ閉状態（図８ＦのＳ８０３もしくは８０４）であれば、動作電極２００２に電位差ΔＶを付加してもシャッタ２００１’を閉じておくことができる（図８ＦのＳ８０４’）。これは、配線パターン２０２１とシャッタ２００１’の距離ｄ３（図8Ｅ参照）がシャッタ２００１’と動作電極２００２の距離ｄ４と比べて圧倒的に短く、シャッタ２００１’にかかる力が、配線パターン２０２１方向には｜ΔＶ２／ｄ３｜の自乗に、動作電極２００２方向には｜ΔＶ／ｄ４｜の自乗に、それぞれ比例するが、ｄ３≪ｄ４のため、ΔＶ２＜ΔＶであっても｜ΔＶ２／ｄ３｜≫｜ΔＶ／ｄ４｜となり、シャッタ２００１’が動作電極２００２に引き寄せられる力が有効に働かないためである。
【００７７】
なお、図８Ｆに示すように、電位差ΔＶをＶ'openを超えてＶ''openまで印加した場合には、図７Ａ乃至図７Ｃにて説明したシャッタ２００１を配線パターン付ガラス基板２０２０の側に引き付けようとする力よりも大きな力が動作電極２００２とシャッタ２００１との間にかかり、シャッタ２００１が動作電極２００２の側に引き寄せられて開く（ラッチ開）。このため、シャッタ２００１の動作電位差ΔＶは、Ｖ'open＜ ΔＶ＜Ｖ''openの範囲で設定・運用すべきである。
【００７８】
ここで、動作電極２００２はマイクロシャッタアレイ２１００上の全てのシャッタで同一の電位となるため、予め閉じておきたいシャッタを全てラッチ閉状態にしておき、動作電極２００２に電位差ΔＶをかけてラッチ閉状態になっていないシャッタ２００１を全て開いた後、開いたシャッタ２００１を開いた状態（ラッチ開の状態）で維持するよう、動作電極２００２にかけた電位差を、シャッタ２００１が閉じない程度に低くする。この時、ラッチ状態のシャッタ２００１´をΔＶ２→０として閉状態（初期状態）に戻してもよい。
【００７９】
シャッタアレイ２０１０全体のシャッタを閉じたい場合には、シャッタ２００１・動作電極２００２・配線パターン２０２１にかける電位差を０にする。
【００８０】
本発明に関わる光学フィルタリングデバイス２０００の、所望のフィルタリング状態を得るための設定フローを図９に示す。
【００８１】
まず着目したシャッタ２００１の真上を通るパターン配線２０２１に電圧を印加し（Ｓ９０１）、着目したシャッタ２００１を通るシャッタ列２０１８にパターン配線２０２１との電位差がVlatchとなるように電圧を印加（Ｓ９０２）して着目したシャッタ２００１をラッチ閉状態にした後、シャッタ列２０１８とパターン配線２０２１との電位差がVitmedとなるように電圧を修正（Ｓ９０３）して着目したシャッタ２００１のラッチ閉状態を保持する。
【００８２】
上記Ｓ９０１〜Ｓ９０３の手順を、所望のシャッタ全てがラッチ閉状態になるまで繰り返す（Ｓ９０５）。
【００８３】
所望のシャッタ全てがラッチ閉状態になったら、各シャッタ２００１との電位差がVopenとなるように動作電極２００２に電圧を印加して（Ｓ９０６）、着目したシャッタ以外の全てのシャッタを開く。更に、各シャッタ２００１との電位差がVstayとなるように動作電極２００２に印加する電圧を調整（Ｓ９０７）して、着目したシャッタ以外のシャッタが開いた状態(ラッチ開状態)を保持することにより、所望のフィルタリング状態を得る設定を終了する。
【００８４】
次に、図１０Ａ及び図１０Ｂを用いて、本発明のマイクロシャッタアレイを用いた光学フィルタリングデバイス２０００における配線パターン付ガラス基板２０２０の変形例を説明する。
【００８５】
配線パターン付ガラス基板２０２０の配線はシャッタ２００１を強制的に閉とする機能と、切り込み部(図２Ｂの２００６，２００７)からの漏れ光を遮る機能を持つ。従って、シャッタ２００１を強制閉にできれば配線部分がどこにあってもよい。本変形例は、強制閉用配線パターン２０２１’を配線パターン付ガラス基板２０２０に対してシャッタアレイ２１００とは反対側の面に形成して、図２Ａに示した構成において配線パターン２０２１と２０２２(遮光パターン)とを統合したものである。図１０Ａ及び図１０Ｂにおいて、図２と同じ番号の部品は同じ構成を示す。
【００８６】
図１０Ｂには、配線パターン付ガラス基板２０２０とその上（シャッタアレイ２１００）に形成された配線パターン２０２１'を示す。
【００８７】
本変形例によれば、強制閉用配線パターン２０２１’を配線パターン付ガラス基板２０２０に対してシャッタアレイ２１００とは反対側の面に形成したので、シャッタ２００１が配線パターン２０２１’と接触することによるショート事故を未然に防ぐことが可能である。また、配線パターン２０２１’及び図２Ａに示した遮光パターン２０２２により遮光される領域を分割することなく配線パターン付ガラス基板２０２０上に形成すればよく、図２Ａに示したような、配線パターン付ガラス基板２０２０の下側（シャッタアレイ２１００の側）に形成する配線パターン２０２１とガラス基板２０２０の上側に形成する金属パターン（遮光パターン）２０２２の位置あわせをする必要がないため、配線形成プロセスの簡易化が見込まれる。
【００８８】
なお本実施例によれば、シャッタ２００１はＳＯＩウェハのＳＯＩ部に切り込みを入れることによって形成されるとしたが、ＳＯＩ部の上にアルミや金などの金属膜を薄く形成することにより、シャッタ２００１による遮光性能を向上させてもよい。
【００８９】
上記までは電位差のみを用いてシャッタ開閉動作について説明してきたが、以下では具体的に配線パターン付ガラス基板２０２０上の配線パターン２０２１，２０２３、及びシャッタ２００１に電圧を印加する実施例を、図１１Ａ及び図11Ｂを用いて説明する。
【００９０】
まず基底状態１は、全ての電位が０の場合であり、本実施例のデバイスの電源投入の初期状態であり、シャッタ２００１は閉状態（図７Ａの左側の状態）である。次に、安定状態（Ｓ１１０１）は、配線パターン２０２１，２０２３、及びシャッタ２００１に−５Ｖが印加された状態で、電位差の絶対値｜ΔＶ２｜は０Ｖであり、シャッタは閉状態である。次に、基準状態１（Ｓ１１０２）は、安定状態（Ｓ１１０１）から配線パターン２０２１，２０２３に印加する電圧を−５Ｖから＋５Ｖに変えた状態で、電位差の絶対値｜ΔＶ２｜は１０Ｖであり、シャッタ２００１は閉状態である。
【００９１】
次に、中間状態１（Ｓ１１０３）は、基準状態１（Ｓ１１０２）からシャッタ２００１に印加する電圧を−５Ｖから−２０Ｖに変えた状態で、電位差の絶対値｜ΔＶ２｜は２５Ｖであり、シャッタ２００１は閉状態である。
【００９２】
次に、移行準位（Ｓ１１０４）は、中間状態１（Ｓ１１０３）から配線パターン２０２１，２０２３に印加する電圧を＋５Ｖから＋２０Ｖに変えた状態で、電位差の絶対値｜ΔＶ２｜は４０Ｖであり、シャッタ２００１は閉状態からラッチ閉状態（図７Ａの右側の状態）に移行する。次に、中間状態２（Ｓ１１０５）は、移行準位（Ｓ１１０４）から配線パターン２０２１，２０２３に印加する電圧を＋２０Ｖから＋５Ｖに変えた状態で、電位差の絶対値｜ΔＶ２｜は２５Ｖであり、シャッタ２００１はラッチ閉状態である。
【００９３】
次に、基準状態２（Ｓ１１０６）は、中間状態１（Ｓ１１０３）からシャッタ２００１に印加する電圧を−２０Ｖから−５Ｖに変えた状態で、電位差の絶対値｜ΔＶ２｜は１０Ｖであり、シャッタ２００１はラッチ閉状態である。
【００９４】
更に、基準状態２（Ｓ１１０６）から配線パターン２０２１，２０２３に印加する電圧を＋５Ｖから−５Ｖに変えることにより、安定状態（閉状態：Ｓ１１０１）に戻る。  
以上が、シャッタ開閉動作サイクルのうちのシャッタ閉動作サイクル時に配線パターン付ガラス基板２０２０上の配線パターン２０２１，２０２３、及びシャッタ２００１に印加する電圧値の実施例である。
【００９５】
なお、図１１Ａ及び図11Ｂの説明からもわかるように、中間状態１（Ｓ１１０３）からシャッタ２００１に印加する電圧を−２０Ｖから−５Ｖに変えると、電位差の絶対値｜ΔＶ２｜は１０Ｖでありシャッタ２００１は閉状態のままとなって基準状態１（Ｓ１１０２）に戻る。一方、基準状態２（Ｓ１１０６）からシャッタ２００１に印加する電圧を−５Ｖから−２０Ｖに変えると、電位差の絶対値｜ΔＶ２｜は２５Ｖでありシャッタ２００１はラッチ閉状態のままとなって中間状態２（Ｓ１１０５）に戻る。すなわち、基準状態１（Ｓ１１０２）と中間状態１（Ｓ１１０３）、中間状態２（Ｓ１１０５）と基準状態２（Ｓ１１０６）は交換可能な、行き来の可能な状態の対である。
【００９６】
図１１Ａ及び図１１Ｂの説明からわかるように、基準状態２（Ｓ１１０６）を経なければシャッタはラッチ閉の状態から閉状態には移行しない。この特性を利用して、遮光したい領域全体に含まれるシャッタを閉状態からラッチ閉の状態に移行させることが可能である。
【００９７】
図１２は、遮光したい領域全体に含まれるシャッタ２００１を閉状態からラッチ閉の状態に移行させる手順を示している。図３Ａ、図３Ｂ及び図４に示されているように、縦に並んでいるシャッタがそれぞれ電気的に導通しており、また横に並んでいる配線パターン付ガラス基板２０２０上の配線パターン２０２１に導通している。図１１Ｂの説明からわかるように、どちらか一方が高電圧状態（ＶA2、ＶB2）になっても閉状態→ラッチ閉の状態の移行は生じないが、双方が同時に極性が異なる高電圧状態になると閉状態→ラッチ閉の状態の移行が生じ、一旦ラッチ閉の状態に移行すると双方が低電圧状態（ＶA1、ＶB1）になってもラッチ閉の状態が継続される。
【００９８】
そこで図１２では、電気的に接続された縦方向のシャッタ列を右から順に選んで高電圧状態（ＶA2）にし、遮光しようとする領域に含まれるシャッタの上部分に形成されている横方向の配線パターン付ガラス基板２０２０上の配線パターンの行を選んで高電圧状態（ＶB2）にすることで、遮光しようとする領域に含まれるシャッタ２００１をラッチ閉の状態（図１２中の３：Ｓ１１０４又は４：Ｓ１１０５の状態）に移行させることをＳ１２０１からＳ１２１２にかけて順次繰り返すことにより、所望の遮光領域に含まれる全てのシャッタ２００１をラッチ閉の状態に移行させている。
【００９９】
所望の遮光領域に含まれる全てのシャッタがラッチ閉の状態になったら、動作電極２００２に図６Ｂに示したＶＯＰＥＮに相当する電圧として高電圧（典型的には２００Ｖ以上）を印加して、閉状態のシャッタを全てラッチ開の状態（図６Ａ参照）に移行させる。この後、動作電極２００２に印加する電圧を図６Ｂに示したＶＳＴＡＹに相当する電圧として中間電圧（典型的には４０Ｖ程度）に下げても、一旦ラッチ開の状態になったシャッタ２００１はラッチ開の状態を維持する。以上によって、本発明の光学フィルタリングデバイス２０００を用いた所望の領域の遮光が実現される。
【０１００】
更に、シャッタ２００１がラッチ開の状態で動作電極２００２に印加する電圧を図６Ｂに示したＶＣＬＯＳＥに相当する電圧として−５Ｖに設定するとシャッタ２００１と動作電極２００２とが同電位となり、シャッタ２００１と動作電極２００２との間に静電引力が働かなくなり、シャッタ２００１はサスペンション２００３のねじれの復元力により初期の閉の状態（図６Ａの左側）に戻る。シャッタ２００１が閉→ラッチ開→閉の動作の間、シャッタ２００１に印加する電圧は−５Ｖである。
【０１０１】
なお、図１２に示したＳ１１０２〜Ｓ１１０６及びＳ７０３、Ｓ７０４は、それぞれ図１１Ａで説明した初期状態（閉の状態）とラッチ閉の状態、及び図６で説明したラッチ開の状態に相当する。
【０１０２】
次に、図１３及び図１４Ａ乃至図１４Ｃを用いて、本発明の光学フィルタリングデバイス２０００ の遮光状態を制御するための制御電源システム実装の実施例について示す。
【０１０３】
図１２でも説明したように、各シャッタ２００１は縦横の各制御信号を用いて状態が制御されるため、縦横の信号線の数だけ、基本的には全ての信号線には互いに異なる信号を印加するが必要ある。すなわち、図１３に丸印１３０１で示されたシャッタを４×３のアレイ上に配列したシャッタアレイであれば横方向に５２３１〜５２３４の４本、縦方向に５２１１〜５２１３の３本、即ち、４＋３＝７本、例えば１００×４０のシャッタアレイであれば、ラッチ制御用の信号線は１００＋４０＝１４０本の信号線があるが、これらの信号線には、基本的には異なる信号を印加する必要がある。このため、例えば７本、もしくは１４０本の信号を出力する専用ＩＣを製作したり、７本分もしくは１４０本分のＤ/Ａ出力を準備しても良い。
【０１０４】
但し、各配線に同時に似たような信号を印加するので、スイッチ配列と信号出力を組み合わせて使う方法が、より実装が容易である。そこで、図１４Ａ乃至図１４Ｃを用いて説明する。図１４Ａには、丸印１３０１で示されたシャッタアレイとスイッチ配列５３１１〜５３１３及び５３３１〜５３３４との関係を示す。図１４Ｂは、状態遷移用信号源出力（５３０１及び５３０３）と安定状態の電圧出力（５３０２及び５３０４）との関係を示すグラフである。図１４Ｃには、ある時間（０〜ｔ０の時間とｔ０〜２×ｔ０の時間）における各スイッチ５３１１〜５３１３及び５３３１〜５３３４の信号線５３０１〜５３０４との接続の状態を示した表である。シャッタアレイを駆動するための制御電源として、スイッチ配列（横方向に５３３１〜５３３４、縦方向に５３１１〜５３１３）と状態遷移用信号源出力（５３０１及び５３０３）、及び安定状態の電圧出力（５３０２及び５３０４）を用いる実施例について説明する。
【０１０５】
シャッタアレイは全体にわたって非常に似た開閉特性を持つシャッタの配列であるため、印加電圧をうまく選べば、シャッタ列毎に印加電圧を一つにした実装が可能である。本実施例はそのようなシステムである。
【０１０６】
所望のシャッタ５２３８をラッチ状態にするための、制御電源システムの動作順序を説明する。  
シャッタ列５２３１〜５２３４、及び配線列５２１１〜５２１３は、それぞれスイッチ５３１１〜５３１３、及び５３３１〜５３３４に電気的に接続されている。スイッチ５３１１〜５３１３は信号線５３０３及び５３０４を、スイッチ５３３１〜５３３４は信号線５３０１及び５３０２を、それぞれ切り替えることができるようになっている。
【０１０７】
信号線５３０１〜５３０４には、周期ｔ０で図１４Ｂに示すような周期的な信号が流れされている。図１４Ｂ中のＶA1、ＶA2、ＶB1、ＶB2の電位は、図１１Ａ及び図１１Ｂにて示したものと同様に、Ｖrel＜｜ＶB1−ＶA1｜＜Ｖlatch、Ｖrel＜｜ＶB2−ＶA1｜＜Ｖlatch、Ｖrel＜｜ＶB1−ＶA2｜＜Ｖlatch、｜ＶB2−ＶA2｜＞Ｖlatchを満たすように選択する。ここで、５３０１がＶB1からＶB2に変わった後、５３０３が一旦ＶA2になった上でＶA1に戻り、更に５３０１がＶB2からＶB1に変わるのが肝要である。
【０１０８】
次に、図１４Ｃの表を用いて、所望のシャッタ５２３８をラッチさせる手順を説明する。  
まず時間０からｔ０までの間、スイッチ５３１１〜５３１３及び５３３１〜５３３４を、表の中央の列１４０１に示された信号線と接続するように切り替える。同様に、時間ｔ０から２×ｔ０までの間、スイッチ５３１１〜５３１３及び５３３１〜５３３４は、表の右側の列に示された信号線と接続するように切り替える。これによって、所望のシャッタ５２３８全てが、ラッチ閉の状態となる。
【０１０９】
この制御方法では、ラッチ閉の状態に直接かかわらないシャッタ列の信号線（今回の場合は時間０〜ｔ０であれば５２１２、時間ｔ０〜２×ｔ０であれば５２１３、および５２３１、５２３２）は、ある一定電圧（既にラッチされていればラッチ閉の状態を、単なる閉状態であれば閉状態を、それぞれ維持する電圧）を印加されていれば、シャッタの閉状態⇔ラッチ閉の状態間の状態遷移は発生しない。ラッチ閉の状態に直接かかわるシャッタ列のみ必要な制御信号が印加されるよう、スイッチ配列の制御を併用してシャッタ１３０１のラッチ制御を実現する。なお、全シャッタのラッチ閉の状態解除のためには、スイッチ５３１１〜５３１３を信号線５３０４に、スイッチ５３３１〜５３３４を信号線５３０２に接続した上で、信号線５３０２に流す信号をＶA1とすることによって、実現する。
【０１１０】
次に図１５を用いて、シャッタアレイを駆動するための制御電源として、スイッチ配列と安定状態の電圧出力を用いる実施例について説明する。本実施例は、定電圧源とスイッチ配列だけを利用することで、シャッタのラッチ制御を実現する実装例である。
【０１１１】
所望のシャッタ５２３８をラッチ状態にするための、制御電源システムの動作順序を説明する。
シャッタ列５２３１〜５２３４、及び配線列５２１１〜５２１３は、それぞれスイッチ５３４１〜５３４３、及び５３５１〜５３５４に電気的に接続されている。スイッチ５３４１〜５３４３は信号線５３２３及び５３２４を、スイッチ５３５１〜５３５４は信号線５３２１、５３２２、及び５３２４を、それぞれ切り替えることができるようになっている。信号線５３２１〜５３２４には、周期ｔ０で図１５Ｂに示すように一定電圧が信号として流れされている。図中のＶA1、ＶA2、ＶB1、ＶB2の電位は、図１４Ｂで説明したのと同様、Ｖrel＜｜ＶB1−ＶA1｜＜Ｖlatch、Ｖrel＜｜ＶB2−ＶA1｜＜Ｖlatch、Ｖrel＜｜ＶB1−ＶA2｜＜Ｖlatch、｜ＶB2−ＶA2｜＞Ｖlatchを満たすように選択する。
【０１１２】
次に、図１５Ｃの表を用いて、所望のシャッタ５２３８をラッチさせる手順を説明する。見方は図１４Ｃの場合と同様である。時間０〜ｔ０、ｔ０〜２×ｔ０、 ２×ｔ０〜３×ｔ０の間、各スイッチを表に示された信号線と接続するように切り替える。この手順により、所望のシャッタ５２３８全てが、ラッチ状態となる。３×ｔ０〜の列に示す信号線に各スイッチを接続することにより、ラッチ閉の状態を維持することができる。なお、スイッチ５３４１〜５３４３、５３５１〜５３５４を信号線５３２４に接続することにより、全シャッタのラッチ閉の状態が解除される。
【０１１３】
次に図１６を用いて、光学フィルタリングデバイス２０００の多機能化について説明する。  
本発明の光学フィルタリングデバイス２０００では、シャッタ２００１が配線パターン付ガラス基板２０２０に吸着したり破損したりしても、動作電極２００２や配線パターン２０２１と接触してショートが発生しない限り、所望の電圧を印加することが可能である。すなわち、印加電圧を監視しているだけではシャッタ２００１の開閉状態を管理することができない。
そこで、光学フィルタリングデバイス２０００とシャッタの開閉状態を確認するための拡大観察系３２１０とを備える２次元空間フィルタシステム３２を構成する（図１６Ａ参照）。
【０１１４】
拡大観察系３２１０は、少なくとも照明３２１１、レンズ３２１２、カメラ３２１３、絞り３２１８を備えて構成される。カメラ３２１３の位置は、レンズ３２１２を介してシャッタ２００１と共役な位置に設置する。着目したシャッタ２００１からの反射光３２１４がカメラ３２１３に到達して明るく見えれば（図１６Ｂ）シャッタ２００１は閉状態であり、反射光が無く暗く見えればシャッタ２００１は開状態（図１６Ｃ）と判定する。
【０１１５】
ここで、図１６Ｄに示すようにラッチ閉の状態になっているシャッタ２００１はΔθmaxを最大としてΔθだけ傾いているため、直接反射光はシャッタ以外の部分とは２×Δθだけずれた方向に反射される。空間フィルタリングデバイス２０００において、シャッタ２００１の動作特性を実測することが重要であり、シャッタ２００１が閉状態かラッチ閉の状態かを判別する必要がある。そこで絞り３２１８の開口サイズを変えてカメラ３２１３に撮像することで状態判別を行う。
【０１１６】
絞り３２１８の開口が小さく、ラッチ閉の状態のシャッタ２００１からの反射光がレンズ３２１２に入らなくなると、シャッタ２００１が真っ暗に見える。 （図１６Ｄ）一方、絞り３２１８の開口３２１９を大きくして、ラッチ閉の状態のシャッタ２００１からの反射光がカメラ３２１３に到達するようにするとシャッタ２００１が明るく見える（図１６Ｅ）。そこでまず絞り３２１８の開口３２１９を大きくし、シャッタ２００１の表面で反射してレンズ３２１２で集光され開口３２１９を通過した光による像をカメラ３２１３にて撮像し、シャッタ２００１の位置の明暗からシャッタ２００１の開閉状態を判別する。続いて、絞り３２１８の開口３２１９を小さくしてシャッタ２００１の表面で反射してレンズ３２１２で集光され開口３２１９を通過した光による像をカメラ３２１３にて撮像し、シャッタ２００１の位置の明暗からシャッタ２００１が閉状態かラッチ閉の状態かを判別する。なお、シャッタ２００１の開閉状態を確認しない場合には、照明３２１１は消灯するか遮光して、光学フィルタリングデバイス２０００に照明光が当たらないようにするのが望ましい。
【０１１７】
図１７Ａ乃至図１７Ｃを用いて、各シャッタ２００１における閉状態⇔ラッチ閉の状態の遷移に必要な電位差ΔＶ2にばらつきが生じる原因について説明する。図１７Ｂに示すようなシャッタ２００１のサスペンション２００３の幅１７６１は、ＭＥＭＳのホト工程やエッチング工程におけるばらつきの発生のために、幅１７６１がシャッタによってばらつく。ばらつく範囲は、一般的には幅１７６１全体の１０％程度である。
【０１１８】
本実施例の光学フィルタリングデバイス２０００にかかわるシャッタアレイでは、シャッタ２００１が閉状態を回復するためにサスペンション２００３のねじれが回復する力を利用しているが、このねじれの回復力はサスペンション２００３の断面積に反比例する。サスペンション２００３の幅１７６１がばらついてサスペンション２００３の断面積が変化すると、サスペンション２００３のねじれの回復力も変化するため、サスペンション２００３の動作特性にばらつきが生じることになる。
【０１１９】
一方、各シャッタ２００１には、シャッタ２００１と配線パターン付きガラス基板２０２０の上に形成した配線２０２１との間に生じる電位差に基づく静電気力に比例した力が発生することで、閉状態⇔ラッチ閉の状態間の遷移が生じる。ここで、シャッタ２００１と配線パターン付きガラス基板２０２０の上に形成した配線の間に生じる静電気力は、シャッタ２００１と配線パターン付きガラス基板２０２０の間のすき間距離の自乗に反比例する。このため、シャッタ２００１と配線パターン付きガラス基板間のすき間距離のばらつきに依存して、閉状態からラッチ閉の状態へ遷移する際の電位差がばらつく。
【０１２０】
以上が、各シャッタ２００１の開閉動作に関連して、動作電位差にシャッタ毎のばらつきが生じる原因である。
【０１２１】
各シャッタの動作特性のばらつきは根源的なものではあるが、もともとシャッタアレイ全体にわたって非常に似た開閉特性を持つシャッタが並んでいるため、印加電圧をうまく選べば、シャッタ列毎に印加電圧を変える必要は無い。そこで次に図１８と図１９Ａ乃至図１９Ｂを用いて、光学フィルタリングデバイス２０００に含まれるシャッタ開閉の電圧特性を確認し、印加電圧を設定するためのＧＵＩの実施例を示す。
【０１２２】
シャッタ２００１と動作電極２００２との間の電位差を大きくしていくと、しばらく状態変化は無く（図１８のＳ１８０１）、まずシャッタ２００１が１つだけ開き（Ｓ１８０２）、だんだん開くシャッタ２００１の数が多くなり、ついには開閉動作可能な全てのシャッタ２００１が開く（Ｓ１８０３）。その状態から電位差を小さくすると、同様にしばらく状態変化は無く、ある電位差でまずシャッタが１つだけ閉じ、だんだん閉じるシャッタの数が多くなり（Ｓ１８０４），（Ｓ１８０５）、ついには、全シャッタが閉じる（Ｓ１８０６）。ここでシャッタ全体の動作として必要な電位差は、図８Ａ乃至図８Ｅでも説明したように、（１）開いている全てのシャッタが安定して開く電位差Ｖ’stay、（２）全シャッタが開く電位差Ｖ’open、の２つである。これらを求めるため、（Ａ）シャッタが開き始める電位差Ｖopen、（Ｂ）全シャッタが開く電位差Ｖ’open、（Ｃ）シャッタが閉じ始める電位差Ｖ’closeを実測する。（１）は（Ａ）と（Ｃ）から求められ、（２）は（Ｂ）の値となる。
【０１２３】
図１９Ａにユーザインタフェース４７２１の一例を示す。ユーザインタフェース４７２１には、シャッタアレイの像４７３１、駆動電極２００２とシャッタ２００１との電位差とシャッタ２００１の回転角との関係を示すグラフ４７３２、駆動電極２００２とシャッタ２００１との電位差を設定する電位差設定ボタン４７５１、設定した結果を保存するための保存ボタンＰ１８０４，表示した内容をクリアして元の状態に戻すためのボタンＰ１８０５が表示される。このユーザインタフェース４７２１の電位差設定ボタン４７５１を右へドラッグするか、もしくは＋ボタン４７５２を押すことで、シャッタ２００１と動作電極２００２とに印加するそれぞれの電圧の差、即ちシャッタ２００１と動作電極２００２との電位差を大きくしていく。インタフェース上には、シャッタの開閉状態を確認するための拡大観察系３２１０のカメラ３２１３から出力されたシャッタアレイの像４７３１が表示されている。
【０１２４】
シャッタ２００１と動作電極２００２との電位差があるところまでくるとシャッタ２００１がひとつ開いてシャッタ部分が暗く見える。ここで、グラフ４７３２上でＰ１８０１のボタンをクリックすることで、（Ａ）シャッタが開き始める電位差Ｖopen が記録される。
【０１２５】
更に電位差設定ボタン４７５１または＋ボタン４７５２を操作して電位差を大きくして、全てのシャッタが開いてシャッタ部分が暗く見えるようになった時点で、グラフ４７３２上でＰ１８０２のボタンをクリックして、（Ｂ）全シャッタが開く電位差Ｖ’openを記録する（図１９Ｂ）。その時点から、電位差設定ボタン４７５１を左へドラッグするか−ボタン４７５３を押すことにより、シャッタ２００１と動作電極２００２との印加電位差を小さくすると、同様にしばらく全シャッタが開いた状態に変化は無く、ある電位差でまで小さくなるとまずシャッタが１つだけ閉じるので、その時点でグラフ４７３２上でＰ１８０３のボタンをクリックして、（Ｃ）シャッタが閉じ始める電位差Ｖ’close を記録する（図１９Ｃ）。上記した（１）のＶ’stayは、（Ｃ）のＶ’closeから（Ａ）のＶopenの範囲で選択し、（２）のＶ’openは、（Ｂ）の値そのまま選択する。
以上により、シャッタが動作し、かつシャッタ列に印加する電圧を選択する。
【０１２６】
次に図２１Ａを用いて、本発明におけるマイクロシャッタアレイを用いた光学フィルタリングデバイスを検査装置に適用した実施例について説明する。
【実施例１】
【０１２７】
実施例1におけるマイクロシャッタアレイを用いた光学フィルタリングデバイスを適用した検査装置１のブロック図を図２１Ａに示す。  
検査装置１は、照明光学系１０、基板搬送系２０、検出光学系３０、フォーカス測定系５０、画像処理系６０、制御処理系８０、インターフェース系９０、瞳面観測系３１０を備えて構成されている。【０１２８】
照明光学系１０は、レーザ光源１１とビーム整形用のレンズ１２を備え、レーザ光源１１から出射された光をレンズ１２にて適宜整形して、被検査基板１００を照明する。本実施例においては、被検査基板（半導体ウェハ：基板）１００上の一方向に長い線状の領域を照明する。【０１２９】
基板搬送系２０は、Ｘステージ２１、Ｙステージ２２、Ｚステージ２３、基板チャック２４、θステージ２５を備えている。また、基板チャック２４に隣接し、かつ、ウェハ表面とほぼ同じ高さに、点光源１０９が載置されている。【０１３０】
検出光学系３０は、対物レンズ３１、光学フィルタリングデバイス２０００、結像レンズ３３、光センサ３５、Ａ／Ｄ変換ユニット３６を備えている。光センサ３５としては、積分型のセンサ（ＴＤＩ（Ｔｉｍｅ  Ｄｅｌａｙ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）センサ）を用いることで、より高速に検査を行うことが可能になる。また、結像レンズ３３と光センサ３５の間に偏光フィルタ３４を設置してもよい。図２１Ａでは、偏光フィルタ３４が含まれた構成図が示されている。【０１３１】
瞳面観測系３１０は、対物レンズのフーリエ変換面上の光強度分布を観測できるように、ハーフミラー３１９、レンズ３１１及び３１３、エリアセンサ３１５を備えて構成されている。ハーフミラー３１９は、照明光学系１０により照明された基板１００からの散乱光のうち対物レンズ３１で集光されて光学フィルタリングデバイス２０００を透過した光の一部を透過させて結像レンズ３３の方向へ導くと共に、残りの光を反射させて瞳面観察系３１０の方向へ導くようになっている。【０１３２】
フォーカス測定系５０は、照明光学系５１、検出光学系５２、光センサ５３、フォーカスずれ算出処理ユニット５４を備えている。【０１３３】
画像処理系６０は、隣接ダイ間画像位置ずれ情報算出ユニット６１、ダイ間差画像を用いて欠陥判定・検出処理を行うデータ処理ユニット６２を備えている。隣接ダイ間画像位置ずれ情報算出ユニット６１及びデータ処理ユニット６２は、それぞれ画像データを記憶しておく十分な容量を持ったメモリーを備えている。【０１３４】
制御・処理系８０は、少なくとも搬送系２０を制御するための搬送系制御ユニット８１、照明光源制御ユニット８２、第１の検出光学系３０と第２の検出光学系４０を同期して画像を取得するためのセンサ制御ユニット８３、第１の画像処理系６０及び第２の画像処理系７０から出力される欠陥情報６００のマージ処理や分類処理を実施する欠陥情報処理ユニット８４、そして全体をつかさどる制御ユニット８９を備えている。図２４Ａでは光学フィルタリングデバイス２０００の制御回路を含む電源ユニット８６も図示している。【０１３５】
インターフェース系９０は、少なくとも制御・処理系８０にて処理・出力された欠陥情報６５０を蓄積するデータ蓄積部９１、検査条件設定や制御処理情報入力を実施する入力部９２、欠陥情報６５０を表示したり制御処理情報を表示する表示部９３を備えている。【０１３６】
図２１Ｂ及び図２１Ｃに、本実施例で整形用レンズ１２として用いられている円錐曲面レンズの効果について示す。【０１３７】
図２１Ｂに示すように、ウェハのｙ軸方向に対してφ回転し、かつｚ軸方向に角度α傾斜した方向から、レーザを照射する場合に用いる。この時に、円錐曲面レンズ１２を用いると、ウェハ１００上にｘ軸方向に短軸を、ｙ方向に長軸を持つスリット上ビーム１９９を形成することが可能である。【０１３８】
一方、図２１Ｃに示すように、ウェハのｙ軸方向からｚ軸方向に角度α傾斜させてレーザを照射する場合には、通常のシリンドリカルレンズ１２８を用いることによりウェハ１００上にｘ軸方向に短軸を、ｙ方向に長軸を持つスリット上ビーム１９９を形成することが可能である。【０１３９】
本実施例に関わる検査装置を用いた基板検査工程のフロー図を図２２に示す。  
基板１００が検査装置１にロードされ（Ｓ２２０１）基板チャック２４で保持される。検査装置１はアライメント動作することにより（Ｓ２２０２）、基板１００の傾きをなくすと同時に、ウェハ原点座標１９０（図２０Ａ参照）を求める（Ｓ２２０３）。【０１４０】
次に、基板１００を走査して（Ｓ２２０４）、基板１００の表面近傍の光学的画像３０１（図２６Ｃ参照）を取得する（Ｓ２２０５）。得られた画像をもとに、基板１００の表面近傍の欠陥及び異物の有無を欠陥判定処理（Ｓ２２０６）を行うことによって実施する。欠陥判定処理の方法としては、取得した光学画像３０１を予め記憶しておいた参照画像と比較して不一致部分を欠陥として検出する方法や、光学画像３０１の信号を予め設定しておいたしきい値信号レベルと比較して、しきい値信号レベルよりも大きい部分を欠陥として検出する方法などがある。Ｓ２２０５の処理とＳ２２０６の処理とは非同期で独立に実行され、表面近傍の光学的画像３０１の取得が完了し次第、基板１００は検査装置１からアンロードされ（Ｓ２２０７）、検査結果が出力される（Ｓ２２０８）。 
本発明に関わる検査装置を用いた基板検査条件の設定フローを図２３に示す。  
まず被検査ウェハ（基板１００）のダイサイズや配列等の基本的な設計情報を入力部９２から入力する(Ｓ２３０１)。次に、照明角度(方位、仰角)や照明偏光などの照明条件を入力部９２から入力して設定する(Ｓ２３０２)。更に、空間フィルタ設定以外の検出光学条件(光学倍率、検光の有無等)を入力部９２から入力して設定し(Ｓ２３０３)、欠陥処理パラメータを設定する(Ｓ２３０４)。【０１４１】
ここでもし被検査ウェハ１００が装置にロード済でなければウェハ１００をロードし(Ｓ２３０５)、アライメントを合わせる(Ｓ２３０６)。被検査ウェハ１００上のパターンのうち、空間フィルタ（光学フィルタリングデバイス２０００）で回折光を除去したいパターンのある領域が、照明光が照射される領域１９９に入るように被検査ウェハ１００を移動させる(Ｓ２３０７)。このときの瞳面観察系３１０で対物レンズ３１の瞳面に形成されるフーリエ変換面画像３２３５を見ながら、光学フィルタリングデバイス２０００で遮光する領域３２２０を設定する(Ｓ２３０８)。【０１４２】
以上で設定された検査条件で被検査ウェハ１００を試し検査し（Ｓ２３１１）、十分な欠陥検出感度が達成できれば（Ｓ２３１２）基板検査条件設定を終了する。欠陥検出感度が不足している場合は、照明条件の設定（Ｓ２３０２）に戻って設定した条件を修正する。【０１４３】
次に、図２４を用いて、被検査基板表面をシートビーム照明し光センサ（ＴＤＩセンサ）３５を用いて基板表面の検査画像を検出する場合の、動作フローを示す。【０１４４】
まず基板１００を検査装置１にロードし、ウェハチャック３４にて基板１００を固定する（Ｓ２４０１）。【０１４５】
次に基板１００上のアライメントマーク１０８（図２０Ｂ参照）を用いて、ウェハアライメントを実施し、基板１００上の座標と基板走査系の座標とのオフセット２１０１（図２０Ｂ参照）と傾き２１０２（図２０Ｂ参照）を測定する（Ｓ２４０２）。基板１００の傾き２１０２が予め設定した角度しきい値よりも大きい場合には、搬送系制御ユニット８１でθステージ２５を制御して傾き１３０２だけ逆方向に回転して傾きがほぼ０になるようにした後、基板１００のアライメントを再度実施して基板１００上の座標と基板走査系の座標とのオフセット２１０１を再度測定する。次に、光学フィルタリングデバイス２０００を制御して、予め設定した領域を遮光する（Ｓ２４０３）。【０１４６】
次にＸステージ２１を走査する（Ｓ２４０４）。Ｘステージ２１は基板１００上の線状の領域１９９にビーム形成用レンズ１２により成形されたレーザが照射されている間はほぼ等速で移動させる。ビーム形成用レンズ１２により成形されたレーザの照明領域１９９が基板１００上にある範囲で、光源１１のシャッタ（図示せず）を開け、ビーム形成用レンズ１２により成形されたレーザによる照明を実施する（Ｓ２４０５）。Ｘステージ２１の走査に同期してＴＤＩセンサを動作させ、基板１００の表面画像を一括して取得する（Ｓ２４０６）。Ｘステージ２１の１回の走査が完了したら、予め指示しておいた基板上の測定領域全体の基板表面画像を取得するまで（Ｓ２４０７）、光センサ３５で一括して測定できる幅だけＹステージ２２を移動させ（Ｓ２４０８）、Ｘステージ２１の走査を繰返し実施する。完了したら基板１００をアンロードして（Ｓ２４０９）、検査装置としての動作が完了する。【０１４７】
次に図２５及び図２６Ａ乃至図２６Ｄを用いて図２４のＳ２４０６で一括取得した基板１００の表面の画像を用いて欠陥を検出する欠陥判定処理のフローの例について説明する。【０１４８】
まず搬送系制御ユニット８１でＸステージ２１を駆動して基板１００を検出光学系３０に対して図２６Ｂに矢印で示す方向に連続的に移動させながら検出光学系３０で基板１００を撮像する。図２６Ａに示すような撮像して得られた検査画像３０１、参照画像となる隣接ダイ画像３０２から図２６Ｃに示すように両者間の位置ずれ情報を用いて差画像３０３を算出し（Ｓ２６０１）、これをｘステージ１回走査分（以下１列分と呼ぶ）だけ繰り返す。次に、１列分の複数ダイの同一部分に相当する場所の差画像３０３の明度値のばらつきを各画素ごとに算出する（Ｓ２６０２）。【０１４９】
図２６Ｄの一番上には、検査画像３０１と隣接ダイ画像３０２とを重ね合わせた像３０４を示す。中段のグラフは、上段の重ねた像のうちのＡ−Ａ´のライン上における検査画像３０１の各画素の明度値と隣接ダイ画像３０２の各画素の明度値とを重ねて表示したものである。欠陥３０７が存在する検査画像３０１の信号波形３０１´は、欠陥３０７が存在しない隣接ダイ画像３０２の信号波形３０２´に対して、欠陥が存在する部分にピーク値を有している。この検査画像３０１の各画素の明度値と隣接ダイ画像３０２の各画素の明度値との差分をとると、図２６Ｄの一番下のグラフのように、欠陥部にピーク３０６を持つ波形信号が得られる。【０１５０】
次に、ユーザインタフェースを用いて予め設定しておいた係数を上記明度値ばらつき３０４に掛け合わせることによって、注目している画素の欠陥判定しきい値３０５を決定する（Ｓ２６０３）。図２６Ｄに示した例では、検査画像３０１の画素の明度値と隣接ダイ画像３０２の対応する画素の明度値との差分が小さい場所では欠陥判定のしきい値３０５を比較的大きく設定し、差分が大きい場所では欠陥判定のしきい値３０５を比較的小さく設定するようにしている。そして、決定した欠陥判定しきい値３０５と差画像３０３の明度値の絶対値３０６を各画素ごとに比較し（図２６の中段のグラフ）、欠陥判定しきい値３０５を差画像の明度値の絶対値が上回った場合、その画素位置に相当する基板１００上座標３０７に欠陥が存在すると判定する（Ｓ２６０４）。このフローを、予め指定した検査領域の画像、もしくは取得された基板１００上の全ての検査画像について、繰返し処理することによって、基板１００上の欠陥判定及び欠陥座標を算出する。【０１５１】
なお上記では、隣接ダイ間画像の差画像３０４を求めた後明度値ばらつきを求め、明度値ばらつきからしきい値を算出し、このしきい値をもとに欠陥の判定を実施しているが、欠陥の判定方法は、特開２００３−８３９０７号公報（特許文献１）に記載されているような、隣接する２つの画像３０１，３０２の画像明度値を合わせこんだ後、上記処理と同様に差画像を算出して欠陥判定を実施する方法や、特開２００３−２７１９２７号公報（特許文献３）に記載されているような、検査対象画像と参照画像の明度値やコントラストなどの特徴を軸に持つ多次元空間に投票したデータをもとに欠陥判定を実施する方法であっても良く、すなわち検査画像の明度値情報や、検査画像と参照画像の明度値の差情報を用いて欠陥判定するものであれば良い。【０１５２】
次に図２７を用いて、基板１００の表面近傍に形成されたパターンからの回折光を、対物レンズ３１のフーリエ変換面上に設置された光学フィルタリングデバイス２０００を用いて遮光するフローの実施例について説明する。【０１５３】
まず、基板１００の検査に用いる照明条件を設定する（Ｓ２７０１）。次に、回折光を遮光したいパターン部が照明光照射領域に入るよう、ステージ系を動作させて基板１００を移動する（Ｓ２７０２）。パターンからの回折光を含む、フーリエ変換面上での光強度分布画像３２３５（図２８Ａ参照）を瞳面観測系３１０で取得する（Ｓ２７０３）。このとき、光学フィルタリングデバイス２０００上の正常に開閉動作が可能なシャッタ２００１は全て開いた状態になっており、光学フィルタリングデバイス２０００の開口２００４に入射した光は全て透過するような状態になっている。瞳面において基板１００の欠陥箇所からの散乱光を検出するときに、基板１００に規則的に形成されたパターンからの散乱光により発生する比較的強い回折光が欠陥箇所からの散乱光の検出感度を低下させてしまう。そこで、欠陥箇所からの散乱光を比較的感度良く検出するためには、パターンからの散乱光により発生する比較的強い回折光を瞳面上で遮光することが有効になる。このような強い回折光を遮光して欠陥を検出するという考え方に基づいて、電源ユニット８６で光学フィルタリングデバイス２０００の個々のシャッタ２００１を制御して光学フィルタリングデバイス２０００の遮光領域を設定する（Ｓ２７０４）。【０１５４】
ここで、予め設定された割合を超えてフーリエ変換面を遮光していないかを確認する（Ｓ２７０５）。これは、遮光領域を大きくすると検査画像の解像度が落ち、欠陥検出感度が落ちる傾向があるので、これを防ぐためである。【０１５５】
続いて、光学フィルタリングデバイス２０００の個々のシャッタ２００１が制御されている（空間フィルタが設定されている）状態で、瞳面観測系３１０で対物レンズ３１のフーリエ変換面での光強度分布を画像の形で実測し（Ｓ２７０６）、強い回折光が入射していた領域が遮光されていること、即ち、所望の遮光状態３２３５’（図１８Ｃ）になっていることを確認する（Ｓ２７０７）。所望の遮光状態になっていれば、フーリエ変換面上の遮光領域設定を完了する。所望の遮光状態になっていない場合には、再びＳ２７０４に戻って光学フィルタリングデバイス２０００の遮光領域の設定（調整）を行う。【０１５６】
図２８Ａ及び図２８Ｂに、遮光領域設定用のＧＵＩ画面の例を示す。  
図２８Ａは初期状態である。ＧＵＩ画面３２００上には、予め設定したパターン領域からの瞳面における回折光の強度分布３２３５を表示する領域３２１１と、回折光の強度分布３２３５を空間フィルタリングデバイス（空間フィルタ）２０００の遮光領域３２２０と重ねて表示する領域３２１２、及びフィルタリング後の強度分布３２３５´を表示する領域３２１３とがある。更に、回折光強度に対する遮光しきい値を設定する領域３２１４として、スライドバー９３５２と数値入力用の窓９３５３が表示される。各回折光強度分布に対し、スライドバー９３５２を動かすか、もしくは窓９３５３に数値を入力することにより、遮光しきい値を設定する。【０１５７】
図２８Ｂに、一部領域が遮光領域に設定された状態を示している。遮光しきい値を設定する領域３２１４で設定された遮光しきい値よりも明度値が大きい画素を含む、空間フィルタ２０００のピクセルを自動的に遮光領域と指定して、回折光の強度分布３２３５と空間フィルタ２０００の遮光領域３２２０とを重ねて表示する領域３２１２に表示する。また、フィルタリング後の強度分布３２３５´を表示する領域３２１３おいては、空間フィルタ２０００により遮光された領域は塗りつぶされて表示される。【０１５８】
なお遮光領域に設定方法については、上記した遮光しきい値を設定する領域３２１４で設定する代わりに、マウス等のポインティングデバイスを用いて、所望の空間フィルタ２０００のピクセルをクリックして、遮光領域の設定がＯＮ/ＯＦＦされると同時に、塗りつぶしもＯＮ/ＯＦＦされるようにしてもよい。この方法によって、空間フィルタ２０００の各ピクセルの遮光ＯＮ/ＯＦＦを設定することも可能である。空間フィルタ２０００の各ピクセルの遮光ＯＮ/ＯＦＦ状態を反映させた、遮光領域設定後のフーリエ変換面の回折光強度分布３２３５’をフィルタリング後の強度分布３２３５´を表示する領域３２１３に表示する。遮光領域が大きくなりすぎると、欠陥検出感度への致命的な影響があるため、注意しながら設定を実施する。【０１５９】
なお、この図２８Ａ及び図２８Ｂのように、現在設定中の遮光領域を検査に適用した場合の、標準欠陥であるＰＳＬ球の検査画像をシミュレーション計算した結果を示してもよい。計算方法は以下の通りである。【０１６０】
基板１００上に散布したPSL球に照明した場合の瞳面上での光散乱光分布を、各照明条件について位相を含めて予め計算しておき、遮光領域を考慮してフーリエ変換及び逆フーリエ変換を用いて結像計算する。このとき、ＰＳＬ球のサイズによって散乱光分布が大きく異なるため、遮光条件が同じでも受ける影響の大きさが変わってくる。本実施例では、大小２種類のＰＳＬ球のシミュレーション画像３２１５及び３２１６を示すことにより、現在設定中の遮光領域による欠陥検査感度への影響を、複数の観点から確認することとしている。【０１６１】
次に図２９を用いて、基板１００表面近傍に形成されたパターンからの回折光を、対物レンズ３１のフーリエ変換面上に設置された本実施例にかかわる２次元空間フィルタシステム３２を用いて遮光領域を設定するフローを説明する。【０１６２】
まず、ウェハ検査に用いる照明条件を設定する（Ｓ２９０１）。次に、回折光を遮光したいパターン部が照明光照射領域に入るよう、ステージ系を動作させて基板１００を移動する（Ｓ２９０２）。パターンからの回折光を含む、フーリエ変換面の光強度分布を画像３２３５として取得する（Ｓ２９０３）。基板１００の欠陥からの散乱光を検出するために、基板１００に規則的に形成されたパターンからの散乱光により発生する比較的強い回折光を遮光するという考え方に基づいて、電源ユニット８６で光学フィルタリングデバイス２０００の個々のシャッタを制御して遮光領域３２２０を設定する（Ｓ２９０４）。ここで、予め設定された割合を超えてフーリエ変換面を遮光していないかを確認する（Ｓ２９０５）。これは、遮光領域を大きくすると検査画像の解像度が落ち、欠陥検出感度が落ちる傾向があるためである。【０１６３】
続いて、２次元空間フィルタリングシステム３２のカメラ３２１３で光学フィルタリングデバイス２０００のシャッタ２００１の開閉の状態を撮像した出力画像を確認しながら、空間フィルタの遮光領域３２２０内のフィルタが閉じたことを確認し（Ｓ２９０８）、再度空間フィルタが設定されている状態でフーリエ変換面の光強度分布を画像３２３５’として測定し、画面に表示する（Ｓ２９０６）。強い回折光が遮光されていることを確認し（Ｓ２９０７）、所望の遮光状態になっていれば、フーリエ変換面上の遮光領域設定を完了する。なっていない場合には、所望の遮光状態になるまで上記Ｓ２９０８からの手順を繰り返す。【０１６４】
次に図３０を用いて、基板１００の表面近傍に形成されたパターンからの回折光を、対物レンズ３１のフーリエ変換面上に設置された本実施例にかかわる２次元空間フィルタシステム３２を用いて遮光領域を設定するフローを説明する。【０１６５】
まず、ウェハ検査に用いる照明条件を設定する（Ｓ３００１）。次に、回折光を遮光したいパターン部が照明光照射領域に入るよう、ステージ系を動作させて基板１００を移動する（Ｓ３００２）。パターンからの回折光を含む、フーリエ変換面の光強度分布を画像３２３５として瞳面観察系３１０で取得する（Ｓ３００３）。ここで、全ての回折光を遮光したいパターン部について、フーリエ変換面画像を取得する（Ｓ３００４）。取得していない場合には、Ｓ３００１〜Ｓ３００３の手順を繰り返す。【０１６６】
次に、基板１００の欠陥からの散乱光を検出するために、基板１００に規則的に形成されたパターンからの散乱光により発生する比較的強い回折光を遮光するという考え方に基づいて、電源ユニット８６で光学フィルタリングデバイス２０００の個々のシャッタを制御して遮光領域３２２０を設定する（Ｓ３００５）。このとき、先ほどＳ３００３にて得たフーリエ変換面の光強度分布に基づいて、遮光領域３２２０を設定する。【０１６７】
この手順を繰り返すことによって得られた遮光領域をマージして、仮の遮光領域３０２０を得る。ここで、予め設定された割合を超えてフーリエ変換面を遮光していないかを確認する（Ｓ３００６）。これは、遮光領域を大きくすると検査画像の解像度が落ち、欠陥検出感度が落ちる傾向があるためである。【０１６８】
続いて、カメラ３２１３の出力画像を確認しながら、空間フィルタの遮光領域３２２０内のフィルタが閉じたことを確認し（Ｓ３００７）、再度空間フィルタが設定されている状態でフーリエ変換面の光強度分布を画像３２３５’として測定し、画面に表示する（Ｓ３００８）。強い回折光が遮光されていることを画面上で確認し、所望の遮光状態になっていれば（Ｓ３００９）、フーリエ変換面上の遮光領域設定を完了する。なっていない場合には、所望の遮光状態になるまで上記Ｓ３００７からＳ３００９までの手順を繰り返す。【０１６９】
図３１は、半導体ウェハ１００のあるダイの配置のイメージ図である。ピッチ(px,py)にて類似のパターンが繰り返し作りこまれているが、領域によって更に細かい繰り返し周期で類似パターンが作りこまれている場所もあれば（３１０１）、それ以上の細かい繰り返しパターンがない領域もある（３１０２）。これらのパターン領域に対して照明された光の回折光の出射方向のパターンはそれぞれ異なっており、領域３１０１からの回折光の強度分布は３２３５のようになり、領域３１０２からの回折光の強度分布は３２３５´のようになる。従って必要な遮光パターンも異なる。【０１７０】
以下では図３２Ａ及び図３２Ｂを用いて、ダイ領域を分けて遮光パターンを設定しておくことで、高感度に欠陥検出する本実施例を説明する。【０１７１】
図３２Ａは遮光領域設定用のＧＵＩ画面９３５０で初期状態を示す。複数の予め設定したパターン領域からの、瞳面における回折光の強度分布９３５１及び９３５１´を、空間フィルタの遮光領域と重ねて表示する。各回折光強度分布９３５１及び９３５１´に対し、スライドバー９３５２又は９３５２´を動かすか、もしくは窓９３５３又は９３５３´に数値を入力することにより、遮光しきい値を設定する。遮光しきい値よりも明度値が大きい画素を含む、空間フィルタのピクセルを、自動的に遮光領域と指定する。図３２Ａの場合には、スライドバー９３５２及び９３５２´が右端の遮光明度値が最大の場合を示しており、実質的に空間フィルタによる遮光領域がない状態を示している。また、領域９３５４には、半導体ウェハ１００全体の遮光領域を表示する
一方、スライドバー９３５２又は９３５２´を動かすか、もしくは窓９３５３又は９３５３´に数値を入力することにより、遮光しきい値を調整すると、遮光された領域は、図３２Ｂに示す領域９３６１及び９３６１´のように瞳面における回折光の強度分布と重ねて表示される。
なお遮光領域については、マウス等のポインティングデバイスを用いて、所望の空間フィルタのピクセルをクリックすると、塗りつぶしがＯＮ/ＯＦＦする。この方法によって各ピクセルの遮光ＯＮ/ＯＦＦを設定することも可能である。【０１７２】
ＧＵＩ画面９３５０には、図３２Ｂに示すように、各回折光強度分布に対して設定した遮光領域９３６１，９３６１´を半導体ウェハ１００全体に亘ってマージした遮光領域を領域９３５４に表示する。遮光領域が大きくなりすぎると、欠陥検出感度への致命的な影響があるため、注意しながら設定を実施する。【０１７３】
なお図３２Ａ及び図３２Ｂのように、現在設定中の遮光領域を検査に適用した場合の、標準欠陥であるPSL球の検査画像をシミュレーション計算した結果を領域９３５５及び９３５６に示してもよい。計算は、図２８で説明した方法と同様な方法で行う。【０１７４】
また、ＧＵＩ画面９３５０上には、スライドバー９３５２と９３５２´又は窓９３５３と９３５３´で設定した遮光しきい値とそれに対応する遮光パターン９３６１，９３６１´を記憶させるための保存ボタン９３５７と、画面上で一操作前の状態に戻すための戻りボタン９３５８が表示されている。【０１７５】
図３３に、被検査基板表面をシートビームで照明しＴＤＩセンサを用いて基板表面の検査画像を検出する場合の、動作フローを示す。【０１７６】
まず基板１００を検査装置１にロードし、ウェハチャック３４にて基板１００を固定する（Ｓ３３０１）。【０１７７】
次に基板１００上のアライメントマーク１０８（図２０Ａ参照）を用いて、ウェハアライメントを実施し、基板１００上の座標と基板走査系の座標とのオフセット２１０１（図２０Ｂ参照）と傾き２１０２を測定する（Ｓ３３０２）。傾きき２１０２が予め設定した角度しきい値よりも大きい場合には、θステージ２６を傾き２１０２だけ逆方向に回転して傾きがほぼ０になるようにした後、基板のアライメントを再度実施して基板１００上の座標と基板走査系の座標とのオフセット２１０１を再度測定する。【０１７８】
次に、光学フィルタリングデバイス２０００を制御して、予め設定した領域を遮光する（Ｓ３３０３）。次にＸステージ２１を走査する（Ｓ３３０４）。Ｘステージ２１はウェハ１００上にシートビーム１９８が照射されている間はほぼ等速で移動させる。シートビーム１９８によるウェハ１００上の照明領域１９９がウェハ１００上にある範囲で、光源１１のシャッタ１３を開け、シートビーム１９８による照明を実施する（Ｓ３３０５）。このとき、Ｘステージ２１の走査に同期して光センサ（ＴＤＩセンサ）３５を動作させ、基板１００の表面画像を一括して取得する（Ｓ３３０６）。【０１７９】
Ｘステージ２１の１回の走査が完了したらＹ方向１ダイ分の基板表面画像取得が完了したかをチェックする（Ｓ３３０７）。完了してない場合（Ｓ３３０７でＮＯの場合）には、予め設定した距離だけＹ方向にステージを移動させる（Ｓ３３０８）。このとき、１回の走査ごとに空間フィルタの遮光領域を設定可能であるので、遮光パターンが異なる操作を次に行う場合には、Ｓ３３０３に戻って予め設定した領域を遮光するように光学フィルタリングデバイス２０００を制御して、Ｓ３３０４〜Ｓ３３０７までの操作を繰り返し実行する。【０１８０】
Ｙ方向１ダイ分の基板表面画像を取得完了したら（Ｓ３３０７でＹＥＳの場合）、基板上の測定領域全体の基板表面画像の取得が完了したかをチェックし（Ｓ３３０９）、完了していない場合には（Ｓ３３０９でＮＯの場合）、次のＹ方向のダイ下端にセンサ位置が一致する位置の近傍にステージを移動し（Ｓ３３０８´）、Ｓ３３０３〜Ｓ３３0９までの走査を繰返し実施する。ここで、予め指示しておいた基板上の測定領域全体の基板表面画像が取得完了した場合は（Ｓ３３０９でＹＥＳの場合）、基板１００をアンロードして（Ｓ３３１０）、検査装置としての動作が完了する。【０１８１】
次に図３４を用いて、基板１００の表面近傍に形成されたパターンからの回折光を、フーリエ変換面上に設置された本実施例にかかわる２次元空間フィルタシステム３２を用いて遮光領域を設定するフローを説明する。【０１８２】
まず、基板１００の検査に用いる照明条件を設定する（Ｓ３４０１）。次に、回折光を遮光したいパターン部が照明光照射領域に入るよう、ステージ系を動作させて基板１００を移動する（Ｓ３４０２）。パターンからの回折光を含む、フーリエ変換面の光強度分布を画像３２３５として取得する（Ｓ３４０３）。この取得した画像を図２８Ａで説明したようにＧＵＩ画面３２００上の領域３２１１と３２１２とに表示し、強い回折光を遮光する考え方に基づいて、領域３２１２上で領域３２１４に表示されているスライドバー９３５２を操作して又は数値入力用の窓９３５３から数値を入力して光学フィルタリングデバイス２０００の遮光領域を設定する（Ｓ３４０４）。ここで、図２８Ｂに示した光学フィルタリングデバイス２０００の遮光領域を設定された画面上で、空間フィルタ２０００の遮光領域３２２０が予め設定された割合を超えてフーリエ変換面を遮光していないかを確認する（Ｓ３４０５）。これは、遮光領域を大きくすると検査画像の解像度が落ち、欠陥検出感度が落ちる傾向があるためである。【０１８３】
続いて、図２８Ｂに示した光学フィルタリングデバイス２０００の遮光領域が設定されたＧＵＩ画面３２００上でカメラ３２１３の出力画像を確認しながら、光学フィルタリングデバイス２０００の遮光領域３２２０内のフィルタが閉じたことを確認し（Ｓ３４０６）、再度光学フィルタリングデバイス２０００が設定されている状態でフーリエ変換面の光強度分布を画像３２３５’として測定し、画面に表示する（Ｓ３４０７）。ＧＵＩ画面３２００上で強い回折光が遮光されていることを確認し（Ｓ３４０８）、所望の遮光状態になっていれば（Ｓ３４０８でＹＥＳの場合）、フーリエ変換面上の遮光領域設定を完了する。なっていない場合（Ｓ３４０８でＮＯの場合）には、所望の遮光状態になるまで上記Ｓ３４０６からＳ３４０８までの手順を繰り返す。【０１８４】
図３５Ａ乃至図３５Ｃを用いて、本実施例における光学フィルタリングデバイス２０００の遮光領域設定方法の変形例について説明する。【０１８５】
例えば、シャッタの最終的な開閉状態が図３５Ａの白（開）およびグレー（閉）であった場合、図１２で示した遮光領域設定方法によると、図３５Ｂで示されるとおり、図では右側から順に所望のシャッタを閉状態からラッチ閉状態に移行させた後、残った閉状態のシャッタを全て開く（ラッチ開状態）ことで、所望の遮光状態が得られる。【０１８６】
一方、図８Ａ乃至図８Ｆ及び図１１Ａと図１１Ｂで説明したように、本実施例の方法によれば、一旦ラッチ閉状態に移行したシャッタは、印加電位差がＶrelよりも小さくなるような特別な処理を行わない限り、ラッチ閉状態が維持される。このため、図３５Ａの左から１列目と３列目、２列目と４列目のように、ラッチ閉状態にすべきシャッタの位置関係が同じ場合には、１列目と３列目の縦方向の電位を、ある時間以上一度に高電位にすることによって、２列分同時に閉状態→ラッチ閉状態の遷移が可能である。この方法を用いると、所望の遮光領域に含まれる全てのシャッタについて閉状態→ラッチ閉状態を遷移させる時間を短縮することができる。具体的には図３５Ｃに示すＳ３５１１→Ｓ３５１２ →Ｓ３５０６というような順序で状態遷移を実施すると、図３５Ｂに示した手順では途中４段階を経て最終的なラッチ閉状態が得られるのに対し、図３５Ｃに示した方法では途中２段階を経て最終的なラッチ閉状態が得られており、状態遷移時間が短縮されることがわかる。【０１８７】
図３６に、半導体ウェハ(基板１００)のメモリセル部、及びロジック部にレーザ光を照射したときの、対物レンズ３１のフーリエ変換面上の回折光強度分布の例を示す。メモリセル部(メモリ部）のフーリエ変換像３６０１では、回折光の強い場所が繰り返し生じるため、本変形例に示された高速化手法による、２次元空間フィルタによる遮光パターン３６０３を形成するための遮光領域内シャッタの閉状態→ラッチ状態遷移のための時間短縮効果は顕著になる。またロジック部のフーリエ変換像３６０２においても、２次元空間フィルタによる遮光パターン３６０４により縦横に幅広い遮光領域を設定するには、本変形例の方法による遮光状態遷移高速化の効果が顕著である。【０１８８】
図３７Ａ及び図３７Ｂに、遮光領域設定用のユーザインタフェース画面（ＧＵＩ画面）３７００の実施例を示す。図３７Ａに示したＧＵＩ画面３７００の構成は、図２８Ａで説明したＧＵＩ画面３２００の構成と同じであるが、本変形例においては、図３７Ｂに示すように複数の遮光領域パターンを設定可能にするため、複数のタブ３７１１を表示する。ＧＵＩ画面３７００上で各タブ３７１１において記憶手段に記憶しておいた遮光領域パターンを設定する。遮光領域パターンの数は増減が可能なように、タブ３７１１の増減が可能になっている。各遮光領域の設定方法は、図２８Ａ及び図２８Ｂで説明した内容と同一である。【０１８９】
図３８Ａ及び図３８Ｂに、走査位置、及び走査位置と遮光領域の組合せを設定するユーザインタフェース画面（ＧＵＩ）３８００の実施例を示す。実際に製作されているウェハ（基板）１００によっては、ダイ内に形成された同一形状のパターンが帯状に形成されているものもある。このようなウェハ（基板）１００については、本変形例により、より高感度な欠陥検出が可能である。【０１９０】
図３８Ａは、インタフェース画面（ＧＵＩ）３８００により、ダイパターンとＸ方向への各走査回の走査領域を示す。ユーザは、ダイ領域に合わせてＸ方向への各走査回の走査領域のノッチ側端の位置を、走査位置ツマミ３８１２ａ〜ｅを上下に動かすことにより設定する。なお、ツマミ３８１２ａ〜ｅを上下に動かす際には、別のツマミも各走査回の走査領域幅が、予め設定した値（ラインセンサを検査光学系にてサンプル上に投影した際のセンササイズ等を参考にして決定）が上限となるように移動する。
図３８Ｂではツマミ３８１２ｃを移動させた例を示しているが、この場合はその移動に伴ってツマミ３８１２ａ、３８１２ｂの位置も移動する。続いて、各走査回における遮光状態を選択する。遮光状態は図３７Ａ及び図３７Ｂで説明したユーザインタフェース３７００を用いて予め設定しておく。なお遮光状態を増やしたい場合には、新規フィルタボタン３８１１を押すことにより、ウィンドウに「フィルタ」タブ３８１２−１，３８１２−２，３８１２−３が増える。増えた遮光領域の設定は、新たに増えたタブを選択することで図３７Ｂのインタフェースを表示させ、その中で設定する。【０１９１】
次に図３９乃至図４１を用いて、本実施例による装置の使用方法の変形例を説明する。【０１９２】
図３９は、半導体ウェハ（基板）１００の、あるダイ４０００の配置のイメージ図である。
領域Ａと領域Ａ’、領域Ｂ、領域Ｃは、それぞれの領域内にほぼ同様なパターンが繰り返し形成され、領域Ａ、Ａ’、Ｂと領域Ｃは走査方向４０１０に沿った線Ｌ４００１にて分割されている。領域Ａ、Ａ’、Ｂには周辺回路やロジックパターンなどの比較的大きなパターンが形成され、領域Ｃには、メモリなどの微細な繰り返しパターンが形成されている。本実施例では、ダイ４０００の領域を分けて、各領域からの対物レンズ３１のフーリエ変換面における回折光パターン形状に応じた遮光パターンを設定しておくことで、高感度に欠陥検出する例を説明する。【０１９３】
図４０に、走査位置、及び走査位置と遮光領域の組合せを設定するユーザインタフェース画面（ＧＵＩ）４１００の実施例を示す。基本的な構成は、図３８で説明したものと同様である。【０１９４】
このＧＵＩ画面４１００上に、ダイパターンと各走査回の走査領域を示す。ユーザは、ダイ４１０１の領域に合わせて各走査回の走査領域のノッチ側端の位置を、走査位置ツマミ３８１２ａ〜ｄを上下に動かすことにより設定する。なお、ツマミ３８１２ａ〜ｄの何れかを上下に動かす際には、別のツマミも各走査回の走査領域幅が、予め設定した値（ラインセンサを検査光学系にてサンプル上に投影した際のセンササイズ等を参考にして決定）が上限となるように移動する。ここで３８１２ｂは、図４０で説明した領域Ａ、Ａ’、Ｂと領域Ｃを分ける線Ｌ４００１とほぼ一致するように調整する。続いて、走査時に使用するフィルタをフィルタタブ４１１１又は４１１２をクリックして選択する。図４０に示した例は、領域Ｃ走査時にフィルタ１を、領域Ａ、Ａ’、Ｂ走査時にフィルタ２を、それぞれ使用するように選択した例を示している。【０１９５】
続いて、ユーザは、各走査回における遮光状態を選択する。遮光状態は図３７で説明したユーザインタフェース画面（ＧＵＩ）３７００を用いて予め設定しておく。ここでフィルタ２を設定する場合に、領域Ａ/Ａ’及び領域Ｂの回折光パターンをそれぞれ測定し、それぞれに遮光領域を設定して、設定した遮光領域の排他的論理和などを用いて、全体の遮光領域を設定する。【０１９６】
図４１に、被検査基板（基板）１００の表面の線状領域１９９をシートビーム１９８で照明し光線差（ＴＤＩセンサ）３５を用いて基板１００の表面の検査画像を検出する場合の、動作フローの変形例を示す。【０１９７】
まず基板１００を検査装置１にロードし、ウェハチャック３４にて基板１００を固定する（Ｓ５００１）。次に基板１００上のアライメントマーク１０８を用いて、ウェハアライメントを実施し、基板１００上の座標と基板走査系の座標とのオフセット２１０１と傾き２１０２を測定する（Ｓ５００２）。傾き２１０２が予め設定した角度しきい値１３０９よりも大きい場合には、θステージ２６を傾き２１０２だけ逆方向に回転して傾きがほぼ０になるようにした後、基板のアライメントを再度実施して基板１００上の座標と基板走査系の座標とのオフセット２１０１を再度測定する。【０１９８】
次に、光学フィルタリングデバイス２０００を制御して、予め設定した領域を遮光する（Ｓ５００３）。次にＸステージ２１を走査する（Ｓ５００４）。Ｘステージ２１はウェハ上にシートビーム１３１０が照射されている間はほぼ等速で移動させる。シートビームの照明領域がウェハ上になる範囲で、光源１１のシャッタ１３を開け、シートビーム状照明を実施する（Ｓ５００５）。【０１９９】
Ｘステージ２１の走査に同期してＴＤＩセンサを動作させ、基板１００の表面画像を一括して取得する（Ｓ５００６）。Ｘステージ２１の１回の走査が完了したら、予め設定した距離だけＹ方向にステージを移動させる（Ｓ５００８）。このとき、１回の走査ごとに空間フィルタの遮光領域を設定可能であるので、遮光パターンが異なる操作を次に行う場合には、予め設定した領域を遮光するように光学フィルタリングデバイス２０００を制御する（Ｓ５００３）。【０２００】
Ｙ方向１ダイ分の基板表面画像を取得完了したら、次のＹ方向のダイ下端にセンサ位置が一致する位置の近傍にステージを移動し（Ｓ５００９’）、Ｘステージ２１の走査を繰返し実施する。ここで、予め指示しておいた基板上の測定領域全体の基板表面画像が取得完了した場合は（Ｓ５０１０）、完了したら基板１００をアンロードして（Ｓ５０１１）、検査装置としての動作が完了する。
【実施例２】
【０２０１】
次に図４２を用いて、本発明におけるマイクロシャッタアレイを用いた光学フィルタリングデバイスを半導体ウェハ（基板）の欠陥を検査する暗視野検査装置に適用した第２の実施例について説明する。【０２０２】
図４２は、検査装置２１０のブロック図である。図２１Ａに示した第１の実施例による検査装置と同じ構成部品については、同じ番号を付してある。【０２０３】
第１の実施例との違いは、照明光学系１１０がレーザ光源１１１とビーム整形用のレンズ１１２、及びレーザ光源１１００１とビーム整形用レンズ１１００２を備え、レーザ光源１１１から出射された光をレンズ１１２にて、もしくはレーザ光源１１００１から出射された光をレンズ１１００２にて、それぞれ適宜整形して被検査基板１００を照明する点である。【０２０４】
画像処理系２１６０は、隣接ダイ間画像位置ずれ情報算出ユニット２１６１、ダイ間差画像を用いて欠陥判定・検出処理を行うデータ処理ユニット２１６２を備えている。隣接ダイ間画像位置ずれ情報算出ユニット２１６１及びデータ処理ユニット２１６２は、それぞれ画像データを記憶しておく十分な容量を持ったメモリーを備えている。【０２０５】
制御・処理系２１８０は、少なくとも搬送系２０を制御するための搬送系制御ユニット８１、照明光源制御ユニット８２、第１の検出光学系３０からの検出信号から画像を取得するためのセンサ制御ユニット２１８３、画像処理系２１６０から出力される欠陥情報６１１の分類処理を実施する欠陥情報処理ユニット２１８４、そして全体をつかさどる制御ユニット２１８９を備えている。図４２では光学フィルタリングデバイス２０００の制御回路を含む電源ユニット８６も図示している。【０２０６】
インターフェース系２１９０は、少なくとも制御・処理系２１８０にて処理・出力された欠陥情報を蓄積するデータ蓄積部２１９１、検査条件設定や制御処理情報入力を実施する入力部２１９２、欠陥情報を表示したり制御処理情報を表示する表示部２１９３を備えている。【０２０７】
次に、実施例２に係る検査装置を用いた基板検査条件の設定フローを図４３に示す。【０２０８】
動作としては、基板１００を装置にロードし、アライメントを合わせる（Ｓ３０６）までは実施例１で図２３を用いて説明した動作と同一である。【０２０９】
照明光源としてレーザ光源１１０または１１００１の何れかの１波長を選び、基板１００を照射する（Ｓ４３２１）。基板１００上のパターンのうち、光学フィルタリングデバイス２０００で回折光を除去したいパターンのある領域が、照明光が照射される領域に入るように搬送系制御ユニット８１でＸテーブル２１またはＹテーブル２２を駆動して基板１００を移動させる(Ｓ４３０７)。【０２１０】
次に、瞳面観測系３１０でフーリエ変換面画像３２３５（図２８Ａ）を見ながら、光学フィルタリングデバイス２０００の遮光領域３２２０（図２８Ｂ）を決定する(Ｓ４３０８)。ここで遮光領域３２２０は、別の波長を基板１００に照明して決定しておいた遮光領域と、前段で決定した遮光領域３２２０を足し合わせた領域を検査時の遮光領域として設定することに注意する。  
以下、順次検査に使用する照明光の全ての波長について遮光領域３２２０の設定するまでＳ４３２１、Ｓ４３０７、Ｓ４３０８の手順を繰り返す。【０２１１】
以上の手順により設定された検査条件で基板１００を試し検査し（Ｓ４３１１）、十分な欠陥検出感度が達成できれば基板検査条件設定を終了する（Ｓ４３１２）。欠陥検出感度が不足している場合は、十分な欠陥検出感度が達成できるまで照明条件の設定（Ｓ４３０２）からの手順に従って設定した条件を修正する。【０２１２】
次に図４４Ａ及び図４４Ｂを用いて、基板１００に形成されたパターンからの回折光を、対物レンズ３１のフーリエ変換面上に設置された光学フィルタリングデバイス２０００を用いて遮光する実施例について説明する。【０２１３】
検査対象の基板１００には、通常種々の繰り返しパターンがそれぞれ異なるピッチで形成されている。図４４Ａの４０１には、対物レンズ３１のフーリエ変換面における検出光学系３０の視野４００内に発生する基板１００に形成された第１の繰り返しパターンからの散乱光による発生する輝点４１０と、この輝点４１０を遮光するために従来用いられていた遮光パターン４２０の配置を示す。一方、図４４Ａの４０２には、基板１００に形成された第２の繰り返しパターンからの散乱光により発生する輝点４３０と、この輝点４１０を遮光するために従来用いられていた遮光パターン４２０の配置を示す。基板１００の全面を検査する場合、第１の繰り返しパターン領域を検査しているときには対物レンズ３１のフーリエ変換面における検出光学系３０の視野４００内に輝点４１０が発生し、第１の繰り返しパターン領域を検査しているときには輝点４３０が発生するために、図４４Ａの４０３に示すように、遮光パターン４２０を輝点４１０と輝点４３０とに合わせて多数配置しなければならず、視野内の遮光領域を大きくしなければならなかった。その結果、検出精度が低下していた。【０２１４】
一方、本発明による光学フィルタリングデバイス２０００を用いた場合、基板１００に形成されたパターンからの散乱光により対物レンズ３１のフーリエ変換面の視野４００内に図４４Ｂの４０４に示すような輝点４１０と４３０が発生した場合、対物レンズ３１のフーリエ変換面に配置した光学フィルタリングデバイス２０００に図４４Ｂの４０５に２００１−ｎで示すような遮光パターンを発生させることにより、輝点４１０と４３０が発生している箇所だけを遮光することが可能になり、光センサ３５に入射する光量を落とすことなく検出することが可能になる。その結果、従来の直線状のフィルタ４２０を用いて輝点４１０，４３０からの強い光を遮光する場合と比べてより高い感度で欠陥を検出することが可能になる。  
次に図４５を用いて、基板１００に形成されたパターンからの回折光を、対物レンズ３１の瞳面上に設置された光学フィルタリングデバイス２０００を用いて遮光する実施例の変形例について説明する。【０２１５】
まず基板１００の検査に用いる照明条件を設定する（Ｓ４５０１）。次に、回折光を遮光したいパターン部が照明光照射領域に入るよう、ステージ系を動作させて基板１００を移動する（Ｓ４５０２）。パターンからの回折光を含む、瞳面画像３２３５を取得する（Ｓ４５０３）。強い回折光を遮光する考え方に基づいて、遮光領域を設定する（Ｓ４５０４）。ここで、予め設定された割合を超えて対物レンズ３１のフーリエ変換面を遮光していないかを確認する（Ｓ４５０５）。これは、遮光領域を大きくすると検査画像の解像度が落ち、欠陥検出感度が落ちる傾向があるためである。続いて、光学フィルタリングデバイス２０００による空間フィルタが設定されている状態で瞳面観測系３１０で瞳面分布を実測し（Ｓ４５０６）、強い回折光が入射していた領域が遮光されていることを確認する（Ｓ４５０７）。以上により、光学フィルタリングデバイス２０００を用いて遮光状態の設定が完了する。
【実施例３】
【０２１６】
図４６を用いて、本発明の第３の実施例である、ランプを光源とした明視野検査装置の構成を説明する。【０２１７】
第１の実施例に対し、照明光学系の構成が変更されている。照明光学系１０’は、ランプ光源１７とビーム整形用のレンズ１２、ビームスプリッタ１５、照明絞り１６と照明絞りの制御機器１９からなる。なお、欠陥検出の高感度化のために、波長選択器１８を照明光路中に設置しても良い。図４６は、波長選択器１８を照明光路中に設置している実施例を示している。ランプ光源１７の像が、レンズ１２を介して照明絞り１６の位置に結像するように配置されている。照明絞り１６の位置は、ビームスプリッタ１５を介して対物レンズのフーリエ変換面に設置されている。この配置にすることで、照明光学系１０’はケーラー照明光学系となっている。照明絞り１６の遮光領域の大きさ・位置を適宜制御することにより、照明広がり角や照明仰角等の照明条件を変化させることができる。【０２１８】
検出光学系２５３０は、対物レンズ３１、光学フィルタリングデバイス２０００、結像レンズ３３、光センサ３５、Ａ／Ｄ変換ユニット３６からなる。光センサ３５としては、積分型のセンサ（ＴＤＩ（Time Delay Integration）センサ）を用いることで、より高速に検査を行うことが可能になる。【０２１９】
また、結像レンズ３３と光センサ３５の間に偏光フィルタ３４を設置してもよい。図４６では、偏光フィルタ３４が含まれた構成図が示されている。
瞳面観測系３１０の構成は省略しているが、図２１Ａ及び図４２で説明したのと同様に、対物レンズのフーリエ変換面上の光強度分布を観測できるように、レンズ３１１及び３１３、エリアセンサ３１５を備えている。【０２２０】
３１９はハーフミラーで構成されたビームスプリッタで、照明光学系１０により照明された基板１００からの散乱光のうち対物レンズ３１で集光されて光学フィルタリングデバイス２０００を透過した光を半分透過させて結像レンズ３３の方向へ導くと共に、半分を反射させて瞳面観察系３１０の方向へ導くようになっている。【０２２１】
画像処理系２５６０は、隣接ダイ間画像位置ずれ情報算出ユニット２５６１、ダイ間差画像を用いて欠陥判定・検出処理を行うデータ処理ユニット２５６２を備えている。隣接ダイ間画像位置ずれ情報算出ユニット２５６１及びデータ処理ユニット２５６２は、それぞれ画像データを記憶しておく十分な容量を持ったメモリーを備えている。【０２２２】
制御・処理系２５８０は、少なくとも搬送系２０を制御するための搬送系制御ユニット８１、照明光源制御ユニット８２、検出光学系２５３０からの検出信号から画像を取得するためのセンサ制御ユニット２５８３、画像処理系２５６０から出力される欠陥情報６１１の分類処理を実施する欠陥情報処理ユニット２５８４、そして全体をつかさどる制御ユニット２５８９を備えている。図４６では光学フィルタリングデバイス２０００の制御回路を含む電源ユニット８６も図示している。電源ユニット８６は制御ユニット２５８９と接続されているが、図４６においてはその表示を省略している。【０２２３】
インターフェース系２５９０は、少なくとも制御・処理系２５８０にて処理・出力された欠陥情報を蓄積するデータ蓄積部２５９１、検査条件設定や制御処理情報入力を実施する入力部２５９２、欠陥情報を表示したり制御処理情報を表示する表示部２５９３を備えている。【０２２４】
本実施例では、対物レンズ３１のフーリエ変換面における回折光分布は実施例２の場合以上に広がりを持つ。これは、ランプ照明光源は照明光の波長に分布をもつこと、およびレーザ光源に比べて輝度が低いので照明σを大きくとって照明光量を大きくする必要がある場合が多いためである。このため、従来知られているような等間隔で直線的なフィルタの組み合わせでは、不要な回折光を遮光する十分な性能を得ることができないが、本発明における光学フィルタリングデバイス２０００を用いた空間フィルタシステム３２であれば、任意の領域を遮光可能なため、回折光分布が広がっても遮光が可能となる。【０２２５】
次に図４７を用いて、ウェハ表面近傍に形成されたパターンからの回折光を、瞳面上に設置された空間フィルタを用いて遮光する実施例について説明する。【０２２６】
まず、ウェハ検査に用いる照明条件を設定する（Ｓ４５０１）。次に、検査に用いる照明光の波長のうち遮光パターンを決定していない波長１つ選択し、該波長のみ基板１００を照明させる（Ｓ４５０８）。回折光を遮光したいパターン部が照明光照射領域に入るよう、ステージ系を動作させて基板１００を移動する（Ｓ４５０２）。パターンからの回折光を含む、瞳面画像３２３５を取得する（Ｓ４５０３）。強い回折光を遮光する考え方に基づいて、遮光領域を設定する（Ｓ４５０４）。ここで、予め設定された割合を超えて対物レンズ３１のフーリエ変換面を遮光していないかを確認する（Ｓ４５０５）。これは、遮光領域を大きくすると検査画像の解像度が落ち、欠陥検出感度が落ちる傾向があるためである。続いて、空間フィルタが設定されている状態で瞳面分布を実測し（Ｓ４５０６）、強い回折光が入射していた領域が遮光されていることを確認する（Ｓ４５０７）。上記Ｓ４５０８及びＳ４５０２〜Ｓ４５０７の手順を、検査に使用する全ての波長の光について、繰り返し行う（Ｓ４５０９）。全ての波長について遮光領域を設定すれば、本手順は完了である。
【実施例４】
【０２２７】
次に図４８を用いて、本発明におけるマイクロシャッタアレイを用いた光学フィルタリングデバイスを暗視野検査装置に適用した第４の実施例について説明する。【０２２８】
検査装置２７００は、照明光学系２７１０、基板搬送系２７２０、上方検出光学系２７３０、第1のフーリエ変換面観測系２７３１０、斜方検出光学系４０、第２のフーリエ変換面観測系４１０、フォーカス測定系５０、第1の画像処理系６０、第２の画像処理系７０、制御処理系２７８０、インターフェース系２７９０で構成されている。
照明光学系２７１０は、レーザ光源２７１１とビーム整形用のレンズ２７１２とを備え、レーザ光源２７１１から出射された光をレンズ２７１２にて適宜整形して、被検査基板１００を照明する。実施例１で図２１Ａに示した暗視野検査装置１と同じ構成に対しては同じ番号を付している。【０２２９】
基板搬送系２０は、Ｘステージ２１、Ｙステージ２２、Ｚステージ２３、基板チャック２４、θステージ２５からなる。【０２３０】
上方検出光学系である検出光学系１：２７３０は、対物レンズ３１、光学フィルタリングデバイス２０００、結像レンズ３３、光センサ３５、Ａ／Ｄ変換ユニット３６を備えている。また、結像レンズ３３と光センサ３５の間に偏光フィルタ３４を設置してもよい。図４８では、偏光フィルタ３４が含まれた構成が示されている。【０２３１】
対物レンズ３１のフーリエ変換面上に光学フィルタリングデバイス２０００が設置されているが、このフーリエ変換面上の光強度分布および光学フィルタリングデバイス２０００による遮光状態を観測できるように、第1のフーリエ変換面観測系３１０が設置されている。第1のフーリエ変換面観測系３１０は少なくとも、光を分岐するための光学素子３１９、レンズ３１１及び３１３、エリアセンサ３１５を備えている。【０２３２】
斜方検出光学系である検出光学系２：２７４０は、第1の検出光学系２７３０と同様に、対物レンズ４１、光学フィルタリングデバイス２４００、結像レンズ４３、光センサ４５、Ａ／Ｄ変換ユニット４６を備えている。また、結像レンズ４３と光センサ４５の間に偏光フィルタ４４を設置してもよい。図４８では、偏光フィルタ４４が含まれた構成図が示されている。【０２３３】
対物レンズ４１のフーリエ変換面上に光学フィルタリングデバイス２４００が設置されているが、このフーリエ変換面上の光強度分布および光学フィルタリングデバイス２４００による遮光状態を観測できるように、第２のフーリエ変換面観測系４１０が設置されている。第２のフーリエ変換面観測系４１０は、光を分岐するための光学素子４１９、レンズ４１１及び４１３、エリアセンサ４１５を備えている。【０２３４】
フォーカス測定系５０は、照明光学系５１、検出光学系５２、光センサ５３、フォーカスずれ算出処理ユニット５４を備えて構成されている。【０２３５】
第１の画像処理系６０は、隣接ダイ間画像位置ずれ情報算出ユニット６１、ダイ間差画像を用いて欠陥判定・検出処理を行うデータ処理ユニット６２を備えている。【０２３６】
第２の画像処理系７０は、隣接ダイ間画像位置ずれ情報算出ユニット７１、ダイ間差画像を用いて欠陥判定・検出処理を行うデータ処理ユニット７２を備えている。【０２３７】
制御・処理系２７８０は、少なくとも搬送系２７２０を制御するための搬送系制御ユニット２７８１、照明光源制御ユニット２７８２、上方検出光学系である検出光学系１：２７３０と斜方検出光学系である検出光学系２：２７４０を同期して画像を取得するためのセンサ制御ユニット２７８３、第１の画像処理系６０及び第２の画像処理系７０から出力される欠陥情報６００と６０１とのマージ処理や分類処理を実施する欠陥情報処理ユニット２７８４、そして全体をつかさどる制御ユニット２７８９を備えている。図４８では光学フィルタリングデバイス２０００の制御回路を含む電源ユニット８６、及び光学フィルタリングデバイス２４００の制御回路を含む電源ユニット８７も図示している。（図４８においては、簡素化のために、電源ユニット８６及び電源ユニット８７と制御ユニット２７８９とを結ぶ信号線の表示を省略している）
インターフェース系２７９０は、少なくとも制御・処理系２７８０にて処理・出力された欠陥情報を蓄積するデータ蓄積部２７９１、検査条件設定や制御処理情報入力を実施する入力部２７９２、欠陥情報を表示したり制御処理情報を表示する表示部２７９３を備えている。【０２３８】
第１の実施例と最も異なっている点は、斜方検出光学系である検出光学系２：２７４０、第２のフーリエ変換面観測光学系４１０、及び第２の画像処理系７０を持つことである。【０２３９】
図４９Ａ乃至図４９Ｃに、基板１００上に形成された繰り返しパターンからの回折光のうち、斜方検出光学系である検出光学系２：２７４０に入射した光がフーリエ変換面上に集光した状態を示す。【０２４０】
一般的な半導体基板等では、繰り返しパターンはXY方向に形成されることが多いため、基板１００の表面とほぼ垂直方向に設置されている上方検出光学系である検出光学系１：２７３０におけるフーリエ変換面上の光強度分布は縦横の格子状になり格子の交点が輝点となるが、斜方検出光学系である検出光学系２：２７４０は基板１００の表面の垂直方向から大きく傾いているため、検出光学系２：２７４０におけるフーリエ変換面上の視野４００内の光強度分布は、特開２０００−１０５２０３号公報(特許文献４)でも論じられているように、輝点４１０が一方向（図４９ＡのＹ方向）が直線、それに直交する方向（図４９ＡのＸ方向）では曲線の格子点上に並ぶ。この場合、輝点４１０をフィルタ４２０にて遮光しようとすると、図４９Ａのように、格子の直線の並びの方向に長いフィルタ４２０を入れる必要があり、格子間隔ＰＸが狭い場合には、対物レンズ４１の開口における、フィルタ４２０による遮光領域が大きくなって実質的に検査ができなくなってしまう可能性がある。【０２４１】
これに対して図４９Ｂに示したような横方向のフィルタ４２０’で曲線上の格子点を遮光する場合、曲線４０１の曲がりが大きくなく（曲率が大きく）、横方向のフィルタ４２０’で遮光可能な場合にはよいが、図４９Ｂのようにフィルタ４２０’の幅が十分でない場合には、全ての輝点を遮光することは困難であった。これに対し、本開発の空間フィルタリングデバイス２０００を用いた光学フィルタリング方法によれば、図４９Ｃのように、輝点の部分のみ遮光することができるので、対物レンズ４１の開口を遮光する領域が狭い状態で所望の輝点を遮光することが可能となる。
【実施例５】
【０２４２】
図５０に、本発明によるマイクロシャッタアレイを用いた光学フィルタリングデバイスを暗視野検査装置に適用した第５の実施例を示す。本実施例は、検出光学系２９３０の構成が第１の実施例と異なっている。リレーレンズ３３を通った基板１表面からの散乱光は、偏光ビームスプリッタ３７を用いて二つの偏光成分に分離され、それぞれセンサ３５及びセンサ３８上に結像される。得られた光強度分布をＡ／Ｄ変換ユニット３６および３９にてデジタル変換されたデータは、画像処理ユニット２９６０にて処理される。この時、基板１００から散乱された光は、基板１００の表面に形成されたパターンもしくは欠陥の特性に応じた偏光成分の散乱光が含まれているので、センサ３５及び３８の出力を適宜利用して欠陥の有無を判定する。【０２４３】
画像処理系２９６０は、隣接ダイ間画像位置ずれ情報算出ユニット２９６１、ダイ間差画像を用いて欠陥判定・検出処理を行うデータ処理ユニット２９６２を備えている。隣接ダイ間画像位置ずれ情報算出ユニット２９６１及びデータ処理ユニット２９６２は、それぞれ画像データを記憶しておく十分な容量を持ったメモリーを備えている。【０２４４】
制御・処理系２９８０は、少なくとも搬送系２０を制御するための搬送系制御ユニット８１、照明光源制御ユニット８２、検出光学系２９３０からの検出信号から画像を取得するためのセンサ制御ユニット２９８３、画像処理系２９６０から出力される欠陥情報６１１の分類処理を実施する欠陥情報処理ユニット２９８４、そして全体をつかさどる制御ユニット２９８９を備えている。図５０では光学フィルタリングデバイス２０００の制御回路を含む電源ユニット８６も図示している。電源ユニット８６は制御ユニット２９８９と接続されているが、図４６においてはその表示を省略している。【０２４５】
インターフェース系２９９０は、少なくとも制御・処理系２９８０にて処理・出力された欠陥情報を蓄積するデータ蓄積部２９９１、検査条件設定や制御処理情報入力を実施する入力部２９９２、欠陥情報を表示したり制御処理情報を表示する表示部２９９３を備えている。
【実施例６】
【０２４６】
図５１に、本発明によるマイクロシャッタアレイを用いた光学フィルタリングデバイスを暗視野検査装置に適用した第６の実施例を示す。
本実施例は、照明光学系３０１０が備える複数の光源１１ａ、１１ｂから出射した光を一旦ビームスプリッタ１１ｃを用いてほぼ同一の光学経路を通るようにした後、基板１００を照射するようにしたものである。【０２４７】
画像処理系３０６０は、隣接ダイ間画像位置ずれ情報算出ユニット３０６１、ダイ間差画像を用いて欠陥判定・検出処理を行うデータ処理ユニット３０６２を備えている。隣接ダイ間画像位置ずれ情報算出ユニット３０６１及びデータ処理ユニット３０６２は、それぞれ画像データを記憶しておく十分な容量を持ったメモリーを備えている。【０２４８】
制御・処理系３０８０は、少なくとも搬送系２０を制御するための搬送系制御ユニット８１、照明光源制御ユニット３０８２、検出光学系３０からの検出信号から画像を取得するためのセンサ制御ユニット３０８３、画像処理系３０６０から出力される欠陥情報６１１の分類処理を実施する欠陥情報処理ユニット３０８４、そして全体をつかさどる制御ユニット３０８９を備えている。図５１では光学フィルタリングデバイス２０００の制御回路を含む電源ユニット８６も図示している。電源ユニット８６は制御ユニット３０８９と接続されているが、図５１においてはその表示を省略している。【０２４９】
インターフェース系３０９０は、少なくとも制御・処理系３０８０にて処理・出力された欠陥情報を蓄積するデータ蓄積部３０９１、検査条件設定や制御処理情報入力を実施する入力部３０９２、欠陥情報を表示したり制御処理情報を表示する表示部３０９３を備えている。
【実施例７】
【０２５０】
図５２に、本発明によるマイクロシャッタアレイを用いた光学フィルタリングデバイスを暗視野検査装置に適用した第７の実施例を示す。【０２５１】
図１６Ａで説明した構成では、光学フィルタリングデバイス２０００に拡大観察系３２１０を組み込んだ空間フィルタ３２を用いることとしていたが、本実施例では、フーリエ変換面観測系３１００に図１６Ａで説明した観察系３２１０の機能を含めるものである。すなわち、拡張されたフーリエ変換面観測系３１００は、光源３２９と、ビームスプリッタ３２８を、第１の実施例のフーリエ変換面観測系３１０に追加して備えたものである。これにより、光源３２９から出射された光は、検出光学系３１３０のフーリエ変換面観測系の光軸にほぼ一致した経路を通るように配置されたビームスプリッタ３２８によって光軸が曲げられ、レンズ３１１、ビームスプリッタ３１９を通って、光学フィルタリングデバイス２０００を照明する。着目したシャッタ２００１からの反射光３２１４がカメラ３１５に到達して明るく見えればシャッタ２００１は閉状態であり、反射光が無く暗く見えればシャッタ２００１は開状態と判定する。【０２５２】
ここで図１６Ａ乃至図１６Ｅを用いて説明したのと同様に、ラッチ閉状態になっているシャッタ２００１はΔθmaxを最大としてΔθだけ傾いているため、直接反射光はシャッタ以外の部分とは２×Δθmaxだけずれた方向に反射されるので、この反射光もレンズ３１１に入るよう、十分大きい開口となるレンズをレンズ３１１として用いる必要がある。なおレンズ３１１の開口が小さく、ラッチ閉状態のシャッタからの反射光がレンズに入らない場合は、シャッタ２００１が真っ暗に見えるため、開状態との区別がつかなくなる。【０２５３】
なお、基板１００の表面からの回折・散乱光からの散乱光との混合を避けるため、図２２に示したフロー図において、基板１００を走査して（Ｓ２２０４）基板１００の表面近傍の光学的画像を取得する（Ｓ２２０５）際には、照明３２９は消灯するか遮光して、光学フィルタリングデバイス２０００に照明光が当たらないようにするのが望ましい。【０２５４】
画像処理系３１６０は、隣接ダイ間画像位置ずれ情報算出ユニット３１６１、ダイ間差画像を用いて欠陥判定・検出処理を行うデータ処理ユニット３１６２を備えている。隣接ダイ間画像位置ずれ情報算出ユニット３１６１及びデータ処理ユニット３１６２は、それぞれ画像データを記憶しておく十分な容量を持ったメモリーを備えている。【０２５５】
制御・処理系３１８０は、少なくとも搬送系２０を制御するための搬送系制御ユニット８１、照明光源制御ユニット８２、検出光学系３１３０からの検出信号から画像を取得するためのセンサ制御ユニット３１８３、画像処理系３１６０から出力される欠陥情報６１１の分類処理を実施する欠陥情報処理ユニット３１８４、そして全体をつかさどる制御ユニット３１８９を備えている。図５２では光学フィルタリングデバイス２０００の制御回路を含む電源ユニット８６も図示している。電源ユニット８６は制御ユニット３０８９と接続されている。【０２５６】
インターフェース系３１９０は、少なくとも制御・処理系３１８０にて処理・出力された欠陥情報を蓄積するデータ蓄積部３１９１、検査条件設定や制御処理情報入力を実施する入力部３１９２、欠陥情報を表示したり制御処理情報を表示する表示部３１９３を備えている。
【実施例８】
【０２５７】
本発明におけるマイクロシャッタアレイを用いた光学フィルタリングデバイスを暗視野検査装置に適用した第８の実施例を図５３Ａ及び図５３Ｂを用いて説明する。【０２５８】
本実施例に係る暗視野検査装置は、図５３Ａに示すように、照明部４１００、検出部４２００（４２００ａ〜４２００ｆ）、試料４００１を載置可能なステージ４３００、信号処理部４５００、全体制御部４６００、表示部４７００、入力部４８００を適宜用いて構成される。【０２５９】
信号処理部４５００は、欠陥判定部４５１０、特徴量抽出部４５２０、及び欠陥種・寸法判定部４５３０を有する。正反射検出部４２９０は、大面積欠陥検査あるいは試料表面計測等の目的で必要に応じて設置される。照明部４１００は、レーザ光源４１０１、アッテネータ４１０２、偏光素子４１０３、ビームエキスパンダ４１０４、照度分布制御素子４１０５、反射ミラー４１０６、集光レンズ４１０７を適宜用いて構成される。レーザ光源４１０１を出射したレーザ光は、アッテネータ４１０２にて強度を、偏光素子４１０３にて偏光状態を、照度分布制御素子４１０５にて照明光束内の強度分布をそれぞれ調整され、反射ミラー４１０６と集光レンズ４１０７を用いて試料４００１表面近傍に集光されて試料表面に照射される。【０２６０】
ステージ４３００は、並進ステージ４３１０、回転ステージ４３２０、Ｚステージ４３３０、基板支持機構４３４０を有する。図５９に、試料４００１条の照明領域（照明スポット４０２０）と、回転ステージ４３２０及び並進ステージ４３１０の運動による走査方向との関係、及び、それによって試料４００１条に描かれる照明スポット４０２０の軌跡を示す。【０２６１】
照明スポット４０２０は、回転ステージ４３２０の回転運動によって回転ステージ４３２０の回転軸を中心とした円の円周方向Ｄ１に、並進ステージ４３１０の並進運動によって並進ステージ４３１０の並進方向Ｄ２に走査される。照明スポット４０２０の長手方向が走査方向Ｄ２と平行となり、かつ走査方向Ｄ２の走査によって回転ステージ４３１０の回転軸を照明スポット４０２０が通過するように、照明部４１００が構成される。Ｚステージは、試料４００１表面が適切な位置にあるように移動される。以上の構成により、走査方向Ｄ１の走査によって試料４００１が１回転する間に、照明スポット４０２０の長手方向の長さ以下の距離を走査方向Ｄ２に走査することで、照明スポット４０２０がらせん状の軌跡Ｔを描き、試料４００１の全面が走査される。【０２６２】
検出部４２００は、図５３Ｂに示すように複数の検出部４２００ａ〜４２００ｆを備えており、試料４００１表面にて散乱された、互いに異なる方位、仰角方向に伝播する散乱光を集光して検出するように構成される。【０２６３】
複数の検出部４２００ａ〜４２００ｆの詳細な構成を、検出部４２００ａを用いて説明する。  
検出部４２００ａは、集光系４２１０ａ、２次元空間フィルタシステム３２ａ、偏光フィルタ４２２０ａ、及びセンサ４２３０ａを適宜用いて構成される。集光系４２１０ａにより照明スポット４０２０の像が、センサ４２３０ａの受光面もしくはその近傍に結像される。この際、 ２次元空間フィルタシステム３２ａを用いて、所望の方向へ散乱された光を遮光することが可能である。偏光フィルタ４２２０ａは、集光系４２１０ａの光軸上への挿入・取出が可能となっている。センサ４２３０ａには、光電子増倍管、アバランシェホトダイオード、イメージインテンシファイアと結像した半導体光検出器等を適宜用いる。【０２６４】
検出部４２００で検出された散乱光信号がＡ／Ｄ変換等の処理実施した後、信号処理部４５００に伝達される。信号処理部４５００では、欠陥判定部４５１０にて欠陥の存在箇所が判定される。欠陥と判断された箇所については、特徴量抽出部４５２０にて特徴量が抽出され、特徴量は欠陥種・寸法判定部４５３０に送られて、欠陥種及び寸法が判定される。判定結果は、全体制御部４６００へ送られ、表示部４７００より装置操作者が確認可能な形態で出力される。【０２６５】
本実施例の光学系では、特許文献８（特開２０１０−２４０６号公報）において説明されているのと同様に、半導体ウェハ等の基板の表面荒れによる散乱光が検出光学系にて検出される。一方で、基板表面上に載った異物や基板表面の欠陥を感度良く検出したい場合には、表面荒れは背景雑音の原因となる。【０２６６】
図５４Ａ乃至図５４Ｄに、試料４００１に対して照明１を照射した場合に、試料４００１の表面荒れによる散乱光の分布４００３がどのようになるかを示したイメージを示す。光散乱に寄与した表面荒れの空間周波数に応じて、照明光１はさまざまな方向に散乱される。図５４Ａに示すような試料４００１の空間周波数が高い成分によって散乱された光は、照明光１の直接反射方向に近い方向に散乱が出て（図４３Ｂ）、図５４Ｃに示すような空間周波数が低い成分によって散乱された光は、照明光１の入斜方向に近い方向に散乱が出る（図４３Ｄ）。【０２６７】
ここで、表面荒れの度合いはウェハ製造もしくはウェハ再生のプロセスに起因するものであるため、例えば同一ロットであればほとんど変化しないと考えてよい。表面荒れの度合いが変化しなければ、表面荒れ起因によって生じる散乱光の散乱方向は、変化しない。【０２６８】
本実施例では、あらかじめ表面荒れ起因散乱光の散乱方向を取得しておき、本発明の光学フィルタリングデバイス２０００を用いて表面荒れ起因散乱光を遮光することで、基板表面上に乗った異物や基板表面の欠陥を感度良く検出できる。【０２６９】
次に、実施例８の構成の変形例を図５５Ａ御世に図５５Ｂを用いて説明する。本変形例は、空間フィルタ３２ａ〜３２ｆの駆動回路４２５０ａ〜４２５０ｆが、回転ステージ４３２０の回転角度出力器４３２２の出力と同期して遮光領域を動的に変えることができるよう、ステージ駆動ドライバ４６１０と空間フィルタ駆動回路制御システム４６６０との間に信号線４６５０を増設したものである。【０２７０】
シリコンのエピタキシャル成長膜を表面に持つシリコンウェハ(表面にパターンが形成されていないウェハ、以下、簡単に「シリコンエピウェハ」と記す)では、テラスと呼ばれる、原子層厚みに相当する段差が、ほぼ同一方向に並ぶことが知られている。(特開２００６−１００５９６号公報、”Step Pattern Formation on Si Vicinal Surfaces with Two Coexisting Structures”, M. Uwaha, http://www.ims.nus.edu.sg/Programs/nanoscale/files/muwaha1.pdf  ）
このため、シリコンエピウェハに白色の照明を照射した場合には、ウェハが虹色に見えることが知られている。この現象と同じ原因により、レーザ光をシリコンエピウェハに照明した場合には、照明光のウェハ表面からの直接反射方向から、テラスの並び方向に向かって、強い散乱光が発生することが知られている。すなわち、シリコンエピウェハにレーザ光を照射しつつウェハを回転させると、ウェハの向きに応じて強い散乱光が出る方向が変化する。しかしながら、シリコンエピウェハにおいてはテラスは欠陥ではないため、欠陥として検出したくないという強いニーズがある。【０２７１】
そこで本変形例では、ウェハの回転に合わせて光学フィルタリングデバイス２０００の遮光領域を変えることで、テラスの段差部分が原因で発生する強い散乱光を遮光しつつ、それ以外の散乱光を光電子増倍管等の高感度な光センサにて検出できるように構成した。これにより、シリコンエピウェハ上の異物・欠陥の検出を効率よく検出することが可能である。【０２７２】
本発明に関わる検査装置を用いた基板検査条件の設定フローを図５７に示す。  
まず照明角度（方位、仰角）や照明偏光などの照明条件を設定する（Ｓ５７０１）。空間フィルタ設定以外の検出光学条件（光学倍率、検光の有無等）を設定する（Ｓ５７０２）。欠陥処理パラメータを設定する（Ｓ５７０３）。被検査ウェハ１００が装置にロード済でなければウェハ１００をロードし（Ｓ５７０５）、ノッチやオリフラを用いてアライメントを合わせる（Ｓ５７０６）。エピウェハ上のテラスを含む領域が、照明光の照射領域に入るようにウェハを移動する（Ｓ５７０７）。【０２７３】
図５６Ａに示すように、テラスの方向７４５１は、ウェハの水平方向とは５〜１５°程度ずれている。このずれは結晶の成長方法によって異なることが知られている。この値を入力しておく（Ｓ５７０４）。ここでステージ角度を得ておき（Ｓ５７０８）、ウェハを図５９中に示すＤ２方向に走査しながら、エピウェハ上のテラスにて回折した光を検出して、平均的に検出光量が最大となったセンサを特定し（Ｓ５７０９）、テラス角度７４５１とステージ角度、照明の照射方向と検出光量が最大となったセンサとの関係に矛盾がないかを確認する（Ｓ５７１０）。矛盾がある場合は、光学系の設定かテラス角度の入力値に誤りがあるため、手順Ｓ４６０１に戻る。【０２７４】
以上で設定された検査条件でウェハを試し検査し（Ｓ５７１１）、テラスからの回折光を低減していることを確認できれば（Ｓ５７１２）基板検査条件設定を終了する。欠陥検出感度が不足している場合は、照明条件の設定（Ｓ５７０１）に戻って設定した条件を修正する。【０２７５】
本発明の第２の実施例に関わる検査装置を用いた基板検査工程のフロー図を図５８に示す。
基板１００が検査装置１にロードされ（Ｓ５８０１）基板チャック２４で保持される。検査装置１は基板１００のアライメントを実行し（Ｓ５８０２）、アライメントされた基板１００上のノッチ１９５の座標を取得することにより（Ｓ５８０３）、基板１００の角度と回転ステージの基準方向とのなす角度を検知する。【０２７６】
次に、基板１００を図５９に示すように走査し(Ｓ５８０４）、基板１００の表面から散乱された光を検出し、その光量分布を取得する（Ｓ５８０５）。得られた分布をもとに、基板１００の表面近傍に欠陥及び異物の有無を判定する欠陥判定処理(Ｓ５８０６)を行うことによって実施する。続いて基板１００は検査装置１からアンロードされ（Ｓ５８０７）、基板１００の欠陥検査結果が出力される（Ｓ５８０８）。 
図５９に、試料４００１上の照明領域（照明スポット４０２０）と、回転ステージ４３２０及び並進ステージ４３１０の運動による走査方向との関係、及び、それによって試料４００１条に描かれる照明スポット４０２０の軌跡を示す。【０２７７】
照明スポット４０２０は、回転ステージ４３２０の回転運動によって回転ステージ４３２０の回転軸を中心とした円の円周方向Ｄ１に、並進ステージ４３１０の並進運動によって並進ステージ４３１０の並進方向Ｄ２に走査される。照明スポット４０２０の長手方向が走査方向Ｄ２と平行となり、かつ走査方向Ｄ２の走査によって回転ステージ４３１０の回転軸を照明スポット４０２０が通過するように、照明部４１００が構成される。Ｚステージは、試料４００１表面が適切な位置にあるように移動される。【０２７８】
以上の構成により、走査方向Ｄ１の走査によって試料４００１が１回転する間に、照明スポット４０２０の長手方向の長さ以下の距離を走査方向Ｄ２に走査することで、照明スポット４０２０がらせん状の軌跡Ｔを描き、試料４００１の全面が走査される。 
以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、その要旨を逸脱しない範囲である実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の公知の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【０２７９】
１・・・装置本体    １００・・・被検査基板    １０・・・照明光学系、もしくは第一の照明光学系    ２０・・・基板搬送系    ３０・・・欠陥検出光学系（上方）    ４０・・・欠陥検出光学系（斜方）    ５０・・・フォーカス測定系    ６０・・・画像処理系    ８０・・・全体制御系    ９０・・・インターフェース系    ９１・・・記憶部    ９２・・・入出力手段（キーボードやネットワークも含む）    ９３・・・表示手段    １１・・・レーザ光源    １２・・・ビーム整形用レンズ    １３・・・偏光制御素子    １４・・・偏光制御素子駆動用ドライバ    １８，７８・・・照明ビーム    １９，７９・・・サンプル表面の照明領域    ２１・・・Ｘステージ    ２２・・・Ｙステージ    ２３・・・Ｚステージ    ２４・・・基板固定支持部（ウェハチャック）    ２５・・・θステージ    ３１・・・対物レンズ    ３２・・・空間フィルタ    ３３・・・結像レンズ    ３４・・・偏光フィルタ    ３５・・・光センサ    ３６・・・Ａ／Ｄ変換ユニット    ６２・・・欠陥判定・検出ユニット    １０９・・・点光源    ２０００・・・光学フィルタリングデバイス    ２１００・・・マイクロシャッタアレイ    ２０１０・・・単一のシャッタ２００１・・・シャッタ２００２・・・動作電極    ２００３・・・サスペンション    ２００４・・・開口    ２００６、２００７・・・切込み    ２００８・・・シャッタの突起    ２０１４・・・酸化絶縁膜部分    ２０１６・・・ＳＯＩ部    ２０１７・・・溝    ２０２０・・・配線付ガラス窓材    ２０２１、２０２１’、２０２３・・・配線パターン    ２０２２・・・遮光パターン    ２２００・・・電源ユニット（駆動回路を含む）
【図１】
2012105705.tif 000003
【図２Ａ】
2012105705.tif 000004
【図２Ｂ】
2012105705.tif 000005
【図２Ｃ】
2012105705.tif 000006
【図２Ｄ】
2012105705.tif 000007
【図２Ｅ】
2012105705.tif 000008
【図２Ｆ】
2012105705.tif 000009
【図２Ｇ】
2012105705.tif 000010
【図３Ａ】
2012105705.tif 000011
【図３Ｂ】
2012105705.tif 000012
【図４】
2012105705.tif 000013
【図５Ａ】
2012105705.tif 000014
【図５Ｂ】
2012105705.tif 000015
【図５Ｃ】
2012105705.tif 000016
【図６Ａ】
2012105705.tif 000017
【図６Ｂ】
2012105705.tif 000018
【図６Ｃ】
2012105705.tif 000019
【図７Ａ】
2012105705.tif 000020
【図７Ｂ】
2012105705.tif 000021
【図７Ｃ】
2012105705.tif 000022
【図８Ａ】
2012105705.tif 000023
【図８Ｂ】
2012105705.tif 000024
【図８Ｃ】
2012105705.tif 000025
【図８Ｄ】
2012105705.tif 000026
【図８Ｅ】
2012105705.tif 000027
【図８Ｆ】
2012105705.tif 000028
【図９】
2012105705.tif 000029
【図１０Ａ】
2012105705.tif 000030
【図１０Ｂ】
2012105705.tif 000031
【図１１Ａ】
2012105705.tif 000032
【図１１Ｂ】
2012105705.tif 000033
【図１２】
2012105705.tif 000034
【図１３】
2012105705.tif 000035
【図１４Ａ】
2012105705.tif 000036
【図１４Ｂ】
2012105705.tif 000037
【図１４Ｃ】
2012105705.tif 000038
【図１５Ａ】
2012105705.tif 000039
【図１５Ｂ】
2012105705.tif 000040
【図１５Ｃ】
2012105705.tif 000041
【図１６Ａ】
2012105705.tif 000042
【図１６Ｂ】
2012105705.tif 000043
【図１６Ｃ】
2012105705.tif 000044
【図１６Ｄ】
2012105705.tif 000045
【図１６Ｅ】
2012105705.tif 000046
【図１７Ａ】
2012105705.tif 000047
【図１７Ｂ】
2012105705.tif 000048
【図１７Ｃ】
2012105705.tif 000049
【図１８】
2012105705.tif 000050
【図１９Ａ】
2012105705.tif 000051
【図１９Ｂ】
2012105705.tif 000052
【図１９Ｃ】
2012105705.tif 000053
【図２０Ａ】
2012105705.tif 000054
【図２０Ｂ】
2012105705.tif 000055
【図２１Ａ】
2012105705.tif 000056
【図２１Ｂ】
2012105705.tif 000057
【図２１Ｃ】
2012105705.tif 000058
【図２２】
2012105705.tif 000059
【図２３】
2012105705.tif 000060
【図２４】
2012105705.tif 000061
【図２５】
2012105705.tif 000062
【図２６Ａ】
2012105705.tif 000063
【図２６Ｂ】
2012105705.tif 000064
【図２６Ｃ】
2012105705.tif 000065
【図２６Ｄ】
2012105705.tif 000066
【図２７】
2012105705.tif 000067
【図２８Ａ】
2012105705.tif 000068
【図２８Ｂ】
2012105705.tif 000069
【図２９】
2012105705.tif 000070
【図３０】
2012105705.tif 000071
【図３１】
2012105705.tif 000072
【図３２Ａ】
2012105705.tif 000073
【図３２Ｂ】
2012105705.tif 000074
【図３３】
2012105705.tif 000075
【図３４】
2012105705.tif 000076
【図３５Ａ】
2012105705.tif 000077
【図３５Ｂ】
2012105705.tif 000078
【図３５Ｃ】
2012105705.tif 000079
【図３６】
2012105705.tif 000080
【図３７Ａ】
2012105705.tif 000081
【図３７Ｂ】
2012105705.tif 000082
【図３８Ａ】
2012105705.tif 000083
【図３８Ｂ】
2012105705.tif 000084
【図３９】
2012105705.tif 000085
【図４０】
2012105705.tif 000086
【図４１】
2012105705.tif 000087
【図４２】
2012105705.tif 000088
【図４３】
2012105705.tif 000089
【図４４Ａ】
2012105705.tif 000090
【図４４Ｂ】
2012105705.tif 000091
【図４５】
2012105705.tif 000092
【図４６】
2012105705.tif 000093
【図４７】
2012105705.tif 000094
【図４８】
2012105705.tif 000095
【図４９Ａ】
2012105705.tif 000096
【図４９Ｂ】
2012105705.tif 000097
【図４９Ｃ】
2012105705.tif 000098
【図５０】
2012105705.tif 000099
【図５１】
2012105705.tif 000100
【図５２】
2012105705.tif 000101
【図５３Ａ】
2012105705.tif 000102
【図５３Ｂ】
2012105705.tif 000103
【図５４Ａ】
2012105705.tif 000104
【図５４Ｂ】
2012105705.tif 000105
【図５４Ｃ】
2012105705.tif 000106
【図５４Ｄ】
2012105705.tif 000107
【図５５Ａ】
2012105705.tif 000108
【図５５Ｂ】
2012105705.tif 000109
【図５６Ａ】
2012105705.tif 000110
【図５６Ｂ】
2012105705.tif 000111
【図５７】
2012105705.tif 000112
【図５８】
2012105705.tif 000113
【図５９】
2012105705.tif 000114
【図６０Ａ】
2012105705.tif 000115
【図６０Ｂ】
2012105705.tif 000116
【図６１】
2012105705.tif 000117
【国際調査報告】
2012105705.tif 000118
2012105705.tif 000119
2012105705.tif 000120
2012105705.tif 000121