(57)【要約】      （修正有）【課題】照明光の光量を安定させた表面検査装置を提供する。【解決手段】表面検査装置は、照明部が所定の波長領域の光を透過させるバンドパスフィルターが設けられた波長選択機構７０，７５を有し、当該バンドパスフィルターを透過して得られた所定の波長領域の光を照明光として被検基板の表面に照射する。紫外光を遮断するＵＶカットフィルター６５がランプハウス６１と波長選択機構７０，７５との間の光路上に挿抜可能に設けられ、非検査時にＵＶカットフィルター６５が光路上に挿入されて、ＵＶカットフィルター６５を透過した光が前記バンドパスフィルターに照射されると共に、熱線反射部材が前記バンドパスフィルターの後段の光路上に挿抜可能に設けられ、前記被検基板の非検査時に前記熱線反射部材が前記光路上に挿入されて、前記バンドパスフィルターを透過した熱線が前記熱線反射部材により反射されて前記バンドパスフィルターに照射される。【選択図】図５
2010210299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検基板の表面に照明光を照射する照明部と、
前記照明光が照射された前記被検基板の表面からの光を検出する検出部と、
前記検出部で検出された光に基づいて、前記被検基板の表面における欠陥の有無を検査する検査部とを備え、
前記照明部は、光源からの光のうち所定の波長領域の光を透過させるバンドパスフィルターを有し、前記バンドパスフィルターを透過して得られた前記所定の波長領域の光を前記照明光として前記被検基板の表面に照射するように構成されており、
少なくとも紫外光を遮断するＵＶカットフィルターが前記光源と前記バンドパスフィルターとの間の光路上に挿抜可能に設けられ、前記被検基板の非検査時に前記ＵＶカットフィルターが前記光路上に挿入されて、前記ＵＶカットフィルターを透過した光が前記バンドパスフィルターに照射されると共に、熱線反射部材が前記バンドパスフィルターの後段の光路上に挿抜可能に設けられ、前記被検基板の非検査時に前記熱線反射部材が前記光路上に挿入されて、前記バンドパスフィルターを透過した熱線が前記熱線反射部材により反射されて前記バンドパスフィルターに照射されることを特徴とする表面検査装置。
【請求項２】
前記ＵＶカットフィルターが４００ｎｍ以下の波長領域の光を遮断することを特徴とする請求項１に記載の表面検査装置。
【請求項３】
前記バンドパスフィルターがハフニウムを用いて形成されることを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載の表面検査装置。
【請求項４】
前記照明部は、前記光源と前記バンドパスフィルターとの間の光路上に設けられたシャッターと、  前記シャッターの作動を制御するシャッター制御装置とを有し、
前記シャッター制御装置は、前記非検査時に、前記光路上から抜去された状態の前記ＵＶカットフィルターが前記光路上に挿入されるまでの間、前記シャッターが閉じるように前記シャッターの作動を制御し、前記ＵＶカットフィルターが前記光路上に挿入された状態で、前記シャッターが開くように前記シャッターの作動を制御することを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の表面検査装置。
【請求項５】
前記照明部は、円盤状に形成されて周方向に回転可能なターレットと、
前記ターレットを回転駆動する回転駆動装置とを有し、
前記ターレットに複数の前記バンドパスフィルターが周方向に並んで配設され、前記回転駆動装置により前記ターレットを回転させることで前記複数の前記バンドパスフィルターのうちいずれか一つを選択的に前記光源からの光路上に配置することが可能であり、  前記非検査時に、前記ＵＶカットフィルターが前記光源と前記バンドパスフィルターとの間の光路上に挿入されると、前記回転駆動装置により前記ターレットが所定時間毎に回転することを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の表面検査装置。
【請求項６】
前記バンドパスフィルターの保持基板に熱線吸収膜が設けられていることを特徴とする請求項１から５のうちいずれか一項に記載の表面検査装置。
【請求項７】
前記バンドパスフィルターの保持基板に熱伝導性膜と熱線吸収膜とが積層して設けられていることを特徴とする請求項１から５のうちいずれか一項に記載の表面検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハや液晶基板等の被検基板の表面に形成されたパターンを検査する表面検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェハの表面に形成された繰り返しパターン（レジストパターンやエッチング後のパターン等）の欠陥を検査する検査装置として、従来から、回折光を利用したものが知られている。しかしながら、繰り返しピッチの微細化に対応するために、照明光の短波長化を行おうとすると、光源の種類が限定され、高価で大掛かりな光源となってしまう。
【０００３】
これに対し、繰り返しパターンの構造性複屈折を利用した検査装置が提案されている。これは、繰り返しパターンへ直線偏光を照射し、その偏光成分と直交する成分の光を検出して検査を行うものである（例えば、特許文献１を参照）。これにより、回折光が出ないような微細な繰り返しパターンの検査が可能であり、照明光を短波長化することなく検査を行うことができる。このような検査装置では、照明系において複数の波長の照明光を使い分けるため、複数のフィルター（バンドパスフィルター）を有した波長選択手段を備えている。  ところが、検査開始時に照明系のランプシャッターを開いてウェハを照明しようとすると、照明光の波長が所望の波長からズレていることがある。これは、光源からの光エネルギーによって波長選択手段のフィルターが温められることにより、透過波長域のシフトが起こるためである。これに対し、温度や湿度が変化しても光学特性が変化しにくいフィルターの成膜技術が開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１３５２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、２４８ｎｍの波長領域の光を透過させるフィルターでは、使用できる材料が限定されてしまい、一般にハフニウム（元素記号：Ｈｆ）を含む薄膜で構成されるが、このハフニウムは、上述のような温度や湿度の変化に対する安定性が十分でなかった。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、検査時における照明光の波長を安定させた表面検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的達成のため、本発明に係る表面検査装置は、被検基板の表面に照明光を照射する照明部と、前記照明光が照射された前記被検基板の表面からの光を検出する検出部と、前記検出部で検出された光に基づいて、前記被検基板の表面における欠陥の有無を検査する検査部とを備え、前記照明部は、光源からの光のうち所定の波長領域の光を透過させるバンドパスフィルターを有し、前記バンドパスフィルターを透過して得られた前記所定の波長領域の光を前記照明光として前記被検基板の表面に照射するように構成されており、少なくとも紫外光を遮断するＵＶカットフィルターが前記光源と前記バンドパスフィルターとの間の光路上に挿抜可能に設けられ、前記被検基板の非検査時に前記ＵＶカットフィルターが前記光路上に挿入されて、前記ＵＶカットフィルターを透過した光が前記バンドパスフィルターに照射されると共に、熱線反射部材が前記バンドパスフィルターの後段の光路上に挿抜可能に設けられ、前記被検基板の非検査時に前記熱線反射部材が前記光路上に挿入されて、前記バンドパスフィルターを透過した熱線が前記熱線反射部材により反射されて前記バンドパスフィルターに照射されるようになっている。
【０００８】
なお、上述の発明において、前記ＵＶカットフィルターが４００ｎｍ以下の波長領域の光を遮断することが好ましい。  また、上述の発明において、前記バンドパスフィルターがハフニウムを用いて形成されることが好ましい。  また、上述の発明において、前記照明部は、前記光源と前記バンドパスフィルターとの間の光路上に設けられたシャッターと、前記シャッターの作動を制御するシャッター制御装置とを有し、前記シャッター制御装置は、前記非検査時に、前記光路上から抜去された状態の前記ＵＶカットフィルターが前記光路上に挿入されるまでの間、前記シャッターが閉じるように前記シャッターの作動を制御し、前記ＵＶカットフィルターが前記光路上に挿入された状態で、前記シャッターが開くように前記シャッターの作動を制御することが好ましい。
【０００９】
また、上述の発明において、前記照明部は、円盤状に形成されて周方向に回転可能なターレットと、前記ターレットを回転駆動する回転駆動装置とを有し、前記ターレットに複数の前記バンドパスフィルターが周方向に並んで配設され、前記回転駆動装置により前記ターレットを回転させることで前記複数の前記バンドパスフィルターのうちいずれか一つを選択的に前記光源からの光路上に配置することが可能であり、前記非検査時に、前記ＵＶカットフィルターが前記光源と前記バンドパスフィルターとの間の光路上に挿入されると、前記回転駆動装置により前記ターレットが所定時間毎に回転することが好ましい。
また、上述の発明において、前記バンドパスフィルターの保持基板に熱線吸収膜が設けられていることが好ましい。
【００１０】
また、上述の発明において、前記バンドパスフィルターの保持基板に熱伝導性膜と熱線吸収膜とが積層して設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、検査時における照明光の波長を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る表面検査装置の全体構成を示す図である。
【図２】半導体ウェハの表面の外観図である。
【図３】繰り返しパターンの凹凸構造を説明する斜視図である。
【図４】直線偏光の入射面と繰り返しパターンの繰り返し方向との傾き状態を説明する図である。
【図５】照明装置の概略図である。
【図６】第１のターレットを示す正面図である。
【図７】第２のターレットを示す正面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。本実施形態の表面検査装置１は、図１に示すように、被検基板である半導体ウェハ１０（以下、ウェハ１０と称する）を支持するステージ２０と、照明光学系３０と、撮像光学系４０と、画像処理装置５０と、制御装置５５とを主体に構成される。表面検査装置１は、半導体回路素子の製造工程において、ウェハ１０の表面の検査を自動的に行う装置である。ウェハ１０は、最上層のレジスト膜への露光・現像後、不図示の搬送系により、不図示のウェハカセットまたは現像装置から運ばれ、ステージ２０に吸着保持される。
【００１４】
ウェハ１０の表面には、図２に示すように、複数のチップ領域１１がＸＹ方向に配列され、各チップ領域の中に所定の繰り返しパターン１２が形成されている。繰り返しパターン１２は、図３に示すように、複数のライン部２Ａがその短手方向（Ｘ方向）に沿って一定のピッチＰで配列されたレジストパターン（例えば、配線パターン）である。隣り合うライン部２Ａ同士の間は、スペース部２Ｂである。なお、ライン部２Ａの配列方向（Ｘ方向）を「繰り返しパターン１２の繰り返し方向」と称する。
【００１５】
ここで、繰り返しパターン１２におけるライン部２Ａの線幅ＤAの設計値をピッチＰの１／２とする。すなわち、繰り返しパターン１２は、ライン部２Ａとスペース部２ＢとをＸ方向に沿って交互に配列した凹凸形状を有しており、適正な露光フォーカスで設計値の通りに形成された場合、ライン部２Ａの線幅ＤAとスペース部２Ｂの線幅ＤBは等しくなり、ライン部２Ａとスペース部２Ｂとの体積比は略１：１になる。このような理想的な形状の場合、後述の撮像光学系４０で検出される偏光成分の光量（光の強度）は最も大きくなる。これに対し、露光フォーカスが適正値から外れると、ピッチＰは変わらないが、ライン部２Ａの線幅ＤAが設計値と異なってしまうとともに、スペース部２Ｂの線幅ＤBとも異なってしまい、ライン部２Ａとスペース部２Ｂとの体積比が略１：１から外れる。このとき、偏光成分の光量は理想的な場合と比較して小さくなる。
【００１６】
本実施形態の表面検査装置１は、上記のような繰り返しパターン１２におけるライン部２Ａとスペース部２Ｂとの体積比の変化を利用して、繰り返しパターン１２の欠陥検査を行うものである。上述したように、体積比の変化は、露光フォーカスの適正状態からの外れに起因し、ウェハ１０のショット領域ごとに現れる。  また、本実施形態においては、繰り返しパターン１２に対する照明光（後述する直線偏光）の波長と比較して繰り返しパターン１２のピッチＰが十分小さいものとする。このため、繰り返しパターン１２から回折光が発生することはなく、繰り返しパターン１２の欠陥検査を回折光により行うことはできない。  表面検査装置１のステージ２０は、ウェハ１０を上面で支持して、例えば真空吸着により固定保持する。さらに、ステージ２０は、ステージ上面の中心における法線Ａ１を中心軸として回転可能である。この回転機構によって、ウェハ１０における繰り返しパターン１２の繰り返し方向（図２および図３におけるＸ方向）を、ウェハ１０の表面内で回転させることができる。また、ステージ２０は、ステージ上面を通る軸Ａ２を中心にチルト（傾動）可能である。
【００１７】
本実施形態においては、繰り返しパターン１２の欠陥検査の感度を最も高くするため、ウェハ１０における繰り返しパターン１２の繰り返し方向を、図４に示すように、ウェハ１０の表面における照明光（直線偏光Ｌ）の振動方向に対して、４５度の角度に傾けて設定する。なお、角度は４５度に限らず、２２．５度や６７．５度など任意角度方向に設定可能である。  照明光学系３０は、図１に示すように、特定の波長を有する光を射出する照明装置６０と、第１の偏光板３２と、第１の凹面反射鏡３３とを有して構成される。第１の偏光板３２は、照明装置６０と第１の凹面反射鏡３３との間の光路上に挿抜可能に配設され、照明装置６０から射出された光を透過軸の向きに応じた直線偏光Ｌ（図４を参照）にする。第１の凹面反射鏡３３は、球面の内側を反射面とした反射鏡であり、前側焦点が照明装置６０（後述するライトガイドファイバ８５）の射出端８５ｂと略一致し、後側焦点がウェハ１０の表面と略一致するように、ステージ２０の斜め上方に配置されている。そして、第１の凹面反射鏡３３は、第１の凹面反射鏡３３で反射する第１の偏光板３２からの光を平行光束にして、被検基板であるウェハ１０へ照射する。  すなわち照明光学系３０は、ウェハ１０側に対してテレセントリックな光学系である。なお、第１の凹面反射鏡３３よりウェハ１０側の照明光学系３０の光軸Ｏ１は、ステージ２０の法線Ａ１に対して角度θiだけ傾けられ、ステージ２０のチルト軸Ａ２に対して直交している。  
【００１８】
上記の照明光学系３０において、照明装置６０からの光は、第１の偏光板３２および第１の凹面反射鏡３３を介してｐ偏光の直線偏光Ｌとなり、照明光としてウェハ１０の表面全体に入射する。このとき、直線偏光Ｌの進行方向（ウェハ１０表面上の任意の点に到達する直線偏光Ｌの主光線の方向）は光軸Ｏ１に略平行であることから、ウェハ１０の各点における直線偏光Ｌの入射角度は、平行光束のため互いに同じであり、光軸Ｏ１と法線Ａ１とのなす角度θiに相当する。またこのとき、照明装置６０から射出される光、すなわち直線偏光Ｌである照明光の波長は、露光装置（図示せず）によりウェハ１０の表面に露光された光の波長と同じ波長に設定される。
【００１９】
なお、本実施形態では、ウェハ１０に入射する直線偏光Ｌがｐ偏光であるため、図４に示すように、繰り返しパターン１２の繰り返し方向が直線偏光Ｌの入射面（ウェハ１０の表面における直線偏光Ｌの進行方向）に対して４５度の角度に設定された場合、ウェハ１０の表面における直線偏光Ｌの振動方向と繰り返しパターン１２の繰り返し方向とのなす角度も、４５度に設定される。言い換えると、直線偏光Ｌは、ウェハ１０の表面における直線偏光Ｌの振動方向が繰り返しパターン１２の繰り返し方向に対して４５度傾いた状態で、繰り返しパターン１２を斜めに横切るようにして繰り返しパターン１２に入射することになる。
【００２０】
撮像光学系４０は、図１に示すように、第２の凹面反射鏡４１と、第２の偏光板４２と、開口絞り４３と、結像レンズ４４と、撮像装置４５とを有して構成され、その光軸Ｏ２がステージ２０の中心を通る法線Ａ１に対して角度θiと同じ角度θrだけ傾くように配設される。従って、ウェハ１０の表面（繰り返しパターン１２）で正反射した正反射光は、撮像光学系４０の光軸Ｏ２に沿って進行することになる。第２の凹面反射鏡４１は、第１の凹面反射鏡３３と同様の反射鏡であり、ウェハ１０からの正反射光は、第２の凹面反射鏡４１で反射するとともに集光され、第２の偏光板４２、開口絞り４３、結像レンズ４４、および撮像装置４５の撮像レンズを経て撮像装置４５の撮像面上に達し、ウェハ１０の像が結像される。
【００２１】
第２の偏光板４２は、第２の凹面反射鏡４１と開口絞り４３との間の光路上に挿抜可能に配設され、第２の偏光板４２の透過軸の方位は、上述した照明光学系３０の第１の偏光板３２の透過軸に対して直交するように設定されている（クロスニコルの状態）。したがって、第２の偏光板４２により、ウェハ１０（繰り返しパターン１２）からの正反射光のうち直線偏光Ｌと振動方向が略直角な偏光成分（例えば、ｓ偏光の成分）を抽出して、撮像装置４５に導くことができる。その結果、撮像装置４５の撮像面には、ウェハ１０からの正反射光のうち直線偏光Ｌと振動方向が略直角な偏光成分によるウェハ１０の反射像が形成される。
【００２２】
撮像装置４５は、例えばＣＣＤ撮像素子等から構成され、撮像面に形成されたウェハ１０の反射像を光電変換して、画像信号を画像処理装置５０に出力する。ウェハ１０の反射像の明暗は、撮像装置４５で検出された偏光成分の光量（光の強度）に略比例し、繰り返しパターン１２の形状に応じて変化する。ウェハ１０の反射像が最も明るくなるのは、繰り返しパターン１２が理想的な形状の場合である。なお、ウェハ１０の反射像の明暗は、ショット領域ごとに現れる。
【００２３】
画像処理装置５０は、撮像装置４５から出力される画像信号に基づいて、ウェハ１０の反射画像を取り込む。なお、画像処理装置５０は、比較のため、良品ウェハの反射画像を予め記憶している。良品ウェハとは、繰り返しパターン１２が理想的な形状で表面全体に形成されたものである。そのため、良品ウェハの反射画像の輝度情報（信号強度）は、最も高い輝度値を示すものと考えられる。
【００２４】
したがって、画像処理装置５０は、被検基板であるウェハ１０の反射画像を取り込むと、その輝度情報（信号強度）を良品ウェハの反射画像の輝度情報（信号強度）と比較する。そして、ウェハ１０の反射画像における暗い箇所の輝度値の低下量に基づいて、
繰り返しパターン１２の欠陥を検出する。例えば、光量変化が予め定められた閾値（許容値）より大きければ「欠陥」と判定し、閾値より小さければ「正常」と判断すればよい。そして、画像処理装置５０による輝度情報（信号強度）の比較結果およびそのときのウェハ１０の反射画像が図示しないモニターで出力表示される。
【００２５】
なお、画像処理装置５０においては、上述のように、画像記憶部５１に良品ウェハの反射画像を予め記憶しておく構成の他、ウェハ１０のショット領域の配列データと輝度値の閾値を予め記憶しておく構成でもよい。この場合、ショット領域の配列データに基づいて、取り込まれたウェハ１０の反射画像中における各ショット領域の位置が分かるので、各ショット領域の輝度値を求める。そして、その輝度値と記憶されている閾値とを比較することにより、パターンの欠陥を検出する。閾値より輝度値が小さいショット領域を「欠陥」と判断すればよい。
【００２６】
なお、制御装置５５は、ステージ２０や照明装置６０等の作動を統括的に制御する。また、制御装置５５には、オペレータが入力操作を行う情報入力装置５６が電気的に接続されている。  ところで、照明装置６０は、図５に示すように、光源側から順に、光源としてのランプハウス６１と、レンズ６６と、第１波長選択機構７０と、第２波長選択機構７５と、光量調整機構８０と、レンズユニット８４と、ライトガイドファイバ８５とを有して構成される。ランプハウス６１は、メタルハライドランプや水銀ランプ等の放電光源を内蔵しており、電源ユニット６２から供給される電力により、例えば１８０ｎｍ〜５００ｎｍ程度の波長領域の光を射出するようになっている。なお、電源ユニット６２は、制御装置５５と電気的に接続されており、制御装置５５から出力される制御信号により、ランプハウス６１に供給する電力が制御される。また、ランプハウス６１には、第１の光量モニター６３が取り付けられており、ランプハウス６１から射出される光の光量を検出して、検出信号を制御装置５５へ出力する。
【００２７】
レンズ６６は、ランプハウス６１から射出された光を平行光束に変換する。また、レンズ６６とランプハウス６１との間の光路上に、第１シャッター板６４が挿入可能となっている。第１シャッター板６４は、図示しないシャッター駆動装置を用いて、レンズ６６とランプハウス６１との間の光路上へ挿抜させることにより、シャッターの開閉動作を行う。なお、第１シャッター板６４のシャッター駆動装置は、制御装置５５と電気的に接続されており、制御装置５５から出力される制御信号により、シャッターの開閉制御が行われる。
【００２８】
さらに、レンズ６６とランプハウス６１との間の光路上に、４００ｎｍ以下の波長領域の光を遮断するＵＶカットフィルター６５が挿入可能となっている。このＵＶカットフィルター６５は、図示しないフィルター駆動装置を用いて、レンズ６６とランプハウス６１との間の光路上へ挿抜させることができるようになっている。なお、ＵＶカットフィルター６５のフィルター駆動装置は、制御装置５５と電気的に接続されており、制御装置５５から出力される制御信号により、フィルター駆動装置の作動制御が行われる。  第１波長選択機構７０は、透過波長域が異なる４種類のフィルター７１ａ〜７１ｄ（図６を参照）と、これらのフィルター７１ａ〜７１ｄが配設される第１のターレット７２と、第１のターレット７２を回転駆動する電気モータ７４（図１を参照）とを有して構成される。
【００２９】
４種類のフィルター７１ａ〜７１ｄは、ランプハウス６１からの光のうち所定の波長領域の光を透過させるバンドパスフィルターであり、第１フィルター７１ａの透過波長域は５４６ｎｍ（ｅ線）、第２フィルター７１ｂの透過波長域は４３６ｎｍ（ｇ線）、第３フィルター７１ｃの透過波長域は４０５ｎｍ（ｈ線）、第４フィルター７１ｄの透過波長域は５４６ｎｍ（ｅ線）と４３６ｎｍ（ｇ線）と４０５ｎｍ（ｈ線）の混合となっている。なお、５４６ｎｍ（ｅ線）、４３６ｎｍ（ｇ線）、および４０５ｎｍ（ｈ線）の波長領域は、露光装置（図示せず）で使用される可能性のある光の波長領域である。
【００３０】
第１のターレット７２は、図６に示すように、周方向に並ぶ５つの円形開口を有した円盤状に形成され、当該５つの円形開口のうち４つの開口にそれぞれ第１〜第４フィルター７１ａ〜７１ｄが取り付けられる。また、５つの円形開口のうち１つは、フィルターが取り付けられない貫通穴７３となっている。電気モータ７４は、図１に示すように、例えばサーボモータやパルスモータ等であって制御装置５５と電気的に接続されており、制御装置５５から出力される駆動信号を受けて、第１のターレット７２を（ターレット７２の中心を回転軸として）その周方向に回転させる。そして、電気モータ７４により第１のターレット７２を７２度ずつ回転させることで、第１〜第４フィルター７１ａ〜７１ｄおよび貫通穴７３のうちいずれか１つを選択的にレンズ６６（ランプハウス６１）とレンズユニット８４との間の光路上に配置することが可能となる。
【００３１】
第２波長選択機構７５は、透過波長域が異なる第５〜第８フィルター７６ａ〜７６ｄ（図７を参照）と、これらのフィルター７６ａ〜７６ｄが配設される第２のターレット７７と、第２のターレット７７を回転駆動する電気モータ（図示せず）とを有して構成される。この４種類のフィルター７６ａ〜７６ｄも、ランプハウス６１からの光のうち所定の波長領域の光を透過させるバンドパスフィルターであり、第５フィルター７６ａの透過波長域は２４８ｎｍ（ＫｒＦレーザーの発振波長に相当）、第６フィルター７６ｂの透過波長域は３１３ｎｍ（ｊ線）、第７フィルター７６ｃの透過波長域は３６５ｎｍ（ｉ線）、第８フィルター７６ｄの透過波長域は２４８ｎｍ（ＫｒＦレーザーの発振波長に相当）と３１３ｎｍ（ｊ線）と３６５ｎｍ（ｉ線）の混合となっている。なお、２４８ｎｍ（ＫｒＦレーザーの発振波長に相当）、３１３ｎｍ（ｊ線）、および３６５ｎｍ（ｉ線）の波長領域は、露光装置（図示せず）で使用される可能性のある光の波長領域である。
【００３２】
第２のターレット７７は、図７に示すように、周方向に並ぶ５つの円形開口を有した円盤状に形成され、当該５つの円形開口のうち４つの開口にそれぞれ第５〜第８フィルター７６ａ〜７６ｄが取り付けられる。また、５つの円形開口のうち１つは、フィルターが取り付けられない貫通穴７８となっている。電気モータ（図示せず）は、第１波長選択機構７０の電気モータ７４と同様のモータであって制御装置５５と電気的に接続されており、制御装置５５から出力される駆動信号を受けて、第２のターレット７７を（ターレット７７の中心を回転軸として）その周方向に回転させる。そして、電気モータにより第２のターレット７７を７２度ずつ回転させることで、第５〜第８フィルター７６ａ〜７６ｄおよび貫通穴７８のうちいずれか１つを選択的にレンズ６６（ランプハウス６１）とレンズユニット８４との間の光路上に配置することが可能となる。
【００３３】
第１波長選択機構７０および第２波長選択機構７５による（直線偏光Ｌとなる）照明光の波長の設定は、例えば、情報入力装置５６を用いて制御装置５５に入力された「露光工程情報」に基づいて行われる。この処理を具体的に説明すると、制御装置５５は、照明光の波長として設定可能な８種類の波長（第１〜第８フィルターの透過波長域に対応）のうち、露光装置の波長と一致するものを（ウェハ１０の表面における照明光の干渉も考慮して）検査に最適な波長として選択し、選択した波長に対応するフィルターを光路上に挿入配置するための駆動信号を第１波長選択機構７０および第２波長選択機構７５の電気モータ７４に出力する。
【００３４】
その結果、第１のターレット７２および第２のターレット７７が制御装置５５からの駆動信号に応じて回転し、選択した波長に対応するフィルターがレンズ６６（ランプハウス６１）とレンズユニット８４との間の光路上に挿入配置される。これにより、照明光の波長が露光装置（図示せず）の波長と略一致するように設定される。なおこのとき、第１〜第４フィルター７１ａ〜７１ｄのいずれか１つが選択された場合、第１〜第４フィルター７１ａ〜７１ｄのいずれか１つが光路上に配置されるとともに、第２のターレット７７の貫通穴７８が光路上に配置される。一方、第５〜第８フィルター７６ａ〜７６ｄのいずれか１つが選択された場合、第１のターレット７２の貫通穴７３が光路上に配置されるとともに、第５〜第８フィルター７６ａ〜７６ｄのいずれか１つが光路上に配置される。
【００３５】
光量調整機構８０は、図１に示すように、円盤状に形成されて透過率が周方向に連続的に変化する減光フィルター８１と、当該減光フィルター８１を回転させる電気モータ８２とを有して構成され、減光する波長は減光フィルター８１の回転角に応じて設定されているので、第１波長選択機構７０および第２波長選択機構７５からの光の光量調整を行うことができる。なお、光源側から順に、第１のターレット７２、第２のターレット７７、および減光フィルター８１が並ぶことになる。電気モータ８２は、例えばサーボモータやパルスモータ等であって制御装置５５と電気的に接続されており、制御装置５５から出力される駆動信号を受けて、円盤状の減光フィルター８１を（減光フィルター８１の中心を回転軸として）その周方向に回転させる。
【００３６】
レンズユニット８４は、ロッドレンズおよびロッドレンズの両側に配置された２つの凸レンズから構成され、光量調整機構８０からの光をライトガイドファイバ８５の入射端８５ａに集光する。ライトガイドファイバ８５は、入射端８５ａに入射した光を伝送し、射出端８５ｂから第１の偏光板３２および第１の凹面反射鏡３３に向けて射出する。なお、ライトガイドファイバ８５から光量検出用ファイバ８６が分岐されており、この光量検出用ファイバ８６の射出端８６ｂ近傍に第２の光量モニター８７が設けられ、光量検出用ファイバ８６の射出端８６ｂから射出される光の光量を検出して、検出信号を制御装置５５へ出力する。  また、ライトガイドファイバ８５の射出端８５ｂ近傍の光路上に、第２シャッター板８８が挿入可能となっている。第２シャッター板８８は、図示しないシャッター駆動装置を用いて、ライトガイドファイバ８５の射出端８５ｂ近傍の光路上へ挿抜させることにより、シャッターの開閉動作を行う。なお、第２シャッター板８８のシャッター駆動装置は、制御装置５５と電気的に接続されており、制御装置５５から出力される制御信号により、シャッターの開閉制御が行われる。
【００３７】
そして、検査時には、制御装置５５の制御により、ＵＶカットフィルター６５を光路上から抜去し、第１波長選択機構７０および第２波長選択機構７５において選択した波長に対応するフィルターを光路上に配置した状態で、第１および第２シャッター板６４，８８を開く。そうすると、ランプハウス６１から射出された光が、レンズ６６、第１および第２波長選択機構７０，７５のフィルター並びに貫通穴、光量調整機構８０の減光フィルター８１、およびレンズユニット８４を透過して、ライトガイドファイバ８５の入射端８５ａに入射し、ライトガイドファイバ８５を伝わって射出端８５ｂから第１の偏光板３２および第１の凹面反射鏡３３に向けて射出される。このように照明装置６０から射出された所望の波長領域の光は、第１の偏光板３２および第１の凹面反射鏡３３を介してｐ偏光の直線偏光Ｌとなり、照明光としてウェハ１０の表面全体に入射することになる。    なおこのとき、光量検出用ファイバ８６（射出端８６ｂ）から射出される光の光量を検出する第２の光量モニター８７を用いて、第１波長選択機構７０および第２波長選択機構７５で選択した波長領域の光の光量をモニターし、ライトガイドファイバ８５（すなわち、光量検出用ファイバ８６）から射出される光の光量が波長に拘わらず一定となるように、フィードバック制御を用いて第１の光量モニター６３で検出されるランプハウス６１の光量を制御する（実際には、電源ユニット６２からランプハウス６１に供給される電力を制御する）。これにより、安定した光量制御が可能となる。さらには、光量調整機構８０を用いて光量制御を行うことも可能である。
【００３８】
前述したように、近年、温度や湿度が変化しても光学特性が変化しにくいフィルターの成膜技術が開発されているが、２４８ｎｍの波長領域の光を透過させる第５および第８フィルター７６ａ，７６ｄでは、ハフニウム（元素記号：Ｈｆ）を含む薄膜で構成されるため、水分を含みやすい多孔質構造を有することから、温度や湿度の変化に対する安定性が十分でなかった。
【００３９】
そこで、非検査時には、制御装置５５の制御により、第１および第２シャッター板６４，８８を閉じ、ＵＶカットフィルター６５を光路上に挿入する。そして、ＵＶカットフィルター６５が光路上に挿入された状態で、第２シャッター板８８を閉じたまま第１シャッター板６４を開く。そうすると、ランプハウス６１からＵＶカットフィルター６５を透過した光（可視光や赤外光）が、レンズ６６を介して第１波長選択機構７０および第２波長選択機構７５のいずれかのフィルターに照射される。
【００４０】
このとき、ＵＶカットフィルター６５を透過した光が第１波長選択機構７０および第２波長選択機構７５のいずれかのフィルターに照射されると共に、熱線反射部材が前記いずれかのフィルターの後段の光路上に挿入されて、前記いずれかのフィルターを透過した熱線が前記熱線反射部材により反射されて前記いずれかのフィルターに照射される。
なお、このとき、フィルターの温度を一定に保つため、第１のターレット７２および第２のターレット７７を順番に所定時間毎に回転させる（なお、回転させないときのターレットは、貫通穴を光路上に配置させる）。
【００４１】
熱線反射部材を構成する熱線反射膜の物質としては、アルミニウム、銀、亜鉛、錫、クロム、ニッケル、チタン、ケイ素、ステンレス鋼、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化タンタル、ＩＴＯ、酸化クロム、酸化ステンレス鋼、酸化ニクロム、フッ素含有酸化スズ、アンチモン含有酸化スズ、アルミニウム含有酸化亜鉛、窒化ケイ素、窒化クロム、窒化チタン、窒化ステンレス鋼等などあり、これらを１種又は２種以上組み合わせることが可能である。
【００４２】
これにより、第１波長選択機構７０および第２波長選択機構７５の各フィルターにランプハウス６１からＵＶカットフィルター６５を透過した光を照射し、更に各フィルターを透過した熱線を熱線反射部材により反射して各フィルターに照射することで、各フィルターが加熱されて水分が蒸発し、さらに各フィルターの温度が一定に保たれるため、透過波長域のシフトが生じず、検査時における照明光の波長を安定させることができる。
また、第１波長選択機構７０および第２波長選択機構７５のいずれかのフィルターの保持基板には熱線吸収膜を設けてもよい。各フィルタがより加熱されやすくなる。
【００４３】
熱線吸収膜を構成する物質としては、熱線（赤外線）を吸収して発熱するものであればどのような物質でもよく、例えば、ＭｇＦ2 とＩＴＯとＺｒＯ2 により構成される積層膜やＺｎＯとＡｇにより構成される積層膜などを使用可能である。  これにより、保持基板に熱線吸収膜が設けられた第１波長選択機構７０および第２波長選択機構７５の各フィルターにランプハウス６１からＵＶカットフィルター６５を透過した光を照射し、更に各フィルターを透過した熱線を熱線反射部材により反射して各フィルターに照射することで、各フィルターが加熱されて水分が蒸発し、さらに各フィルターの温度が一定に保たれるため、透過波長域のシフトが生じず、検査時における照明光の波長を安定させることができる。
さらに、第１波長選択機構７０および第２波長選択機構７５のいずれかのフィルターの保持基板には熱伝導性膜と熱線吸収膜とを積層して設けてもよい。
【００４４】
各フィルタがより加熱されやすくなる。ここで、熱伝導性膜は吸収された熱を各フィルタの保持基板全体に伝達し、各フィルタを加熱しやすくするために設けられている。
熱伝導性膜を構成する物質としては、例えば、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｂ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｌａ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄのような金属（金属単体）、これらの金属を含む合金、これらの金属を含む酸化物や窒化物等が挙げられる。
【００４５】
これらの中でも、高熱伝導性材料としては、アルミニウム、銅、チタン、ステンレス鋼のような金属材料、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等のセラミックス材料が好ましい。
【００４６】
熱線反射膜、熱伝導性膜及び熱線吸収膜は、例えば、化学蒸着法（プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ、レーザＣＶＤなど）、物理蒸着法（真空蒸着、スパッタリングなど）により数十ｎｍ〜数百ｎｍの厚さに形成される。  これにより、本実施形態によれば、保持基板に熱伝導性膜と熱線吸収膜が積層して設けられた第１波長選択機構７０および第２波長選択機構７５の各フィルターにランプハウス６１からＵＶカットフィルター６５を透過した光を照射し、更に各フィルターを透過した熱線を熱線反射部材により反射して各フィルターに照射することで、各フィルターが加熱されて水分が蒸発し、さらに各フィルターの温度が一定に保たれるため、透過波長域のシフトが生じず、検査時における照明光の波長を安定させることができる。
【００４７】
なお、ハフニウムを含む薄膜で構成される第５および第８フィルター７６ａ，７６ｄに対して効果的であるため、第１のターレット７２の貫通穴７３を光路上に配置して固定した状態で、第５および第８フィルター７６ａ，７６ｄが設けられる第２のターレット７７を所定時間毎（各フィルターの温度が一定となるような時間）に回転させるようにしてもよい。  また、深紫外光が空気中を浮遊している化学物質に照射されると、この化学物質が活性化され、検査装置における光学部品（特にガラス部品）の表面に析出付着することが知られている。特に、装置内の雰囲気中に含まれる有機珪素系ガスは、深紫外光の照射を受けて酸素と反応し、光学部品の表面に二酸化珪素（ＳｉＯ２）として析出付着して曇りを生じさせ、各光学系の照度低下、照度ムラを発生させることが知られている。
【００４８】
これに対し、本実施形態においては、ＵＶカットフィルター６５により４００ｎｍ以下の波長の光を遮断しているため、常時、光学部品に光が照射されても、曇りが発生しにくい。またこのとき、ＵＶカットフィルター６５を光路上に挿入するまでの間、第１シャッター板６４を閉じておくことで、曇りの発生をより確実に抑えることが可能である。また仮に、光学部品の一つであるフィルターが曇ってしまい透過率が低下しても、第２の光量モニター８７にて光量のチェックが可能であり、所定の光量値を下回った場合にフィルターの交換が可能である。
【００４９】
なお、上述の実施形態において、照明光学系３０がウェハ１０の表面に照明光として直線偏光Ｌを照射し、撮像光学系４０がウェハ１０からの正反射光のうち直線偏光Ｌと振動方向が略直角な偏光成分によるウェハ１０の像を撮像しているが、これに限られるものではない。例えば、第１および第２の偏光板３２，４２を光路上から抜去した状態で、照明光学系３０によりウェハ１０の表面に（偏光でない）照明光を照射し、撮像光学系４０によりウェハ１０の表面から発せられた回折光によるウェハ１０の像を撮像するようにしてもよい。このように、ウェハ１０の表面に照射する照明光は、直線偏光に限らず、直線偏光以外の楕円偏光や通常の照明光であっても、本発明を適用可能である。
【００５０】
また、上述の実施形態において、照明光（直線偏光Ｌ）の波長および第１〜第８フィルターの透過波長域が露光装置で使用される可能性のある光の波長と同じに設定される旨記載したが、一例であってこれに限定されるものではなく、パターン検査において感度が高くなる波長を選択することはいうまでもない。
【符号の説明】
【００５１】
１  表面検査装置
１０  ウェハ（被検基板）                １２  繰り返しパターン
３０  照明光学系（照明部）              ４０  撮像光学系（検出部）
５０  画像処理装置（検査部）            ５５  制御装置
６０  照明装置                          ６１  ランプハウス（光源）
６４  第１シャッター板                  ６５  ＵＶカットフィルター
７０  第１波長選択機構
７１ａ  第１フィルター                  ７１ｂ  第２フィルター
７１ｃ  第３フィルター                  ７１ｄ  第４フィルター
７２  第１のターレット                  ７４  電気モータ（回転駆動装置）
７５  第２波長選択機構
７６ａ  第５フィルター                  ７６ｂ  第６フィルター
７６ｃ  第７フィルター                  ７６ｄ  第８フィルター
７７  第２のターレット                  ８８  第２シャッター板
Ｌ  直線偏光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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