(57)【要約】【課題】被検物の全面でフォーカスが合い、さらに被検物の全面が撮像素子と共役となる表面検査装置および表面検査方法を提供する。【解決手段】表面検査装置１は、ウエハ１０を支持するホルダ５と、ホルダ５に支持されたウエハ１０の検査面１０ａに検査用照明光を照射する照明光学系２０と、検査用照明光が照射されたウエハ１０の検査面１０ａからの検査光を受光する撮像装置４０と、撮像装置４０で受光した検査光に基づいてウエハ１０の検査面１０ａの検査を行う画像処理検査部４５とを有し、ホルダ５はウエハ１０の検査面１０ａと検査光の光軸とが成す角度を調整可能であり、前記角度に応じて、ウエハ１０と撮像装置４０とがシャインプルーフの条件を満たすように、撮像装置４０を検査光の光軸に対して傾動させるシャインプルーフ条件制御部５１を備えて構成される。【選択図】図１
2010014467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検物を支持する支持部と、
前記支持部に支持された前記被検物の表面に検査用照明光を照射する照明部と、
前記検査用照明光が照射された前記被検物の表面からの検査光を受光する受光部と、
前記受光部で受光した前記検査光に基づいて前記被検物の表面の検査を行う検査部とを有し、
前記支持部は前記被検物の表面と前記検査光の光軸とが成す角度を調整可能であり、
前記角度に応じて、前記被検物と前記受光部とがシャインプルーフの条件を満たすように、前記受光部を前記検査光の光軸に対して傾動させるシャインプルーフ条件制御部を備えたことを特徴とする表面検査装置。
【請求項２】
前記受光部は、前記検査光の受光面を有する撮像素子と、前記被検物と前記撮像素子との間に配置されて前記検査光を受け前記受光面に前記被検物の像を形成させる結像光学系とを有し、
前記シャインプルーフ条件制御部は、前記撮像素子および前記結像光学系の少なくともいずれか一方を前記検査光の光軸に対して傾動させ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】
前記照明部は前記検査用照明光の波長を変更可能であり、
前記検査用照明光の波長の変更により生じる前記受光部の軸上色収差に応じて、前記被検物と前記受光部とが互いに共役となるように、前記受光部を前記検査光の光軸方向に移動させるフォーカス制御部を備えた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】
前記受光部は、前記検査光の受光面を有する撮像素子と、前記被検物と前記撮像素子との間に配置されて前記検査光を受け前記受光面に前記被検物の像を形成させる結像光学系とを有し、
前記フォーカス制御部は、前記撮像素子および前記結像光学系の少なくともいずれか一方を前記検査光の光軸方向に移動させることを特徴とする請求項３に記載の表面検査装置。
【請求項５】
前記受光部を前記検査光の光軸に対して略垂直な方向に移動させる解像度制御部を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の表面検査装置。
【請求項６】
前記受光部は、前記検査光の受光面を有する撮像素子と、前記被検物と前記撮像素子との間に配置されて前記検査光を受け前記受光面に前記被検物の像を形成させる結像光学系とを有し、
前記解像度制御部は、前記撮像素子および前記結像光学系の少なくともいずれか一方を前記検査光の光軸に対して略垂直な方向に移動させることを特徴とする請求項５に記載の表面検査装置。
【請求項７】
被検物の表面に検査用照明光を照射する第１のステップと、
前記検査用照明光が照射された前記被検物の表面からの検査光を受光する第２のステップと、
前記第２のステップで受光した前記検査光に基づいて前記被検物の表面の検査を行う第３のステップとを有し、
前記第２のステップにおいて、前記被検物の表面と前記検査光の光軸とが成す角度に応じて、前記被検物と前記検査光の受光面を有する撮像素子と前記検査光を受け前記受光面に前記被検物の像を形成させる結像光学系とがシャインプルーフの条件を満たすように、前記撮像素子および前記結像光学系の少なくともいずれか一方を前記検査光の光軸に対して傾動させることを特徴とする表面検査方法。
【請求項８】
前記第１のステップにおいて、前記検査用照明光の波長が変更可能であり、
前記第２のステップにおいて、前記検査用照明光の波長の変更により生じる前記結像光学系の軸上色収差に応じて、前記被検物と前記撮像素子とが前記結像光学系を介して互いに共役となるように、前記撮像素子および前記結像光学系の少なくともいずれか一方を前記検査光の光軸方向に移動させることを特徴とする請求項７に記載の表面検査方法。
【請求項９】
前記第２のステップにおいて、前記撮像素子および前記結像光学系の少なくともいずれか一方を前記検査光の光軸に対して略垂直な方向に移動させることを特徴とする請求項７もしくは請求項８に記載の表面検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等に代表される被検物の表面を検査する表面検査装置および表面検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体回路素子や液晶表示素子の製造工程では、半導体ウエハや液晶基板（以降、総じて「被検物」と称する）の表面に形成された繰り返しパターン（配線パターン等のライン・アンド・スペースのパターン）の異常検査が行われる。自動化された表面検査装置では、チルト可能なステージの上に被検物を載置し、被検物の表面に検査用の照明光（非偏光）を照射し、被検物の表面上の繰り返しパターンから発生する回折光（例えば、１次回折光）に基づいて被検物の画像を取り込み、この画像の明暗差（コントラスト）に基づいて繰り返しパターンの異常箇所を特定する。
【０００３】
従来、この種の表面検査装置として、被検物の表面からの回折光を受光するために、被検物と照明光学系あるいは受光光学系の光軸の成す角が可変であるように構成された装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。また、被検物を保持するステージをチルト調整することにより、被検物の表面上の繰り返しピッチが異なる繰り返しパターンの異常検査を行う装置も知られている（例えば、特許文献２を参照）。このような表面検査装置では、繰り返しパターンの微細化等に伴い、撮像素子の高解像度化が求められている。そのためには撮像素子の受光画素数を増やすことが先ず考えられるが、実際には撮像素子の受光画素数には限界がある。そこで、撮像素子を、例えば半画素ずらして撮像することにより、実質的に受光画素数を増やしたのと同様の効果があり、解像度を向上させる方法が知られている（例えば、特許文献３を参照）。
【特許文献１】特開平１０‐２３２１２２号公報
【特許文献２】特開平１１‐６８０３号公報
【特許文献３】特公昭６３‐６５１９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のような表面検査装置においては、被検物からの回折光を受光する際に受光光学系の光軸に対して被検物が傾きを持つために、いわゆるシャインプルーフの条件を満たすことができず、被検物の表面全体にフォーカスを合わせることができないという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、被検物の全面でフォーカスが合い、さらに被検物の全面が撮像素子と共役となる表面検査装置および表面検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、被検物を支持する支持部と、前記支持部に支持された前記被検物の表面に検査用照明光を照射する照明部と、前記検査用照明光が照射された前記被検物の表面からの検査光を受光する受光部と、前記受光部で受光した前記検査光に基づいて前記被検物の表面の検査を行う検査部とを有し、前記支持部は前記被検物の表面と前記検査光の光軸とが成す角度を調整可能であり、前記角度に応じて、前記被検物と前記受光部とがシャインプルーフの条件を満たすように、前記受光部を前記検査光の光軸に対して傾動させるシャインプルーフ条件制御部を備えて構成される。
【０００７】
なお、上述の表面検査装置において、前記照明部は前記検査用照明光の波長を変更可能であり、前記検査用照明光の波長の変更により生じる前記受光部の軸上色収差に応じて、前記被検物と前記受光部とが互いに共役となるように、前記受光部を前記検査光の光軸方向に移動させるフォーカス制御部を備えて構成されることが好ましい。
【０００８】
また、上述の表面検査装置において、前記受光部を前記検査光の光軸に対して略垂直な方向に移動させる解像度制御部を備えて構成されることが好ましい。
【０００９】
また、上述の表面検査装置において、前記受光部は、前記検査光の受光面を有する撮像素子と、前記被検物と前記撮像素子との間に配置されて前記検査光を受け前記受光面に前記被検物の像を形成させる結像光学系とを有し、前記シャインプルーフ条件制御部は、前記撮像素子および前記結像光学系の少なくともいずれか一方を前記検査光の光軸に対して傾動させることが好ましい。また、前記フォーカス制御部は、前記撮像素子および前記結像光学系の少なくともいずれか一方を前記検査光の光軸方向に移動させることが好ましい。また、前記解像度制御部は、前記撮像素子および前記結像光学系の少なくともいずれか一方を前記検査光の光軸に対して略垂直な方向に移動させることが好ましい。
【００１０】
また、本発明に係る表面検査方法は、被検物の表面に検査用照明光を照射する第１のステップと、前記検査用照明光が照射された前記被検物の表面からの検査光を受光する第２のステップと、前記第２のステップで受光した前記検査光に基づいて前記被検物の表面の検査を行う第３のステップとを有し、前記第２のステップにおいて、前記被検物の表面と前記検査光の光軸とが成す角度に応じて、前記被検物と前記検査光の受光面を有する撮像素子と前記検査光を受け前記受光面に前記被検物の像を形成させる結像光学系とがシャインプルーフの条件を満たすように、前記撮像素子および前記結像光学系の少なくともいずれか一方を前記検査光の光軸に対して傾動させるようになっている。
【００１１】
なお、上述の表面検査方法において、前記第１のステップで照射される前記検査用照明光の波長が変更可能であり、前記第２のステップにおいて、前記検査用照明光の波長の変更により生じる前記結像光学系の軸上色収差に応じて、前記被検物と前記撮像素子とが前記結像光学系を介して互いに共役となるように、前記撮像素子および前記結像光学系の少なくともいずれか一方を前記検査光の光軸方向に移動させることが好ましい。
【００１２】
また、上述の表面検査方法において、前記第２のステップで前記検査光を受光するときに、前記撮像素子および前記結像光学系の少なくともいずれか一方を前記検査光の光軸に対して略垂直な方向に移動させることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、被検物の全面でフォーカスが合い、さらに被検物の全面が撮像素子と共役となるようにできるため、高精度な表面検査が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。本発明を適用した表面検査装置の一例を図１に示しており、この装置により被検物である半導体ウエハ１０（以下、単にウエハ１０と称する）の表面欠陥（異常）を検査する。この表面検査装置１は、ウエハ１０を載置保持するホルダ５を備え、不図示の搬送装置によって搬送されてくるウエハ１０を、ホルダ５の上に載置させるとともに真空吸着によって固定保持する。ホルダ５は、このように固定保持したウエハ１０の表面（検査面１０ａ）を通る軸を中心に、ウエハ１０をチルト（傾動）させることが可能であり、検査用照明光の入射角を調整できるようになっている。また、ホルダ５は、ウエハ１０の中心（ホルダ５の中心）を通りウエハ１０の表面（検査面１０ａ）に垂直な軸を回転軸として、ウエハ１０を回転（ウエハ１０の表面内での回転）可能に保持している。
【００１５】
表面検査装置１はさらに、ホルダ５に固定保持されたウエハ１０の検査面１０ａに検査用照明光（以下、単に照明光と称する）を照射する照明光学系２０と、照明光の照射を受けたときのウエハ１０からの反射光や回折光等（検査光）を集光する集光光学系３０と、集光光学系３０により集光された検査光を受けてウエハ１０の検査面１０ａの像を検出する撮像装置４０とを備えて構成される。
【００１６】
照明光学系２０は、照明光を出射する光源装置２１と、光源装置２１の出射端２１ａから出射される照明光をウエハ１０の検査面１０ａに向けて反射させる照明側凹面鏡２２とを主体に構成される。光源装置２１は、図２に示すように、水銀ランプ等の光源２３と、この光源２３からの照明光束を集光する楕円鏡２４と、楕円鏡２４により集光された照明光束をコリメートする第１レンズ２５と、第１レンズ２５でコリメートされた照明光束を透過させて波長選択を行う波長選択フィルタ２６と、光量調整を行う減光フィルタ（ニュートラルデンシティフィルタ）２７とを備える。さらに、これらフィルタ２６，２７を透過した照明光束を集束させる第２レンズ２８を有し、第２レンズ２８により集束された照明光がランダムファイバー（光ファイバー）２９（以下、単にファイバー２９と称する）の一端２９ａに入射される。
【００１７】
光源２３は、248nm付近の波長も発することが可能であり、例えば、水銀だけでなくキセノンが混合されているＤｅｅｐ  ＵＶランプが用いられる。波長選択フィルタ２６は、いくつかの種類のフィルタを切替え可能となっており、これにより水銀の輝線、例えばｅ線、ｇ線、ｈ線、ｉ線、313nmおよび248nmのいずれかの波長を選択することが可能となっている。ここで、波長が短いほどより微細な周期のパターンの回折光が得られるため短波長ほど好ましいが、短波長側は光源のスペクトル分布や結像光学系の透過率などの影響で光量が低下する等の好ましくない要素もあり、後述するウエハ１０のパターンの状況により各種波長を使い分けることができるようにしている。減光フィルタ２７も状況に応じて各種透過率を切替えることが可能となっている。
【００１８】
光源２３からの光が波長選択フィルタ２６および減光フィルタ２７等を透過し、ファイバー２９の一端２９ａに入射された特定の波長を有する照明光は、ファイバー２９の他端２９ｂ（この他端２９ｂが光源装置２１の出射端２１ａに相当する）から照明光学系２０の光軸Ａi（以下、単に照明光軸Ａiと称する）を中心に広がり（発散して）照明側凹面鏡２２へ出射され、ファイバー２９の他端２９ｂが照明側凹面鏡２２の焦点位置に配置されているため、照明側凹面鏡２２によりほぼ平行な光束に変換されてホルダ５に保持されたウエハ１０の検査面１０ａに照射される。なお、ウエハ１０に対する照明光の入射角と出射角との関係は、ホルダ５をチルト（傾動）させてウエハ１０の載置角度を変化させることにより調整可能である。
【００１９】
集光光学系３０は、ホルダ５に対向して配置された受光側凹面鏡３１を主体に構成され、ウエハ１０の検査面１０ａから出射された検査光（正反射光もしくは回折光）は、集光光学系３０の光軸Ａd（以下、単に検査光軸Ａdと称する）に沿って進み受光側凹面鏡３１により収束光束に変換（集光）される。受光側凹面鏡３１により集光された検査光は、撮像装置４０の撮像レンズ４１によりほぼ平行な光束となり撮像素子４２の受光面４２ａに達し、ウエハ１０の像が結像される。この結果、ウエハ１０の検査面１０ａの像が撮像装置４０の撮像素子４２の受光面４２ａ上に形成される。このとき、ウエハ１０と撮像素子４２は、受光側凹面鏡３１と撮像レンズ４１を介して互いに共役な位置に配置されている。なお、撮像レンズ４１は、図１において単レンズのように図示しているが、実際には複数のレンズを組み合わせて構成されている。
【００２０】
撮像装置４０は、撮像素子４２の受光面４２ａに形成されたウエハ１０の検査面１０ａの像を光電変換して画像信号を生成し、画像信号を画像処理検査部４５に出力する。画像処理検査部４５には、データベース部４６と、画像表示装置（モニター）４７とが電気的に接続されている。画像処理検査部４５は、撮像装置４０から入力されたウエハ１０の画像信号に基づいて、ウエハ１０の画像を所定のビットのデジタル画像に変換する。データベース部４６には、良品ウエハ（パターン）の画像データ等が予め記憶されており、画像処理検査部４５は、ウエハ１０の画像（デジタル画像）を生成すると、ウエハ１０の検査面１０ａにおける異常（欠陥等）の有無を検査する。そして、画像処理検査部４５による検査結果およびそのときのウエハ１０の画像が画像表示装置４７で出力表示される。
【００２１】
また、撮像装置４０には、シャインプルーフ条件制御部５１、フォーカス制御部５２、および解像度制御部５３からなる撮像制御装置５０が電気的に接続されている。シャインプルーフ条件制御部５１は、図３に示すように、ウエハ１０の検査面１０ａと撮像レンズ４１のレンズ面４１ａと撮像素子４２の受光面４２ａとが一点（図中の点Ａもしくは点Ｂ）で交わるように（いわゆるシャインプルーフの条件を満たすように）、撮像レンズ４１および撮像素子４２の少なくともいずれか一方を検査光軸Ａdに対して傾動させる。このとき、シャインプルーフ条件制御手段５１は、ホルダ５のチルト作動により変化するウエハ１０の検査面１０ａと検査光軸Ａdとの成す角θ（以下、これをウエハ１０の傾斜角θと称する）に応じて、撮像レンズ４１および／もしくは撮像素子４２の傾動制御を行う。
【００２２】
フォーカス制御部５２は、波長選択フィルタ２６を切り替えて光源装置２１から出射される照明光の波長を設定または変更した際に、照明光の波長に応じて撮像レンズ４１の軸上色収差の影響で結像点の位置が変化するため、ウエハ１０と撮像素子４２が受光側凹面鏡３１と撮像レンズ４１を介して互いに共役な位置を保つように、撮像レンズ４１および撮像素子４２の少なくともいずれか一方を検査光軸Ａdの方向に移動させる。解像度制御部５３は、撮像レンズ４１および撮像素子４２の少なくともいずれか一方を検査光軸Ａdに対して略垂直な方向に（検査光軸Ａdに対して略垂直面内で）移動させる。このとき、解像度制御部５３により撮像レンズ４１および／もしくは撮像素子４２を移動させる毎に、撮像素子４２ではウエハ１０の画像信号を生成して画像処理検査部４５に出力し、画像処理検査部４５ではこれらの画像を合成してウエハ１０の画像（デジタル画像）を生成する。
【００２３】
ところで、ウエハ１０の検査面１０ａには、図４に示すように、レジストを露光、現像して形成した複数の露光ショットパターン１１（以下、単にパターン１１と称する）が並んでおり、このパターン１１は規則的な周期（繰り返し）構造を有している。
【００２４】
以上のように構成された表面検査装置１を用いたウエハ１０の検査面１０ａにおける表面検査方法について、図５に示すフローチャートを参照して以下に説明する。
【００２５】
まず、検査対象となるウエハ１０をホルダ５の上に搬送し（ステップＳ１０１）、アライメントを実施する（ステップＳ１０２）。ウエハ１０は、上述のように不図示の搬送装置により搬送され、ホルダ５の上に載置されるとともに真空吸着によって固定保持される。
【００２６】
ホルダ５にウエハ１０を保持してアライメントを行った後、ウエハ１０の検査面１０ａに照明光を照射する（ステップＳ１０３）。光源装置２１における光源２３からの光が、波長選択フィルタ２６および減光フィルタ２７等を透過してファイバー２９から照明側凹面鏡２２へ出射され、照明側凹面鏡２２により平行光束となってホルダ５に保持されたウエハ１０の検査面１０ａに照明光が照射される。このとき、波長選択フィルタ２６により検査面１０ａのパターン１１の状況に応じた照明光の波長が設定され、減光フィルタ２７により照明光量が調整される。
【００２７】
そして、ウエハ１０の検査面１０ａからの所望の次数の回折光（検査光）が受光光学系３０に取り込まれるように、ホルダ５を回転およびチルトさせる（ステップＳ１０４）。ウエハ１０の検査面１０ａにおける照明光の照射方向と検査面１０ａのパターン１１の繰り返し方向が一致するようにホルダ５を回転させるとともに、パターン１１のピッチと照明光の波長に対応した所望の次数の回折光が発生するように照明光の入射角および出射角（すなわちホルダ５のチルト角）を設定する。このとき、回折光は０次の回折光（すなわち、正反射光）であってもよい。
【００２８】
ホルダ５のチルト角が設定されると、これに連動して撮像レンズ４１および／もしくは撮像素子４２を検査光軸Ａdに対して傾動させる（ステップＳ１０５）。ホルダ５のチルト作動により変化するウエハ１０の傾斜角θに応じて、シャインプルーフ条件制御部５１は、撮像レンズ４１と撮像素子４２がシャインプルーフの条件を満たすように、撮像レンズ４１および／もしくは撮像素子４２の傾動制御を行う。これにより、ウエハ１０の検査面１０ａと撮像素子４２の受光面４２ａの全面でピント（焦点）を合わせ、高解像力を得ることができる。
【００２９】
なお、シャインプルーフ条件制御部５１は、上述のようにウエハ１０の傾斜角θに対応する撮像レンズ４１および撮像素子４２の適切な傾斜角を予め記憶しておき、その情報に基づいてホルダ５のチルト角に連動して撮像レンズ４１および／もしくは撮像素子４２を傾動させる方法の他、実際に撮像素子４２の受光面４２ａに結像して画像処理検査部４５で得られた画像のコントラストが全面で最大になるように、撮像レンズ４１および／もしくは撮像素子４２の傾動を自動制御する方法でもよい。
【００３０】
ウエハ１０の傾斜角θに応じた撮像レンズ４１および撮像素子４２の傾斜角が設定されると、照明光の波長に応じて撮像レンズ４１および／もしくは撮像素子４２を検査光軸Ａdの方向に移動させる（ステップＳ１０６）。照明光の波長に応じて撮像レンズ４１の軸上色収差の影響で結像点の位置が変化するため、フォーカス制御部５２は、ウエハ１０と撮像素子４２が受光側凹面鏡３１と撮像レンズ４１を介して互いに共役な関係を保つように、撮像レンズ４１および／もしくは撮像素子４２を検査光軸Ａdの方向に移動させる。これにより、例えば照明光の波長を切り替えた際に、撮像レンズ４１の軸上色収差による像のボケを防ぐことができる。
【００３１】
なお、フォーカス制御部５２は、照明光の各波長でピントの合う状態を予め記憶しておき、その情報に基づいて撮像レンズ４１および／もしくは撮像素子４２を移動させる方法、または、上述のシャインプルーフ条件制御部５１と同様に、実際に撮像素子４２の受光面４２ａに結像して画像処理検査部４５で得られた画像のコントラストが全面で最大になるように、撮像レンズ４１および／もしくは撮像素子４２の移動を自動制御する方法でもよい。
【００３２】
撮像レンズ４１および撮像素子４２の検査光軸Ａdの方向の配置が設定されると、ウエハ１０の検査面１０ａで生じる回折光の画像を撮像する（ステップＳ１０７）。ウエハ１０の検査面１０ａから出射される回折光（検査光）は、受光側凹面鏡３１により集光されて撮像装置４０の撮像レンズ４１を透過して撮像素子４２の受光面４２ａに結像し、ウエハ１０の像が形成される。このとき、解像度制御部５３により撮像レンズ４１および／もしくは撮像素子４２を検査光軸Ａdに対して略垂直な方向に移動させる（いわゆる画素ずらしを行う）。
【００３３】
ここで、解像度制御部５３による画素ずらしについて説明する。なお、説明の便宜上、図中に示す上下および左右の矢印の方向を、上下方向および左右方向とする。撮像素子４２は、例えば、図６に示すように、ＣＣＤのように２次元に複数の受光画素４２ｂが上下および左右に並んだものが好ましく、受光画素数が多いことが好ましい。しかし、実際にはＣＣＤの受光画素数には限界があるため、画素ずらしを行うことにより実質的な画素数を増やす工夫をしている。具体的には、左右に隣接する受光画素４２ｂ間の距離Ｐx、上下の受光画素４２ｂ間の距離Ｐyとすると、図７に示すように、基準状態（図７(ａ)の状態）、基準状態から右方にＰx／２移動した状態（図７(ｂ)の状態)、基準状態から下方にＰy／２移動した状態（図７(ｃ)の状態）、および基準状態から下方にＰy／２且つ右方にＰx／２移動した状態（図７(ｄ)の状態）の各状態において、撮像素子４２の受光面４２ａ（各受光画素４２ｂ）に形成されたウエハ１０の像の画像信号を生成して画像処理検査部４５に出力し、画像処理検査部４５でこれら４つの画像を合成してウエハ１０の画像を生成する。
【００３４】
このように画素ずらしを行うことにより、実質的に受光画素数が４倍に増えたことに近い効果をえることができる。また、受光画素４２ｂ間の隙間（不感帯）に異常（傷や異物、パターン不良等）がある場合にも検出が可能となる。なお、上述の画素ずらしでは４画像の合成としているが、Ｐx／３およびＰy／３ずつ移動させて９画像を合成するようにすれば、さらに解像度が向上することは言うまでもない。また、上述の画素ずらしでは、撮像レンズ４１および／もしくは撮像素子４２を検査光軸Ａdに対して略垂直な面内で移動させるとしているが、上述のシャインプルーフの条件を満たす面内で移動させるほうが原理的には理想である。しかしながら、現実的には画素ずらしの移動量は撮像素子４２の全体の大きさに比べればはるかに小さいため、検査光軸Ａdと略垂直な面内での移動で十分である。
【００３５】
画像処理検査部４５でウエハ１０の画像が生成されると、この画像に基づいてウエハ１０の検査面１０ａにおける異常（欠陥等）の有無を検査する（ステップＳ１０８）。このとき、検査面１０ａのパターン１１内の周期構造の形状（例えば、ラインとスペースの比やテーパー度、エッジラフネス等）に異常があれば受光している回折光（０次回折光すなわち正反射光を含む）の強度が変化する。そのため、データベース部４６に予め記憶されている良品ウエハ（パターン）の画像データと比較することで、ウエハ１０の検査面１０ａにおける異常の有無を検査することができる。この検査結果およびそのときのウエハ１０の画像は画像表示装置４７で表示される。
【００３６】
以上のように構成された表面検査装置１およびこの表面検査装置１を用いた表面検査方法によれば、ウエハ１０の傾斜角θに応じて、シャインプルーフの条件を満たすように撮像レンズ４１および撮像素子４２の少なくともいずれか一方を傾動させる。また、照明光の波長に応じて、ウエハ１０と撮像素子４２が受光側凹面鏡３１と撮像レンズ４１を介して互いに共役な関係を保つように、撮像レンズ４１および撮像素子４２の少なくともいずれか一方を移動させる。そのため、被検物の全面でフォーカスが合い、さらに被検物の全面が撮像素子と共役となるため、高精度な表面検査が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【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】上記表面検査装置における光源装置の構成を示す図である。
【図３】シャインプルーフの条件を満たした状態を示した図であり、(ａ)は撮像素子を傾動させた状態を示した図であり、（ｂ）は撮像レンズを傾動させた状態を示した図である。
【図４】半導体ウエハの検査面の平面図である。
【図５】本発明に係る表面検査方法を示すフローチャートである。
【図６】撮像素子の受光面の平面図である。
【図７】撮像素子の画素ずらしについて説明する図である。
【符号の説明】
【００３８】
１    表面検査装置                        ５    ホルダ（支持部）
１０  ウエハ（被検物）                    ２０  照明光学系（照明部）
４０  撮像装置（受光部）                  ４１  撮像レンズ（結像光学系）
４２  撮像素子                            ４５  画像処理検査部（検査部）
５１  シャインプルーフ条件制御部          ５２  フォーカス制御部
５３  解像度制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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