(57)【要約】【課題】照明光の光軸の補正精度を向上させることができる検査装置を提供する。【解決手段】光源１２１と、被照体１１５に照射された照明光１０１の照射点Ｐ２を撮像する撮像素子１７２と、ズーム光学系１２４と、光軸調整光学系１２３と、撮像素子１７２の出力像Ｇ２上の照射点Ｐ２の重心Ｃを解析する解析装置２１ａと、照射点の基準重心位置Ｃｓを記憶した記憶装置３０ａと、基準重心位置Ｃｓを目標に照射点Ｐ２の重心Ｃを移動させる補正値を演算する補正値演算装置５１ａと、その補正値に従って光軸調整光学系１２３を制御する補正装置４４ａと、基準重心位置Ｃｓを含む目標領域Ｎに重心Ｃがあるときにズーム光学系１２４を制御して照射点Ｐ２を拡大し、重心Ｃが目標領域Ｎから外れた場合には照射点Ｐ２の位置調整を再度指示し、目標領域Ｎに止まっている場合には補正完了と判断する適否判定装置５２ｂとを備えたことを特徴とする。【選択図】  図４
2014066625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光を出射する光源と、
試料を載せるステージ装置と、
前記試料からの散乱光を検出する検出光学系と、
この検出光学系の検出結果を基に前記試料の欠陥を検査する検査処理系と、
前記ステージ装置上の被照体に照射された前記照明光の照射点を撮像する照射点撮像素子と、
前記照明光の倍率を変更するズーム光学系と、
前記照明光の光軸を調整する光軸調整光学系と、
前記照射点撮像素子の出力像上の前記照射点の重心を解析する照射点解析装置と、
前記照射点撮像素子の出力像上の前記照射点の基準重心位置を記憶した照射点基準重心記憶装置と、
前記照射点の基準重心位置に重心が近付くように前記照射点を移動させるための補正値を演算する照射点補正値演算装置と、
前記照射点補正値演算装置が演算した補正値に従って前記光軸調整光学系を制御する照射点補正装置と、
前記照射点の基準重心位置を含む目標領域に前記照射点の重心がある場合に前記ズーム光学系を制御して前記照射点を拡大し、拡大した照射点の重心が前記目標領域から外れたときには、前記照射点解析装置、前記照射点補正値演算装置、及び前記照射点補正装置に処理の再実行を指示し、依然として前記目標領域にあるときには、補正完了と判断する照射点適否判定装置と
を備えたことを特徴とする検査装置。
【請求項２】
請求項１の検査装置において、
前記照明光の光路上に設けたハーフミラーと、
このハーフミラーに投射された前記照明光の透過点を撮像する透過点撮像素子と、
前記透過点撮像素子の出力像上の前記透過点の重心を解析する透過点解析装置と、
前記透過点撮像素子の出力像上の前記透過点の基準重心位置を記憶した透過点基準重心記憶装置と、
前記透過点の基準重心位置に重心が近付くように前記透過点を移動させるための補正値を演算する透過点補正値演算装置と、
前記透過点補正値演算装置が演算した補正値に従って前記光軸調整光学系を制御する透過点補正装置と、
前記透過点の基準重心位置を含む目標領域外に前記透過点の重心がある場合には、前記透過点解析装置、前記透過点補正値演算装置、及び前記透過点補正装置に処理の実行を指示し、前記目標領域にある場合には、補正完了と判断する透過点適否判定装置と
を備えたことを特徴とする検査装置。
【請求項３】
請求項２の検査装置において、前記照射点及び前記透過点の補正を同時に実行させる補正演算装置を備えたことを特徴とする検査装置。
【請求項４】
請求項１の検査装置において、
前記被照体に対して前記照明光を垂直に導く垂直照明光学系と、
前記被照体に対して前記照明光を斜めに導く斜方照明光学系と、
垂直照明光路及び斜方照明光路のいずれかに光路を切り換える光路切換装置と、
前記照射点補正値演算装置、前記照射点補正装置、及び前記照射点適否判定装置に対し、垂直照明時に処理を実行した後、斜方照明時に処理を実行するように指示する手順制御装置と
を備えたことを特徴とする検査装置。
【請求項５】
請求項４の検査装置において、
前記光軸調整光学系は、前記照明光の光軸の角度をそれぞれ調整する光源側チルト装置及び照射点側チルト装置を含み、
前記照射点補正値演算装置は、前記垂直照明時には、前記光源側チルト装置及び前記照射点側チルト装置に対する指令値を演算し、前記斜方照明時には、前記光源側チルト装置を固定した状態で前記照射点側チルト装置に対する指令値を演算する
ことを特徴とする検査装置。
【請求項６】
請求項３の検査装置において、
前記被照体に対して前記照明光を垂直に導く垂直照明光学系と、
前記被照体に対して前記照明光を斜めに導く斜方照明光学系と、
垂直照明光路及び斜方照明光路のいずれかに光路を切り換える光路切換装置と、
前記照射点補正値演算装置、前記照射点補正装置、前記照射点適否判定装置、前記透過点補正値演算装置、前記透過点補正装置、及び前記透過点適否判定装置に対し、垂直照明時に処理を実行した後、斜方照明時に処理を実行するように指示する手順制御装置と
を備えたことを特徴とする検査装置。
【請求項７】
請求項６の検査装置において、
前記光軸調整光学系は、前記照明光の光軸の角度をそれぞれ調整する光源側チルト装置及び照射点側チルト装置、並びに前記照明光の光軸をそれぞれ平行移動させる光源側シフト装置及び照射点側シフト装置を含み、
前記透過点補正値演算装置は、前記垂直照明時、前記斜方照明時とも、前記光源側シフト装置及び前記照射点側チルト装置に対する指令値を演算し、
前記照射点補正値演算装置は、前記垂直照明時には、前記光源側チルト装置及び前記照射点側チルト装置に対する指令値を演算する一方で、前記斜方照明時には、前記光源側チルト装置を固定した状態で前記照射点側チルト装置に対する指令値を演算する
ことを特徴とする検査装置。
【請求項８】
請求項１の検査装置において、前記ステージ装置に前記被照体を設けたことを特徴とする検査装置。
【請求項９】
請求項１の検査装置において、前記目標領域を含む低速領域に前記照射点の重心があるとき、前記照射点の移動速度を低速に切り換える速度切換装置を備えたことを特徴とする検査装置。
【請求項１０】
請求項１の検査装置において、前記光軸調整光学系に設定の指令値を出力し、前記照射点の移動前後の位置関係を基に、前記照射点の単位移動距離当たりの基準指令値を演算する基準指令値演算装置を備えたことを特徴とする検査装置。
【請求項１１】
請求項１の検査装置において、
前記試料の欠陥検査の実行を入力指示する入力装置と、
この入力装置からの信号を基に、前記欠陥検査の実行に先行して、前記照射点補正値演算装置、前記照射点補正装置、及び前記照射点適否判定装置による前記照射点の位置補正の実行を指示する光軸補正指示装置と
を備えたことを特徴とする検査装置。
【請求項１２】
請求項１の検査装置において、前記指令値演算装置、前記光学系制御装置、及び前記適否判定装置による前記照射点の位置補正の実行を入力指示する入力装置を備えたことを特徴とする検査装置。
【請求項１３】
光軸が調整された照明光をステージ装置上の被照体に照射した照射点の重心を基準重心位置として予め取得しておき、
前記被照体に照射された照明光の照射点を撮像し、
撮影画像上の前記照射点の重心を解析し、
前記照射点の基準重心位置に重心が近付くように前記照射点を移動させ、
前記基準重心位置を含む目標領域に前記照射点の重心がある場合に前記照射点を拡大し、前記照射点の重心が前記目標領域から外れたときには、前記照射点の位置を再度補正し、依然として前記目標領域にあるときには、補正完了と判断する
ことを特徴とする照明光学系の調整方法。
【請求項１４】
請求項１３の照明光学系の調整方法において、
光軸が調整された照明光を光路上に設けたハーフミラー上に投射した透過点の重心を基準重心位置として予め取得しておき、
前記ハーフミラーに投射された透過点を撮像し、
撮影画像上の前記透過点の重心を解析し、
前記透過点の基準重心位置に重心が近付くように前記透過点を移動させ、
前記透過点の基準重心位置を含む目標領域外に前記透過点の重心がある場合には前記透過点の位置を再度補正し、前記目標領域にある場合には補正完了と判断する
ことを特徴とする照明光学系の調整方法。
【請求項１５】
請求項１４の照明光学系の調整方法において、前記照射点及び前記透過点の補正を同時に実行することを特徴とする照明光学系の調整方法。
【請求項１６】
請求項１３の照明光学系の調整方法において、垂直照明時に前記照射点の位置を補正した後、斜方照明時に前記照射点の位置を補正することを特徴とする照明光学系の調整方法。
【請求項１７】
請求項１６の照明光学系の調整方法において、前記垂直照明時には、前記照射点をＸＹ軸方向に移動させ、前記斜方照明時には、前記照射点をＹ軸方向に移動させることを特徴とする照明光学系の調整方法。
【請求項１８】
請求項１４の照明光学系の調整方法において、垂直照明時に前記透過点及び前記照射点の位置を補正した後、斜方照明時に前記透過点及び前記照射点の位置を補正することを特徴とする照明光学系の調整方法。
【請求項１９】
請求項１８の照明光学系の調整方法において、前記垂直照明時には、前記透過点及び前記照射点をともにＸＹ軸方向に移動させ、前記斜方照明時には、前記透過点をＸＹ軸方向に移動させる一方で、前記照射点はＹ軸方向にのみ移動させることを特徴とする照明光学系の調整方法。
【請求項２０】
請求項１３の照明光学系の調整方法において、前記目標領域を含む低速領域に前記照射点の重心があるとき、前記照射点の移動速度を低速に切り換えることを特徴とする照明光学系の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体デバイスの製造工程で半導体ウエハ表面の異物等の欠陥を検査する検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程において、試料（ベアウエハ等）の表面の異物や傷等の欠陥を検査する検査装置の担う役割は大きい。この種の検査装置には、ステージ装置に試料を載せ、試料を照明して回転等させつつ試料表面で発生する散乱光を検出して欠陥を検出する光学式のものがある（特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２５２８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光学式の検査装置では、光源の温度特性に伴って照明光の光軸がずれる場合がある。光軸のずれは光路上の各種光学素子によって拡大し、欠陥の検出座標の精度や検査感度を低下させ得る。したがって、光軸のずれを円滑に補正する手段が求められる。
【０００５】
上記特許文献１の装置では、照明光のスポット位置をモデルに従って粗調整した後、最少量の補正を繰り返して微調整することで光軸のずれを補正している。しかし、このような補正方式が最適であるとは必ずしも言い切れず、より高精度で実用的な補正方式を検討する余地がある。
【０００６】
本発明はこうした事情に鑑みなされたものであり、照明光の光軸の補正精度を向上させることができる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】
上記目的を達成するために、本発明は、光軸が調整された照明光をステージ装置上の被照体に照射した照射点の重心を基準重心位置として予め取得しておき、前記被照体に照射された照明光の照射点を撮像し、撮影画像上の前記照射点の重心を解析し、前記照射点の基準重心位置に重心が近付くように前記照射点を移動させ、前記基準重心位置を含む目標領域に前記照射点の重心がある場合に前記照射点を拡大し、前記照射点の重心が前記目標領域から外れたときには、前記照射点の位置を再度補正し、依然として前記目標領域にあるときには、補正完了と判断する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、照明光の光軸の補正精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る検査装置の概略図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る検査装置に備えられた光軸調整光学系を主として照明光学系の一部を表した概略図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る検査装置に備えられた制御装置の機能ブロック図である。
【図４】照明光の照射点の補正アルゴリズムの説明図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る検査装置に備えられた制御装置による垂直照明時における照明光学系の補正手順を表すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施の形態に係る検査装置に備えられた制御装置による斜方照明時における照明光学系の補正手順を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【００１１】
１．検査装置
図１は本発明の一実施の形態に係る検査装置の概略図である。
【００１２】
同図に示した検査装置は、ベアウエハ等の試料（図示せず）を回転及び移動させる搬送系１１０と、試料に照明光１０１を照明する照射光学系１２０と、試料からの散乱光１０２を検出する検出光学系１３０と、検出光学系１３０の検出結果を基に試料の欠陥を検査する検査処理系１４０と、検査装置を制御する制御装置１５０と、各種情報を入出力する入出力系１６０とを備える。
【００１３】
（１）搬送系１１０
搬送系１１０は、試料を載せるステージ装置１１１と、ステージ装置１１１を制御するステージ制御装置１１２とを備えている。ステージ装置１１１は、試料を載せる試料台１１３と、試料台１１３を回転及び移動させるＸＺθステージ１１４とを含んでいる。ＸＺθステージ１１４は、特に図示していないが、中心軸周り（θ方向）に回転する回転ステージ、水平方向（Ｘ軸方向）に移動するＸステージ、及び高さ方向（Ｚ軸方向）に移動するＺステージを含む。但し、ＸＺθステージ１１４はＸＹＺθステージに代えても良い。本実施の形態において、試料台１１３には照明光学系１２０の光軸調整に用いる被照体１１５が設けられている。被照体１１５は、試料台１１３の上面の外周部に環状に設けられていて、その上面が反射コーティングされた反射面となっている。反射面は、試料台１１３に載せた試料の検査面と同じレベルにすることが望ましい。
【００１４】
（２）検出光学系１３０
検出光学系１３０は、散乱光１０２を検出する検出器１３１と、検出器１３１の検出信号を増幅する増幅器１３２と、検出信号を数値化するＡ／Ｄ変換機１３３とを備えている。検出器１３１には、例えば光電子増倍管を用いることができる。また、散乱光１０２を検出器１３１へ導く集光レンズ等の光学素子を検出光学系１３０に含める場合もある。
【００１５】
（３）検査処理系１４０
検査処理系１４０は、検出光学系１３０の検出信号を設定値と比較して欠陥を判定する欠陥判定装置１４１と、欠陥と判定した検出信号の位置情報や大きさから試料上の欠陥の位置や大きさ等を分類する欠陥分類装置１４２とを備えている。
【００１６】
（４）入出力系１６０
入出力系１６０は、検査結果や欠陥の情報、後述する撮像素子１７１，１７２の出力像等を表示する表示装置１６１と、検査条件等を入力する入力装置１６２とを含む。表示装置１６１には、例えば液晶モニタやＣＲＴモニタを用いることができる。入力装置１６２にはキーボードやマウスの他、タッチパネルを用いることもできる。タッチパネルとした場合には、表示装置１６１が入力装置１６２を兼ね得る。
【００１７】
（５）照射光学系１２０
照射光学系１２０は、照明光１０１を出射する光源１２１と、光量調整光学系１２２と、光軸調整光学系１２３と、ズーム光学系１２４と、垂直照明光学系１２５と、斜方照明光学系１２６と、光路切換ミラー１２７とを備えている。
【００１８】
光量調整光学系１２２は、照明光１０１の光量（明るさ）を調整する光学系であり、λ／２波長板と偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）とで構成されたアテネータ等を用いることができる。
【００１９】
ズーム光学系１２４は、照明光１０１の倍率を変更する光学系であり、ビームエキスパンダ等を用いることができる。
【００２０】
垂直照明光学系１２５は、被照体１１５の反射面や試料の検査面に対して照明光１０１を垂直（法線方向）に導く光学系であり、集光レンズ１２５ａを含んでいる。
【００２１】
斜方照明光学系１２６は、被照体１１５の反射面や試料の検査面に対して照明光１０１を斜め（被照体１１５の反射面の法線に対して傾斜した方向）に導く光学系であり、ミラー１２６ａ，１２６ｂ、細線化照明光学系１２６ｃ、及び集光レンズ１２６ｄを含んでいる。
【００２２】
光路切換ミラー１２７は、垂直照明光学系１２５による垂直照明及び斜方照明光学系１２６による斜方照明のいずれかに照明光１０１の光路を切り換える光路切換装置の構成要素である。この光路切換ミラー１２７は駆動装置（不図示）によって進退し、照明光１０１の光路に干渉する場合には照明光１０１が垂直照明光学系１２５に導かれ、照明光１０１の光路から退避している場合には照明光１０１が斜方照明光学系１２６に導かれる。
【００２３】
（６）光軸観察装置
ここで、光軸調整光学系１２３にはＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子（透過点撮像素子）１７１が設置されている。光軸調整光学系１２３を通過する照明光１０１の一部は透過点撮像素子１７１に入射する。すなわち、光軸調整光学系１２３を構成するハーフミラー１２３ｃ（図２）に照射された照明光１０１のスポット（本願明細書では「透過点」と称する）が定点で撮像できる構成である。また、垂直照明光学系１２５の光路上にはハーフミラー１７３が設けられていて、被照体１１５で反射した反射光１０３が集光レンズ１２５ａを通ってハーフミラー１７３で反射し、撮像素子（照射点撮像素子）１７２に入射する。すなわち、被照体１１５上に投射された照明光１０１のスポット（本願明細書では「照射点」と称する）が定点で撮像できる構成である。照射点撮像素子１７２には、透過点撮像素子１７１と同様のものを用いることができる。
【００２４】
２．光軸調整光学系
図２は光軸調整光学系１２３を主として照明光学系１２０の一部を表した概略図である。既に説明したものには同図において既出図面と同符号を付して説明を省略する。
【００２５】
光軸調整光学系１２３は、照明光１０１の光軸を調整する光学系であり、ミラー１２３ａ，１２３ｂとハーフミラー１２３ｃとを備えている。ミラー１２３ａ，１２３ｂとハーフミラー１２３ｃは、ズーム光学系１２４や光量調整光学系１２２とともに、照明光１０１の光路上における光路切換ミラー１２７よりも光源１２１側に設置されていて、垂直照明光学系１２５及び斜方照明光学系１２６の双方の光路の光軸調整に寄与する。
【００２６】
光源側のミラー１２３ａには、このミラー１２３ａの傾斜角を変更する光源側チルト装置、及びミラー１２３ａに対して入射又は反射する照明光１０１の進行方向にこのミラー１２３ａを移動させる光源側シフト装置が連結されている。一方、照射点側のミラー１２３ｂには、このミラー１２３ｂの傾斜角を変更する照射点側チルト装置、及びミラー１２３ｂに対して入射又は反射する照明光１０１の進行方向にこのミラー１２３ｂを移動させる照射点側シフト装置が連結されている。チルト装置にはモータ、シフト装置には一方向に移動するステージをそれぞれ用いることができる。
【００２７】
また、光源側チルト装置及び照射点側チルト装置は照明光１０１の光軸の角度を調整する役割を果たす。図２に示したように、光源側のミラー１２３ａのチルト動作Ｔ１は主として照射点撮像素子１７２の出力像Ｇ２上の照射点Ｐ２のＸ軸方向への補正に寄与し、照射点側のミラー１２３ｂのチルト動作Ｔ２は主として同照射点Ｐ２のＹ軸方向への補正に寄与する。一方、光源側シフト装置及び照射点側シフト装置は照明光１０１の光軸を平行移動させる役割を果たす。同図に示したように、光源側のミラー１２３ａのシフト動作Ｓ１は主として透過点撮像素子１７１の出力像Ｇ１上の透過点Ｐ１のＸ軸方向への補正に寄与し、照射点側のミラー１２３ｂのシフト動作Ｓ２は主として同透過点Ｐ１のＹ軸方向への補正に寄与する。
【００２８】
３．制御装置
図３は上記制御装置１５０の機能ブロック図である。既に説明したものには同図において既出図面と同符号を付して説明を省略する。
【００２９】
制御装置１５０は、前述した入出力系１６０、透過点撮像素子１７１、及び照射点撮像素子１７２の他、ハード制御装置１８０と接続されていて、それらとの間で各種情報を授受する。ハード制御装置１８０とは、照射光学系１２０やステージ装置１１１等のメカを制御するユニットを総称したものである。このハード制御装置１８０には、前述したステージ制御装置１１２の他、照射光学系１２０の光軸調整光学系１２３及びズーム光学系１２４を制御する光学系制御装置１８２、及び制御装置１５０との間で情報を入出力する入出力装置１８１が含まれる。入出力装置１８１には、大容量高速データ伝送が可能な入出力装置が含まれる。
【００３０】
制御装置１５０は、撮像素子１７１，１７２からの信号を処理して撮像素子１７１，１７２の各出力像の画像信号を生成する画像処理装置１０と、入出力装置１６０との間で情報を授受するＧＵＩ制御装置２０と、検査装置を制御する検査装置制御装置４０と、ＧＵＩ制御装置２０及び検査装置制御装置４０で共用する記憶装置３０と、ハード制御装置１８０に接続する入出力装置８０とを備えている。
【００３１】
（１）ＧＵＩ制御装置２０
ＧＵＩ制御装置２０は、
画像処理装置１０で生成された画像を解析する画像解析装置２１と、画像処理装置２１で解析した画像データを処理して入出力系１６０の表示装置１６１に表示信号を出力する表示処理装置２２と、入出力系１６０の入力装置１６２からの検査開始を指示する信号等を処理するＧＵＩイベント処理装置２３と、記憶装置３０に情報を出力する出力装置２４と、記憶装置３０から情報を読み出す入力装置２５とを備えている。
【００３２】
画像解析装置２１は、透過点解析装置２１ａ、及び照射点解析装置２１ｂを備えている。透過点解析装置２１ａは、透過点撮像素子１７１の出力像Ｇ１上の透過点Ｐ１の重心の位置を解析する装置である。照射点解析装置２１ｂは、照射点撮像素子１７２の出力像Ｇ２上の照射点Ｐ２の重心の位置を解析する装置である。両解析装置２１ａ，２１ｂは、それぞれ出力像Ｇ１，Ｇ２上の光強度の最も高い箇所を透過点Ｐ１及び照射点Ｐ２の重心として特定し、併せて、出力像Ｇ１，Ｇ２上における透過点Ｐ１及び照射点Ｐ２の重心座標を計算する。
【００３３】
（２）記憶装置３０
記憶装置３０は、透過点基準重心記憶装置３０ａ、及び照射点基準重心記憶装置３０ｂの他、各種情報を記憶する記憶装置（不図示）を備えている。透過点基準重心記憶装置３０ａは、透過点撮像素子１７１の出力像Ｇ１上の透過点Ｐ１の基準重心位置を記憶している。照射点基準重心記憶装置３０ｂは、照射点撮像素子１７２の出力像Ｇ２上の照射点Ｐ２の基準重心位置を記憶している。これら基準重心位置は、例えば初期状態のとき（製品出荷時等）に光源１２１から出た照明光１０１が各光学系の中心を通過するように照射光学系１２０を人為的に調整した際に撮像した透過点Ｐ１及び照射点Ｐ２の重心の座標データである。また、光軸補正に使用する設定データ等も記憶装置３０に記憶され、検査装置制御装置４０は、光軸補正時に記憶装置３０から必要データを読み込んで検査装置を制御する。
【００３４】
（３）検査装置制御装置４０
検査装置制御装置４０は、記憶装置３０から必要な情報を読み込む入力装置４１と、記憶装置３０に情報を出力する出力装置４２と、入力装置１６０からの指示に従ってステージ装置１１１を制御するステージ指令値演算装置４３と、照射光学系１２０の検査光１０１の光軸補正に関する指令値を演算する補正演算装置５０と、補正演算装置５０からの補正値に従って光学系御装置１８２に対する制御指示を出力する光軸補正装置４４とを備えている。
【００３５】
（ｉ）補正演算装置５０
補正演算装置５０は、垂直照明時及び斜方照明時の双方において、透過点Ｐ１及び照射点Ｐ２の補正を同時に実行させる。また、補正演算装置５０は、光軸調整光学系１２３への補正値を演算する補正値演算装置５１と、補正の適否を判定する光軸適否判定装置５２と、照射点Ｐ２の移動速度の切り換えを照射点補正値演算装置５１ｂに指示する速度切換装置５３と、透過点Ｐ１及び照射点Ｐ２の単位移動距離（例えば）当たりの基準指令値を演算する基準指令値演算装置５４と、光軸補正の自動実行を指示する光軸補正指示装置５５と、光軸補正を手順通りに逐次実行させる手順制御装置５６とを含んでいる。
【００３６】
・補正値演算装置５１
補正値演算装置５１は、透過点補正値演算装置５１ａ、及び照射点補正値演算装置５１ｂを含んでいる。透過点補正値演算装置５１ａは、透過点基準重心記憶装置３０ａから読み込んだ透過点の基準重心位置に重心が近付くように出力像Ｇ１上の透過点Ｐ１を移動させるための補正値を演算する。照射点補正値演算装置５１ｂは、照射点基準重心記憶装置３０ｂから読み込んだ照射点の基準重心位置に重心が近付くように出力像Ｇ２上の照射点Ｐ２を移動させるための補正値を演算する。具体的には、本実施の形態において、透過点補正値演算装置５１ａは、垂直照明時及び斜方照明時の双方とも、上記した光源側シフト装置及び照射点側チルト装置に対する指令値を演算する。また、照射点補正値演算装置５１ｂは、垂直照明時には、上記した光源側チルト装置及び照射点側チルト装置に対する指令値を演算する一方で、斜方照明時には、上記した光源側チルト装置を固定した状態で照射点側チルト装置に対する指令値を演算する。
【００３７】
・光軸適否判定装置５２
光軸適否判定装置５２は、透過点適否判定装置５２ａ、及び照射点適否判定装置５２ｂを含む。透過点適否判定装置５２ａは、透過点Ｐ１の重心Ｃが透過点の基準重心位置を含む目標領域（図４参考）外にある場合には、透過点解析装置２１ａ、透過点補正値演算装置５１ａ、及び透過点補正装置４４ａに処理の実行を指示し、目標領域に収まっている場合には、透過点Ｐ１の補正完了と判断する。照射点適否判定装置５２ｂは、照射点Ｐ２の基準重心位置Ｃｓ（図４参照）を含む目標領域Ｎ（図４参照）に照射点Ｐ２の重心Ｃがあるときにズーム光学系１２４を制御して照射点Ｐ２を拡大し、拡大した照射点Ｐ２の重心Ｃが目標領域Ｎ（図４参照）から外れた場合には、照射点解析装置２１ｂ、照射点補正値演算装置５１ｂ、及び照射点補正装置４４ｂに処理の再実行を指示し、拡大後も依然として重心Ｃが目標領域Ｎにある場合には、照射点Ｐ２の補正完了と判断する。
【００３８】
・速度切換装置５３
速度切換装置５３は、照射点Ｐ２の重心Ｃが目標領域Ｎ（図４参照）を含む低速領域Ｌ（図４参照）にあるとき、先に図４で説明したように補正値の演算方式を変更し照射点Ｐ２を低速で（設定の微小距離ずつ）移動させるように、照射点補正演算装置５１ｂに指示する。
【００３９】
・基準指令値演算装置５４
基準指令値演算装置５４は、透過点Ｐ１及び照射点Ｐ２を設定の距離及び方向に移動させる指令値を光軸調整光学系１２０に出力し、透過点Ｐ１及び照射点Ｐ２のそれぞれの移動前後の位置関係を基に、光軸調整光学系１２０に対する基準指令値を演算する。基準指令値とは、透過点Ｐ１及び照射点ＰをＸ方向及びＹ方向に単位移動距離（例えば１画素）だけ移動させるための指令値（パルス量）をいう。
【００４０】
・光軸補正指示装置５５
光軸補正指示装置５５は、入力装置１６０からの欠陥検査を指示する信号を基に、欠陥検査の実行に先行して、照射点補正値演算装置５１ｂ、照射点補正装置４４ｂ、及び照射点適否判定装置５２ｂによる照明光１０１の照射点Ｃの位置補正、並びに透過点補正値演算装置５１ａ、透過点補正装置４４ａ、及び透過点適否判定装置５２ａによる照明光１０１の透過点Ｃの位置補正の実行を指示する。
【００４１】
・手順制御装置５６
手順制御装置５６は、光軸補正に関する一連の手順を制御するものである。具体的には、手順制御装置５６は、照射点補正値演算装置５１ｂ、照射点補正装置４４ｂ、照射点適否判定装置５２ｂ、透過点補正値演算装置５１ａ、透過点補正装置４４ａ、及び透過点適否判定装置５２ａに対し、垂直照明時に各々の処理を実行した後、斜方照明時に各々の処理を逐次実行するように指示する。
【００４２】
（ii）光軸補正装置４４
光軸補正装置４４は光軸調整光学系１２０に対し動作指令を出力するものであり、透過点補正装置４４ａ及び照射点補正装置４４ｂを備えている。透過点補正装置４４ａは、透過点補正値演算装置５１ａの演算した補正値に従って光軸調整光学系１２０の光源側及び照射点側のシフト装置を制御する。照射点補正装置４４ｂは、照射点補正値演算装置５１ｂの演算した補正値に従って光軸調整光学系１２０の光源側及び照射点側のチルト装置を制御する。
【００４３】
（４）入出力装置８０
入出力装置８０は、制御装置１５０の周辺機器とのインターフェースであり、本実施の形態ではハード制御装置１８０の入出力装置１８１と接続されている。これら入出力装置８０，１７１を介して、補正演算装置５０とハード制御装置１８０との間で情報が授受される。入出力装置８０には、ＰＣＩやＶＭＥ等を用いることができる。
【００４４】
４．欠陥検査
垂直照明で試料の欠陥を検査する際、光路切換ミラー１２７が照明光１０１の光路上に位置していて、光源１２１から出た照明光１０１が、光量調整光学系１２２で出力調整され、光軸調整光学系１２３及びズーム光学系１２４を経由して光路切換ミラー１２７に入射する。光路切換ミラー１２７で反射した照明光１０１は、ハーフミラー１７３を透過して集光レンズ１２５ａで集光され、回転移動するステージ装置１１１上の試料に垂直に照射される。
【００４５】
一方、斜方照明で試料の欠陥を検査する際、光路切換ミラー１２７が照明光１０１の光路から退避していて、光量調整光学系１２２、光軸調整光学系１２３及びズーム光学系１２４を経由した光源１２１からの照明光１０１が、ミラー１２６ａ，１２６ｂで反射して細線化照明光学系１２６ｃで細線化され、集光レンズ１２６ｄで集光されて試料に斜めに照射される。
【００４６】
照明光１０１の照射により試料表面の欠陥で発生した散乱光１０２は検出器１３１で検出され、増幅器１３２及びＡ／Ｄ変換機１３３で増幅及びデジタル信号化されて欠陥判定装置１４１に出力される。欠陥判定装置１４１では、光強度が設定値を超える散乱光検出信号が欠陥信号と判定され、欠陥分類装置１４２に出力される。欠陥分類装置１４２では、欠陥信号と同期するステージ装置１１１の動作指令値から試料上の欠陥の位置情報を演算し、また欠陥信号の信号強度等から欠陥の大きさ等の特徴量を分類し、これら欠陥情報を制御装置１５０に出力する。制御装置１５０に入力された欠陥情報は例えば記憶装置３０に記憶され、表示装置１６１等に表示出力することができる。
【００４７】
前述したように、欠陥の位置情報は散乱光１０２の検出とステージ装置１１１に対する動作指令値との同期により算出されるため、光軸のずれによって試料上における照明光１０１の照射点（スポット）が基準からずれていれば、それだけ欠陥の検出座標の精度や検査感度を低下させ得る。そこで、本実施の形態では、欠陥検査の指示があった場合には、検査に先行して次のような光軸補正を自動的に実行する。
【００４８】
５．光軸補正
（１）概要
図４は照明光の照射点Ｐ２の補正アルゴリズムの説明図である。既に説明したものには同図において既出図面と同符号を付して説明を省略する。
【００４９】
図４は照射点撮像素子１７２の出力像Ｇ２の中央部付近を表しており、同図では照射点の基準重心位置ＣｓがＸＹ座標の原点に一致している場合を例示している。また、基準重心位置Ｃｓを中心にした半径をＲとして、Ｒ≦Ｒ１の領域を目標領域Ｎ、Ｒ≦Ｒ２の領域を確認領域Ｍ、Ｒ≦Ｒ４の領域を低速領域Ｌ、Ｒ＞Ｒ４の領域を粗補正領域Ｋとする。また、本実施の形態では、低速領域Ｌのうち、特にＸ座標及びＹ座標のいずれかの絶対値がＲ３以下の領域を微速領域Ｌ’として区別している。なお、基準重心位置Ｃｓの座標やＲ１−Ｒ４（Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ３＜Ｒ４）のデータは記憶装置３０に予め記憶されている。
【００５０】
・粗補正領域Ｋ
粗補正領域Ｋは、照射点Ｐ２の重心Ｃがこの領域に入っていれば照射点Ｐ２の移動速度を高速に設定する領域である。前述した基準指令値演算装置５４は、光軸補正の始めに、予め設定された条件で照射点Ｐ２を移動させ、移動前後の照射点Ｐ２の重心Ｃ（図４ではＣ０，Ｃ１）の画素差とチルト動作Ｔ１，Ｔ２を指示した指令信号のパルス量から、ＸＹ方向１画素当たりのパルス量（基準指令値）を自動計算する。照射点Ｐ２の重心Ｃが粗補正領域Ｋにある場合、そこを起点とする補正動作は、基準指令値を基に演算された補正値で実行される。
【００５１】
粗補正領域Ｋにおける基準指令値の設定の具体例を説明する。前述した通り、光源側チルト装置によるチルト動作Ｔ１（図２参照）で照射点Ｐ２がＸ軸方向に移動し（図２及び図４参照）、照射点側チルト装置によるチルト動作Ｔ２（図２参照）で照射点Ｐ２がＹ軸方向に移動する（図２及び図４参照）。補正開始前の照射点Ｐ２０の重心Ｃ０が図４のように座標（ｘ０，ｙ０）に位置しているとする。光源側チルト装置及び照射点側チルト装置を設定パルス量（Ｔ１ｓ，Ｔ２ｓ）だけ駆動させた結果、照射点Ｐ２０が照射点Ｐ２１に移動したとする。照射点Ｐ２１の重心Ｃ１は座標（ｘ１，ｙ１）とする。
【００５２】
この場合、Ｘ方向１画素当たりのチルト動作Ｔ１のパルス量Ｔ１ｐ（＞２パルス）、及びＹ方向１画素当たりのチルト動作Ｔ２のパルス量Ｔ２ｐ（＞２パルス）を基準指令値として演算する。Ｔ１ｐ，Ｔ２ｐはそれぞれ次のように求められる。
Ｔ１ｐ＝｜Ｔ１ｓ／（ｘ１−ｘ０）｜
Ｔ２ｐ＝｜Ｔ２ｓ／（ｙ１−ｙ０）｜
従って、基準重心位置Ｃｓを目標として照射点Ｐ２１の重心Ｃ１（ｘ１，ｙ１）を移動させるための補正値Ｔ１１，Ｔ２１は、次の通りである。
Ｔ１１＝Ｔ１ｐ×（−ｘ１）
Ｔ２１＝Ｔ２ｐ×（−ｙ１）
となる。
【００５３】
・低速領域Ｌ
低速領域Ｌは、照射点Ｐ２の重心Ｃがこの領域に入っていれば照射点Ｐ２の移動速度を低速に設定する領域である。微速領域Ｌ’は、低速領域Ｌの中でも特に照射点Ｐ２の移動速度を低く設定する領域であり、当該領域における照射点Ｐ２の移動速度は、他の低速領域Ｌ（Ｒ３≦Ｒ＜Ｒ４の領域）に比べて更に遅い。低速領域Ｌ内では、基準重心位置Ｃｓとの位置関係により決まるＸＹ成分が決まる設定の微小移動を繰り返し実行し、基準重心位置Ｃｓに重心Ｃが近付くように照射点Ｐ２を移動させる。基準重心位置Ｃｓに近付くにつれ、１画素当たりのチルト移動パルス量が変化するため、基準重心位置Ｃｓ付近におけるハンチング防止と位置精度向上のために、微速領域Ｌ’を含む低速領域Ｌを設けている。
【００５４】
本実施の形態においては、例えば図４の照射点Ｐ２２のように重心Ｃが低速領域Ｌにある場合、照射点Ｐ２の重心Ｃと基準重心位置ＣｓとのＸ方向距離がＲ３より大きい場合にはチルト動作Ｔ１を２パルス、Ｒ３以下の場合にはチルト動作Ｔ１を１パルスに設定し、照射点Ｐ２の重心Ｃと基準重心位置ＣｓとのＹ方向距離がＲ３より大きい場合にはチルト動作Ｔ２を２パルス、Ｒ３以下の場合にはチルト動作Ｔ２を１パルスに設定することとする。
【００５５】
したがって、低速領域Ｌで微速領域Ｌ’の外に重心Ｃがある場合、重心Ｃは基準重心位置Ｃｓに向かってＸＹ方向ともに２パルスずつ移動することとなり、低速領域Ｌの外部から基準重心位置Ｃｓを目標に移動する場合に比べて移動速度が遅くなる。微速領域Ｌ’に重心Ｃがある場合、ＸＹ方向の移動量の少なくとも一方が１パルスに落ち、更に低速となる。特に重心ＣのＸＹ座標の絶対値がいずれもＲ３より小さい領域では、重心Ｃは基準重心位置Ｃｓに向かってＸＹ方向ともに１パルスずつ移動することとなる。
【００５６】
・確認領域Ｍ
確認領域Ｍは、照射点Ｐ２の重心Ｃがこの領域に入っていればズーム光学系１２４を制御して光幅を拡大し、拡大前後で重心Ｃが設定以上にずれていないかを確認しつつ、低速領域Ｌと同様に低速で（設定のパルスだけ）重心Ｃを基準重心位置Ｃｓに向けて移動させる領域である。但し、この領域中、目標領域Ｎに重心Ｃが収まっている場合には、目標領域Ｎのルールが適用され、拡大後も重心Ｃが目標領域Ｎに収まっているとき、更なる照射点Ｐ２の補正は実行されず、照射点Ｐ２の補正は一応完了する。
【００５７】
図４では、照射点Ｐ２３が確認領域Ｍに入っている。この場合、チルト動作Ｔ１，Ｔ２を実行せずにズーム光学系１２４を制御して照明光１０１の光幅を拡大する。照明光１０１の光幅を拡大した結果（照射点Ｐ２３’）、同図の例では重心はＣ３（ｘ３’，ｙ３’）からＣ３’（ｘ３’，ｙ３’）にずれ、拡大後の重心Ｃ３’（ｘ３’，ｙ３’）を起点として低速領域Ｌと同じく微速補正して重心Ｃを更に重心Ｃ４（ｘ４，ｙ４）に移動させている。
【００５８】
・目標領域Ｎ
目標領域Ｎは、ズーム光学系１２４による拡大の前後で照射点Ｐ２の重心Ｃがこの領域に収まっていれば光軸補正完了と判断する領域である。すなわち、確認領域Ｍに入って設定の微小補正を繰り返すうちに光幅の拡大の前後とも重心Ｃが目標領域Ｎに収まるようになれば、補正完了となる。例えば、図４において、照射点Ｐ２４は目標領域Ｎ内にあるが、この照射点Ｐ２４を拡大した場合に、拡大後の照射点Ｐ２４の重心が目標領域Ｎを外れなければ、照射点Ｐ２の位置補正は完了する。
【００５９】
（２）補正手順
制御装置１５０による光軸補正の手順を説明する。
【００６０】
制御装置１５０は垂直照明時に基準重心位置を目標にして透過点Ｐ１及び照射点Ｐ２をそれぞれ補正し、その後斜方照明に切り換え、基準重心位置を目標にして透過点Ｐ１及び照射点Ｐ２をそれぞれ補正する。
【００６１】
図５は制御装置１５０による垂直照明時における照明光学系１２０の補正手順を表すフローチャートである。
【００６２】
・ステップＳ１０１
例えば入力装置１６２を介して試料の検査の指示が入力されてその情報が記憶装置３０に格納されたら、その情報が制御装置１５０に読み込まれ、光軸補正指示装置５５の指示によって光軸補正がスタートする。光軸補正指示装置５５の指示があると、ステージ指令値演算装置４３によりステージ装置１１１の動作を指示する指令信号が出力され、この指令信号に従ってステージ制御装置１１２によってステージ装置１１１が制御され、被照体１１５が照明光１０１のスポット上にくるようにステージ装置１１１が移動する。また、補正演算装置５０により照明光学系１２０の動作を指示する指令信号が出力され、この指令信号に従って光学系制御装置１８２によって照明光学系１２０が制御され、光路切換ミラー１２７が照明光１０１の光路上に配置されて垂直照明光学系１２５を経由する垂直照明光路に照明光路が切り換わる。
【００６３】
・ステップＳ１０２
このステップでは、先に図４で説明したような基準指令値（上記パルス量Ｔ１ｐ，Ｔ２ｐ）の演算動作が基準指令値演算装置５４により実行され、取得された基準指令値が記憶装置３０に記憶される。透過光撮像素子１７１の出力像Ｇ１についても同様の処理を実行し、Ｘ方向１画素当たりのシフト動作Ｓ１の指令値、及びＹ方向１画素当たりのシフト動作Ｓ２の指令値を基準指令値として演算し、記憶装置３０に記憶する。
【００６４】
・ステップＳ１０３
このステップでは、透過点基準重心記憶装置３０ａ及び照射点基準重心記憶装置３０ｂから透過点Ｐ１及び照射点Ｐ２の基準重心位置の情報が補正演算装置５０に読み込まれる。この後、制御装置１５０は手順をステップＳ１１１，Ｓ１２１に移し、ステップＳ１１１−Ｓ１１５の透過点Ｐ１の補正手順、及びステップＳ１２１−１３３の照射点Ｐ２の補正手順を同時に実行する。
【００６５】
・ステップＳ１１１
このステップにおいて、制御装置１５０は、透過点撮像素子１７１の出力像Ｇ１上の透過点Ｐ１の重心Ｃの座標、及び重心Ｃと基準重心位置Ｃｓとの距離（ずれ量）を透過点解析装置２１ａで解析し、これら情報を記憶装置３０に記憶する。
【００６６】
・ステップＳ１１２
このステップにおいて、制御装置１５０は、透過点適否判定装置５２ａにより、出力像Ｇ１上における透過点Ｐ１の重心Ｃが、記憶装置３０から読み出した目標領域内にあるか否かを判定する。ここで言う目標領域とは、図４で説明した照射点Ｐ２についての目標領域Ｎと同様のものであっても良いし、照射点Ｐ２についての目標領域Ｎとは別に設定した領域であっても良い。透過点Ｐ１の重心Ｃが目標領域から外れている場合、制御装置１５０は手順をステップＳ１１３に移し、目標領域に収まっている場合には手順をステップＳ１１５に移す。
【００６７】
・ステップＳ１１３，Ｓ１１４
これらのステップにおいて、制御装置１５０は、透過点補正値演算装置５１ａにより、基準重心位置Ｃｓを目標にして透過点Ｐ１の重心を移動させる補正値を演算する（ステップＳ１１３）。すると、この補正値を基に透過点補正装置４４ａから出力された指令信号に従って、光学系制御装置１８２によって光軸調整光学系１２０が制御され、補正値に従ったシフト動作Ｓ１，Ｓ２がなされて透過点Ｐ１が移動する。なお、ステップ１１３では、ステップＳ１０２で演算された基準指令値に基準重心位置ＣｓまでのＸＹ方向の画素数をそれぞれ乗じた値が補正値として演算される。ステップＳ１１４の処理を実行したら、制御装置１５０は手順をステップＳ１１１に戻す。
【００６８】
・ステップＳ１１５
上記ステップＳ１１１−Ｓ１１４を適宜実行した結果、透過点Ｐ１の重心Ｃが目標領域に収まったら、制御装置１５０は、透過点Ｐ１の補正は一応完了したものと判断してステップＳ１１５に手順を移し、照射点撮像素子１７２の出力像Ｇ２上の照射点Ｐ２の重心Ｃの座標、及びその重心Ｃと照射点の基準重心位置Ｃｓとの距離（ずれ量）を照射点解析装置２１ｂで解析し、出力像Ｇ２上における照射点Ｐ２の重心Ｃが、記憶装置３０から読み出した目標領域Ｎ内にあるか否かを判定する。並行して実行されるステップＳ１２１−Ｓ１３２の処理の結果、この時点で照射点Ｐ２の重心Ｃが目標領域Ｎに収まっていれば、制御装置１５０は手順をステップＳ１１５からステップＳ１４１に移す。ステップＳ１１５の判断時に照射点Ｐ２の重心Ｃが目標領域Ｎから外れていれば、制御装置１５０は手順をステップＳ１１１に戻す。
【００６９】
・ステップＳ１２１
このステップでは、制御装置１５０は、照射点撮像素子１７２の出力像Ｇ２上の照射点Ｐ２の重心Ｃの座標、及びこの重心Ｃと照射点Ｐ２の基準重心位置Ｃｓとの距離（ずれ量）を照射点解析装置２１ｂで解析し、これら情報を記憶装置３０に記憶する。
【００７０】
・ステップＳ１２２
このステップにおいて、制御装置１５０は、出力像Ｇ２上における照射点Ｐ２の重心Ｃが、記憶装置３０から読み出した低速領域Ｌ内にあるか否かを判定する。照射点Ｐ２の重心Ｃが低速領域Ｌから外れている場合、制御装置１５０は手順をステップＳ１２３に移し、低速領域Ｌに収まっている場合には手順をステップＳ１２５に移す。
【００７１】
・ステップＳ１２３，Ｓ１２４
これらのステップにおいて、制御装置１５０は、照射点補正値演算装置５１ｂにより、基準重心位置Ｃｓを目標にして照射点Ｐ２の重心を移動させる指令値を演算する（ステップＳ１２３）。すると、この指令値を基に照射点補正装置４４ｂから出力された指令信号に従って、光学系制御装置１８２によって光軸調整光学系１２０が制御され、指令値に従ったチルト動作Ｔ１，Ｔ２がなされて照射点Ｐ２が移動する。なお、ステップ１２３では、ステップＳ１０２で演算された基準指令値に基準重心位置ＣｓまでのＸＹ方向の画素数をそれぞれ乗じたＸ方向及びＹ方向の値が補正値として演算される。ステップＳ１２４の処理を実行したら、制御装置１５０は手順をステップＳ１２１に戻す。
【００７２】
・ステップＳ１２５
上記ステップＳ１２１−Ｓ１２４を適宜実行した結果、照射点Ｐ２の重心Ｃが低速領域Ｌに収まったら、制御装置１５０は、ステップＳ１２５に手順を移し、低速補正装置１２５によって照射点補正値演算装置５１ｂによる補正値の演算方式を変更して照射点の移動速度を低速に切り換える。低速に切り換わった状態における補正１回当たりの照射点Ｐ２の移動距離については、図４で説明した通り基準重心位置Ｃｓとの位置関係に応じた設定値であり、チルト動作Ｔ１，Ｔ２がそれぞれ２パルス以下の微小距離である。
【００７３】
・ステップＳ１２６
このステップにおいて、制御装置１５０は、出力像Ｇ２上における照射点Ｐ２の重心Ｃが、記憶装置３０から読み出した確認領域Ｍ内にあるか否かを判定する。照射点Ｐ２の重心Ｃが低速領域Ｌには収まっているが確認領域Ｍからは外れている場合、制御装置１５０は手順をステップＳ１２７に移し、確認領域Ｍに収まっている場合には手順をステップＳ１２８に移す。
【００７４】
・ステップＳ１２７
このステップにおいて、制御装置１５０は、照射点補正値演算装置５１ｂにより基準重心位置Ｃｓとの位置関係に応じて選択された微小な補正値が、照射点補正装置４４ｂに出力される。すると、照射点補正装置４４ｂから出力された指令信号に従って光学系制御装置１８２によって光軸調整光学系１２０が制御され、指令値に従ったチルト動作Ｔ１，Ｔ２がなされて照射点Ｐ２が低速領域Ｌ内で微小距離だけ移動する。ステップＳ１２７の処理を実行したら、制御装置１５０は手順をステップＳ１２１に戻す。
【００７５】
・ステップＳ１２８
上記ステップＳ１２１−Ｓ１２７を適宜実行した結果、照射点Ｐ２の重心Ｃが確認領域Ｍに収まったら、制御装置１５０は、ステップＳ１２８に手順を移し、出力像Ｇ２上における照射点Ｐ２の重心Ｃが、記憶装置３０から読み出した目標領域Ｎ内にあるか否かを判定する。照射点Ｐ２の重心Ｃが確認領域Ｍには収まっているが目標領域Ｎからは外れている場合、制御装置１５０は手順をステップＳ１２９に移し、目標領域Ｎに収まっている場合には手順をステップＳ１３１に移す。
【００７６】
・ステップＳ１２９
このステップにおいて、制御装置１５０は、照射点適否判定装置５２ｂによってズーム光学系１２４への照明光１０１の光幅拡大の指令信号を出力する。すると、照射点適否判定装置５２ｂの指令信号に従って光学系制御装置１８２はズーム光学系１２４を制御し、照明光１０１の光幅が拡大する。
【００７７】
・ステップＳ１３０
このステップでは、拡大後の照射点Ｐ２の位置を起点とし、ステップＳ１２７と同じ要領で照射点Ｐ２の重心Ｃを基準重心位置Ｃｓに向けて低速移動させる。併せて、照射点適否判定装置５２ｂにより、ズーム光学系１２４に指令して照明光１０１の光幅を基に戻す。ステップＳ１３０の処理を実行したら、制御装置１５０は手順をステップＳ１２１に戻す。
【００７８】
・ステップＳ１３１
上記ステップＳ１２１−Ｓ１３０を適宜実行した結果、照射点Ｐ２の重心Ｃが目標領域Ｎに収まったら、制御装置１５０は、手順をステップＳ１３１に移して照明光１０１の光幅を拡大する。光幅拡大の手順はステップＳ１２９と同様である。
【００７９】
・ステップＳ１３２
このステップでは、制御装置１５０は、拡大後の照射点Ｐ２の重心Ｃが、依然として目標領域Ｎ内にあるか否かを判定する。照射点Ｐ２の重心Ｃが目標領域Ｎから外れた場合には、制御装置１５０は手順をステップＳ１２１に戻す。一方、照明光１０１の光幅の拡大の前後とも、照射点Ｐ２の重心Ｃが目標領域Ｎに収まるようになったら、制御装置１５０は、照射点Ｐ２の補正が一応完了したものと判断して手順をステップＳ１３２からステップＳ１３３に移す。
【００８０】
・ステップＳ１３３
このステップでは、制御装置１５０は、透過点撮像素子１７１の出力像Ｇ１上の透過点Ｐ１の重心Ｃの座標、及びその重心Ｃと透過点の基準重心位置Ｃｓとの距離（ずれ量）を透過点解析装置２１ａで解析し、出力像Ｇ１上における透過点Ｐ１の重心Ｃが、記憶装置３０から読み出した目標領域内にあるか否かを判定する。並行して実行されるステップＳ１１１−Ｓ１１４の処理の結果、この時点で透過点Ｐ１の重心Ｃが目標領域に収まっていれば、制御装置１５０は手順をステップＳ１３３からステップＳ１４１に移す。ステップＳ１３３の判断時に透過点Ｐ１の重心Ｃが目標領域から外れていれば、制御装置１５０は手順をステップＳ１２１に戻す。
【００８１】
・ステップＳ１４１−Ｓ１４３
このステップでは、制御装置１５０は、垂直照明の条件下で照射点Ｐ２のＸ軸方向の補正総量（チルト動作Ｔ１の補正総量）を演算し、記憶装置３０に記憶する（ステップＳ１４１）。光源側チルト装置（チルト動作Ｔ１）についてはこの時点で固定し（ステップＳ１４２）、続く斜方照明の条件下では、シフト動作Ｓ１，Ｓ２及びチルト動作Ｔ２で光軸補正を実行する。また、光軸補正の動作手順は手順制御装置５６により管理されていて、垂直照明条件下の光軸補正（上記ステップＳ１０１−Ｓ１４２）が完了したら、制御装置１５０は、手順制御装置５６によって照明光学系１２０の動作を指示する指令信号を出力し、この指令信号に従って光学系制御装置１８２によって照明光学系１２０が制御され、光路切換ミラー１２７が照明光１０１の光路から外れて斜方照明光学系１２６を経由する斜方照明光路に照明光路が切り換わる（ステップＳ１４３）。ステップＳ１４３の処理が完了したら、制御装置１５０は図５の一連の手順を終え、図６の手順を逐次実行する。
【００８２】
図６は制御装置１５０による斜方照明時における照明光学系１２０の補正手順を表すフローチャートである。
【００８３】
・ステップＳ２０１
図５の一連の手順を完了したら、制御装置１５０は図６のステップ２０１に手順を移して斜方照明条件下で光軸補正を開始する（ステップＳ２０１）。斜方照明条件下における光軸補正の手順については垂直照明条件下のそれと同じ要領で実行され、図６のステップＳ２０２，Ｓ２０３，Ｓ２１１−Ｓ２１５，Ｓ２２１−Ｓ２３３，Ｓ２４１は、それぞれ図５のステップＳ１０２，Ｓ１０３，Ｓ１１１−Ｓ１１５，Ｓ１２１−Ｓ１３３，Ｓ１４１とほぼ同様である。但し、垂直照明条件下の光軸補正の結果、ステップＳ１４２でチルト動作Ｔ１を固定しているので、斜方照明条件下の光軸補正において、図６のステップＳ２２３，Ｓ２２４，Ｓ２２７，Ｓ２３０の手順では、チルト動作Ｔ１は固定してチルト動作Ｔ２のみについて補正値を演算し補正を実行する。また、ステップＳ２４１においては、既に確定しているチルト動作Ｔ１を除くシフト動作Ｓ１，Ｓ２及びチルト動作Ｔ２の補正総量を演算し、そのデータを記憶装置３０に記憶する。ステップＳ２４１の手順が完了したら、制御装置１５０は図６の手順を終え、光軸補正の全手順を完了する。
【００８４】
６．効果
（１）基本効果
本実施の形態によれば、ズーム光学系１２４を制御して、照明光１０１の光幅の拡大の前後で照射点Ｐ２の重心Ｃが目標領域Ｎに収まるまで照明光１０１の光軸の傾きを調整することにより、照明光１０１の光軸が光路上の各レンズの中心に垂直に入射する状態又はこれに近い状態に光軸を補正することができる。このように本実施の形態によれば、照明光１０１の光軸の補正精度を向上させることができる。
【００８５】
また、この光軸補正の補正データは、記憶装置３０に保存しておくことで、続けて実行される試料の欠陥検査において光軸調整光学系１２３の動作に加算することで、光軸を適正に補正して試料の所望の位置に精度良く照明光１０１を照射することができ、検査感度及び座標精度の低下を防止することができる。
【００８６】
また、光軸補正を実行するに際し、大掛かり、複雑又は高価な装置を追加する必要がなく、既存の検査装置に適用に容易できるメリットも大きい。また、光軸調整光学系とズーム光学系の制御で実現できるので、照明光学系の構成が複雑でも容易に補正することができる。
【００８７】
（２）他の効果
また、本実施の形態においては、基準指令値演算装置５４を設けて透過点Ｐ１や照射点Ｐ２の実際の移動動作に基づいた基準指令値を算出している。この場合には、試料に到達するまでに多くの光学系を経由することによる影響が加味された指令値を演算することができるので、より効率的かつ迅速に光軸補正を完了することができる。
【００８８】
また、本実施の形態では、照射点Ｐ２のみならず、透過点Ｐ１の補正も同時に実行し、透過点Ｐ１及び照射点Ｐ２の双方が目標領域に収まるように光軸を補正することとした。この場合、より高い補正精度が期待できる。但し、多くの光学系を経た照明光１０１が投射された照射点Ｐ２に対するのと比べて、光源１２１に近い透過点Ｐ１に対する光軸のずれの影響は小さい。したがって、光軸補正の精度は照射点Ｐ２の補正への依存度が高い。よって、透過点Ｐ１の補正は省略しても一定の効果が得られる。
【００８９】
また、光軸補正指示装置５５によって、試料の欠陥検査の指示をトリガとして欠陥検査に先行して光軸補正を自動的に実行することができる。但し、上記基本的効果を得る限りにおいては、光軸補正の自動化は必須ではなく、例えば入力装置１６０により光軸補正を手動で指示した場合に、その信号に従って光軸補正を開始する構成とすることもできる。
【００９０】
また、垂直照明及び斜方照明の双方の条件下で光軸補正を逐次実行することにより、いずれの条件下にも共通する補正値を得ることができる。但し、これも基本的効果を得る限りにおいては必須ではなく、垂直照明又は斜方照明のいずれかの条件下で光軸を補正する構成とすることもできる。勿論、垂直照明又は斜方照明のいずれかに特化した検査装置にも本発明は適用可能である。
【００９１】
なお、本願発明者等は、図５及び図６の手順で光軸補正を実施したところ、垂直照明の条件下で得られたチルト動作Ｔ１の補正総量を、補正前の光源側チルト装置の位置座標に加算するとチルト動作Ｔ１の基準位置に一致することを確認した。また、斜方照明の条件下で得られたチルト動作Ｔ２の補正総量を、補正前の照射点側チルト装置の位置座標に加算するとチルト動作Ｔ２の基準位置に一致することも確認した。加えて、透過点Ｐ１のシフト動作Ｓ１，Ｓ２の補正パルス量は、垂直照明及び斜方照明のいずれの条件下でものほぼ等しくなった。これらの結果から、垂直照明条件で光軸補正を実行してチルト動作Ｔ１の補正総量を算出し、斜方照明条件下では、チルト動作Ｔ１を固定した状態でシフト動作Ｓ１，Ｓ２及びチルト動作Ｔ２の補正総量を算出すれば、光軸調整光学系１２３の位置を確定することができることが分かる。この点で図５及び図６の一連の補正手順は有意である。
【００９２】
また、照射点Ｐ２を投射する被照体１１５をステージ装置１１１に設け、光学系を人為的に調製した際に被照体１１５上に照射点Ｐ２を投射して基準重心位置Ｓｃのデータを取ることで、光軸補正の際に位置調整する照射点Ｐ２の重心Ｃと基準重心Ｃｓとを同じハード条件で比較することができるので、光軸補正の信頼性を確保することができる。
【００９３】
また、低速領域Ｌのうちの微速領域Ｌ’（図４参照）をＸＹ座標のいずれかの絶対値が一定の値（上記例ではＲ３）以下となるような範囲としたが、低速領域Ｌよりも半径の小さな低速領域Ｌと同心状の円形に設定することもできる。
【符号の説明】
【００９４】
２１ａ      照射点解析装置
２１ｂ      透過点解析装置
３０ａ      照射点基準重心記憶装置
３０ｂ      透過点基準重心記憶装置
４４ａ      照射点補正装置
４４ｂ      透過点補正装置
５０        補正演算装置
５１ａ      照射点補正値演算装置
５１ｂ      補正値演算装置
５２ａ      照射点適否判定装置
５２ｂ      透過点適否判定装置
５３        速度切換装置
５４        基準指令値演算装置
５５        光軸補正指示装置
５６        手順制御装置
１０１      照明光
１１１      ステージ装置
１１５      被照体
１２１      光源
１２３      光軸調整光学系
１２３ｃ    ハーフミラー
１２４      ズーム光学系
１２５      垂直照明光学系
１２６      斜方照明光学系
１２７      光路切換ミラー（光路切換装置）
１３０      検出光学系
１４０      検査処理系
１６２      入力装置
１７１      透過点撮像素子
１７２      照射点撮像素子
Ｃ          重心
Ｃｓ        基準重心位置
Ｇ１，Ｇ２  出力像
Ｌ          低速領域
Ｎ          目標領域
Ｐ１        透過点
Ｐ２        照射点
【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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