(57)【要約】【課題】より微細な欠陥をより高速に検出することができるパターン検査装置及びパターン検査方法を提供する。【解決手段】Ｘ線を発生させるＸ線源と、前記Ｘ線源から出射されたＸ線をポイント状の平行光に絞り試料上に照射する絞り手段と、前記試料を透過したＸ線の直接光と、前記試料に形成されたパターンにより回折されたＸ線の回折光と、を遮蔽するマスクと、前記マスクにより遮蔽されないＸ線の二次元パターンを検出する二次元検出器と、前記試料の対応する２箇所に前記ポイント状のＸ線を照射してそれぞれ取得された前記二次元パターンの差分を算出する差分算出手段と、前記差分に基づいて欠陥の有無を判定する判定手段と、を備えたことを特徴とするパターン検査装置が提供される。【選択図】図１
2011153903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を発生させるＸ線源と、
前記Ｘ線源から出射されたＸ線をポイント状の平行光に絞り試料上に照射する絞り手段と、
前記試料を透過したＸ線の直接光と、前記試料に形成されたパターンにより回折されたＸ線の回折光と、を遮蔽するマスクと、
前記マスクにより遮蔽されないＸ線の二次元パターンを検出する二次元検出器と、
前記試料の対応する２箇所に前記ポイント状のＸ線を照射してそれぞれ取得された前記二次元パターンの差分を算出する差分算出手段と、
前記差分に基づいて欠陥の有無を判定する判定手段と、
を備えたことを特徴とするパターン検査装置。
【請求項２】
Ｘ線を発生させるＸ線源と、
前記Ｘ線源から出射されたＸ線をポイント状の平行光に絞り試料上に照射する絞り手段と、
前記試料を透過したＸ線の直接光と、前記試料に形成されたパターンにより回折されたＸ線の回折光と、を遮蔽するマスクと、
前記マスクにより遮蔽されないＸ線を集光させるゾーンプレートと、
前記集光したＸ線の強度を検出するＸ線検出器と、
前記試料の対応する２箇所に前記ポイント状のＸ線を照射してそれぞれ検出された前記強度の差分を算出する差分算出手段と、
前記差分に基づいて欠陥の有無を判定する判定手段と、
を備えたことを特徴とするパターン検査装置。
【請求項３】
Ｘ線を発生させるＸ線源と、
前記Ｘ線源から出射されたＸ線をライン状の平行光に絞り試料上に照射する絞り手段と、
前記試料を透過したＸ線の直接光と、前記試料に形成されたパターンにより回折されたＸ線の回折光と、を遮蔽するマスクと、
前記マスクにより遮蔽されないＸ線を集光させるゾーンプレートと、
前記集光したＸ線の強度を検出する一次元検出器と、
前記試料の対応する２箇所に前記ライン状のＸ線を照射してそれぞれ検出された前記強度の差分を算出する差分算出手段と、
前記差分に基づいて欠陥の有無を判定する判定手段と、
を備えたことを特徴とするパターン検査装置。
【請求項４】
Ｘ線を発生させるＸ線源と、
前記Ｘ線源から出射されたＸ線をポイント状の平行光に絞り試料上に浅い角度で照射する絞り手段と、
前記試料の表面において反射されたＸ線の直接光と、前記試料に形成されたパターンにより回折されたＸ線の回折光と、を遮蔽するマスクと、
前記マスクにより遮蔽されないＸ線の二次元パターンを検出する二次元検出器と、
前記試料の対応する２箇所に前記ポイント状のＸ線を照射してそれぞれ取得された前記二次元パターンの差分を算出する差分算出手段と、
前記差分に基づいて欠陥の有無を判定する判定手段と、
を備えたことを特徴とするパターン検査装置。
【請求項５】
Ｘ線を発生させて出射し、
前記出射されたＸ線をポイント状の平行光に絞り試料上に照射し、
前記試料を透過したＸ線の直接光と、前記試料に形成されたパターンにより回折されたＸ線の回折光と、を遮蔽し、
前記遮蔽されないＸ線の二次元パターンを検出し、
前記試料の対応する２箇所に前記ポイント状のＸ線を照射してそれぞれ取得された前記二次元パターンの差分を算出し、
前記差分に基づいて欠陥の有無を判定することを特徴とするパターン検査方法。
【請求項６】
Ｘ線を発生させて出射し、
前記出射されたＸ線をポイント状の平行光に絞り試料上に照射し、
前記試料を透過したＸ線の直接光と、前記試料に形成されたパターンにより回折されたＸ線の回折光と、を遮蔽し、
前記遮蔽されないＸ線を集光させ、
前記集光したＸ線の強度を検出し、
前記試料の対応する２箇所に前記ポイント状のＸ線を照射してそれぞれ検出された前記強度の差分を算出し、
前記差分に基づいて欠陥の有無を判定することを特徴とするパターン検査方法。
【請求項７】
Ｘ線を発生させて出射し、
前記出射されたＸ線をライン状の平行光に絞り試料上に照射し、
前記試料を透過したＸ線の直接光と、前記試料に形成されたパターンにより回折されたＸ線の回折光と、を遮蔽し、
前記遮蔽されないＸ線を集光させ、
前記集光したＸ線の強度を検出し、
前記試料の対応する２箇所に前記ライン状のＸ線を照射してそれぞれ検出された前記強度の差分を算出し、
前記差分に基づいて欠陥の有無を判定することを特徴とするパターン検査方法。
【請求項８】
Ｘ線を発生させて出射し、
前記出射されたＸ線をポイント状の平行光に絞り試料上に浅い角度で照射し、
前記試料の表面において反射されたＸ線の直接光と、前記試料に形成されたパターンにより回折されたＸ線の回折光と、を遮蔽し、
前記遮蔽されないＸ線の二次元パターンを検出し、
前記試料の対応する２箇所に前記ポイント状のＸ線を照射してそれぞれ取得された前記二次元パターンの差分を算出し、
前記差分に基づいて欠陥の有無を判定することを特徴とするパターン検査方法。
【請求項９】
Ｘ線を発生させて出射し、
前記出射されたＸ線をポイント状の平行光に絞り試料上に浅い角度で照射し、
前記試料の表面において反射されたＸ線の直接光と、前記試料に形成されたパターンにより回折されたＸ線の回折光と、を遮蔽し、
前記遮蔽されないＸ線を集光させ、
前記集光したＸ線の強度を検出し、
前記試料の対応する２箇所に前記ポイント状のＸ線を照射してそれぞれ検出された前記強度の差分を算出し、
前記差分に基づいて欠陥の有無を判定することを特徴とするパターン検査方法。
【請求項１０】
Ｘ線を発生させて出射し、
前記出射されたＸ線をライン状の平行光に絞り試料上に浅い角度で照射し、
前記試料の表面において反射されたＸ線の直接光と、前記試料に形成されたパターンにより回折されたＸ線の回折光と、を遮蔽し、
前記遮蔽されないＸ線を集光させ、
前記集光したＸ線の強度を検出し、
前記試料の対応する２箇所に前記ライン状のＸ線を照射してそれぞれ検出された前記強度の差分を算出し、
前記差分に基づいて欠陥の有無を判定することを特徴とするパターン検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学式のパターン検査装置及びパターン検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまで、欠陥を検出するためのパターン検査装置やパターン検査方法が提案されている。例えば、特許文献１に開示された外観検査装置は、試料の表面をＰ波成分とＳ波成分とを含む照明光で照明する光源部と、試料の表面で反射した反射光のＰ波成分反射光とＳ波成分反射を生成する偏光部と、Ｐ波及びＳ波成分反射光による試料の光学像のそれぞれを撮像してＰ波成分によるＰ波画像信号とＳ波成分によるＳ波画像信号とを生成する撮像部と、Ｐ波画像信号及びＳ波画像信号毎に、試料の対応する２箇所を撮像した画素値の差分を検出する差分検出部と、を備えて構成される。そして、Ｐ波及びＳ波画像信号毎にこれらの同じ位置の画素について検出した差分の一方、または差分の両者間の演算値と欠陥検出閾値とを比較して前記欠陥を検出するとしている。
【０００３】
また、他のパターン検査装置は、例えば、ランプの光を試料に照射し、その試料において反射された反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ上に結像し、ＣＣＤイメージから試料の画像を得る。あるいは、さらに他のパターン検査装置は、レーザ光を試料上でスキャンし、その試料において反射された反射光の強度を検出器で捕らえ、レーザスキャン位置に対応する検出器信号から試料の画像を構成する。あるいは、さらに他のパターン検査装置は、例えばＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）などと呼ばれる装置であり、電子ビームを試料上でスキャンし、生じた２次電子を検出器で捕らえ、電子ビームスキャン位置に対応する検出器信号から試料の画像を構成する。
【０００４】
そして、これらのパターン検査装置は、例えば、ダイ・ツー・ダイ（Die to Die）法あるいはセル・ツー・セル（Cell to Cell）法などと呼ばれる検査方法により欠陥を検出する。より具体的には、これらのパターン検査装置は、試料の対応する２箇所（例えばセル内の同一パターンや隣り合うチップ同士）で試料の画像を撮像し、２つの画像の対応する画素値の差分を算出し、その差分値が一定値以上であるか否かを判断することにより欠陥を検出する。
【０００５】
近年、デバイスの微細化やパターンの精緻化が進んでおり、それに伴い、製造工程中で生ずる欠陥は微細化している。微細化した欠陥を検査するための手段の１つとしては、検査の際に使用する光の波長をより短くすることが挙げられる。しかしながら、前述したパターン検査装置において使用される光の最短の波長は、２６６ｎｍ（ナノメートル）である。そのため、前述したパターン検査装置は、ｈｐ（ハーフピッチ）３Ｘ〜２Ｘｎｍデザインルールの半導体デバイスに対しては必要な欠陥検出性能を有するが、それよりも微細化されたデバイスに対しては必要な欠陥検出性能を有していない場合がある。つまり、前述したパターン検査装置は、ｈｐ３Ｘ〜２Ｘｎｍデザインルールよりも微細化されたデバイスに生ずる欠陥（例えば欠陥サイズが約５〜１０ｎｍ程度の欠陥）を検出することは困難である。
【０００６】
これに対して、前述したパターン検査装置のうちで電子ビームをスキャンするパターン検査装置は、波長が数ｎｍの電子ビームを利用するため、より高い分解能を有し、より高い欠陥検出性能を有する。しかしながら、そのパターン検査装置がウェーハの全面を検査するためには、光を利用するパターン検査装置よりも長い時間が必要であるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−７８４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、より微細な欠陥をより高速に検出することができるパターン検査装置及びパターン検査方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様によれば、Ｘ線を発生させるＸ線源と、前記Ｘ線源から出射されたＸ線をポイント状の平行光に絞り試料上に照射する絞り手段と、前記試料を透過したＸ線の直接光と、前記試料に形成されたパターンにより回折されたＸ線の回折光と、を遮蔽するマスクと、前記マスクにより遮蔽されないＸ線の二次元パターンを検出する二次元検出器と、前記試料の対応する２箇所に前記ポイント状のＸ線を照射してそれぞれ取得された前記二次元パターンの差分を算出する差分算出手段と、前記差分に基づいて欠陥の有無を判定する判定手段と、を備えたことを特徴とするパターン検査装置が提供される。
【００１０】
また、本発明の他の一態様によれば、Ｘ線を発生させるＸ線源と、前記Ｘ線源から出射されたＸ線をポイント状の平行光に絞り試料上に照射する絞り手段と、前記試料を透過したＸ線の直接光と、前記試料に形成されたパターンにより回折されたＸ線の回折光と、を遮蔽するマスクと、前記マスクにより遮蔽されないＸ線を集光させるゾーンプレートと、前記集光したＸ線の強度を検出するＸ線検出器と、前記試料の対応する２箇所に前記ポイント状のＸ線を照射してそれぞれ検出された前記強度の差分を算出する差分算出手段と、前記差分に基づいて欠陥の有無を判定する判定手段と、を備えたことを特徴とするパターン検査装置が提供される。
【００１１】
また、本発明の他の一態様によれば、Ｘ線を発生させるＸ線源と、前記Ｘ線源から出射されたＸ線をライン状の平行光に絞り試料上に照射する絞り手段と、前記試料を透過したＸ線の直接光と、前記試料に形成されたパターンにより回折されたＸ線の回折光と、を遮蔽するマスクと、前記マスクにより遮蔽されないＸ線を集光させるゾーンプレートと、前記集光したＸ線の強度を検出する一次元検出器と、前記試料の対応する２箇所に前記ライン状のＸ線を照射してそれぞれ検出された前記強度の差分を算出する差分算出手段と、前記差分に基づいて欠陥の有無を判定する判定手段と、を備えたことを特徴とするパターン検査装置が提供される。
【００１２】
また、本発明の他の一態様によれば、Ｘ線を発生させるＸ線源と、前記Ｘ線源から出射されたＸ線をポイント状の平行光に絞り試料上に浅い角度で照射する絞り手段と、前記試料の表面において反射されたＸ線の直接光と、前記試料に形成されたパターンにより回折されたＸ線の回折光と、を遮蔽するマスクと、前記マスクにより遮蔽されないＸ線の二次元パターンを検出する二次元検出器と、前記試料の対応する２箇所に前記ポイント状のＸ線を照射してそれぞれ取得された前記二次元パターンの差分を算出する差分算出手段と、前記差分に基づいて欠陥の有無を判定する判定手段と、を備えたことを特徴とするパターン検査装置が提供される。
【００１３】
また、本発明の他の一態様によれば、Ｘ線を発生させて出射し、前記出射されたＸ線をポイント状の平行光に絞り試料上に照射し、前記試料を透過したＸ線の直接光と、前記試料に形成されたパターンにより回折されたＸ線の回折光と、を遮蔽し、前記遮蔽されないＸ線の二次元パターンを検出し、前記試料の対応する２箇所に前記ポイント状のＸ線を照射してそれぞれ取得された前記二次元パターンの差分を算出し、前記差分に基づいて欠陥の有無を判定することを特徴とするパターン検査方法が提供される。
【００１４】
また、本発明の他の一態様によれば、Ｘ線を発生させて出射し、前記出射されたＸ線をポイント状の平行光に絞り試料上に照射し、前記試料を透過したＸ線の直接光と、前記試料に形成されたパターンにより回折されたＸ線の回折光と、を遮蔽し、前記遮蔽されないＸ線を集光させ、前記集光したＸ線の強度を検出し、前記試料の対応する２箇所に前記ポイント状のＸ線を照射してそれぞれ検出された前記強度の差分を算出し、前記差分に基づいて欠陥の有無を判定することを特徴とするパターン検査方法が提供される。
【００１５】
また、本発明の他の一態様によれば、Ｘ線を発生させて出射し、前記出射されたＸ線をライン状の平行光に絞り試料上に照射し、前記試料を透過したＸ線の直接光と、前記試料に形成されたパターンにより回折されたＸ線の回折光と、を遮蔽し、前記遮蔽されないＸ線を集光させ、前記集光したＸ線の強度を検出し、前記試料の対応する２箇所に前記ライン状のＸ線を照射してそれぞれ検出された前記強度の差分を算出し、前記差分に基づいて欠陥の有無を判定することを特徴とするパターン検査方法が提供される。
【００１６】
また、本発明の他の一態様によれば、Ｘ線を発生させて出射し、前記出射されたＸ線をポイント状の平行光に絞り試料上に浅い角度で照射し、前記試料の表面において反射されたＸ線の直接光と、前記試料に形成されたパターンにより回折されたＸ線の回折光と、を遮蔽し、前記遮蔽されないＸ線の二次元パターンを検出し、前記試料の対応する２箇所に前記ポイント状のＸ線を照射してそれぞれ取得された前記二次元パターンの差分を算出し、前記差分に基づいて欠陥の有無を判定することを特徴とするパターン検査方法が提供される。
【００１７】
また、本発明の他の一態様によれば、Ｘ線を発生させて出射し、前記出射されたＸ線をポイント状の平行光に絞り試料上に浅い角度で照射し、前記試料の表面において反射されたＸ線の直接光と、前記試料に形成されたパターンにより回折されたＸ線の回折光と、を遮蔽し、前記遮蔽されないＸ線を集光させ、前記集光したＸ線の強度を検出し、前記試料の対応する２箇所に前記ポイント状のＸ線を照射してそれぞれ検出された前記強度の差分を算出し、前記差分に基づいて欠陥の有無を判定することを特徴とするパターン検査方法が提供される。
【００１８】
また、本発明の他の一態様によれば、Ｘ線を発生させて出射し、前記出射されたＸ線をライン状の平行光に絞り試料上に浅い角度で照射し、前記試料の表面において反射されたＸ線の直接光と、前記試料に形成されたパターンにより回折されたＸ線の回折光と、を遮蔽し、前記遮蔽されないＸ線を集光させ、前記集光したＸ線の強度を検出し、前記試料の対応する２箇所に前記ライン状のＸ線を照射してそれぞれ検出された前記強度の差分を算出し、前記差分に基づいて欠陥の有無を判定することを特徴とするパターン検査方法が提供される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、より微細な欠陥をより高速に検出することができるパターン検査装置及びパターン検査方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態にかかるパターン検査装置を表す斜視模式図である。
【図２】本実施形態のＸ線源から出射されたＸ線を平行に絞る手段を例示する平面模式図である。
【図３】本実施形態の欠陥判定方法を例示する模式図である。
【図４】比較例にかかる欠陥判定法を例示する模式図である。
【図５】本発明の他の実施の形態にかかるパターン検査装置を表す斜視模式図である。
【図６】本発明のさらに他の実施の形態にかかるパターン検査装置を表す斜視模式図である。
【図７】本発明のさらに他の実施の形態にかかるパターン検査装置を表す斜視模式図である。
【図８】本発明のさらに他の実施の形態にかかるパターン検査装置を表す斜視模式図である。
【図９】本発明のさらに他の実施の形態にかかるパターン検査装置を表す斜視模式図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施の形態にかかるパターン検査装置を表す斜視模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。  
図１は、本発明の実施の形態にかかるパターン検査装置を表す斜視模式図である。  
また、図２は、本実施形態のＸ線源から出射されたＸ線を平行に絞る手段を例示する平面模式図である。  
なお、図２（ａ）は、本実施形態の絞り手段を拡大して眺めた拡大模式図であり、図２（ｂ）は、本実施形態の変形例にかかる絞り手段を拡大して眺めた拡大模式図である。
【００２２】
本実施形態にかかるパターン検査装置は、Ｘ線源１００と、絞り手段２００と、マスク３００と、二次元検出器４００と、差分算出手段５１０と、判定手段５２０と、を備える。  
図１に表した試料８００は、例えば、Ｌ／Ｓ（ライン・アンド・スペース）などのパターンが表面に形成された基板（ウェーハ）などである。あるいは、試料８００は、光リソグラフィなどの微細加工に用いられるマスクなどでもよい。
【００２３】
Ｘ線源１００は、Ｘ線を発生させることができる。より具体的には、Ｘ線源１００は、約０．１ｎｍ以下の波長を有する硬Ｘ線、あるいは約１〜数十ｎｍ程度の波長を有する軟Ｘ線を生成し出射することができる。なお、硬Ｘ線は、空気に吸収されにくく、空気中においても観察可能であるため、本実施形態では、硬Ｘ線を使用することがより好ましい。但し、硬Ｘ線だけに限定されず、例えばチャンバーなどを備えることにより周囲の環境を真空にすることができれば、軟Ｘ線を使用してもよい。
【００２４】
絞り手段２００は、図２（ａ）に表したように、ポイント状のスリット２１０を有し、Ｘ線源１００から出射されたＸ線１１０を平行に絞ることができる。スリット２１０の出射側には、テーパ部２２０が形成されている。本実施形態のテーパ部２２０の角度ｂ（図１参照）は、例えば約７度以下である。これにより、絞り手段２００は、スリット２１０を通過したＸ線１１０の散乱を抑えることができる。本実施形態にかかるパターン検査装置は、図１および図２（ａ）に表したように、２つの絞り手段２００を備える。これにより、２つの絞り手段２００のスリット２１０を通過したＸ線１１０の散乱は、１つの絞り手段２００のスリット２１０を通過した場合よりも抑えられる。その結果、２つの絞り手段２００のスリット２１０を通過したＸ線１１０は、ポイント状の平行光となる。
【００２５】
なお、本実施形態にかかるパターン検査装置では、２つの絞り手段２００のスリット２１０を通過したＸ線１１０のビーム径ａ（図１参照）は、例えば約１０μｍ（マイクロメートル）程度である。また、図１に表したパターン検査装置では、２つの絞り手段２００が設けられた場合を例に挙げて説明したが、絞り手段２００の設置数は、これだけに限定されるわけではない。絞り手段２００の設置数は、例えば３つ以上であってもよい。
【００２６】
さらに、Ｘ線１１０をポイント状の平行光にする手段は、これだけに限定されるわけではない。Ｘ線１１０をポイント状の平行光にする手段は、例えば、図２（ｂ）に表したように、多層膜ミラー２００ａであってもよい。あるいは、Ｘ線１１０をポイント状の平行光にする手段は、コリメータなどであってもよい。  
なお、後述するように、本実施形態では、試料８００を透過するＸ線１１０を、パターンにより回折されるＸ線のパターン回折光１３０と、欠陥により散乱されるＸ線の欠陥散乱光１４０と、に異なる角度で分離する。そのため、本実施形態では、スリット２１０を有する絞り手段２００を使用し、散乱などによる角度の広がりをより抑えることがより好ましい。
【００２７】
マスク３００は、試料８００を透過したＸ線の直接光（０次光）１２０を遮蔽することができる直接光遮蔽部３２０と、試料８００の表面に形成されたＬ／Ｓなどのパターンにより回折されたＸ線のパターン回折光１３０を遮蔽することができるパターン回折光遮蔽部３３０と、を有する。つまり、マスク３００は、試料８００を透過したＸ線の直接光１２０と、試料８００に形成されたパターンにより回折されたＸ線のパターン回折光１３０と、を遮蔽することができる。直接光遮蔽部３２０の大きさやパターン回折光遮蔽部３３０の配置および大きさなどのマスク３００の形状は、直接光１２０のビーム径と、Ｌ／Ｓおよびホール配列などのデバイスパターンと、のフーリエ解析により決定される。なお、本実施形態にかかるパターン検査装置では、回折角２θは、例えば約５度程度である。
【００２８】
二次元検出器４００は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やイメージングプレートなどであり、マスク３００を透過した、すなわちマスク３００により遮蔽されなかったＸ線の二次元パターンを検出することができる。本実施形態では、二次元検出器４００の画素サイズは、例えば約５０μｍ程度である。また、二次元検出器４００のサイズは、例えば約５０ｍｍ×５０ｍｍ程度である。また、試料８００と二次元検出器４００との間の距離Ｌ１は、例えば約３００ｍｍ（ミリメートル）程度である。  
なお、二次元検出器４００は、これだけに限定されず、Ｘ線に感光するフィルムなどであってもよい。つまり、二次元検出器４００は、Ｘ線の二次元パターンを検出することができるものであればよい。そして、図１に表した矢印ｃのように、二次元検出器４００の入射側に、すなわち二次元検出器４００からみてＸ線源１００側にマスク３００が設置される。
【００２９】
差分算出手段５１０は、試料８００の対応する２箇所（例えばセル内の同一パターンや隣り合うチップ同士）にＸ線を照射してそれぞれ取得された二次元パターンの差分を算出する。  
判定手段５２０は、差分算出手段５１０により算出された差分に基づいて欠陥の有無を判定する。
【００３０】
次に、本実施形態にかかるパターン検査方法について説明する。  
まず、Ｘ線源１００においてＸ線を発生させ、そのＸ線源１００から絞り手段２００へ向けてＸ線１１０を出射させる。Ｘ線源１００から出射されたＸ線１１０は、絞り手段２００によりポイント状の平行光となる。そして、Ｘ線源１００と、絞り手段２００と、試料８００と、を適宜配置することにより、ポイント状の平行光となったＸ線１１０を試料８００上に照射する。
【００３１】
試料８００に照射されたＸ線１１０は、試料８００を透過する。このとき、試料８００を透過するＸ線１１０は、試料８００上のパターンや欠陥などにより散乱される。より具体的には、試料８００を透過するＸ線１１０は、試料８００に形成されたパターンにより回折されるＸ線のパターン回折光１３０と、デバイスの製造工程中に生じた短絡や導通や空乏や異物残存などの欠陥により散乱されるＸ線の欠陥散乱光１４０と、に分離される。また、試料８００を透過するＸ線１１０は、試料８００によっては散乱されずに透過するＸ線の直接光１２０を有する。
【００３２】
そして、試料８００を透過したＸ線は、二次元検出器４００上に二次元パターンを形成する。二次元パターンを形成するＸ線のうちで、直接光１２０およびパターン回折光１３０は、二次元検出器４００の入射側に設けられたマスク３００により遮蔽される。つまり、直接光１２０は、マスク３００の直接光遮蔽部３２０により遮蔽され、パターン回折光１３０は、マスク３００のパターン回折光遮蔽部３３０により遮蔽される。
【００３３】
続いて、マスク３００により遮蔽されなかったＸ線、すなわち欠陥により散乱された欠陥散乱光１４０は、二次元検出器４００により検出される。続いて、Ｘ線源１００などの光学系あるいは試料８００を移動させることにより、試料８００上の他の箇所にＸ線１１０を照射する。そして、差分算出手段５１０は、試料８００の対応する２箇所にＸ線１１０を照射してそれぞれ取得された二次元パターンの差分を算出する。そして、判定手段５２０は、差分算出手段５１０により算出された差分に基づいて欠陥の有無を判定する。これにより、試料８００上に生じた欠陥を検出することができる。
【００３４】
次に、差分算出手段５１０および判定手段５２０において行われる工程の一例について、図面を参照しつつ説明する。  
図３は、本実施形態の欠陥判定方法を例示する模式図である。  
また、図４は、比較例にかかる欠陥判定法を例示する模式図である。  
なお、図４は、光学像の差分による欠陥判定方法を例示する模式図である。
【００３５】
図３（ａ）は、被検査体である試料８００の断面図である。試料８００は、図３（ａ）に表したように、半導体素子などに用いられるＬ／Ｓ（ライン・アンド・スペース）を有する。また、試料８００は、下地膜Ｕを有し、その厚さ（下地膜厚。以下、単に「膜厚」ということがある）はＴである。  
また、図３（ｂ）は、被検査体である試料８００を上方から眺めた平面模式図である。このＬ／Ｓには、欠陥が存在しない。
【００３６】
図３（ｅ）は、図３（ｂ）に表した試料８００を透過したＸ線により二次元検出器４００上に形成された二次元パターンを表した平面模式図である。つまり、図３（ｅ）は、図３（ｂ）に表した試料８００にフーリエ変換を適用した回折像（フーリエ変換像）である。欠陥が存在しない場合には、図３（ｅ）に表したように、直接光１２０と、Ｌ／Ｓのパターンにより回折されたパターン回折光１３０と、により二次元パターンが形成される。そして、図１に関して前述したように、直接光１２０と、パターン回折光１３０と、はマスク３００により遮蔽される。この信号は、初期信号として使用される。
【００３７】
一方、図３（ｃ）は、Ｌ／Ｓ上にショート欠陥（電気的ショート（短絡）を惹起し得る欠陥）が存在する場合の試料８００を上方から眺めた平面模式図である。  
また、図３（ｄ）は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による実際の画像を表している。  
また、図３（ｆ）は、図３（ｃ）に表した試料８００を透過したＸ線により二次元検出器４００上に形成された二次元パターンを表した平面模式図である。つまり、図３（ｆ）は、図３（ｃ）に表した試料８００にフーリエ変換を適用した回折像（フーリエ変換像）である。欠陥が存在する場合には、図３（ｆ）に表したように、直接光１２０と、Ｌ／Ｓのパターンにより回折されたパターン回折光１３０と、欠陥により散乱された欠陥散乱光１４０と、により二次元パターンが形成される。これらのＸ線のうちで、直接光１２０と、パターン回折光１３０と、は前述したようにマスク３００により遮蔽される。
【００３８】
そして、差分算出手段５１０は、欠陥が存在しない場合においてマスク３００により遮蔽されなかったＸ線の信号と、欠陥が存在する場合においてマスク３００により遮蔽されなかったＸ線の信号と、を取得した後、両信号の強度の差分を算出する。そして、判定手段５２０は、差分算出手段５１０により算出された差分に基づいて欠陥の有無を判定する。
【００３９】
これに対して、図４に表した比較例にかかる欠陥判定法では、光を試料８００に照射し、その試料８００において反射された反射光をＣＣＤカメラなどに結像し、ＣＣＤイメージから試料８００の画像を取得する。試料８００に照射する光は、例えば、水銀ランプから出射された白色光やレーザなどである。
【００４０】
図４（ｅ）は、図４（ｂ）を撮像したときの光学像を模式的に表した平面模式図である。この信号は、初期信号として使用される。  
一方、図４（ｆ）は、図４（ｃ）を撮像したときの光学像を模式的に表した平面模式図である。  
なお、図４（ａ）〜図４（ｄ）は、図３（ａ）〜図３（ｄ）に関してそれぞれ前述した如くである。
【００４１】
図４（ｅ）および図４（ｆ）に表した信号の強度を取得した後、図４（ｇ）に表したように、両信号の強度の差分を算出する。図４（ｈ）は、Ｌ／Ｓ並列方向（Ｘ軸方向）に対する信号強度の差分を画素値で表したグラフ図である。図４（ｈ）に表したグラフ図において、閾値を超えた部分には欠陥が存在すると判定される。
【００４２】
しかしながら、デバイスの微細化やパターンの精緻化が進むと、それに伴い、欠陥の微細化が進む。この場合、試料８００に照射する光の波長に対する欠陥の大きさが小さくなると、欠陥からの光の散乱量が低下する。そのため、欠陥の有無による反射率の差が小さくなり、信号のコントラストが低下する場合がある。つまり、図４に表した比較例にかかる欠陥判定法では、デバイスの微細化やパターンの精緻化が進むと、欠陥を検出することが困難となる場合がある。
【００４３】
また、図示しないが、電子ビームを試料上でスキャンし、生じた２次電子を検出器で捕らえ、電子ビームスキャン位置に対応する検出器信号から試料の画像を取得する方法がある。この方法では、波長が数ｎｍの電子ビームを利用するため、より高い分解能を有し、より高い欠陥検出性能を有する。しかしながら、試料の全面を検査するためには、水銀ランプから出射された白色光やレーザなどを利用する場合よりも長い時間が必要である。
【００４４】
これに対して、本実施形態にかかるパターン検査装置およびパターン検査方法では、光源としてＸ線源１００を使用し、そのＸ線源１００から出射されたＸ線１１０を試料８００に照射する。Ｘ線の波長は、硬Ｘ線の場合には例えば約０．１ｎｍ以下であり、軟Ｘ線の場合には例えば約１〜数十ｎｍ程度である。そのため、本実施形態にかかるパターン検査装置は、より高い分解能を有し、より高い欠陥検出性能を有する。なお、近年におけるデバイスの微細化やパターンの精緻化を考慮すると、使用するＸ線１１０の波長は、例えば約１ｎｍ以下であることがより好ましい。
【００４５】
これによれば、試料８００上の欠陥により散乱される欠陥散乱光１４０を増加することができる。さらに、試料８００を透過した直接光１２０と、試料８００に形成されたパターンにより回折されるパターン回折光１３０と、をマスク３００により遮蔽することで、欠陥散乱光１４０以外のノイズを低減することができる。したがって、本実施形態にかかるパターン検査装置およびパターン検査方法によれば、より微細な欠陥をより高速に検出することができる。
【００４６】
また、例えば図１に表した矢印ｄのように、試料８００をＸ線１１０に対して傾斜させることにより、Ｘ線１１０を試料８００上に斜めに照射してもよい。つまり、本実施形態にかかるパターン検査装置は、Ｘ線源１００および試料８００の少なくともいずれかを傾斜させ、Ｘ線１１０を試料８００上に斜めに照射することができる傾斜手段を備えてもよい。これによれば、試料８００に形成されたパターンや、短絡や導通や空乏や異物残存などの欠陥の種類などによっては、パターン回折光１３０および欠陥散乱光１４０の強度が大きくなる場合がある。この場合には、より高感度な欠陥検査を行うことができる。
【００４７】
また、本実施形態では、試料８００の対応する２箇所から取得した信号を比較する検査方法、すなわちダイ・ツー・ダイ（Die to Die）法あるいはセル・ツー・セル（Cell to Cell）法などと呼ばれる検査方法を例示したが、本実施形態にかかるパターン検査方法は、これだけに限定されるわけではない。本実施形態にかかるパターン検査方法は、例えば、設計データ（ＣＡＤデータ）のような欠陥が存在しない望ましいパターンをフーリエ変換した参照データを作成し、その参照データと比較する検査方法、すなわちダイ・ツー・データべース（die to database）法などと呼ばれる検査方法であってもよい。
【００４８】
また、本実施形態では、遮蔽体であるマスク３００により直接光１２０およびパターン回折光１３０を遮蔽する場合を例に挙げて説明したが、直接光１２０およびパターン回折光１３０を遮蔽する方法は、これだけに限定されるわけではない。例えば、直接光１２０およびパターン回折光１３０は、二次元検出器４００により検出された後に、それらの信号を無視するデータ処理が実行されることにより遮蔽されてもよい。つまり、本願明細書において、「マスク」という範囲には、遮蔽体だけではなく、データ処理を実行することによりＸ線を遮蔽する手段が含まれるものとする。この場合でも、前述した効果と同様の効果が得られる。
【００４９】
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。  
図５は、本発明の他の実施の形態にかかるパターン検査装置を表す斜視模式図である。  本実施形態にかかるパターン検査装置では、図５に表したように、図１に関して前述したパターン検査装置の二次元検出器４００の位置にゾーンプレート４１０が設置されている。また、ゾーンプレート４１０からみてＸ線源１００とは反対側には、Ｘ線検出器５３０が設置されている。
【００５０】
ゾーンプレート４１０は、Ｘ線の回折を利用することにより、マスク３００により遮蔽されなかったＸ線をＸ線検出器５３０上に集光させることができる。また、Ｘ線検出器５３０は、ゾーンプレート４１０により集光されたＸ線１５０の強度を検出することができる。その他の構造は、図１および図２に関して前述したパターン検査装置の構造と同様である。
【００５１】
なお、本実施形態にかかるパターン検査装置において、ゾーンプレート４１０として、例えばサイズがφ５ｍｍであり、最外輪帯幅（ΔｒＮ）が５０ｎｍであるゾーンプレートを使用し、またＸ線１１０として、波長が０．１５ｎｍであるＸ線を使用すると、光学系のＮＡ（Numerical Aperture）は０．００１５となる。この場合には、ゾーンプレート４１０とＸ線検出器５３０との間の距離Ｌ３は、約１．７ｍ程度となる。また、例えば、回折角２θが５度であるとすると、試料８００とゾーンプレート４１０との間の距離Ｌ２は、例えば約３０ｍｍ程度となる。
【００５２】
次に、本実施形態にかかるパターン検査方法について説明する。  
まず、Ｘ線１１０が試料８００を透過しマスク３００に到達するまでのパターン検査方法は、図１に関して前述したパターン検査方法と同様である。  
続いて、直接光１２０およびパターン回折光１３０は、ゾーンプレート４１０の入射側に設けられたマスク３００により遮蔽される。
【００５３】
続いて、マスク３００により遮蔽されなかったＸ線、すなわち欠陥により散乱された欠陥散乱光１４０は、ゾーンプレート４１０により回折し、図５に表したＸ線１５０のように、Ｘ線検出器５３０上に集光する。続いて、Ｘ線源１００などの光学系あるいは試料８００を移動させることにより、試料８００上の他の箇所にＸ線１１０を照射する。そして、差分算出手段５１０は、Ｘ線検出器５３０により検出された試料８００の対応する２箇所のＸ線１５０の強度の差分を算出する。そして、判定手段５２０は、差分算出手段５１０により算出された差分に基づいて欠陥の有無を判定する。これにより、試料８００上に生じた欠陥を検出することができる。
【００５４】
本実施形態にかかるパターン検査装置およびパターン検査方法によれば、マスク３００により遮蔽されなかったＸ線をゾーンプレート４１０によりＸ線検出器５３０上に集光させるため、二次元検出器４００よりも高感度な欠陥検査を行うことができる。また、その他の効果についても、図１〜図３に関して前述した効果と同様の効果が得られる。
【００５５】
次に、本発明のさらに他の実施の形態について説明する。  
図６は、本発明のさらに他の実施の形態にかかるパターン検査装置を表す斜視模式図である。  
本実施形態の絞り手段２５０は、図６に表したように、ライン状のスリット２６０を有する。そのため、２つの絞り手段２５０のスリット２６０を通過したＸ線１１０は、ライン状の平行光となる。なお、図１に関して前述した絞り手段２００と同様に、本実施形態の絞り手段２５０の出射側には、Ｘ線１１０の散乱を抑えるテーパ部が形成されていることがより好ましい。
【００５６】
また、本実施形態にかかるパターン検査装置では、図６に表したように、図１に関して前述したパターン検査装置の二次元検出器４００の位置にゾーンプレート４１０が設置されている。また、ゾーンプレート４１０からみてＸ線源１００とは反対側には、例えばラインセンサなどと呼ばれる一次元検出器５４０が設置されている。
【００５７】
ゾーンプレート４１０は、Ｘ線の回折を利用することにより、マスク３００により遮蔽されなかったＸ線を一次元検出器５４０上に集光させることができる。また、一次元検出器５４０は、ゾーンプレート４１０により集光されたＸ線１５０の強度を検出することができる。ここで、ライン状のＸ線１１０内の位置と、一次元検出器５４０内の位置と、は対応している。そのため、一次元検出器５４０は、ライン状のＸ線１１０の各位置に対応した強度をそれぞれ検出することができる。
【００５８】
より具体的に説明すると、ライン状のＸ線１１０内の第１の位置におけるＸ線は、例えば図６に表したＸ線１５０ａのように、一次元検出器５４０内の位置Ａに集光する。一方、ライン状のＸ線１１０内の第２の位置におけるＸ線は、例えば図６に表したＸ線１５０ｂのように、一次元検出器５４０内の位置Ｂに集光する。つまり、ライン状のＸ線１１０内の第１および第２の位置におけるＸ線は、互いに異なる位置に集光する。そして、一次元検出器５４０は、一次元検出器５４０内の位置Ａおよび位置Ｂに集光したＸ線の強度を検出することにより、ライン状のＸ線１１０内の第１および第２の位置におけるＸ線の強度のそれぞれ検出することができる。  
その他の構造は、図１および図２に関して前述したパターン検査装置の構造と同様である。
【００５９】
次に、本実施形態にかかるパターン検査方法について説明する。  
まず、Ｘ線１１０が試料８００を透過しマスク３００に到達するまでのパターン検査方法は、図１に関して前述したパターン検査方法と同様である。但し、前述したように、マスク３００に到達するＸ線１１０は、ライン状の平行光である。  
続いて、直接光１２０およびパターン回折光１３０は、ゾーンプレート４１０の入射側に設けられたマスク３００により遮蔽される。
【００６０】
続いて、マスク３００により遮蔽されなかったＸ線、すなわち欠陥により散乱された欠陥散乱光１４０は、ゾーンプレート４１０により回折し、例えば図６に表したＸ線１５０ａ、１５０ｂのように、ライン状のＸ線１１０内の各位置に対応した一次元検出器５４０内の各位置にそれぞれ集光する。続いて、Ｘ線源１００などの光学系あるいは試料８００を移動させることにより、試料８００上の他の箇所にＸ線１１０を照射する。そして、差分算出手段５１０は、一次元検出器５４０により検出された試料８００の対応する２箇所のＸ線１５０の強度の差分を算出する。そして、判定手段５２０は、差分算出手段５１０により算出された差分に基づいて欠陥の有無を判定する。これにより、試料８００上に生じた欠陥を検出することができる。
【００６１】
本実施形態にかかるパターン検査装置およびパターン検査方法によれば、ポイント状ではなくライン状のＸ線を試料８００上に照射し、マスク３００により遮蔽されなかったＸ線をゾーンプレート４１０により一次元検出器５４０上に集光させる。このとき、ゾーンプレート４１０により回折したＸ線１５０は、ライン状のＸ線１１０内の各位置に対応した一次元検出器５４０内の各位置にそれぞれ集光する。そのため、一度に検査可能な領域が広くなり、Ｘ線検出器５３０よりも高速な欠陥検査を行うことができる。
【００６２】
次に、本発明のさらに他の実施の形態について説明する。  
図７は、本発明のさらに他の実施の形態にかかるパターン検査装置を表す斜視模式図である。  
本実施形態では、図７に表したように、ポイント状のＸ線１１０を試料８００上に浅い角度で照射する。そのため、ポイント状のＸ線１１０が試料８００の表面に浅い角度で入射するように、Ｘ線源１００と、絞り手段２００と、試料８００と、はそれぞれ設置されている。そして、本実施形態では、Ｘ線１１０が試料８００の表面において全反射するように、試料８００の表面と、試料８００の表面に入射するＸ線１１０と、の間のなす角度ｅが設定されている。なお、試料８００の材料がシリコンである場合には、試料８００の表面と、試料８００の表面に入射するＸ線１１０と、の間のなす角度ｅは、０．２度以下である。その他の構造は、図１および図２に関して前述したパターン検査装置の構造と同様である。
【００６３】
次に、本実施形態にかかるパターン検査方法について説明する。  
まず、Ｘ線源１００においてＸ線を発生させ、そのＸ線源１００から絞り手段２００へ向けてＸ線１１０を出射させる。Ｘ線源１００から出射されたＸ線１１０は、絞り手段２００によりポイント状の平行光となる。そして、Ｘ線源１００と、絞り手段２００と、試料８００と、を適宜配置することにより、ポイント状の平行光となったＸ線１１０を試料８００上に浅い角度で照射する。
【００６４】
試料８００に照射されたＸ線１１０は、試料８００の表面において全反射する。このとき、試料８００の表面において全反射するＸ線１１０は、試料８００上のパターンや欠陥などにより散乱される。より具体的には、試料８００の表面において全反射するＸ線１１０は、試料８００に形成されたパターンにより回折されるＸ線のパターン回折光１３０と、デバイスの製造工程中に生じた短絡や導通や空乏や異物残存などの欠陥により散乱されるＸ線の欠陥散乱光１４０と、に分離される。また、試料８００の表面において全反射するＸ線１１０は、試料８００によっては散乱されずに反射するＸ線の直接光１２０を有する。
【００６５】
そして、試料８００の表面において全反射したＸ線１１０は、二次元検出器４００上に二次元パターンを形成する。ここから、判定手段５２０が欠陥の有無を判定するまでのパターン検査方法については、図１に関して前述したパターン検査方法と同様である。
【００６６】
本実施形態にかかるパターン検査装置およびパターン検査方法によれば、Ｘ線１１０を試料８００上に浅い角度で照射し、試料８００上の欠陥により散乱された欠陥散乱光１４０を検出することにより、試料８００の表面の欠陥だけを検出することができる。すなわち、本実施形態にかかるパターン検査装置およびパターン検査方法によれば、試料８００の表面の情報だけを得ることができる。そのため、より微細な欠陥を検出することができる。
【００６７】
次に、本発明のさらに他の実施の形態について説明する。  
図８は、本発明のさらに他の実施の形態にかかるパターン検査装置を表す斜視模式図である。  
本実施形態では、図７に関して前述したパターン検査装置と同様に、ポイント状のＸ線１１０を試料８００上に浅い角度で照射する。そして、Ｘ線１１０が試料８００の表面において全反射するように、試料８００の表面と、試料８００の表面に入射するＸ線１１０と、の間のなす角度ｅが設定されている。
【００６８】
また、本実施形態では、図７に関して前述したパターン検査装置の二次元検出器４００の位置にゾーンプレート４１０が設置されている。ゾーンプレート４１０からみてＸ線源１００とは反対側には、Ｘ線検出器５３０が設置されている。ゾーンプレート４１０およびＸ線検出器５３０については、図５に関して前述した如くである。その他の構造は、図７に関して前述したパターン検査装置の構造と同様である。
【００６９】
次に、本実施形態にかかるパターン検査方法について説明する。  
まず、Ｘ線１１０が試料８００の表面において全反射しマスク３００に到達するまでのパターン検査方法は、図７に関して前述したパターン検査方法と同様である。続いて、直接光１２０およびパターン回折光１３０は、ゾーンプレート４１０の入射側に設けられたマスク３００により遮蔽される。
【００７０】
続いて、マスク３００により遮蔽されなかったＸ線、すなわち欠陥により散乱された欠陥散乱光１４０は、ゾーンプレート４１０により回折し、図８に表したＸ線１５０のように、Ｘ線検出器５３０上に集光する。ここから、判定手段５２０が欠陥の有無を判定するまでのパターン検査方法については、図５に関して前述したパターン検査方法と同様である。
【００７１】
本実施形態にかかるパターン検査装置およびパターン検査方法によれば、マスク３００により遮蔽されなかったＸ線をゾーンプレート４１０によりＸ線検出器５３０上に集光させるため、二次元検出器４００よりも高感度な欠陥検査を行うことができる。また、Ｘ線１１０を試料８００上に浅い角度で照射し、試料８００上の欠陥により散乱された欠陥散乱光１４０を検出するため、図７に関して前述した効果と同様の効果が得られる。
【００７２】
次に、本発明のさらに他の実施の形態について説明する。  
図９は、本発明のさらに他の実施の形態にかかるパターン検査装置を表す斜視模式図である。  
本実施形態では、図９に表したように、ライン状のＸ線１１０を試料８００上に浅い角度で照射する。つまり、本実施形態の絞り手段２５０は、図６に関して前述した絞り手段と同様に、ライン状のスリット２６０を有する。そして、ライン状のＸ線１１０が試料８００の表面において全反射するように、試料８００の表面と、試料８００の表面に入射するＸ線１１０と、の間のなす角度ｅが設定されている。
【００７３】
また、本実施形態では、図７に関して前述したパターン検査装置の二次元検出器４００の位置にゾーンプレート４１０が設置されている。ゾーンプレート４１０からみてＸ線源１００とは反対側には、例えばラインセンサなどと呼ばれる一次元検出器５４０が設置されている。ゾーンプレート４１０および一次元検出器５４０については、図６に関して前述した如くである。その他の構造は、図７に関して前述したパターン検査装置の構造と同様である。
【００７４】
次に、本実施形態にかかるパターン検査方法について説明する。  
まず、Ｘ線１１０が試料８００の表面において全反射しマスク３００に到達するまでのパターン検査方法は、図７に関して前述したパターン検査方法と同様である。但し、前述したように、マスク３００に到達するＸ線１１０は、ライン状の平行光である。続いて、直接光１２０およびパターン回折光１３０は、ゾーンプレート４１０の入射側に設けられたマスク３００により遮蔽される。
【００７５】
続いて、マスク３００により遮蔽されなかったＸ線、すなわち欠陥により散乱された欠陥散乱光１４０は、ゾーンプレート４１０により回折し、例えば図９に表したＸ線１５０ａ、１５０ｂのように、ライン状のＸ線１１０内の各位置に対応した一次元検出器５４０内の各位置にそれぞれ集光する。ここから、判定手段５２０が欠陥の有無を判定するまでのパターン検査方法については、図６に関して前述したパターン検査方法と同様である。
【００７６】
本実施形態にかかるパターン検査装置およびパターン検査方法によれば、ポイント状ではなくライン状のＸ線を試料８００上に照射し、マスク３００により遮蔽されなかったＸ線をゾーンプレート４１０により一次元検出器５４０上に集光させる。そのため、図６に関して前述したように、一度に検査可能な領域が広くなり、Ｘ線検出器５３０よりも高速な欠陥検査を行うことができる。また、Ｘ線１１０を試料８００上に浅い角度で照射し、試料８００上の欠陥により散乱された欠陥散乱光１４０を検出するため、図７に関して前述した効果と同様の効果が得られる。
【００７７】
次に、本発明のさらに他の実施の形態について説明する。  
図１０は、本発明のさらに他の実施の形態にかかるパターン検査装置を表す斜視模式図である。  
図７〜図９に関して前述したパターン検査装置では、Ｘ線１１０を試料８００上に浅い角度で照射することにより、試料８００の表面においてＸ線１１０を反射させるが、本実施形態では、ポイント状のＸ線１１０を試料８００上に略垂直に照射することにより、試料８００の表面においてＸ線１１０を反射させる。
【００７８】
より具体的に説明すると、本実施形態の二次元検出器４５０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やイメージングプレートなどであり、Ｘ線源１００から出射されたＸ線１１０が通過可能な貫通孔４５１を有する。つまり、Ｘ線源１００から出射されたＸ線１１０は、二次元検出器４５０に設けられた貫通孔４５１を通過することができる。  
また、本実施形態の試料８００は、図１０に表したように、二次元検出器４５０からみてＸ線源１００とは反対側に設置されている。なお、試料８００と二次元検出器４５０との間の距離Ｌ４は、例えば約３００ｍｍ程度である。
【００７９】
本実施形態のマスク３５０は、図１０に表した矢印ｃのように二次元検出器４５０の出射側、すなわち二次元検出器４５０からみて試料８００側に設置される。また、マスク３５０は、試料８００の表面に形成されたＬ／Ｓなどのパターンにより回折されたパターン回折光１３０を遮蔽することができるパターン回折光遮蔽部３３０を有する。つまり、本実施形態のマスク３５０は、図１に関して前述したマスク３００のようには、Ｘ線の直接光（０次光）１２０を遮蔽することができる直接光遮蔽部３２０を有していない。パターン回折光遮蔽部３３０の配置および大きさなどのマスク３５０の形状は、図１に関して前述したマスク３００と同様に、直接光１２０のビーム径と、Ｌ／Ｓおよびホール配列などのデバイスパターンと、のフーリエ解析により決定される。その他の構造は、図１および図２に関して前述したパターン検査装置の構造と同様である。
【００８０】
次に、本実施形態にかかるパターン検査方法について説明する。  
まず、Ｘ線源１００においてＸ線を発生させ、そのＸ線源１００から絞り手段２００へ向けてＸ線１１０を出射させる。Ｘ線源１００から出射されたＸ線１１０は、絞り手段２００によりポイント状の平行光となる。そして、Ｘ線源１００と、絞り手段２００と、二次元検出器４５０と、試料８００と、を適宜配置することにより、ポイント状の平行光となったＸ線１１０を二次元検出器４５０の貫通孔４５１を通して試料８００上に略垂直に照射する。
【００８１】
試料８００に照射されたＸ線１１０は、試料８００の表面において反射する。このとき、試料８００の表面において反射するＸ線１１０は、試料８００上のパターンや欠陥などにより散乱される。より具体的には、試料８００の表面において反射するＸ線１１０は、試料８００に形成されたパターンにより回折されるＸ線のパターン回折光１３０と、デバイスの製造工程中に生じた短絡や導通や空乏や異物残存などの欠陥により散乱されるＸ線の欠陥散乱光１４０と、に分離される。また、試料８００の表面において反射するＸ線１１０は、試料８００によっては散乱されずに反射するＸ線の直接光１２０を有する。
【００８２】
そして、試料８００の表面において反射したＸ線は、二次元検出器４５０上に二次元パターンを形成する。二次元パターンを形成するＸ線のうちで、パターン回折光１３０は、二次元検出器４５０の出射側に設けられたマスク３５０により遮蔽される。つまり、パターン回折光１３０は、マスク３５０のパターン回折光遮蔽部３３０により遮蔽される。
【００８３】
続いて、マスク３５０により遮蔽されなかったＸ線、すなわち欠陥により散乱された欠陥散乱光１４０は、二次元検出器４５０により検出される。ここから、判定手段５２０が欠陥の有無を判定するまでのパターン検査方法については、図１に関して前述したパターン検査方法と同様である。
【００８４】
本実施形態にかかるパターン検査装置およびパターン検査方法によれば、Ｘ線１１０を試料８００上に略垂直に照射し、試料８００の表面上の欠陥において反射し散乱された欠陥散乱光１４０を検出することにより、試料８００の表面の欠陥だけを検出することができる。すなわち、本実施形態にかかるパターン検査装置およびパターン検査方法によれば、試料８００の表面の情報だけを得ることができる。そのため、より微細な欠陥を検出することができる。
【００８５】
以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。  
例えば、図１〜図３に関して前述した実施形態において、図１に表した矢印ｄのように、試料８００をＸ線１１０に対して傾斜させることによりＸ線１１０を試料８００上に斜めに照射する変形例について説明したが、これは、図５、図６、および図１０に関して前述した実施形態についても同様に適用可能である。  
また、図１〜図３に関して前述した実施形態において、Ｘ線が二次元検出器４００により検出された後に信号を無視するデータ処理を実行することにより、直接光１２０およびパターン回折光１３０を遮蔽する変形例について説明したが、これは、図７および図１０に関して前述した実施形態についても同様に適用可能である。  
また、例えば、二次元検出器４００、４５０やマスク３００、３５０などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などや、Ｘ線源１００や絞り手段２００、２５０や試料８００や二次元検出器４００、４５０やマスク３００、３５０の設置形態などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。  
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００８６】
１００ Ｘ線源、  １１０ Ｘ線、  １２０ 直接光、  １３０ パターン回折光、  １４０ 欠陥散乱光、  １５０、１５０ａ、１５０ｂ Ｘ線、  ２００ 絞り手段、  ２００ａ 多層膜ミラー、  ２１０ スリット、  ２２０ テーパ部、  ２５０ 絞り手段、  ２６０ スリット、  ３００ マスク、  ３２０ 直接光遮蔽部、  ３３０ パターン回折光遮蔽部、  ３５０ マスク、  ４００ 二次元検出器、  ４１０ ゾーンプレート、  ４５０ 二次元検出器、  ４５１ 貫通孔、  ５１０ 差分算出手段、  ５２０ 判定手段、  ５３０ Ｘ線検出器、  ５４０ 一次元検出器、  ８００ 試料
【図１】
2011153903.tif 000003
【図２】
2011153903.tif 000004
【図５】
2011153903.tif 000005
【図６】
2011153903.tif 000006
【図７】
2011153903.tif 000007
【図８】
2011153903.tif 000008
【図９】
2011153903.tif 000009
【図１０】
2011153903.tif 000010
【図３】
2011153903.tif 000011
【図４】
2011153903.tif 000012