(57)【要約】【課題】斜方検出系の合焦位置と照明の位置とを高精度に検出し、照明の位置を高精度に設定可能な欠陥検査装置を実現する。【解決手段】照明系３００は合焦領域２０２を通過するように略一定速度で走査し、合焦領域２０２付近の基準チップ２０５の画像を取得する。取得した画像の様子から、合焦位置を求める。照明光３０１を、求めた合焦位置に向けて移動させ、１枚画像を取得し、照明認識位置を算出する。合焦位置と照明認識位置とのずれ量を算出し、ずれ量が許容値以上であれば、ずれ量が一定以下となるまで、照明系３００を移動させる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査対象へ光ビームを照射する照明手段と、
上記被検査対象の被検査領域からの、上記被検査対象の表面の法線に対して傾斜した方向への散乱光を検出して検出信号へ変換する斜方検出手段と、
上記照明手段からの光ビームの合焦位置の検出に使用する特定パターンが形成された基準部材と、
上記基準部材に形成された特定パターンに上記照明手段からの光ビームを照射させ、上記斜方検出手段により得られる検出信号を処理し、上記照明手段からの光ビームの合焦位置を検出し、上記照明手段からの光ビームの照射位置を調整し、上記照明手段から上記被検査対象への光ビームを照射させ、上記斜方検出手段からの検出信号に基づいて上記被検査対象の欠陥を検査する演算処理手段と、
を備えることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の欠陥検査装置において、上記演算処理手段は、上記照明手段の、上記光ビームを照射する位置及び上記光ビームを照射する領域の広さのいずれか一方またはその両方を制御することを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項３】
請求項１に記載の欠陥検査装置において、上記斜方検出手段は、２次元あるいは１次元に配置された光電変換素子を有することを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項４】
請求項１に記載の欠陥検査装置において、上記斜方検出手段の検出信号は、光ビームを照射した領域の画像を示し、上記演算処理手段は、上記画像が示す特定のパターン像から上記光ビームの合焦位置を判断することを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項５】
請求項４に記載の欠陥検査装置において、上記照射手段を移動させる照明手段移動部を備え、上記演算処理手段は、上記照明手段移動部により、上記照明手段の位置を移動させて、上記照明手段からの光ビームの合焦位置を検出し、上記照明手段からの光ビームの照射位置を調整することを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項６】
請求項１に記載の欠陥検査装置において、上記被検査対象の表面に略垂直な方位への散乱光を検出して検出信号へ変換する上方検出手段を備え、上記演算処理手段は、上記斜方検出手段または上記上方検出手段が検出した散乱光に基づいて、上記光ビームの幅を制御することを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項７】
請求項４に記載の欠陥検査装置において、上記斜方検出手段を移動させる斜方検出手段移動部を備え、上記演算処理手段は、上記斜方検出手段移動部により、上記斜方検出手段を移動させて、上記照明手段からの光ビームの合焦位置を検出し、上記照明手段からの光ビームの照射位置を調整することを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項８】
請求項６に記載の欠陥検査装置において、上記演算処理手段は、上記斜方検出手段及び上記上方検出手段の両方またはいずれか一方のみのからの検出信号に基づいて、上記被検査対象の欠陥を検査することを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項９】
基準部材に形成された特定パターンに光ビームを照射し、
上記基準部材の表面の法線に対して傾斜した方向への斜方散乱光を検出し、
検出した斜方散乱光に基づいて、上記光ビームの合焦位置を検出し、光ビームの照射位置を調整し、
被検査対象への光ビームを照射させ、散乱光に基づいて上記被検査対象の欠陥を検査することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の欠陥検査方法において、上記光ビームを照射する位置及び上記光ビームを照射する領域の広さのいずれか一方またはその両方を制御することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の欠陥検査方法において、２次元あるいは１次元に配置された光電変換素子により、散乱光を検出することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項１２】
請求項９に記載の欠陥検査方法において、光ビームを照射した領域の画像が示す特定のパターン像から上記光ビームの合焦位置を判断することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項１３】
請求項９に記載の欠陥検査方法において、上記被検査対象の表面に略垂直な方位への上方散乱光を検出し、上記斜方散乱光または上記上方散乱光に基づいて、上記光ビームの幅を制御することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の欠陥検査方法において、上記斜方散乱光及び上記上方散乱光の両方またはいずれか一方のみのからの検出信号に基づいて、上記被検査対象の欠陥を検査することを特徴とする欠陥検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体や液晶などの製造プロセスにおける欠陥検査装置およびその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程では、半導体基板（ウエハ）表面の異物は、配線の絶縁不良や短絡等の不良原因になり、微細な異物は、キャパシタの絶縁不良やゲート酸化膜などの破壊の原因にもなる。これらの異物は、搬送装置の可動部から発生したもの、人体から発生したもの、プロセスガスによる処理装置内で反応生成されたもの、薬品や材料に混入していたものなどが種々の原因により種々の状態で混入する。
【０００３】
また、液晶表示素子の製造工程でも、パターン上に異物が混入して何らかの欠陥が生じると、液晶表示素子は表示素子として使えないものになってしまう。さらに、プリント基板の製造工程でも状況は同じであって、異物の混入はパターンの短絡、接触不良の原因となる。
【０００４】
半導体プロセスの微細化に伴い、不良につながる欠陥サイズも微小となっており、より高精度な欠陥検出が求められている。
【０００５】
このため、特許文献１には、被検査対象表面の法線に対して斜方への散乱光を検出することにより、高感度な欠陥検査装置および欠陥検査方法が記載されている。
【０００６】
また、近年では半導体の集積化により多層ウエハが多く使用される傾向にある。多層ウエハは基板上に酸化膜などの透明薄膜を形成し、その上に回路パターンを形成する工程の繰り返しにより作られる。このため、ウエハ上の欠陥検査では、透明薄膜表面の異物や欠陥を検出するニーズが高まっている。
【０００７】
このようなニーズに対応するため、特許文献１には、一般的な暗視野検査装置で用いられる、ウエハに垂直な方向に設置した検出系に加え、低仰角の検出系を用いて透明薄膜下地のパターンからの散乱光を低減し、検出感度を向上させる方法が開示されている。
【０００８】
また、特許文献２にも同様に、ウエハ散乱光の明るさむらを低減するために、低仰角の検出角度を用いた検出方法が開示されている。
【０００９】
また、特許文献３にも、斜方検出系を用いることで検出感度を向上するための方法が開示されている。
【００１０】
斜方検出系においては、被検査対象表面と検出系の合焦面が平行とならないため、これらの面の交線上においてのみ合焦した結像を得ることができる。このため、照明は検出系の焦点深度と同程度あるいはそれ以下の幅を有する線状の照明であることが必要であり、かつこの照明を合焦位置に的確に照射することが重要である。
【００１１】
照明が焦点深度を大幅に超える線幅を有したり、合焦位置から照明がずれたりすると、検出系におけるセンサ部においてパターン像がデフォーカスしてしまい、検出感度が低下してしまう。
【００１２】
そこで、特許文献４において、斜方検出系のセンサ位置を補正し、照明位置に位置あわせする方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００７−１０７９６０号公報
【特許文献２】特開２００７−３３４３３号公報
【特許文献３】特開２００８−５８１１１号公報
【特許文献４】特開２００９−１５０７２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上述した従来技術では、被検査対象の高さ及び照明位置に対応して開ループで位置補正を行なっており、実際の照明位置を検出した位置補正は行われていない。
【００１５】
このため、焦点深度が小さい場合には照明位置の僅かなずれにより、的確な照明ができず、デフォーカスした画像を取得してしまい、検出感度を維持できなくなるという欠点がある。
【００１６】
本発明の目的は、斜方検出系の合焦位置と照明の位置とを高精度に検出し、照明の位置を高精度に設定可能な欠陥検査装置および方法を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明は次のように構成される。
【００１８】
本発明の欠陥検査装置及び欠陥検査方法は、基準部材に形成された特定パターンに照明手段からの光ビームを照射させ、斜方検出手段により得られる検出信号を処理し、照明手段からの光ビームの合焦位置を検出して光ビームの照射位置を調整し、照明手段から被検査対象への光ビームを照射させ、斜方検出手段からの検出信号に基づいて被検査対象の欠陥を検査する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、斜方検出系の合焦位置と照明の位置とを高精度に検出し、照明の位置を高精度に設定可能な欠陥検査装置および方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】照明系の位置調整の必要性説明図である。
【図２】照明系の位置調整の必要性説明図であり、欠陥検査装置において、斜方検出系の正常な結像状態を示した図である。
【図３】照明系の位置調整の必要性説明図であり、欠陥検査装置において、斜方検出系の合焦領域と照明位置とが一致しない場合の結像関係を示した図である。
【図４】本発明による欠陥検査装置の実施例１を示す図である。
【図５】線状の照明光を形成する方法の一例を示した図である。
【図６】本発明の実施例１における斜方検出系の合焦位置を検出するシーケンスを示す図である。
【図７】本発明の実施例１における合焦位置検出時における欠陥検査装置の状態を示した図である。
【図８】本発明の実施例１における合焦位置検出に使用する基準パターンと、斜方検出系によってこのパターンを観察した際に取得される画像の一例を示した図である。
【図９】本発明の実施例１における合焦位置検出に使用する基準パターンと、照明の位置検出時に観察される画像の一例を示した図である。
【図１０】本発明の実施例１における合焦位置検出に使用する基準パターンを示した図である。
【図１１】本発明の実施例１における合焦位置検出時に観察される画像の一例および、この画像に対する基準パターンへの総露光量分布の関係を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１〜図３は、欠陥検査装置において、照明系の位置調整が適切に行なわなければならない必要性の説明図である。図１において、特定のラインパターン２０６の形成された基準チップ２０５（図１の（Ｂ））に、照明系３００からの照明光３０１を照射し（図１の（Ｃ））、斜方検出系１００により、基準チップ２０５の画像５００（図１の（Ａ））を取得し、その画像において、ラインパターン２０６に対応するラインパターン像５０１の結像が最も急峻な位置（線幅が最も狭い位置）を斜方検出系１００の合焦認識位置５０２とし、そこに照明光３０１を線状に形成し、両者の位置合わせを行なう。
【００２３】
合焦面１０３は、斜方検出系１００の物側における合焦面およびその焦点深度内におさまる領域を示す。合焦領域２０２は、合焦面１０３と、後述する被検査対象２００の表面との交差する領域である。
【００２４】
図２は、斜方検出系１００の正常な結像関係を示す図である。図２において、照明光３０１は、合焦領域２０２と同程度の幅の線状に形成され、合焦領域２０２に照射されている。被検査対象２００からの散乱光２０１は合焦領域２０２から発生し、斜方検出光学系１０１によって結像され、結像位置１０４は１次元センサ１０２の受光面上に重なる。この状態で被検査対象２００を走査することにより合焦した画像を取得可能となる。
【００２５】
図３は、斜方検出系１００を用いた検査装置において、照明光３０１が合焦領域２０２からずれた場合の結像関係を示す図である。図３において、合焦領域２０２から斜方検出系１００より遠ざかる方向に向かって外れた部分（デフォーカス領域２０３）に照明光３０１が照射された場合、散乱光２０１の結像位置１０４は、検出光学系１０１によって、１次元センサ１０２の受光面よりも手前の位置になる。このため、１次元センサ１０２の受光面上においてデフォーカスした像を受光し、取得される画像はぼけてしまう。
【００２６】
また、合焦領域２０２から斜方検出系１００に近づく方向に向かって外れた場合には、１次元センサ１０２の受光面よりも奥に結像位置１０４を持つため、画像はデフォーカスしてしまう。
【００２７】
また、照明光３０１が合焦領域２０２よりも大きくなった場合には、同様に、合焦領域２０２からの散乱光と同時にデフォーカス領域２０３からの散乱光を受光するため、取得される画像がぼけてしまう。
【００２８】
このため、斜方検出系１００を用いる場合には、合焦領域２０２と同程度あるいはそれ以下の幅の線状の照明を、合焦領域２０２に照射しなければ、合焦した画像を取得できず、高感度な検査ができない。
【００２９】
図４は、本発明の実施例１である欠陥検査装置の概略構成図である。
【００３０】
図４において、欠陥検査装置１０００は、照明系３００と、斜方検出系１００と、上方検出系８００と、被検査対象２００をその上に配置して、照明光により走査するためのステージ４００と、１次元センサ１０２と、１次元センサ８０２と、１次元センサ１０２、８０２によって取得される画像を処理し、欠陥検出を行なうための演算処理系７００と、２次元センサ１０７と、２次元センサ８０７と、２次元センサ１０７、８０７によって取得される画像を表示するための表示装置７０１と、光学分岐要素１０６と、斜方検出系１００の合焦位置の検出に使用する基準チップ２０５とを備えている。基準チップ２０５は、ステージ４００上に配置されている。
【００３１】
演算処理系７００は、２次元センサ１０７によって取得される基準チップ２０５の画像５００を処理し、斜方検出系１００の合焦認識位置５０２の検出、およびステージ４００や照明系３００の制御を行なう。ただし、これらの処理は別途処理系を設けてもかまわない。また、ステージ４００および照明系３００の制御は別途制御部を設けてもかまわない。
【００３２】
欠陥検査装置１０００の座標系は、Ｚ軸を被検査対象２００の上面の法線２０４の方向、Ｘ軸を被検査対象２００の走査方向、Ｙ軸をＸ軸、Ｚ軸に対して直交する軸とする。
【００３３】
ステージ４００は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、シータ軸の４軸方向へ可動である。
【００３４】
斜方検出系１００は、対物レンズ１０５および結像レンズ１０９からなる検出光学系１０１と、１次元センサ（ＴＤＩセンサあるいは１次元ＣＣＤセンサ）１０２と、光学分岐要素１０６と、２次元センサ１０７とを備えている。斜方検出系１００は、斜方散乱光を検出する。
【００３５】
１次元センサ１０２がＴＤＩセンサであり、２次元センサと同様の撮像が可能な場合には、光学分岐要素１０６と、２次元センサ１０７は無くとも良い。また、対物レンズ１０５と結像レンズ１０９との間に形成されるフーリエ変換面上に、被検査対象２００の繰り返しパターンによる回折光を遮断し、繰り返しパターンを除去するための空間フィルタを挿入しても良い。
【００３６】
１次元センサ１０２は、センサ長手方向（走査方向に直交する方向）が、斜方検出光学系１０１によって被検査対象のＹ軸の向きが投影されるのと同じ向きに対して略平行に配置される。また、１次元センサ１０２の受光面は斜方検出光学系１００の光軸１０８に対して略垂直に配置される。
【００３７】
検出系移動部１２０は、斜方検出系１００を移動させることができる。
【００３８】
上方検出系８００は、対物レンズ８０５および結像レンズ８０９からなる検出光学系８０１と、１次元センサ（ＴＤＩセンサあるいは１次元ＣＣＤセンサ）８０２と、光学分岐要素８０６と、２次元センサ８０７とを備えている。上方検出系８００は、上方散乱光を検出する。１次元センサ８０２がＴＤＩセンサであり、２次元センサと同様の撮像が可能な場合には、光学分岐要素８０６と、２次元センサ８０７は無くとも良い。また、対物レンズ８０５と結像レンズ８０９との間に形成されるフーリエ変換面上に、被検査対象２００の繰り返しパターンによる回折光を遮断し、繰り返しパターンを除去するための空間フィルタを挿入しても良い。
【００３９】
基準チップ２０５は、斜方検出系１００の合焦位置検出時にのみ検査位置に配置され、検査動作時には検査動作を阻害しない位置に退避可能に配置する。たとえば、ステージ４００に対して、被検査対象２００と同じ水平面内に取り付けられており、斜方検出系１００の合焦位置の検出時にステージ４００の移動によって所定の位置に移動される。
【００４０】
光学分岐要素１０６はハーフミラーあるいはプリズムなどでよい。あるいは、合焦位置の検出時に光路を切り替え、散乱光２０１を２次元センサ１０７に導くために光路上に出し入れされるミラーであってもよい。同様に、光学分岐要素８０６はハーフミラーあるいはプリズムなどでよい。あるいは、被検査対象２００あるいは基準チップ２０５の観察時および照明光３０１の観察時に光路を切り替え、散乱光を２次元センサ８０７に導くために光路上に出し入れされるミラーであってもよい。
【００４１】
照明系３００は、図５に示すように、シリンドリカルレンズ３０３によって、被検査対象２０２の検査表面上において、照明光３０１をＹ軸方向に略平行な線状に形成し、被検査対象２００に照射する。光源としては、レーザあるいはランプなどの白色光源を適宜使用してよい。
【００４２】
また、照明系３００は、照明太さ及び照明位置が制御可能な構成である。例えば、光軸方向へのシリンドリカルレンズの移動機構を有しているか、あるいは別途光学素子を挿入することにより照明太さの調整を行なう。また、照明位置を任意に移動させる機構を備える。
【００４３】
図４に示した例では、照明系移動部３２０により、照明系３００の位置を移動させる構成となっている。
【００４４】
図４において、上方検出系８００と斜方検出系１００とは、同時に被検査対象２００を検査可能な構造である。例えば、被検査対象２００の同じ位置を検査可能となるように駆動機構を備える。駆動機構は斜方検出系１００のみ、あるいは上方検出系８００のみ、あるいはその両方に備えてよい。
【００４５】
上述したように、図４に示した例では、斜方検出系移動部１２０により、斜方検出系１００の位置を移動させる構成となっている。
【００４６】
次に、斜方検出系１００の合焦位置検出方法について、図６、図７を参照して説明する。図６は、本発明の実施例１における合焦点検出のシーケンスを示す図である。また、図７は、合焦位置検出動作時の欠陥検査装置１０００を示す図である。
【００４７】
図６のステップＳ１において、演算処理系７００がステージ４００の移動を制御して基準チップ２０５が検査位置に配置される。照明系３００は、合焦領域２０２より十分に離れた位置から、合焦領域２０２を通過するように、十分に長い距離を略一定速度で、合焦領域２０２より十分に離れた位置まで走査する。この走査の制御も演算処理系７００によって行われる。
【００４８】
走査方向は、図７のＸ軸方向に平行な方向である。照明光３０１の走査開始と略同時に、２次元センサ１０７は露光を開始し、走査終了まで露光を行なう。これにより、合焦領域２０２付近における基準チップ２０５の画像５００を取得する。
【００４９】
ここで、十分に離れた距離とは、基準チップ２０５からの散乱光２０１が合焦認識位置５０２（図１の（Ａ））の検出に対して影響しない程度に離れた距離を示す。
【００５０】
合焦領域２０２はＹ軸方向に対して略平行であり、２次元センサ１０７により取得された画像５００において、図８に示すＸ軸は、Ｙ軸と、２次元センサ１０７の受光面の法線とに直交する向きである。
【００５１】
基準チップ２０５は、２つのラインパターン２０６を有しているが、単一のラインあるいは、その他のパターンであってもかまわない。また、図８においてラインパターン２０６がＸ軸に平行になるよう基準チップ２０５は配置されるが、Ｘ軸に対して傾斜するよう配置されてもかまわない。
【００５２】
以下、２次元センサのＹ軸が、照明光学系１０１によって投影される被検査対象２００上におけるＹ軸方向に対して略平行になるよう配置されているものとして説明する。また、２次元センサ１０７の受光面は、光学分岐要素１０６により、分岐された光の光軸に略垂直となるよう配置されている。
【００５３】
ステップＳ１より得られる画像は図８に示すように、合焦点付近においてＹ軸方向に最も鋭く結像し、合焦点からＸ軸方向に平行な方向に遠ざかるに従い、像がＹ軸方向に広がる。
【００５４】
次に、ステップＳ２において、演算処理系７００は、取得した画像５００の様子から、Ｘ軸方向における合焦位置５０２を求める。
【００５５】
そして、ステップＳ３において、照明光３０１をステップＳ２で求めた合焦位置５０２に向けて移動させる。続いて、ステップＳ４において、この状態で、演算処理系７００は、１枚画像を取得し、そのＸ軸方向での照明認識位置５０４（図９）を算出する。さらに、演算処理系７００は、合焦認識位置５０２と照明認識位置５０４とのずれ量５０５を算出する。
【００５６】
次に、ステップＴ１において、演算処理系７００は、ずれ量５０５が許容値以上であれば、ステップＳ３に移行し、ずれ量５０５に相当する分だけ照明光３０１をＸ軸向に移動させる。
【００５７】
ずれ量が一定以下となるまで、ステップＳ３、ステップＳ４、ステップＴ１を繰り返す。この動作は、動画撮影などによってリアルタイムに実施しても良く、停止と静止画像撮影を交互に繰り返しても良い。
【００５８】
そして、演算処理系７００は、ステップＳ６において、ステップＳ４にて取得した画像から照明の幅を算出し、ステップＴ５において算出した幅が許容値以上か否かを判定し、許容値以上であれば、ステップＳ５において照明幅５０６の調整を行い、ステップＳ６、ステップＴ２の処理を行う。ステップＴ２で照明幅が、許容値以下であれば照明の位置合わせを終了する。
【００５９】
そして、位置あわせが終了した照明系３００からの照明光が、被検査対象物２００に照射されるように、被検査対象物２００を合焦領域に移動させ、被検査対象物２００の表面検査が行われる。
【００６０】
照明光３０１のずれ量５０５および照明幅５０６の許容値は、合焦領域２０２の幅と同程度あるいはそれ以下とすることが望ましい。
【００６１】
なお、ステップＳ６における照明幅５０６の算出は、上方検出系８００に備えた２次元センサ２０７によって撮影された画像を使用しても良い。
【００６２】
また、ステップＳ１における画像５００の取得は、照明系３００の走査開始から終了までの長時間露光の代わりに、走査中の画像を動画にて取得し、後で、動画像を全て足し合わせる処理を行なっても良い。これらの方法は、使用するセンサによって適宜使い分けてかまわない。
【００６３】
あるいは、ステップＳ１における画像５００の取得は、照明系３００を駆動することで照明光３０１の幅を合焦領域２０２に対して十分に広く整形して照射し、１度の静止画像撮影で行なっても良い。この場合、照明光３０１の幅は、合焦領域２０２に対して十分に広い範囲で一様な強度分布であることが望ましい。
【００６４】
この理由を説明する。例えば、図１０に示すように、同一のラインパターン２０６上にあり、真の合焦位置６００からＸ軸に沿って同じ距離ｄだけ離れた点Ａと点Ｂとの各点からの散乱光は、合焦点以外であればデフォーカスしてしまうため、点Ａの散乱光分布６０１ａ、点Ｂの散乱光分布６０２ａのように、その付近に影響を及ぼす（図１１（Ａ））。
【００６５】
このとき、ラインパターン２０６の総露光量が総露光量分布６０５ａ（図１１の（Ａ））のように、真の合焦位置６００から十分に遠いところまで均一な強度分布を持っていれば、点Ａの散乱光分布６０１ａと点Ｂの散乱光分布６０２ａとはほぼ等しくなる。また、総露光量分布６０５ａが、分布の形状を保ったままＸ軸方向に位置が変化しても、真の合焦位置６００付近での光量分布の変動が十分に小さくなるため、パターン像の輪郭６０６ａは変化しない。このため、これより認識される合焦位置６００が変動することはない。
【００６６】
しかしながら、図１１の（Ｂ）に示すように、ラインパターン２０６の総露光量が露光量分布６０５ｂのように、焦点深度に対して十分な広さを持たず、合焦点付近で不均一な分布を持っている場合、点Ａの散乱光分布６０１ｂとＢの散乱光分布６０２ｂは総露光量分布６０５ｂの形状に応じて変化してしまうため、パターン像の輪郭６０６ｂは変化する。このため、合焦認識位置５０２は総露光量分布６０５ｂの、機械的あるいはその他要因による変動に伴って変動してしまう。
【００６７】
このことから、幅の広い照明による単一画像の取得を行なう際には、焦点深度に対して十分に広い範囲にわたって均一であることが望ましい。
【００６８】
一方、照明光３０１を一定速度で走査した場合には、各位置における総露光量分布が、図１１の（Ａ）に示す６０５ａと同様に、真の合焦位置６００付近で略一定となるため、走査の開始および終了の位置がずれても取得される画像にほとんど変化はなく、認識精度に対する影響はない。
【００６９】
ステップＳ１乃至Ｓ６において、照明光３０１を動かす代わりに、斜方検出系１００をＸ軸方向に検出系移動部１２０により移動することによって、同様な画像を取得可能である。これにより、合焦領域２０２に照明光３０１が照射されるように位置合わせを行なってもよい。この場合、検出系１００を駆動する距離は、十分に離れた距離であることが望ましい。
【００７０】
また、上方検出系８００と斜方検出系１００とを同時に使用するときは、上方検出系８００の検査領域と、斜方検出系１００の合焦領域と、照明光３０１の位置とを略同じ位置にあわせる動作を行なう。この動作はどの順番で行なってもよい。
【００７１】
また、斜方検出系１００を複数備える場合には、それぞれの検出系において合焦位置を検出し、照明位置と合焦位置の位置合わせを行なう。
【００７２】
本発明によれば、斜方検出系の合焦位置に照明を高精度に照射することが可能となり、合焦領域のみの散乱光を検出し、良好な画像を取得することが可能となる。これにより高感度の欠陥検出が可能となる。
【００７３】
なお、図６に示したシーケンスフローにおいて、ステップＴ２で照明の幅が許容値未満となった場合、ステップＳ１に戻り、ステップＳ１〜Ｓ４、Ｔ１、Ｓ５、Ｓ６、Ｔ２を再度実行することもできる。これは、照明位置、幅の調整後、さらに、位置、幅調整の精度を向上するためである。
【００７４】
また、上述した例においては、基準チップ２０５のラインパターン２０６は2本の例を示したが、３本以上とすることも可能である。この場合、複数のラインパターンのそれぞれから得られた合焦認識位置の平均値を算出し、その値を合焦位置とすることもできる。
【符号の説明】
【００７５】
１０００・・・欠陥検査装置、１００・・・検出系、１０１・・・斜方検出光学系、１０２・・・１次元センサ、１０３・・・合焦位置、１０４・・・結像位置、１０５・・・対物レンズ、１０６・・・光学分岐要素、１０７・・・２次元センサ、１０８・・・光軸、１０９・・・結像レンズ、１１０・・・光軸、１２０・・・斜方検出計移動部、２００・・・被検査対象、２０１・・・散乱光、２０２・・・合焦領域、２０３・・・デフォーカス領域、２０４・・・法線、２０５・・・基準チップ、２０６・・・散乱光、３００・・・照明系、３０１・・・照明光、３２０・・・照明系移動部、４００・・・ステージ、５００・・・２次元センサによる基準チップ画像、５０１・・・ラインパターン像、５０２・・・合焦認識位置、５０３・・・デフォーカス像、５０４・・・照明認識位置、５０５・・・ずれ量、５０６・・・照明幅、７００・・・演算処理系、７０１・・・表示装置、８００・・・上方検出系、８０１・・・上方検出光学系、８０２・・・１次元センサ、８０５・・・対物レンズ、８０６・・・光学分岐要素、８０７・・・２次元センサ、８０９・・・結像レンズ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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