(57)【要約】【課題】光量の損失を抑えつつ、暗視野照明に最適な照明光を得ることを可能とした照明光学系を提供する。【解決手段】光源２からの照明光Ｌを被照射面Ｗに照射する照明光学系１であって、光源２からの照明光Ｌを集光させる集光光学系３と、集光光学系３により集光された照明光Ｌの瞳面のうち、その中央部分を遮光する遮光領域５ａと、その外周部分を透光させる透光領域５ｂとを含み、透光領域５ｂを透光した光線により輪帯状の照明光Ｌを形成する開口絞り５と、開口絞り５により形成された輪帯状の照明光Ｌを被照射面Ｗに向けて照射するコンデンサ光学系６と、集光光学系３と開口絞り５との間の光路中に配置されて、集光光学系３により集光された照明光Ｌのうち、透光領域５ｂに入射する角度の光線の強度が最大となるように、照明光Ｌの光線角度分布を制御する光線角度制御光学系７とを備える。【選択図】図１
2019109302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの照明光を被照射面に照射する照明光学系であって、
前記光源からの照明光を集光させる集光光学系と、
前記集光光学系により集光された照明光の瞳面のうち、その中央部分を遮光する遮光領域と、その外周部分を透光させる透光領域とを含み、前記透光領域を透光した光線により輪帯状の照明光を形成する開口絞りと、
前記開口絞りにより形成された輪帯状の照明光を前記被照射面に向けて照射するコンデンサ光学系と、
前記集光光学系と前記開口絞りとの間の光路中に配置されて、前記集光光学系により集光された照明光のうち、前記透光領域に入射する角度の光線の強度が最大となるように、前記照明光の光線角度分布を制御する光線角度制御光学系とを備えることを特徴とする照明光学系。
【請求項２】
前記光線角度制御光学系は、中央部に開口部と、前記開口部の周囲に凹面状の第１の反射面とを有して、前記第１の反射面を前記照明光が入射する側に向けて配置された第１のミラーと、
凸面状の第２の反射面を有して、前記第２の反射面を前記開口部と対向する側に向けて配置された第２のミラーとを含み、
前記集光光学系により集光された照明光のうち、その中央部分の光線を前記第２のミラーにより遮光し、その外周部分の光線を前記第１の反射面で反射した後、前記第２の反射面で反射することによって、前記開口部から前記第２の反射面で反射された光線を通過させることを特徴とする請求項１に記載の照明光学系。
【請求項３】
前記第１の反射面と前記第２の反射面との少なくとも一方が非球面であることを特徴とする請求項２に記載の照明光学系。
【請求項４】
前記第１のミラー及び前記第２のミラーを収容するホルダと、
前記第２のミラーを支持する透光性の支持部材とを備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の照明光学系。
【請求項５】
前記光線角度制御光学系は、前記集光光学系側から順に、正の屈折力を有する第１のレンズと、負の屈折力を有する第２のレンズとを含むことを特徴とする請求項１に記載の照明光学系。
【請求項６】
前記第１のレンズと前記第２のレンズとの少なくとも一方が非球面レンズであることを特徴とする請求項５に記載の照明光学系。
【請求項７】
前記集光光学系と前記光線角度制御光学系との間の光路中に配置されて、前記集光光学系により集光された照明光を平行化するコリメータレンズを備えることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の照明光学系。
【請求項８】
前記光線角度制御光学系と前記開口絞りとの間の光路中に配置されて、前記光線角度制御光学系を通過した光を均一化させるインテグレータ光学系を備えることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の照明光学系。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか一項に記載の照明光学系を備えることを特徴とする光学検査装置。
【請求項１０】
請求項１〜８の何れか一項に記載の照明光学系を備えることを特徴とする光学顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明光学系、光学検査装置及び光学顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体ウェハの検査には、光学検査装置が一般的に用いられる（例えば、下記特許文献１を参照。）。光学検査装置では、検査対象となる半導体ウェハに照明光を照射し、半導体ウェハの表面で反射した光によって得られる画像を撮像し、この画像から欠陥の有無等を検査することが行われている。また、光学顕微鏡においても、観察対象に照明光を照射し、その透過光又は反射光によって得られる画像を撮像することがある。
【０００３】
ところで、半導体デバイスの微細化に伴って、検出すべき欠陥サイズも微細になっている。例えば、光学検査装置では、欠陥サイズが１０ｎｍ程度となり、光の回折限界を大きく下回ると、欠陥信号が非常に微弱となり、欠陥の検出が困難となる。
【０００４】
光学検査装置では、半導体ウェハに対する欠陥の検出感度を上げる方法として、光学解像度を向上させることが欠陥信号の強調に有効である。一般的に、光学解像度は、使用する照明光の高輝度化や短波長化、対物レンズの高ＮＡ（開口数）化などによって向上する。
【０００５】
一方、照明方法に着目すると、被照射面からの反射光や散乱光を積極的に利用した輪帯照明による暗視野照明法が微細構造の観察に適している。例えば、ＯＡＩ（Off Axis Illumination）と呼ばれる暗視野照明法では、検出感度を向上させる光学技術として実用化されている。
【０００６】
暗視野照明法では、検査対象となる試料（被照射面）に対して、使用する対物レンズのＮＡよりも大きなＮＡの照明光を対物レンズの外側から検出側の光学系に直接入射しないように斜めに照明し、その散乱光や回析光を検出する。しかしながら、暗視野照明法の場合、照明光の瞳面のうち、中央部分を遮光し、外周部分の光を透光させる輪帯照明用の開口絞りを用いて、輪帯（円環）状の照明光を形成している。この場合、照明光の中央部分の光線（光束）は、開口絞りにより遮断されるため、光の利用損失が大きくなる。このため、従来の光学検査装置では、検査に必要な光量が不足し、検査時間が増加することによって、生産性が低下するといった問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１６−４２１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の態様の一つは、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、光量の損失を抑えつつ、暗視野照明に最適な照明光を得ることを可能とした照明光学系、並びに、そのような照明光学系を備えることによって、暗視野観察における光学解像度の更なる向上を可能とした光学検査装置及び光学顕微鏡を提供することを目的の一つとする。
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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
〔１〕  本発明の第１の態様に係る照明光学系は、光源からの照明光を被照射面に照射する照明光学系であって、前記光源からの照明光を集光させる集光光学系と、前記集光光学系により集光された照明光の瞳面のうち、その中央部分を遮光する遮光領域と、その外周部分を透光させる透光領域とを含み、前記透光領域を透光した光線により輪帯状の照明光を形成する開口絞りと、前記開口絞りにより形成された輪帯状の照明光を前記被照射面に向けて照射するコンデンサ光学系と、前記集光光学系と前記開口絞りとの間の光路中に配置されて、前記集光光学系により集光された照明光のうち、前記透光領域に入射する角度の光線の強度が最大となるように、前記照明光の光線角度分布を制御する光線角度制御光学系とを備えることを特徴とする。
【００１０】
〔２〕  前記〔１〕の照明光学系において、前記光線角度制御光学系は、中央部に開口部と、前記開口部の周囲に凹面状の第１の反射面とを有して、前記第１の反射面を前記照明光が入射する側に向けて配置された第１のミラーと、凸面状の第２の反射面を有して、前記第２の反射面を前記開口部と対向する側に向けて配置された第２のミラーとを含み、前記集光光学系により集光された照明光のうち、その中央部分の光線を前記第２のミラーにより遮光し、その外周部分の光線を前記第１の反射面で反射した後、前記第２の反射面で反射することによって、前記開口部から前記第２の反射面で反射された光線を通過させる構成であってもよい。
【００１１】
〔３〕  前記〔２〕に記載の照明光学系において、前記第１の反射面と前記第２の反射面との少なくとも一方が非球面である構成であってもよい。
【００１２】
〔４〕  前記〔２〕又は〔３〕に記載の照明光学系において、前記第１のミラー及び前記第２のミラーを収容するホルダと、前記第２のミラーを支持する透光性の支持部材とを備える構成であってもよい。
【００１３】
〔５〕  前記〔１〕に記載の照明光学系において、前記光線角度制御光学系は、前記集光光学系側から順に、正の屈折力を有する第１のレンズと、負の屈折力を有する第２のレンズとを含む構成であってもよい。
【００１４】
〔６〕  前記〔５〕に記載の照明光学系において、前記第１のレンズと前記第２のレンズとの少なくとも一方が非球面レンズである構成であってもよい。
【００１５】
〔７〕  前記〔１〕〜〔６〕の何れか一項に記載の照明光学系において、前記集光光学系と前記光線角度制御光学系との間の光路中に配置されて、前記集光光学系により集光された照明光を平行化するコリメータレンズを備える構成であってもよい。
【００１６】
〔８〕  前記〔１〕〜〔７〕の何れか一項に記載の照明光学系において、前記光線角度制御光学系と前記開口絞りとの間の光路中に配置されて、前記光線角度制御光学系を通過した光を均一化させるインテグレータ光学系を備える構成であってもよい。
【００１７】
〔９〕  本発明の第２の態様に係る光学検査装置は、前記〔１〕〜〔８〕の何れか一項に記載の照明光学系を備えることを特徴とする。
【００１８】
〔１０〕  本発明の第３の態様に係る光学検査装置は、前記〔１〕〜〔８〕の何れか一項に記載の照明光学系を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明によれば、光量の損失を抑えつつ、暗視野照明に最適な照明光を得ることを可能とした照明光学系、並びに、そのような照明光学系を備えることによって、暗視野観察における光学解像度の更なる向上を可能とした光学検査装置及び光学顕微鏡を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る照明光学系を備える光学検査装置の構成を示す模式図である。
【図２】図１に示す照明光学系が備える光線角度制御光学系の一構成例を示す模式図である。
【図３】図２に示す光線角度制御光学系がホルダ内に収容された状態を示す断面図である。
【図４】図３に示すホルダ内において第２のミラーを支持する支持部材の構成を示す斜視図である。
【図５】光線角度制御光学系の有無による照明光の瞳面における光線角度分布を示すグラフである。
【図６】光線角度制御光学系の有無による照明光の輝度分布を示すグラフである。
【図７】図１に示す照明光学系が備える光線角度制御光学系の別の構成例を示す断面図である。
【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、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明では、各構成要素を見易くするため、図面において構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
【００２２】
本発明の一実施形態として、例えば図１〜図４に示す照明光学系１を備えた光学検査装置１００について説明する。
なお、図１は、照明光学系１を備える光学検査装置１００の構成を示す模式図である。図２は、照明光学系１が備える光線角度制御光学系の一構成例を示す模式図である。図３は、光線角度制御光学系がホルダ内に収容された状態を示す断面図である。図４は、ホルダ内において第２のミラーを支持する支持部材の構成を示す斜視図である。
【００２３】
本実施形態の光学検査装置１００は、図１に示すように、例えば検査対象となる半導体ウェハ（以下、単にウェハという。）Ｗの表面（被照射面）における欠陥の有無等を暗視野照明法により検出するものである。
【００２４】
暗視野照明法では、ウェハＷの表面に対して、使用する対物レンズ（図示せず。）のＮＡよりも大きなＮＡの照明光Ｌを対物レンズの外側から検出側の光学系（図示せず。）に直接入射しないように斜めに照明し、その散乱光や回析光を検出する。
【００２５】
具体的に、この光学検査装置１００は、光源２からの照明光ＬをウェハＷの表面に照射する照明光学系１を概略備えている。なお、本実施形態の光学検査装置１００では、光源２として、深紫外線領域（例えば２４０ｎｍ付近）にピーク波長を有する無電極ランプを用いているが、その検査対象に合わせて、使用する光源２を適宜変更することが可能である。
【００２６】
また、本実施形態の光学検査装置１００は、本発明の特徴部分である照明光学系１以外にも、ウェハＷが載置された状態で走査される走査ステージや、ウェハＷの表面からの散乱光や回析光を集光させる対物レンズ、対物レンズにより集光された像を結像する結像光学系、結像光学系により結像された像を撮像する撮像装置等を備えた構成となっているが、本発明の特徴部分ではないため、その説明を省略するものとする。
【００２７】
本実施形態の照明光学系１は、集光光学系３と、インテグレータ光学系４と、開口絞り５と、コンデンサ光学系６と、光線角度制御光学系７とを概略備えている。なお、本実施形態の照明光学系１は、上述した構成以外にも、各種フィルタや視野絞り等を備えた構成となっているが、本発明の特徴部分ではないため、その説明を省略するものとする。
【００２８】
集光光学系３は、光源２から出射された光Ｌを集光しながら反射するリフレクタ８と、リフレクタ８により集光された光Ｌを略直角（９０°）に折り曲げて反射する平面ミラー９とを有している。
【００２９】
リフレクタ８は、光源２の背面側の周囲を囲むように配置されて、その半径方向の断面形状が楕円線を描くように形成された内側反射面８ａを有している。リフレクタ８は、この内側反射面８ａで反射された照明光Ｌを、後述するロッドインテグレータ１０の入射面１０ａに向かって集光させる。
【００３０】
平面ミラー９は、光源２の前方に配置されて、リフレクタ８により集光された光Ｌをロッドインテグレータ１０の入射面１０ａに向けて反射する。なお、平面ミラー９は、必ずしも必要な構成ではなく、光源２及びリフレクタ８の配置を変更し、リフレクタ８により集光された光Ｌがロッドインテグレータ１０の入射面１０ａに直接入射するようにした場合には、省略することが可能である。
【００３１】
インテグレータ光学系４は、集光光学系３により集光された照明光Ｌを均一化させるロッドインテグレータ１０を有している。ロッドインテグレータ１０は、直方体状の導光体（ロッドレンズ）からなり、その長手方向の一端が入射面１０ａ、その長手方向の他端側が出射面１０ｂとなっている。ロッドインテグレータ１０は、集光光学系３により集光された照明光Ｌを入射面１０ａから入射し、内部で反射を繰り返しながら導光させた後に、出射面１０ｂから照明光Ｌを出射する。
【００３２】
開口絞り５は、ロッドインテグレータ１０の出射面１０ｂから出射された照明光Ｌの瞳面のうち、その中央部分を遮光する第１の遮光領域５ａと、その外周部分を透光させる透光領域５ｂと、その外周部分を遮光する第２の遮光領域５ｃとを含み、透光領域５ｂを透光した光線により輪帯（円環）状の照明光Ｌを形成する。
【００３３】
コンデンサ光学系６は、光軸方向に並ぶ第１のコンデンサレンズ群６ａと、第２のコンデンサレンズ群６ｂとを有している。開口絞り５は、これら第１のコンデンサレンズ群６ａと第２のコンデンサレンズ群６ｂとの間に配置されている。コンデンサ光学系６は、開口絞り５により形成された輪帯状の照明光ＬをウェハＷの表面に向けて集光しながら照射する。
【００３４】
光線角度制御光学系７は、集光光学系３と開口絞り５との間の光路中、より具体的には平面ミラー９（集光光学系３）とロッドインテグレータ１０（インテグレータ光学系４）との間の光路中に配置されている。光線角度制御光学系７は、集光光学系３により集光された照明光Ｌのうち、開口絞り５の透光領域５ｂに入射する角度の光線の強度が最大となるように、照明光Ｌの光線角度分布を制御する。
【００３５】
具体的に、この光線角度制御光学系７は、図２に示すように、コリメータレンズ１１と、第１のミラー１２と、第２のミラー１３とを有している。光線角度制御光学系７では、集光光学系３側から順に、コリメータレンズ１１と、第２のミラー１３と、第１のミラー１２とが、光軸上に並んで配置されている。
【００３６】
コリメータレンズ１１は、両面凹となる球面レンズからなり、集光光学系３により集光された照明光Ｌを平行化する。第１のミラー１２は、中央部に円形状の開口部１２ａと、開口部１２ａの周囲に凹面状の第１の反射面１２ｂとを有して、第１の反射面１２ｂを照明光Ｌが入射する側に向けて配置されている。第２のミラー１３は、第１の反射面１２ｂよりも外径の小さい凸面状の第２の反射面１３ａを有して、第２の反射面１３ａを開口部１２ａと対向する側に向けて配置されている。
【００３７】
本実施形態では、第１の反射面１２ｂ及び第２の反射面１３ａが非球面からなる。これにより、集光光学系３により集光された照明光Ｌをロッドインテグレータ１０の入射面１０ａに効率良く入射させることができる。なお、第１の反射面１２ｂ及び第２の反射面１３ａについては、少なくとも一方が非球面であればよく、何れか一方を球面とすることも可能である。
【００３８】
光線角度制御光学系７は、図３に示すように、ホルダ１４の内側に、コリメータレンズ１１、第１のミラー１２及び第２のミラー１３が収容されることによって、１つの光学ユニット１５を構成している。
【００３９】
ホルダ１４は、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）などの放熱性に優れた金属部材からなり、全体として略円筒状に形成されている。ホルダ１４の内側には、コリメータレンズ１１を保持するレンズ保持部１４ａと、第１のミラー１２を保持する第１のミラー保持部１４ｂと、第２のミラー１３を保持する第２のミラー保持部１４ｃとが設けられている。このうち、第２のミラー１３は、この第２のミラー１３の外周部を支持する支持部材１６を介してホルダ１４の内側に保持されている。
【００４０】
支持部材１６は、図４に示すように、例えば合成石英などの透光性の基材からなり、第２のミラー保持部１４ｃに保持される外周リング部１６ａと、外周リング部１６ａの内側から放射状に延びる複数（本実施形態では３つ）のスポーク部１６ｂとを有している。
【００４１】
複数のスポーク部１６ｂは、外周リング部１６ａの周方向に等間隔に並んで配置されると共に、それぞれの先端を第２のミラー１３の外周部に当接させることによって、第２のミラー１３の外周部を支持している。
【００４２】
光学ユニット１５では、このような第２のミラー１３の外周部とホルダ１４の内周部との間で放射状に並ぶ複数のスポーク部１６ｂによって、第２のミラー１３をホルダ１４内の中央部分に浮かせた状態で保持することが可能である。
【００４３】
また、光学ユニット１５では、複数のスポーク部１６ｂが透光性を有することから、第２のミラー１３の外側を通過する光線を遮光することなく、第１のミラー１２側へと導くことが可能である。これにより、照明光Ｌの光線角度分布にムラが生じるのを抑制することが可能である。
【００４４】
さらに、光学ユニット１５では、第２のミラー１３の外周部に当接される複数のスポーク部１６ｂにより支持することによって、第２のミラー１３に加わる熱の影響を減らすことができる。これにより、第２の反射面１３ａで反射される照明光Ｌの第２のミラー１３の熱変形に伴う光線角度分布の劣化等を抑制することが可能である。
【００４５】
なお、支持部材１６については、上述した複数のスポーク部１６ｂにより第２のミラー１３の外周部を支持する構成に必ずしも限定されるものではなく、その構成について適宜変更することが可能である。例えば、第２のミラー１３の外周部を保持する内周リング部と、内周リング部と外周リング部との間を連結する少なくとも１本以上のスポーク部とによって、第２のミラー１３をホルダ１４内の中央部分に浮かせた状態で保持することも可能である。
【００４６】
光線角度制御光学系７では、図２及び図３に示すように、集光光学系３により集光された照明光Ｌのうち、その中央部分の光線（照明光Ｌの低ＮＡとなる光線角度の光）を第２のミラー１３により遮光し、その外周部分の光線（照明光Ｌの高ＮＡとなる光線角度の光）を第２のミラー１３の外側から第１のミラー１２に向けて通過させる。第２のミラー１３の外側を通過した光線は、第１の反射面１２ｂで反射された後、第２の反射面１３ａで反射されることによって、開口部１２ａを通過しながら、ロッドインテグレータ１０の入射面１０ａに入射することになる。
【００４７】
本実施形態の照明光学系１では、このような光線角度制御光学系７によって、集光光学系３により集光された照明光Ｌのうち、開口絞り５の透光領域５ｂに入射する角度の光線の強度が最大となるように、照明光Ｌの光線角度分布を制御している。
【００４８】
ここで、ロッドインテグレータ１０の入射面１０ａに入射する照明光Ｌの瞳面における光線角度分布を図５に示す。なお、図５に示すグラフでは、光線角度制御光学系７がない場合の照明光Ｌの瞳面における光線角度分布を一点鎖線で示し、光線角度制御光学系７がある場合の照明光Ｌの瞳面における光線角度分布を実線で示している。また、開口絞り５の透光領域５ｂに入射する光線角度の範囲を破線で示している。
【００４９】
図５に示すように、光線角度制御光学系７がない場合は、照明光Ｌの瞳面における光線角度分布において、光源２の影となる中心部の光量が最も小さくなり、影を抜けた内周側の光量が最も高く、そこから外周側に向かって光線強度が徐々に低下したものとなっている。この場合、開口絞り５の透光領域５ｂに入射する角度よりも小さい角度で光線強度が最大となっている。
【００５０】
これに対して、光線角度制御光学系７がある場合は、照明光Ｌの瞳面における光線角度分布において、開口絞り５の透光領域５ｂに入射する角度の光線強度が最大となっている。すなわち、本実施形態の照明光学系１では、光線角度制御光学系７を設けることによって、開口絞り５の透光領域５ｂに入射する角度の光線の強度が最大となるように、ロッドインテグレータ１０の入射面１０ａに入射する照明光Ｌの光線角度分布を制御することが可能である。
【００５１】
また、開口絞り５を通過した照明光Ｌの輝度分布を図６に示す。なお、図６に示すグラフでは、光線角度制御光学系７がない場合の照明光Ｌの輝度分布を一点鎖線で示し、光線角度制御光学系７がある場合の照明光Ｌの輝度分布を実線で示している。
【００５２】
図６に示すように、光線角度制御光学系７がある場合は、光線角度制御光学系７がない場合に比べて、開口絞り５を通過した照明光Ｌの光量が約１．４倍に増加していることがわかる。したがって、本実施形態の照明光学系１では、光線角度制御光学系７を設けることによって、ウェハＷに照射される照明光Ｌの輝度を向上させることが可能である。
【００５３】
以上のように、本実施形態の照明光学系１では、上述した光線角度制御光学系７によって、ウェハＷに照射される照明光Ｌの光量損失を抑えつつ、暗視野照明に最適な照明光Ｌを得ることが可能である。
【００５４】
なお、本実施形態では、上記光線角度制御光学系７の代わりに、例えば図７に示すような光線角度制御光学系７Ａを用いることも可能である。具体的に、この光線角度制御光学系７Ａは、集光光学系３側から順に、コリメータレンズ１１と、正の屈折力を有する第１のレンズ１７と、負の屈折力を有する第２のレンズ１８とが配置された構成である。
【００５５】
本実施形態では、第１のレンズ１７及び第２のレンズ１８が非球面レンズからなる。これにより、集光光学系３により集光された照明光Ｌをロッドインテグレータ１０の入射面１０ａに効率良く入射させることができる。
【００５６】
なお、第１のレンズ１７及び第２のレンズ１８については、少なくとも一方が非球面レンズであればよく、何れか一方を球面レンズとすることも可能である。その場合、光線角度制御光学系７Ａにおいて、上述した第１及び第２のレンズ１７，１８の２枚のレンズ群からなる構成に限らず、３枚以上のレンズ群からなる構成としてもよい。
【００５７】
光線角度制御光学系７Ａは、ホルダ１４Ａの内側に、第１のレンズ１７及び第２のレンズ１８が収容されることによって、１つの光学ユニット１５Ａを構成している。ホルダ１４Ａの内側には、第１のレンズ１７を保持する第１のレンズ保持部１４ｄと、第２のレンズ１８を保持する第２のレンズ保持部１４ｅとが設けられている。
【００５８】
本実施形態の照明光学系１では、このような光線角度制御光学系７Ａを設けることによって、上記光線角度制御光学系７を設けた場合と同様の効果を得ることが可能である。すなわち、本実施形態の照明光学系１では、この光線角度制御光学系７Ａによって、ウェハＷに照射される照明光Ｌの光量損失を抑えつつ、暗視野照明に最適な照明光Ｌを得ることが可能である。
【００５９】
なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記照明光学系１では、上述した光線角度制御光学系７，７Ａ（光学ユニット１５，１５Ａ）内にコリメータレンズ１１が一体に配置された構成となっているが、このコリメータレンズ１１を光線角度制御光学系７，７Ａ（光学ユニット１５，１５Ａ）とは別体に配置した構成としてもよい。また、上述した集光光学系３側において、光線角度制御光学系７，７Ａに入射する照明光Ｌを平行化した場合には、コリメータレンズ１１を省略することも可能である。
【００６０】
なお、上記実施形態では、照明光学系１を備えた光学検査装置１００において、ウェハＷの検査を行う場合を例示したが、この光学検査装置１００により検査可能なものであればよく、検査対象については特に限定されるものではない。
【００６１】
また、本実施形態の照明光学系１は、上記光学検査装置１００の他にも、観察対象に照明光Ｌを照射し、その透過光又は反射光によって得られる画像を撮像（観察）する光学顕微鏡に適用することが可能である。そして、このような照明光学系１を備えた光学顕微鏡では、照明光Ｌの光量損失を抑えつつ、暗視野照明に最適な照明光Ｌを得ることが可能なことから、高分解能での観察が可能となる。
【符号の説明】
【００６２】
１…照明光学系  ２…光源  ３…集光光学系  ４…インテグレータ光学系  ５…開口絞り  ５ａ…第１の遮光領域  ５ｂ…透光領域  ５ｃ…第２の遮光領域  ６…コンデンサ光学系  ７，７Ａ…光線角度制御光学系  ８…リフレクタ  ９…平面ミラー  １０…ロッドインテグレータ  １１…コリメータレンズ  １２…第１のミラー  １２ａ…開口部  １２ｂ…第１の反射面  １３…第２のミラー  １３ａ…第２の反射面  １４，１４Ａ…ホルダ  １５，１５Ａ…光学ユニット  １６…支持部材  １６ａ…外周リング部  １６ｂ…スポーク部  １７…第１のレンズ  １８…第２のレンズ  １００…光学検査装置  Ｌ…照明光
【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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