(57)【要約】【課題】検査試料の種類や欠陥の方向に応じて、簡単な調整でその欠陥を好条件で観察、検出できる暗視野照明装置、及び、欠陥検出装置を提供する。【解決手段】暗視野照明装置を、光源１１と集光レンズ１２を有する光源ユニット１、照明用レンズ３及び移動機構１３で構成し、照明レンズ３から射出する光が略平行光で、且つ試料４に斜入射するようにする。そして、光源ユニット１を、照明用レンズ３の光軸Ｍに対し垂直方向に、移動機構１３を介して移動させることにより、試料４へ斜入射させる略コリメート光の入射角度を可変にしている。また、このような暗視野照明装置を用いて、欠陥検出装置を構成する。【選択図】  図１
2004317310.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源を有する光源ユニットと、
前記光源ユニットで生成された発散波を略コリメート光に変換する照明光学系と、
前記光源ユニットを保持すると共に、該光源ユニットを移動させる移動機構とを備え、
前記発散波の曲率中心が前記照明光学系の前側焦平面近傍に一致するように、前記光源ユニットと前記照明光学系が配置され、
前記光源ユニットは、前記照明光学系の中心軸に対して垂直な方向に移動可能に構成され
前記略コリメート光の中心光線が前記中心軸と交差する範囲で、前記光源ユニットが移動することを特徴とする暗視野照明装置。
【請求項２】
試料を照明するための照明光を生成する暗視野照明装置と、
該照明光で照明された前記試料上の像を形成する結像光学系と、
該形成された像を撮像する撮像素子とを備え、
前記暗視野照明装置は、光源を有する光源ユニットと、前記光源ユニットで生成された発散波を略コリメート光に変換する照明光学系と、前記光源ユニットを保持すると共に、該光源ユニットを移動させる移動機構とを備え、
前記発散波の曲率中心が前記照明光学系の前側焦平面近傍に一致するように、前記光源ユニットと前記照明光学系が配置され、
前記光源ユニットは、前記照明光学系の中心軸に対して垂直な方向に移動可能に構成され
前記略コリメート光の中心光線が前記中心軸と交差する範囲で、前記光源ユニットが移動し、
前記暗視野照明装置は、前記試料挟んで前記結像光学系及び前記撮像素子の反対側に配置されていることを特徴とする欠陥検出装置。
【請求項３】
試料を照明するための照明光を生成する暗視野照明装置と、
該照明光で照明された前記試料上の像を形成する結像光学系と、
該形成された像を撮像する撮像素子とを備え、
前記暗視野照明装置は、光源を有する光源ユニットと、前記光源ユニットで生成された発散波を略コリメート光に変換する照明光学系と、前記光源ユニットを保持すると共に、該光源ユニットを移動させる移動機構とを備え、
前記発散波の曲率中心が前記照明光学系の前側焦平面近傍に一致するように、前記光源ユニットと前記照明光学系が配置され、
前記光源ユニットは、前記照明光学系の中心軸に対して垂直な方向に移動可能に構成され
前記略コリメート光の中心光線が前記中心軸と交差する範囲で、前記光源ユニットが移動し、
前記暗視野照明装置は、前記試料に対して前記結像光学系及び前記撮像素子と同じ側に配置され、
前記照明光学系が、結像光学系の一部として機能するように構成されていることを特徴とする欠陥検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、暗視野照明装置、及び、表面が平滑な検査試料の欠陥を暗視照明方法を用いて検出する欠陥検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
表面が平滑な試料として、例えば、映画フイルム、フォトマスクブランク、ガラス基板、ＣＣＤカラーフィルター、ＮＤフィルター、偏向板、波長板等がある。従来、このような試料の欠陥を検出する欠陥検出装置としては、試料を斜めから照明する照明装置を備えたものがある。試料表面に欠陥がある場合、このような照明を行なうと、欠陥部分で散乱光が生じる。そこで、この散乱光を検出することで、試料の欠陥部を強調した像を得ることできる。このような方法を利用した装置が、例えば特許文献１や特許文献２等で提案されている。
【０００３】
【特許文献１】
特許第２８０１９１６号公報
【特許文献２】
特開２０００−２４９６５９号公報
【０００４】
これらの特許文献の欠陥検出装置は、試料を斜めから照明する照明手段と、照明された試料の光学像を結像する撮像光学系と、画像処理手段とから構成されている。ここで、画像処理手段は、該撮像光学系を経てカメラで撮像された画像から、試料の欠陥を検出する処理を行なう。
これらの欠陥検出装置においては、試料で正反射した光は、撮像光学系に入射しない。すなわち、試料表面の欠陥からの散乱光のみが撮像光学系に入射するので、欠陥部分の像をカメラで撮像することができる。そして、画像処理手段により、欠陥部を強調した像を得ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、試料に発生する欠陥は、試料へ入射する照明光の入射方向ならびに入射角度が最適なときに、散乱光が最も多く生じる。よって、このような場合に、明瞭な観察を行うことができる。この入射角度は、試料の種類や欠陥の方向によって異なる。
しかしながら、特許文献１に記載の装置は、照明光学系の試料に対する照射光の入射角度が固定されている。そのため、欠陥の検出を好条件で行うことが出来ない場合が多いという問題がある。
【０００６】
また、特許文献２に記載の装置は、試料に照射する直前の位置に一軸方向に角度可変のミラーを配置している。そして、このミラーの角度を変えることで、照明光の入射角度を可変にしている。しかしながら、照明光の入射角度が一軸方向にしか調整できない。そのため、欠陥の方向によっては、その欠陥の検出を好条件で行うことが出来ない場合が多いという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は検査試料の種類や欠陥の方向に応じて、簡単な調整でその欠陥を好条件で観察、検出できる暗視野照明装置、及び、暗視野照明方法を用いた欠陥検出装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明による暗視野照明装置は、光源を有する光源ユニットと、前記光源ユニットで生成された発散波を略コリメート光に変換する照明光学系と、前記光源ユニットを保持すると共に、該光源ユニットを移動させる移動機構とを備え、前記発散波の曲率中心が前記照明光学系の前側焦平面近傍に一致するように、前記光源ユニットと前記照明光学系が配置され、前記光源ユニットは、前記照明光学系の中心軸に対して垂直な方向に移動可能に構成され前記略コリメート光の中心光線が前記中心軸と交差する範囲で、前記光源ユニットが移動することを特徴としている。
【０００９】
また、本発明による欠陥検出装置は、試料を照明するための照明光を生成する暗視野照明装置と、該照明光で照明された前記試料の像を形成する結像光学系と、該形成された像を撮像する撮像素子とを備え、前記暗視野照明装置は、光源を有する光源ユニットと、前記光源ユニットで生成された発散波を略コリメート光に変換する照明光学系と、前記光源ユニットを保持すると共に、該光源ユニットを移動させる移動機構とを備え、前記発散波の曲率中心が前記照明光学系の前側焦平面近傍に一致するように、前記光源ユニットと前記照明光学系が配置され、前記光源ユニットは、前記照明光学系の中心軸に対して垂直な方向に移動可能に構成され前記略コリメート光の中心光線が前記中心軸と交差する範囲で、前記光源ユニットが移動し、前記暗視野照明装置は、前記試料挟んで前記結像光学系及び前記撮像素子の反対側に配置されていることを特徴としている。
【００１０】
また、本発明による他の欠陥検出装置は、試料を照明するための照明光を生成する暗視野照明装置と、該照明光で照明された前記試料の像を形成する結像光学系と、該形成された像を撮像する撮像素子とを備え、前記暗視野照明装置は、光源を有する光源ユニットと、前記光源ユニットで生成された発散波を略コリメート光に変換する照明光学系と、前記光源ユニットを保持すると共に、該光源ユニットを移動させる移動機構とを備え、前記発散波の曲率中心が前記照明光学系の前側焦平面近傍に一致するように、前記光源ユニットと前記照明光学系が配置され、前記光源ユニットは、前記照明光学系の中心軸に対して垂直な方向に移動可能に構成され前記略コリメート光の中心光線が前記中心軸と交差する範囲で、前記光源ユニットが移動し、前記暗視野照明装置は、前記試料に対して前記結像光学系及び前記撮像素子と同じ側に配置され、前記照明光学系が、結像光学系の一部として機能するように構成されていることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明の暗視野照明装置及び欠陥検出装置においては、光源ユニットは集光レンズを備えるのが好ましい。
【００１２】
又は、本発明の暗視野照明装置及び欠陥検出装置においては、光源ユニットは開口部材を備え、開口部材が照明光学系の前側焦平面近傍に位置するように、光源ユニットと照明光学系が配置されているのが好ましい。
【００１３】
また、本発明の暗視野照明装置及び欠陥検出装置においては、光源ユニットを２つ以上備えるのが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施例の説明に先立ち、本発明の作用効果について説明する。
本発明の暗視野照明装置のように構成すれば、試料から遠く離れた位置に暗視や照明装置を配置することが出来る。よって、暗視野照明を行なうコリメート光を試料に照射する際に、余裕のあるスペースをもって、試料への入射角度を変えることができる。その結果、照明光の入射角度調整を簡便に行うことができる。しかも、光源ユニットを、照明光学系の中心軸（あるいは光軸）に対して垂直な方向に移動可能にすれば、試料に対する照明光の入射角度のみならず、照明方向も調整可能となる。すなわち、試料の種類や欠陥の方向に応じて、照明条件を変えることができる。よって、本発明の暗視野照明装置を欠陥観察装置に用いた場合には、最適な照明条件により安定した像を観察することができる。
なお、光源ユニットの移動範囲は、照明光学系の中心軸に対して垂直な２次元方向の範囲となる。
【００１５】
また、本発明の欠陥検出装置のように構成すれば、本発明の暗視野照明装置を同様の効果が得られる。すなわち、斜照明の照明角度を簡便に変えることができる。しかも、照明方向も光源手段の光軸に対して垂直な２次元方向の範囲で調整可能となる。このため、検査試料の種類や欠陥の方向に応じて最適な条件の照明光の角度及び方向の調整を簡単に行って、好条件で欠陥を検出することができる。
【００１６】
また、本発明の上記他の欠陥検出装置のように構成すれば、上記欠陥検出装置の効果と同様の効果が得られる。更に、照明光学系が結像光学系の一部として機能するため、部品点数を減らすことができる。また、同時に、装置の製作あるいは調整の際に、光軸調整にかかる時間等の負担を軽減することができる。
【００１７】
上記本発明の暗視野照明装置及び欠陥検出装置においては、光源ユニットは集光レンズを備えている。この集光レンズにより、光源からの光を一旦集光させる。集光した光は、その後発散していくので、発散光を得ることができる。なお、この場合、光源としては平行光束を射出する光源が望ましい（例えば、レーザ）。このようにすれば、明るい発散光を得ることができる。
あるいは、本発明の暗視野照明装置及び欠陥検出装置において、光源ユニットは開口部材を備えるのが好ましい。そして、この開口部材が、照明光学系の前側焦平面あるいはその近傍に位置するように、光源ユニットと照明光学系を配置するのが良い。このようにすれば、光源ユニットが集光レンズを備える構成に比べて、光源ユニットの重量を軽くできる。そのため、稼動機構にかかる負荷を少なくすることができる。また、照明光学系との軸合わせが容易となる。
【００１８】
また、本発明の暗視野照明装置及び欠陥検出装置において、光源ユニットを２つ以上有して構成するのが好ましい。このようにすれば、試料への照射方向の選択に幅がでる。その結果、試料に暗視野照明の照明方向依存性がある場合に対しても、その影響を少なくすることができ、より一層安定した像観察並びに欠陥検出を行うことができる。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
第１実施例
図１は本発明の第１実施例にかかる暗視野照明装置及び暗視野照明方法を用いた欠陥検出装置の概略構成図である。
本実施例の欠陥検出装置は、暗視野照明装置９と、結像光学系としての結像レンズ５と、結像レンズ５で結像された像を撮像する観察用カメラ６と、画像処理部７と、モニター８とを有して構成されている。ここで、結像レンズ５は、試料４上で照明された領域における像を形成する。
また、暗視野照明装置９は、光源ユニット１と、照明光学系としての照明用レンズ３とを有している。
【００２０】
光源ユニット１は、光源１１と集光レンズ１２を有する。この集光レンズは、発散波を生成するために、光源１１からの光を集光できるパワーを有する。光源１１と集光レンズ１２とは固定部材（不図示）に固定されている。そして、固定部材が移動機構１３に保持されている。移動機構１３は保持した部材を、照明光学系１の中心軸（光軸）Ｌに対して、垂直方向に移動させる。よって、光源ユニット１は、照明用レンズ３の中心軸（光軸）Ｌに対して、垂直方向に移動可能になっている。
そして、光源ユニット１は、光源ユニット１で生成される発散波の曲率中心が、照明用レンズ３の前側焦平面位置Ｆ１、あるいはその近傍（以下、前側焦平面位置Ｆ１は、その近傍を含む。）に一致するように配置されている。即ち、集光レンズ１２を介して光源１１からの光を集光したとき、その集光点が照明用レンズ３の前側焦平面位置Ｆ１に位置するように、光源ユニット１が配置されている。
【００２１】
試料４は、照明用レンズ３の後側焦点平面位置Ｆ２、あるいはその近傍（以下、後側焦平面位置Ｆ２は、その近傍を含む。）に配置されている。
上記のような配置になっているので、光源ユニット１で生成された発散波は、照明用レンズ３によりコリメート（あるいは略コリメート）された光束になる。そして、この光束は、照明用レンズ３の後側焦平面位置Ｆ２に配置された試料４に斜入射する。
【００２２】
なお、光源１１は、通常、例えばハロゲンランプのような白色光源を用いる。しかし、例えば、試料４が感光性を有する基板である場合には、感応波長をカットする必要がある。この場合、感応波長とは異なる波長を有するレーザを光源１１に用いるのが良い。あるいは、光源１１と査試料４との間に、感応波長をカットする光学フィルタを挿入するのが好ましい。なお、光源としてレーザを用いると、明るい照明が可能になる。
なお、照明用レンズ３は、複数枚のレンズで構成しても構わない。
【００２３】
本実施例の欠陥検出装置では、照明光は、試料４に対して斜めの入射角度でもって照射されるようになっている。そのため、図１に示すように、試料４が光透過性の試料であると、試料４をそのまま透過した光は観察用カメラ６には入射しない。一方、試料４の表面に欠陥や異物付着があると、その部分で光が散乱する。この散乱光は結像レンズ５に入射する。よって、散乱光は、結像レンズ５を介して観察用カメラ６に入射し結像する。
観察用カメラ６は、ＣＣＤ撮像素子を有する。そして、結像レンズ５を介して結像された試料４の欠陥部分を撮像するように構成されている。
画像処理部７は、観察用カメラ６で撮像された映像信号を取り込んでＡＤ変換等の演算処理をする。更に、処理を行なうことにより、周囲に対して異なる明るさの部分を欠陥情報として検出する。モニター８は、画像処理部７で検出された欠陥情報を表示する。
なお、結像レンズ５は、複数枚のレンズで構成しても構わない。
【００２４】
このように構成された本実施例の欠陥検出装置では、光源１１から出射された光は、集光レンズ１２を介して、照明用レンズ３の前側焦平面位置Ｆ１に集光される。
照明用レンズ３の前側焦平面位置Ｆ１に集光した光は、発散して照明用レンズ３に入射する。照明用レンズ３に入射した発散光は、照明用レンズ３を介してコリメートされる。よって、照明用レンズ３からは、コリメート光が出射される。このコリメート光の中心光線は、照明用レンズ３の光軸Ｍと非平行になっている。この中心光線の光軸Ｍに対する角度αは、光源ユニット１の光軸Ｌと照明レンズ３の光軸Ｍとの距離ｈによって決まる。
例えば、光源ユニット１からの光の光軸Ｌが、照明用レンズ３の光軸Ｍから離れている（距離ｈ）とする。このときは、照明用レンズ３の光軸Ｍに対して斜めから入射するコリメート光の角度αは大きくなる。つまり、試料４に対する斜めから入射する照明光の入射角度αが大きくなる（図２（ａ）参照）。一方、光源ユニット１からの光の光軸Ｌが、照明用レンズ３の光軸Ｍに近い（距離ｈ’）とする。このときは、照明用レンズ３の光軸Ｍに対して斜めから入射するコリメート光の角度は小さくなる。つまり、試料４に対する斜めから入射する照明光の入射角度α’が小さくなる（図２（ｂ）参照）。
そこで、移動機構１３を介して、光源ユニット１を照明用レンズ３の光軸Ｍに対して垂直方向に移動させる。すると、光源ユニット１の光軸Ｌが照明用レンズ３の光軸Ｍに対して垂直に移動する。その結果、試料４に斜入射するコリメート光の入射角度を変えることが可能になる。また、光軸Ｍに対して垂直な平面上で、光源ユニット１を２次元的に移動させることによって、欠陥検出に最適な位置及び角度で、斜めから試料４を照明することが可能になる。
【００２５】
従って、本実施例の暗視野照明装置によれば、試料から遠く離れた余裕のあるスペースをもって、斜照明する照明光の入射角度を変えることができる。その結果、照明光の入射角度調整を簡便に行うことができる。しかも、試料に対する照明光の入射角度のみならず照明方向も、試料４面上の２次元方向で調整可能となる。このように、試料の種類や欠陥の方向に応じて最適な照明条件が行なえるので、安定した像観察を行うことができる。
また、本実施例の暗視野照明装置を用いた欠陥検出装置によれば、試料から遠く離れた余裕のあるスペースをもって、試料に斜照明する照明光の入射角度調整を簡便に行うことができる。しかも、光透過性の試料において、試料の種類や欠陥の方向に応じて、最適な条件の照明光の角度、及び方向の調整を簡単に行うことができる。従って、好条件で欠陥を検出することができる。
【００２６】
なお、試料表面に生じる欠陥は多様である。そのため、欠陥検出に最適な照明方向や照明角度も様々になる。この場合、移動機構１３による調整が煩雑となる。そこで、本実施例においては、欠陥検出用の光源１１を複数設けるのが好ましい。このようにすると、好適な光源を選択することで、欠陥の方向に影響されることなく、安定した欠陥検出を行うことができる。
【００２７】
なお、本実施例においては、光源ユニット１を、図１に示すように、光源１１と集光レンズ１２とで構成した。しかしながら、本実施例の変形例として、照明ユニット１を、図３に示すように、光源１１と、開口部材１４とで構成してもよい。この場合、開口部材１４を、照明用レンズ３の前側焦平面位置Ｆ１に配置するのが好ましい。
このように構成した場合、開口部材１４の開口から発散光が出射する。そのため、図１に示したような、光源１１と集光レンズ１２を用いた場合と同様な効果が得られる。
ただし、図３に示した変形例によれば、図１に示した構成と比べて集光レンズ１２が不要となる。よって、その分だけ、光源ユニット１の重量を軽くできる。その結果、移動機構１３にかかる負荷を少なくすることができる。また、図１のような集光レンズ１２を備えた構成に比べると、集光レンズ１２がない分だけ光軸合わせが容易となる。
【００２８】
第２実施例
図４は本発明の第２実施例にかかる欠陥検出装置の概略構成図である。
本実施例の欠陥検出装置は、暗視野照明装置１０と、結像光学系としての結像レンズ５と、結像レンズ５で結像された像を撮像する観察用カメラ６と、画像処理部７と、モニター８とを有して構成されている。ここで、結像レンズ５は、試料４上で照明された領域における像を形成する。
また、暗視野照明装置１０は、光源ユニット１と、光源ユニット１からの光を試料４の方向に折り曲げるハーフミラー２と、照明光学系としての照明用レンズ３とを有している。
【００２９】
光源ユニット１は、光源１１と集光レンズ１２を有する。この集光レンズは、発散波を生成するために、光源１１からの光を集光できるパワーを有する。光源１１と集光レンズ１２とは固定部材（不図示）に固定されている。そして、固定部材が移動機構１３に保持されている。移動機構１３は保持した部材を、照明光学系１の中心軸（光軸）Ｌに対して、垂直方向に移動させる。よって、光源ユニット１は、照明用レンズ３の中心軸（光軸）Ｍに対して、垂直方向に移動可能になっている。
そして、光源ユニット１は、光源ユニット１で生成される発散波の曲率中心が、照明用レンズ３の前側焦平面位置Ｆ１、あるいはその近傍に一致するように配置されている。即ち、集光レンズ１２を介して光源１１からの光を集光したとき、その集光点が照明用レンズ３の前側焦平面位置Ｆ１に位置するように、光源ユニット１が配置されている。
【００３０】
試料４は、照明用レンズ３の後側焦点平面位置Ｆ２の近傍に配置されている。
上記のような配置になっているので、光源ユニット１で生成された発散波は、照明用レンズ３によりコリメート（あるいは略コリメート）された光束になる。そして、この光束は、照明用レンズ３の後側焦平面位置Ｆ２に配置された試料４に斜入射する。
ハーフミラー２は、光源ユニット１から出射した光の一部を反射して試料４の方向に折り曲げる。それとともに、試料４からの光の一部を透過させる機能を持っている。なお、試料４からの光は、欠陥情報を含んだ光である。
【００３１】
光源１１には、例えば、ハロゲンランプのような白色光源を用いる。なお、光源１１にレーザを用いる場合には、ハーフミラー２の代わりに偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）を用いても構わない。その場合、光源１１に搭載するレーザは、直線偏光のレーザ光を射出するタイプを使用する。そして、偏光ビームスプリッターとしては、レーザ光が反射及び透過する面に、直線偏光を反射及び透過するコーティングが施されたタイプを用いるのが好ましい。
また、その場合には、試料４とＰＢＳとの間に１／４波長板を挿入する。このようにすると、光源１１からの光を殆ど損失なく試料４に照射させると共に、試料４で反射された光を殆ど損失なく、観察用カメラ６に入射させることができる。従って、ハーフミラーを用いた場合に比べて、光量ロスが少なく、より高いＳ／Ｎで欠陥検出が可能になる。
【００３２】
本実施例の欠陥検出装置では、照明光は、試料４に対して斜めの入射角度でもって照射されるようになっている。そのため、図４に示すように、試料４が光反射性の試料であると、試料４の表面で正反射した光は、観察用カメラ６に入射しない。一方、試料４の表面に欠陥や異物付着があると、その部分で光が散乱する。この散乱光は、照明用レンズ３、ハーフミラー２を通過して、結像レンズ５に入射する。よって、散乱光は、結像レンズ５を介して観察用カメラ６に入射し結像する。
観察用カメラ６は、ＣＣＤ撮像素子を有する。そして、結像レンズ５を介して結像された試料４の欠陥部分を撮像するように構成されている。
画像処理部７は、観察用カメラ６で撮像された映像信号を取り込んでＡＤ変換等の演算処理をする。更に、処理を行なうことにより、周囲に対して異なる明るさの部分を欠陥情報として検出する。モニター８は、画像処理部７で検出された欠陥情報を表示する。
なお、照明用レンズ３、結像レンズ５は、複数枚のレンズから構成しても構わない。
【００３３】
このように構成された本実施例の欠陥検出装置では、光源１１から出射された光は、集光レンズ１２を介して、照明用レンズ３の前側焦平面位置Ｆ１に集光される。
照明用レンズ３の前側焦平面位置Ｆ１に集光した光は、発散してハーフミラー２に入射する。そして、この光はハーフミラー２で反射され、照明用レンズ３に入射する。照明用レンズ３に入射した発散光は、照明用レンズ３を介してコリメートされる。よって、照明用レンズ３からは、コリメート光が出射される。このコリメート光の中心光線は、照明レンズ３の光軸Ｍと非平行になっている。この中心光線の光軸Ｍに対する角度αは、光源ユニット１の光軸Ｌと照明レンズ３の光軸Ｍとの距離ｈによって決まる。
【００３４】
そこで、移動機構１３を介して、光源ユニット１を照明用レンズ３の光軸Ｍに対して垂直方向に移動させる。すると、光源ユニット１の光軸Ｌが照明用レンズ３の光軸Ｍに対して垂直に移動する。その結果、試料４に斜入射するコリメート光の入射角度を変えることが可能になる。また、光軸Ｍに対して垂直な平面上で、光源ユニット１を２次元的に移動させることによって、欠陥検出に最適な位置及び角度で、斜めから試料４を照明することが可能になる。
【００３５】
従って、本実施例の暗視野照明装置によれば、試料から遠く離れた余裕のあるスペースをもって、斜照明する照明光の入射角度を変えることができる。その結果、照明光の入射角度調整を簡便に行うことができる。しかも、試料に対する照明光の入射角度のみならず照明方向も、試料４面上の２次元方向で調整可能となる。このように、試料の種類や欠陥の方向に応じて最適な照明条件が行なえるので、安定した像観察を行うことができる。
また、本実施例の暗視野照明装置を用いた欠陥検出装置によれば、試料から遠く離れた余裕のあるスペースをもって、試料に斜照明する照明光の入射角度調整を簡便に行うことができる。しかも、光反射性の試料において、試料の種類や欠陥の方向に応じて、最適な条件の照明光の角度、及び方向の調整を簡単に行うことができる。従って、好条件で欠陥を検出することができる。
【００３６】
さらに、本実施例の欠陥検出装置によれば、照明用レンズ３が結像レンズ５の一部として機能する。よって、結像レンズ５を構成するためのレンズの部品数を減らすことができる。また、同時に、装置の製作時や調整において、光軸調整にかかる時間等の負担を軽減することができる。
【００３７】
なお、本発明には特許請求に記載された発明の他に以下のものが含まれる。
（１）光源を有する光源ユニットと、前記光源ユニットで生成された発散波を略コリメート光に変換する照明光学系と、前記光源ユニットを保持すると共に、該光源ユニットを移動させる移動機構とを備え、前記発散波の曲率中心が前記照明光学系の前側焦平面近傍に一致するように、前記光源ユニットと前記照明光学系が配置され、前記光源ユニットは、前記照明光学系の中心軸に対して垂直な方向に移動可能に構成され、前記略コリメート光の中心光線が前記中心軸と交差する範囲で、前記光源ユニットが移動することを特徴とする暗視野照明装置。
【００３８】
（２）試料を照明するための照明光を生成する暗視野照明装置と、該照明光で照明された前記試料上の像を形成する結像光学系と、該形成された像を撮像する撮像素子とを備え、前記暗視野照明装置は、光源を有する光源ユニットと、前記光源ユニットで生成された発散波を略コリメート光に変換する照明光学系と、前記光源ユニットを保持すると共に、該光源ユニットを移動させる移動機構とを備え、前記発散波の曲率中心が前記照明光学系の前側焦平面近傍に一致するように、前記光源ユニットと前記照明光学系が配置され、前記光源ユニットは、前記照明光学系の中心軸に対して垂直な方向に移動可能に構成され、前記略コリメート光の中心光線が前記中心軸と交差する範囲で、前記光源ユニットが移動し、前記暗視野照明装置は、前記試料挟んで前記結像光学系及び前記撮像素子の反対側に配置されていることを特徴とする欠陥検出装置。
【００３９】
（３）試料を照明するための照明光を生成する暗視野照明装置と、該照明光で照明された前記試料上の像を形成する結像光学系と、該形成された像を撮像する撮像素子とを備え、前記暗視野照明装置は、光源を有する光源ユニットと、前記光源ユニットで生成された発散波を略コリメート光に変換する照明光学系と、前記光源ユニットを保持すると共に、該光源ユニットを移動させる移動機構とを備え、前記発散波の曲率中心が前記照明光学系の前側焦平面近傍に一致するように、前記光源ユニットと前記照明光学系が配置され、前記光源ユニットは、前記照明光学系の中心軸に対して垂直な方向に移動可能に構成され、前記略コリメート光の中心光線が前記中心軸と交差する範囲で、前記光源ユニットが移動し、前記暗視野照明装置は、前記試料に対して前記結像光学系及び前記撮像素子と同じ側に配置され、前記照明光学系が、結像光学系の一部として機能するように構成されていることを特徴とする欠陥検出装置。
【００４０】
（４）前記光源ユニットは集光レンズを備えることを特徴とする上記（１）に記載の暗視野照明装置。
【００４１】
（５）前記光源ユニットは集光レンズを備えることを特徴とする上記（２）または（３）に記載の欠陥検出装置。
【００４２】
（６）前記光源ユニットは開口部材を備え、該開口部材が前記照明光学系の前側焦平面近傍に位置するように、前記光源ユニットと前記照明光学系が配置されていることを特徴とする上記（１）に記載の暗視野照明装置。
【００４３】
（７）前記光源ユニットは開口部材を備え、該開口部材が前記照明光学系の前側焦平面近傍に位置するように、前記光源ユニットと前記照明光学系が配置されていることを特徴とする上記（２）または（３）に記載の欠陥検出装置。
【００４４】
（８）前記光源ユニットを２つ以上備えたことを特徴とする、上記（１）に記載の暗視野照明装置。
【００４５】
（９）前記光源ユニットを２つ以上備えたことを特徴とする、上記（２）または（３）に記載の欠陥検出装置。
【００４６】
【発明の効果】
以上から明らかなように、本発明の暗視野照明装置、及び暗視野照明法を用いた欠陥検出装置は、光源が照明光学系の前側焦平面近傍に集光し、同時に前記光源を光軸に対して垂直方向に動く移動機構を備えたので、検査試料から離れた余裕のあるスペースをもって、斜照明する照明光の入射角度を変えることができ、照明光の入射角度調整を簡便に行うことができ、しかも、検査試料に対する照明光の入射角度のみならず、照明方向も光源手段の光軸に対して垂直な２次元方向の範囲で調整可能となるので、検査試料の種類や欠陥の方向に応じて最適な条件で安定した像観察や欠陥検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例にかかる暗視野照明装置及び暗視野照明方法を用いた欠陥検出装置の概略構成図である。
【図２】本実施例における照明光学系１の光軸と照明光学系３の光軸との距離と、照明光の入射角度との関係を示す説明図であり、（ａ）は照明光学系１の光軸と照明光学系３の光軸とが離れときの入射角度、（ｂ）は照明光学系１の光軸と照明光学系３の光軸とが近いときの入射角度を示している。
【図３】本実施例における照明光学系の変形例を示す概略構成図である。
【図４】本発明の第１実施例にかかる暗視野照明装置及び暗視野照明方法を用いた欠陥検出装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１          照明光学系
２          ハーフミラー
３          照明光学系
４          検査試料
５          結像レンズ
６          観察用カメラ
７          画像処理部
８          モニター
９          暗視野照明装置
１０        暗視野照明装置
１１        光源
１２        レンズ
１３        移動手段
１４        開口
【図１】
2004317310.tif 000003
【図２】
2004317310.tif 000004
【図３】
2004317310.tif 000005
【図４】
2004317310.tif 000006