(57)【要約】    【課題】  実害になる異物等の欠陥を非欠陥である配線のエッジラフネスなどとから分離して検出可能とする異物等の欠陥検査装置及びその方法を提供することにある。    【解決手段】  本発明は、レーザ光源１００を有する照射光学系１０００として、前記レーザ光源から出射されたコヒーレントのレーザ光のビーム径を拡大するビームエキスパンダ２０１、２０２と、該ビームエキスパンダでビーム径を拡大したレーザビームを入射して少なくとも集光方向に互いに空間的にコヒーレンシーを低減した複数の細帯状のビームを出射する前記少なくとも集光方向に互いに光路長を変えた複数の板状の光学部材を積み重ねて構成した光学部材群２０３と、該レンズ群から互いに空間的にコヒーレンシーを低減して出射された複数の細帯状のビームを前記集光方向に集光させて前記被検査物基板の表面に対して前記傾斜した方向からスリット状光束として照射する集光光学系２０４とを備えて構成した欠陥検査装置である。【選択図】  図２
2005337851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源と、該レーザ光源から出射されたコヒーレントのレーザ光を可干渉性を低減して傾斜した方向から被検査対象基板の表面にスリット状光束として集光して照射する照射系とを有する照射光学系と、
該照射光学系の照射系によって照射された前記被検査対象基板からの光を検出する検出光学系と、
該検出光学系により検出される光を受光して信号を出力するリニアセンサと、
該リニアセンサから出力されるチップまたはセルの同一領域で得られた信号同士を比較処理して前記被検査対象基板上に発生した異物を含む欠陥または欠陥候補を判定する比較処理部とを備えた欠陥検査装置であって、
前記照射光学系における前記照射系として、前記レーザ光源から出射されたコヒーレントのレーザビームを入射して少なくとも集光方向に互いに空間的にコヒーレンシーを低減した複数の細帯状のビームを出射する前記少なくとも集光方向に互いに光路長を変えた複数の板状の光学部材を積み重ねて構成した光学部材群と、該光学部材群から互いに空間的にコヒーレンシーを低減して出射された複数の細帯状のビームを前記集光方向に集光させて前記被検査物基板の表面に対して前記傾斜した方向からスリット状光束として照射する集光光学系とを備えて構成したことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項２】
前記照射系において、前記レーザ光源から出射されたコヒーレントのレーザビームのビーム径を拡大するビームエキスパンダを備え、該ビームエキスパンダでビーム径を拡大したレーザビームを前記光学部材群に入射するように構成したことを特徴とする請求項１記載の欠陥検査装置。
【請求項３】
前記レーザ光源において、ＵＶ又はＤＵＶレーザ光を出射するように構成したことを特徴とする請求項１記載の欠陥検査装置。
【請求項４】
前記集光光学系において、前記スリット状光束が、集光方向には多角度照射であるように構成することを特徴とする請求項１記載の欠陥検査装置。
【請求項５】
前記光学部材群において、前記スリット状光束の長手方向にも互いに空間的にインコヒーレントにするために互いに光路長を変えて構成したことを特徴とする請求項１記載の欠陥検査装置。
【請求項６】
前記検出光学系の中に、前記被検査対象基板上の繰り返しパターンからの回折光を遮光する空間フィルタを備えたことを特徴とする請求項１記載の欠陥検査装置。
【請求項７】
前記検出光学系は、両側テレセントリックに構成したフーリエ変換レンズ群を有することを特徴とする請求項６記載の欠陥検査装置。
【請求項８】
前記リニアセンサをＴＤＩセンサで形成したことを特徴とする請求項１記載の欠陥検査装置。
【請求項９】
レーザ光源と、該レーザ光源から出射されたコヒーレントのレーザ光を可干渉性を低減して傾斜した方向から被検査対象基板の表面にスリット状光束として集光して照射する照射系とを有する照射光学系と、
該照射光学系の照射系によって照射された前記被検査対象基板からの光を検出する検出光学系と、
該検出光学系により検出される光を受光して信号を出力するリニアセンサと、
該リニアセンサから出力されるチップまたはセルの同一領域で得られた信号同士を比較処理して前記被検査対象基板上に発生した異物を含む欠陥または欠陥候補を判定する比較処理部とを備えた欠陥検査装置であって、
前記照射光学系における前記照射系として、前記レーザ光源から出射されたコヒーレントのレーザビームを入射して少なくとも集光方向に互いに空間的にコヒーレンシーを低減した複数のビームを出射する前記少なくとも集光方向に互いに光路長を変えた複数のシングルモードファイバで構成したシングルモードファイバ群と、該シングルモードファイバ群から互いに空間的にコヒーレンシーを低減して出射された複数のビームを前記集光方向に集光させて前記被検査物基板の表面に対して前記傾斜した方向からスリット状光束として照射する集光光学系とを備えて構成したことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項１０】
レーザ光源と、該レーザ光源から出射されたコヒーレントのレーザ光を可干渉性を低減して傾斜した方向から被検査対象基板の表面にスリット状光束として集光して照射する照射系とを有する照射光学系と、
該照射光学系の照射系によって照射された前記被検査対象基板からの光を検出する検出光学系と、
該検出光学系により検出される光を受光して信号を出力するリニアセンサと、
該リニアセンサから出力されるチップまたはセルの同一領域で得られた信号同士を比較処理して前記被検査対象基板上に発生した異物を含む欠陥または欠陥候補を判定する比較処理部とを備えた欠陥検査装置であって、
前記照射光学系における前記照射系として、前記レーザ光源から出射されたコヒーレントのレーザビームを空間的にコヒーレンシーを低減したビームを出射するマルチモードファイバと、該マルチモードファイバから空間的にコヒーレンシーを低減して出射されたビームを前記集光方向に集光させて前記被検査物基板の表面に対して前記傾斜した方向からスリット状光束として照射する集光光学系とを備えて構成したことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項１１】
レーザ光源から出射されたコヒーレントのレーザ光を照射光学系により可干渉性を低減して傾斜した方向から被検査対象基板の表面にスリット状光束として集光して照射する照射ステップと、
該照射ステップによって照射された前記被検査対象基板からの光を検出光学系で検出し、該検出された光をリニアセンサで受光して信号を出力する検出ステップと、
該検出ステップによって出力されるチップまたはセルの同一領域で得られた信号同士を比較処理して前記被検査対象基板上に発生した異物を含む欠陥または欠陥候補を判定する比較処理ステップとを有する欠陥検査方法であって、
前記照射ステップにおいて、前記レーザ光源から出射されたコヒーレントのレーザビームを前記少なくとも集光方向に互いに光路長を変えた複数の板状の光学部材を積み重ねて構成した光学部材群に入射して少なくとも集光方向に互いに空間的にコヒーレンシーを低減した複数の細帯状のビームを出射させるコヒーレンシー低減ステップと、該出射された複数の細帯状のビームを前記集光方向に集光させて前記被検査物基板の表面に対して前記傾斜した方向から前記スリット状光束として照射する集光ステップとを含むことを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項１２】
前記照射ステップにおいて、前記レーザ光源から出射されたコヒーレントのレーザビームのビーム径をビームエキスパンダにより拡大するビーム径拡大ステップを含み、該ビーム径を拡大したレーザビームを前記光学部材群に入射することを特徴とする請求項１１記載の欠陥検査方法。
【請求項１３】
前記照射ステップにおいて、前記レーザ光源から出射されたコヒーレントのレーザ光がＵＶ又はＤＵＶレーザ光であることを特徴とする請求項１１記載の欠陥検査方法。
【請求項１４】
前記集光ステップにおいて、前記スリット状光束が、集光方向には多角度照射であることを特徴とする請求項１１記載の欠陥検査方法。
【請求項１５】
前記検出ステップにおいて、前記被検査対象基板上の繰り返しパターンからの回折光を、前記検出光学系の中に設けられた空間フィルタにより遮光する遮光ステップを含むことを特徴とする請求項１１記載の欠陥検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＳＩや液晶基板を製造する際に生じる異物または欠陥をの検査方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回路パターンが形成された半導体ウェハ上に付着した異物または発生した欠陥を回路パターンと弁別して検査する従来技術としては、特開平１−１１７０２４号公報（特許文献１）、特開平８−２１０９８９号公報（特許文献２）、特開２０００−１０５２０３号公報（特許文献３）、特開２００１−１９４３２３号公報（特許文献４）および特開２００３−１７７１０２号公報（特許文献５）が知られている。
【０００３】
特許文献１には、基板上に形成された薄膜から発生する反射光の強度を平滑化又は平均化するように、半導体レーザ発振器から出射されたレーザ光を、多段ミラーで互いに光路長を異ならしめることによって互いに非干渉な複数の光束に分割し、放物面鏡で異なる入射角で実効的に同時に光を透過する薄膜が形成された基板上に集光照射し、該照射光によって基板上に存在する微小異物等の微小欠陥から生じる散乱光を集光レンズで集光して検出器で検出することが記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、ウェハ上に形成された回路パターンに対して該回路パターンの主要な直線群に対して４５度傾けた方向から照射して主要な直線群からの０次回折光を対物レンズの開口内に入力させないようにし、主要な直線群ではない他の直線群を空間フィルタで遮光する異物検査装置が記載されている。
【０００５】
また、特許文献３には、レーザ光源から出射されるレーザビームをスリット状ビームにして被検査対象に対して斜め方向から照射する照射光学系と、該照射光学系によって照射されたスリット状ビームによって被検査対象からの反射散乱光をＴＤＩセンサ等のイメージセンサで受光して信号に変換する検出光学系と、該検出光学系のイメージセンサから検出された信号に基いて異物等の欠陥を抽出する画像処理部とを備えた欠陥検査装置が記載されている。特許文献３には、更に検出光学系に空間フィルタを備えることも、照射光学系として白色照明を斜め方向から行うことも記載されている。
【０００６】
また、特許文献４及び５には、試料の像を検出する対物レンズと、その瞳位置に対して集光して照明を行うレーザ照明手段と、レーザ照明の可干渉性を低減する手段と、試料の回路パターンからの反射光を上方位置に設置された蓄積型のＴＤＩセンサで検出する検出手段と、その検出信号を処理する画像処理部とを備えたパターン検査装置が知られている。
【０００７】
【特許文献１】特開平１−１１７０２４号公報
【０００８】
【特許文献２】特開平８−２１０９８９号公報
【特許文献３】特開２０００−１０５２０３号公報
【特許文献４】特開２００１−１９４３２３号公報
【特許文献５】特開２００３−１７７１０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＬＳＩや液晶基板を製造する際に、被加工対象物（例えば半導体ウェハ）上に形成されるパターンとしては、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）部に代表されるような繰り返しパターンや、ロジックに代表されるようなランダムパターン（非繰り返しパターン）がある。このようなＬＳＩや液晶基板の製造において、被加工対象物の表面に異物が付着したりまたは欠陥が発生すると、例えば、配線の絶縁不良や短絡などの不良原因となる。ここで、回路パターンの微細化に伴い、被加工対象物上に形成されるパターンのエッジ形状の凹凸、すなわち、エッジラフネスと、微細な異物、欠陥との弁別が困難になってきており、非欠陥部であるエッジラフネスを欠陥部として認識する、いわゆる、虚報の発生がみられるようになり、虚報の発生を抑えるために検出感度を下げざるをえず、低い検出感度で検査を行わなくてはならない場合がある。
【００１０】
本発明の目的は、上記課題を解決すべく、光源としてコヒーレンシーの高いレーザを用いて、簡単な構成で可干渉性を低減させ、集束したスリット状光束照明を斜め方向から行なって、欠陥ではないエッジラフネスにより発生するノイズ散乱光を平滑化して、異物を含む欠陥により発生する散乱、回折光を顕在化して、欠陥の検出感度を向上させることができるようにした欠陥検査方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、レーザ光源と該レーザ光源から出射されたコヒーレントのレーザ光を可干渉性を低減して傾斜した方向から被検査対象基板の表面にスリット状光束として集光して照射する照射系とを有する照射光学系と、該照射光学系の照射系によって照射された前記被検査対象基板からの光を検出する検出光学系と、該検出光学系により検出される光を受光して信号を出力するリニアセンサと、該リニアセンサから出力されるチップまたはセルの同一領域で得られた信号同士を比較処理して前記被検査対象基板上に発生した異物を含む欠陥または欠陥候補を判定する比較処理部とを備えた欠陥検査装置及びその方法であって、前記照射光学系における前記照射系として、前記レーザ光源から出射されたコヒーレントのレーザビームを入射して少なくとも集光方向に互いに空間的にコヒーレンシーを低減した複数の細帯状のビームを出射する前記少なくとも集光方向に互いに光路長を変えた複数の板状の光学部材（光透過媒体）を積み重ねて構成した光学部材群と、該光学部材群から互いに空間的にコヒーレンシーを低減して出射された複数の細帯状のビームを前記集光方向に集光させて前記被検査物基板の表面に対して前記傾斜した方向からスリット状光束として照射する集光光学系とを備えて構成したことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、前記照射系において、前記レーザ光源から出射されたコヒーレントのレーザビームのビーム径を拡大するビームエキスパンダを備え、該ビームエキスパンダでビーム径を拡大したレーザビームを前記光学部材群に入射するように構成したことを特徴とする。
また、本発明は、前記レーザ光源において、ＵＶ又はＤＵＶレーザ光を出射するように構成したことを特徴とする。
また、本発明は、前記集光光学系において、前記スリット状光束が、集光方向には多角度照射であるように構成することを特徴とする。
また、本発明は、前記光学部材群において、前記スリット状光束の長手方向にも互いに空間的にインコヒーレントにするために互いに光路長を変えて構成したことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、前記検出光学系の中に、前記被検査対象基板上の繰り返しパターンからの回折光を遮光する空間フィルタを備えたことを特徴とする。
また、本発明は、前記検出光学系は、両側テレセントリックに構成したフーリエ変換レンズ群を有することを特徴とする。
また、本発明は、前記リニアセンサをＴＤＩセンサで形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、光源としてコヒーレンシーの高いレーザを用いて、簡単な構成で可干渉性を低減させ、集束させたスリット状光束照明を斜め方向から行なって、欠陥ではないエッジラフネスにより発生するノイズ散乱光を平滑化して、異物および欠陥により発生する散乱、回折光を顕在化して、異物、欠陥の検出感度を向上させることができる効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に係る欠陥検査方法及びその装置の実施の形態について図面を用いて説明する。以下では、半導体ウェハ上の異物検査を例にとって説明する。
［第１の実施の形態]
本発明の第１の実施の形態を図１〜図８を用いて説明する。
【００１６】
先ず、図１に半導体ウェハ上の異物等の欠陥を検査する欠陥検査装置の一実施例を示す。欠陥検査装置は、本発明の特徴とする照射光学系１０００と、検出光学系２０００と、画像処理部３０００と、レーザ光源１００を駆動する光源ドライバ１５と、ディスプレイ１２、演算装置１３、記憶装置１４及び入力・出力部（ネットワークも含むものとする。）（図示せず）を接続して全体を制御する主制御部１１と、被検査物（例えば半導体ウェハ）Ｗを載置してＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動するＸ−Ｙ−Ｚステージ１７と、主制御部１１からの指令に基いてＸ−Ｙ−Ｚステージ１７の駆動を制御するＸ−Ｙ−Ｚステージドライバ１６とを備えた構成される。本発明の特徴とする照射光学系１０００は、短波長を容易に確保できる紫外レーザ光（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  Ｒａｙｓ：以下、ＵＶレーザ光と称す。）または遠紫外レーザ光（Ｄｅｅｐ  Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  Ｒａｙｓ：以下、ＤＵＶレーザ光と称す。）のレーザ光源１００を用いる。本発明でのＵＶレーザ光とは、波長が１００ｎｍ〜４００ｎｍ程度のレーザ光を示し、ＤＵＶレーザ光は、波長が１００ｎｍ〜３１４ｎｍ程度のレーザ光を示す。ところで、レーザ光源１００から出射されるレーザ光は、一般的に可干渉性（コヒーレンスを有する。）があり、被検査物上の８０ｎｍ以下のパターン幅を有する超微細な回路パターンにレーザ光を照射した場合、スペックルノイズが発生し、図２６に示すように、欠陥ではない回路パターンのエッジラフネス部４０１によりノイズ散乱光が生じてしまい、例えばチップ比較により不一致として異物等の欠陥を検出する際、ノイズ散乱光による信号４１０が消去できずに不一致として誤検出してしまうことになる。そこで、照射光学系１０００は、レーザ光源１００と、該レーザ光源１００から出射されるコヒーレントレーザビームを可干渉性を低減して傾斜した方向（被検査物Ｗからの正反射光が対物レンズ３の瞳に入射しない方向）(水平からの角度αが３０°以下)からスリット状光束（検出器６の受光面に合せた細帯状（スリット状）光束）に集光させて照射する照射系２００とで構成される。このようにスリット状光束にするのは、検出器６の受光面の形状に合せて単位面積当たりの光量を多くしたいためである。また、図２（ｂ）に示すように、スリット状光束（直線状ビーム）２０５に集光させるのは、互いに可干渉性を低減した複数の光束を超微細な回路パターンのエッジラフネス部に対して異なった方向から入射させてエッジラフネス部から可干渉性が低減されて平滑化された信号を得るためである。
【００１７】
検出光学系２０００は、被検査物Ｗから発生する反射散乱光（反射回折光）を集光する対物レンズ３と、被検査物Ｗの表面に存在する回路パターンの繰返されるエッジから生じる回折光パターンを遮光する空間フィルタ４と、結像レンズであるチューブレンズ５と、ＴＤＩセンサ、アンチブルーミングＴＤＩセンサまたはＣＣＤリニアイメージセンサ、ホトマルアレイ等の検出器（リニアセンサ）６とで構成される。このように、検出光学系２０００は、両テレセントリックなフーリエ変換光学系を構成しており、上記被検査物Ｗからの散乱光に対する光学処理、例えば、空間フィルタリングによる光学特性の変更・調整等もおこなえるようになっている。
【００１８】
画像処理部３０００は、検出器６から得られる画像信号をＡ／Ｄ変換して検出画像データを得るＡ／Ｄ変換部２０と、繰り返されるチップまたはメモリセルから得られる検出画像データを繰り返されるチップまたはメモリセル分遅延させて参照画像データを得る遅延回路２１と、上記参照画像データおよび検出画像データの各々を記憶する画像メモリ２２、２３と、参照画像データと検出画像データを比較して差画像データを抽出して該差画像データ（不一致量）を判定閾値と比較して異物等の欠陥を判定してその位置座標や欠陥の特徴量（面積等の大きさ、寸法等）や欠陥画像等を主制御部１１に出力する比較演算処理部（比較処理部）２４とで構成される。
【００１９】
特に、チップ内のロジック部については、比較演算処理部２４において、遅延回路２１によりチップ毎に得られる参照画像データと検出画像データとが比較され、それらの差画像データ（不一致量）が判定閾値を越えたとき異物等の欠陥と判定することになる。
【００２０】
次に、本発明の特徴とする照射光学系１０００の実施例について図２乃至図１６を用いて説明する。
【００２１】
まず、照射光学系１０００の第１の実施例を、図２及び図３を用いて説明する。照射光学系１０００の第１の実施例は、ＵＶレーザ光又はＤＵＶレーザ光を出射するレーザ光源１００と、照射系２００ａとで構成される。照射系２００ａは、上記レーザ光源１００から出射されるＵＶレーザ光又はＤＵＶレーザ光のビーム径を拡大するビームエキスパンダ２０１と、拡大ビームをほぼ平行な平行ビームに変換するコリメータレンズ２０２と、図３に示すように、Ｘ方向には平行ビームの幅よりも広い幅を持ち、傾斜した方向（傾斜角度αの方向）及びＸ方向に直角なＭ方向（スリット状光束２０５に集光させる方向）には互いに光路長を変えた例えば合成石英、ＢＫ７等の材料からなる多数の板状の光学部材（光透過媒体またはガラス）を積み重ねて構成した光学部材群２０３ａと、該光学部材群２０３ａから出射されるＭ方向には空間的コヒーレンシー（互いに可干渉性）を低減した複数の細帯状の光束を矢印２０６で示すように照射方向を広い範囲で変化させてＭ方向に集光させてスリット状光束２０５を超微細な回路パターンのエッジラフネス部に照射するシリンドリカルレンズ（集光光学系）２０４とで構成する。なお、シリンドリカルレンズ（集光光学系）２０４と被検査対象物Ｗの表面との間に進行方向を変えるミラーを配置してもよい。また、シリンドリカルレンズ（集光光学系）２０４と被検査対象物Ｗの表面との間の距離を大きくしたい場合には、リレー光学系を設けてもよい。その結果、ＵＶレーザ光又はＤＵＶレーザ光を互いに可干渉性を低減させて斜め方向から被検査物Ｗの超微細な回路パターンのエッジラフネス部にスリット状光束（検出器の受光面の形状に合った）２０５として照射することが可能となる。このように、シリンドリカルレンズ２０４により、空間的コヒーレンシー（互いに可干渉性）を低減した複数の細帯状の光束を矢印２０６で示すように照射方向を広い範囲で変化させてＭ方向に集光させてスリット状光束（直線状ビーム）２０５を超微細な回路パターンのエッジラフネス部に照射するので、被検査物Ｗの超微細な回路パターンのエッジラフネス部から平滑化された反射回折パターン（０次は除く）が対物レンズ３に入射して集光され、リニアセンサ（リニアイメージセンサ）６で受光されてエッジラフネス部から平滑化された画像信号が検出されることになる。当然、大きさが異なる超微細から微細に亘る異物に対して照射方向を広い範囲で変化させた空間的にインコヒーレントの複数の細帯状の光束がほぼ結像させて照射されることになり、上記様々な異物から低次から高次に亘る反射回折光を対物レンズ３に入射させることが可能となり、超微細から微細に亘る異物を示す画像信号を検出できることになる。
【００２２】
特に、被検査物Ｗの超微細な回路パターンのエッジラフネス部には、空間的コヒーレンシーが低減された多数の細帯状の光束が傾斜した方向から集光して多角度照射されるので、チップ間で超微視的にはランダムな形状をしているエッジラフネス部からの反射散乱光は可干渉性が低減されて平滑化されてリニアセンサ６で検出されるため、チップ比較による不一致量（差画像）により被検査物（試料）Ｗ上の異物等の欠陥として検査する際、上記エッジラフネス部を異物等の欠陥として誤認識することを防止することが可能となる。特に、ロジック部については、超微細な回路パターンのエッジラフネス部から得られる画像信号をチップ比較による一致として消去するので、エッジラフネス部からの反射散乱光が平滑化されることによってチップ比較による一致が取れ、有効となる。
【００２３】
更に、メモリ部については回路パターンが繰り返されているため、エッジラフネス部も含めて回路パターンのエッジから生じる反射回折干渉パターンはフーリエ変換面ＦＴＰ上に設置した空間フィルタ４によって遮光することも可能である。
【００２４】
以上説明したように、照明光学系１０００の第１の実施例は、全て光透過媒体で構成したので、特に、可干渉性を低減した複数の細帯状の光束を作るのに上記板状の光学部材群（光透過媒体群）２０３ａで構成したので、容易に製造することが可能となる。
【００２５】
次に、照明光学系１０００の第２の実施例を、図４及び図５を用いて説明する。照明光学系１０００の第２の実施例において、第１の実施例と相違する点は、照射系２００ｂの板状の光学部材群２０３ｂにある。この板状の光学部材群２０３ｂは、Ｘ方向には平行ビームであるが、図５に示すように、Ｘ方向にも光路長を変えて可干渉性を低減した板状の光学部材群（光透過媒体群）にしたことにある。このように、Ｘ方向は基本的にはほぼ平行光であるが完全に平行光とはならなくても、板状の光学部材群２０３ｂによってＸ方向も光路長を変えて可干渉を低減したことによって、Ｘ方向及びＭ方向において可干渉性を低減して傾斜した方向（水平からの角度αが３０°以下）から被検査物Ｗの超微細な回路パターンのエッジラフネス部にスリット状光束（検出器の受光面の形状に合った）２０５として照射することが可能となる。
【００２６】
次に、照明光学系１０００の第３の実施例を、図６、図７及び図８を用いて説明する。第３の実施例は、メモリ部などで見られる繰り返しパターンへのスリット状光束２０５の照射の仕方である。即ち、例えば、被検査物Ｗを載置するステージ１７上に回転ステージ（図示せず）を設け、該回転ステージの回転角度を調整して、図６（ａ）に示すように、スリット状光束２０５の長手方向を繰り返しパターンＬＳの向いている方向に対してほぼ直角方向に向けて照射することにある。その結果、図６（ｂ）に示すように、矢印２０６に示す方向に集光させたとしても、該集光軸側には繰り返しパターンからの高次の回折光が発生しないため、対物レンズ３のＮＡを０次回折光（正反射光）が入射しない程度（約０．４以下）に設定すれば、０次回折光は検出されないことになる。同時に、空間フィルタ４が配置されたフーリエ変換面ＦＴＰでのパターン回折像７１ａ〜７１ｄは、図７で示す如くＸ方向に拡がらず、図８に示すほぼ等間隔の線状空間フィルタＳＰＦの幅を広くすることなく遮光できるので、空間フィルタによる感度の低下を防止することが可能となる。
【００２７】
次に、第１の実施の形態の動作について説明する。まず、レーザ光源１００から出射されたコヒーレンシを有するＵＶレーザ光又はＤＵＶレーザ光をビームエキスパンダ２０１でビーム径を拡大し、コリメータレンズ２０２でほぼ平行な平行ビームに変換し、該変換された平行ビームを、互いに光路長を変えた板状のレンズを少なくともＭ方向に積み重ねて構成された製造が容易な板状の光学部材群２０３を通すことによってＭ方向には可干渉性が低減されたビームが出力され、該出力された複数の細帯状ビームをシリンドリカルレンズ２０４でＸ方向には平行光束でＭ方向には集光させて被検査物Ｗに対して傾斜した方向からスリット状光束（検出器６の受光部の形状に相応する）２０５をほぼ結像させて照射する。このようにＭ方向については、板状の光学部材群２０３から出射された可干渉性が低減された複数の細帯状ビームが被検査物Ｗの表面に対して入射角度を広い範囲で変えて傾斜した方向（傾斜角度αの方向）からスリット状光束２０５として照射されることになる。即ち、板状の光学部材群２０３からは、被検査物Ｗの超微細な回路パターンのエッジラフネス部に、斜め方向からＸ方向にはほぼ平行でＭ方向には入射角度範囲を広げて集光され、少なくともＭ方向には可干渉性が低減された空間的にインコヒーレントのＵＶ又はＤＵＶレーザ光のスリット状光束２０５が照射されることになる。その結果、被検査物Ｗからの正反射光は対物レンズ（対物レンズのＮＡを約０．４以下）３の瞳に入射されず、被検査物Ｗの超微細な回路パターンのエッジラフネス部からは平滑化された反射回折パターン（０次は除く）が対物レンズ３に入射して集光される。その結果、チップ比較の際差画像（不一致量）が低減されて異物等の欠陥として誤判定を防止することが可能となる。また、メモリ部で見られるような繰り返しパターンからの反射回折干渉パターンは、フーリエ変換面ＦＴＰ上に設置された空間フィルタ４によって遮光することが可能である。さらに、被検査物Ｗの超微細な回路パターン上に存在する数１０ｎｍオーダ以下の超微細から微細に亘る異物から発生する反射散乱光（１次から高次に亘る反射回折光）は対物レンズ３に入射して集光され、空間フィルタ４を通過し、チューブレンズ（結像レンズ）５を通してＴＤＩセンサ等の検出器６によって受光され、超微細から微細に亘る異物を示す画像信号が検出されることになる。このとき、被検査物ＷをＸ−Ｙ−Ｚステージ１７に搭載し、該Ｘ−Ｙ−Ｚステージ１７を水平方向に移動させながら異物散乱光を検出することで、検出結果を二次元画像信号として取得される。
【００２８】
以上説明したように被検査物Ｗ上に照射されるスリット状光束２０５は、低コヒーレンシー化されたレーザ光であっても、時間的にはコヒーレントであるため、すなわち、単色性を保っているため、対物レンズ３およびチューブレンズ５を設計、製作する際に、色補正をレーザ波長のみの単色補正とすることができるので、上記対物レンズ３および上記チューブレンズ５の設計、製作が簡単になるという利点を有する。更には、被検査物Ｗ上に形成されたパターンが、メモリ部で見られるような繰り返しパターンの場合、該繰り返しパターンからの反射回折干渉パターンは単一波長に対して図７に示すように、離散的に発生し、フーリエ変換面ＦＴＰ上で離散的に集光するため、空間フィルタリングによる遮光が容易になると言う利点を有する。
【００２９】
このように、取得された画像信号は、Ａ／Ｄ変換部２０でデジタル画像信号に変換される。そして、デジタル画像信号は、チップピッチ又はセルピッチ分遅延する遅延回路２１を通過した後に、参照画像信号として画像メモリ２２に記憶される。次に隣接チップ又は隣接セルにて検出されたデジタル画像信号は、検出画像信号として画像メモリ２３に記憶される。次に、比較演算処理部２４は、画像メモリ２２と画像メモリ２３に記憶されたチップ又はセルの同一領域の参照画像データと検出画像データを比較して差画像データ（差異）を抽出して該差画像データ（不一致量）を判定閾値と比較して異物等の欠陥を判定してその位置座標や欠陥の特徴量（面積等の大きさ、寸法等）や欠陥画像等を主制御部１１に出力する。主制御部１１は、上記判定された結果（欠陥の位置座標や欠陥の特徴量（面積等の大きさ、寸法等）や欠陥画像等）を、ディスプレイ１２に表示されたり、記憶装置１４に保存される。また、演算装置１３により、異物の大きさ、場所などの情報が特定される。
【００３０】
以上説明したように、第１の実施の形態によれば、照明光学系１０００がレーザ光源１００を除いて全てレンズおよび板状の光透過媒体により構成したので、容易に、且つ安価に製造することが可能となる。
【００３１】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態を図９〜図２３を用いて説明する。第２の実施の形態における第１の実施の形態と相違する点は、照明光学系１０００の照射系２００ｂとして、図９に示す如く、可干渉性を低減するために光路長を変えたシングルモードファイバ束（シングルモードファイバ群）３００Ａを用いることにある。
【００３２】
図９は、ＵＶレーザ光又はＤＵＶレーザ光を出射する光源１００としてコヒーレンシーの高いレーザ光源を用いた場合における、時間的コヒーレンシーはそのままに、空間的コヒーレンシーを低減させるためのシングルモードファイバ束３００を示している。すなわち、シングルモードファイバ束３００Ａの各々のシングルモードファイバ３００ａは、各々互いにレーザ可干渉距離以上の光路差を設けてあり、上記各々のシングルモードファイバ３００ａからの出射光は、互いに干渉しない光となる。したがって、上記シングルモードファイバ束３００Ａの出射端面を２次光源として被検査物Ｗ上を照射すれば、コヒーレント光源であるレーザを用いてコヒーレント光を低減した照明が可能となる。このようにして低コヒーレンシー化されたレーザ光であっても、時間的にはコヒーレントであるため、すなわち、単色性を保っているため、対物レンズ３およびチューブレンズ５を設計、製作する際に、色補正をレーザ波長のみの単色補正とすることができるので、上記対物レンズ３および上記チューブレンズ５の設計、製作が簡単になるという利点を有する。更には、被検査物Ｗ上に形成されたパターンが、メモリ部で見られるような繰り返しパターンの場合、該繰り返しパターンからの反射回折干渉パターンは単一波長に対して離散的に発生し、フーリエ変換面ＦＴＰ上で離散的に集光するため、空間フィルタリングによる遮光が容易になると言う利点を有する。
【００３３】
次に、シングルモードファイバ束３００Ａに入射させる入射側の照射系について図１０〜図１５を用いて説明する。図１０に示すように、レーザ光源１００から出射されたレーザビームをビームエキスパンダ２０１でビーム径を拡大し、コリメータレンズ２０２でほぼ平行な平行光に変換する。図１３に示すように、入射側のシングルモードファイバ束３００Ａが保持具３０２ａにより一直線状に並べられた場合には、上記変換された平行光を図１１に示すような集光レンズ群（集光レンズアレイ）３０１ａの各集光レンズに入射させて分割し、該分割された平行光を各集光レンズにより各シングルモードファイバ３００ａの入射端に集光させて入射させることにより効率良く結合させることが可能となる。この場合、ビームエキスパンダ２０１は、シングルモードファイバ３００ａが並べられている方向のみビーム径を拡大すればよい。
【００３４】
また、図１４及び図１５に示すように、保持具３０２ｂにより入射側のシングルモードファイバ束３００Ａが２次元に並べられている場合には、上記コリメータレンズ２０２で変換された平行光を図１２に示すような集光レンズを２次元に配列した集光レンズ群（集光レンズアレイ）３０１ｂの各集光レンズに入射させて分割し、該分割された平行光を各集光レンズにより各シングルモードファイバ３００ａの入射端に集光させて入射させることにより効率良く結合させることが可能となる。この場合、ビームエキスパンダ２０１は、２次元にビーム径を拡大することになる。
【００３５】
即ち、全面がレンズであるフライアイレンズ３０１ａ、３０１ｂを用いて複数の集光点を作り、該集光点にシングルモードファイバ束３００Ａの各々のシングルモードファイバ３００ａを配置すればよい。フライアイレンズの構成としては、図１１に示す一次元アレイ状であっても良いし、図１２に示すように二次元アレイ状であっても良く、用途に応じて使い分ければ良い。これに従い、シングルモードファイバ束３００Ａの各々のシングルモードファイバ３００ａも、図１３に示すように一次元アレイ状にしたり、図１４（図１５）に示すように二次元アレイ状に配置すれば良い。尚、本実施例では、アレイ状レンズとしてフライアイレンズを用いたが、マイクロレンズアレイなどのレンズアレイも使用可能である。また、シングルモードファイバ束３００Ａのファイバ数を７本として説明したが、７本に限定されるものではないことは明確である。
【００３６】
なお、光量に十分余裕があり、高い結合効率を必要としない場合には、図１０に示すように、レーザ光源１００からの出射ビームをレンズ２０１および２０２により構成されるビームエキスパンダで拡大した後に、平行光のままシングルモードファイバ束３００Ａに入射させても良い。この際、シングルモードファイバ束のバンドルの方法は、図１６に示すように俵積みにすると、ファイバ占積率が高くなり、結合損失を低減できる。更には、図１７に示すように、ファイバ形状を６角形にしたハニカム構造とすれば更に占積率が向上し結合損失を低減できる。
【００３７】
次に、シングルモードファイバ束３００Ａから出射される出射側の照射系の第１の実施例について図１８〜図２０を用いて説明する。被検査物Ｗの表面には、図１９に示すようなスリット状光束２０５を傾斜した方向からＭ方向には集光させて照射する必要がある。そのため、シングルモードファイバ束３００Ａの出射端（２次光源）においては、各シングルモードファイバ３００ａは、図１８（ｂ）及び図２０に矢印３０６で示すように出射角度に変化を付けて保持具３０３で保持することが必要となる。
【００３８】
その結果、Ｘ方向については、シングルモードファイバ束３００Ａの各シングルモードファイバ３００ａの出射端（２次点光源群）から出射された互いに干渉しない（空間的にインコヒーレント）ビームは、図１８（ａ）に示すように、焦点距離ｆ１を持つシリンドリカルレンズ３０４によってスリット状光束２０５の長手方向（Ｘ方向）が決められてＸ方向にほぼ均一な照度でスリット状光束２０５として集光照射される。Ｍ方向については、シングルモードファイバ束３００Ａの各シングルモードファイバ３００ａの出射端（２次点光源群）から互いに少しづつ出射角度を変えて出射された互いに可干渉性を低減した空間的にインコヒーレントのビームは、図１８（ｂ）に示すように、焦点距離ｆ２≒ｆ１／２を持つシリンドリカルレンズ（集光光学系）３０５によってＭ方向に集光されてスリット状光束２０５としてほぼ結像されて照射される。即ち、各シングルモードファイバ３００ａからの出射光は、原理的には入射ビームの集光光束のＮＡと同じＮＡで拡がる拡散光となる。そこで、先ず、シングルモードファイバ３００ａから距離ｆ１離れた場所に、焦点距離ｆ１のシリンドリカルレンズ３０４を配置する。これによりＸ軸方向については平行光（ケーラ照明）になり、Ｍ方向にいては拡散光のままとなる。次に、シリンドリカルレンズ３０４の直後に、凸面、平面をシリンドリカルレンズ３０４と直交させたシリンドリカルレンズ（集光光学系）３０５を配置する。これにより、Ｘ軸方向は平行光に、Ｍ方向は集光光となり、集光スポット形は線状ビーム２０５となる。なお、シングルモードファイバ３００ａからの距離をａ、シリンドリカルレンズ３０５の焦点距離をｆ２とし、シリンドリカルレンズ３０５か集光点２０５までの距離をｂとし、このとき、ａ≒ｆ１、ｂ≒ｆ１、ｆ２≒ｆ１／２するのが良い。
【００３９】
このように、Ｍ方向については、シングルモードファイバ束３００Ａの出射端から、互いに可干渉性を低減した空間的にインコヒーレントのビームが出射角度を変えて出射されるため、スリット状光束２０５として集光照射されるときも角度を変えたビームが集光されるため、第１の実施の形態と同様に、被検査物Ｗの繰り返される超微細な回路パターンのエッジラフネス部からは平滑化された反射回折パターン（０次は除く）が対物レンズ３に入射して集光され、リニアセンサ（リニアイメージセンサ）６で受光されてエッジラフネス部から平滑化された画像信号が検出されることになる。当然、大きさが異なる超微細から微細に亘る異物に対して照射方向を広い範囲で変化させた空間的にインコヒーレントの複数の細帯状の光束がほぼ結像させて照射されることになり、上記様々な異物から低次から高次に亘る反射回折光を対物レンズ３に入射させることが可能となり、超微細から微細に亘る異物を示す画像信号を検出できることになる。
リニアセンサ６で受光して信号を検出できることになる。即ち、被検査物Ｗの超微細な回路パターンのエッジラフネス部には、空間的コヒーレンシーが低減された多数の細帯状の光束が傾斜した方向から集光して多角度照射されるので、チップ間で超微視的にはランダムな形状をしているエッジラフネス部からの反射散乱光は可干渉性が低減されて平滑化されてリニアセンサ６で検出されるため、チップ比較による不一致量（差画像）により被検査物（試料）Ｗ上の異物等の欠陥として検査する際、上記エッジラフネス部を異物等の欠陥として誤認識することを防止することが可能となる。特に、ロジック部については、超微細な回路パターンのエッジラフネス部から得られる画像信号をチップ比較による一致として消去するので、エッジラフネス部からの反射散乱光が平滑化されることによってチップ比較による一致が取れ、有効となる。
【００４０】
更に、メモリ部については回路パターンが繰り返されているため、エッジラフネス部も含めて回路パターンのエッジから生じる反射回折干渉パターンはフーリエ変換面ＦＴＰ上に設置した空間フィルタ４によって遮光することも可能である。
【００４１】
その結果、第１の実施の形態と同様に、被検査物Ｗの超微細な回路パターン上に存在する数１０ｎｍオーダ以下の超微細な異物からの反射散乱光は対物レンズ３に入射して集光され、空間フィルタ４を通過し、チューブレンズ（結像レンズ）５を通してＴＤＩセンサ等の検出器６によって受光され、超微細な異物を示す画像信号が検出されることになる。これにより、比較演算処理部２４は、画像メモリ２２と画像メモリ２３に記憶されたチップ又はセルの同一領域の参照画像データと検出画像データを比較して差画像データ（差異）を抽出して該差画像データ（不一致量）を判定閾値と比較して異物等の欠陥を判定してその位置座標や欠陥の特徴量（面積等の大きさ、寸法等）や欠陥画像等を主制御部１１に出力することが可能となる。
【００４２】
次に、シングルモードファイバ束３００Ａから出射される出射側の照射系の第２及び第３の実施例について図２７及び図２８を用いて説明する。被検査物Ｗの表面には、スリット状光束２０５を傾斜した複数の方向からＭ方向には集光させて照射する必要がある。そのため、図２７に示す第２の実施例では、シングルモードファイバ束（群）３００Ａの出射端（２次光源）において、各シングルモードファイバ３００ａを、図２７（ｂ）に矢印３０６で示すように出射角度に変化を付けて保持具（図示せず）で保持することが必要となる。
【００４３】
その結果、Ｘ方向については、シングルモードファイバ束３００Ａの各シングルモードファイバ３００ａの出射端（２次点光源群）から出射された互いに干渉しない（空間的にインコヒーレント）ビームは、図２７（ａ）（ｂ）に示すように、各シリンドリカルレンズ３０４ａによって平行光束に変換され、各シリンドリカルレンズ３０５ａによってＭ方向に集光され、スリット状光束２０５の長手方向（Ｘ方向）が決められてＸ方向にほぼ均一な照度でスリット状光束２０５として集光照射される。
【００４４】
図２８に示す第３の実施例では、シングルモードファイバ束（群）３００Ａの出射端（２次光源）において、各シングルモードファイバ３００ａを、図２８（ａ）に矢印３０６で示すように出射角度に変化を付けて保持具（図示せず）で保持することが必要となる。
【００４５】
その結果、シングルモードファイバ束（群）３００Ａの各シングルモードファイバ３００ａの出射端（２次点光源群）から出射された互いに干渉しない（空間的にインコヒーレント）ビームは、図２８（ａ）（ｂ）に示すように、各シリンドリカルレンズ３０４ｂによって平行光束に変換され、各シリンドリカルレンズ３０５ｂによってＭ方向に集光され、スリット状光束２０５の長手方向（Ｘ方向）が決められてＸ方向にほぼ均一な照度でスリット状光束２０５として集光照射される。
【００４６】
次に、シングルモードファイバ束３００Ａの代わりにマルチモードファイバ束３００Ｂを用いた実施例について図２１〜図２５を用いて説明する。マルチモードファイバ束３００Ｂに入射されたレーザ光は互いに干渉することなく出射させることが可能となる。マルチモードファイバ束３００Ｂへの入射側は、レーザ光源１００からの出射ビームをレンズ２０１および２０２により構成されるビームエキスパンダで拡大した後に、平行光のままシングルモードファイバ束３００Ｂに入射させればよい。
【００４７】
マルチモードファイバ３００Ｂの出射側の第1の実施例は、図２１に示すように、マルチモードファイバ３００Ｂの出射端から出射されたインコヒーレントなレーザ光は、コリメータレンズ３０７で平行光に変換し、該変換された平行光をシリンドリカルレンズ（集光光学系）３０８でＸ方向についてはほぼ平行光のままで、Ｍ方向については集光させて被検査物Ｗの表面に対して斜め方向からスリット状光束２０５として照射する。
【００４８】
マルチモードファイバ３００Ｂの出射側の第２の実施例は、図２２、図２３（ａ）（ｂ）及び図２４に示すように、マルチモードファイバ３００Ｂの出射端３１０の形状をＹ方向には絞り込んでスリット状光束２０５に近づけることにある。図２２は、マルチモードファイバ３００Ｂの出射端３１０を示す斜視図、図２３（ａ）（ｂ）はその平面図及び正面図、図２４は出射端の形状を示す図である。その結果、図２５に示すように、シリンドリカルレンズ３１２及びシリンドリカルレンズ（集光光学系）３１３によって、傾斜した方向から広い範囲で入射角度を変えたインコヒーレントのレーザ光を集光させて被検査物Ｗの表面上にスリット状光束２０５としてほぼ結像させて照射することが可能となる。
【００４９】
以上説明したように、マルチモードファイバ３００Ｂでも、シングルモードファイバ束３００Ａと同様にＵＶ又はＤＵＶレーザ光を斜め方向からスリット状光束２０５としてほぼ結像させて照射することが可能となる。
【００５０】
また、以上説明したように、第２の実施の形態によれば、特殊なファイバ束を用意する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係る欠陥検査装置の実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る欠陥検査装置の第１の実施の形態である照射光学系の第１の実施例を示す平面図及び正面図である。
【図３】図２に示す板状のレンズ群を示す斜視図である。
【図４】本発明に係る欠陥検査装置の第１の実施の形態である照射光学系の第２の実施例を示す平面図及び正面図である。
【図５】図４に示す板状のレンズ群を示す斜視図である。
【図６】本発明に係る欠陥検査装置の照明光学系の第３の実施例である、スリット状光束の長手方向を繰り返しパターンＬＳの向いている方向に対してほぼ直角方向に向けて照射する場合を説明するための図である。
【図７】図６に示すスリット状光束の照射方法によって、フーリエ変換面上に発生する繰り返しパターンからの反射回折光パターンを示す図である。
【図８】図７に示す反射回折光パターンを空間フィルタで遮光する状態を示す図である。
【図９】本発明に係る欠陥検査装置の第２の実施の形態である照射光学系の第１の実施例に用いられるシングルモードファイバ束を示す正面図である。
【図１０】本発明に係る欠陥検査装置の第２の実施の形態である照射光学系の第１の実施例のシングルモードファイバ束への入射側の光学系を示す正面図である。
【図１１】図１０に示す一次元のフライアイレンズ（集光レンズ群）を示す斜視図である。
【図１２】図１０に示す二次元のフライアイレンズ（集光レンズ群）を示す斜視図である。
【図１３】図１０に示すシングルモードファイバ束の一次元に配列された入射端面を示す図である。
【図１４】図１０に示すシングルモードファイバ束の二次元に配列された入射端面を示す図である。
【図１５】図１０に示すシングルモードファイバ束の二次元に配列された入射端面を示す斜視図である。
【図１６】図１０に示すシングルモードファイバ束のバンドル方法である俵積みを示す断面図である。
【図１７】図１０に示すシングルモードファイバ束のバンドル方法である６角形にしたハニカム構造を積み重ねた状態を示す断面図である。
【図１８】本発明に係る欠陥検査装置の第２の実施の形態である照射光学系のシングルモードファイバ束における第１の実施例の出射側の光学系を示す平面図及び正面図である。
【図１９】本発明に係る欠陥検査装置の実施の形態において被検査物の表面に照射されるスリット状光束を示す図である。
【図２０】本発明に係る欠陥検査装置の第２の実施の形態である照射光学系のシングルモードファイバ束における第１の実施例の各シングルモードファイバの出射端に異なる出射角度を付けた状態を示す斜視図である。
【図２１】本発明に係る欠陥検査装置の第２の実施の形態である照射光学系のマルチモードファイバにおける第１の実施例の出射側の光学系を示す平面図及び正面図である。
【図２２】本発明に係る欠陥検査装置の第２の実施の形態である照射光学系のマルチモードファイバにおける第２の実施例の出射端を絞った状態を示す斜視図である。
【図２３】図２２に示す出射端を絞ったマルチモードファイバを示す平面図及び正面図である。
【図２４】図２２に示すマルチモードファイバの出射端を示す図である。
【図２５】本発明に係る欠陥検査装置の第２の実施の形態である照射光学系の第２の実施例の出射端を絞ったマルチモードファイバを用いた出射側の光学系を示す平面図及び正面図である。
【図２６】超微細な回路パターンにレーザ光を照射した場合、欠陥ではない回路パターンのエッジラフネス部により発生するノイズ散乱光に基づいて検出される信号の説明図である。
【図２７】本発明に係る欠陥検査装置の第２の実施の形態である照射光学系のシングルモードファイバ束における第２の実施例の出射側の光学系を示す平面図及び正面図である。
【図２８】本発明に係る欠陥検査装置の第２の実施の形態である照射光学系のシングルモードファイバ束における第３の実施例の出射側の光学系を示す平面図及び正面図である。
【符号の説明】
【００５２】
３…対物レンズ、４…空間フィルタ、５…チューブレンズ（ズームレンズ）、６…検出器（リニアイメージセンサ）、１１…主制御部、１２…ディスプレイ、１３…演算回路、１４…記憶装置、１５…光源ドライバ、１６…Ｘ−Ｙ−Ｚステージドライバ、１７…Ｘ−Ｙ−Ｚステージ、２０…Ａ／Ｄ変換部、２１…遅延回路、２２、２３…画像メモリ、２４…比較演算処理部（比較処理部）、７１ａ〜７１ｄ…フーリエ変換面での回折光像パターン、１００…レーザ光源、２００、２００ａ、２００ｂ…照射系、１０００…照射光学系、２０００…検出光学系、２０１…ビームエキスパンダ、２０２…コリメータレンズ、２０３ａ、２０３ｂ…板状の光学部材群（光透過媒体群）、２０４…シリンドリカルレンズ（集光光学系）、２０５…スリット状光束、２０６…多角度集光照射、３００Ａ…シングルモードファイバ束（群）、３００ａ…シングルモードファイバ、３０１、３０１ａ、３０１ｂ…フライアイレンズ（集光レンズ群）、３０２ｂ…保持具、３００Ｂ…マルチモードファイバ、３０４…シリンドリカルレンズ、３０５…シリンドリカルレンズ（集光光学系）、ＦＴＰ…フーリエ変換面、ＬＳ…繰り返しパターン、ＳＰＦ…空間フィルタ、７１ａ〜７１ｄ…フーリエ変換面での回折光像パターン。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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