(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査対象物の欠陥を検査する欠陥検査装置において、
レーザを発生するレーザ光源と、
上記レーザ光源からのレーザを透過する平行平面基板及びこの平行平面基板を透過したレーザを整形するシリンドリカルレンズを有し線状ビームを形成するビーム整形部と、このビーム整形部を透過したビームを反射して、被検査対象上に線状ビームスポットとして照射し、上記反射したビームの上記被検査対象物に対する仰角を変更可能なビーム位置合わせ部とを有するビームスポット整形部と、
上記被検査対象物を支持するステージ部と、
上記ステージ部に支持された被検査対象物から反射された散乱光を検出する検出光学系と、
上記ビームスポット整形部、上記ステージ部及び上記検出光学系の動作を制御するとともに、上記検出光学系により検出された散乱光に基づいて被検査対象物の欠陥を検出する制御系と、
を備え、上記平行平面基板は、上記レーザ光源からのレーザの光軸に垂直な面に対して、上記被検査対象物に照射される線状ビームの方位角と同一の角度だけ傾斜して配置され、上記シリンドリカルレンズは、上記レーザの光軸に垂直の面を間にして、上記平行平面基板と対称となる位置に配置されてい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、
上記ビーム整形部は、
上記平行平面基板及び上記シリンドリカルレンズを、上記レーザ光源からのレーザの光軸方向に沿って移動する上下方向移動機構と、
上記平行平面基板及び上記シリンドリカルレンズを、上記レーザ光源からのレーザの光軸を中心軸として回転させる回転機構と、
を備え、上記制御系は、上記ビームの上記被検査対象物に対する仰角に応じて、上記上下方向移動機構を動作させて、上記ビームスポットの焦点位置を調整し、上記回転機構を動作させて上記被検査対象物上の線状ビームスポットの回転位置を調整することを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項３】
請求項２に記載の欠陥検査装置において、
上記ビーム位置合わせ部は、
回動軸を中心に回動可能に支持され、上記ビーム整形部を透過したビームを反射するミラー部と、
上記ミラー部を回動させる回動機構と、
上記ミラー部及び上記回動機構を直線方向に移動する直線移動機構と、
を備え、上記制御系は、上記回動機構を動作させて上記ビームの上記被検査対象物に対する仰角を調整し、上記直線移動機構を動作させて、上記ビームスポット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４】
請求項３に記載の欠陥検査装置において、
上記回動機構は、上記ミラー部を直線方向に押圧し、上記回動軸を中心に回動させ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、
上記制御系は、データ記憶部を有し、このデータ記憶部は、上記ビームの上記被検査対象物に対する複数の仰角毎に、上記ミラー部を押圧する回動機構の位置と、上記上下方向移動機構の上下方向位置と、上記回転機構の回転位置と、上記直線移動機構の位置を上記データ記憶部に記憶し、このデータ記憶部に記憶されたデータに従って、上記制御系が、上記ビームスポット整形部の動作を制御することを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項６】
被検査対象物の欠陥を検査する欠陥検査方法において、
レーザ光源からレーザを発生し、
上記レーザ光源からのレーザを、平行平面基板を透過させた後に、レーザを整形するシリンドリカルレンズを透過させて線状ビームを形成し、
上記シリンドリカルレンズを透過した線状ビームを反射して、被検査対象上に線状ビームスポットとして照射し、
被検査対象物から反射された散乱光を検出し、検出した散乱光に基づいて被検査対象物の欠陥を検出する欠陥検査方法であり、
上記平行平面基板は、上記レーザ光源からのレーザの光軸に垂直な面に対して、上記被検査対象物に照射される線状ビームの方位角と同一の角度だけ傾斜して配置され、上記シリンドリカルレンズは、上記レーザの光軸に垂直の面を間にして、上記平行平面基板と対称となる位置に配置されていることを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項７】
請求項６に記載の欠陥検査方法において、
上記ビームの上記被検査対象物に対する仰角に応じて、上記平行平面基板及び上記シリンドリカルレンズを上記レーザ光源からのレーザの光軸方向に沿って移動させて、上記ビームスポットの焦点位置を調整し、
上記平行平面基板及び上記シリンドリカルレンズを、上記レーザ光源からのレーザの光軸を中心軸として回転させて、上記被検査対象物上の線状ビームスポットの回転位置を調整することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項８】
請求項７に記載の欠陥検査方法において、
回動軸を中心に回動可能に支持されたミラー部により、上記シリンドリカルレンズを透過した線状ビームを反射し、上記ミラー部を回動させことにより、上記ビームの上記被検査対象物に対する仰角を調整し、
上記ミラー部を直線方向に移動動作させて、上記ビームスポットの照射位置を調整することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項９】
請求項８に記載の欠陥検査方法において、
上記ミラー部を直線方向に押圧して、上記回動軸を中心に回動させ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、
上記ビームの上記被検査対象物に対する複数の仰角毎に、上記ミラー部の回動位置と、上記平行平面基板及び上記シリンドリカルレンズの上記レーザ光源からのレーザの光軸方向に沿った上下方向位置と、上記平行平面基板及び上記シリンドリカルレンズの回転位置とをデータ記憶部に記憶し、このデータ記憶部に記憶されたデータに従って、上記ミラー部の回動位置、上記平行平面基板及び上記シリンドリカルレンズの上記上下方向位置及び上記回転位置を調整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、半導体や液晶表示素子等の欠陥を検査する欠陥検査装置及び欠陥検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体の製造工程では、半導体基板（ウエハ）上に異物やパターン欠陥が存在すると配線の絶縁不良や短絡などの不良の原因になる。半導体素子の微細化に伴い微細な異物が存在すると、より微細な異物が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。
【０００３】
これらの異物は、半導体搬送装置の可動部から発生するものや、人体から発生するもの、プロセスガスにより処理装置内で反応生成されたもの、薬品や材料の混入していたものなど種々の状態で混入される。
【０００４】
同様に、液晶表示素子の製造工程においても、パターン上に異物が付着したり、何らかの欠陥が生じると表示素子として使えないものになってしまう。これは、プリント基板の製造工程でも状況は同じであって、異物の付着はパターンの短絡、不良接続の原因になる。
【０００５】
従来、半導体基板上の微細な異物や欠陥を高速、高感度で検出する技術の１つとして、特許文献１に記載されているように、半導体基板上にレーザを照射して半導体基板上に異物が付着している場合に発生する異物からの散乱光を検出し、直前に検査した同一品種半導体基板の検査結果と比較することにより、パターンによる虚報を無くし、高感度かつ高信頼度な異物及び欠陥検査装置が開示されている。
【０００６】
また、高感度かつ高信頼度な異物及び欠陥検査を可能とするレーザ照射手段で、パターンからの０次回折光が検出レンズの入射瞳に入射することを回避する方法が特許文献２に記載されている。
【０００７】
つまり、特許文献２には、照明光の仰角と、方位角と、検出レンズの開口数との関係が一定の条件を満足するように設定することにより、０次回折光の入射を回避させることが記載されている。
【０００８】
また、この特許文献２には、被検査基板に対して傾斜して入射する照明で、ＸＹ平面のＹ方向に絞込み、かつ、Ｘ方向にコリメートされたスリット状のビームスポットを生成するため、円錐曲面を有する照明用のレンズを用いている。この円錐曲面を有する照明レンズは、長手方向に沿って直線的に焦点距離が変化する平面凸レンズの断面を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭６２−８９３３６号公報
【特許文献２】特許３５６６５８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した欠陥検査装置において、照明仰角を可変とし、様々対象物に照明光を照射すれば、検出可能な欠陥種を拡大することができる。
【００１１】
しかしながら、従来技術においては、特許文献２に記載の技術のように、照明仰角を変化させた場合、０次回折光を入射させないための設定調整が煩雑であり、そのために調整機構も複雑であった。
【００１２】
さらに、特許文献２に記載されているように、コリメートされたスリット状のビームスポットを生成するための照明レンズは、円錐曲面を有するシリンドリカルレンズを用いていたが、このシリンドリカルレンズは加工が難しく、生産歩止まりが悪く、高価なレンズであり、欠陥検査装置のコストアップとなっていた。
【００１３】
本発明の目的は、安価でありながら、被検査基板へ照明仰角の変更に伴う調整を容易に行うことが可能な欠陥検査装置及び欠陥検査方法を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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。
【００１５】
本発明の欠陥検査装置は、レーザ光源と、レーザ光源からのレーザを透過する平行平面基板及びこの平行平面基板を透過したレーザを整形するシリンドリカルレンズを有するビーム整形部及びビーム整形部を透過したビームを反射して被検査対象上に線状ビームスポットとして照射し、上記反射したビームの上記被検査対象物に対する仰角を変更可能なビーム位置合わせ部を有するビームスポット整形部と、被検査対象物から反射された散乱光を検出する検出光学系と、この検出光学系により検出された散乱光に基づいて被検査対象物の欠陥を検出する制御系とを備える。
【００１６】
また、本発明の欠陥検査方法は、レーザ光源からのレーザを、平行平面基板を透過させた後に、レーザを整形するシリンドリカルレンズを透過させて線状ビームを形成し、この線状ビームを反射して、被検査対象上に線状ビームスポットとして照射し、被検査対象物から反射された散乱光を検出し、検出した散乱光に基づいて被検査対象物の欠陥を検出する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、安価でありながら、被検査基板へ照明仰角の変更に伴う調整を容易に行うことが可能な欠陥検査装置及び欠陥検査方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明が適用される欠陥検査装置の全体概略構成図である。
【図２】本発明の実施例１における欠陥検査装置のビームスポット整形部の概略構成図である。
【図３】本発明の実施例１における欠陥検査装置のビーム整形部の側面図である。
【図４】図３に示したビーム整形部のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図５】本発明の実施例１における欠陥検査装置のビーム整形部の概略平面図である。
【図６】本発明の実施例１における欠陥検査装置のビーム位置合せ部の側面図である。
【図７】本発明の実施例１における欠陥検査装置のビーム位置合せ部の概略平面図である。
【図８】本発明の実施例１における照明仰角の切換動作フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、以下の図において、同等の機能部分には同じ符号を付すこととする。
【実施例１】
【００２０】
本発明の実施例１に係る検査装置の装置構成について、図１〜図８を参照して説明する。なお、以下に示す実施例は、本発明を半導体ウエハの欠陥検査装置に適用した場合の例である。ただし、本発明は、半導体ウエハの欠陥検査装置のみならず、液晶表示素子等の欠陥検査装置及び検査方法に適用可能である。
【００２１】
図１において、欠陥検査装置は、被検査基板１を搭載するステージ部３００を備える。このステージ部３００は、被検査基板１上にスリット状に照射したスリット状照明領域であるビームスポット３及びイメージセンサの検出領域４、被検査基板１内の検査領域をＸＹ方向に走査し光学系に対し相対移動ができるＸステージ３０１と、Ｙステージ３０２と、被検査基板１の表面にピントを合わせることができるＺステージ３０３と、シータ（θ）ステージ３０４と、ステージコントローラ３０５とを備える。
【００２２】
また、欠陥検査装置は、レーザ光源１０５、ビームエキスパンダ、光学フィルタ群及びミラー、ガラス板と切換可能な光学分岐要素（またはミラー）、ビームスポット整形部５００を有する照明光学系１００を備えている。
【００２３】
なお、ビームスポット整形部５００についての詳細は、後述する。
【００２４】
さらに、欠陥検査装置は、検出光学系２００と、２センサ同時検査をするための分岐検出光学系２１０とを備え、検出光学系２００は、検出レンズ２０１と、空間フィルタ２０２と、結像レンズ２０３と、ズームレンズ群２０４と、１次元イメージセンサ２０５と、イメージセンサ２０５の検出領域を観察できる上方観察系２０６と、偏光ビームスプリッタ２０９とを有する。
【００２５】
さらに、欠陥検査装置は、制御系４００を備え、この制御系４００は、制御ＣＰＵ部４０１と、信号処理部４０２と、表示部４０３と、入力部４０４とを有する。信号処理部４０２は、Ａ／Ｄ変換部と、遅延させることができるデータメモリと、チップ間の信号の差をとる差分処理回路と、チップ間の差信号を一時記憶するメモリと、パターン閾値を設定する閾値算出処理部と、比較回路とを有する。制御ＣＰＵ部４０１は、ビーム位置を認識し、記憶するとともにビーム位置を補正制御する。また、制御ＣＰＵ部４０１は、モータ等の駆動、座標、センサを制御する。この制御ＣＰＵ部４０１は、制御データを記憶する記憶部も備えている。
【００２６】
また、欠陥検査装置は、異物等の欠陥検出結果を記憶すると共に欠陥検出結果を出力する出力部を備える。
【００２７】
照明光学系１００のレーザ光源としては、高出力のＹＡＧレーザの第３高調波ジェネレータ（ＴＨＧ）、波長３５５ｎｍを用いるのがよいが、必ずしも波長が３５５ｎｍである必要はない。すなわち、レーザ光源として、Ａｒレーザ、窒素レーザ、Ｈｅ−Ｃｄレーザ、エキシマレーザ等、他の光源であっても良い。
【００２８】
１次元イメージセンサ２０５はＣＣＤまたはＴＤＩ（Ｔｉｍｅ  Ｄｅｌａｙ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：遅延積算）センサであってもよい。ＣＣＤの場合は画素サイズが１０μｍ程度であるため線状検出と考えてよく、走査方向にピントが合ってない画像を取り込むことによる感度低下がない。
【００２９】
一方、ＴＤＩでは走査方向に一定画素分の画像の積算があるため、照明幅を小さくする、またはＴＤＩセンサを傾けるなどの対策によってピントが合ってない画像を取り込む量を低減することが望ましい。
【００３０】
図１のステージ部３００内の左下にＸＹＺ座標系を示す。ステージ部３００の平面上にＸＹ軸をとり、垂直上方にＺ軸をとる。検出光学系２００の光軸はＺ軸に沿って配置されている。
【００３１】
次に、ビームスポット整形部５００の詳細構成及び動作について、図２〜図８を用いて詳しく説明する。
【００３２】
図２は、ビームスポット整形部５００の概略構成図である。
【００３３】
図２において、ビームスポット整形部５００は、ビーム整形部５０１と、ビーム位置合せ部５０２とを備えている。
【００３４】
図３はビーム整形部５０１の側面図、図４は図３に示したビーム整形部５０１のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、図５はビーム整形部５０１の平面図である。また、図６はビーム位置合せ部５０２の側面図であり、図７はビーム位置合せ部５０２の平面図である。そして、図８はビームスポット整形部５００の照明仰角切換動作フローチャートである。
【００３５】
図２において、光源１０５からの光１０１は、ミラー５０４で反射され、平行平面基板５１１（例えば、素ガラス）に入射する。そして、平行平面基板５１１を通過（透過）した光１０１はシリンドリカルレンズ５１２で集光され、線状ビームに整形され、ミラー６００で反射されて被検査基板１に照射される。
【００３６】
図３、図４、図５において、平行平面基板５１１とシリンドリカルレンズ５１２は、レンズホルダ５１０に組み込まれている。ここで、レンズホルダ５１０は、光１０１を遮らないように、平行平面基板５１１、シリンドリカルレンズ５１２を両側面から支えている。また、レンズホルダ５１０の、少なくとも光１０１が通過する部分は暴露されている。
【００３７】
平行平面基板５１１及びシリンドリカルレンズ５１２は、これらの間の水平面５３０に対して同じ傾斜角θでハの字状に配置されている。つまり、平行平面基板５１１は、レーザ光源１０５からのレーザの光軸１０２に垂直な面５３０に対して、被検査対象物１に照射される線状ビームの方位角と同一の角度だけ傾斜して配置され、シリンドリカルレンズ５１２は、レーザの光軸１０２に垂直の面を間にして、平行平面基板５１１と対称となる位置に配置されている。さらに、平行平面基板５１１の厚みとシリンドリカルレンズ５１２の厚みとはほぼ同じである。
【００３８】
平行平面基板５１１を配置したことにより、この平行平面基板５１１により平行移動した光１０１の光軸１０４をシリンドリカルレンズ５１２によって平行移動させ、入射光軸１０２と出射光軸１０３とを同軸上に揃えることができる。
【００３９】
平行平面基板５１１をシリンドリカルレンズ５１２の前に配置することで、シリンドリカルレンズ５１２の回転に伴う光１０１の焦点位置での光軸ずれを防ぐことができ、同一焦点位置で光１０１の光軸を一致させたまま光１０１を回転させることができる。
【００４０】
さらに、レンズホルダ５１０は、図３に示すように回転機構５２５に接続されている。この回転機構５２５について詳細に説明する。
【００４１】
回転機構５２５は、レンズホルダ５１０に接続されたプーリ５１４と、レンズホルダ５１０の軸受けベアリング５１３と、駆動側プーリ５１５と、プーリ５１４と駆動側プーリ５１５を接続するタイミングベルト５１６と、駆動側プーリ５１５に接続されたモータ５１７と、支持台５１８とを備える。
【００４２】
回転機構５２５の支持台５１８は、レンズホルダ５１０を搭載する開口を有しており、光１０１が、その開口に搭載されたレンズレンズホルダ５１０の平行平面基板５１１、シリンドリカルレンズ５１２を通過した状態で、レンズホルダ５１０を回転させることにより、光１０１の入射光軸１０２を中心に光１０１を回転させることが出来る。
【００４３】
このように回転機構５２５を設けることにより、光１０１の焦点位置を同一位置に維持した状態で光１０１を回転させることができる。さらに、レンズホルダ５１０と回転機構５２５は、シリンドリカルレンズ５１２の焦点位置を調整するために、上下方向移動機構５２６に接続されている。つまり、平行平面基板５１１及びシリンドリカルレンズ５１２は、上下方向移動機構５２６により、レーザ光源１０５からのレーザの光軸１０２方向に沿って移動される。なお、回転機構５２５にレンズホルダ５１０と移動機構５２６を接続するようにしても良い。
【００４４】
次に、移動機構５２６について詳細に説明する。
【００４５】
移動機構５２６は、回転機構５２５とボールネジ５２０とを接続する連結部５２７（例えば、ボールネジのナット）と、ボールネジ固定部品５２１と、モータ５２３と、ボールネジ５２０とモータ５２３とを接続するカップリング５２２と、シリンドリカルレンズ５１２を焦点合わせ方向に案内するガイド５２４とを備える。
【００４６】
レンズホルダ５１０と回転機構５２５とを移動機構５２６のガイド５２４に沿って移動させることにより、シリンドリカルレンズ５１２の焦点位置調整が可能となる。
【００４７】
さらに、シリンドリカルレンズ５１２の同一焦点位置での光１０１の回転位置と、シリンドリカルレンズ５１２の焦点位置とを、互いに独立して調整することが出来る。
【００４８】
次に、図６を用いてミラー６００について説明する。
【００４９】
ミラー６００は、被検査基板１に平行な面に対して傾斜して配置されている。さらに、ミラー６００の被検査基板１側の端面６０１は、ミラー６００の平面部に対して傾斜し、被検査基板１に平行な面に対して平行または平行に近い面となっている。すなわち、ミラー６００が、被検査基板１に対して傾斜した状態で、ミラー６００の被検査基板１側の端面６０１は、被検査基板１とほぼ平行になるように形成されている。
【００５０】
このようなミラー６００の形状によって、ミラー６００を傾斜した状態で被検査基板１に近接させることができ、低仰角照明を形成することができる。
【００５１】
さらに、ミラー６００は、ミラー６００を支えるミラーホルダ６０２を介して、直線移動機構６１０の先端部に傾斜して配置されている。ここで、端面６０１付近は回転軸６０３で支持され、ミラー６００は、ミラーホルダ６０２を介して回動可能に配置されている。これにより、直線移動機構６１０が移動すると、ミラー６００は回動軸６０３を中心に回動するように構成されている。
【００５２】
次に、直線移動機構６１０について説明する。
【００５３】
直線移動機構６１０は、ベアリング６１１とボールネジ６１４とを接続する連結部６１２と、ボールネジ固定部品６１５と、ボールネジ６１４とモータ６１７とを接続するカップリング６１６と、ベアリング６１１を矢印６４０及び矢印６５０の方向に案内するガイド６１３とを備える。
【００５４】
ここで、直線移動機構６１０とミラー６００との間には、ベアリング６１１が回転可能に配置されている。ベアリング６１１を配置することによって、直線移動機構６１０の移動に伴ってベアリング６１１が回転しながら、ミラーホルダ６０２を押圧し、ミラー６００を回動させる。これにより、ミラー６００の回転動作に伴う摩擦を低減することができ、発塵を抑制することができる。
【００５５】
さらに、前述したミラーホルダ６０２の一部、具体的にはベアリング６１１と接触する部分には焼き入れが施してある。焼き入れが施された部分は、硬度が他の部分に比べて高くなっている。このように、硬度を上げることによって発塵を抑制することができる。
【００５６】
さらに、望ましくは、ミラーホルダ６０２の焼き入れが施された部分の硬度とベアリング６１１の硬度とは、互いに同程度であることが最も発塵を防止でき、望ましい。
【００５７】
このように、ミラー６００を直線移動機構６１０によって回転させることで、照明光を任意の仰角に調整することができる。
【００５８】
さらに、直線移動機構６１０とミラー６００とは、直線移動機構６２０に接続されている。
【００５９】
次に、直線移動機構６２０について説明する。
【００６０】
直線移動機構６２０は、直線移動機構６１０とボールネジ６２３とを接続する連結部６２１と、ボールネジ固定部品６２４と、ボールネジ６２３とモータ６２６とを接続するカップリング６２５と、直線移動機構６１０を矢印６４０及び矢印６５０の方向に案内するガイド６２２とを備える。
【００６１】
直線移動機構６１０とミラー６００とが、直線移動機構６２０によって、一体として移動することで、照明光１０１の仰角を変えたことによる照明光１０１の照射位置の変化を調整することができる。
【００６２】
例えば、ミラー６００を照明光１０１の被検査基板１に対する仰角θ１が大きくなる方向に回転する場合は、直線移動機構６１０は、矢印６４０の方向に移動することとなる。
【００６３】
次に、シリンドリカルレンズ５１２によって、被検査基板１上に形成される線状照明と、方位角との関係について説明する。
【００６４】
図７は、図６に示したビーム位置合わせ部５０２の平面図であり、被検査基板１を上から見た場合の平面図である。
【００６５】
まず、方位角とはステージ部３００におけるＸ軸方向（走査方向）に対する照明方位を意味する（図７中の角度α１）。
【００６６】
本発明の一実施例では、被検査基板１からの０次回折光が光学検出系２００の検出器によって検出されるのを防ぐために、線状照明をある方位角α１（例えば４５°）から照射する。
【００６７】
ここで、本発明の一実施例による欠陥検査装置では、検出器は、図７に示したＹ軸に平行に配置されている。もし、線状照明光（線状ビーム）がＹ軸に対して平行でない場合、検出器は線状照明光からの散乱光全てを受光することができないため、検査できない領域ができてしまう。よって、線状照明もＹ軸に対して平行である必要がある。
【００６８】
しかし、線状照明が方位角α１を有した状態で、シリンドリカルレンズ５１２が被検査基板１に対して平行な場合、本発明の一実施例では可変仰角とするため、ミラー６００で、光１０１の光路を折り曲げた場合、線状照明の焦点面はＹ軸に対して傾斜してしまう。
【００６９】
そこで、本発明の一実施例では、シリンドリカルレンズ５１２を被検査基板１であるウエハに平行な面に対して傾斜させる。より具体的には、方位角α１と同じ角度だけ傾斜させる。つまり、α1＝θとする。ここで、θは、図４に示した角度である。
【００７０】
さらに、入射光軸１０２と出射光軸１０３との光軸ズレを防ぐために平行平面基板５１１を、シリンドリカルレンズ５１２が傾斜する方向とは逆の方向に同一角度θだけ傾斜させる。つまり、図４に示す状態とする。
【００７１】
ここで、平行平面基板５１１はシリンドリカルレンズ５１２と、材料、及び厚みが同じであることが望ましい。それは、材料、及び厚みが同じであれば、簡便な構成で、平行平面基板５１１の屈折率とシリンドリカルレンズ５１２の屈折率とが同じとなるため、光１０１の光学的な特性を変えずに、入射光軸１０２と出射光軸１０３とを同じとすることができるからである。
【００７２】
なお、平行平面基板５１１はシリンドリカルレンズ５１２と、材料、及び厚みが異なっていても良い。例えば、平行平面基板５１１の屈折率がシリンドリカルレンズ５１２の屈折率より高い場合は、平行平面基板５１１の傾斜角をシリンドリカルレンズ５１２の傾斜角より小さくしてやれば良い。
【００７３】
また、平行平面基板５１１の厚みがシリンドリカルレンズ５１２の厚みより厚い場合は、平行平面基板５１１の傾斜角をシリンドリカルレンズ５１２の傾斜角より小さくしてやれば良い。
【００７４】
次に、方位角α１を保ったまま仰角を変える方法を図８のフローチャートを参照して説明する。具体的には、方位角α１を保ったまま仰角を大きくする方法について説明する。ここで、仰角とは被検査基板１の面に垂直な方向についての線状照明の入射角度を意味する（図６の角度θ１）。  
まず、図８のＳＴＥＰ１において、直線移動機構６１０を被検査基板１に近い方向（矢印６４０の方向）に移動させ、ミラー６００を回転させる。これによって、ミラー６００の傾斜角が大きくなり、線状照明の仰角も大きくなる。ここで、仰角を大きくすると、線状照明の照射位置が被検査基板１面の水平方向について変わり、焦点面も被検査基板１面の垂直方向について変わる。さらに、線状照明が被検査基板１面上で回転してしまう。
【００７５】
そこで、ＳＴＥＰ２において、水平方向の変化を調整するために、すなわち仰角を変える前と同一水平位置に線状照明を照射するために、直線移動機構６２０を移動し、ミラー６００を水平方向に移動させる。より具体的には、直線移動機構６２０を被検査基板１に近づく方向に移動させ、ミラー６００を被検査基板１に近づく方向に移動させる。これによって、線状照明は仰角を変える前と同一水平位置に照射されることとなる。
【００７６】
線状照明がY軸と平行な状態を保ったまま照明仰角θ１を変えた場合、ミラー６００の反射面で光１０１が回転する。このため、光１０１の回転角度とシリンドリカルレンズ５１２の回転角度を一致させる必要がある。
【００７７】
照明仰角θ１とミラー６００面での光１０１の傾きθ２には次の関係式（１）が成り立つ。
【００７８】
θ２＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎθ１）      ・・・（１）
次に、ＳＴＥＰ３において、照射光１０１の焦点面の垂直方向の変化を調整するために、すなわち被検査基板１面に焦点面を合わせるために、移動機構５２６を上方向（被検査基板１に対して離れる方向）に移動させる。これによって、被検査基板１面に焦点面を合わせることが可能となる。
【００７９】
さらに、ＳＴＥＰ４において、線状照明の回転を調整するために、回転機構５２５を仰角の変化に対応して回転させる。これによって、線状照明の回転を調整することが可能となる。
【００８０】
欠陥検査装置の制御ＣＰＵ部４０１の記憶部には、一定の方位角に対して、複数の照明仰角を設定する場合の、ミラー６００の回転角度（直線移動機構６１０の移動位置）、ミラー６００の水平移動位置（直線移動機構６２０の移動位置）、シリンドリカルレンズ５１２の垂直方向位置（移動機構５２６の垂直方向位置）、シリンドリカルレンズ５１２の回転位置（回転機構５２５の回転位置）が記憶されている。
【００８１】
そして、入力部４０４から、任意の照明仰角を指定して入力すれば、制御ＣＰＵ部４０１が入力された照明仰角に対応するミラー６００の回転角度等を記憶部から読み出し、読み出したデータに基づいて、直線移動機構６１０等を制御する。
【００８２】
以上のように、本発明の一実施例によれば、シリンドリカルレンズ５１２を方位角と同一の角度だけ、傾斜させて線状照明をＹ軸に対して平行とし、かつ、シリンドリカルレンズ５１２と水平面を間にして対称となる位置に、平行平面基板５１１を配置し、入射光をこの平行平面基板５１１を介してシリンドリカルレンズ５１２に入射させ、入射光軸と出射軸とが同一軸となるように構成している。
【００８３】
よって、安価な構成でありながら、方位角の変動に関係なく線状照明光をＹ軸に平行な形状とすることができ、かつ、シリンドリカルレンズ５１２の回転に伴う焦点位置での光軸ずれを防止することができる。
【００８４】
また、平行平面基板５１１とシリンドリカルレンズ５１２とを上下方向に移動可能とすると共に、回転移動及び水平方向移動が可能となるように構成しているので、被検査基板上に照射される線状照明光の仰角の変更に伴う、線状照明光の位置調整、ピント調整、回転調整を容易に行うことができる。
【符号の説明】
【００８５】
１・・・被検査基板（ウエハ）、３・・・ビームスポット（照明領域）、４・・・イメージセンサの検出領域、１００・・・照明光学系、１０１・・・入射光、１０２・・・入射光軸、１０３・・・出射光軸、１０５・・・光源、２００・・・検出光学系、２０１・・・検出レンズ（対物レンズ）、２０２・・・空間フィルタ、２０３・・・結像レンズ、２０４・・・ズームレンズ群、２０５・・・イメージセンサ、２０６・・・観察光学系、２０９・・・偏光ビームスプリッタ、２１０・・・分岐検出光学系、３００・・・ステージ部、３０１・・・Ｙステージ、３０２・・・Ｘステージ、３０３・・・Ｚステージ、３０４・・・θステージ、３０５・・・ステージコントローラ、４００・・・制御系、４０１・・・制御ＣＰＵ部、４０２・・・信号処理部、４０３・・・表示部、４０４・・・入力部、５００・・・ビームスポット整形部、５０１・・・ビーム整形部、５０２・・・ビーム位置合せ部、５１０・・・レンズホルダ、５１１・・・平行平面基板、５１２・・・シリンドリカルレンズ、５２５・・・回転機構、５２６・・・上下方向移動機構、６００・・・ミラー、６０２・・・ミラーホルダ、６１０、６２０・・・直線移動機構
【図１】
0005259669.tif 000002
【図２】
0005259669.tif 000003
【図３】
0005259669.tif 000004
【図４】
0005259669.tif 000005
【図５】
0005259669.tif 000006
【図６】
0005259669.tif 000007
【図７】
0005259669.tif 000008
【図８】
0005259669.tif 000009