(57)【要約】【課題】欠陥の種類、材料、形状によらずコントラストを高くする。【解決手段】実施の形態のパターン検査装置は、光源と、光透過率を変更可能な透過率制御素子と、ビームスプリッタと、偏光制御部と、位相制御部と、波面分布制御部と、検出部とを含む。前記ビームスプリッタは、前記光源から出射された光を分割し、検査対象のパターンが形成された基体と前記透過率制御素子とに照射し、前記基体からの反射光である信号光と、前記透過率制御素子からの反射光である参照光と、を重ね合わせて干渉光を生成する。前記偏光制御部は、前記参照光の偏光角および偏光位相を制御する。前記位相制御部は、前記参照光の位相を制御する。前記波面分布制御部は、前記透過率制御素子における前記参照光の波面分布を制御する。さらに、前記検出部は、前記干渉光を検出する。【選択図】図１
2012202860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
光透過率を変更可能な透過率制御素子と、
前記光源から出射された光を分割し、検査対象のパターンが形成された基体と前記透過率制御素子とに照射し、前記基体からの反射光である信号光と、前記透過率制御素子からの反射光である参照光と、を重ね合わせて干渉光を生成するビームスプリッタと、
前記参照光の偏光角および偏光位相を制御可能な偏光制御部と、
前記参照光の位相を制御可能な位相制御部と、
前記透過率制御素子における前記参照光の波面分布を制御する波面分布制御部と、
前記干渉光を検出する検出部と、
を備えることを特徴とするパターン検査装置。
【請求項２】
前記波面分布制御部は、前記参照光の強度および位相を部分的に選択可能なＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｏｒ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）ミラーを含むことを特徴とする請求項１に記載のパターン検査装置。
【請求項３】
前記波面分布制御部は、前記参照光の強度および位相を部分的に選択可能な液晶板を含むことを特徴とする請求項１に記載のパターン検査装置。
【請求項４】
前記波面分布制御部は、前記参照光の強度および位相を部分的に選択可能なホログラフィック光学素子を含むことを特徴とする請求項１に記載のパターン検査装置。
【請求項５】
前記位相制御部は、前記反射光の位相と、前記参照光の位相と、が相互に反転するように制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のパターン検査装置。
【請求項６】
前記基体を前記信号光で走査する走査部をさらに備え、
前記検出部は、基準となる参照パターンからの積分強度の変化を表す信号を出力することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のパターン検査装置。
【請求項７】
前記基体を前記信号光で走査する走査部をさらに備え、
前記検出部は、基準となる参照パターンからの強度分布の変化を表す信号を出力することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のパターン検査装置。
【請求項８】
前記基体を前記信号光で走査する走査部をさらに備え、
前記検出部は、基準となる参照パターンからの位相分布の変化を表す信号を出力することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のパターン検査装置。
【請求項９】
前記パターンは、前記光源からの出射光の波長よりも小さい周期で反復配置されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のパターン検査装置。
【請求項１０】
前記光源は、波長幅が±数ｎｍ〜数十ｎｍのパルスレーザを出射することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の欠陥検査装置。
【請求項１１】
前記光源は、中心波長幅が±数ｐｍ以下で、中心波長が互いに異なる複数のレーザを組み合わせて出射する広帯域光源であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の欠陥検査装置。
【請求項１２】
光源から参照パターンへ出射された光により、参照光の波面分布を最適化し、
前記光源から出射された光により、基体に形成された検査対象であるパターンからの反射光である信号光と、前記最適化された参照光と、を生成し、
前記信号光と前記最適化された参照光とを重ね合わせることで干渉させ、
前記干渉させた光の強度および波面分布の少なくともいずれかに基づいて欠陥の有無を検査する、
ことを特徴とするパターン検査方法。
【請求項１３】
光源から出射された光を第１の光路と第２の光路とに分割し、
前記第１の光路を介して検査対象である第１のパターンに光を照射することで前記第１のパターンからの第１の反射光を発生させ、
前記第２の光路を介して前記第１のパターンと同じ形状寸法を有する第２のパターンに光を照射することで、前記第２のパターンからの第２の反射光であって参照パターンを用いて予め波面分布が最適化された第２の反射光を発生させ、
前記第１の反射光と前記第２の反射光と、を干渉させ、
干渉光の強度に基づいて欠陥の有無を検査すること、
を特徴とするパターン検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、パターン検査装置およびパターン検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置、フラットパネルディスプレイ、ＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)などの分野においては、表面に微細なパターンが形成された構造体（以下、「微細構造体」と称する）がリソグラフィ技術などを用いて製造されている。そして、近年においては、この様な微細構造体の微細化や高集積化が進められており、表面に形成されるパターンもより精緻なものとなってきている。  
この様なパターンの精緻化にともない製造工程中で生じる欠陥も微細なものとなってきている。この場合、照明光の波長に対する欠陥の大きさが小さくなると欠陥からの光の散乱量が低下するので、欠陥の有無による反射率の差が小さくなりコントラストが低下してしまうことになる。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−３２７５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、微細な欠陥に対するコントラストを高くすることができる、あるいは欠陥の種類、材料、形状によらずコントラストを高くすることができるパターン検査装置およびパターン検査方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施の形態のパターン検査装置は、光源と、光透過率を変更可能な透過率制御素子と、ビームスプリッタと、偏光制御部と、位相制御部と、波面分布制御部と、検出部とを含む。
【０００６】
前記ビームスプリッタは、前記光源から出射された光を分割し、検査対象のパターンが形成された基体と前記透過率制御素子とに照射し、前記基体からの反射光である信号光と、前記透過率制御素子からの反射光である参照光と、を重ね合わせて干渉光を生成する。
【０００７】
前記偏光制御部は、前記参照光の偏光角および偏光位相を制御する。
【０００８】
前記位相制御部は、前記参照光の位相を制御する。
【０００９】
前記波面分布制御部は、前記透過率制御素子における前記参照光の波面分布を制御する。
【００１０】
さらに、前記検出部は、前記干渉光を検出する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）は、第１の実施の形態に係るパターン検査装置を例示するための模式図、（ｂ）は、波面分布制御部の一例としてのＭＥＭＳミラーを例示するための模式図、（ｃ）は、参照パターンについて得られた最適の波面分布の一例を示す模式図である。
【図２】比較例に係るパターン検査装置を例示するための模式図である。
【図３】図１（ａ）に例示するパターン検査装置の第１の変形例を例示するための模式図である。
【図４】図１（ａ）に例示するパターン検査装置の第２の変形例を例示するための模式図である。
【図５】図１（ａ）に例示するパターン検査装置による効果の一例を例示するグラフ図である。
【図６】第１の実施の形態に係るパターン検査方法について例示するためのフローチャートである。
【図７】第１の実施の形態に係るパターン検査方法について例示するためのフローチャートである。
【図８】第２の実施の形態に係るパターン検査装置を例示するための模式図である。
【図９】図８に例示するパターン検査装置による検査データの一例を例示する模式図である。
【図１０】図８に例示するパターン検査装置による効果の一例を例示するグラフ図である。
【図１１】第２の実施の形態に係るパターン検査方法について例示するためのフローチャートである。
【図１２】図１（ａ）に例示するパターン検査装置において、ある欠陥からの反射率の波長依存性の一例を例示するグラフ図である。
【図１３】深紫外光を生成するための基本光源ユニットを例示するための模式図である。
【図１４】図１３に例示する基本光源ユニットを用いた広帯域光源を例示するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら実施の形態のいくつかについて例示をする。図面において、同様の構成要素には同一の参照番号を付し、その詳細な説明は適宜省略する。
【００１３】
（１）第１の実施の形態
図１（ａ）は、第１の実施の形態に係るパターン検査装置を例示するための模式図であり、図１（ｂ）は、波面分布制御部の一例としてのＭＥＭＳミラーを例示するための模式図であり、図１（ｃ）は、参照パターンについて得られた最適の波面分布の一例を示す模式図である。
【００１４】
図２は、比較例に係るパターン検査装置を例示するための模式図である。  
まず、本発明者が発明をするに至った過程で検討を加えた比較例について例示をする。
【００１５】
図２に示すように、比較例に係るパターン検査装置１００には、光源１０２、ビームスプリッタ１０３、載置部１０５、検出部１０６が設けられている。また、光路上には、対物レンズ１０４、対物レンズ１０７、偏光制御部１０８が設けられている。
【００１６】
光源１０２は、コヒーレント光を出射するものとすることができる。また、ビームスプリッタ１０３は、光源１０２から出射された光Ｌ１を反射させ、検査対象となるパターンが形成されたウェーハＷに導くとともに、パターンからの反射光Ｌ２を透過させて検出部１０６に導く。載置部１０５は、ウェーハＷを載置、保持するとともに、保持したウェーハＷの位置を変化させる。載置部１０５は、例えば、図示しない静電チャックを備えたＸＹテーブルとすることができる。検出部１０６は、例えば赤外ＣＣＤ（Charge Coupled Device）または光電子増倍管などにより構成され、受光面に結像された像の光を光電変換する。ウェーハＷは、本実施形態において例えば基体に対応する。
【００１７】
対物レンズ１０４は、ビームスプリッタ１０３により反射された光Ｌ１をウェーハＷ上の検査対象となるパターンに集光させる。対物レンズ１０７は、ビームスプリッタ１０３を透過した反射光Ｌ２を検出部１０６の受光面に集光させる。すなわち、対物レンズ１０７は、検査対象の光学像を検出部１０６の受光面に結像させる。偏光制御部１０８は、透過する光の偏光制御（偏光角、偏光位相の制御）を行い直線偏光となるように制御する。偏光制御部１０８としては、例えば、波長板などを用いることができる。
【００１８】
次に、パターン検査装置１００の作用について例示をする。  
まず、図示しない搬送装置や作業者などによりウェーハＷを載置部１０５に載置、保持させる。次に、光源１０２から光Ｌ１を出射させる。光源１０２から出射された光Ｌ１は、ビームスプリッタ１０３により反射され、ウェーハＷに導かれる。この際、光Ｌ１は、対物レンズ１０４により集光され、検査対象となるパターンが照射される。そして、パターンからの反射光Ｌ２は、ビームスプリッタ１０３を透過し、偏光制御部１０８により偏光制御が行われる。偏光制御部１０８により偏光制御が行われた反射光Ｌ２は、対物レンズ１０７により検出部１０６の受光面に集光される。すなわち、検査対象の光学像を検出部１０６の受光面に結像させる。検出部１０６の受光面に結像された光学像の光が光電変換されることで、検査データが得られる。次に、載置部１０５に載置されたウェーハＷ上で検査が行われる位置を変化させ、前述のようにしてその位置における検査データが取得される。そして、この様にして得られた検査データに基づいて欠陥の有無が検査される。例えば、得られた検査データ同士の光のコントラストの違いを比較するなどして欠陥の有無が検査される。
【００１９】
この様なパターン検査装置１００によれば、欠陥の有無に起因する反射率の違いにより欠陥を検査することができる。しかしながら、近年においてはパターンの精緻化にともない照明光の波長に対する欠陥の大きさが小さくなってきている。そのため、欠陥からの光の散乱量が低下し、欠陥の有無に起因する反射率の差が小さくなってきている。その結果、コントラストが低下し、パターン検査装置１００では微細な欠陥の検査が困難となるおそれがある。
【００２０】
次に、図１を参照しながら、第１の実施の形態に係るパターン検査装置１について例示をする。  
図１に示すように本実施の形態に係るパターン検査装置１には、光源１０２、波面分布制御信号生成部１０１、ビームスプリッタ１１１、載置部１０５、検出部１０６、検査データ処理部１２０、モニタ１３０、および透過率制御素子１１０が設けられている。また、光路上には、対物レンズ１０４、対物レンズ１０７、可動ミラー（位相制御部）１１２、偏光制御部１０８が設けられている。
【００２１】
光源１０２は、波長の短い光を出射可能なものとすることが好ましい。そのようなものとしては、例えば、波長が２６６ｎｍの光を出射するＹＡＧレーザ光源などを例示することができる。ただし、レーザ光源に限定されるわけではなく、パターンの大きさなどに応じて適宜変更することができる。
【００２２】
ビームスプリッタ１１１は、光源１０２から出射された光Ｌ１を２つの光路に分割する。ビームスプリッタ１１１により反射された光Ｌ１１はウェーハＷ上の検査対象となるパターンＳＰ１へと導かれ、ビームスプリッタ１１１を透過した光Ｌ１２は透過率制御素子１１０へ導かれる。そして、パターンＳＰ１からの反射光Ｌ２１と、透過率制御素子１１０からの反射光（以下、「参照光」という）Ｌ２２とを重ね合わせることで干渉させることができるようになっている。
【００２３】
可動ミラー１１２は、図示しない駆動部により平面ミラーの位置を光軸と平行な方向に移動させることができるようになっている。すなわち、平面ミラーの位置を移動させることで光路長を変化させ、参照光Ｌ２２の位相を制御できるようになっている。
【００２４】
透過率制御素子１１０は、参照光の強度および位相を部分的に選択可能となるように構成され、検査対象となるパターンＳＰ１の欠陥の有無を判定するための参照パターンに応じて最もノイズが少なくなる波面分布を作成できるようになっている。このような透過率制御素子としては、図１（ｂ）に例示する二次元ＭＥＭＳミラーＭ１の他、図３に例示する液晶板ＬＣＢや、図４に例示する書き換え可能なホログラフィック光学素子ＨＯＥ(Holographic Optical Element)を挙げることができる。参照パターンとしては、検査対象となるパターンＳＰ１と同一の形状、サイズおよび材質で形成されたパターンが使用され、例えば図１（ａ）に示すアライメントパターンＡＰ１の他、予め欠陥が無いことが確認されたパターンを用いることができる。なお、参照パターンはウェーハＷ上に配置されている必要は無く、ウェーハＷとは別個の基体上に形成されたものでもよい。
【００２５】
波面分布制御信号生成部１０１は、検出部１０６から参照パターンの光学像に関する検査データを与えられ、メモリＭＲ１に格納された参照テーブルを参照しながら、最適の波面分布を作成するための制御信号を生成して透過率制御素子１１０に与える。このような最適の波面分布の一例を図１（ｃ）に示す。同図の例は、アライメントパターンＡＰ１を参照パターンとして用いた場合に得られた波面分布を例示する。  
本実施の形態において、透過率制御素子１１０および波面分布制御信号生成部１０１は、例えば波面分布制御部に対応し、波面分布制御信号生成部１０１は例えば波面調整部に対応する。
【００２６】
検査データ処理部１２０は、検出部１０６から検査対象となるパターンの検査データを与えられて欠陥の有無を判定し、液晶ディスプレイなどで形成されるモニタ１３０に判定結果を表示させる。本実施の形態において、検出部１０６はウェーハＷと光学的に共役な位置に配置されている。  
また、メモリＭＲ２には、アライメントパターンＡＰ１を用いたアライメントによりウェーハＷごとに作成された検査対象パターンの二次元位置座標データが格納される。検査データ処理部１２０は、メモリＭＲ２の二次元位置座標データを参照することにより、欠陥があった場合の欠陥の位置を特定し、モニタ１３０に表示させる。
【００２７】
次に、パターン検査装置１１０の作用について例示をする。    
まず、図示しない搬送装置や作業者などによりウェーハＷを載置部１０５に載置、保持させる。  
次に、前処理として透過率制御素子１１０において参照パターンに応じた波面分布を作成する。  
まず、載置部１０５の駆動により、アライメントパターンＡＰ１が視野内に入るようにウェーハ体Ｗを移動させる。次に、光源１０２から光Ｌ１を出射させる。光源１０２から出射された光Ｌ１は、ビームスプリッタ１１１により分割され、ビームスプリッタ１１１により反射された光Ｌ１１はウェーハＷ上のアライメントパターンＡＰ１へと導かれ、この一方、ビームスプリッタ１１１を透過した光Ｌ１２は透過率制御素子１１０へ導かれる。この際、光Ｌ１１は対物レンズ１０４により集光され、光Ｌ１２は偏光制御部１０８により偏光制御が行われる。そして、アライメントパターンＡＰ１からの反射光Ｌ２１と、透過率制御素子１１０からの参照光Ｌ２２とがビームスプリッタ１１１において重ね合わされる。
【００２８】
この際、可動ミラー１１２における平面ミラーの位置を制御し光路長を変化させることで反射光Ｌ２２の位相を制御して、反射光Ｌ２１と参照光Ｌ２２とを干渉させるようにする。光Ｌ２０（干渉光）は、対物レンズ１０７により検出部１０６の受光面に集光される。すなわち、干渉させることでコントラストを高めた検査対象の光学像を検出部１０６の受光面に結像させる。検出部１０６の受光面に結像された光学像の光が光電変換されることで、検査データが得られる。
【００２９】
次に、この検査データが波面分布制御信号生成部１０１に供給され、波面分布制御信号生成部１０１は、メモリＭＲ１に格納された参照テーブルを参照しながら、最適の波面分布を作成するための制御信号を生成して透過率制御素子１１０に与える。最適の波面分布が作成された場合は、検出部１０６の受光面に結像する光学像の強度が０になるので、波面分布制御信号生成部１０１は、検出部１０６から供給される検査データの信号が０になるまで、制御信号を生成して透過率制御素子１１０に与える。
【００３０】
このようにして透過率制御素子１１０において最適の波面分布が作成されると、検査対象であるパターンＳＰ１の検査に移行する。  
まず、このような透過率制御素子１１０における最適の波面分布を用いた検査原理を例示する。
【００３１】
すなわち、載置部１０５の駆動により、検査対象であるパターンＳＰ１が視野内に入るようにウェーハＷを移動させる。次に、光源１０２から光Ｌ１を出射させる。光源１０２から出射された光Ｌ１は、ビームスプリッタ１１１により分割され、ビームスプリッタ１１１により反射された光Ｌ１１はウェーハＷ上の検査対象であるパターンＳＰ１へと導かれ、この一方、ビームスプリッタ１１１を透過した光Ｌ１２は透過率制御素子１１０へ導かれる。この際、光Ｌ１１は対物レンズ１０４により集光され、光Ｌ１２は偏光制御部１０８により偏光制御が行われる。そして、検査対象であるパターンＳＰ１からの反射光Ｌ２１と、透過率制御素子１１０からの参照光Ｌ２２とがビームスプリッタ１１１において重ね合わされる。
【００３２】
この際、可動ミラー１１２における平面ミラーの位置を制御し光路長を変化させることで参照光Ｌ２２の位相を制御して、振幅と位相の重ね合わせにより反射光Ｌ２１と参照光Ｌ２２とを干渉させるようにする。光Ｌ２０（干渉光）は、対物レンズ１０７により検出部１０６の受光面に集光される。すなわち、干渉させることでコントラストが高められた検査対象の光学像が検出部１０６の受光面に結像し、その光学像の光が光電変換されることで、検査データが得られる。
【００３３】
ここで、検査対象であるパターンＳＰ１に欠陥が無い場合は、検出部１０６の受光面に集光される光の強度が０になり、検査データも０になる。この一方、検査対象であるパターンＳＰ１に欠陥がある場合は、検出部１０６から検査データが得られる。
【００３４】
このような検査原理の下、所望の検査シーケンスに従って、ウェーハＷまたはビームスプリッタ１１１からの光Ｌ１１を連続的または断続的にスキャンすることにより、ウェーハＷ上の所望の領域に亘って検査データを取得され、検出部１０６から検査データ処理部１２０へ送られる。検査データ処理部１２０は、検出部１０６から検査対象となるパターンの検査データを与えられ、欠陥の程度に応じて予め準備された閾値と対比することにより、欠陥の有無を判定する。そして、メモリＭＲ２に格納された二次元位置座標データを参照することにより、欠陥があった場合の欠陥の位置を特定し、モニタ１３０に表示させる。検査データ処理部１２０はまた、検出部１０６から供給された検査データを加工し、理想のパターンからの積分強度の変化を表す信号、強度分布の変化を表す信号、または位相分布の変化を表す信号を生成してモニタ１３０に表示させることもできる。
【００３５】
例えば、得られた検査データ同士の光のコントラストの違いを比較するなどして欠陥の有無が検査される。
【００３６】
このように、本実施の形態によれば、まず、反射光Ｌ２１と、最適化された参照光Ｌ２２と、を干渉させることによりコントラストを高めることができる。さらに、本実施の形態によれば、理想のパターンからの積分強度の変化を表す信号、強度分布の変化を表す信号、または位相分布の変化を表す信号を検査データから生成してパターンの欠陥を検査するので、検査対象のパターンが光源１０２から光Ｌ１の波長よりも小さい周期で配置されている場合でも、ウェーハ上に形成された、光Ｌ１の波長よりも小さい欠陥をも検出することができる。すなわち、欠陥の種類、材料、形状によらず微細な欠陥に対するコントラストをより一層高めることができる。そのため、微細な欠陥の検査が行えるようになる。
【００３７】
本実施の形態による効果について図５を参照しながら例示する。  
図５（ａ）および（ｂ）は、参照光の強度と位相依存性とコントラストとの関係を表すグラフの一例である。図５（ａ）は、参照光の位相をパラメータとして、相対参照光強度（検査対象であるパターンからの反射光に対する参照光の強度）とコントラストとの関係を例示し、図５（ｂ）は、相対参照光強度をパラメータとして、参照光の位相とコントラストとの関係を例示する。
【００３８】
図５からは、図２に例示の比較例では参照光の強度が０なので、コントラストが０．１６と最も低く、この一方、本実施の形態によれば、参照光相対強度０．０８／位相３４０°の時、黒欠陥でコントラストが最大（−０．５６）になり、参照光相対強度０．１６／位相３００°の時、白欠陥でコントラストが最大（０．５６）になることが分かる。このことから、比較例の３．７５倍（０．５６／０．１６）だけ分解能が向上することが分かる。
【００３９】
図６は、本実施の形態の変形例を例示するための模式図である。図１との対比により明らかなように、図６に例示するパターン検査装置３０には、光源１２２と、光源１２２からの光Ｌ３を透過するとともに、ビームスプリッタ１１１を透過した光Ｌ１２を反射させて透過率制御素子１１０へと導くビームスプリッタ１２３がさらに設けられている。また、光源１０２とビームスプリッタ１１１との間には、光源２から出射された光Ｌ１が直線偏光となるように制御する偏光制御部８が配置され、ビームスプリッタ１１１と対物レンズ４との間には、ウェーハＷ上のパターンＳＰ１を照射できるように光Ｌ１１の照射位置を変化させる照射制御部１２が配置されている。
【００４０】
偏光制御部８は、光源１０２から出射された光Ｌ１の偏光制御（偏光角、偏光位相の制御）を行い直線偏光となるように制御する。すなわち、偏光制御部８は、光源１０２とビームスプリッタ１１１との間の光路に設けられ、光源１０２から出射した光Ｌ１が直線偏光となるように制御する。偏光制御部８は、例えば、波長板などとすることができる。  
照射制御部１２は、ウェーハＷ上の第１のパターンＳＰ１を照射できるように光Ｌ１１の照射位置を変化させる。照射制御部１２は、例えば、ＡＯＭ(Acoust Optic Modulator）光変調素子、ガルバノミラー（galvanometer mirror）、ポリゴンミラー（polygon mirror）などとすることができる。ただし、これらに限定されるわけではなく、光の照射位置を変化させることができるものを適宜選択することができる。
【００４１】
パターン検査装置３０のその他の構成は、図１に例示するパターン検査装置１と実質的に同一であり、その作用についても、２つの光源１０２，１２２から光Ｌ１とＬ３がそれぞれ出射される点を除いて図１のパターン検査装置１と実質的に同一であるので、詳細な説明は省略する。
【００４２】
本変形例によれば、光源１０２から出射された光Ｌ１と光源１２２から出射された光Ｌ３とによる照射が行われるため、パターン検査装置１について上述した効果に加え、検査に用いる光の強度を高めることができる。  
次に、本実施の形態に係るパターン検査方法について例示をする。  
図７は、本実施の形態に係るパターン検査方法について例示をするためのフローチャートである。  
まず、透過率制御素子１１０により、欠陥が無いパターンを用いて最もノイズが少ない、最適化された参照光の波面分布を作成する（ステップＳ１）。
【００４３】
次に、光源から出射された光により信号光と、最適化された参照光と、を生成する（ステップＳ２）。このとき、図１に関して前述したように、１つの光源から出射された光を２つの光路に分割することにより信号光と参照光を生成してもよいし、図６に関して前述したように、２つの光源からそれぞれ光を出射することにより信号光と参照光とを生成してもよい。
【００４４】
続いて、コントラストが高くなるように、信号光の偏光角および偏光位相を制御する（ステップＳ３）。このとき、１つの光源から出射された光を２つの光路に分割する場合には、２つの光路に分割される前の光の偏光角および偏光位相を制御することにより、信号光の偏光角および偏光位相を制御することができる。一方、２つの光源からそれぞれ光を出射する場合には、信号光を発生させる光源から出射されたそれぞれの光の偏光角および偏光位相を制御することにより、その信号光の偏光角および偏光位相を制御することができる。
【００４５】
続いて、パターンからの反射光（信号光）と参照光とを干渉させる（ステップＳ４）。
続いて、干渉光の強度、位相などに基づいて欠陥の有無を検査する（ステップＳ５）。
【００４６】
このパターン検査方法によれば、信号光と最適化された参照光とを干渉させ、その干渉光の強度、位相などに基づいて欠陥の有無を検査するので、ウェーハ上に形成された、光源からの光の波長よりも小さい欠陥をも検出することができる。すなわち、欠陥の種類、材料、形状によらず微細な欠陥に対するコントラストをより一層高めることができる。そのため、微細な欠陥の検査が行えるようになる。
【００４７】
（２）第２の実施の形態
図８は、第２の実施の形態に係るパターン検査装置を例示するための模式図である。図８に示すパターン検査装置２０には、光源２、ビームスプリッタ３、載置部５、検出部６、および波面分布制御信号生成部１０１が設けられている。また、光路上には、対物レンズ４、対物レンズ７、偏光制御部８、透過率制御素子１１０、偏光制御部１０、位相制御部１１、照射制御部１２、照射制御部１３、対物レンズ１４が設けられている。
【００４８】
光源２としては、図１の光源１０２と同様に、波長が２６６ｎｍの光を出射するＹＡＧレーザ光源などを使用することができる。
【００４９】
ビームスプリッタ３は、光源２から出射された光Ｌ１を第１の光路１５と第２の光路１６とに分割する。この場合、分割強度比を１：１とすれば、２つの光路に同じ光の強度を有する光を出射することができる。ビームスプリッタ３により反射された光Ｌ１１はウェーハＷ上の第１のパターンＳＰ１へと導かれ、ビームスプリッタ３を透過した光Ｌ１２は透過率制御素子１１０を介してウェーハＷ上の第２のパターンＳＰ２へと導かれる。また、ウェーハＷ上の第１のパターンＳＰ１からの反射光Ｌ２１（信号光）と、ウェーハＷ上の第２のパターンＳＰ２からの反射光Ｌ２２（参照光）とを重ね合わせることで干渉させることができるようになっている。ビームスプリッタ３は、例えば、ハーフミラーとすることができる。
【００５０】
載置部５は、ウェーハＷを載置、保持する。また、載置部５には図示しない移動手段が設けられ、載置部５に載置されたウェーハＷの位置を変化させて検査が行われる領域を移動させることができるようになっている。載置部５は、例えば、図示しない静電チャックを備えたＸＹテーブルとすることができる。なお、必ずしも図示しない移動手段を載置部５に設ける必要はなく、検査が行われる領域が相対的に変化するようになっていればよい。
【００５１】
検出部６は、受光面に結像された像の光を光電変換する。すなわち、検出部６は、ビームスプリッタ３において反射光Ｌ２１（信号光）と反射光Ｌ２２（参照光）とを重ね合わせることで干渉させた光Ｌ２０を検出する。また、検出部６は、検出部６の受光面と第１のパターンＳＰ１、第２のパターンＳＰ２が形成された面とが光学的に共役な位置関係となるように配設されている。検出部６としては、例えば、赤外ＣＣＤや光電子増倍管などを例示することができる。ただし、これに限定されるわけではなく、結像された像の光を光電変換できるものを適宜選択することができる。
【００５２】
対物レンズ４は、ビームスプリッタ３により反射された光Ｌ１１をウェーハＷ上の第１のパターンＳＰ１に集光させる。対物レンズ１４は、ビームスプリッタ３を透過した光Ｌ１２をウェーハＷ上の第２のパターンＳＰ２に集光させる。対物レンズ７は、ビームスプリッタ３からの光Ｌ２０を検出部６の受光面に集光させる。すなわち、対物レンズ７は、干渉させることでコントラストを高めた検査対象の光学像を検出部６の受光面に結像させる。
【００５３】
偏光制御部８は、光源２とビームスプリッタ３との間の光路に設けられ、光源２から出射した光Ｌ１が直線偏光となるように制御する。偏光制御部８は、例えば、波長板などとすることができる。  
偏光制御部１０は、透過する光の偏光制御（偏光角、偏光位相の制御）を行う。  
位相制御部１１は、透過する光の位相制御を行う。位相制御部１１は、例えば、光遅延器などとすることができる。  
この場合、偏光制御部１０は、反射光Ｌ２１（信号光）の強度と、反射光Ｌ２２（参照光）の強度と、が略同一となるように制御する。また、位相制御部１１は、反射光Ｌ２１（信号光）の位相と、反射光Ｌ２２（参照光）の位相と、が相互に反転するように制御する。ここで、反射光Ｌ２１（信号光）の強度と、反射光Ｌ２２（参照光）の強度とが、±５％の違いであれば微細な欠陥の検査を行うことができるようになる。  
なお、図８においては、偏光制御部１０と位相制御部１１とを第２の光路１６に設けたが、第１の光路１５および第２の光路１６の少なくともいずれかに設けられるようにすることができる。
【００５４】
透過率制御素子１１０は、ビームスプリッタ３を透過した光Ｌ１２の進行方向を変えることで、ウェーハＷ上の第２のパターンＳＰ２へ光Ｌ１２を導く。透過率制御素子１１０はまた、前述した第１の実施の形態と同様に、光Ｌ１２の強度および位相を部分的に選択可能となるように構成され、検査対象となるパターンＳＰ１，ＳＴ２の欠陥の有無を判定するための参照パターンに応じて最もノイズが少なくなる波面分布を作成できるようになっている。
【００５５】
透過率制御素子としては、例えば、図１（ｂ）に例示の二次元ＭＥＭＳミラーＭ１、図３に例示の液晶板ＬＣＢ、図４に例示の書き換え可能なホログラフィック光学素子ＨＯＥを使用することができる。  
参照パターンとしては、検査対象となるパターンＳＰ１，ＳＰ２とそれぞれ同一の形状、サイズおよび材質で形成されたパターンが使用され、例えばウェーハＷ上に形成されたアライメントパターンＡＰ１，ＡＰ２の他、予め欠陥が無いことが確認されたパターンを用いることができる。なお、参照パターンはウェーハＷ上に配置されている必要は無く、ウェーハＷとは別個の基体上に形成されたものでもよい。
【００５６】
波面分布制御信号生成部１０１は、検出部１０６から参照パターンの光学像に関する検査データを与えられ、メモリＭＲ１に格納された参照テーブルを参照しながら、例えば図１（ｃ）に例示したような最適の波面分布を作成するための制御信号を生成して透過率制御素子１１０に与える。
【００５７】
第１の光路１５に設けられた照射制御部１２は、ウェーハＷ上の第１のパターンＳＰ１を照射できるように光Ｌ１１の照射位置を変化させる。また、第２の光路１６に設けられた照射制御部１３は、ウェーハＷ上の第２のパターンＳＰ２を照射できるように光Ｌ１２の照射位置を変化させる。この際、第１のパターンＳＰ１と同じ形状寸法を有する第２のパターンＳＰ２が照射されるように照射位置を変化させる。なお、第１のパターンＳＰ１と第２のパターンＳＰ２とは図８に示すように同一製品内にある場合に限らず、別個の製品内にあってもよい。例えば、半導体装置の場合には、同一のセルやチップ（ダイ）内にあってもよいし、隣接あるいは所定の寸法だけ離隔したセルやチップ（ダイ）内にあってもよい。照射制御部１２、照射制御部１３は、例えば、ＡＯＭ(Acoust Optic Modulator）光変調素子、ガルバノミラー（galvanometer mirror）、ポリゴンミラー（polygon mirror）などとすることができる。ただし、これらに限定されるわけではなく、光の照射位置を変化させることができるものを適宜選択することができる。  
なお、本実施の形態においては、対物レンズ４が第１の光路１５に設けられ、第１のパターンＰ１へ光Ｌ１１を導くとともに第１のパターンＰ１からの反射光Ｌ２１を導く第１の光学系１７となる。また、透過率制御素子１１０、対物レンズ１４が第２の光路１６に設けられ、第１のパターンＰ１と同じ形状寸法を有する第２のパターンＰ２へ光Ｌ１２を導くとともに第２のパターンＰ２からの反射光Ｌ２２を導く第２の光学系１８となる。
【００５８】
次に、パターン検査装置２０の作用について例示をする。  
まず、図示しない搬送装置や作業者などによりウェーハＷを載置部５に載置、保持させる。  
次に、前処理として透過率制御素子１１０において参照パターンに応じた波面分布を作成する。  
すなわち、載置部５の駆動により、アライメントパターンＡＰ１，ＡＰ２がそれぞれ第１の光路１５および第２の光路１６において視野内に入るようにウェーハＷを移動させる。次に、光源２から光Ｌ１を出射させる。光源２から出射された光Ｌ１は、偏光制御部８により直線偏光となるように制御される。直線偏光となるように制御された光Ｌ１は、ビームスプリッタ３により例えば強度比が１：１となるように光Ｌ１１と光Ｌ１２とに分割される。ビームスプリッタ３により反射された光Ｌ１１はウェーハＷ上の第１のアライメントパターンＡＰ１へ導かれる。この際、検査対象となるパターンが照射されるように照射制御部１２により照射位置が制御されるとともに、対物レンズ４により光Ｌ１１が集光される。
【００５９】
一方、ビームスプリッタ３を透過した光Ｌ１２は、透過率制御素子１１０により進行方向が変えられウェーハＷ上の第２のアライメントパターンＡＰ２へ導かれる。この際、第１のアライメントパターンＡＰ１と同じ形状寸法を有する第２のアライメントパターンＡＰ２が照射されるように照射制御部１３により照射位置が制御される。また、対物レンズ１４により光Ｌ１２が集光される。
【００６０】
また、偏光制御部１０により偏光制御（偏光角、偏光位相の制御）が行われる。また、位相制御部１１により位相制御が行われる。この際、反射光Ｌ２１（信号光）と反射光Ｌ２２（参照光）との光の強度が略同一で位相が相互に反転するように制御される。なお、反射光Ｌ２１（信号光）の強度と、反射光Ｌ２２（参照光）の強度とが、±５％の違いであれば微細な欠陥の検査を行うことができる。
【００６１】
そして、第１のアライメントパターンＡＰ１からの反射光Ｌ２１（信号光）と、第２のアライメントパターンＡＰ２からの反射光Ｌ２２（参照光）とが、ビームスプリッタ３において重ね合わされる。
【００６２】
ビームスプリッタ３で反射した干渉光は対物レンズ７により検出部１０６の受光面に集光される。検出部６の受光面に結像された光学像の光が光電変換されることで、検査データが得られる。
【００６３】
次に、この検査データが波面分布制御信号生成部１０１に供給され、波面分布制御信号生成部１０１は、メモリＭＲ１に格納された参照テーブルを参照しながら、最適の波面分布を作成するための制御信号を生成して透過率制御素子１１０に与える。最適の波面分布が作成された場合は、検出部１０６の受光面に結像する光学像の強度が０になるので、波面分布制御信号生成部１０１は、検出部１０６から供給される検査データの信号が０になるまで、制御信号を生成して透過率制御素子１１０に与える。
【００６４】
このようにして透過率制御素子１１０において最適の波面分布が作成されると、検査対象であるパターンＳＰ１，ＳＰ２の検査に移行する。
【００６５】
すなわち、光源２から光Ｌ１を出射させ、偏光制御部８により制御されて直線偏光となり、ビームスプリッタ３により例えば強度比が１：１となるように光Ｌ１１と光Ｌ１２とに分割される。ビームスプリッタ３により反射された光Ｌ１１はウェーハＷ上の第１のパターンＳＰ１へ導かれる。この際、検査対象となるパターンが照射されるように照射制御部１２により照射位置が制御されるとともに、対物レンズ４により光Ｌ１１が集光される。
【００６６】
一方、ビームスプリッタ３を透過した光Ｌ１２は、透過率制御素子１１０により進行方向が変えられウェーハＷ上の第２のパターンＳＰ２へ導かれる。この際、第１のパターンＳＰ１と同じ形状寸法を有する第２のパターンＳＰ２が照射されるように照射制御部１３により照射位置が制御される。また、対物レンズ１４により光Ｌ１２が集光される。
【００６７】
また、偏光制御部１０により偏光制御（偏光角、偏光位相の制御）が行われる。また、位相制御部１１により位相制御が行われる。この際、反射光Ｌ２１（信号光）と反射光Ｌ２２（参照光）との光の強度が略同一で位相が相互に反転するように制御される。なお、反射光Ｌ２１（信号光）の強度と、反射光Ｌ２２（参照光）の強度とが、±５％の違いであれば微細な欠陥の検査を行うことができる。
【００６８】
そして、第１のパターンＳＰ１からの反射光Ｌ２１（信号光）と、第２のパターンＳＰ２からの反射光Ｌ２２（参照光）とが、ビームスプリッタ３において重ね合わされる。この際、前述した偏光制御部１０、位相制御部１１による制御で反射光Ｌ２１（信号光）と反射光Ｌ２２（参照光）とが干渉する。
【００６９】
この場合、反射光Ｌ２１（信号光）と反射光Ｌ２２（参照光）との位相が相互に反転しているので、第１のパターンＰ１と第２のパターンＰ２とが同一の場合、すなわち欠陥がない場合は重ね合わされた光Ｌ２０の強度が著しく低くなる。一方、第１のパターンＰ１と第２のパターンＰ２とに異なる部分がある場合、すなわち欠陥がある場合は欠陥部分において光の強度や位相が変わるので重ね合わされた光Ｌ２０の強度が高くなる。
【００７０】
重ね合わされた光Ｌ２０（干渉光）は、対物レンズ７により検出部６の受光面に集光される。すなわち、検査対象の光学像を検出部６の受光面に結像させる。検出部６の受光面に結像された光学像の光が光電変換されることで、検査データが得られる。
【００７１】
次に検査を行う位置が、照射制御部１２、照射制御部１３により照射を行うことができる範囲外となった場合には、載置部５によりウェーハＷの位置を変化させ、前述のようにしてその検査位置における検査データが取得される。なお、次に検査を行う位置が、照射制御部１２、照射制御部１３により照射を行うことができる範囲内にある場合には、照射制御部１２、照射制御部１３により照射位置が変更され、前述のようにしてその検査位置における検査データが取得される。
【００７２】
次に、この様にして得られた検査データに基づいて欠陥の有無が検査される。例えば、得られた検査データから干渉光の瞳面分布の相違を解析すれば欠陥を確認できる。例えば、第１のパターンＳＰ１と第２のパターンＳＰ２とが同一の場合、図９（ａ）に例示するように、重ね合わされた光Ｌ２０の強度が０になる。また、図９（ｂ）および（ｃ）に例示するように、該瞳面分布において、欠陥の高さに応じて光る周波数帯域が変わるので、欠陥の高さを判定することもできる。干渉光の瞳面分布の相違の解析に際しては、理想的な干渉状態と比較すればよい。比較には、例えば振幅比較と位相比較とがある。
【００７３】
図１０は、本実施の形態による効果をシミュレーションした結果の一例を例示する。図１０（ａ）は、干渉光の強度をパラメータとして干渉光における位相とコントラストとの関係をシミュレートした一例であり、また、図１０（ｂ）は、干渉光の位相をパラメータとして干渉光における強度とコントラストとの関係をシミュレートした一例である。図１０からは、強度１の干渉光の位相が２１０の場合に−０．６のコントラストとなり、強度１の干渉光の位相が１８０の場合に理想的なコントラスト１となることが分かる。
【００７４】
本実施の形態によれば、反射光Ｌ２１（信号光）と反射光Ｌ２２（参照光）とを干渉させることができるのでコントラストを高めることができる。この場合、反射光Ｌ２２（参照光）は、検査対象である第１のパターンＳＰ１と同じ形状寸法を有する第２のパターンＳＰ２からのものとなるので、干渉をさせるための制御が容易となる。すなわち、同じ性状を有する反射面からの反射光同士を干渉させることになるため位相と振幅（光の強度）との制御が容易となる。そのため、コントラストをさらに高めることができるので、より微細な欠陥の検査が行えるようになる。さらに、最適の波面分布が予め作成された透過率制御素子１１０を第２の光学系１８に配置して参照光を取得するので、欠陥の種類、材料、形状によらず高い分解能で微細な欠陥の検査が行えるようになる。
【００７５】
次に、本実施の形態に係る他のパターン検査方法について例示をする。  
図１１は、本実施の形態に係る他のパターン検査方法について例示をするためのフローチャートである。
【００７６】
まず、欠陥が無いパターンを用いて透過率制御素子１１０により、最もノイズが少ない、最適化された波面分布を作成する（ステップＳ１１）。  
次いで、光源から出射された光を第１の光路と第２の光路とに分割する（ステップＳ１２）。  
次に、第１の光路を介して検査対象である第１のパターンＳＰ１に光を照射することで第１のパターンＳＰ１からの反射光（信号光）を発生させる（ステップＳ１３−１）。  
また、第２の光路を介して第１のパターンＳＰ１と同じ形状寸法を有する第２のパターンＳＰ２に光を照射することで第２のパターンＳＰ２からの反射光（参照光）を発生させる（ステップＳ１３−２）。  
この場合、第２のパターンＳＰ２は、欠陥がないことが確認されているパターンとすることができる。また、第１のパターンＳＰ１はウェーハＷに形成され、第２のパターンＳＰ２はウェーハＷとは別に設けられた基体Ｗ１に形成されているようにすることもできる。
【００７７】
次に、第１のパターンＳＰ１からの反射光（信号光）と、第２のパターンＳＰ２からの反射光（参照光）との光の強度が略同一で位相が相互に反転するように制御する（ステップＳ１４）。  
この場合、第２のパターンＳＰ２側の光の強度と位相を制御するようにすることができる。また、光の強度と位相の制御値などが予め分かっている場合には、予め制御された光を第１のパターンＳＰ１および第２のパターンＳＰ２の少なくともいずれかに照射するようにすることもできる。  
次に、第１のパターンＰ１からの反射光（信号光）と、第２のパターンＰ２からの反射光（参照光）とを干渉させる（ステップＳ１５）。  
次に、干渉光の強度、位相などに基づいて欠陥の有無を検査する（ステップＳ１６）。
【００７８】
本実施の形態によれば、第１のパターンＳＰ１からの反射光（信号光）と第２のパターンＳＰ２からの反射光（参照光）とを干渉させることができるのでコントラストを高めることができる。この場合、第２のパターンＰ２からの反射光（参照光）は、検査対象である第１のパターンＰ１と同じ形状寸法を有するパターンからのものとなるので、干渉をさせるための制御が容易となる。すなわち、同じ性状を有する反射面からの反射光同士を干渉させることになるため位相と振幅（光の強度）との制御が容易となる。
【００７９】
また、最適の波面分布が予め作成された透過率制御素子１１０を第２の光学系１８に配置して参照光を取得するので、欠陥の種類、材料、形状によらず高い分解能で微細な欠陥の検査が行えるようになる。そのため、コントラストをさらに高めることができるので、より微細な欠陥の検査が行えるようになる。  
また、第２のパターンＳＰ２として欠陥がないことが確認されているパターンを用いるものとすれば、検査において欠陥があるとされた場合には、第１のパターンＳＰ１に欠陥があることが容易に分かる。
【００８０】
（３）薄膜の膜厚ばらつきに起因するノイズの回避
薄膜で形成されたパターンを検査対象とするパターン検査においては、薄膜の膜厚ばらつきによる光の干渉がノイズとなる。それを回避するため、パターン検査装置の光源は、膜厚ばらつきをキャンセルできる波長幅を有することが望ましい。より具体的には、±数nm以上の波長幅を有する光源が望ましく、それを実現するためには、例えばＴｉ：ｓａｐｐｈｉｒｅの３倍高調波でフェムト（１０−１５)秒オーダーのパルスレーザで波長２６０ｎｍ±数十ｎｍのものを用いればよい。
【００８１】
図１２は、図１（ａ）に例示のパターン検査装置について、ある欠陥からの反射率の波長依存性をシミュレーションにより求めたグラフ図である。薄膜干渉の影響から波長に依存して反射率は大きく変化する。そのため、図１２に示す例では、波長２６０ｎｍ付近において反射率が低下してしまっている。そのため、通常の単一波長のレーザでは充分な感度が得られないことが分かる。そこで、例えば図１（ａ）に例示のパターン検査装置において、光源１０２として波長２６０ｎｍ±数十ｎｍのパルスレーザ光源を用いれば、図１２の反射率変動の積分強度の平均が信号強度となる。これにより、膜厚変動に対してロバストなパターン検査が可能になる。
【００８２】
さらに、パルスレーザ光源に替えて、波長が互いに異なる複数のレーザが結合された広帯域光源を用いることもできる。
【００８３】
図１３は、深紫外光を生成するための基本光源ユニットを例示するための模式図である。図１３に示す基本光源ユニット６２０は、赤外レーザダイオード６２２と、直列に接続されたＳＨＧ（Second Harmonic Generation）素子６２４ａ，６２４ｂとを含む。赤外レーザダイオード６２２とＳＨＧ素子６２４ａ、ＳＨＧ素子６２４ａとＳＨＧ素子６２４ｂは光ファイバＯＦで光学的に接続される。赤外レーザダイオード６２２は、波長１０６４ｎｍ±０．２５ｎｍの赤外レーザを出射する。この赤外レーザが２つのＳＨＧ素子６２４ａ，６２４ｂにより４倍高調波が発生し、ＳＨＧ素子６２４ｂから深紫外光が出力される。
【００８４】
波長と波長幅との関係は、  
Δλ＝Δλ２６６ｎｍ ×（λ２６６ｎｍ×/λ１０６４ｎｍ）２ 
となるため、ＳＨＧ素子６２４ｂから出力される深紫外光は、約２６６ｎｍ±１．５ｐｍの波長幅を有する。  
図１４（ａ）および（ｂ）は、図１３に例示する基本光源ユニット６２０を複数用いて構成された広帯域光源を例示するための模式図である。
【００８５】
図１４（ａ）に例示する広帯域光源６００は、１００個の基本光源ユニット６２０とコンバイナ６３０とを備える。各基本光源ユニット６２０の中心波長は温度制御により互いに異なるものとなっている。そして、中心波長が互いに異なる深紫外をコンバイナ６３０で結合することにより、所望の波長幅の光源を得ることができる。本例の広帯域光源６００では、波長幅±１．５ｎｍの光源が実現される。勿論、この波長幅に限られることなく、元の赤外レーザダイオード６２２の出射光の中心波長と基本光源ユニット６２０の数とを制御することにより、所望の波長幅の光源を得ることが可能になる。
【００８６】
また、図１４（ｂ）に例示する広帯域光源７００は、１００個の基本光源ユニット６２０とホモジナイザ６４０とを備える。ホモジナイザ６４０は、１００個の基本光源ユニット６２０から出力される中心波長が互いに異なる複数の深紫外光の不均一な光強度分布を均一化する。ホモジナイザ６４０として、具体的には、屈折で光を曲げるアレイレンズを用いるものの他、ＤＯＥ（回折光学素子：Diffractive Optical Element）を用いて回折光で波面を制御するもの等を用いることができる。本実施形態において、ホモジナイザ６４０は例えば波面均一化光学系に対応する。
【符号の説明】
【００８７】
１，２０，３０：パターン検査装置、２，１０２，１２２：光源、３，２３，１０３：ビームスプリッタ、５：載置部、６  検出部、８，２４  偏光制御部、１０  偏光制御部、１１，２５  位相制御部、１２  照射制御部、１３  照射制御部、４，７，１４，１０４，１０７：対物レンズ、１０５：載置部、１０６：検出部、１１０：透過率制御素子、Ｍ１：ＭＥＭＳミラー、ＬＣＢ：液晶板、ＨＯＥ：ホログラフィック光学素子、１１２：可動ミラー、６００，７００：広帯域光源、６２０：基本光源ユニット、６２２：赤外レーザダイオード、６３０：コンバイナ、６４０：ホモジナイザ、Ｌ２１：反射光（信号光）、Ｌ２２，Ｌ３２：反射光（参照光）、ＳＰ１：第１のパターン、ＳＰ２：第２のパターン、Ｗ：ウェーハ
【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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