(57)【要約】【課題】欠陥検査装置を簡単に調整する方法を提供する。【解決手段】光源１から出射された光をパターンが形成された試料１０に照射する、偏光子７を含む照明光学系と、その照射による試料１０の表面からの反射光を受光する、検光子１２を含む受光光学系とを有する欠陥検査装置の調整方法であって、偏光子７及び検光子１２は、照明光学系及び受光光学系にそれぞれ挿脱可能に保持され、偏光子７及び検光子１２のいずれか一方を挿入し、他方を離脱した状態で受光光学系の瞳像を取得し、取得した瞳像に生じる明暗のパターンに基づいて、挿入した偏光子７又は検光子１２を回転調整することを特徴とする欠陥検査装置の調整方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射された光をパターンが形成された試料に照射する、偏光子を含む照明光学系と、その照射による前記試料の表面からの反射光を受光する、検光子を含む受光光学系とを有する欠陥検査装置の調整方法であって、
前記偏光子及び前記検光子は、前記照明光学系及び前記受光光学系にそれぞれ挿脱可能に保持され、前記偏光子及び前記検光子のいずれか一方を挿入し、他方を離脱した状態で前記受光光学系の瞳像を取得し、
取得した前記瞳像に生じる明暗のパターンに基づいて、挿入した前記偏光子又は前記検光子を回転調整することを特徴とする欠陥検査装置の調整方法。
【請求項２】
さらに、前記偏光子及び前記検光子を前記各光学系に挿入して前記瞳像を取得し、
取得した前記瞳像に生じる十字状のパターンが前記瞳像の縁に接する４つの位置を特定し、互いに向かい合う２つの位置をそれぞれ結ぶ２直線の傾きを算出し、前記２直線が直交するように、前記他方を回転調整することを特徴とする請求項１に記載の欠陥検査装置の調整方法。
【請求項３】
前記瞳像に生じる明暗のパターンの明度を階調表示し、明度の高い筋状パターンの方向を特定し、そのパターンの方向が所定の方向になるように、前記挿入した、偏光子又は検光子を回転調整することを特徴とする請求項１に記載の欠陥検査装置の調整方法。
【請求項４】
さらに、前記照明光学系内に複数の開口部を有する開口絞りを配置して前記瞳像を取得し、前記瞳像中の前記各開ロ部に対応する各部分の平均階調をそれぞれ算出し、各平均階調に基づいて前記偏光子又は検光子を回転調整することを特徴とする請求項１に記載の欠陥検査装置の調整方法。
【請求項５】
請求項２に記載の調整方法を行い、前記２直線の交差角が９０度になったとき、いずれか一方の直線と、前記撮像素子のｘ方向又はｙ方向とのなす角とを調整状態の評価の指標とすることを特徴とする欠陥検査装置の調整状態評価方法。
【請求項６】
光源から出射された光をパターンが形成された試料に照射する、偏光子を含む照明光学系と、その照射による前記試料の表面からの反射光を受光する、検光子を含む受光光学系とを有する欠陥検査装置の調整方法であって、
微細パターンが形成された評価用試料を用いて、前配試料へ入射する光の偏光面に対する前記パターンの方位角度を変化させながら前記受光光学系の瞳像の光強度データを取得し、フィッティング処理により光強度が最大となるパターン方位角度を算出し、算出されたパターン方位角度を調整状態の評価の指針とすることを特徴とする欠陥検査装置の調整状態評価方法。
【請求項７】
光源から出射された光をパターンが形成された試料に照射する、偏光子を含む照明光学系と、その照射による前記試料の表面からの反射光を受光する、検光子を含む受光光学系とを有する欠陥検査装置の調整方法において、
前記パターンが形成された試料へ入射する光の偏光面に対する前記パターンの方位角度の設定方法であって、
請求項６に記載の調整状態評価方法で調整した状態で、前記パターンの方位角度にオフセットを設け、前記算出したパターン方位角度に対して前記オフセットを加算したものを、設定するパターンの方位角度とすることを特徴とするパターンの方位角度の設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、欠陥検査装置の調整方法、欠陥検査装置の調整状態の評価方法、及びパターンの方位角の設定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体回路素子や液晶表示素子の製造工程では、半導体ウエハや液晶基板（総じて「基板」という）の表面に形成された繰り返しパターン（配線パターンなどのライン・アンド・スペースのパターン）の欠陥検査が行われる。パターンのピッチがある程度大きな場合には基板の表面に検査用の照明光（非偏光）を照射し、基板上の繰り返しパターンから発生する回折光（例えば１次回折光）に基づいて基板の画像を取り込み、この画像の明暗差(コントラスト)に基づいて繰り返しパターンの欠陥箇所を特定する。さらに、従来の表面検査装置は、ステージをチルト調整することにより、基板上の繰り返しピッチが異なる繰り返しパターンの欠陥検査を行うこともできる。
【０００３】
しかしながら繰り返しパターンの繰り返しピッチが所定値（＝(回折次数)×(照明光の波長)÷２）より小さくなると、繰り返しパターンから回折光が発生しなくなり、上述の方法では欠陥検出が困難になる。この問題を解決するには、照明光の波長を短くして上記の所定値を小さくすることが考えられる。しかし、光源の種類が限定され、高価で大がかりな光源となってしまい、さらに、照明系や受光系を構成する光学素子の材料も高価なものに限定され、好ましくない。そこで照明光の波長を短波長化することなく、繰り返しピッチの微細化に対応する検査装置の開発がされ、例えばＷＯ２００５−０４０７７６号公報に開示されている。
【０００４】
この発明は基板の表面に直線偏光した照明光を照射し、基板表面の繰り返しパターンにより楕円偏光になった正反射光を、入射光の偏光面に対してクロスニコルに配置した偏光素子を通して検出するというものである。繰り返しパターンに欠陥があると検出画像の輝度に変化が生じることを利用して、あらかじめ定めた良品の輝度基準値と検出画像の輝度値を比較し欠陥を検出する。
【特許文献１】ＷＯ２００５−０４０７７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の手法では直線偏光した光をパターンに照射するが、パターンの繰り返し方向に対して入射光の偏光面が所定の範囲内に調整されていることが重要である。加えてパターンから反射した光線を入射光の偏光面に対してクロスニコルに配置した検光子をとおして検出するため、クロスニコルの調整状態も欠陥検出に大きく影響する。
【０００６】
しかしながら上記の発明では、偏光子、検光子の調整方法、および調整状態の評価に関しては特に触れられていなかった。また特許文献１の光学系では反射ミラーを軸はずしで使用するため、光学系に特有の偏光の乱れが発生し、偏光子、検光子の調整が非常に複雑になるという問題もあった。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、対物レンズを用いる微細パターンの欠陥検査装置において、欠陥検査装置の調整方法、欠陥検査装置の調整状態の評価方法、及びパターンの方位角の設定方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための第１の手段は、光源から出射された光をパターンが形成された試料に照射する、偏光子を含む照明光学系と、その照射による前記試料の表面からの反射光を受光する、検光子を含む受光光学系とを有する欠陥検査装置の調整方法であって、
前記偏光子及び前記検光子は、前記照明光学系及び前記受光光学系にそれぞれ挿脱可能に保持され、前記偏光子及び前記検光子のいずれか一方を挿入し、他方を離脱した状態で前記受光光学系の瞳像を取得し、
取得した前記瞳像に生じる明暗のパターンに基づいて、挿入した前記偏光子又は前記検光子を回転調整することを特徴とする欠陥検査装置の調整方法である。
【０００９】
前記課題を解決するための第２の手段は、前記第１の手段であって、さらに、前記偏光子及び前記検光子を前記各光学系に挿入して前記瞳像を取得し、
取得した前記瞳像に生じる十字状のパターンが前記瞳像の縁に接する４つの位置を特定し、互いに向かい合う２つの位置をそれぞれ結ぶ２直線の傾きを算出し、前記２直線が直交するように、前記他方を回転調整することを特徴とするものである。
【００１０】
前記課題を解決するための第３の手段は、前記第１の手段であって、前記瞳像に生じる明暗のパターンの明度を階調表示し、明度の高い筋状パターンの方向を特定し、そのパターンの方向が所定の方向になるように、前記挿入した、偏光子又は検光子を回転調整することを特徴とするものである。
【００１１】
前記課題を解決するための第４の手段は、前記第１の手段であって、さらに、前記照明光学系内に複数の開口部を有する開口絞りを配置して前記瞳像を取得し、前記瞳像中の前記各開ロ部に対応する各部分の平均階調をそれぞれ算出し、各平均階調に基づいて前記偏光子又は検光子を回転調整することを特徴とするものである。
【００１２】
前記課題を解決するための第５の手段は、前記第２の手段の調整方法を行い、前記２直線の交差角が９０度になったとき、いずれか一方の直線と、前記撮像素子のｘ方向又はｙ方向とのなす角とを調整状態の評価の指標とすることを特徴とする欠陥検査装置の調整状態評価方法である。
【００１３】
前記課題を解決するための第６の手段は、光源から出射された光をパターンが形成された試料に照射する、偏光子を含む照明光学系と、その照射による前記試料の表面からの反射光を受光する、検光子を含む受光光学系とを有する欠陥検査装置の調整方法であって、
微細パターンが形成された評価用試料を用いて、前配試料へ入射する光の偏光面に対する前記パターンの方位角度を変化させながら前記受光光学系の瞳像の光強度データを取得し、フィッティング処理により光強度が最大となるパターン方位角度を算出し、算出されたパターン方位角度を調整状態の評価の指針とすることを特徴とする欠陥検査装置の調整状態評価方法である。
【００１４】
前記課題を解決するための第７の手段は、光源から出射された光をパターンが形成された試料に照射する、偏光子を含む照明光学系と、その照射による前記試料の表面からの反射光を受光する、検光子を含む受光光学系とを有する欠陥検査装置の調整方法において、
前記パターンが形成された試料へ入射する光の偏光面に対する前記パターンの方位角度の設定方法であって、
前記第６の手段の調整状態評価方法で調整した状態で、前記パターンの方位角度にオフセットを設け、前記算出したパターン方位角度に対して前記オフセットを加算したものを、設定するパターンの方位角度とすることを特徴とするパターンの方位角度の設定方法である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、対物レンズを用いる微細パターンの欠陥検査装置において、欠陥検査装置の調整方法、欠陥検査装置の調整状態の評価方法、及びパターンの方位角の設定方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態の例を図面を用いて詳細に説明する。
【００１７】
図１は偏光を用いた微細パターンの欠陥検査装置を模式的に示す図である。光源１（例えば、白色ＬＥＤやハロゲンランプなど）から放出された光は、レンズ２、及び干渉フィルタを含む照度均一化ユニット３を介して、開口絞り４、視野絞り５を経て、レンズ６によってコリメートされる。開口絞り４、視野絞り５は、光軸に対して開口部の形状および開口部の位置が変更可能な構造になっている。これにより、照明領域の大きさと位置が可変とされると共に、照明の開口角が可変とされる。
【００１８】
コリメートされた光は着脱可能な偏光子７を経て、ハーフミラー８により反射されて対物レンズ９に導かれ、直交ｘ、ｙ、ｚ３軸方向に移動可能であり、かつｚ軸の回りにθ回転可能なウエハステージ１１上に設置されたウエハ１０を同軸落射照明する（この同軸落射照明の光軸をｚ軸としている）。ウエハ１０に同軸落射照明された光は、ウエハ１０で反射して再び対物レンズ９にもどり、ハーフミラー８を透過して、着脱可能な検光子１２、レンズ１３を経て、ハーフプリズム１４に入射する。ハーフプリズム１４で反射した光は撮像素子１８にウエハ１０の像を結像し、ハーフプリズム１４を透過した光は、更に、レンズ１５を経て、光軸（ｚ軸）に対してｘ、ｙ軸方向に移動可能な開口形状可変機能を有する視野絞り１６にウエハ１０の像を結像し、撮像素子１７に対物レンズ９の瞳像を結像する。
【００１９】
図示しない制御装置に、予め撮像素子１７によって撮像された、健全なパターンを有するウエハを検査しているときの瞳像を記憶しておき（基準像）、被検査対象であるウエハを検査しているときの瞳像と比較し、その違いを検出することにより欠陥を検出する。欠陥の検出方法としては、例えば、基準像と検出像の画素毎の輝度の差を比較し、ある画素においてその差が所定の閾値を超えたときに欠陥があると判定するようにしてもよい。比較する画素は、全画素でなくてもよく、光軸を通る所定の線上（放射方向）の画素のみを比較の対象としてもよい。さらに、欠陥があると、反射光の対称性が崩れ、瞳像は光軸に対して対称な部分同士の輝度又は色相に差が出てくるので、この差を検出することにより欠陥を検出することができる。
【００２０】
まず装置の調整について述べる。調整の基準になるものはウエハを保持するステージのｘ、ｙ方向である。通常ウエハにはノッチ位置に対してパターンが０度方向、および90度方向にうたれていることが多い。そこでパターンのついたウエハをノッチ位置基準に搬送し（回転角度０度）、ステージをｘ、ｙ方向に動かしながら撮像素子１８にて取得した明視野画像で位置合わせマークを確認する。このとき例えばステージのｘ方向の移動に伴って位置合わせマーク位置がｙ方向に変化しないように、ウエハの回転角度に補正を加える。
【００２１】
次にステージのｘ、ｙ方向に撮像素子のｘ、ｙ方向を合わせる調整を行う。この調整にはウエハとして方眼パターンがうたれているものを使用する。まず撮像素子１８はそのウエハの方眼パターンの方向を頼りにチルトを調整することができる。一方瞳撮像側の撮像素子１７では方眼パターンから発生する回折光の方向を頼りにチルトを調整することができる。以上の調整によりステージのｘ、ｙ方向に対して、ウエハの０度位置、２つの撮像素子のチルトが調整されたことになる。
【００２２】
次に本発明の内容である偏光子７、検光子１２の調整について述べる。本装置における偏光子７、検光子１２の透過軸の方向は図１に示すとおり、偏光子７は紙面に垂直な方向、検光子１２は紙面に平行な方向である。偏光子７、検光子１２は共に図示しない回転が微調整できる機構に収められていることが好ましい。ウエハとしてはパターンが形成されていないベア面を利用し、瞳撮像側の撮像素子１７で取得される画像に着目する。偏光子７、検光子１２が共に光学系に入っていない状態の瞳の様子を図２に示す。このとき対物レンズの瞳２０全面がほぼ一様の明るさとなっている。
【００２３】
本発明が前提としているのは、図１に示すような基本構成を有する顕微鏡である。すなわち、偏光子７を通した光をウエハ（試料）１０に照射し、反射した光を、偏光子７とクロスニコルの条件に設定された検光子１２を通して、撮像、観察する方式の顕微鏡である。
【００２４】
次に検光子１２のみを光学系に入れた場合の瞳の様子を図３に示す。図３は誇張して描いているが、瞳内の上下方向が暗くなる。これはウエハ面で反射した光はＳ偏光の成分が多くなるが、検光子１２の透過軸は図３において上下方向であり、瞳内の上下位置に対応する光のS偏光成分が吸収されてしまうためである。この横長になっている光の筋の方向を撮像素子のｘ方向に一致させることが検光子１２に要求される調整である。
【００２５】
しかしながら瞳内の階調変化は非常に緩やかであり、そのままの画像から光の筋の角度を見積もることはほぼ不可能である。そこで撮像した画像を画像処理により、例えばある階調以上の光だけを擬似階調で表示するようにすることで、図４のように光の筋を強調して見ることができる。図４において、図の左右方向が撮像素子のｘ方向に相当する。これにより光の筋の方向と撮像素子のｘ方向のなす角度θを見積もることが可能となり、このθを０度に近づけるように検光子１２の回転を微調整することにより、検光子１２を正しい回転角に合わせることができる。
【００２６】
ただし階調変化が非常に緩やかな場合は、擬似階調表示を行っても光の筋のエッジ部分がシャープにならず、角度θを厳密に求めることは困難である。そこで厳密に調整することが必要な場合には、照明の開口絞り４に図５のような変形開口絞りを利用することが望ましい。図５は同心円状に４箇所の開口部を有する照明開口絞りで、開口部は等間隔に並んでいる。
【００２７】
以下、この開口絞りを用いた調整手順について述べる。まず上２箇所、下２箇所の開口部が撮像素子のｘ方向に並ぶように、開口絞りのチルトを調整する。その後瞳内に４つの絞りが均等に配置されるように、開口絞りのｘ、ｙ方向の位置を調整する。この状態を図６に示す。点線で示される瞳中に、白丸で示される４つの開口絞りの開口部が、均等に配されている、この状態で画像を取得し、４つの開口部のそれぞれについて平均階調を求める。
【００２８】
次に上２箇所の開口部の平均階調の差、および下２箇所の開口部の平均階調の差を計算し、これらの平均階調の差ができるだけ小さくなるように検光子１２の回転を微調整する。この調整方法により、より高感度な検光子１２の回転調整を行える。このときの検光子１２の調整状態は後に述べる評価方法で評価することができ、必要な調整精度を達成していない場合は、後に述べる補正をかけることもできる。
【００２９】
以上は、先に検光子１２の回転を調整する場合の方法であるが、勿論、先に偏光子７の回転を調整してもよい。このときは、偏光子７を光学系に入れ、検光子１２は光学系に入れず、後述するように、上記と同様の調整を行うことにより、偏光子７の回転角度を正しく設定することができる。
【００３０】
次に上記で調整した検光子１２に対して偏光子７をクロスニコルの状態に調整する方法について述べる。光路中には偏光子７、検光子１２の両方を入れる（前述の方法その他の方法により、検光子１２の回転角度は正しく設定されているとする）。
【００３１】
まず完全に偏光子７、検光子１２がクロスニコルに調整されたときの瞳撮像用撮像素子上の画像について述べる。このときの様子を図７に示す。図７は俗に暗十字といわれるパターンであり、図の横方向に偏光子７の透過軸が、縦方向に検光子１２の透過軸が位置している。斜め45度、135度方向に漏れてくる光の成分が存在するが、これは対物レンズを構成するレンズ面のフレネル反射の影響であり、入射直線偏光のＰ，Ｓ成分で透過率がやや異なることに起因して偏光面がわずかに回転することが原因である。
【００３２】
この回転量は対物レンズへの入射角度が大きいほど大きくなるため、瞳の周辺側でより漏れ光量が大きくなり、結果的に図７のような中心に十字の暗い領域が出るパターンを形成する。
【００３３】
この状態から偏光子７をわずかに回転させて、クロスニコルの状態を崩した場合を図８に示す。図８では隣り合う明るい領域の光量バランスが崩れて、45度方向の明るい領域は小さくなり、135度方向の明るい領域が大きくなった様子を示している。このとき暗十字パターンが瞳像の縁に接する位置をそれぞれ図のようにＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄと呼ぶことにする。
【００３４】
図９に示すとおり直線ＣＤは撮像素子のｘ方向からα(＞０度)だけ回転しており、直線ＡＢは撮像素子のｙ方向からβ（＜０度）だけ回転している。角度は反時計周りを正とする。ここで暗十字の歪みパラメータPｄを
Pd＝β−α（度）        （式１）
と定義する。
【００３５】
検光子１２の透過軸が撮像素子のｙ方向と完全に一致し、検光子１２と偏光子７のクロスニコル調整が完全にされている場合には、α＝β＝０（度）,Pd＝０(度)となる。一方検光子１２の透過軸が撮像素子のｙ方向とは完全に一致せず、θの角度誤差を持っているが、検光子１２と偏光子７のクロスニコル調整は完全にされている場合には、α＝β＝θ(度), Pd＝０(度)となる。
【００３６】
さらに検光子１２、偏光子７のクロスニコル調整が不十分な場合には、必ずPdは０以外の値となり、クロスニコルからのずれが大きいほどPdの値も大きくなる。つまりPdの値を指標にクロスニコルの調整状態を評価することが可能である。さらに調整を行った後のβ(≒α)の値は検光子１２の透過軸が撮像素子のｙ軸からずれている量を示しており、クロスニコル調整後のβの値を検光子１２の調整状態の評価指標とすることが可能である。以下、具体例を挙げて調整の様子を説明する。
【００３７】
検光子を調整した状態で、光路中に偏光子、検光子の両方を入れる。瞳の画像を撮像すると図８に示すような画像が取得できる。この画像から暗十字パターンが瞳像の縁に接する座標値を求める。これには、例えば図８に示すように、求めたい瞳像の縁位置で十字パターンをほぼ直角に横断する方向（ａ−ｂ）の光の強度分布を取得し、その強度分布の落ち込み部（暗十字部）の中心座標を関数のフィッティングで求めるというような手法を用いることができる。
【００３８】
例えば、図８のａ−ｂ断面の光の強度プロファイルを図１０に示す。図１０において、横軸は、ａ−ｂ断面方向位置であり、縦軸は光強度である。図において、強度プロファイルが一番小さくなる座標位置をＢ点と定義する。こうして図８に示す４箇所Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄそれぞれの座標値を決定することができる。次に直線ＡＢ、ＣＤの傾きを計算することで、図９のα、βを求めることができ、これより暗十字の歪みパラメータPｄを計算できる。実際に調整中の状態を表１に示す。
【表１】
2009180702.tif 000003
【００３９】
なお、調整に当たっては偏光子７の調整機構の回転量とPdの変化量の関係を事前に測定しておくことが望ましい。この測定結果を図１１に示す。図１１は横軸に偏光子７の回転角を調整するねじの回転量を、縦軸にPdの変化量を示している。この関係はほぼ比例の関係であることが分かった。このグラフを用いてフィッティングからPd＝−1.4を補正するねじの必要回転量は−1.0回転であることが分かり、実際にねじを−1.0回転したところほぼクロスニコルの状態に調整を行うことができた。調整後の状態を表２に示す。
【表２】
2009180702.tif 000004
【００４０】
この調整によりクロスニコルはほぼ理想的に調整を行うことができたが、検光子１２の調整が0.6度程度ずれていることが分かる。このずれが問題になるレベルであれば、再度検光子１２の調整からやり直すか、もしくは後に述べる補正かけることで問題を解消できる。
【００４１】
上記で述べた検光子１２の調整状態評価方法は、クロスニコルの調整状態の影響、および撮像素子のチルト調整状態の影響を強く受ける。そのため検光子１２の調整状態を高精度に評価しなければならない場合には好ましくない。以下で検光子１２の調整状態を高精度に評価する場合の望ましい方法、および検光子１２のずれ量を補正する方法を述べる。
【００４２】
検光子１２の調整状態を高精度に評価するためには、構造性複屈折の原理を利用する。構造性複屈折については特許文献１に詳細が記載されているため、ここでは説明を省略し結果を用いることとする。特許文献１によると構造性複屈折により検光子１２を透過する光量は入射偏光面に対して、被観察試料に形成された微細なパターン（以下、単に「パターン」という）の方位を45度傾けたときに最大になると記載されている。この結果を本評価に用いる。
【００４３】
検光子１２の角度調整がずれている場合、その状態で偏光子７のクロスニコル調整を行うと偏光子７の角度も検光子１２と同等分ずれることになる。つまりパターンの方位角を４５度に設定しても実際の入射偏光面とパターンのなす角は偏光子７のずれ分だけ45度からずれることになる。そのため光量が最大になるパターンの方位角も45度からずれることになり、このずれ量から偏光子７の角度ずれを見積もることが可能である。
【００４４】
具体的にはパターンの方位角を45度付近で変化させながら瞳の光強度のデータを取得し、フィッティングにより強度が最大になる角度を求める。フィッティングに使用する関数は特許文献１によると正弦関数の２乗が望ましい。この方法で求めた角度ずれは実際に微細パターンの欠陥を評価する方法と同等であり、非常に高精度である。さらにはここで求まった角度ずれ分を装置定数として記憶し、その角度分をオフセットして角度設定することで検光子１２のずれ量を補正することが可能である。
【００４５】
具体例を図１２を用いて説明する。図１２はある調整状態の装置において光強度を実測した例であり横軸はパターン方位角の４５度からの変化量を示し、縦軸はそのときに得られた瞳の光強度を示している。最小2乗法近似を行ったところ、ピークの位置はb＝0.9度を示した。つまり偏光子７、検光子１２の角度調整が0.9度ずれてクロスニコルに調整されていることが分かる。このときこの角度ずれを補正するためには、0.9度を装置定数として記憶しておき、パターン方位角を設定する際に入力する角度に対して0.9度分オフセットをのせて設定すればよい。つまりパターンを67.5度にセットしたい場合には実際は68.4度にセットすることで偏光子７、検光子１２のずれを補正することが可能である。
【００４６】
以上、本発明の偏光子７、検光子１２の調整方法、評価方法、および補正方法を用いることで偏光子７、検光子１２を高精度に調整することが可能であり、結果として微細パターンの欠陥を高感度に検出することができる。なお本実施例では偏光子７、検光子１２の調整として先に検光子１２の調整を行う方法を述べたが、先に偏光子７を調整する場合についても同様であることはいうまでもない。この場合図３に対して縦方向に光の筋が出るため、この光の筋を撮像素子のｙ方向と一致させるように調整する。また図６においては上下に並んだ開口の平均階調の差が最小になるように調整すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態が対象とする欠陥検査装置の例の光学系の概要を示す図である。
【図２】偏光板を入れずに撮像した瞳画像を示す図である。
【図３】検光子のみを入れて撮像した瞳画像を示す図である。
【図４】検光子のみを入れて撮像した瞳画像を擬似階調表示した様子を示す図である。
【図５】検光子の調整を行うための変形開口絞りを示す図である。
【図６】変形開口絞りをいれて撮像した瞳画像を示す図である。
【図７】偏光子、検光子が理想的なクロスニコル状態にあるときの瞳画像を示す図である。
【図８】クロスニコル状態が崩れたときの瞳画像示す図である。
【図９】暗十字パターンの歪みの様子示す図である。
【図１０】図８のａ−ｂ断面の強度プロファイルを示す図である。
【図１１】偏光子の回転量と暗十字の歪みパラメータの変化量との関係示す図である。
【図１２】微細パターンの方位角度を変化させたときの瞳の光強度の様子示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１…光源、２、６、１３、１５…レンズ、３…照度均一化ユニット、４…開口絞り、５、１６…視野絞り、７…偏光子、８…ハーフミラー、９…対物レンズ、１０…半導体ウエハ、１１…ウエハステージ、１２…検光子、１４…ハーフプリズム、１７…瞳撮像用撮像素子、１８…明視野撮像用撮像素子、２０…瞳像
【図１】
2009180702.tif 000005
【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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