(57)【要約】【課題】  バンドパスフィルタを用いて制限した光を被検物の表面に当てて、その反射光により被検物の表面を安定的に観察する。【解決手段】  被検物を照射する光の光源と、該光源の光から所定の波長成分を抽出する第１のフィルタと、記第１のフィルタを通過した光のうち前記所定の波長成分の範囲内であり前記第１のフィルタよりも狭い帯域の抽出特性を有する第２のフィルタと、前記第１のフィルタと前記第２のフィルタとで抽出された前記光で前記被検物を照明する照明光学系と、前記照明された前記被検物の観察を行う観察光学系とを用いる。【選択図】  図１
2009300141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検物を照射する光の光源と、
該光源の光から所定の波長成分を抽出する第１のフィルタと、
前記第１のフィルタを通過した光のうち前記所定の波長成分の範囲内であり前記第１のフィルタよりも狭い帯域の抽出特性を有する第２のフィルタと、
前記第１のフィルタと前記第２のフィルタとで抽出された前記光で前記被検物を照明する照明光学系と、
前記照明された前記被検物の検査を行う検査光学系と、
を備えることを特徴とする表面検査装置。
【請求項２】
前記第１のフィルタと前記第２のフィルタとの少なくとも一方がバンドパスフィルタであることを特徴とする請求項１に記載の表面検査装置。
【請求項３】
お互いに透過波長帯の異なるフィルタを複数備え、該複数のフィルタの中から前記照明に使用するフィルタを選択する波長選択部を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表面検査装置。
【請求項４】
前記第１のフィルタと前記第２のフィルタとの間に断熱部材を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の表面検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等に代表される被検基板の表面を検査するための検査装置（および検査方法）に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハ（以下適宜ウエハと称する）に半導体装置を形成する半導体製造工程では、ウエハ上に回路パターン等を形成した後に形成した回路パターン等を検査する必要がある。同時に、ウエハ上に付着したゴミやウエハ上の傷等も検査する必要がある。
【０００３】
また、半導体製造工程では、レジストが塗布されたウエハの表面に所定の回路パターンが露光されると、現像、エッチング、スパッタリング、ドーピング、ＣＭＰ（化学的機械的研磨）等の多くの工程を経て、再度レジスト塗布の後に別の回路パターンが露光され、その後同様の工程を経て複数の層が積み重ねられる。このような半導体製造工程では、ウエハの検査は各工程で行うことが好ましいが、欠陥がある場合に再生が可能なパターンの露光および現像工程が終わった段階で行う検査が特に重要である。
【０００４】
またウエハの検査には、回路パターン等を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）等で拡大して回路パターン等そのものを観察するミクロ検査と、正反射像や回折像の明視野観察や暗視野観察を行うマクロ検査とが知られている。
【０００５】
マクロ検査はウエハを一括して観察することができるため、高いスループットを得られ重要な検査となっている。このようなマクロ検査は従来人間が目視によって行ってきたが、回路パターンの微細化やウエハの大型化に伴いマクロ検査装置の重要性が高まっている。
【特許文献１】特開2002-162368
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
マクロ検査では、検査光として超高圧水銀ランプ等の発光部が発する光から所望の波長帯の光を干渉フィルタ等のバンドパスフィルタで抽出している。そのためバンドパスフィルタは発光部からの光により加熱され、光学性能に影響が及ぶ可能性が生じている。
【０００７】
また、回路パターンの微細化に伴い回折検査に用いる検査光の波長を短波長化する必要が生じている。具体的には、ｈ線（４０５nm）からｉ線（３６５nm）を用いるようになり、最近では２４８nm帯の光を用いる必要が生じてきた。従来用いていたｈ線やｉ線は水銀の輝線スペクトルであるため干渉フィルタの透過波長帯が多少シフトしても、輝線スペクトルに変化はなく、バンドパスフィルタの透過域に当該輝線スペクトルが入っていれば抽出される波長に対する影響はほとんど無かった。しかし、超高圧水銀ランプの２４８nm帯の光は比較的ブロードなピークとなっており、検査光を抽出するバンドパスフィルタの透過波長帯がシフトすると検査光の波長もシフトしてしまう不都合が発生する可能性が高まっている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
被検物を照射する光の光源と、該光源の光から所定の波長成分を抽出する第１のフィルタと、記第１のフィルタを通過した光のうち前記所定の波長成分の範囲内であり前記第１のフィルタよりも狭い帯域の抽出特性を有する第２のフィルタと、前記第１のフィルタと前記第２のフィルタとで抽出された前記光で前記被検物を照明する照明光学系と、前記照明された前記被検物の観察を行う観察光学系と、を備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１に本発明の実施の形態に係わる表面検査装置の一例を示しており、この装置により半導体ウエハ１００の表面欠陥を検査する。この装置は、ウエハ１００を載置保持するホルダ５を有し、不図示の搬送装置によって搬送され、不図示の載置装置によりホルダ５の上に載置されたウエハ１００を真空吸着することにより固定保持する。ホルダ５は、このように固定保持したウエハ１００の表面に垂直な軸Ａｘ１を中心として回転（ウエハ表面が同一平面にある状態を保持して回転）可能で、且つ、ウエハ１００の表面と平行な軸（好ましくはウエハ１００の表面を通る軸）Ａｘ２を中心としてチルト（傾動）可能に構成されている。また、この表面検査装置はホルダ５上に固定保持されたウエハ１００を観察可能な不図示の観察部を有しており、ウエハ１００上に形成されたマークを観察しウエハ１００上の座標とホルダ５の座標との相関関係を検出する所謂アライメントが可能となっている。
【００１０】
この表面検査装置はさらに、ホルダ５に固定保持されたウエハ１００の表面に検査用照明光を照射する照明光学系１０と、検査用照明光の照射を受けたときのウエハ１００からの反射光、回折光等を集光する集光光学系２０と、集光光学系２０により集光された光を受けてウエハ１００の表面の像（反射像、回折像等）を検出するＣＣＤカメラ３０等（撮像装置）を有している。
【００１１】
照明光学系１０は、メタルハライドランプや超高圧水銀ランプなどの高輝度放電ランプ等の光源１１と、この光源１１からの照明光束を集光するコレクタレンズ１２と、コレクタレンズ１２により集光された光の光量を調整するニュートラルデンシティフィルタ１５と、所定の波長域の光を透過する波長選択フィルタ１４（詳細は後述）を有したターレット１３ａ、ターレット１３ａの回転位置を切り替えて所望の波長選択フィルタ１４を光源１１の光が通る部分に設定し透過する光の波長帯を選択する波長選択部１３と、を備える。さらに、これらフィルタ１４，１５を透過した照明光束を集光させるインプットレンズ１６を有し、インプットレンズ１６により集光された照明光がファイバ１７の一端１７ａに導入される。
【００１２】
このように波長選択部１３は、波長選択フィルタ１４を有したターレット１３ａと選択駆動機構１３ｂを有しており、いくつかの種類の切替えて使用することが可能となっている。例えばｉ線（波長３６５ｎｍ）、２４８nm帯等の特定波長の光を透過させる干渉フィルタ等のバンドパスフィルタ、あるいは所定の波長より長い波長だけを透過させるシャープカットフィルタ等を必要に応じて選択して用いることができる。また、本実施形態では２４８nm帯を得るために２４８nmに透過特性を有し半値幅が比較的広い第１フィルタ１４１と第１のフィルタよりも後段に配置され、２４８nm付近に透過特性の中心波長を有し半値幅が検査精度を保障できる程度に狭い第２のフィルタ１４２を備えている。ニュートラルデンシティフィルタ１５は、回転角に応じて透過光量が順次変化する円盤状のフィルタからなり、回転駆動機構１５ａにより回転制御されて透過光量を制御できるよう構成されている。
【００１３】
一端１７ａから照明光が入射したファイバ１７は、途中で分岐して一方は他端１７ｂから出射し、もう一方は別端１７ｃから出射する。別端１７ｃから出射した照明光は照度計１９に入射して波長選択フィルタ１３に加わった光エネルギーを検出可能となっている。なお、他端１７bと別端１７cのファイバ数は１０００対１程度にランダムに振り分けられいるため、光量も１０００対１程度となっている。
【００１４】
照明光学系１０はさらに、ファイバ１７の他端１７ｂから射出される発散光束を受ける照明系凹面鏡１８を有しており、ファイバ１７の他端１７ｂはこの照明系凹面鏡１８の焦点面上であって軸ずらしされた位置に配置されている。このため、ファイバ１７の他端１７ａから導入されファイバ１７の他端１７ｂから発散された照明光は、照明系凹面鏡によって平行光束となってホルダ５に保持されたウエハ１００の表面に均一な角度で照射される。このときウエハ１００の表面に照射される照明光束は、ウエハ１００の表面と垂直な軸Ax1（鉛直軸）に対して角度θｉを有しチルト軸Ax2に略直交するする方向から照射され、ウエハ１００からの光が角度θｒを有して出射される。これら入射角と出射角との関係が、軸Ax2を中心としてホルダ５をチルト（傾動）させることにより調整可能である。すなわち、ホルダ５のチルトによりウエハ１００の載置角度を変化させて、入射角と出射角との関係を調整可能である。
【００１５】
ウエハ１００の表面からの出射光（回折光）は集光光学系２０により集光される。この集光光学系２０は、鉛直軸Ax1に対して角度θｉで照明光が入射されるときに鉛直軸Ax1に対して角度θrを有した方向に対向して配設された集光系凹面鏡２１と、この集光系凹面鏡２１の集光位置（焦点位置）に配設された絞り２２と、この絞り２２の後側に配設された結像レンズ２３とから構成される。この結像レンズ２３の後側にＣＣＤカメラ３０が配設されている。集光系凹面鏡２１により集光されるとともに絞り２２によって制限された出射光（ｎ次の回折光）は、レンズ２３によってＣＣＤカメラ３０のＣＣＤ撮像素子（イメージングデバイス）３１に結像される。この結果、ウエハ１００の表面の回折像がＣＣＤ撮像素子３１によって検出される。
【００１６】
ＣＣＤ撮像素子３１は、その受像面に形成されたウエハ表面の像（回折光の像）を光電変換して画像信号を生成し、画像処理検査装置３５に送る。画像処理検査装置３５の内部には、制御部３７と、フィルタ切り替え指示部３８と、ウエハ１００の欠陥を検出する欠陥検出部３９と、メモリ（記憶部）３６が設けられている。
【００１７】
制御部３７は、切替駆動機構１３ｂによる波長選択フィルタ１３の切替制御、波長調整駆動部１４ｂによるターレット１３ａの回動制御、回転駆動機構１５ａによるニュートラルデンシティフィルタ１５の回転制御、鉛直軸Ax1を中心としたホルダ５の回転制御、チルト軸Ax2を中心としたホルダ５のチルト制御等を行う。さらに、制御部３７はＣＣＤ撮像素子３０から得られるウエハ１００の画像を所定のビット（例えば１６ビット）のデジタル画像に変換する。
【００１８】
メモリ（記憶装置）３６には、制御部３７からのデジタル画像とそのときの装置条件（チルト角）が記憶される。記憶されたデジタル画像は、欠陥検出時には欠陥検出部３９に出力される。
【００１９】
欠陥検出部３９は、ウエハ１００の欠陥検出に当たって、メモリ３６に記憶されたウエハ１００のデジタル画像を取り込んで画像処理を行う他に、画像の明暗に基づいてウエハ１００の膜厚ムラ・塗布ムラ（ゴミの影響で膜が形成されていない部分等）、パターン形状の異常、きず等の欠陥個所を特定することもできる。
【００２０】
ここで、被検物体であるウエハ１００の表面には周期的に繰り返される配線列形状の回路パターンが形成されておりウエハ１００の表面においてはこれら回路パターンを構成する線（線状の突起）が周期的に繰り返して配列されている。このため、回路パターンを構成する線の繰り返しピッチがｐであり、照明光の波長がλであるときに、ホルダ５をチルトさせてウエハ１００の表面のチルト角Ｔを次式（１）が成立するように設定すれば、ウエハ１００で発生し出射されるｎ次の回折光が集光光学系２０を介してＣＣＤカメラ３０に集光されるようになる。このようにしてｎ次の回折光を受光してＣＣＤ撮像素子３１により得られたウエハ１００の表面像から回路パターンの線幅異常等の欠陥の有無の検査を行う。
【００２１】
sin（θi−Ｔ）−sin（θr＋Ｔ）＝ｎ・λ／ｐ  ・・・・  （１）
式（１）において、θｉおよびθｒがチルト角Ｔを変化させる前（チルト角Ｔ＝０のとき）の入射角および出射角の値、すなわち初期値である。チルト角Ｔを変化させた場合に、入射角（θｉ−Ｔ）およびｎ次の回折光の出射角（θｒ＋Ｔ）はウエハ１００の表面に対する法線Ax1（ウエハ１００は平行板と見なせるため、ホルダ５の法線とウエハ表面の法線は同一と見なせる）を基準として入射側に見込む角度をプラス、その反対側に見込む角度をマイナスとする。チルト角Ｔを変化させると入射角（θｉ−Ｔ）、出射角（θｒ＋Ｔ）が変化するわけであるが、チルト角Ｔは、たとえばホルダが水平状態にあるときを０度とし、入射側への角度方向をプラス、出射側への角度方向をマイナスとする。ここでは、チルト角が０度（基準状態）のときの入射角をθｉ、出射角をθｒとしている。
【００２２】
まず正反射像での検査を行うため、入射角（θｉ−Ｔ）＝出射角（θｒ＋Ｔ）として、ＣＣＤ撮像素子３１により撮像されたウエハ１００の表面の画像信号が画像処理検査装置３５に送られる。画像処理検査装置３５においては、ＣＣＤ撮像素子３１からの画像信号により得られるウエハ１００の表面画像と、予め記憶されている良品ウエハの表面の画像（検査基準画像）とをアライメント（対応するパターンの位置がお互いに重なる状態とする）した後に比較検査を行う。比較検査には、パターンのマッチング検査や、予め学習させておいた検査基準画像との差分からなる差分画像に基づいた欠陥検査等がある。検査対象となるウエハ１００に膜厚ムラがある場合は干渉色が異なるため欠陥として検出され、パターン形状の異常やゴミきず等の欠陥が存在する場合には明暗差となって欠陥を検出することができる。
【００２３】
次に、回折像での検査を行うために、照明光学系１０からホルダ５に保持されたウエハ１００の表面に検査用照明光を照射したときに、ウエハ１００からの回折光が集光光学系２０を介してＣＣＤカメラ３０に集光されるように装置条件を設定する必要がある。この装置条件としては、例えば、ウエハ１００に対する照明光の波長λ、この照明光の入射角θｉ、ウエハ１００から集光光学系２０への出射角θｒ、ウエハ１００（ホルダ５）のチルト角Ｔ等であり、これらがウエハ１００の表面に形成された回路パターンのピッチｐに対して上記式（１）を満足するように設定して表面検査を行うこう必要がある。
【００２４】
例えば、入射角θｉ＝３０度、出射角θｒ＝０度の検査装置で、パターンピッチｐ＝３３０nmのパターンを形成したウエハをλ＝３６５nmの検査光で１次回折光の回折像で検査する場合、Ｔ＝−１９．９度となる。
【００２５】
回折像はパターンを照射する光の回折光を観察しているため、その像の輝度はパターンの形状変化の影響を受ける。例えば、塗布されたレジストへ適切な露光条件（ドーズ（露光量）やフォーカス等）で露光され、適切なレジスト現像工程を経て形成されたパターンは断面がきれいな矩形となっており回折光も最も強く発生する。しかし、露光条件や現像条件に不適切（ドーズ不良、フォーカス不良、現像液量不良、現像時間不良等）な条件があると線幅が細くなったり、パターンの断面がきれいな矩形とはならずにだれた形状（台形や蒲鉾形状など）となり、その結果回折光の輝度（光量）が低下してしまう。
【００２６】
回折光検査では入射角（θｉ−Ｔ）と出射角（θｒ＋Ｔ）を上述の条件式（１）を満たすように設定することになるが、条件式（１）の条件を満たすチルト角の前後で例えば０．１度刻みでチルト角を変化させて受光する光量をモニターし、光量が最大となるチルト角を回折検査時のチルト角として記憶してもよい。回折像検査では前述のようにしてチルト角を設定し、ＣＣＤ撮像素子３１により撮像されたウエハ１００の表面の画像信号が画像処理検査装置３５に送られる。画像処理検査装置３５においては、ＣＣＤ撮像素子３１からの画像信号により得られるウエハ１００の表面画像の輝度に基づいて検査を行う。
【００２７】
ウエハ上には複数のチップが規則的に配列しておりチップとチップとの間にはストリートラインと呼ばれる部分がある。このストリートライン部は完成後にＩＣチップを切り出す際の切り代となる部分であり、パターンは形成されていない。そのため回折は起こらず回折像では暗くなっている。つまり、ウエハ上で各チップはストリートラインで区切られ見えるため、回折像でチップとチップとの比較が可能となる。具体的には、得られた回折像の各チップの輝度を比較してチップ単位での検査を行うことができる。ここで各チップの輝度比較は全チップの平均輝度を求め、各チップの輝度が平均輝度に対して所定の閾値より輝度差が有れば異常としてもよい。また、予め学習させておいた検査基準画像との差分を表示させた差分画像に基づいて欠陥検査も可能である。
【００２８】
正反射光検査では入射角（θｉ−Ｔ）＝出射角（θｒ＋Ｔ）とすればパターンのピッチに影響されることなく、正反射像を得ることができる。しかし、回折光検査では回折像を得られる条件は、パターンピッチ（ｐ）と検査光の波長（λ）に依存している。言い換えると、同じパターンピッチ（ｐ）の被検物であっても検査光の波長（λ）が変化すると、得られていた回折像が得られなくなる場合があることになる。
【００２９】
本実施形態の表面検査装置では、図１に示すように干渉フィルタからなる波長選択フィルタ１３により検査光の波長を調整している。前述のように従来は、水銀ランプの輝線スペクトル（図２参照）であるｈ線（４０５nm）やｉ線（３６５nm）等を用いていたため、干渉フィルタの透過波長域（図５参照）が多少変化しても影響は殆どなかった。これは、干渉フィルタの透過波長域に対して輝線スペクトルの幅が十分に狭かったため、検査光の波長λが実質的に変化しなかったと考えられる。しかし、パターン線幅の微細化に伴い２４８ｎｍ波長帯の光を用いるようになった。図２及び図３に示されるように水銀ランプの２４８ｎｍ波長帯は輝線スペクトルではなく、比較的なだらかな（ブロードな）ピークとなっている。そのため、干渉フィルタの透過特性が変化すると検査光の波長も変化してしまう。
【００３０】
本実施形態で波長選択フィルタ１３として用いている干渉フィルタは、基材である石英ガラスの上に酸化チタン（TiO2）・二酸化珪素（SiO2）・ジルコン（ZrO2）・アルミナ（Al2O3）等の誘電体の薄膜を積層して薄膜の干渉作用により透過する波長の調整をしている。この誘電体の薄膜は微視的に見るとポーラス（空孔部の多い構造）となっており、空気中の水分等を取り込み見かけ上の屈折率を有している。（つまり、空孔部の空気の一部が水分に置き換わるため、見かけ上の屈折率が大きくなる。）また、各誘電体薄膜層は光学的厚さｎ・ｄ（ｎは屈折率、ｄは幾何的な膜厚）として機能しているため、薄膜に含まれる水分量によって光学的厚さが変わってしまう。
【００３１】
本実施形態では、水銀ランプ等からなる光源１１からは強力な光線が発せられており、波長選択フィルタ１３である干渉フィルタは透過する波長以外の波長の光の多くを吸収している。そのため、波長選択フィルタ１３である干渉フィルタは活性化するとともに非常に高温になる。結果、干渉フィルタを構成する各誘電体薄膜層は水分を放出して屈折率が低下し、光学的膜厚が薄くなってしまう。各誘電体薄膜の光学的膜厚が薄くなる結果、透過特性は短波長側にシフトして、前述のように回折像に影響が生じて、著しい場合は回折像が得られなくなってしまう。
【００３２】
図６に波長選択フィルタ１３（２４８ｎｍに透過ピーク（中心波長）を有し半値幅が１０ｎｍの干渉フィルタ）が連続して照射された際の透過波長のピークとなる波長の変動を示した。前述の通りこの挙動は、波長選択フィルタ１３である干渉フィルタが光源１１からの光を受け高温となり、干渉フィルタを構成する光学薄膜が活性化して水分を放出して見かけ上の屈折率が下がるためと考えられる。また、照射時間が一定時間よりも長くなると変動がおさまる。これは、薄膜中に含まれる水分がほぼなくなるためと考えられる。
【００３３】
また、本実施形態の表面検査装置は半導体製造工程で工程管理用に使用されるため、光源１１が消灯されることはなく波長選択フィルタ１３も連続して照射を受けることとなる。しかし、製造工程や表面検査装置のメンテナンス等により光源を消灯する場合もある。そのような場合は、消灯されている期間は加熱がなくなり温度の低下にともなって再び雰囲気中の水分が吸着して透過波長のピークは初期状態に戻ると考えられる。また、前述のとおり対象のパターンピッチが同じでも波長が変化すると回折像は得られなくなってしまう。
【００３４】
そのため、本実施例ではフィルタを２段とした。図７(A)は本実施形態の波長選択フィルタの外観図であり、図７(B)は図７(A)のＡ−Ａ’断面図である。波長選択フィルタ１４はターレット１３ａに脱着可能で、不図示のセットビスでターレット１３ａに固定されている。波長選択フィルタ１４は、フィルタ鏡筒１４０内に２４８nm付近に透過特性の中心波長を有し半値幅が４０nm程度の第１フィルタ１４１と、第１のフィルタよりも後段に配置され２４８nm付近に透過特性の中心波長を有し半値幅が１０nm程度の第２のフィルタ１４２とが加締めにより取り付けられ構成されている。第１のフィルタで光源からの光から２４８ｎｍ付近の光を大雑把に抽出すると同時に熱を遮断し、第２のフィルタで所望の検査光を抽出している。本実施形態では、第１のフィルタは、光源からの光のうちニュートラルデンシティフィルタ１５で減光された光が入射し２４８nm付近の光を出射（抽出）するが、光束に含まれる２４８nm付近以外の光は大部分が第１のフィルタ１４１で吸収されるため、第１のフィルタ１４１の温度が高まり前述のように各層の見かけ上の屈折率が下がり、透過特性は次第に短波長側にシフトする。しかし、第１のフィルタ１４１の後段（ウエハ側）に配置されている第２のフィルタ１４２は２４８nm付近の半値幅４０nmの光が入射し半値幅１０nmの光が出射（抽出）するだけなので第２のフィルタ１４２で吸収される光はごく僅かであり、第２のフィルタ１４２の温度上昇も殆どなく透過特性のシフトも殆ど生じない。なお、第１のフィルタ１４１の透過特性は前述のようにシフトしてしまうが、図６からも判るように温度上昇による透過特性のシフトは２．５％程度飽和するため、シフトする波長は６nm程度である。第１のフィルタ１４１の透過特性は２４８ｎｍ付近に透過特性の中心波長を有し半値幅が４０ｎｍであるため６ｎｍシフトしても、第２のフィルタ１４２から出射してくる光の波長特性は安定している。
【００３５】
このように２４８nm帯の光を用いた回折検査においても検査精度を維持できるようになっている。なお、波長選択フィルタ１４は光源１１から光が、図７(A)及び(B)の左から右に通るように配置される。
【００３６】
（変形例）
また、前述の実施形態では２４８nm波長帯用に２４８nmに透過特性を有し半値幅が４０nm程度の第１フィルタと第１のフィルタよりも後段に配置され、２４８nmに透過特性を有し半値幅が１０nm程度の第２のフィルタを用いたが、第１のフィルタ１４１と第２のフィルタ１４２の間２４８ｎｍ付近の光を透過し熱を吸収する断熱部材を配置してもよい。図８は前述の断熱部材として厚さ５ｍｍの石英ガラス１４７を配置している。この波長選択フィルタもフィルタ鏡筒１４０内に２４８nm付近に透過特性の中心波長を有し半値幅が４０nm程度の第１フィルタ１４６と、石英ガラスからなる断熱フィルタ１４７と、２４８nm付近に透過特性の中心波長を有し半値幅が１０nm程度の第２のフィルタ１４８とが加締めにより取り付けられ構成されている。この波長選択フィルタは断熱フィルタ１４７を有するため第１のフィルタ１４６が高温になっても輻射や対流によって第２のフィルタ１４８が加熱される危険を低減している。なお、断熱部材として第１のフィルタと同様な特性のフィルタまたは第１のフィルタと第２のフィルタとの中間の特性を有するフィルタを用いてもよい。
【００３７】
このように本実施形態では、２４８ｎｍ帯の光を干渉フィルタによって得る検査装置であっても干渉フィルタの加熱による影響を低減することができ、安定した検査が可能となる。また、別の対策として干渉フィルタの変化に応じて、チルト角Ｔを調整して回折像を得ることも考えられる。しかし、その場合検査光の波長が変化しているため、下地層などから受ける影響が変わってしまい基準像との比較ができなくなり検査精度の低下を招いてしまう。本実施形態では、２４８ｎｍ帯の光のバンドパス特性を維持できるので、チルト角Ｔを調整する必要がなく他の輝線スペクトルを用いた場合同様、基準像との比較で検査をすることができる。
【００３８】
本実施形態では干渉フィルタを用いたが、光学薄膜からなる他の素子においても同様に適用することができる。また、ウエハ表面に形成されたパターンの検査以外にも、例えばウエハのエッジ部の検査やレチクル等の検査にも適用することできる。また観察にＣＣＤカメラ以外のＣＭＯＳ等の固体増幅型の２次元もしくは１次元撮像素子を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る検査装置に要部構成図である。
【図２】水銀ランプの輝線スペクトルを表す図である。
【図３】水銀ランプの２４８ｎｍ付近のスペクトルを表す図である。
【図４】水銀ランプのｉ線付近のスペクトルを表す図である。
【図５】干渉フィルタの透過特性を表す図である。
【図６】干渉フィルタの加熱によるピーク変動を示すグラフである。
【図７】波長選択フィルタの構造を示す模式図である。
【図８】変形例の波長選択フィルタの構造を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４０】
５  ウエハホルダ                    １０  照明光学系
１１  光源                            １２  コレクタレンズ
１３  波長選択フィルタ                １４  波長調整部
１５  ニュートラルデンシティフィルタ  １６  インプットレンズ
１７  ファイバ                        １８  照明系凹面鏡
１９  照度計                          ２０  集光光学系
２１  集光計凹面鏡                    ２２  絞り
２３  結像レンズ                      ３０  ＣＣＤカメラ
３１  ＣＣＤ撮像素子                  ３５  画像処理装置
３６  メモリ                          ３７  制御部
３８  フィルタ切り替え指示部          ３９  欠陥検出部
１００  ウエハ                        １４０  フィルタ鏡筒
１４１  第１のフィルタ                １４２  第２のフィルタ
１４６  変形例の第１のフィルタ        １４７  断熱部材
１４８  変形例の第２のフィルタ
【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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