欠陥検査方法および欠陥検査装置
【課題】配線間の底部のショートに対する検査感度を向上させ、微細化されたパターンであり、平行に並んだ複数の配線間の底部におけるパターンショートであっても検出可能な欠陥検査方法を実現する。
【解決手段】欠陥検出を行なう被対象物である試料に照射する光の偏光（アルファ）（ｓ偏光からの角度（アルファ））を、試料の回路パターンの条件、照射光の方位角及び入射角を所定の計算式に代入して算出する。偏光（アルファ）は、ｐ偏光とｓ偏光との間にある。算出した偏光（アルファ）の光を試料に照射して欠陥を検査する。これにより、配線間の底部のショートに対する検査感度を向上させ、微細化されたパターンであり、平行に並んだ複数の配線間の底部におけるパターンショートであっても検出可能な欠陥検査方法を実現することができる。
【解決手段】欠陥検出を行なう被対象物である試料に照射する光の偏光（アルファ）（ｓ偏光からの角度（アルファ））を、試料の回路パターンの条件、照射光の方位角及び入射角を所定の計算式に代入して算出する。偏光（アルファ）は、ｐ偏光とｓ偏光との間にある。算出した偏光（アルファ）の光を試料に照射して欠陥を検査する。これにより、配線間の底部のショートに対する検査感度を向上させ、微細化されたパターンであり、平行に並んだ複数の配線間の底部におけるパターンショートであっても検出可能な欠陥検査方法を実現することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子、液晶表示素子、プリント基板などの製造工程において、異物やパターンの変形等の欠陥を検出する欠陥検査方法および欠陥検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程では、半導体基板（ウエハ）上に異物が存在すると配線の絶縁不良や短絡などの不良原因になる。また、半導体素子上のパターンの微細化につれて、半導体基板中に微細な異物が存在した場合に、この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となっている。
【０００３】
同様に、液晶表示素子製造工程でも、パターン上に異物が混入したり、パターンの形状に何らかの欠陥が生じたりすると、表示素子として使えないものになってしまう。プリント基板の製造工程でも状況は同じであって、異物の混入はパターンの短絡、不良接続の原因に成る。
【０００４】
従来における、基板上の異物を検出する技術の１つとして、特許文献１に記載されている技術がある。この技術は、半導体基板上にｓ偏光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を可能にするものがある。
【０００５】
また、上記異物を検査する技術として、ウエハにコヒーレント光を照射してウエハ上の繰り返しパターンから射出する光を空間フィルタで除去し繰り返し性を持たない異物や欠陥を強調して検出する方法が知られている。
【０００６】
また、ウエハ上に形成された回路パターンに対して、この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明光を照射して主要な直線群からの回折光を検出光学系の対物レンズの開口内に入射させないようにした異物検査装置が、特許文献２に記載されている。この特許文献２においては、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ことについても記載されている。
【０００７】
また、照明光の干渉性を低下させることで、画像中のノイズ成分を低減し、繰り返しでないパターン部での検査感度を向上させる方法が、特許文献３および特許文献４に記載されている。
【０００８】
さらに、異物等の欠陥検査装置およびその方法に関する従来技術としては、特許文献５に記載された技術が知られている。
【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】特開平１−１１７０２４号公報
【特許文献３】特開平８−２１０９８９号公報
【特許文献４】特開２００５−３３７８５１号公報
【特許文献５】特開２０００−１０５２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
半導体や液晶表示素子の製造工程においては、パターンの微細化に伴い、ショートや断線などのパターンの形状不良による欠陥がより重要となってきている。
【００１１】
しかしながら、従来技術においては、平行に並んだ複数の配線間の底部におけるパターンショートを検出することが困難であった。つまり、従来用いられているｓ偏光照明と、特許文献２に記載されている主要直線群に対して４５度傾けた方向から照射して、回折光を検出光学系に入射させないようにする方法とを組み合わせても、上記パターンショートを検出することが困難である。
【００１２】
本発明の目的は、配線間の底部のショートに対する検査感度を向上させ、微細化されたパターンであり、平行に並んだ複数の配線間の底部におけるパターンショートであっても検出可能な欠陥検査方法およびその装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明は、次のように構成される。
【００１４】
所定の角度だけ傾けた方向から照明光を検査対象試料に照射して、反射光を検出光学系により検出し、検査対象試料の異物あるいはパターン欠陥を検出する欠陥検出方法及び装置において、照明光の所定の入射角度に基いて、検査対象試料のあるいはパターン欠陥からの散乱反射光が最も大となる偏光であって、ｐ偏光とｓ偏光との間の方位の偏光を算出し、算出した偏光状態の照明光を上記検査対象試料に照射する。
【００１５】
また、光源からのコヒーレント光を検査対象試料に照射し、散乱反射光を検出し、得られた画像を処理して、上記検査対象試料の異物や又はパターン欠陥を検出する欠陥検査方法及び装置において、上記コヒーレント光源から出力される直線偏光あるいは楕円偏光の光を、偏光状態を乱す素子を通して、偏光状態が互いに異なる光を上記検査対象試料に照射する。
【００１６】
また、コヒーレント光源からの出力光を集光して検査対象試料に照射し、散乱反射光を検出し、得られた画像を処理して、上記検査対象試料の異物や又はパターン欠陥を検出する欠陥検査方法及び装置において、コヒーレント光源から出力される直線偏光あるいは楕円偏光の光を、光が入射する複数のスリット状領域に対して異なる光路長を与える素子を通過させ、この通過させた光を空間的に２つのグループに分け、一方の偏光状態を他方の偏光状態に対して直交する偏光状態に変換し、上記検査対象試料に照射する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、配線間の底部のショートに対する検査感度を向上させ、微細化されたパターンであり、平行に並んだ複数の配線間の底部におけるパターンショートであっても検出可能な欠陥検査方法およびその装置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】本発明の第１の実施形態における欠陥検査装置の照明光学系の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における、試料に照射するビームの偏光方向の設定例を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における照明光の偏光設定による計算結果例を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態における方位（アルファ）度の直線偏光照明のショート欠陥検出に対する効果のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態における欠陥検査装置の照明光学系３０の概略構成図である。
【図７】本発明の第３の実施形態における欠陥検査装置の照明光学系３０の概略構成図である。
【図８】本発明の第４の実施形態における欠陥検査装置の照明光学系３０の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【実施例】
【００２０】
（第１の実施形態）
図１は、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１において、検査対象物である試料１０（半導体ウエハや、表示素子、プリント基板など）は、ステージ１５０に搭載されている。ステージ１５０は、例えばＸＹステージ、Ｚステージ、（シータ）ステージなどの組み合わせで構成される。
【００２１】
ステージ１５０の上方に設置された検査光学系４０、５０によって、試料１０の全面が検査できるように、試料１０をＸＹ面内で走査できるものが用いられる。試料１０は、照明光学系３０（光源を含む）から射出される照明光２０によって照明される。試料１０上のパターンや異物等の欠陥からの散乱反射光のうち、試料１０の上方に設置された検査光学系４０、５０に入射したものは、センサ６０、７０に導かれ、光電変換されて画像信号として画像処理部１６０に送られる。
【００２２】
検査光学系４０、５０としては、検光子を備えたものを用いることもある。また、センサ６０、７０としては、リニアＣＣＤセンサやＴＤＩセンサなどが用いられる。画像処理部１６０では、送られた画像信号を画像化し、隣接する同じパターンからの画像が比較されて、得られた差分から欠陥が検出される。
【００２３】
なお、欠陥検査装置は、自動焦点合わせ（Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓｉｎｇ、ＡＦ）系を持っている。ＡＦ系は、照明系１００、受光系１１０、ＡＦセンサ１２０から構成され、試料を走査する際に、センサ６０、７０で得られる画像がぼけないように試料高さの変動（焦点はずれ）を検出し、機構制御系１７０へフィードバックする。
【００２４】
操作部１８０により、機構制御部の制御内容や、画像処理部１６０の画像処理内容等が指令される。
【００２５】
図２は、図１に示した欠陥検査装置における照明光学系３０の概略構成を示す図である。図２において、光源２００から出射した光は、偏光調整部２１０、ビームエクスパンダ２２０、集光レンズ２３０、仰角切替ミラー２４０を経て、試料１０上の照明領域２５に達する。光源２００としては、例えば直線偏光状態の光を発するレーザを用いる。偏光調整部２１０は、例えば２分の１波長板２１３と４分の１波長板２１５とそれらの回転駆動機構からなる。上記光源２００、偏光調整部２１０、ビームエクスパンダ２２０、集光レンズ２３０、仰角切替ミラー２４０は、機構制御部１７０により動作制御される。
【００２６】
上記構成の照明光学系３０において、光源２００から出射した直線偏光の偏光方向を、試料１０上のパターンの向きやピッチ、照明光２０の照明仰角（あるいは入射角）にあわせてｓ偏光やｐ偏光からずれた方向に設定する。また、試料の特性によっては、照明の偏光を楕円偏光にすることもできる。
【００２７】
偏光調整部２１０にて偏光状態を調整された光は、ビームエクスパンダ２２０によって必要な大きさに広げられ、集光レンズ２３０に照射される。集光レンズ２３０としては、シリンドリカルレンズが用いられる。シリンドリカルレンズ（集光レンズ２３０）を通った光は、仰角切替ミラー２４０によって、照明仰角（あるいは入射角）が所定の角度となるように調整された後、試料１０の面上に照射される。照射領域２５は、線状となる。
【００２８】
図３は、本発明の第１の実施形態における、試料１０に照射するビームの偏光方向の設定例を示す図である。
【００２９】
図３において、試料１０の表面をｘｙ面とし、試料１０の面の法線方向をｚ方向とする。そして、照明領域２５はｙ軸に沿った直線上の領域で、原点がその中心にあるとする。ｘｙ面上に投影した照明の入射方位角を（ファイ）、照明の入射角を（シータ）（従って、仰角は９０−（シータ））、照明光（軸）を２０とすると、照明光２０のｐ偏光方向とｓ偏光方向は、図３に示された方向となる。本発明の第１の実施形態では、ｓ偏光の方向を基準に、そこから（アルファ）度回転した方向の偏光ベクトルをもった照明光を用いる。
【００３０】
方位（アルファ）度方向の偏光ベクトルをａベクトル、ｓ偏光方向の単位ベクトルをｓベクトル、ｐ偏光方向の単位ベクトルをｐベクトルとする。ａベクトルは、次式（１）で表すことができる。
【００３１】
【数１】
【００３２】
照明光２０の進行方向の単位ベクトルをｒベクトルとすると、ｒベクトルは、次式（２）で表すことができる。
【００３３】
【数２】
【００３４】
また、ｓベクトルは、次式（３）で、ｐベクトルは、次式（４）で表すことができる。
【００３５】
【数３】
【００３６】
【数４】
【００３７】
したがって、ａベクトル（ａｘ，ａｙ，ａｚ）は、次式（５）〜（７）で表すことができる。
【００３８】
【数５】
【００３９】
【数６】
【００４０】
【数７】
【００４１】
照明光２０として、方位（アルファ）度の直線偏光を用いた場合の試料１０面に入射する光の電場の振幅成分を偏光状態算出式である上記計算式（５）〜（７）に従って計算した例を図４に示す。この図４に示した例は、ｘｙ面上に投影した照明光２０の入射方位角（ファイ）＝４５度、照明光２０の入射角を（シータ）＝６０度（従って、仰角は３０度）とした場合の例である。
【００４２】
図４において、縦軸がベクトルの振幅を示し、横軸がｓ偏光に対してなす角度（（アルファ））を示す。そして、点線が電場のｘ方向成分、一点鎖線が電場のｙ方向成分、２点鎖線が電場のｚ方向成分、実線が電場のｙｚ面内、破線が電場のｘｚ面内ベクトルを示す。
【００４３】
図４に示すように、角度（アルファ）の値によって、電場のｘ、ｙ、ｚそれぞれの成分の内訳が大きく変化することがわかる。電場のｚ成分は、ｓ偏光の場合に最小、ｐ偏光の場合に最大となるが、ｘ成分やｙ成分は、ｓ偏光とｐ偏光の間の条件、すなわち、上記式（５）あるいは式（６）から、（アルファ）＝−（ベータ）あるいは、（アルファ）＝−（ベータ）´となる条件で最小となる。また、（アルファ）＝−（ベータ）＋９０度あるいは（アルファ）＝−（ベータ）´＋９０度となる条件で最大を示している。
【００４４】
したがって、試料１０上のパターンとの関係から、ｓ偏光とｐ偏光との間に欠陥検出に最適な偏光条件が存在する可能性が考えられる。
【００４５】
図５は、方位（アルファ）度の直線偏光照明のショート欠陥検出に対する効果のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【００４６】
図５の（ａ）は、試料１０上のパターンおよび欠陥のモデルを示し、図５の（ｂ）は、図５の（ａ）に示したモデルに対してシミュレーションによって用いた欠陥からの散乱光の分布を真上から見た図を示す。
【００４７】
なお、この例で用いた欠陥のモデルは、シリコン基板の上に形成された酸化膜(膜厚２１０ｎｍ)の更に上に形成された１００ｎｍライン及びスペースのタングステンの配線(膜厚２００ｎｍ)の溝底のショート部である。そして、ショート部の幅は５０ｎｍ、高さは４０ｎｍとした。
【００４８】
上記欠陥モデルに対して、方位角４５度方向から入射角（シータ）＝６０度（従って、仰角は３０度）、波長３５５ｎｍの照明光を照射した場合の、散乱分布が図５（ｂ）である。この散乱分布は、それぞれのピーク強度レベルで正規化したもので、そのピーク強度レベルを最下欄に示している。
【００４９】
図５の（ｂ）に示されているように、（アルファ）＝６３度とした場合は、ｐ偏光の場合（ピーク強度レベル０．２１）より約３割増しの散乱光レベル（ピーク強度レベル０．２７）が得られている。
【００５０】
これは、先に述べたように、図４において、計算式により得られた結果における電場のｙ成分がゼロになる、つまり、電場がｘｚ面内に存在する条件と一致している。
【００５１】
この様に、方位（アルファ）度を適切な値に選択することで、ショート欠陥をより高感度で検出することが可能になることがわかる。
【００５２】
実際には、試料上の回路パターンのショートを検出するために適した回転角（アルファ）は、試料上の回路パターンの主要な直線群の方向や、直線群の並びの周期、照明光２０の方位角（ファイ）や入射角（シータ）などに依存するため、これらの条件に合わせ、かつ、計算式（１）〜（７）を用いて設定する必要がある。
【００５３】
計算式（１）〜（７）は、機構制御部１７０の記憶部に格納されており、必要な条件を操作部１８０から機構制御部１７０に入力する。機構制御部は、入力された条件に従って、計算式（１）〜（７）を実行し、得られた角度（アルファ）となるように照明光学系３０を制御する。
【００５４】
以上のように、本発明の第１の実施形態によれば、欠陥検出を行なう被対象物である試料に照射する光の偏光（アルファ）（ｓ偏光からの角度（アルファ））を、試料１０の回路パターンの条件、照射光の方位角及び入射角を所定の計算式（５）〜（７）に代入して算出する。偏光（アルファ）は、ｐ偏光とｓ偏光との間にある。算出した偏光（アルファ）の光を試料１０に照射して欠陥を検査する。これにより、配線間の底部のショートに対する検査感度を向上させ、微細化されたパターンであり、平行に並んだ複数の配線間の底部におけるパターンショートであっても検出可能な欠陥検査方法およびその装置を実現することができる。
【００５５】
なお、上述した本発明の第１の実施形態では、照明光として直線偏光を用い、ｓ偏光から（アルファ）度方位を回転させる場合を例として示したが、（アルファ）度回転させた偏光のｓ偏光方向成分とｐ偏光方向成分との間に位相差を与え、結果として照明する偏光が楕円偏光となるようにしても良い。このようにすることで、パターンからの回折光のくせを低減し、欠陥を検出しやすくできる場合がある。
【００５６】
（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態における欠陥検査装置の照明光学系３０の概略構成図である。欠陥検査装置の全体構成は、図１に示した例と同様となるので、図示及びその説明は省略する。
【００５７】
図６において、光源３００から出射した直線偏光あるいは楕円偏光の照明光のビーム（コヒーレント光）は、デポラライザ３１０を通った後、ビームエクスパンダ３２０によって拡大され、多段ガラスブロック３３０に入射する。この多段ガラスブロック３３０を通過した光は、シリンドリカルレンズ３４０によって直線上に集光され、試料１０の面上の照明領域２５に達する。
【００５８】
デポラライザ３１０は、例えば、水晶のような複屈折性のある基板をウェッジ状に加工したもの、あるいは、それにウェッジ状の複屈折性の無い透明基板を張り合わせたものを用いる。
【００５９】
光線の透過する位置によって、直交する２方向の偏光成分に与えられる位相差が異なるようにすることで、透過するビーム全体としての偏光状態を様々な偏光状態の混合状態にする（偏光を乱す又は偏光状態を解消する）ことを可能にするものである。
【００６０】
本発明の第２の実施形態では、ビーム中の場所によって異なる偏光状態をもつようになったビームを拡大し、さらに多段ガラスブロック３３０を通すことで、場所によって異なる光路差を与える。多段ガラスブロック３３０は、長さの異なるガラスブロックを並べたもので、隣接ブロック間で可干渉距離を越える光路差を与える。このようにすることによって、多段ガラスブロック３３０を通った光は、場所によって互いに干渉せず、偏光状態も異なるスリット上のビーム群となる。これをシリンドリカルレンズ３４０で集光し、試料１０面に照射する。
【００６１】
この様な照明光を用いることによって、検査光学系４０、５０（図１に示す）を経て、センサ６０、７０で得られる画像は、偏光に依存した癖の平均化の効果により、繰り返し性の低いパターン部分においても、より滑らかな諧調特性を持ったものとなる。従って、画像のノイズ成分が低減され、欠陥の検出感度を高めることが可能となる。
【００６２】
つまり、本発明の第２の実施形態においても、配線間の底部のショートに対する検査感度を向上させ、微細化されたパターンであり、平行に並んだ複数の配線間の底部におけるパターンショートであっても検出可能な欠陥検査方法およびその装置を実現することができる。
【００６３】
つまり、従来技術において、繰り返し性の低いパターン部分の検査では、光路差を設けて干渉性を低減させた照明光を異なる入射角で重ねる方法を採用していたが、十分なノイズ低減効果が得られなかった。
【００６４】
これに対して、本発明の第２の実施形態によれば偏光依存性の低減効果も加わり、十分なノイズ低減効果を得ることができる。
【００６５】
なお、本発明の第２の実施形態では、デポラライザ３１０と多段ガラスブロック３３０とを組み合わせた例を示したが、多段ガラスブロック３３０は必ずしも必要ではない。多段ガラスブロック３３０を省略した場合は、可干渉性低減効果は得られないが、偏光依存性の平均化の効果は得られるため、欠陥検出感度を高めることは可能である。
【００６６】
（第３の実施形態）
図７は、本発明の第３の実施形態における欠陥検査装置の照明光学系３０の概略構成図である。欠陥検査装置の全体構成は、図１に示した例と同様となるので、図示及びその説明は省略する。
【００６７】
本発明の第３の実施形態では、光源３００から出射した直線偏光あるいは楕円偏光の照明光のビームは、２分の１波長板３５０を通過した後、ビームエクスパンダ３２０によって拡大され、開口の約半分の領域に設けられた２分の１波長板３６０を通過する。そして、２分の１波長板３６０を通過した光は、多段ガラスブロック３７０に入射する。多段ガラスブロック３７０を通過した光は、シリンドリカルレンズ３４０によって直線上に集光され、試料１０面上の照明領域２５に達する。
【００６８】
本発明の第３の実施形態では、多段ガラスブロック３７０を照明光の光軸に対してほぼ対象な形状とし、多段ガラスブロック３７０の半分の領域に入射する光の偏光状態を残りの半分の領域に入射する偏光と直交する状態となるように、２分の１波長板３６０を設ける。
【００６９】
例えば、光源３００から直線偏光の光が射出される場合には、図７の（ｂ）に示すように、２分の１波長板３６０が配置された領域に対応する多段ガラスブロック３７０の上半分の領域からの照明光はｐ偏光、下半分の領域からの照明光はｓ偏光とするような設定が可能となる。
【００７０】
ｐ偏光とｓ偏光の混ざった照明光を試料面に照射させて行なう検査によって、試料１０上のパターンの見え方の偏光依存性を低減し、画像のノイズを低減することによる欠陥検査の感度向上が可能となる。
【００７１】
つまり、本発明の第３の実施形態においても、配線間の底部のショートに対する検査感度を向上させ、微細化されたパターンであり、平行に並んだ複数の配線間の底部におけるパターンショートであっても検出可能な欠陥検査方法およびその装置を実現することができる。
【００７２】
なお、図示した状態で、２分の１波長板３５０によって偏光を９０度回転させることによって、上半分をｓ偏光、下半分をｐ偏光に切り替えることも可能になり、両方の照明状態による検査画像を合わせて、より画像のノイズを低減することも可能となる。
【００７３】
さらに、本発明の第３の実施形態においては、第２の実施形態と同様に、繰り返し性の低いパターン部の画像ノイズを低減し、欠陥検出感度を向上することができる。
【００７４】
なお、図示していないが２分の１波長板３５０の後に４分の１波長板を付加することで、右回り円偏光と左回り円偏光の組み合わせも可能となる。数学的に直交関係にあるこれらの偏光の組み合わせでも、同様の検査画像のノイズ低減の効果が期待できる。
【００７５】
（第４の実施形態）
図８は、本発明の第４の実施形態における欠陥検査装置の照明光学系３０の概略構成図である。欠陥検査装置の全体構成は、図１に示した例と同様となるので、図示及びその説明は省略する。
【００７６】
本発明の第４の実施形態では、光源３００から出射した直線偏光あるいは楕円偏光の照明光のビームは、２分の１波長板３５０を通過した後、ビームエクスパンダ３２０によって拡大され、多段ガラスブロック３３０に入射する。多段ガラスブロック３３０の入射側開口には、ブロック１個おきに２分の１波長板３６０が設置されている。多段ガラスブロック３３０を通過した光は、シリンドリカルレンズ３４０によって直線上に集光され、試料１０面上の照明領域２５に達する。
【００７７】
本発明の第４の実施形態では、多段ガラスブロック３３０の互いに隣接するスリット上の開口から出る光は、偏光状態が互いに直交する状態となる。例えば、光源３００から直線偏光の光が射出される場合には、図８の（ｂ）にて多段ガラスブロック３３０の一つおきの領域からの照明光はｐ偏光、残りの領域からの照明光はｓ偏光となるような設定が可能となる。
【００７８】
ｐ偏光とｓ偏光の混ざった照明による検査によって、パターンの見え方の偏光依存性を低減し、画像のノイズを低減することによる欠陥検査の感度向上が可能となる。
【００７９】
なお、この状態で、２分の１波長板３５０によって偏光を９０度回転させて、ｓ偏光とｐ偏光とを切り替えることも可能になり、両方の照明状態による検査画像を合わせて、より画像のノイズを低減することも可能となる。
【００８０】
本発明の第３の実施形態においても、配線間の底部のショートに対する検査感度を向上させ、微細化されたパターンであり、平行に並んだ複数の配線間の底部におけるパターンショートであっても検出可能な欠陥検査方法およびその装置を実現することができる。
【００８１】
さらに、本発明の第３の実施形態においては、第２の実施形態と同様に、繰り返し性の低いパターン部の画像ノイズを低減し、欠陥検出感度を向上することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１０・・・被検査物（試料、基板、ウエハ）、２０・・・照明光、３０・・・照明光学系、４０、５０・・・検査光学系、６０、７０・・・センサ、１００・・・照明系、１５０・・・ステージ、１６０・・・画像処理部、１７０・・・機構制御系、１８０・・・操作部、２００、３００・・・光源、２１０・・・偏光調整部、２１３、３５０、３６０・・・２分の１波長板、２１５・・・４分の１波長板、２２０、３２０・・・ビームエクスパンダ、２３０・・・集光レンズ、２４０・・・仰角切替ミラー、３１０・・・デポラライザ、３３０、３７０・・・多段ガラスブロック、３４０・・・シリンドリカルレンズ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子、液晶表示素子、プリント基板などの製造工程において、異物やパターンの変形等の欠陥を検出する欠陥検査方法および欠陥検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程では、半導体基板（ウエハ）上に異物が存在すると配線の絶縁不良や短絡などの不良原因になる。また、半導体素子上のパターンの微細化につれて、半導体基板中に微細な異物が存在した場合に、この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となっている。
【０００３】
同様に、液晶表示素子製造工程でも、パターン上に異物が混入したり、パターンの形状に何らかの欠陥が生じたりすると、表示素子として使えないものになってしまう。プリント基板の製造工程でも状況は同じであって、異物の混入はパターンの短絡、不良接続の原因に成る。
【０００４】
従来における、基板上の異物を検出する技術の１つとして、特許文献１に記載されている技術がある。この技術は、半導体基板上にｓ偏光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を可能にするものがある。
【０００５】
また、上記異物を検査する技術として、ウエハにコヒーレント光を照射してウエハ上の繰り返しパターンから射出する光を空間フィルタで除去し繰り返し性を持たない異物や欠陥を強調して検出する方法が知られている。
【０００６】
また、ウエハ上に形成された回路パターンに対して、この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明光を照射して主要な直線群からの回折光を検出光学系の対物レンズの開口内に入射させないようにした異物検査装置が、特許文献２に記載されている。この特許文献２においては、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ことについても記載されている。
【０００７】
また、照明光の干渉性を低下させることで、画像中のノイズ成分を低減し、繰り返しでないパターン部での検査感度を向上させる方法が、特許文献３および特許文献４に記載されている。
【０００８】
さらに、異物等の欠陥検査装置およびその方法に関する従来技術としては、特許文献５に記載された技術が知られている。
【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】特開平１−１１７０２４号公報
【特許文献３】特開平８−２１０９８９号公報
【特許文献４】特開２００５−３３７８５１号公報
【特許文献５】特開２０００−１０５２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
半導体や液晶表示素子の製造工程においては、パターンの微細化に伴い、ショートや断線などのパターンの形状不良による欠陥がより重要となってきている。
【００１１】
しかしながら、従来技術においては、平行に並んだ複数の配線間の底部におけるパターンショートを検出することが困難であった。つまり、従来用いられているｓ偏光照明と、特許文献２に記載されている主要直線群に対して４５度傾けた方向から照射して、回折光を検出光学系に入射させないようにする方法とを組み合わせても、上記パターンショートを検出することが困難である。
【００１２】
本発明の目的は、配線間の底部のショートに対する検査感度を向上させ、微細化されたパターンであり、平行に並んだ複数の配線間の底部におけるパターンショートであっても検出可能な欠陥検査方法およびその装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明は、次のように構成される。
【００１４】
所定の角度だけ傾けた方向から照明光を検査対象試料に照射して、反射光を検出光学系により検出し、検査対象試料の異物あるいはパターン欠陥を検出する欠陥検出方法及び装置において、照明光の所定の入射角度に基いて、検査対象試料のあるいはパターン欠陥からの散乱反射光が最も大となる偏光であって、ｐ偏光とｓ偏光との間の方位の偏光を算出し、算出した偏光状態の照明光を上記検査対象試料に照射する。
【００１５】
また、光源からのコヒーレント光を検査対象試料に照射し、散乱反射光を検出し、得られた画像を処理して、上記検査対象試料の異物や又はパターン欠陥を検出する欠陥検査方法及び装置において、上記コヒーレント光源から出力される直線偏光あるいは楕円偏光の光を、偏光状態を乱す素子を通して、偏光状態が互いに異なる光を上記検査対象試料に照射する。
【００１６】
また、コヒーレント光源からの出力光を集光して検査対象試料に照射し、散乱反射光を検出し、得られた画像を処理して、上記検査対象試料の異物や又はパターン欠陥を検出する欠陥検査方法及び装置において、コヒーレント光源から出力される直線偏光あるいは楕円偏光の光を、光が入射する複数のスリット状領域に対して異なる光路長を与える素子を通過させ、この通過させた光を空間的に２つのグループに分け、一方の偏光状態を他方の偏光状態に対して直交する偏光状態に変換し、上記検査対象試料に照射する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、配線間の底部のショートに対する検査感度を向上させ、微細化されたパターンであり、平行に並んだ複数の配線間の底部におけるパターンショートであっても検出可能な欠陥検査方法およびその装置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】本発明の第１の実施形態における欠陥検査装置の照明光学系の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における、試料に照射するビームの偏光方向の設定例を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における照明光の偏光設定による計算結果例を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態における方位（アルファ）度の直線偏光照明のショート欠陥検出に対する効果のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態における欠陥検査装置の照明光学系３０の概略構成図である。
【図７】本発明の第３の実施形態における欠陥検査装置の照明光学系３０の概略構成図である。
【図８】本発明の第４の実施形態における欠陥検査装置の照明光学系３０の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【実施例】
【００２０】
（第１の実施形態）
図１は、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１において、検査対象物である試料１０（半導体ウエハや、表示素子、プリント基板など）は、ステージ１５０に搭載されている。ステージ１５０は、例えばＸＹステージ、Ｚステージ、（シータ）ステージなどの組み合わせで構成される。
【００２１】
ステージ１５０の上方に設置された検査光学系４０、５０によって、試料１０の全面が検査できるように、試料１０をＸＹ面内で走査できるものが用いられる。試料１０は、照明光学系３０（光源を含む）から射出される照明光２０によって照明される。試料１０上のパターンや異物等の欠陥からの散乱反射光のうち、試料１０の上方に設置された検査光学系４０、５０に入射したものは、センサ６０、７０に導かれ、光電変換されて画像信号として画像処理部１６０に送られる。
【００２２】
検査光学系４０、５０としては、検光子を備えたものを用いることもある。また、センサ６０、７０としては、リニアＣＣＤセンサやＴＤＩセンサなどが用いられる。画像処理部１６０では、送られた画像信号を画像化し、隣接する同じパターンからの画像が比較されて、得られた差分から欠陥が検出される。
【００２３】
なお、欠陥検査装置は、自動焦点合わせ（Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓｉｎｇ、ＡＦ）系を持っている。ＡＦ系は、照明系１００、受光系１１０、ＡＦセンサ１２０から構成され、試料を走査する際に、センサ６０、７０で得られる画像がぼけないように試料高さの変動（焦点はずれ）を検出し、機構制御系１７０へフィードバックする。
【００２４】
操作部１８０により、機構制御部の制御内容や、画像処理部１６０の画像処理内容等が指令される。
【００２５】
図２は、図１に示した欠陥検査装置における照明光学系３０の概略構成を示す図である。図２において、光源２００から出射した光は、偏光調整部２１０、ビームエクスパンダ２２０、集光レンズ２３０、仰角切替ミラー２４０を経て、試料１０上の照明領域２５に達する。光源２００としては、例えば直線偏光状態の光を発するレーザを用いる。偏光調整部２１０は、例えば２分の１波長板２１３と４分の１波長板２１５とそれらの回転駆動機構からなる。上記光源２００、偏光調整部２１０、ビームエクスパンダ２２０、集光レンズ２３０、仰角切替ミラー２４０は、機構制御部１７０により動作制御される。
【００２６】
上記構成の照明光学系３０において、光源２００から出射した直線偏光の偏光方向を、試料１０上のパターンの向きやピッチ、照明光２０の照明仰角（あるいは入射角）にあわせてｓ偏光やｐ偏光からずれた方向に設定する。また、試料の特性によっては、照明の偏光を楕円偏光にすることもできる。
【００２７】
偏光調整部２１０にて偏光状態を調整された光は、ビームエクスパンダ２２０によって必要な大きさに広げられ、集光レンズ２３０に照射される。集光レンズ２３０としては、シリンドリカルレンズが用いられる。シリンドリカルレンズ（集光レンズ２３０）を通った光は、仰角切替ミラー２４０によって、照明仰角（あるいは入射角）が所定の角度となるように調整された後、試料１０の面上に照射される。照射領域２５は、線状となる。
【００２８】
図３は、本発明の第１の実施形態における、試料１０に照射するビームの偏光方向の設定例を示す図である。
【００２９】
図３において、試料１０の表面をｘｙ面とし、試料１０の面の法線方向をｚ方向とする。そして、照明領域２５はｙ軸に沿った直線上の領域で、原点がその中心にあるとする。ｘｙ面上に投影した照明の入射方位角を（ファイ）、照明の入射角を（シータ）（従って、仰角は９０−（シータ））、照明光（軸）を２０とすると、照明光２０のｐ偏光方向とｓ偏光方向は、図３に示された方向となる。本発明の第１の実施形態では、ｓ偏光の方向を基準に、そこから（アルファ）度回転した方向の偏光ベクトルをもった照明光を用いる。
【００３０】
方位（アルファ）度方向の偏光ベクトルをａベクトル、ｓ偏光方向の単位ベクトルをｓベクトル、ｐ偏光方向の単位ベクトルをｐベクトルとする。ａベクトルは、次式（１）で表すことができる。
【００３１】
【数１】
【００３２】
照明光２０の進行方向の単位ベクトルをｒベクトルとすると、ｒベクトルは、次式（２）で表すことができる。
【００３３】
【数２】
【００３４】
また、ｓベクトルは、次式（３）で、ｐベクトルは、次式（４）で表すことができる。
【００３５】
【数３】
【００３６】
【数４】
【００３７】
したがって、ａベクトル（ａｘ，ａｙ，ａｚ）は、次式（５）〜（７）で表すことができる。
【００３８】
【数５】
【００３９】
【数６】
【００４０】
【数７】
【００４１】
照明光２０として、方位（アルファ）度の直線偏光を用いた場合の試料１０面に入射する光の電場の振幅成分を偏光状態算出式である上記計算式（５）〜（７）に従って計算した例を図４に示す。この図４に示した例は、ｘｙ面上に投影した照明光２０の入射方位角（ファイ）＝４５度、照明光２０の入射角を（シータ）＝６０度（従って、仰角は３０度）とした場合の例である。
【００４２】
図４において、縦軸がベクトルの振幅を示し、横軸がｓ偏光に対してなす角度（（アルファ））を示す。そして、点線が電場のｘ方向成分、一点鎖線が電場のｙ方向成分、２点鎖線が電場のｚ方向成分、実線が電場のｙｚ面内、破線が電場のｘｚ面内ベクトルを示す。
【００４３】
図４に示すように、角度（アルファ）の値によって、電場のｘ、ｙ、ｚそれぞれの成分の内訳が大きく変化することがわかる。電場のｚ成分は、ｓ偏光の場合に最小、ｐ偏光の場合に最大となるが、ｘ成分やｙ成分は、ｓ偏光とｐ偏光の間の条件、すなわち、上記式（５）あるいは式（６）から、（アルファ）＝−（ベータ）あるいは、（アルファ）＝−（ベータ）´となる条件で最小となる。また、（アルファ）＝−（ベータ）＋９０度あるいは（アルファ）＝−（ベータ）´＋９０度となる条件で最大を示している。
【００４４】
したがって、試料１０上のパターンとの関係から、ｓ偏光とｐ偏光との間に欠陥検出に最適な偏光条件が存在する可能性が考えられる。
【００４５】
図５は、方位（アルファ）度の直線偏光照明のショート欠陥検出に対する効果のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【００４６】
図５の（ａ）は、試料１０上のパターンおよび欠陥のモデルを示し、図５の（ｂ）は、図５の（ａ）に示したモデルに対してシミュレーションによって用いた欠陥からの散乱光の分布を真上から見た図を示す。
【００４７】
なお、この例で用いた欠陥のモデルは、シリコン基板の上に形成された酸化膜(膜厚２１０ｎｍ)の更に上に形成された１００ｎｍライン及びスペースのタングステンの配線(膜厚２００ｎｍ)の溝底のショート部である。そして、ショート部の幅は５０ｎｍ、高さは４０ｎｍとした。
【００４８】
上記欠陥モデルに対して、方位角４５度方向から入射角（シータ）＝６０度（従って、仰角は３０度）、波長３５５ｎｍの照明光を照射した場合の、散乱分布が図５（ｂ）である。この散乱分布は、それぞれのピーク強度レベルで正規化したもので、そのピーク強度レベルを最下欄に示している。
【００４９】
図５の（ｂ）に示されているように、（アルファ）＝６３度とした場合は、ｐ偏光の場合（ピーク強度レベル０．２１）より約３割増しの散乱光レベル（ピーク強度レベル０．２７）が得られている。
【００５０】
これは、先に述べたように、図４において、計算式により得られた結果における電場のｙ成分がゼロになる、つまり、電場がｘｚ面内に存在する条件と一致している。
【００５１】
この様に、方位（アルファ）度を適切な値に選択することで、ショート欠陥をより高感度で検出することが可能になることがわかる。
【００５２】
実際には、試料上の回路パターンのショートを検出するために適した回転角（アルファ）は、試料上の回路パターンの主要な直線群の方向や、直線群の並びの周期、照明光２０の方位角（ファイ）や入射角（シータ）などに依存するため、これらの条件に合わせ、かつ、計算式（１）〜（７）を用いて設定する必要がある。
【００５３】
計算式（１）〜（７）は、機構制御部１７０の記憶部に格納されており、必要な条件を操作部１８０から機構制御部１７０に入力する。機構制御部は、入力された条件に従って、計算式（１）〜（７）を実行し、得られた角度（アルファ）となるように照明光学系３０を制御する。
【００５４】
以上のように、本発明の第１の実施形態によれば、欠陥検出を行なう被対象物である試料に照射する光の偏光（アルファ）（ｓ偏光からの角度（アルファ））を、試料１０の回路パターンの条件、照射光の方位角及び入射角を所定の計算式（５）〜（７）に代入して算出する。偏光（アルファ）は、ｐ偏光とｓ偏光との間にある。算出した偏光（アルファ）の光を試料１０に照射して欠陥を検査する。これにより、配線間の底部のショートに対する検査感度を向上させ、微細化されたパターンであり、平行に並んだ複数の配線間の底部におけるパターンショートであっても検出可能な欠陥検査方法およびその装置を実現することができる。
【００５５】
なお、上述した本発明の第１の実施形態では、照明光として直線偏光を用い、ｓ偏光から（アルファ）度方位を回転させる場合を例として示したが、（アルファ）度回転させた偏光のｓ偏光方向成分とｐ偏光方向成分との間に位相差を与え、結果として照明する偏光が楕円偏光となるようにしても良い。このようにすることで、パターンからの回折光のくせを低減し、欠陥を検出しやすくできる場合がある。
【００５６】
（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態における欠陥検査装置の照明光学系３０の概略構成図である。欠陥検査装置の全体構成は、図１に示した例と同様となるので、図示及びその説明は省略する。
【００５７】
図６において、光源３００から出射した直線偏光あるいは楕円偏光の照明光のビーム（コヒーレント光）は、デポラライザ３１０を通った後、ビームエクスパンダ３２０によって拡大され、多段ガラスブロック３３０に入射する。この多段ガラスブロック３３０を通過した光は、シリンドリカルレンズ３４０によって直線上に集光され、試料１０の面上の照明領域２５に達する。
【００５８】
デポラライザ３１０は、例えば、水晶のような複屈折性のある基板をウェッジ状に加工したもの、あるいは、それにウェッジ状の複屈折性の無い透明基板を張り合わせたものを用いる。
【００５９】
光線の透過する位置によって、直交する２方向の偏光成分に与えられる位相差が異なるようにすることで、透過するビーム全体としての偏光状態を様々な偏光状態の混合状態にする（偏光を乱す又は偏光状態を解消する）ことを可能にするものである。
【００６０】
本発明の第２の実施形態では、ビーム中の場所によって異なる偏光状態をもつようになったビームを拡大し、さらに多段ガラスブロック３３０を通すことで、場所によって異なる光路差を与える。多段ガラスブロック３３０は、長さの異なるガラスブロックを並べたもので、隣接ブロック間で可干渉距離を越える光路差を与える。このようにすることによって、多段ガラスブロック３３０を通った光は、場所によって互いに干渉せず、偏光状態も異なるスリット上のビーム群となる。これをシリンドリカルレンズ３４０で集光し、試料１０面に照射する。
【００６１】
この様な照明光を用いることによって、検査光学系４０、５０（図１に示す）を経て、センサ６０、７０で得られる画像は、偏光に依存した癖の平均化の効果により、繰り返し性の低いパターン部分においても、より滑らかな諧調特性を持ったものとなる。従って、画像のノイズ成分が低減され、欠陥の検出感度を高めることが可能となる。
【００６２】
つまり、本発明の第２の実施形態においても、配線間の底部のショートに対する検査感度を向上させ、微細化されたパターンであり、平行に並んだ複数の配線間の底部におけるパターンショートであっても検出可能な欠陥検査方法およびその装置を実現することができる。
【００６３】
つまり、従来技術において、繰り返し性の低いパターン部分の検査では、光路差を設けて干渉性を低減させた照明光を異なる入射角で重ねる方法を採用していたが、十分なノイズ低減効果が得られなかった。
【００６４】
これに対して、本発明の第２の実施形態によれば偏光依存性の低減効果も加わり、十分なノイズ低減効果を得ることができる。
【００６５】
なお、本発明の第２の実施形態では、デポラライザ３１０と多段ガラスブロック３３０とを組み合わせた例を示したが、多段ガラスブロック３３０は必ずしも必要ではない。多段ガラスブロック３３０を省略した場合は、可干渉性低減効果は得られないが、偏光依存性の平均化の効果は得られるため、欠陥検出感度を高めることは可能である。
【００６６】
（第３の実施形態）
図７は、本発明の第３の実施形態における欠陥検査装置の照明光学系３０の概略構成図である。欠陥検査装置の全体構成は、図１に示した例と同様となるので、図示及びその説明は省略する。
【００６７】
本発明の第３の実施形態では、光源３００から出射した直線偏光あるいは楕円偏光の照明光のビームは、２分の１波長板３５０を通過した後、ビームエクスパンダ３２０によって拡大され、開口の約半分の領域に設けられた２分の１波長板３６０を通過する。そして、２分の１波長板３６０を通過した光は、多段ガラスブロック３７０に入射する。多段ガラスブロック３７０を通過した光は、シリンドリカルレンズ３４０によって直線上に集光され、試料１０面上の照明領域２５に達する。
【００６８】
本発明の第３の実施形態では、多段ガラスブロック３７０を照明光の光軸に対してほぼ対象な形状とし、多段ガラスブロック３７０の半分の領域に入射する光の偏光状態を残りの半分の領域に入射する偏光と直交する状態となるように、２分の１波長板３６０を設ける。
【００６９】
例えば、光源３００から直線偏光の光が射出される場合には、図７の（ｂ）に示すように、２分の１波長板３６０が配置された領域に対応する多段ガラスブロック３７０の上半分の領域からの照明光はｐ偏光、下半分の領域からの照明光はｓ偏光とするような設定が可能となる。
【００７０】
ｐ偏光とｓ偏光の混ざった照明光を試料面に照射させて行なう検査によって、試料１０上のパターンの見え方の偏光依存性を低減し、画像のノイズを低減することによる欠陥検査の感度向上が可能となる。
【００７１】
つまり、本発明の第３の実施形態においても、配線間の底部のショートに対する検査感度を向上させ、微細化されたパターンであり、平行に並んだ複数の配線間の底部におけるパターンショートであっても検出可能な欠陥検査方法およびその装置を実現することができる。
【００７２】
なお、図示した状態で、２分の１波長板３５０によって偏光を９０度回転させることによって、上半分をｓ偏光、下半分をｐ偏光に切り替えることも可能になり、両方の照明状態による検査画像を合わせて、より画像のノイズを低減することも可能となる。
【００７３】
さらに、本発明の第３の実施形態においては、第２の実施形態と同様に、繰り返し性の低いパターン部の画像ノイズを低減し、欠陥検出感度を向上することができる。
【００７４】
なお、図示していないが２分の１波長板３５０の後に４分の１波長板を付加することで、右回り円偏光と左回り円偏光の組み合わせも可能となる。数学的に直交関係にあるこれらの偏光の組み合わせでも、同様の検査画像のノイズ低減の効果が期待できる。
【００７５】
（第４の実施形態）
図８は、本発明の第４の実施形態における欠陥検査装置の照明光学系３０の概略構成図である。欠陥検査装置の全体構成は、図１に示した例と同様となるので、図示及びその説明は省略する。
【００７６】
本発明の第４の実施形態では、光源３００から出射した直線偏光あるいは楕円偏光の照明光のビームは、２分の１波長板３５０を通過した後、ビームエクスパンダ３２０によって拡大され、多段ガラスブロック３３０に入射する。多段ガラスブロック３３０の入射側開口には、ブロック１個おきに２分の１波長板３６０が設置されている。多段ガラスブロック３３０を通過した光は、シリンドリカルレンズ３４０によって直線上に集光され、試料１０面上の照明領域２５に達する。
【００７７】
本発明の第４の実施形態では、多段ガラスブロック３３０の互いに隣接するスリット上の開口から出る光は、偏光状態が互いに直交する状態となる。例えば、光源３００から直線偏光の光が射出される場合には、図８の（ｂ）にて多段ガラスブロック３３０の一つおきの領域からの照明光はｐ偏光、残りの領域からの照明光はｓ偏光となるような設定が可能となる。
【００７８】
ｐ偏光とｓ偏光の混ざった照明による検査によって、パターンの見え方の偏光依存性を低減し、画像のノイズを低減することによる欠陥検査の感度向上が可能となる。
【００７９】
なお、この状態で、２分の１波長板３５０によって偏光を９０度回転させて、ｓ偏光とｐ偏光とを切り替えることも可能になり、両方の照明状態による検査画像を合わせて、より画像のノイズを低減することも可能となる。
【００８０】
本発明の第３の実施形態においても、配線間の底部のショートに対する検査感度を向上させ、微細化されたパターンであり、平行に並んだ複数の配線間の底部におけるパターンショートであっても検出可能な欠陥検査方法およびその装置を実現することができる。
【００８１】
さらに、本発明の第３の実施形態においては、第２の実施形態と同様に、繰り返し性の低いパターン部の画像ノイズを低減し、欠陥検出感度を向上することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１０・・・被検査物（試料、基板、ウエハ）、２０・・・照明光、３０・・・照明光学系、４０、５０・・・検査光学系、６０、７０・・・センサ、１００・・・照明系、１５０・・・ステージ、１６０・・・画像処理部、１７０・・・機構制御系、１８０・・・操作部、２００、３００・・・光源、２１０・・・偏光調整部、２１３、３５０、３６０・・・２分の１波長板、２１５・・・４分の１波長板、２２０、３２０・・・ビームエクスパンダ、２３０・・・集光レンズ、２４０・・・仰角切替ミラー、３１０・・・デポラライザ、３３０、３７０・・・多段ガラスブロック、３４０・・・シリンドリカルレンズ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コヒーレント光源と、
前記コヒーレント光源からの直線偏光の光、又は楕円偏光の光の偏光状態を乱す第１の素子と、
複数のスリット状領域を有する第２の素子と、を有し、
前記第１の素子によって偏光状態が乱された光は、前記複数のスリット状領域に入射し、
前記複数のスリット状領域に入射した前記偏光状態が乱された光には入射したスリット状領域に応じて異なる光路長が付与されることを特徴とする検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の検査装置において、
前記第２の素子は、隣接するスリット状領域に入射した光に対しては可干渉距離を超える光路差を付与することを特徴とする検査装置。
【請求項３】
請求項２に記載の検査装置において、
前記第１の素子と前記第２の素子との間の光路に、前記偏光状態を乱された光を拡大する第３の素子を有し、
前記第２の素子によって拡大された光は前記第１の素子に入射することを特徴とする検査装置。
【請求項４】
請求項３に記載の検査装置において、
前記第２の素子は、偏光状態の異なる複数のビーム群を生成し、
さらに、前記ビーム群を収束して、試料上に線状の照明領域を形成する第３の素子を有することを特徴とする検査装置。
【請求項５】
コヒーレント光源と、
複数のスリット状領域を有する第１の素子と、
前記コヒーレント光源からの直線偏光の光、又は楕円偏光の光を空間的に２つのグループに分ける第２の素子と、を有し、
前記第２の素子は、前記第１の素子へ入射する光の一方の偏光状態を他方の光の偏光状態に対して直交する偏光状態に変換し、
前記複数のスリット状領域に入射した光には入射したスリット状領域に応じて異なる光路長が付与されることを特徴とする検査装置。
【請求項６】
請求項５に記載の検査装置において、
前記第１の素子は、隣接するスリット状領域に入射した光に対しては可干渉距離を超える光路差を付与することを特徴とする検査装置。
【請求項７】
請求項６に記載の検査装置において、
前記一方の偏光状態はＰ偏光であり、前記直交する偏光状態はＳ偏光であることを特徴とする検査装置。
【請求項８】
請求項６に記載の検査装置において、
前記一方の偏光状態は右回り円偏光であり、前記直交する偏光状態は左回り円偏光であることを特徴とする検査装置。
【請求項９】
請求項７又は請求項８に記載の検査装置において、
前記第１の素子を通過した光を収束し、試料上に線状の照明領域を形成する第３の素子を有することを特徴とする検査装置。
【請求項１０】
コヒーレント光源と、
前記コヒーレント光源からの直線偏光の光、または楕円偏光の光を偏光状態の異なる複数の光に変換する第１の素子と、
複数のスリット状領域を有する第２の素子と、を有し、
前記偏光状態の異なる複数の光は、前記複数のスリット状領域に入射し、
前記複数のスリット状領域に入射した光には入射したスリット状領域に応じて異なる光路長が付与されることを特徴とする検査装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の検査装置において、
前記第１の素子は、隣接するスリット状領域に入射した光に対しては可干渉距離を超える光路差を付与することを特徴とする検査装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載の検査装置において、
前記第１の素子は、前記直線偏光の光、又は前記楕円偏光の光の偏光状態を乱す素子であることを特徴とする検査装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載の検査装置において、
前記第１の素子と前記第２の素子との間の光路に、前記偏光状態を乱された光を拡大する第３の素子を有し、
前記第３の素子によって拡大された光は前記第２の素子に入射することを特徴とする検査装置。
【請求項１４】
請求項１１に記載の検査装置において、
前記第２の素子は、偏光状態の異なる複数のビーム群を生成し、
さらに、
前記ビーム群を収束して、試料上に線状の照明領域を形成する第４の素子を有することを特徴とする検査装置。
【請求項１５】
請求項１１に記載の検査装置において、
前記第１の素子は、前記第１の素子へ入射する光の一方の偏光状態を他方の光の偏光状態に対して直交する偏光状態に変換することを特徴とする検査装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の検査装置において、
前記一方の偏光状態はＰ偏光であり、前記直交する偏光状態はＳ偏光であることを特徴とする検査装置。
【請求項１７】
請求項１５に記載の検査装置において、
前記一方の偏光状態は右回り円偏光であり、前記直交する偏光状態は左回り円偏光であることを特徴とする検査装置。
【請求項１８】
請求項１６、又は請求項１７に記載の検査装置において、
前記第１の素子を通過した光を収束し、試料上に線状の照明領域を形成する第３の素子を有することを特徴とする検査装置。
【請求項１】
コヒーレント光源と、
前記コヒーレント光源からの直線偏光の光、又は楕円偏光の光の偏光状態を乱す第１の素子と、
複数のスリット状領域を有する第２の素子と、を有し、
前記第１の素子によって偏光状態が乱された光は、前記複数のスリット状領域に入射し、
前記複数のスリット状領域に入射した前記偏光状態が乱された光には入射したスリット状領域に応じて異なる光路長が付与されることを特徴とする検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の検査装置において、
前記第２の素子は、隣接するスリット状領域に入射した光に対しては可干渉距離を超える光路差を付与することを特徴とする検査装置。
【請求項３】
請求項２に記載の検査装置において、
前記第１の素子と前記第２の素子との間の光路に、前記偏光状態を乱された光を拡大する第３の素子を有し、
前記第２の素子によって拡大された光は前記第１の素子に入射することを特徴とする検査装置。
【請求項４】
請求項３に記載の検査装置において、
前記第２の素子は、偏光状態の異なる複数のビーム群を生成し、
さらに、前記ビーム群を収束して、試料上に線状の照明領域を形成する第３の素子を有することを特徴とする検査装置。
【請求項５】
コヒーレント光源と、
複数のスリット状領域を有する第１の素子と、
前記コヒーレント光源からの直線偏光の光、又は楕円偏光の光を空間的に２つのグループに分ける第２の素子と、を有し、
前記第２の素子は、前記第１の素子へ入射する光の一方の偏光状態を他方の光の偏光状態に対して直交する偏光状態に変換し、
前記複数のスリット状領域に入射した光には入射したスリット状領域に応じて異なる光路長が付与されることを特徴とする検査装置。
【請求項６】
請求項５に記載の検査装置において、
前記第１の素子は、隣接するスリット状領域に入射した光に対しては可干渉距離を超える光路差を付与することを特徴とする検査装置。
【請求項７】
請求項６に記載の検査装置において、
前記一方の偏光状態はＰ偏光であり、前記直交する偏光状態はＳ偏光であることを特徴とする検査装置。
【請求項８】
請求項６に記載の検査装置において、
前記一方の偏光状態は右回り円偏光であり、前記直交する偏光状態は左回り円偏光であることを特徴とする検査装置。
【請求項９】
請求項７又は請求項８に記載の検査装置において、
前記第１の素子を通過した光を収束し、試料上に線状の照明領域を形成する第３の素子を有することを特徴とする検査装置。
【請求項１０】
コヒーレント光源と、
前記コヒーレント光源からの直線偏光の光、または楕円偏光の光を偏光状態の異なる複数の光に変換する第１の素子と、
複数のスリット状領域を有する第２の素子と、を有し、
前記偏光状態の異なる複数の光は、前記複数のスリット状領域に入射し、
前記複数のスリット状領域に入射した光には入射したスリット状領域に応じて異なる光路長が付与されることを特徴とする検査装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の検査装置において、
前記第１の素子は、隣接するスリット状領域に入射した光に対しては可干渉距離を超える光路差を付与することを特徴とする検査装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載の検査装置において、
前記第１の素子は、前記直線偏光の光、又は前記楕円偏光の光の偏光状態を乱す素子であることを特徴とする検査装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載の検査装置において、
前記第１の素子と前記第２の素子との間の光路に、前記偏光状態を乱された光を拡大する第３の素子を有し、
前記第３の素子によって拡大された光は前記第２の素子に入射することを特徴とする検査装置。
【請求項１４】
請求項１１に記載の検査装置において、
前記第２の素子は、偏光状態の異なる複数のビーム群を生成し、
さらに、
前記ビーム群を収束して、試料上に線状の照明領域を形成する第４の素子を有することを特徴とする検査装置。
【請求項１５】
請求項１１に記載の検査装置において、
前記第１の素子は、前記第１の素子へ入射する光の一方の偏光状態を他方の光の偏光状態に対して直交する偏光状態に変換することを特徴とする検査装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の検査装置において、
前記一方の偏光状態はＰ偏光であり、前記直交する偏光状態はＳ偏光であることを特徴とする検査装置。
【請求項１７】
請求項１５に記載の検査装置において、
前記一方の偏光状態は右回り円偏光であり、前記直交する偏光状態は左回り円偏光であることを特徴とする検査装置。
【請求項１８】
請求項１６、又は請求項１７に記載の検査装置において、
前記第１の素子を通過した光を収束し、試料上に線状の照明領域を形成する第３の素子を有することを特徴とする検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２２５９３８（Ｐ２０１２−２２５９３８Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１７４８４１（Ｐ２０１２−１７４８４１）
【出願日】平成２４年８月７日（２０１２．８．７）
【分割の表示】特願２０１０−１７１５４０（Ｐ２０１０−１７１５４０）の分割
【原出願日】平成２０年３月１２日（２００８．３．１２）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年８月７日（２０１２．８．７）
【分割の表示】特願２０１０−１７１５４０（Ｐ２０１０−１７１５４０）の分割
【原出願日】平成２０年３月１２日（２００８．３．１２）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
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