JP4110653B2

JP4110653B2 - 表面検査方法及び装置

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Publication number: JP4110653B2
Application number: JP00624299A
Authority: JP
Inventors: 宏一郎小松; 健雄大森
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1999-01-13
Filing date: 1999-01-13
Publication date: 2008-07-02
Anticipated expiration: 2019-01-13
Also published as: US20040063232A1; JP2000206050A; US6774987B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば被検物体の表面に形成された微細な周期的パターンに付着した異物、若しくはその傷、又はそのパターンの線幅異常、膜厚異常等の欠陥を検査するための表面検査方法及び装置に関し、特にＡＳＩＣ等の半導体ウエハや液晶表示パネル等の検査を行う場合に使用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイス、液晶表示パネル、又は薄膜磁気ヘッド等を製造する際には、例えば所定のレイヤの回路パターンが形成された段階、及び最終的に全てのレイヤの回路パターンが形成された段階等で、半導体ウエハや液晶パネル等の基板の表面に形成された微細なパターンに付着した異物等、及びそのパターンの線幅異常等の欠陥の有無を検査する必要がある。従来、この種の検査は、検査員が被検基板をマクロ照明装置と呼ばれる光源からの照明光にかざして、目視にてその基板の表面からの散乱光や回折光を観察することによって行われていた。
【０００３】
ところが、このような目視による検査では、検査員の熟練度や検査環境に大きく影響を受けてしまう。そこで、特開平８−７５６６１号公報において、被検基板からの反射光（散乱光や回折光）を受光光学系を介して光電検出器で受光し、この光電検出器の検出信号を画像処理することによって、異物等を識別するようにした検査装置が提案されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の如く、従来の検査装置では、被検基板から所定方向に反射される光を受光することによって、その基板上のパターンの欠陥等を検出していた。そのため、例えばＤＲＡＭのように、検査対象のパターンが、その基板の全面でほぼ所定ピッチの１種類の周期的パターンとみなせる場合には、その全面での欠陥等の分布を迅速に検出することができた。
【０００５】
これに対して、最近、いわゆるＬｏｇｉｃ−ＩＣやＡＳＩＣ（application-specific IC:特定用途向けＩＣ）のように、半導体ウエハ上の各チップ領域（ショット領域）にそれぞれ多種類の回路パターンがそれぞれ異なる配列で形成されるデバイスの検査を行う必要性が生じている。このようなデバイスでは、被検基板上に形成されている互いに異なるピッチの複数種類の周期的パターンが検査対象となるため、被検基板に対する光学系の位置関係が一定である場合には、特定ピッチの周期的パターンから回折光のみしか得られないため、その特定ピッチの周期的パターンの欠陥等を検出できなくなる恐れがあった。
【０００６】
更に、例えば半導体ウエハの表面、又はパターンの下層には保護膜等の薄膜が形成されていることがあるため、薄膜干渉の影響等によって特定次数の回折光の強度が小さくなる場合がある。このため、従来の検査装置で、その特定の次数の回折光のみを受光するように設定していると、回折光量が弱くなって、その周期的パターンの欠陥等を見逃す確率が高くなるという不都合がある。
【０００７】
本発明は斯かる点に鑑み、被検物体上に形成されている１種類、又は複数種類のパターンの欠陥等を確実に検出できる表面検査方法を提供することを第１の目的とする。
更に本発明は、そのようなパターンの欠陥等を効率的に検出できる表面検査方法を提供することを第２の目的とする。
【０００８】
更に本発明は、そのような表面検査方法を容易に実施できる表面検査装置を提供することを第３の目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による表面検査方法は、被検物体（５）の表面に形成されたパターン（２３Ａ，２３Ｂ）の検査を行う表面検査方法であって、その被検物体の表面にほぼ平行光束よりなる照明光を照射し、互いに異なる複数の回折条件でそれぞれその被検物体の表面からの回折光によるその表面の像を検出し、該検出された像にその複数の回折条件に応じてそれぞれその被検物体の表面から発生する回折光の方向に対応する方向の倍率補正を行い、該補正後の複数の像情報の論理和に基づいてその被検物体の表面のパターンの検査を行うものである。
【００１０】
斯かる本発明によれば、例えばその被検物体の表面に対する照明光の入射角、及びその表面からの光の受光角の少なくとも一方を変化させることによって複数の回折条件を設定し、各回折条件でそれぞれ回折光を検出する。従って、例えばその表面に１種類の周期的パターンが形成されており、薄膜干渉等の影響によってこの周期的パターンからの或る次数の回折光の強度が弱くなっても、別の回折条件の回折光の検出信号によってその周期的パターンの存在を確認することがでる。それぞれの検出信号の強度が他の部分と異なる部分は、異物が付着しているか、又は欠陥が生じているとみなすことができる。そして、これらの複数の次数の回折光の検出信号による個々の欠陥等を示す検出情報（例えば２値データ化されている）の論理和より、その被検物体の全面の欠陥等の分布を求めることができる。
【００１１】
一方、その表面に複数種類の周期的パターンが形成されている場合、互いに回折角の異なる複数の回折光が発生するが、例えば或る回折条件では所定の周期的パターンからの回折光の強度が弱いときであっても、別の回折条件をその周期的パターンからの回折光を受光するように設定して、各検出情報の論理和を求めることによって、複数種類の周期的パターンの欠陥等の検出を一度に行うことができる。
【００１２】
本発明においては、さらに互いに異なる複数の回折条件のもとで、それぞれその被検物体の表面からの所定の回折光を集光してその表面の像を形成し、この像を画像信号に変換し、この複数の画像信号から得られる検出情報の論理和に基づいてその被検物体の表面のパターンの検査を行っている。その表面の像を形成することによって、その表面の全面での部分的な欠陥等を一度に効率的に検出することができる。また、倍率補正を行うことで、異なる回折光による複数の像の情報の論理和を取ることができる。
【００１３】
また、その被検物体の表面に照明光を照射する際に、更にそのパターンから求められる設計上の回折条件から外れた条件でその被検物体の表面からの光を検出し、この検出結果に基づいてその被検物体の表面のパターンの検査を行ってもよい。異物や傷がある場合に、その欠陥等からは散乱光が発生し、この散乱光はその設計上の回折条件から外れた条件でのみ検出できる。
さらに、一例としてその被検物体の表面は、該表面に平行で、かつそのパターンの周期方向に直交する回転軸（９）の周りのチルト角が可変であり、その照明光は、その射影が前記パターンの周期方向に平行になるように前記被検物体の表面に入射し、その被検物体の表面からの回折光は、軸外しが行われた受光系（１２〜１５）を介して受光され、初期状態でのその被検物体の表面の法線に対して回折光がなす角度φ及びその初期状態からのその被検物体の表面のチルト角Ｔを用いて、その検出された像の倍率補正を行うために、その像はそのパターンの周期方向に対応する方向にｓｅｃ（φ＋Ｔ）倍される。
【００１４】
次に、本発明による第１の表面検査装置は、被検物体（５）の表面に形成されたパターンの検査を行う表面検査装置であって、その被検物体を保持するステージ（６）と、その被検物体の表面にほぼ平行光束よりなる照明光を照射する照明系（１〜４）と、その被検物体からの回折光によるその表面の像を検出する受光系（１２〜１５）と、複数の互いに異なる回折条件のもとでその被検物体の表面からの回折光をその受光系に導くために、そのステージの傾斜角、その照明系の位置（傾斜角を含む）、及びその受光系の位置（傾斜角を含む）の少なくとも一つを可変とする駆動系（８）と、その受光系にて検出されたその像に、その複数の回折条件に応じてそれぞれその被検物体の表面から発生する回折光の方向に対応する方向の倍率補正を行い、該補正後の複数の像情報の論理和を求める演算系（１０）と、を有するものである。斯かる検査装置によれば、本発明の表面検査方法を実施できる。
【００１５】
なお、上記の本発明による第１の表面検査装置における照明系（１〜４）は、被検物体の表面を照射する照明光の波長が選択可能、又は変更可能となるように構成されることが望ましい。これにより、駆動系の負荷を軽減が図れたり、あるいは被検物体の表面にレジスト等の薄膜が形成されている場合には、薄膜干渉の条件が変化するため、薄膜の影響によって検出できなかった被検物体の表面の情報を得ることができる。
【００１６】
この場合、その照明系は、一例として複数の波長を含む照明光を供給する光源ユニットと、該光源ユニットからの光を集光してその被検物体の表面を照明する集光光学系と、その被検物体の表面に所定の波長の照明光を照射するためにその複数の波長のうちの１つを選択する選択手段とを有するものである。
また、その照明系は、別の例としてその照明光を供給する光源ユニットと、該光源ユニットからの光を集光してその被検物体の表面を照明する集光光学系と、その被検物体の表面に所定の波長の照明光を照射するためにその光源ユニットからの出力波長を可変とする波長変更手段とを有するものである。
【００１７】
次に、本発明による第２の表面検査装置は、被検物体（５）の表面に形成されたパターンの検査を行う表面検査装置であって、その被検物体の表面に可変の第１の入射角でほぼ平行光束よりなる照明光を照射する第１照明系（１〜４）と、その被検物体の表面にその第１の入射角よりも大きい第２の入射角で、スリット状の光源（３７ａ）からのほぼ平行光束よりなる照明光を照射する第２照明系（３６，３７，３９）と、その第１照明系及びその第２照明系からの照明光によるその被検物体の表面からの回折光を受光して、その回折光によるその表面の像を検出する受光系（１２〜１５）と、この受光系により検出された像に、その被検物体の表面から発生する回折光の方向に対応する方向の倍率補正を行い、この補正後の複数の像情報の論理和を求める演算系（１０）と、を有するものである。
斯かる本発明によれば、入射角の大きい第２照明系を有するため、検査対象のパターンが例えば１μｍ以下程度の小さいピッチを有し大きい回折角の微細なパターンであっても、高い照明効率で本発明の表面検査方法を実施できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態につき図１〜図４等を参照して説明する。本例は、被検物体としてのウエハ（wafer)を複数の回折条件で検査する場合に本発明を適用したものである。
図１は、本例の表面検査装置を示し、この図１において、例えばメタルハライドランプ（水銀ランプ等）、又はハロゲンランプ等よりなる光源１から射出された光より、不図示の干渉フィルタ等の波長選択性のフィルタによって所定の単一波長（例えば５４６ｎｍ、又は４３６ｎｍ等）の光が検査用の照明光Ｌ１として選択される。選択された照明光Ｌ１は、集光レンズ２によって光ファイバ束３の入射端に集光され、光ファイバ束３の射出端３ａから射出された照明光Ｌ１は凹面鏡４に入射する。２次光源としての射出端３ａと凹面鏡４との間隔は、ほぼ凹面鏡４の焦点距離と等しく設定され（ただし、後述のように軸外しが行われている）、凹面鏡４で反射された照明光Ｌ１は、ほぼ平行光束となってウエハ５の表面の全面に入射角ψで入射する。光源１〜凹面鏡４より照明系（１〜４）が構成されている。
【００１９】
ウエハ５は例えば半導体（シリコン等）又はＳＯＩ(silicon on insulator)等の円板状の基板であり、その外周部に回転角設定用の切り欠き部であるノッチ部が形成されている。更に、本例のウエハ５は、例えば所定のＡＳＩＣ用のウエハであり、その表面には、それまでの工程によって複数層の回路パターンが形成されている。本例の検査装置では、その回路パターンに付着した異物の位置や大きさ、及びその回路パターン自体の線幅異常等の欠陥の位置や大きさの検査を行う。以下、ウエハ５の表面の直交座標系をＸ軸、Ｙ軸として説明する。
【００２０】
ウエハ５は、チルトステージ６上に例えば真空吸着によって保持され、チルトステージ６は、不図示のベース上に設置された１対の支持板７Ａ，７Ｂの間にＸ軸に平行な回転軸９の回りに回転自在に支持されている。コンピュータよりなる画像処理系１０が、駆動モータ８を介してチルトステージ６のチルト角（傾斜角）Ｔ、ひいては照明光Ｌ１の入射角ψを制御することができる。図１の状態、即ち初期状態では、チルトステージ６の表面（ウエハ５の表面）は水平面に合致するように設定されており、その初期状態でのチルト角Ｔを０°とする。
【００２１】
照明光Ｌ１の照射によって、ウエハ５の表面のパターンからは正反射光（０次回折光）を含む種々の次数の回折光Ｌ２、及び散乱光Ｌ３が発生する。ここでは初期状態でウエハ５の表面の法線に対してＸ軸の回りに角度（以下、「受光角」という）φで発生する回折光Ｌ２を検出対象とすると、回折光Ｌ２は、凹面鏡１２で反射されて、円形開口が形成された開口絞り１３に達する。開口絞り１３の円形開口の中心は、凹面鏡１２のほぼ焦点位置に配置されており、開口絞り１３は、初期状態では受光角φ以外の回折光を遮光する役割を果たしている。開口絞り１３を通過した回折光Ｌ２は、結像レンズ１４を介してＣＣＤ型等の２次元の撮像素子１５の撮像面にウエハ５の表面の全面の像を形成する。その撮像面は、結像レンズ１４の後側焦点位置に配置されており、撮像素子１５で光電変換された画像信号は、画像処理系１０に供給され、画像処理系１０では、その画像信号を処理して後述のようにウエハ５の表面に付着した異物、及びそのパターンの欠陥の検出を行う。画像処理系１０には、欠陥等の情報を表示するための表示装置１１が接続されている。凹面鏡１２〜撮像素子１５より受光系（１２〜１５）が構成されている。なお、本例では、後述のように受光角φの散乱光Ｌ３を検出する場合もある。
【００２２】
本例の照明系（１〜４）、及び受光系（１２〜１５）では、光学部材がチルトステージ６と機械的に干渉しないように軸外しが行われている。
図２は、初期状態での図１の検査装置の要部を示す平面図であり、この図２において、凹面鏡４としては、例えば回転放物面を反射面とするミラーが使用される。このとき、凹面鏡４の光軸４ａは、その水平面に対する射影がＹ軸に平行で、かつチルトステージ６から外れるように配置され、照明光Ｌ１の２次光源としての射出端３ａは、光軸４ａ上の焦点位置に配置されている。また、光ファイバ束３の角度は、凹面鏡４での反射光（この射影はＹ軸に平行である）がウエハ５の全面を照射するように設定されている。同様に、凹面鏡１２としても回転放物面を反射面とするミラーが使用されており、凹面鏡１２の光軸の射影はＹ軸に平行に、かつチルトステージ６から外れるように設定されると共に、開口絞り１３の開口の中心は、凹面鏡１２の光軸上の焦点位置に配置されている。このように軸外しを行うことによって、チルトステージ６を使用していても、この上のウエハ５の表面を可変の入射角で、かつ均一な高い照度の平行光束で照明できると共に、ウエハ５から可変の受光角で発生する平行光束を高い効率で集光して結像させることができる。
【００２３】
なお、凹面鏡４，１２としては、近似的に例えば球面鏡を使用してもよく、又は諸収差の補正を行った非球面鏡を使用してもよい。
図１に戻り、本例ではウエハ５のチルト角Ｔが可変であるため、チルト角Ｔが例えば０°から変化すると、撮像素子１５上に形成される像がＹ方向に伸縮されるようになる。そこで、画像処理系１０では、撮像素子１５からの画像信号よりウエハ５の像を画像メモリ上で組み立てた後、その際のチルト角Ｔよりウエハ５の像のアオリ角を算出し、このアオリ角と予め記憶されている凹面鏡１２の軸外し角とを用いてその像のＹ方向の倍率補正と歪み補正を行い、この補正後の画像データより欠陥等を検出する。
【００２４】
また、図２に示すように、ウエハ５の表面はＸ方向、Ｙ方向に所定ピッチで複数のショット領域２２に分割され、各ショット領域２２にＹ方向に互いに異なるピッチの２種類のライン・アンド・スペースパターン（以下、「Ｌ／Ｓパターン」という）２３Ａ，２３Ｂ、及びＸ方向に所定ピッチのＬ／Ｓパターン２４が形成されている。これらのＬ／Ｓパターン２３Ａ，２３Ｂ，２４は、凹凸のレジストパターンであってもよく、又は所定の金属膜をエッチングしたパターンであってもよい。更に、これらのパターン上に透明な保護膜等の薄膜が形成されていてもよい。凹面鏡４で反射された照明光Ｌ１は、その射影がＹ軸に平行にウエハ５の表面に入射するため、Ｙ方向に配列されたＬ／Ｓパターン２３Ａ，２３Ｂからの回折光Ｌ２はこの射影がＹ軸に平行になるように凹面鏡１２に向かう。従って、この配置では、Ｌ／Ｓパターン２３Ａ，２３Ｂの検査を行うことができる。Ｘ方向に配列されたＬ／Ｓパターン２４の検査を行う場合には、ウエハ５を９０°回転させてチルトステージ６上に載置すればよい。
【００２５】
図１に戻り、チルトステージ６の近傍にはスライダ１７が設置され、スライダ１７に沿って摺動自在に吸着機構を備えたウエハアーム１６が配置され、ウエハアーム１６とチルトステージ６との間でウエハ５の受け渡しを行うことができるように構成されている。また、スライダ１７の近傍に駆動モータ１９によって回転駆動、及び上下動駆動される回転テーブル１８が配置され、この回転テーブル１８の上端に次の検査対象のウエハ２１が吸着保持されている。回転テーブル１８の＋Ｙ方向側に撮像系２０が配置され、回転テーブル１８、駆動モータ１９、撮像系２０、及び不図示の制御系よりプリアライメント系が構成されている。回転テーブル１８とスライダ１７との間でのウエハの受け渡しもウエハアーム１６によって行われる。
【００２６】
例えばウエハ５の検査が終了して、ウエハ５が搬出された後、撮像系２０によってウエハ２１の外周のノッチ部２１ａの位置を検出した角度で回転テーブル１８を停止させた後、ウエハアーム１６を介してウエハ２１をチルトステージ６上に搬送することによって、ウエハ２１のノッチ部２１ａが＋Ｙ方向を向いて載置されるように構成されている。また、そのノッチ部２１ａを例えば＋Ｘ方向に向けたいときには、回転テーブル１８をウエハ２１を載置した状態で更に９０°回転すればよい。このようにプリアライメント系によってチルトステージ６上でのウエハの回転角の位置決めが行われる。
【００２７】
次に、本例の検査装置でウエハ５の表面の周期的パターンの検査を行う際の原理につき説明する。図１において、照明系（１〜４）、及び受光系（１２〜１５）を固定した状態で、チルトステージ６が水平面に対してチルト角Ｔだけ傾いたとすると、ウエハ５に入射する照明光Ｌ１の入射角は（ψ−Ｔ）となり、受光系に入射する回折光Ｌ２の受光角は（φ＋Ｔ）となる。このとき受光系で回折光Ｌ２を受光することのできる周期的パターン（本例ではＬ／Ｓパターン２３Ａ，２３Ｂ）のピッチｐは、以下の式を満たす必要がある。ただし、照明光Ｌ１の波長をλ、回折の次数をｎ（ｎは整数）としており、正反射の場合は次数ｎが０である。
【００２８】
sin(ψ−Ｔ）−sin(φ＋Ｔ）＝ｎ・λ／ｐ（１）
回折の次数ｎは整数値を取るため、受光系で検出できるパターンのピッチｐは条件によっては複数存在できる可能性もある。今、波長λが近似的に５５０ｎｍのとき、照明光Ｌ１の水平面に対する入射角ψが４０゜で、回折光Ｌ２の水平面に対する受光角φが０゜のとき、チルトステージ６のチルト角Ｔを変化させて検出できる回折光の次数を示したのが図７である。
【００２９】
図７において、横軸はチルトステージ６のチルト角Ｔ（ｄｅｇ）、縦軸は６次の回折光までの検出できるパターンのピッチｐ（μｍ）を示し、この図７において、曲線２５Ａ〜２５Ｆはそれぞれ回折の次数ｎが１〜６の検出できるパターンのピッチｐを表している。仮にｎ＝１，ｐ＝ｐ３が（１）式を満たしているときには、２以上の整数ｍを用いて、ｎ＝ｍ，ｐ＝ｍ・ｐ３も（１）式を満たすため、ピッチが整数倍のパターンからの回折光も検出できることが分かる。図７においても、チルト角Ｔが例えば１０°のときには、検出できるパターンのピッチｐは約１．８μｍ、及びこの整数倍となっている。また、水平面に対する入射角ψが４０°であるため、チルト角Ｔが２０°になると、受光系で検出できるのは正反射光（ｎ＝０）となるため、チルト角Ｔが２０°に近付くにつれて、曲線２５Ａ〜２５Ｆの値は大きくなっている。
【００３０】
上記のようにピッチが整数倍の関係にある複数のパターンは同一のチルト角Ｔで検出することができるが、本例のウエハ５はＡＳＩＣ用のウエハであり（Ｌｏｇｉｃ−ＩＣ等のウエハでもよい）、図２の２つのＬ／Ｓパターン２３Ａ，２３Ｂのピッチｐ１，ｐ２は互いに整数倍の関係にはなっていないものとする。この場合、本例では、１次光（ｎ＝１）を検出するものとして、例えば不図示のホストコンピュータが、（１）式において、ｐ＝ｐ１、及びｐ＝ｐ２が成立するようなチルト角Ｔ１及びＴ２をそれぞれ求めて、これらのチルト角Ｔ１，Ｔ２を図１の画像処理系１０に供給する。これに応じて、画像処理系１０は、チルトステージ６のチルト角Ｔを順次Ｔ１及びＴ２に設定して、それぞれ撮像素子１５からの画像信号を取り込み、画像メモリ上でウエハ５の全面の像を形成する。
【００３１】
この際に、チルト角Ｔが異なるとウエハ面のアオリ角が変わるため、撮像素子１５上に形成される像のチルトステージ６の回転軸９に平行な方向（Ｘ方向）と垂直な方向（Ｙ方向）との比率が変化してしまう。この変化を補正するため、画像処理系１０では、各チルト角Ｔ毎にその画像メモリ上の像をＹ方向に対応する方向にsec(φ＋Ｔ）倍する。その後、補正後の画像データを用いて異物、及び欠陥の検出を行うために、一例として、予め良品の画像を画像処理系１０に記憶させておき、検査対象のウエハの画像との差分をとる。この差分が所定の値を超えている部分が欠陥として認識される。チルトにより欠陥の位置の情報がずれているので、これを補正する必要がある。
【００３２】
また、各画像データより例えばパターン・マッチング等によって異物や欠陥の検出を行って、欠陥等の位置や大きさを示す情報（以下、単に「欠陥情報」という）を生成してもよい。この場合の欠陥情報は、例えば正常なパターンを表す部分がローレベル“０”となり、欠陥等を表す部分がハイレベル“１”となった画像データ（一つの検出情報）である。そして、最終的に各チルト角毎の欠陥情報の論理和を求めると、或る一つのチルト角で欠陥等が検出された部分はハイレベル“１”となるため、この論理和よりウエハ５の全面の欠陥等を検出できる。
【００３３】
画像処理系１０は、検出されたウエハ５の全面の欠陥情報を不図示のホストコンピュータに供給する。これと共に、画像処理系１０は、その欠陥情報、及び例えば一つのチルト角で得られるウエハ５の全面の像の画像データを別の画像信号に変換して表示装置１１に供給する。これに応じて表示装置１１の表示部１１ａには、図３に示すように、ウエハ５の表面の像５ａが表示されると共に、この像５ａの内部に図２の検出対象のＬ／Ｓパターン２３Ａ，２３Ｂの像に対応する部分も表示される。
【００３４】
図３において、ピッチｐ１のＬ／Ｓパターン２３Ａに対応する領域２３Ａ１，２３Ａ２では、異物、又は欠陥がそれぞれ欠けた部分（暗部）となっており、Ｌ／Ｓパターン２３Ｂに対応する領域２３Ｂ１，２３Ｂ２でも、異物、又は欠陥がそれぞれ欠けた部分となっているため、オペレータはその像５ａを観察することによって、異物、又は欠陥の位置や大きさを確認することができる。
【００３５】
次に、本例の表面検査装置を用いて、実際に図１のウエハ５の検査を行う場合の動作の一例につき図４のフローチャートを参照して説明する。まず、図４のステップ１０１において、図１のウエハアーム１６に不図示のウエハカセットから検査対象のウエハ（ウエハ５とする）を受け渡し、ウエハアーム１６からプリアライメント系の回転テーブル１８上にウエハ５を載置する。その後、ステップ１０２において、回転テーブル１８、及び撮像系２０を用いて、ウエハ５のノッチ部が＋Ｙ方向を向くようにプリアライメントを行った後、ステップ１０３に移行して、ウエハアーム１６を介して回転テーブル１８からチルトステージ６上にウエハ５を搬送し、チルトステージ６上にウエハ５を吸着保持する。これによって、検査対象のＬ／Ｓパターン２３Ａ，２３Ｂのピッチ方向（計測方向）は、照明光Ｌ１の入射方向の射影、及び受光系の受光方向の射影に平行となる。
【００３６】
次に、画像処理系１０は、ステップ１０４において、チルトステージ６のチルト角Ｔをピッチｐ１のＬ／Ｓパターン２３Ａ用の角度Ｔ１に設定して、ステップ１０５で撮像素子１５からの画像信号を取り込み、上記のようにその画像信号から１画面分の画像データを構築して、チルト角Ｔ１に応じた倍率の補正を行った後、画像処理系１０において欠陥検出を行う。その後、予め設定してあったチルト角Ｔ１，Ｔ２，…について計測を行ったか判断し（ステップ１０６）、計測が終了していなければ次のチルト角Ｔ（ｎ＋１）を設定して（ステップ１０４に戻って）再び画像を取り込む（ステップ１０５）。本例では、チルト角ＴはＴ１，Ｔ２に順次設定される。
【００３７】
本例では、これで設定すべきチルト角Ｔは無くなったため、動作はステップ１０６からステップ１０７に移行して、画像処理系１０は、チルト角Ｔ１，Ｔ２毎の２値化された画像データ（即ち、一つの欠陥情報）の論理和を求める。この画像データの論理和が、本発明の複数の検出情報の論理和に対応している。画像処理系１０は、欠陥をそれぞれの条件の画像について抽出し、ウエハ面上の座標に欠陥の検出された位置にハイレベル”１”のフラグを立てる。また、欠陥のない所は、ローレベル”０”のフラグとしておく同じ座標について、前述の欠陥検出フラグの理論和をとる。最終的にハイレベル”１”となっている部分が欠陥である。この座標の情報等をホストコンピュータに送る。
【００３８】
次に、ステップ１０８において、画像処理系１０は、チルトステージ６のチルト角Ｔを上記のＬ／Ｓパターン２３Ａ，２３Ｂからの回折光を検出するための角度Ｔ１，Ｔ２から所定の角度以上離れた角度に設定する。ただし、このチルト角Ｔは、Ｌ／Ｓパターン２３Ａ，２３Ｂからの２次以上の回折光をも検出しない角度に設定される。次のステップ１０９において、画像処理系１０は、撮像素子１５からの画像信号を取り込み、アオリ角の補正を行った後、得られた画像データを例えば２値化して、ハイレベル“１”となる領域を異物、又は傷が生じている領域として抽出し、この異物、又は傷の位置、及び大きさを示す第２の欠陥情報もホストコンピュータに供給する。異物が付着している部分、及び欠陥が生じている部分では比較的強い散乱光が発生することがあるため、このように回折光を検出しない角度でウエハ５からの光を検出することによって、その異物や欠陥からの散乱光のみを高いＳＮ比で検出できる。従って、ステップ１０８，１０９を実行することによって、ステップ１０４〜１０７の検査で検出できない異物や欠陥を検出できることがある。
【００３９】
次に、ステップ１１０において、ホストコンピュータは、画像処理系１０から供給されたウエハ５の全面の欠陥情報に基づいて、予め定められている判定基準を用いてウエハ５が良品か不良品かを判定する。良品であるときには、ウエハ５は次の工程（ステップ１１２）に進み、不良品であるときには、ウエハ５は再加工に戻るか（ステップ１１１）、又は廃棄処分となるように分別される。ウエハ５が例えば露光及び現像工程後で、その表面のＬ／Ｓパターン２３Ａ，２３Ｂがレジストパターンである場合には、このレジストパターンに欠陥等が存在しても、レジストパターンを剥離して再びフォトレジストの塗布及び露光を行って再加工（ステップ１１１）を行うことができる。このように再加工を行うことで、ウエハの歩留りを向上させて、半導体デバイス等の製造コストを低減させることができる。
【００４０】
また、各検査工程で次の工程へ流されたウエハについて画像データを保存しておくことが望ましい。これによって、不良品の発生原因を追跡調査することもできる。更には、欠陥が製品の性能に与える影響について調査することができる。上記のように本例では、検出すべき複数種類のパターンに応じてチルトステージ６のチルト角Ｔを複数の角度に設定して画像データ（個々の欠陥情報）を得ると共に、それらの論理和よりウエハの全面での異物、又は欠陥の情報を求めている。従って、その複数種類のパターンの異物や欠陥を極めて迅速に、かつ正確に検出することができる。ただし、本例では、検査できるパターンのピッチ範囲が照明系（１〜４）からの照明光の水平面に対する入射角ψ、及び受光系（１２〜１５）の水平面に対する受光角φの組み合わせで制限されている。しかしながら、本例の検査装置は、ウエハ５の上方に可動機構が無いために、検査装置内でウエハ５上に塵等の異物が落下してきて付着する可能性が低くなり、微細なパターンを高精度に検査できる利点がある。
【００４１】
上記のように、本例はＡＳＩＣのように複数の互いに異なる（整数倍の関係に無い）ピッチの周期的パターンが形成されている場合に有効であるが、本例の検査装置を用いて、ＤＲＡＭ用のウエハのようにほぼ全面が同じピッチのパターンで構成されているような被検物体の検査を行うことも可能である。このように同じピッチ（ピッチｐ４とする）のパターンの検査を行う場合には、異なる次数の回折光を検出するために、（１）式において、例えばｎ＝１〜６とおいたときのチルト角Ｔの値Ｔ４１〜Ｔ６１を算出し、このチルト角Ｔ４１〜Ｔ６１を図１のチルトステージ６のチルト角Ｔとして順次設定し、各チルト角Ｔ４１〜Ｔ６１でそれぞれ撮像素子１５からの画像信号を取り込んで、ウエハの全面の検査を行うようにすればよい。更に、画像処理により各チルト角で得られた欠陥情報として、欠陥部がハイレベル“１”となるようにメモリに記憶しておき、変換後の欠陥情報の論理和を求めて、ウエハの欠陥情報としてもよい。例えばピッチｐ４が４μｍである場合には、図７よりチルト角Ｔを１．７°、６．４°、及び１１°に設定することで、それぞれそのパターンからの４次（ｎ＝４）、３次（ｎ＝３）、及び２次（ｎ＝２）の回折光を検出できることが分かる。
【００４２】
この際に、ウエハの表面に薄膜が形成されているものとして、その薄膜の厚さや検出対象のパターンの形状等の条件によっては、所定の次数ｎの回折光の強度が弱くなるか、又はその次数ｎの回折光が生じない場合も起こり得る。このようなときであっても、本例では複数の次数（例えばｎ＝１〜６）の回折光を順次検出しており、何れかの次数では強い回折光が得られるため、その検出対象のパターンの欠陥を見落とすことなく確実に検出することができる。
【００４３】
なお、上記の実施の形態では、被検物体（ウエハ）に照射される照明光は単一波長であったが、複数の波長の照明光、又は所定の帯域幅を有する照明光から選択的に抽出された所定の波長を持つ光を順次用いて、その被検物体の画像を各波長毎に取り込んで検査を行うようにしてもよい。即ち、図１において、複数の波長を含む光源１からの光より、例えば互いに交換可能に照明光路（光源１と凹面鏡４との間の光路）に設けられた２つの波長選択性のフィルタ（干渉フィルタ等）の１つを順次照明光路中に設定して所定の２つの波長λ₁，λ₂の照明光を順次選択し、この２波長の照明光を順番にウエハ５上のピッチｐのパターンにそれぞれ照射して、波長λ₁の照明光をウエハ５のパターンに照射したときには、波長λ₁の照明光のｎ₁次の回折光の像を、また波長λ₂の照明光をウエハ５のパターンに照射したときには、波長λ₂の照明光のｎ₂次の回折光の像をそれぞれ順番に撮像素子１５にて撮像するものとする。そのパターンからの回折光は、同じ次数であっても波長によって異なる方向に回折されるため、λ₁＜λ₂とすると、ｎ次の回折光と（ｎ＋１）次の回折光とが重ならないためには、次式を満たす必要がある。
（ｎ＋１）λ₁＞ｎλ₂ （２）
【００４４】
更にこの場合は、波長によって異なる方向に回折される光を受光するため、各波長毎に（照明光の波長を変更する毎に）チルトステージ６のチルト角Ｔを変える必要があり、このチルト角に応じて画像のＹ方向の倍率の補正を行う必要もある。また、波長₁の照明光のｎ₁次の回折光、及び波長λ₂の照明光のｎ₂次の回折光を順次受光する場合のチルト角ＴをそれぞれＴ₁及びＴ₂とすると、照明系からの入射角ψ及び受光系に向かう受光角φに対するチルト角の条件は次のようになる。
sin(ψ−Ｔ₁)−sin(φ＋Ｔ₁)＝ｎ₁・λ₁／ｐ（３）
sin(ψ−Ｔ₂)−sin(φ＋Ｔ₂)＝ｎ₂・λ₂／ｐ（４）
【００４５】
図１の検査装置において、光源１からは、５５０ｎｍの光（波長λ₁の光）と６３０ｎｍの光（波長λ₂の光）との２波長の光を供給するものとし、図１において不図示ではあるが、光源１から凹面鏡４との間の照明光路中には、５５０ｎｍの光（波長λ₁の光）を選択する第１の波長選択性フィルタと６３０ｎｍの光（波長λ₂の光）を選択する第２の波長選択性フィルタとの一方が不図示の駆動系によって照明光路内に選択的に設定可能に設けられているものとする。ここで、２つの波長選択性フィルタの一方を照明光路内に設定する駆動系は、画像処理系１０によって制御されている。この場合、照明光を供給すると共に前記照明光の波長を変更する光源系は、複数の波長の照明光を供給する光源ユニット（光源１）、互いに交換可能に設けられた２つの波長選択性フィルタ（波長選択手段）、集光レンズ２、ファイバ束３とから構成され、また、その光源系からの光を集光して被検物体の表面を照明するための集光光学系は凹面鏡４を有する。そして、ウエハ５が水平面に平行である場合の、ウエハ５に対する照明光の入射角ψを４０°、受光系で受光される回折光の受光角φを０°として、ピッチｐが０．７μｍのパターンの検査を行うものとすると、波長５５０ｎｍの光の１次回折光を受光するときにはチルト角Ｔを約−４．７１３°にして、波長６３０ｎｍの１次回折光を受光するときにはチルト角Ｔを約−８．６１２°にする。このようにすると、波長５５０ｎｍの２次回折光を受光するためにチルト角Ｔを約−３６．７３５°にするのに比べて、チルトステージ６を動かす範囲を少なくすることができる。また、検査用の照明光の波長が変わることにより、ウエハ５の表面の薄膜等による干渉条件も変わるため、或る波長で検出できない欠陥等も、別の波長で検出できるようになる利点がある。
【００４６】
なお、以上の述べた例では、波長選択フィルタ等の波長抽出手段を用いて所定の波長の照明光を被検物体に対して選択的に照射した例を述べたが、図１に示す光源１における入力電圧や入力電流等を変化させ、その光源１からの出力波長を可変とする不図示の波長可変装置（波長変更手段）を設け、光源１から出力される光の波長そのものを変化させて、この変化した波長を持つ光を照明光として被検物体へ照射してもよい。この場合、照明光を供給すると共に照明光の波長を変更する光源系は、照明光を供給する光源ユニット（光源１）、その光源ユニット（光源１）からの出力波長を可変とする波長可変装置（波長変更手段）、集光レンズ２、ファイバ束３とから構成され、また、その光源系からの光を集光して被検物体の表面を照明するための集光光学系は凹面鏡４を有する。
【００４７】
また、照明光の波長を変えるために、複数種類の光源（Ｈｅ−Ｎｅレーザ光源、半導体レーザ素子、ランプ等）を使用して、これらの複数種類の光源からの波長の異なる照明光を少なくとも１枚のダイクロイックミラー等を用いて合成し、更に各光源とダイクロイックミラーとの間の光路中にシャッタ等の波長選択手段をそれぞれ配置した構成としてもよい。この場合、複数のシャッタの内の１つのみを開放することにより、所定の波長を持つ照明光を選択的に被検物体へ導くことができる。なお、この場合、照明光を供給すると共に照明光の波長を変更する光源系は、複数光源、及び少なくとも１つのダイクロイックミラーで構成されて複数の波長の照明光を供給する光源ユニットと、複数のシャッタ（波長選択手段）と、集光レンズ２と、ファイバ束３とから構成され、また、その光源系からの光を集光して被検物体の表面を照明するための集光光学系は凹面鏡４を有する。
【００４８】
以上においては、被検物体を照明する照明系からの照明光の波長を変化（変更）させることによって、各波長毎での被検物体の回折像を検出系にてそれぞれ順番に検出することについて述べたが、検出すべき複数の波長を含む照明光あるいは所定の波長幅を有する照明光を供給する光源１を用いて、複数の波長を含む照明光あるいは所定の波長幅を有する照明光を被検物体へ照射して、検出系にて各波長毎に検出する構成としてもよい。この場合、照明系側では、波長選択フィルタやシャッタ等を設ける必要がないものの、検出系の検出光路中には、複数の波長選択フィルタの１つが検出波長毎に、選択的に設定可能に設けられる構成とすることがよい。
【００４９】
次に、本発明の第２の実施の形態につき図５を参照して説明する。本例は、照明系、及び受光系の角度をそれぞれ可変としたものであり、図５において図１に対応する部分には同一符号を付してその詳細説明を省略する。
図５は、本例の表面検査装置の要部を示し、この図５において、被検物体としてのウエハ５はステージ６Ａ上に吸着保持されており、ステージ６Ａは不図示のベース上に固定されている。また、光ファイバ束３の射出端３ａと凹面鏡４とは支持部材３１に固定され、支持部材３１は、回転駆動機構３２によって所定の回転軸を中心として回転自在に支持されている。図１の光源１、集光レンズ２より図５の光ファイバ束３に照明光Ｌ１が供給されており、実質的に照明系（１〜４）が回転自在に支持されていることになる。
【００５０】
同様に、凹面鏡１２〜撮像素子１５までの受光系（１２〜１５）は支持部材３３に固定され、支持部材３３は、回転駆動機構３４によって所定の回転軸を中心として回転自在に支持されている。実際には、回転駆動機構３２及び３４の回転軸は、それぞれウエハ５のほぼ中心を通るように設定されている。即ち、本例では照明系、及び受光系が実質的に互いに独立に回転自在に配置されている。これ以外の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００５１】
本例では、照明系を回転させることで、凹面鏡４からウエハ５に照射される波長λの照明光Ｌ１の入射角ψを変化させることができると共に、受光系を回転させることで、ウエハ５から凹面鏡１２に向かう回折光Ｌ２（又は散乱光Ｌ３）の受光角φを入射角ψとは独立に設定できることになる。従って、ウエハ５上のピッチｐの周期的パターンのｎ次（ｎは０を含む整数）の回折光を受光する条件は次式で表される。
sin ψ−sin φ＝ｎ・λ／ｐ（５）
【００５２】
本例でも例えばウエハ５上の複数種類のパターンの検査を行う場合には、それらの複数種類のパターンの回折条件を順次設定し、それぞれ撮像素子１５からの画像信号を取り込むことになる。ただし、第１の実施の形態はチルトステージ６を回転させて所望の回折条件を設定したのに対して、本例では照明系、及び受光系を回転させて所望の回折条件を設定する。本例によれば、第１の実施の形態に比べて、回折条件を選択する自由度が高いという利点がある。更に、受光系を固定して使うことも可能となり、この場合には、撮像素子１５上に形成されるウエハの像のアオリ角は一定であるため、画像処理系１０においてそのウエハの像の倍率補正を行う必要がなくなるという利点がある。ただし、ウエハ５の上方で照明系、及び受光系を構成する光学部材（可動部）が動くことになり、異物が発生し易くなるため、その可動部をできるだけウエハ５から離しておくことが望ましい。
【００５３】
次に、図６を参照して本発明の第３の実施の形態につき説明する。本例は、第１の実施の形態の照明系（第１の照明系）の外に、大きい入射角でウエハを照明するための第２の照明系を設けたものであり、図６において図１に対応する部分には同一符号を付してその詳細説明を省略する。
図６は、本例の表面検査装置を示し、この図６において、ウエハ５はチルトステージ３５上に吸着保持され、チルトステージ３５は回転軸９を中心として駆動モータ８によって回転自在に支持されている。そして、第１の実施の形態と同様に、ウエハ５が水平面上にある状態で、ウエハ５は光ファイバ束３及び凹面鏡４を含む第１の照明系（１〜４）からの照明光Ｌ１によって入射角ψで照明され、ウエハ５からの受光角φの回折光Ｌ２（又は散乱光Ｌ３）が、受光系（１２〜１５）で受光されている。また、チルトステージ３５の外部の光源３６内で発生した照明光が、扇型に広がる光ファイバ束３７の入射端に集光されている。光ファイバ束３７の射出端３７ａは、断面形状がＸ方向に細長い直線状に形成されており、この射出端３７ａがチルトステージ３５の上端にスペーサ３８を介して固定されている。
【００５４】
また、射出端３７ａの発光面に近接して、Ｘ方向（長手方向）に細長く、この長手方向に直交する方向に広がる光を集光するためのシリンドリカルレンズ（円筒型レンズ）３９が不図示の支持部材を介してチルトステージ３５に固定されている。そして、射出端３７ａの直線状の発光面から射出された照明光Ｌ４は、シリンドリカルレンズ３９によってほぼ平行光束に変換されて７０°〜９０°程度の大きい入射角でウエハ５の全面を照明する。照明光Ｌ４の波長は照明光Ｌ１と同一であり、光源３６、光ファイバ束３７、及びシリンドリカルレンズ３９より第２の照明系（３６，３７，３９）が構成されている。その他の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００５５】
本例において、チルトステージ３５のチルト角Ｔが変化すると、照明光Ｌ１の入射角は（ψ−Ｔ）となり、回折光Ｌ２の受光角は（φ＋Ｔ）となる。そして、第１の照明系（１〜４）は、入射角（ψ−Ｔ）が０°、即ち垂直の落射照明でもウエハ５の全面を照明できるように、凹面鏡４からの照明光Ｌ１の光束の断面積が広く設定されている。そのため、入射角（ψ−Ｔ）が大きくなると、ウエハ５に照射される光束の幅が実質的に狭くなってしまい、照明光Ｌ１の利用効率が悪くなってしまう。また、ウエハ５上での照明光Ｌ１の照度が低下するため、撮像素子１５上に形成される像の強度が低下して異物や欠陥等の検出精度も低下する恐れがある。そこで、本例ではウエハ５への照明光Ｌ１の入射角（ψ−Ｔ）が７０゜を超えるような場合には、第２の照明系（３６，３７，３９）からの照明光Ｌ４でウエハ５を照明するものとする。これによって、大きい入射角であっても高い照明効率で、即ちウエハ５の全面を高い照度で照明できるため、ウエハ５の像強度が大きくなり、高いＳＮ比で欠陥等を検出することができる。
【００５６】
ただし、その第２の照明系は、チルトステージ３５上に固定されているため、照明光Ｌ４の入射角ψ’は一定の値となる。ウエハ５の表面が水平面であるときのウエハ５からの回折光Ｌ２の受光角をφ’としたとき、チルトステージ３５のチルト角Ｔと、受光系で受光される回折光を生じるパターンのピッチｐとの間には次式のような関係がある。
sin ψ’−sin(φ’＋Ｔ）＝ｎ・λ／ｐ（６）
【００５７】
図８の曲線２７は、第２の照明系を用いた場合のチルト角Ｔ（ｄｅｇ）と、（６）式に基づいて１次回折光（ｎ＝１）が検出されるパターンのピッチｐ（μｍ）との関係を示している。この場合、第２の照明系による照明光Ｌ４の入射角ψ’は８８°、照明光の波長λは５５０ｎｍとした。また、第１の照明系の位置関係は図１の実施の形態と同じであり、図８の曲線２６は、図７の曲線２５Ａと同じく、第１の照明系を用いた場合のチルト角Ｔと１次回折光が検出されるパターンのピッチｐとの関係を表している。曲線２７より分かるように、第２の照明系を用いる場合には、チルト角Ｔを±１５°程度変化させることによって、０．４〜０．８μｍのピッチのパターンの１次回折光を高いＳＮ比で検出することができる。従って、１μｍ程度以上のピッチのパターンを検出する場合には、第１の照明系を使用することが望ましい。
【００５８】
実際に図６においてウエハ５の検査を行う場合には、検査対象のパターンのピッチｐを（１）式、及び（６）式に代入することによってそれぞれ第１の照明系を用いる場合のチルト角Ｔａ１，Ｔａ２，…、及び第２の照明系を用いる場合のチルト角Ｔｂ１，Ｔｂ２，…を算出する。その後、まず第１の照明系を発光させてチルトステージ３５のチルト角ＴをＴａ１，Ｔａ２，…に設定して撮像素子１５の画像信号を取り込んで検査を行う。続いて、第２の照明系を発光させてチルトステージ３５のチルト角ＴをＴｂ１，Ｔｂ２，…に設定して撮像素子１５の画像信号を取り込んで検査を行い、最終的に得られた欠陥情報の論理和を求めればよい。
【００５９】
なお、例えばウエハ５上に、ピッチが０．８μｍ程度以下のパターンとピッチが１μｍ程度以上のパターンとの２種類が形成されているような場合には、チルトステージ３５のチルト角Ｔを（１）式、及び（６）式の両方をほぼ満たす所定角度に固定することによって、後は第１の照明系と第２の照明系との発光を切り換えるのみでその２種類のパターンの検査を極めて短時間に行うことができる。
【００６０】
なお、上記の実施の形態では、被検物体はウエハであったが、被検物体として液晶パネル用の基板であるガラスプレート、更にはフォトマスク（レチクル）等の検査を行う場合にも本発明を適用することができる。このように本発明は上述の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る。
【００６１】
【発明の効果】
本発明の表面検査方法によれば、互いに異なる複数の回折条件でそれぞれ被検物体の表面からの回折光を検出して異物や欠陥の検出を行うようにしているため、被検物体上に形成されている１種類、又は複数種類のパターンの欠陥等を確実に検出できる利点がある。従って、被検物体の表面の全面がほぼ一定のパターンだけでは構成されていないＬｏｇｉｃ−ＩＣやＡＳＩＣ等の欠陥検査も殆ど取りこぼしなく行うことができるようになる。更に、ＤＲＡＭ等のように全面にほぼ一定ピッチの周期的パターンが形成されている被検物体の検査においても、薄膜干渉等の影響による欠陥等の見落としの確率を小さくすることができる。
【００６２】
また、被検物体の表面からの回折光を集光してその表面の像を形成し、この像の画像信号から欠陥等を検出する場合には、その表面の全面の欠陥等を一度に効率的に検出できる利点がある。
更に本発明の表面検査装置によれば、そのような表面検査方法を容易に実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の表面検査装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１の照明系、チルトステージ６、及び受光系の関係を示す平面図である。
【図３】第１の実施の形態による検査結果の一例を示す図である。
【図４】第１の実施の形態でウエハの検査を行う場合の動作の一例を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施の形態の表面検査装置の要部を示す斜視図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態の表面検査装置の要部を示す斜視図である。
【図７】第１の実施の形態におけるチルト角Ｔと１次から６次までの回折光を受光できるパターンのピッチｐとの関係を示す図である。
【図８】第３の実施の形態におけるチルト角Ｔと１次回折光を受光できるパターンのピッチｐとの関係を示す図である。
【符号の説明】
１…光源、３…光ファイバ束、４…凹面鏡、５…ウエハ、６…チルトステージ、９…回転軸、１０…画像処理系、１２…凹面鏡、１３…開口絞り、１４…結像レンズ、１５…撮像素子、１６…ウエハアーム、１８…回転テーブル、２０…撮像系、３５…チルトステージ、３６…光源、３７…光ファイバ束、３９…シリンドリカルレンズ

Claims

被検物体の表面に形成されたパターンの検査を行う表面検査方法であって、
前記被検物体の表面にほぼ平行光束よりなる照明光を照射し、互いに異なる複数の回折条件でそれぞれ前記被検物体の表面からの回折光による前記表面の像を検出し、該検出された像に前記複数の回折条件に応じてそれぞれ前記被検物体の表面から発生する回折光の方向に対応する方向の倍率補正を行い、
該補正後の複数の像情報の論理和に基づいて前記被検物体の表面のパターンの検査を行うことを特徴とする表面検査方法。
前記被検物体の表面は、該表面に平行で、かつ前記パターンの周期方向に直交する回転軸の周りのチルト角が可変であり、
前記照明光は、その射影が前記パターンの周期方向に平行になるように前記被検物体の表面に入射し、
前記被検物体の表面からの回折光は、軸外しが行われた受光系を介して受光され、
初期状態での前記被検物体の表面の法線に対して回折光がなす角度φ及び前記初期状態からの前記被検物体の表面のチルト角Ｔを用いて、前記検出された像の倍率補正を行うために、前記像を前記パターンの周期方向に対応する方向にｓｅｃ（φ＋Ｔ）倍することを特徴とする請求項１記載の表面検査方法。
前記被検物体の表面に照明光を照射する際に、更に前記パターンから求められる設計上の回折条件から外れた条件で前記被検物体の表面からの光を検出し、
該検出結果に基づいて前記被検物体の表面のパターンの検査を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の表面検査方法。
被検物体の表面に形成されたパターンの検査を行う表面検査装置であって、
前記被検物体を保持するステージと、
前記被検物体の表面にほぼ平行光束よりなる照明光を照射する照明系と、
前記被検物体からの回近光による前記表面の像を検出する受光系と、
複数の互いに異なる回折条件のもとで前記被検物体の表面からの回折光を前記受光系に導くために、前記ステージの傾斜角、前記照明系の位置、及び前記受光系の位置の少なくとも一つを可変とする駆動系と、
前記受光系にて検出された前記像に、前記複数の回折条件に応じてそれぞれ前記被検物体の表面から発生する回折光の方向に対応する方向の倍率補正を行い、該補正後の複数の像情報の論理和を求める演算系と、
を有することを特徴とする表面検査装置。
被検物体の表面に形成されたパターンの検査を行う表面検査装置であって、
前記被検物体の表面に可変の第１の入射角でほぼ平行光束よりなる照明光を照射する第１照明系と、
前記被検物体の表面に前記第１の入射角よりも大きい第２の入射角で、スリット状の光源からのほぼ平行光束よりなる照明光を照射する第２照明系と、
前記第１照明系及び前記第２照明系からの照明光による前記被検物体の表面からの回折光を受光して、前記回折光による前記表面の像を検出する受光系と、
該受光系により検出された像に、前記被検物体の表面から発生する回折光の方向に対応する方向の倍率補正を行い、該補正後の複数の像情報の論理和を求める演算系と、
を有することを特徴とする表面検査装置。