特許 6245533 検査装置および撮像素子の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6245533

(24)【登録日】2017年11月24日

(45)【発行日】2017年12月13日

(54)【発明の名称】検査装置および撮像素子の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/66 20060101AFI20171204BHJP

   G01M 11/00 20060101ALI20171204BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/66 J

   G01M11/00 T

【請求項の数】8

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2016-77039(P2016-77039)

(22)【出願日】2016年4月7日

(62)【分割の表示】特願2012-19795(P2012-19795)の分割

【原出願日】2012年2月1日

(65)【公開番号】特開2016-130741(P2016-130741A)

(43)【公開日】2016年7月21日

【審査請求日】2016年4月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004112

【氏名又は名称】株式会社ニコン

(74)【代理人】

【識別番号】100098165

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 聡

(72)【発明者】

【氏名】向井 香織

【審査官】 戸次 一夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−３０３９０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−００４６１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２８７８８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／００ −２１／９８

Ｇ０１Ｍ １１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検査物を検査する検査装置において、
光源から発生した光が入射する第１光学部材と、
前記光に対する透過性を有し、前記被検査物へ非偏光な光が入射するように前記光の偏光度を変化させる第２光学部材と、を有する照明装置と、
前記照明装置からの光で照明された前記被検査物からの出力を検出し、該検出の結果に基づいて前記被検査物を検査する検査部と、
を備え、
前記第２光学部材は、前記光源の中心から射出された光が前記照明装置の光軸に実質的に平行になる位置に配置されるとともに、
前記第２光学部材は、板状光学部材を含み、前記照明装置の光軸に垂直な面に対して傾斜して配置されたことを特徴とする検査装置。

【請求項2】

前記板状光学部材は、任意の方位において、前記照明装置の光軸に垂直な面に対する傾斜角が可変であることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。

【請求項3】

前記第１光学部材は、ビームスプリッターを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の検査装置。

【請求項4】

前記照明装置は、
前記光源からの光が入射するオプティカルインテグレータと、
前記オプティカルインテグレータにおける光の射出面からの光を前記被検査物へ略テレセントリックにケーラー照明するコンデンサレンズと、を更に有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の検査装置。

【請求項5】

被検査物を検査する検査装置において、
光源から発生した光が入射する第１光学部材と、
前記光に対する透過性を有し、前記被検査物へ非偏光な光が入射するように前記光の偏光度を変化させる第２光学部材と、を有する照明装置と、
前記照明装置からの光で照明された前記被検査物からの出力を検出し、該検出の結果に基づいて前記被検査物を検査する検査部と、
を備え、
前記第２光学部材は、前記光源の中心から射出された光が前記照明装置の光軸に実質的に平行になる位置に配置されるとともに、
前記照明装置は、
前記光源からの光が入射するオプティカルインテグレータと、
前記オプティカルインテグレータにおける光の射出面からの光を前記被検査物へ略テレセントリックにケーラー照明するコンデンサレンズと、を更に有することを特徴とする検査装置。

【請求項6】

前記第２光学部材は、前記光源と前記オプティカルインテグレータとの間に配置されたことを特徴とする請求項４又は５に記載の検査装置。

【請求項7】

前記照明装置は前記光源を更に有すると共に、前記被検査物を載置するステージを更に備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の検査装置。

【請求項8】

請求項１〜７のいずれか一項に記載の検査装置で撮像素子の検査を行う工程を含むことを特徴とする撮像素子の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被照射物を照明する照明装置、照明装置を備える検査装置、および検査装置を使用する撮像素子の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

デジタルカメラ等に使用される固体撮像素子、例えばＣＣＤ型又はＣＭＯＳ型の撮像素子は、半導体ウエハ（以下、単にウエハという。）の表面にＣＶＤ(chemical vapor deposition)工程及びフォトリソグラフィー工程等により半導体集積回路を積層して形成される。この際、一般に１枚のウエハ表面に多数の固体撮像素子がマトリクス状に整列した状態で形成され、かつ各固体撮像素子はウエハ上に整列した状態で性能検査が行われる。この検査に合格した素子がウエハから切り離されてデジタルカメラ等に使用される。

【0003】

従来、ウエハ上に整列形成された状態の複数の固体撮像素子の検査を行うために、ウエハ表面の検査対象素子を照度均一性の高い照明光で照明する照明装置と、ウエハを移動するプローバと、検査対象素子の電気出力を取り込んで性能を検査するテスタとを有する検査装置が使用されている。従来の照明装置は、照明光としてフィラメントを有するランプよりなる光源から発生する非偏光で広帯域の光（白色光）を使用していた（例えば、特許文献１参照）。

【0004】

その他、繰り返しパターンが形成されたウエハの表面に直線偏光の平行光（照明光）を入射させて、パターンから反射した光を検出することでパターンの欠陥を検査する装置が用いられる。この検査装置では例えば、光源からの直線偏光の発散光束を平行光に変換してウエハ表面へ導くために凹面反射鏡が使用される。このとき、凹面反射鏡での反射により照明光の偏光面（直線偏光の偏光方位角）の回転が生じるため、この回転を抑制するために例えば光源からの発散光束中（非平行光束中）に平行平面板が配置される（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００６−２２２３２５号公報

【特許文献2】米国特許第７３０７７２５号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

固体撮像素子を検査するために照明装置から照射される照明光の条件として、まずランプから射出された直後のように非偏光な光（偏光度がほぼ０％の光）であることが好ましい。しかしながら、光源から非偏光な光が射出されたとしても、照明装置の途中の光路にある例えば光路折り曲げ用のミラーのような光学部材によって偏光度が変化して、検査対象素子に照射される照明光の偏光度が大きくなると（偏光度が許容範囲を超える）と、検出器等の偏光依存性のために検査精度が低下するおそれがある。

【0007】

また、例えば固体撮像素子の偏光特性を検査するような場合には、例えばその照明光を回転角が調整可能な直線偏光板に通すことによって、その照明光を任意の方向の直線偏光に設定できることが好ましい。しかしながら、その直線偏光板に通す前の照明光が非偏光な光でないと、その直線偏光板を通過した後の照明光の偏光方向（偏光方位角）によって光量が変動して、検査精度が低下するおそれがある。

【0008】

本発明の態様は、このような事情に鑑み、非偏光な光（偏光度がほぼ０％の光）で検査対象素子を照明することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明によれば、被検査物を検査する検査装置において、光源から発生した光が入射する第１光学部材と、その光に対する透過性を有し、その被検査物へ非偏光な光が入射するようにその光の偏光度を変化させる第２光学部材と、を有する照明装置と、その照明装置からの光で照明されたその被検査物からの出力を検出し、該検出の結果に基づいてその被検査物を検査する検査部と、を備え、その第２光学部材は、その光源の中心から射出された光がその照明装置の光軸に実質的に平行になる位置に配置される検査装置が提供される。
また、その検査装置において、一例として、その第２光学部材は、板状光学部材を含み、その照明装置の光軸に垂直な面に対して傾斜して配置され、他の例として、その照明装置は、その光源からの光が入射するオプティカルインテグレータと、そのオプティカルインテグレータにおける光の射出面からの光をその被検査物へ略テレセントリックにケーラー照明するコンデンサレンズと、を更に有する。

【0010】

また、本明細書には以下の発明も記載されている。
本発明の第１の態様によれば、被照射物を照明する照明装置において、非偏光な光を発生する光源部と、その光源部から発生された光の少なくとも一部の光路を折り曲げる第１光学部材と、その光に対する透過性を有し、その第１光学部材により増加するその光の偏光度を低減させる第２光学部材と、を備え、その第２光学部材は、その光源部の中心から射出された光が該照明装置の光軸に実質的に平行になる位置に配置される照明装置が提供される。
第２の態様によれば、被照射物を照明する照明装置において、非偏光な光を発生する光源部と、その光源部からの光の少なくとも一部の光路を折り曲げる第１光学部材と、その光源部からの光が入射するオプティカルインテグレータと、その光に対する透過性を有し、その第１光学部材により増加するその光の偏光度を低減させる第２光学部材と、を備え、その第２光学部材は、そのオプティカルインテグレータにおける光の射出面の中心から射出された光が該照明装置の光軸に実質的に平行になる位置に配置される照明装置が提供される。

【0011】

第３の態様によれば、被照射物を照明する照明装置において、光を発生する光源部と、その光源部から発生されたその光の少なくとも一部の光路を折り曲げる第１光学部材と、その光に対する透過性を有し、その被照射物へ非偏光な光が入射するようにその光の偏光度を変化させる第２光学部材と、を備え、その第２光学部材は、その光源部の中心から射出された光が該照明装置の光軸に実質的に平行になる位置に配置される照明装置が提供される。

【0012】

第４の態様によれば、被照射物を照明する照明装置において、光を発生する光源部と、その光源部から発生された光の少なくとも一部の光路を折り曲げる第１光学部材と、その光源部からの光が入射するオプティカルインテグレータと、その光に対する透過性を有し、その被照射物へ非偏光な光が入射するように光の偏光度を変化させる第２光学部材と、を備え、その第２光学部材は、そのオプティカルインテグレータにおける光の射出面の中心から射出された光が該照明装置の光軸に実質的に平行になる位置に配置される照明装置が提供される。

【0013】

第５の態様によれば、被照射物を照明する照明装置において、非偏光な光を発生する光源部と、その光源部からの光が入射するオプティカルインテグレータと、その光源部からの光の一部を折り曲げる第１光学部材と、そのオプティカルインテグレータにおける光の射出面からの光をその被照射物へ略テレセントリックにケーラー照明するコンデンサレンズと、そのコンデンサレンズとその被照射物との間に配置され、その光に対する透過性を有し、その第１光学部材により増加する光の偏光度を低減させる平行平面板と、を備える照明装置が提供される。

【0014】

また、第６の態様によれば、第１〜第５の態様の照明装置と、その照明装置からの光で照明される被検査物が載置されるステージと、その照明装置からの光で照明されたその被検査物からの出力を検出し、該検出の結果に基づいてその被検査物を検査する検査部と、を備える検査装置が提供される。
また、第７の態様によれば、本発明の態様の検査装置で撮像素子の検査を行う工程を含む撮像素子の製造方法が提供される。

【発明の効果】

【0015】

本発明の態様によれば、非偏光な光（偏光度がほぼ０％の光）で被検査物を照明することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】第１の実施形態に係る検査装置を示す図である。

【図2】（ａ）はアルミニウムコートのミラーの反射率の波長依存性（入射角４５°）を示す図、（ｂ）はその反射率の入射角依存性（波長５５０ｎｍ）を示す図、（ｃ）はそのミラーの偏光度の波長依存性（入射角４５°）を示す図、（ｄ）はその偏光度の入射角依存性（波長５５０ｎｍ）を示す図である。

【図3】（ａ）は１つの反射面あたりのエネルギー反射率の入射角依存性（基板材料がＢＫ７）を示す図、（ｂ）は１枚の基板(2面)あたりのエネルギー透過率の入射角依存性（基板材料がＢＫ７）を示す図、（ｃ）は平行平面板の透過の偏光度の入射角依存性（基板材料がＢＫ７）を示す図、（ｄ）は平行平面板（基板材料がＢＫ７）による偏光度の波長依存性（入射角２８°）を示す図である。

【図4】ウエハの上方に直線偏光板を配置した状態の検査装置を示す図である。

【図5】平行平面板の透過の偏光度の入射角依存性（基板材料がＳＦ６）を示す図である。

【図6】第２の実施形態に係る検査装置を示す図である。

【図7】（ａ）は図６の検査装置の照明領域を示す平面図、（ｂ）は他の照明領域を示す平面図である。

【図8】第３の実施形態に係る照明装置を示す斜視図である。

【図9】撮像素子の製造工程の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態につき図１〜図５を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る検査装置１００を示す。検査装置１００は、一例としてシリコン等からなるウエハ（半導体ウエハ）５０の表面に整列形成された状態の複数のＣＣＤ型又はＣＭＯＳ型等の固体撮像素子５８（図７（ａ）参照）の性能を検査するものである。検査装置１００は、被検査物であるウエハ５０表面の被照射面１６を均一な照度分布の照明光ＩＬで照明する照明装置８０と、ウエハ５０を移動するプローバ９０と、ウエハ５０表面の検査対象の固体撮像素子（検査対象素子）の電気出力を取り込んでその性能を検査するテスタ５６と、装置全体の動作を統括的に制御するコンピュータよりなる主制御装置５３と、照明装置８０を構成する光学部材等を支持するフレーム機構（不図示）とを有する。以下、ウエハ５０が移動する平面内で図１の紙面に平行な方向にＸ軸を、図１の紙面に垂直な方向にＹ軸を取り、その平面に垂直な方向にＺ軸を取り、Ｚ軸に平行な軸の回りの回転方向をθｚ方向として説明する。

【0018】

まず、プローバ９０は、ウエハ５０が載置されるステージ５１、ステージ５１をＸ方向、Ｙ方向、及びθｚ方向に駆動するステージ駆動装置５２、並びにウエハ５０表面の検査対象素子の出力端子に接触可能な複数のプローブピン５５を有する。テスタ５６は、プローブピン５５を介して得られる検査対象素子（照明装置８０で照明されている）の電気信号（出力）からその検査対象素子の性能を検査する。主制御装置５３は、不図示のアライメント系の検出結果に基づいてステージ駆動装置５２を介してステージ５１（ウエハ５０）を移動して、検査対象素子を照明装置８０の被照射面１６の照明領域内に移動する。

【0019】

また、照明装置８０は、ほぼ４００〜７００ｎｍ程度の広帯域の波長範囲を含み非偏光な照明光ＩＬを射出する光源１を有する。光源１から射出された照明光ＩＬは、撮像素子が受光する光の３原色である赤色光（中心波長６００ｎｍ）、緑色光（中心波長５５５ｎｍ）、及び青色光（中心波長４５０ｎｍ）を含む白色光である。光源１としては、一例と
してフィラメントを有するハロゲンランプが使用されている。なお、光源１としては、一般的な白熱電球又はキセノンランプ等も使用可能である。

【0020】

さらに、照明装置８０は、光源１から被照射面１６に向かって順に配列された複数の光学部材、すなわち、コレクタレンズ２、フィルタ群３、リレー光学系４、リレー光学系４からほぼ＋Ｘ方向に射出された光束をほぼ−Ｚ方向に９０°折り曲げる平面ミラーよりなる折り返しミラー５、及び照明むらを減少させるためのフライアイレンズ６（オプティカルインテグレータ）を有する。また、照明装置８０は、フライアイレンズ６からの光束を集光して被照射面１６をテレセントリック照明するコンデンサレンズ７、照明装置８０の光学系の光軸ＡＸに垂直な平面１５に対して斜めに配置された光透過性の平行平面板よりなる偏光補正板８、及び照明光路に対して挿脱可能に、かつθｚ方向に回転可能に支持された直線偏光板（偏光子）９を有する。フィルタ群３は、熱線吸収フィルタ３Ａ、交換可能なカラーフィルタ３Ｂ、光量を制御するために交換可能なＮＤフィルタ３Ｃ、及びバンドパスフィルタ（不図示）などを有する。

【0021】

折り返しミラー５は、一例としてガラス板の反射面にアルミニウム等の金属膜を形成したものである。折り返しミラー５の反射面５ａは照明装置８０の光軸ＡＸに対して、Ｙ軸に平行な軸の回りに４５°傾斜している。フライアイレンズ６は、一例として断面形状が正方形の複数のレンズエレメントを密着して束ねたものである。このとき、フライアイレンズ６の入射面と被照射面１６とはコンデンサレンズ７によって共役であるため、被照射面１６の照明領域の形状も正方形である。偏光補正板８の材料（硝材）は、屈折率が例えば１．５以上に高い材料が望ましい。

【0022】

また、照明装置８０は、偏光補正板８の平面１５に対する傾き角αを調整する角度調整機構１０、及び直線偏光板９を必要に応じて照明光路に設置し、かつその照明光路で直線偏光板９をθｚ方向に回転する挿脱回転機構２０を有する。角度調整機構１０は、偏光補正板８の−Ｘ方向の端部を回転可能に支持する支持部１１、偏光補正板８の＋Ｘ方向の端部を支持する支持部１２、円弧状のガイド部１４、及びガイド部１４に沿って歯車機構を介して支持部１２を移動させる駆動部１３を有する。駆動部１３はマニュアルでもよいが、駆動モータで駆動してもよい。また、さらに偏光補正板８及び角度調整機構１０を一体的にθｚ方向に回転する回転機構（不図示）を設けることが望ましい。この場合、角度調整機構１０および不図示の回転機構により、照明装置８０の光軸Ａｘに対する任意の方位において、偏光補正板８の傾き角αを可変させることができる。なお、角度調整機構１０および回転機構（不図示）に限定されることなく、照明装置８０の光軸Ａｘに対する任意の方位において偏光補正板８の偏光補正板８の傾き角αを任意に設定できる機構であれば、例えば偏光補正板８を３点でキネマティック支持するなど、既存の機構を適用することができる。挿脱回転機構２０は、直線偏光板９を支持する支持枠２１、支持枠２１を内側で回転可能に支持する軸受け２２、軸受け２２の外枠を回転して軸受け２２内の直線偏光板９を照明光路に設置し、かつ照明光路から退避させる第１駆動モータ２３、及び軸受け２２内で支持枠２１（直線偏光板９）をθｚ方向に回転させる第２駆動モータ２４を有する。なお、角度調整機構１０及び挿脱回転機構２０の構成は上記の構成に限られることはなく、周知の技術を適用してもよい。

【0023】

照明装置８０において、光源１から射出された光束（照明光ＩＬ）は、コレクタレンズ２によりほぼ＋Ｘ方向に向かう略平行光束に変換され（コリメートされ）、フィルタ群３に入射する。フィルタ群３を配置する位置は、光束径が小さくなるコレクタレンズ２の後ろ側焦点付近やリレー光学系４の中間位置（光源像ができる位置）付近が望ましい。また、フィルタ群３のフィルタ３Ａ〜３Ｃ等は互いに異なる位置に配置してもよい。フィルタ３Ａ〜３Ｃ等は、多重反射の影響を軽減するために傾けて配置する場合もある。フィルタ群３を通過した光束は、リレー光学系４により、フライアイレンズ６に入射するのに適切なサイズと開口数（ＮＡ）を持つ光束に変換され、折り返しミラー５を介してフライアイレンズ６に入射する。

【0024】

本実施形態では、照明装置８０ひいては検査装置１００を小型化するために、リレー光学系４とフライアイレンズ６との間に折り返しミラー５が配置されている。折り返しミラー５は、光源１の中心又はフライアイレンズ６の射出面の中心からの光が光軸ＡＸと略平行になる位置に設置するのが望ましい。この位置であれば、被照射面１６の各位置に集光される光束は、折り返しミラー５への入射角分布が互いにほぼ等しい光束になっているため、折り返しミラー５が傾斜していることによる光量のむら（傾斜むら）が生じにくい。仮に折り返しミラー５をリレー光学系４の中間位置に配置すると、折り返しミラー５への光の入射角分布が、被照射面１６の集光位置に依存して異なる。この場合、一般にミラーの反射率は入射角依存性があるので、照明光の光量むら（傾斜むら）が生じる。

【0025】

そして、フライアイレンズ６の射出面を２次光源とするケーラー照明になるように、フライアイレンズ６から射出される光束でコンデンサレンズ７によって被照射面１６を照明する。この際にテレセントリック照明になるように、概ねコンデンサレンズ７の前側焦点位置がフライアイレンズ６の射出面（瞳面又は二次光源が形成される面）に設定されている。

【0026】

次に、本実施形態における偏光補正板８の作用につき説明する。本実施形態に係る検査装置１００によるウエハ５０表面の検査対象素子の検査に際して、第１の検査方法としては、例えば検査対象素子の偏光依存性の影響を解消するために、検査対象素子に非偏光な光束を照射する。この第１の検査方法では、直線偏光板９は照明光路の外部に退避している。また、光源１としては非偏光な照明光ＩＬを射出する光源が使用されている。ところが、照明装置８０の小型化のために使用されている折り返しミラー５は、ｓ偏光とｐ偏光の反射率が異なるため、折り返しミラー５で反射された後の光束の偏光度は変化し（偏光度は上がり）、例えば数％程度の偏光度を持つことがある。より詳しくは、折り返しミラー５で反射された後の光束に直線偏光成分が生じるため、偏光度が上がることがある。

【0027】

なお、被照射面１６に入射する光束に関して、Ｘ方向の偏光成分（折り返しミラー５に関するｐ偏光）とＹ方向の偏光成分（折り返しミラー５に関するｓ偏光）との強度差をＳ１、Ｘ方向に対して４５°傾斜した偏光成分と１３５°傾斜した偏光成分との強度差をＳ２、右円偏光と左円偏光との強度差をＳ３、全光束の強度をＳＴとすると、偏光度は次のように定義される。

【0028】

偏光度＝｛（Ｓ１²＋Ｓ２²＋Ｓ３²）^1/2／ＳＴ｝×１００（％） …（１）
以下、偏光度がほぼ０％と見做せる光(偏光度が１％以下程度の光)を非偏光な光と表す。
また、白色光で使用されるミラー用コーティングは一般にはアルミニウムコートである。そこで、一例として折り返しミラー５も反射面にアルミニウムコートが施されたミラー（アルミミラー）であるとすると、アルミミラーは４５°入射で概ね９０％程度の反射率を持つ。さらに、アルミミラーでは、ｓ偏光とｐ偏光に対する反射率特性に、図２（ａ）（入射角４５°の場合）及び図２（ｂ）（波長５５０ｎｍの場合）に示すように５％程度の差がある。

【0029】

本実施形態のように固体撮像素子の検査用の検査装置１００では、広い波長範囲に対応している方が望ましいが、広い波長範囲に対応するミラーであると偏光が生じやすい。なお、検査用の光がレーザ光のような単波長の光でよい場合には、単波長のミラー用コーティングは、ｓ偏光及びｐ偏光ともにほぼ１００％の非常に高い反射率を得ることも可能であるため、偏光はほとんど生じない。

【0030】

非偏光な光束が折り返しミラー５（ここではアルミミラー）に入射したときの反射光の偏光度の波長依存性及び入射角依存性をそれぞれ図２（ｃ）（入射角４５°の場合）及び図２（ｄ）（波長５５０ｎｍの場合）に示す。アルミミラーからの反射光の偏光度は、波長依存性は小さいが（図２（ｃ）参照）、入射角依存性は大きい（図２（ｄ）参照）。折り返しミラー５に対する光束の入射角は４５°の近傍であるため、折り返しミラー５からの反射光の偏光度はほぼ３％になっている。その他にも、照明光路中に光軸に垂直な面に対して斜めに配置されるビームスプリッター等の光学部材などがある場合にも、その光学部材を通過した後の光束の偏光度が変化する。

【0031】

本実施形態では、折り返しミラー５で反射された光束に生じた偏光度の変化（偏光度の増加分）を低減（より具体的には、折り返しミラー５で反射された光束に生じた直線偏光の成分を低減）するために、コンデンサレンズ７と被照射面１６との間に傾斜した平行平面板よりなる偏光補正板８を配置している。平行平面板を斜めに配置するとｓ偏光とｐ偏光とで透過率が異なるため、折り返しミラー５で生じたｓ偏光とｐ偏光との強度差を減少させて、偏光度を低下させることができる。一例として、偏光補正板８の材料としてはＢＫ７（ｄ線屈折率＝１．５１６８）を使用する。ＢＫ７の屈折率は１．５に対してあまり高くはないが、大きな平行平面板の入手性が良い。

【0032】

ここで、平行平面板によるｐ偏光及びｓ偏光の光束の入射角とフレネル反射率（エネルギー反射率）Ｒｐ，Ｒｓとの関係は次の通りである。
Ｒｐ＝tan²（θ₁−θ₂）／tan²（θ₁＋θ₂） …（２）
Ｒｓ＝sin²（θ₁−θ₂）／sin²（θ₁＋θ₂） …（３）
sinθ₁＝ｎsinθ₂ …（４）
なお、θ₁は空気中での入射角、θ₂は平行平面板中での屈折角、ｎは平行平面板の屈折率である。平行平面板（偏光補正板８）の材料がＢＫ７の場合の、入射角とｐ偏光及びｓ偏光のエネルギー反射率との関係（１反射面あたり）を図３（ａ）に、入射角とｐ偏光及びｓ偏光のエネルギー透過率との関係（平行平面板１枚あたり）を図３（ｂ）に、非偏光光が入射したときの入射角と透過光の偏光度との関係を図３（ｃ）に、非偏光光が入射したときの波長と透過光の偏光度との関係（入射角２８°の場合）を図３（ｄ）に示す。光学硝子の屈折率の波長依存性は小さいので、図３（ｄ）に示すように透過光の偏光度の波長依存性も小さい。なお、図１の偏光補正板８の表面８ａ（光が入射する面）に対する光軸に平行な光束の入射角は、角度調整機構１０によって調整される平面１５に対する傾き角αと同じである。

【0033】

本実施形態において、折り返しミラー５ではｓ偏光の方がｐ偏光より反射率が高いので、図１において紙面に平行な面（ＸＺ面）を光の入射面とすると、折り返しミラー５の反射光は、図１の紙面に垂直な方向（Ｙ軸方向）の直線偏光成分が生じる（すなわち、折り返しミラー５の反射光の偏光度が上がる）。なお、折り返しミラー５では位相差と反射率の差で偏光成分が生じるが、非偏光な光源１から射出される光の位相はランダムであり、位相差による影響は小さい。

【0034】

これに対して、偏光補正板８（平行平面板）ではｐ偏光の方がｓ偏光より透過率が高いので、図１の配置（偏光補正板８が平面１５に対してＹ軸に平行な軸の回りに傾斜している配置）では、偏光補正板８に非偏光な光束が入射すると、図１の紙面に平行な方向（Ｘ軸方向）の直線偏光成分が生じる。
したがって、折り返しミラー５と偏光補正板８との組み合わせでは、それらの直線偏光成分（Ｙ軸方向の直線偏光成分とＸ軸方向の直線偏光成分）が相殺するため、偏光補正板８の傾き角α（入射角）を調整することにより、偏光補正板８を透過して被照射面１６に向かう光束の偏光度を小さくできる。偏光補正板８の硝材がＢＫ７の場合、傾き角αが２８°程度で透過光の偏光度が３％程度となり、４５°で傾斜している折り返しミラー５（アルミミラー）で生じる偏光度がほぼ相殺される。

【0035】

図１のように、光源１の中心からの照明光ＩＬが光軸ＡＸに略平行になっている位置に折り返しミラー５を配置すると、照明位置が異なっていても折り返しミラー５への入射角は同じような分布になる。そのため、折り返しミラー５で生じる偏光度は照明位置が異なっていてもほぼ３％程度になる。また、照明光ＩＬの波長が異なっていても、その偏光度の波長依存性は小さい。さらに、偏光補正板８は、テレセントリック照明を行うコンデンサレンズ７と被照射面１６との間で、フライアイレンズ６の射出面の中心からの光束が光軸ＡＸにほぼ平行になっている位置にある。従って、偏光補正板８に入射する光束は、照明位置が異なっていても入射角は同じような分布になる。また、偏光補正板８（平行平面板）による偏光度の波長依存性は小さい。従って、被照射面１６の照明領域全面にわたって、波長範囲を広くして、かつ折り返しミラー５における反射で増加した光の偏光度（反射で生じた直線偏光成分）を低減することができる。

【0036】

なお、実用的には、ステージ５１上に入射光の偏光度を計測できるポラリメータ５７を設置し、ポラリメータ５７を被照射面１６内に移動した状態で、照明装置８０から被照射面１６に照明光ＩＬを照射してもよい。そして、ポラリメータ５７で計測される偏光度が例えば１％（又はこれよりも小さい許容値）より小さくなるように、又はその偏光度が最小になるように角度調整機構１０で偏光補正板８の傾き角αを調整することで、被照射面１６を非偏光な照明光で照明できる。

【0037】

次に、本実施形態における第２の検査方法としては、例えば検査対象素子の偏光特性を計測するために、プローバ９０のステージ５１に載置されているウエハ５０を直線偏光した光束で照明する。この検査方法では、上記のように偏光補正板８の傾き角αを、偏光補正板８を透過する光束が非偏光になるように設定した上で、図４に示すように、挿脱回転機構２０によって直線偏光板（偏光子）９を照明光路に設置する。この状態で、被照射面１６を照明光で照明し、テスタ５６によって検査対象素子の性能を検査する。

【0038】

さらに、必要に応じて、検査対象素子に照射される照明光の直線偏光の方向（偏光方位角）を種々の方向に設定して偏光特性を検査するために、挿脱回転機構２０によって直線偏光板９をθｚ方向に回転する。この際に、本実施形態では、直線偏光板９に入射する照明光は非偏光であるため、直線偏光板９をθｚ方向に回転しても、直線偏光板９を透過する直線偏光の光束の光量が変化しない。従って、直線偏光板９の回転角を任意の角度に設定しても、光量が変化しないため、検査対象素子の偏光特性を高精度に検査できる。

【0039】

本実施形態の効果等は以下の通りである。
本実施形態に係る検査装置１００は、被照射面１６にあるウエハ５０表面の固体撮像素子（被照射物）を照明する照明装置８０を備えている。そして、照明装置８０は、非偏光で広帯域の光を発生する光源１と、光源１から発生された光の光路を折り曲げる折り返しミラー５と、光源１からの光が入射するフライアイレンズ６と、その光に対する透過性を有し、折り返しミラー５により増加するその光の偏光度を低減させる偏光補正板８と、を備え、偏光補正板８は、フライアイレンズ６における光の射出面の中心から射出された光が照明装置８０の光軸ＡＸに実質的に平行になる位置に配置されている。

【0040】

照明装置８０によれば、光源１から発生された広帯域（白色）で非偏光な光束の偏光度が折り返しミラー５によって変化（増加）しても、偏光補正板８によってその変化(偏光
度の増加分)が低減される。従って、光源１から発生される非偏光な光束の偏光度の変化
（偏光度の増加）が抑制でき、検査対象の固体撮像素子（被照射面１６）を広帯域でかつ非偏光な光束で照明できる。

【0041】

なお、偏光補正板８は、光が入射する表面８ａを有しており、偏光補正板８は、その表面８ａと直交する軸に対して、その光の主光線（照明装置８０に設けられた不図示の開口絞りの中心を通る光線。ここではフライアイレンズ６の射出面（瞳面）の中心を通る斜光線）が交差して表面８ａに入射するように配置されていてもよい。これによって、偏光補正板８に入射する光には常にｓ偏光及びｐ偏光の成分が含まれるため、折り返しミラー５で反射した光の偏光度の変化を補正することが可能となる。これより、照明装置８０で構成される光学系が偏心光学系であったとしても、折り返しミラー５で反射した光の偏光度の変化を偏光補正板８で補正することが可能となる。

【0042】

また、照明装置８０は照度分布を均一化するためのフライアイレンズ６を備え、偏光補正板８は、フライアイレンズ６の射出面（二次光源）の中心からの光束が光軸ＡＸに略平行になる位置に配置されている。従って、照明位置に依らずに、被照射面１６の各位置に集光する光束の偏光補正板８への入射角分布がほぼ均一であるため、被照射面１６上の照明位置の相違による偏光度のばらつきを小さくできる。

【0043】

また、偏光補正板８は平行平面板であり、製造が容易である。ただし、偏光補正板８としては、例えば表面８aと裏面との間に或る程度の角度がある楔型プリズムのような楔形
状の光学部材（板状光学部材）を使用することも可能である。この場合、例えば、楔形状の光学部材に入射する面（表面）と平面１５との成す角を傾き角αとして光軸ＡＸに対して楔形状の光学部材を傾斜させる。この場合、αが零でないことを光軸に対して傾斜していると考える。
また、本実施形態ではリレー光学系４を備えているが、リレー光学系４は省略可能である。また、光源１は必ずしも広帯域でなくともよく、例えば特定波長の光に対する撮像素子の特性を検査する場合には、光源１として単色で非偏光な光を発生する光源を使用してもよい。この場合、折り返しミラーであれば、反射率が１００％に近いレーザーミラーを使用すれば、直線偏光成分はほとんど生じないが、ビームスプリッター等では直線偏光成分を生じないようにするのは難しい。

【0044】

また、検査装置１００は、照明装置８０と、照明装置８０からの光で照明される被検査物（ウエハ５０表面の固体撮像素子）が載置されるステージ５１と、照明装置５０からの光で照明されたその被検査物からの出力を検出し、この検出の結果に基づいてその被検査物を検査するテスタ５６（検査部）と、を備えている。検査装置１００によれば、照明装置８０から非偏光な光で被検査物（固体撮像素子）を照明できるため、その検査を高精度に行うことができる。

【0045】

また、照明装置８０は偏光補正板８の傾き角αを調整する角度調整機構１０を有するため、例えばカラーフィルタ３Ｂの交換時等に、偏光補正板８を透過する光束の偏光度が最小になるようにその傾き角αを調整することもできる。ただし、偏光度の波長依存性は小さいため、偏光補正板８の傾き角αは、一度調整した後は固定することも可能である。このように傾き角αを固定しておく場合には、角度調整機構１０を設けることなく、偏光補正板８を調整機構のない支持部材で支持してもよい。

【0046】

また、本実施形態では偏光補正板８の硝材はＢＫ７であるため入手が容易である。実際には、偏光補正板８（平行平面板）の硝材としては、屈折率が高い方が傾き角αを小さくできるため、配置が容易になるという利点がある。
図５は、偏光補正板８の硝材としてＳＦ６（ｄ線屈折率＝１．８０５１８０）を使用した場合の、透過光の偏光度の入射角依存性を示す。図５より、ＳＦ６（重フリントガラス）を用いた場合には、偏光度を３％とするための入射角（傾き角α）はほぼ２１°となり、ＢＫ７（クラウンガラス）を用いた場合の２８°よりも小さくなるため、偏光補正板８の配置が容易である。

【0047】

また、偏光補正板８を配置する位置としては、偏光補正板８に表面８aに対する光の入
射角度分布をほぼ等しくして被照射面１６における光量むら（傾斜むら）を抑制するため、光源１（又は二次光源）の中心からの光束が光軸ＡＸに略平行になる位置（又は被照射面１６の各位置に集光される光束において、それぞれの光束の偏光補正板８への入射角分布が互いに等しくなるような位置）が望ましい。そのため、偏光補正板８は、本実施形態のようにコンデンサレンズ７と被照射面１６との間の他に、例えばフィルタ群３とリレー光学系４との間の位置Ｐ１、リレー光学系４と折り返しミラー５との間の位置、又は折り返しミラー５とフライアイレンズ６との間の位置等にも配置できる。

【0048】

偏光補正板８を位置Ｐ１に配置したとき、被照射面１６を照明する照明装置８０は、非偏光な光を発生する光源１と、光源１から発生された光の光路を折り曲げる折り返しミラー５と、その光に対する透過性を有し、折り返しミラー５により増加するその光の偏光度を予め低減させる偏光補正板８と、を備え、偏光補正板８は、光源１の中心から射出された光が照明装置８０の光軸ＡＸに実質的に平行になる位置に配置されることになる。この場合にも、被照射面１６を非偏光な照明光ＩＬで照明できる。この場合には、折り返しミラー５と被照射面１６との間の構成は任意であり、必ずしもオプティカルインテグレータを備える必要もない。

【0049】

また、本実施形態の照明装置８０は、挿脱回転機構２０に支持された直線偏光板９を有するため、被照射面１６を任意の方向の直線偏光で、かつ光量が同じ光束で照明できる。なお、例えば固体撮像素子の偏光特性等を検査する必要がない場合には、直線偏光板９及び挿脱回転機構２０を設ける必要はない。
また、本実施形態において、被照射面１６に入射する光（撮像素子の照明光）の偏光度は、非偏光を偏光度が０％と見做せる状態と定義したように、偏光度が０％の光に限定されるものではなく、所定の検査に応じた偏光度の照明光となるように偏光補正板８を設置してもよい。例えば、被照射面１６に入射する光の偏光度は１％程度であってもよい。

【0050】

なお、上記実施形態では、偏光度がほぼ０％の非偏光な光を発生させる光源（光源１）を用いていたが、偏光度がほぼ０％ではない光（所謂、部分偏光の光、偏光度数％〜１０％程度）を発生させる光源を使用してもよく、又は非偏光な光を発生させる光源と所定の光学部材を組合せて偏光度がほぼ０％ではない光を発生させる構成を採用してもよい。この場合、固体撮像素子（被照射面１６）が非偏光な光で照明されるように偏光補正板８の傾き角αを設定し、偏光補正板８で表面８ａに入射した光の偏光度を変化させる。

【0051】

［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態につき図６及び図７を参照して説明する。なお、図６において図１に対応する部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。図６は、本実施形態に係る検査装置１００Ａの概略構成を示す。検査装置１００Ａは、ウエハ５０表面の固体撮像素子（検査対象素子）を照明する照明装置８０Ａと、ウエハ５０を移動するプローバ９０と、照明装置８０Ａで照明された検査対象素子の性能を検査するテスタ（不図示）と、主制御装置５３と、照明装置８０Ａの光学部材等を支持するフレーム機構ＦＲとを備えている。

【0052】

照明装置８０Ａにおいて、光源１からほぼ＋Ｚ方向に射出された非偏光で広帯域の光束（照明光ＩＬ）は、コレクタレンズ２、フィルタ群３、第１のリレー光学系４Ａを通過し、第１の折り返しミラー５Ａによって光路がほぼ＋Ｘ方向に９０°折り曲げられて、第２のリレー光学系４Ｂに入射する。リレー光学系４Ｂから射出された光束は、第２の折り返しミラー５Ｂによって光路がほぼ−Ｚ方向に９０°折り曲げられて第１のフライアイレンズ６Ａに入射する。フライアイレンズ６Ａから射出された光束は、レンズ２５、及び光軸ＡＸに対してほぼ３５°傾斜した平行平面板の一面にビームスプリッター面（フレネル反射面）が形成されたビームスプリッター３１を介して第２のフライアイレンズ６Ｂに入射する。フライアイレンズ６Ｂから射出された光束は、コンデンサレンズ７及び光軸ＡＸに垂直な平面に対して傾斜した偏光補正板８を介して被照射面１６に入射する。折り返しミラー５Ａ，５Ｂは図１の折り返しミラー５と同様の平面ミラーであり、折り返しミラー５Ａ，５Ｂの反射面は、照明装置８０Ａの光軸ＡＸに対してＹ軸に平行な軸の回りに４５°傾斜している。折り返しミラー５Ａ，５Ｂはそれぞれ光源１の中心からの光束が光軸ＡＸに略平行になる位置に配置されている。光源１から偏光補正板８までの光学部材から照明装置８０Ａの光学系が構成されている。

【0053】

また、照明装置８０Ａは、ビームスプリッター３１、ビームスプリッター３１で反射（分岐）された光束を集光するレンズ３２、及びその集光された光束を受光する光電センサ３３からなる光量モニター系３０を有する。光量モニター系３０で検出される照明光ＩＬの光量情報は主制御装置５３に出力される。主制御装置５３は、例えばその光量情報に基づいて被照射面１６での照度が所定値になるように光源１の出力を制御、またはＮＤフィルタを制御する。光量モニター系３０のビームスプリッター３１は、レンズ２５とフライアイレンズ６Ｂとの間の、フライアイレンズ６Ａの射出面（瞳面又は二次光源）の中心からの光束が光軸ＡＸに略平行になる位置に配置されている。このようにビームスプリッター３１が設置される位置は、折り返しミラー５Ａ，５Ｂと同様に、光源１又は二次光源の中心からの光束が光軸ＡＸに略平行となる位置（又は被照射面１６の各点に集光する光束が、互いに等しい入射角分布の光束を均等に含むような位置）が望ましい。

【0054】

さらに、照明装置８０Ａは、フライアイレンズ６Ａ，６Ｂ、レンズ２５、ビームスプリッター３１、レンズ３２、及び光電センサ３３を一体的にθｚ方向に回転する第１の回転機構３５と、偏光補正板８及びこの角度調整機構１０を一体的にθｚ方向に回転する第２の回転機構４０とを有する。回転機構３５は、一例として、フレーム機構ＦＲに対して軸受け３７を介して回転対象の光学部材を保持する支持部材３６と、支持部材３６をフレーム機構ＦＲに対して歯車機構３９を介して回転する駆動モータ３８とを有する。同様に、回転機構４０は、フレーム機構ＦＲに対して軸受け４２を介して角度調整機構１０及び偏光補正板８を保持する支持部材４１と、支持部材４１をフレーム機構ＦＲに対して歯車機構４４を介して回転する駆動モータ４３とを有する。主制御装置５３が駆動モータ３８，４３を介して支持部材３６，４１の回転角を制御する。

【0055】

次に、図７（ａ）は本実施形態（図６）のウエハ５０表面に整列形成された複数の長方形の固体撮像素子５８（Ｘ方向の長さａ１、Ｙ方向の幅ｂ１とする）の配列の一例を示す。図７（ａ）において、図６の被照射面１６の例えば正方形の照明領域５９の一辺の幅をＡ１とする。また、不図示のテスタで固体撮像素子５８の検査を行う場合、斜線を施したようにＹ方向に１つおきに配置された複数の固体撮像素子５８Ａ〜５８Ｄ等を一度に検査可能であるとする。このとき、一例として、固体撮像素子５８の長さａ１を９．８ｍｍ、幅ｂ１を７．６ｍｍ、照明領域５９の幅Ａ１を４４．６ｍｍとすると、仮に照明領域５９が点線の位置５９Ａで示すように、Ｘ軸又はＹ軸に各辺が平行になるように配置されている場合には、一度に検査可能な固体撮像素子５８Ａ〜５８Ｃは３個である。

【0056】

これに対して本実施形態では、図６の第１の回転機構３５によってフライアイレンズ６Ａ，６Ｂ等をθｚ方向に回転することによって、被照射面１６の照明領域５９を図７（ａ）の実線で示すように（ここではＸ軸に対して４５°傾斜した角度に）回転可能である。この状態では、照明領域５９内に４個の固体撮像素子５８Ａ〜５８Ｄが入るため、一度に４個の固体撮像素子５８の検査が可能になる。なお、回転機構３５がない場合に、一度に４個の固体撮像素子５８の検査を行うには、図７（ｂ）に示すように幅Ａ２が例えば５３．２ｍｍの広い照明領域６０が必要になり、照明装置が大型化してしまう。

【0057】

このように本実施形態では、回転機構３５が設けられているため、被照射面１６の照明領域５９を広くすることなく、より多くの固体撮像素子を一度に検査可能である。
また、本実施形態においては、２段のフライアイレンズ６Ａ，６Ｂを用いるいわゆるダブルフライアイ構成であるため、被照射面１６における照度分布の均一性が向上している。さらに、２枚の折り返しミラー５Ａ，５Ｂを用いることによって、ダブルフライアイ構成で２段のリレー光学系４Ａ，４Ｂを用いていても照明装置８０Ａを小型化できる。

【0058】

しかしながら、２枚の折り返しミラー５Ａ，５Ｂを用いており、第２の折り返しミラー５Ｂの反射面は、第１の折り返しミラー５Ａの反射面を光軸ＡＸの回りに１８０°回転した面に平行である。言い替えると、折り返しミラー５Ａ，５Ｂの光軸に沿った光の入射面（ＸＺ面）は互いに平行である。また、第１の実施形態の説明より、折り返しミラー５Ａ，５Ｂでは、ｓ偏光（Ｙ方向の偏光）の光に対する反射率がともに大きくなるため、折り返しミラー５Ｂで反射された光束の偏光度は、第１の実施形態の場合のほぼ２倍に悪化する。さらに、本実施形態では、照明光路に配置されている光量モニター系３０のビームスプリッター３１によっても偏光度が変化する。ただし、ビームスプリッター３１では、通常はｐ偏光の光の透過率が高いため、図６の配置のように、例えばビームスプリッター３１が光軸ＡＸに対してθｙ方向に例えばほぼ３５°で傾斜しているときには、ビームスプリッター３１を透過した光束の偏光度は、折り返しミラー５Ｂで反射された直後の光束の偏光度よりもほぼ小さくなる。

【0059】

しかしながら、本実施形態では、被照射面１６の照明領域５９を回転するために、回転機構３５によってフライアイレンズ６Ａ，６Ｂ及びビームスプリッター３１が一体的に回転される。この結果、ビームスプリッター３１の回転角によっては、ビームスプリッター３１を透過した後の光束の偏光度は複雑に変化し、その偏光度は折り返しミラー５Ｂで反射された後の光束の偏光度よりも高くなることもありえる。

【0060】

そこで、本実施形態では、ビームスプリッター３１を透過した光束の偏光度を小さくするために、コンデンサレンズ７と被照射面１６との間に、光軸ＡＸに垂直な平面に対する傾き角αが調整可能で、かつθｚ方向の回転角が調整可能な偏光補正板８を設けている。本実施形態では、偏光補正板８に入射する光束の偏光度は第１の実施形態の場合よりも増加していることがありえるため、偏光補正板８の傾き角αを小さくするために、偏光補正板８はより屈折率の大きい例えばＳＦ６からなる平行平面板であることが好ましい。

【0061】

一例として、検査装置１００Ａの使用開始前に、ステージ５１上に入射光の偏光度を計測できるポラリメータ５７を設置し、ポラリメータ５７を被照射面１６内に移動し、光源１の発光を開始する。そして、主制御装置５３が回転機構３５を介してフライアイレンズ６Ａ，６Ｂ，及びビームスプリッター３１等をθｚ方向に１８０°／Ｎ（Ｎは例えば４以上の整数）回転した状態で、ポラリメータ５７で計測される偏光度の計測値が所定の許容値より小さくなるか、又は最小値になるように、回転機構４０と角度調整機構１０で偏光補正板８の回転角と傾き角αを調整する。具体的には偏光補正板８の傾き角αが０の状態のポラリメータの測定結果の直線偏光方向または楕円偏光長軸方向がｓ偏光になるように、θｚを調整し、その後傾き角αを偏光度の計測値が所定の許容値より小さくなるか、又は最小値になるように調整する。必要があれば、偏光補正板８のθｚ方向における回転角と傾き角αの微調整を繰り返す。そして、回転機構３５による回転角に対応させて回転機構４０による偏光補正板８の回転角及び角度調整機構１０による偏光補正板８の傾き角αを記憶する。その後、回転機構３５を介してビームスプリッター３１等をθｚ方向にさらに１８０°／Ｎ回転して、偏光度の計測値が所定の許容値より小さくなるか、又は最小値になるときの偏光補正板８の回転角及び傾き角αを求めて記憶する動作を回転機構３５による回転角が１８０°になるまで繰り返す。なお、理想的には回転機構３５により１８０°回転した状態は回転前と同じ偏光状態なので、回転機構３５の回転角範囲は０°〜１８０°（−９０°〜９０°）であるが、１８０°回転させるかわりに３６０°回転させてもよい。なお、照野が正方形の場合の照野の回転は９０°で十分なため、回転機構３５の回転角範囲は０°〜９０°（−４５°〜４５°）でもよい。

【0062】

その後、検査装置１００Ａを用いてウエハ５０表面の固体撮像素子の検査を行う際に、回転機構３５を介して被照射面１６の照明領域５９を回転したときには、その回転角に応じて被照射面１６上での偏光度が小さくなるように、回転機構４０及び角度調整機構１０を介して偏光補正板８の回転角及び傾き角αを調整する。これによって、白色で非偏光な照明光ＩＬを使用したときに、照明領域５９を任意の方向に回転しても、照明領域５９に照射される光束を非偏光にできる。本実施例では折り返しミラー５Ａと５Ｂ及びビームスプリッター３１が光学部材１に対応する。

【0063】

また、被照射面１６を照明する照明装置８０Ａは、非偏光な光を発生する光源１と、光源１からの光が入射するフライアイレンズ６Ｂと、光源１からの光の一部を折り曲げるビームスプリッター３１と、フライアイレンズ６Ｂにおける光の射出面からの光で被照射面１６を略テレセントリックにケーラー照明するコンデンサレンズ７と、コンデンサレンズ７と被照射面１６との間に配置され、その光に対する透過性を有し、折り返しミラー５Ａ，５Ｂ及びビームスプリッター３１により増加する光の偏光度を低減させる平行平面板よりなる偏光補正板８と、を備えている。照明装置８０Ａによれば、被照射面１６を非偏光な光で照明できる。この場合には、折り返しミラー５Ａ，５Ｂは必ずしも設けられていなくともよい。

【0064】

なお、本実施形態において、偏光補正板８は、光源１の中心からの光束が光軸ＡＸに略平行になる位置に配置してもよい。また、本実施形態では、折り返しミラー５Ａ，５Ｂが設けられていない場合でも、偏光補正板８を設けることによって、光量モニター系３０のビームスプリッター３１によって生じる偏光度を補正することができる。

【0065】

なお、本実施形態においても、偏光度がほぼ０％ではない光（所謂、部分偏光の光、偏光度数％〜１０％程度）を発生させる光源を使用してもよく、又は非偏光な光を発生させる光源と所定の光学部材を組合せて偏光度がほぼ０％ではない光を発生させる構成を採用してもよい。この場合、固体撮像素子（被照射面１６）が非偏光な光で照明されるように、偏光補正板８の傾き角α及びθz方向における回転角を設定し、偏光補正板８で表面８ａに入射した光の偏光度を変化させる。

【0066】

［第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態につき図８を参照して説明する。なお、図８において図１及び図６に対応する部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。図８は、本実施形態に係る照明装置８０Ｂの概略構成を示す。照明装置８０Ｂは、例えば図１の検査装置１００の照明装置として使用可能である。

【0067】

照明装置８０Ｂにおいて、光源１からほぼ＋Ｙ方向に射出された非偏光で広帯域の光束（照明光ＩＬ）は、コレクタレンズ２、フィルタ群３、第１のリレー光学系４Ａを通過し、第１の折り返しミラー５Ａによって光路がほぼ＋Ｘ方向に９０°折り曲げられて、第２のリレー光学系４Ｂに入射する。リレー光学系４Ｂから射出された光束は、第２の折り返しミラー５Ｃによって光路がほぼ−Ｚ方向に９０°折り曲げられてフライアイレンズ６に入射する。フライアイレンズ６から射出された光束は、コンデンサレンズ７を介して被照射面に入射する。光源１からコンデンサレンズ７までの光学部材から照明装置８０Ｂの光学系が構成されている。

【0068】

本実施形態において、折り返しミラー５Ａ，５Ｃは図１の折り返しミラー５と同様の平面ミラーであるが、折り返しミラー５Ａの反射面５Ａａは、照明装置８０ＢのＹ軸に平行な光軸に対してθｚ方向に４５°傾斜しており、折り返しミラー５Ｃの反射面５Ｃａは、照明装置８０ＢのＸ軸に平行な光軸に対してＹ軸に平行な軸の回りに４５°傾斜している。言い替えると、第２の折り返しミラー５Ｃの反射面５Ｃａは、第１の折り返しミラー５Ａの反射面５Ａａを光軸ＡＸの回りに時計回りに９０°回転した面に平行である。この結果、光軸ＡＸに平行な光束に関して、折り返しミラー５Ａの入射面（ＸＹ面）と折り返しミラー５Ｃの入射面（ＸＺ面）とは垂直に交差しているため、折り返しミラー５Ａに関してｓ偏光（又はｐ偏光）となる光は折り返しミラー５Ｃに関してはｐ偏光（又はｓ偏光）となる。

【0069】

本実施形態において、第１の実施形態の説明より、折り返しミラー５Ａでは、ｓ偏光（ここではＺ方向の偏光）の光に対する反射率が大きくなるが、そのｓ偏光の光は折り返しミラー５Ｃではｐ偏光となって反射率が小さくなる。つまり、折り返しミラー５Ａで反射された光束の偏光度の変化(偏光度の増加分)が、折り返しミラー５Ｃにおける反射により、低減される。従って、２枚の折り返しミラー５Ａ，５Ｃを用いて照明装置８０Ｂを小型化できるとともに、光源１から発生される非偏光な光束の偏光度の変化(偏光度の増加)が抑制でき、被照射面を広帯域でかつ非偏光な光束で照明できる。

【0070】

また、折り返しミラー５Ａ，５Ｃやその他の光学部材で生じた光の偏光度をより抑制する場合は、上記第１の実施形態及び第２の実施形態と同様に偏光補正板８を用いることができる。この場合、偏光補正板８は、照明装置８０Ｂのコンデンサレンズ７と被照射面１６との間において、照明装置８０Ｂの光学系の光軸ＡＸに垂直な平面に対して斜めに配置される。

【0071】

偏光補正板８の光軸ＡＸに垂直な平面に対する傾き角αは、被照射面に入射する光の直線偏光成分の大きさに基づいて、被照射面１６に入射する光が可能な限り非偏光な光となるように決定する。また、偏光補正板８のθｚ方向における回転角は被照射面に入射する光の直線偏光成分の方位に基づいて決定する。

【0072】

照明装置８０Ｂは不図示の角度調整機構を有し、偏光補正板８の傾き角αと偏光補正板８のθｚ方向における回転角を調整する。なお、偏光補正板８の傾き角αと偏光補正板８のθｚ方向における回転角は、一度調整した後は固定することも可能である。

【0073】

なお、偏光補正板８は、コンデンサレンズ７と被照射面１６との間の他に、例えばフィルタ群３と第１のリレー光学系４Ａとの間の位置、第１のリレー光学系４Ａと折り返しミラー５Ａとの間の位置、折り返しミラー５Ａと第２のリレー光学系４Ｂとの間の位置、第２のリレー光学系４Ｂと折り返しミラー５Ｂとの間の位置、又は折り返しミラー５Ｂとフライアイレンズ６との間の位置にも配置できる。

【0074】

なお、本実施形態では、第２の折り返しミラー５Ｃの反射面５Ｃａは、第１の折り返しミラー５Ａの反射面５Ａａを光軸ＡＸの回りに時計回りに９０°回転した面に平行であるため、折り返しミラー５Ａで生じる偏光度を最も良好に低減できる。しかしながら、第２の折り返しミラー５Ｃの反射面５Ｃａは、第１の折り返しミラー５Ａの反射面５Ａａを光軸ＡＸの回りに９０°以外の角度で回転した面に平行であってもよい。この場合でも、偏光補正板８により被照射面１６に入射する光の偏光度を低減できる。
また、上記の各実施形態では、オプティカルインテグレータとしてフライアイレンズが使用されているが、オプティカルインテグレータとしては、ロッドインテグレータ又はロッドインテグレータとフライアイレンズとの組み合わせ等も使用可能である。

【0075】

次に、上記の実施形態の検査装置１００又は１００Ａを用いて撮像素子（固体撮像素子）を製造する方法の一例につき図９のフローチャートを参照して説明する。図９のステップＳ４０１（パターン形成工程）では、先ず、露光対象のウエハ（図１のウエハ５０）にフォトレジストを塗布して感光基板を準備する塗布工程、露光装置（不図示）を用いて撮像素子用のマスクのパターンをその感光基板上の多数のパターン形成領域に転写露光する露光工程、その感光基板を現像する現像工程を含むフォトリソグラフィー工程によって、そのウエハ上に所定のレジストパターンが形成される。このフォトリソグラフィー工程に続いて、そのレジストパターンをマスクとしたエッチング工程、ＣＶＤ工程、及びレジスト剥離工程等を経て、そのウエハ上に多数の電極等を含む多数の固体撮像素子の回路パターンが形成される。そのフォトリソグラフィー工程等は、そのウエハ上のレイヤ数に応じて複数回実行される。

【0076】

その次のステップＳ４０２（カラーフィルタ形成工程）では、赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂに対応した３つの微細なフィルタの組をマトリクス状に多数配列するか、又は赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの３本のストライプ状の複数のフィルタの組を水平走査線方向に配列することによって、ウエハ表面の多数の固体撮像素子の多数の画素に対応させてカラーフィルタを形成する。その次のステップＳ４０３（検査工程）では、上記の実施形態の検査装置１００，１００Ａを用いてウエハ表面の多数の固体撮像素子の性能検査を行う。

【0077】

その後のステップＳ４０４（モジュール組立工程）では、そのようにして検査に合格した素子をウエハから切り離し、保護基板等に取り付け、さらにリード端子等を取り付けて、固体撮像素子として完成させる。
上述の撮像素子の製造方法によれば、上記の実施形態の検査装置を用いて固体撮像素子を検査する工程を含んでおり、その検査装置では非偏光な検査光又は偏光方位によらずに光量が均一な直線偏光の検査光を使用できるため、製造された固体撮像素子の性能検査を高精度に行うことができる。従って、高性能の固体撮像素子を製造できる。

【0078】

なお、図９の撮像素子（固体撮像素子）の製造方法では、ステップ４０２（カラーフィルタ形成工程）の後にステップ４０３（検査工程）にて上記実施形態の検査装置１００, １００Ａを用いて固体撮像素子の性能検査を行うこととしたが、固体撮像素子の性能検査は、ステップ４０２（カラーフィルタ形成工程）の後に限らず、例えば、ステップ４０１（パターン形成工程）とステップ４０２（カラーフィルタ形成工程）との間に実施してもよい。

【0079】

なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、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。

【符号の説明】

【0080】

１…光源、２…コレクタレンズ、３…フィルタ群、４，４Ａ，４Ｂ…リレー光学系、５，５Ａ〜５Ｃ…折り返しミラー、６，６Ａ，６Ｂ…フライアイレンズ、７…コンデンサレンズ、８…偏光補正板、９…直線偏光板、１０…角度調整機構、１６…被照射面、２０…挿脱回転機構、５０…ウエハ（半導体ウエハ）、５６…テスタ、５８…固体撮像素子、８０，８０Ａ，８０Ｂ…照明装置、９０…プローバ、１００，１００Ａ…検査装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】