JP2001160574A - 検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被検査物に対して紫外光を出射する紫外光出
射手段のメンテナンス性を大幅に向上させる。 【解決手段】 被検査物が設置されるステージと、ステ
ージを支持する支持台と、被検査物に対して紫外光を出
射する紫外光出射手段と、紫外光出射手段から出射され
た紫外光をステージ上に設置された被検査物に照射し、
この被検査物からの反射光又は透過光を検出する光学ユ
ニットとを備え、紫外光出射手段は、支持台の内部に引
出自在に配設されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定のデバイスパ
ターンが形成された半導体ウェハ等の検査に用いられる
検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスは、半導体ウェハ上に微
細なデバイスパターンを形成することにより作製され
る。このようなデバイスパターンを形成するときに、半
導体ウェハ上に塵埃等が付着したり、傷が付いたりし
て、欠陥が生じることがある。このような欠陥が生じた
半導体デバイスは、不良デバイスとなり、歩留まりを低
下させる。

【０００３】したがって、製造ラインの歩留まりを高い
水準で安定させるためには、塵埃や傷等によって発生す
る欠陥を早期に発見し、その原因を突き止め、製造設備
や製造プロセスに対して有効な対策を講じることが好ま
しい。

【０００４】そこで、欠陥が発見された場合には、検査
装置を用いて、その欠陥が何であるかを調べて分類分け
を行い、その欠陥の原因となった設備やプロセスを特定
するようにしている。ここで、欠陥が何であるかを調べ
る検査装置は、いわば光学顕微鏡のようなものであり、
欠陥を拡大して見ることで、その欠陥が何であるかを識
別するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、デバイスパ
ターンは、半導体デバイスの高集積化に伴って、ますま
す微細化しており、近年では線幅が０．１８μｍ以下に
までなってきている。そのため、欠陥のサイズも非常に
微細なものとなっており、従来の検査装置では、欠陥が
何であるか調べて分類分けを行うことが困難になってき
ている。

【０００６】そこで、検査装置では、より微細なデバイ
スパターンの検査を可能とするために、紫外光により被
検査物の画像を撮像して検査することが提案されてい
る。すなわち、この検査装置は、被検査物に対して紫外
光を照射する、例えば紫外光レーザー装置を備え、この
紫外光レーザー装置を用いて被検査物に紫外光を照射
し、この被検査物からの反射光又は透過光を検出して被
検査物の画像を撮像することにより、被検査物の高分解
能での検査を行う。

【０００７】ところで、この検査装置では、紫外光を用
いて高分解能での検査を行うために、振動等の影響を受
けやすく、紫外光レーザー装置に対して振動対策を施す
必要があった。しかしながら、紫外光レーザー装置は、
振動対策が施された状態で検査装置に設置されるもの
の、経時的な劣化によるメンテナンスや、定期交換等を
必要としていた。

【０００８】そこで、本発明はこのような従来の事情に
鑑みて提案されたものであり、被検査物に対して紫外光
を出射する紫外光出射手段のメンテナンス性を大幅に向
上させた検査装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成する本発
明に係る検査装置は、被検査物が設置されるステージ
と、ステージを支持する支持台と、被検査物に対して紫
外光を出射する紫外光出射手段と、紫外光出射手段から
出射された紫外光をステージ上に設置された被検査物に
照射し、この被検査物からの反射光又は透過光を検出す
る光学ユニットとを備え、紫外光出射手段は、支持台の
内部に引出自在に配設されていることを特徴とする。

【００１０】以上のように、本発明に係る検査装置で
は、紫外光出射手段が支持台の内部に引出自在に配設さ
れていることから、この紫外光出射手段のメンテナンス
や定期交換等を容易に行うことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１２】本発明を適用した検査装置の外観を図１に
示す。この検査装置１は、所定のデバイスパターンが形
成された半導体ウェハの検査を行うためのものであり、
半導体ウェハに形成されたデバイスパターンに欠陥が発
見された場合に、その欠陥が何であるかを調べて分類分
けを行うものである。

【００１３】図１に示すように、この検査装置１は、半
導体ウェハの検査を行う環境をクリーンに保つためのク
リーンユニット２を備えている。このクリーンユニット
２は、ステンレス鋼板等が折り曲げ加工され、中空の箱
状に形成されてなるクリーンボックス３と、このクリー
ンボックス３の上部に一体に設けられたクリーンエアユ
ニット４とを備えている。

【００１４】クリーンボックス３には、所定の箇所に窓
部３ａが設けられており、検査者がこの窓部３ａからク
リーンボックス３の内部を視認できるようになされてい
る。

【００１５】クリーンエアユニット４は、クリーンボッ
クス３内に清浄な空気を供給するためのものであり、ク
リーンボックス３の上部の異なる位置にそれぞれ配設さ
れた２つの送風機５ａ，５ｂと、これら送風機５ａ，５
ｂとクリーンボックス３との間に配設された図示しない
エアフィルタとを備えている。エアフィルタは、例え
ば、ＨＥＰＡフィルタ（High Efficiency Particulate
Air Filter）やＵＬＰＡフィルタ（Ultra Low Penetrat
ion Air Filter)等の高性能エアフィルタである。この
クリーンエアユニット４は、送風機５ａ，５ｂにより送
風される空気中の塵埃等を高性能エアフィルタによって
除去し、清浄な空気として、クリーンボックス３の内部
に供給するようになされている。

【００１６】そして、この検査装置１では、このクリー
ンエアユニット４からクリーンボックス３内に供給され
る清浄な空気の風量を、２つの送風機５ａ，５ｂ毎に個
別に制御することによって、クリーンボックス３内の気
流を適切にコントロールすることが可能である。なお、
ここでは、クリーンエアユニット４が２つの送風機５
ａ，５ｂを備える例を説明するが、送風機の数はクリー
ンボックス３の大きさや形状に合わせて決定すればよ
く、３つ以上の送風機を備える構成とされていてもよ
い。この場合、検査装置では、クリーンエアユニット４
からクリーンボックス３内に供給される清浄な空気の風
量が、各送風機毎に個別に制御されることになる。

【００１７】クリーンボックス３は、支持脚６によって
床板上に支持されており、その下端部が開放された構造
となっている。そして、クリーンエアユニット４からク
リーンボックス３内に供給された空気は、主にこのクリ
ーンボックス３の下端部からクリーンボックス３の外部
に排出されるようになされている。また、クリーンボッ
クス３の側面部には、所定の箇所に開口領域３ｂが設け
られており、クリーンエアユニット４からクリーンボッ
クス３内に供給された空気が、このクリーンボックス３
の側面部に設けられた開口領域３ｂからも外部に排出さ
れるようになされている。クリーンユニット２は、以上
のように、クリーンボックス３内にクリーンエアユニッ
ト４からの清浄な空気を常時供給し、クリーンボックス
３内を気流となって循環した空気をクリーンボックス３
の外部に排出させる。これによって、クリーンボックス
３内にて発生した塵埃等をこの空気と共にクリーンボッ
クス３の外部に排出させ、クリーンボックス３の内部環
境を、例えばクラス１程度の非常に高いクリーン度に保
つようにしている。

【００１８】また、クリーンボックス３は、外部から塵
埃等を含んだ空気が内部に進入する事を防止するため
に、内部の気圧が常に陽圧に保たれている。

【００１９】そして、この検査装置１では、図２に示す
ように、クリーンボックス３の内部に装置本体１０が収
容され、クリーンボックス３の中で、この装置本体１０
によって、所定のデバイスパターンが形成された半導体
ウェハの検査が行われるようになされている。ここで、
被検査物となる半導体ウェハは、所定の密閉式の容器７
に入れて搬送され、この容器７を介して、クリーンボッ
クス３の内部に移送される。なお、図２は、クリーンボ
ックス３の内部に配設された装置本体１０を図１中矢印
Ａ１方向から見た様子を示す側面図である。

【００２０】容器７は、底部７ａと、この底部７ａに固
定されたカセット７ｂと、底部７ａに着脱可能に係合さ
れてカセット７ｂを覆うカバー７ｃとを有している。被
検査物となる半導体ウェハは、複数枚が所定間隔を存し
て重ね合わされるようにカセット７ｂに装着され、底部
７ａとカバー７ｃとで密閉されている。

【００２１】そして、半導体ウェハの検査を行う際は、
先ず、半導体ウェハが入れられた容器７がクリーンボッ
クス３の所定の位置に設けられた容器設置スペース８に
設置される。この容器設置スペース８には、後述するエ
レベータ２２の昇降台２２ａ上面がクリーンボックス３
の外部に臨むように配されており、容器７は、その底部
７ａがこのエレベータ２２の昇降台２２ａ上に位置する
ように、容器設置スペース８に設置される。

【００２２】容器７が容器設置スペース８に設置される
と、容器７の底部７ａとカバー７ｃとの係合が解除され
る。そして、エレベータ２２の昇降台２２ａが図２中矢
印Ｂ方向に下降操作されることによって、容器７の底部
７ａ及びカセット７ｂが、カバー７ｃから分離してクリ
ーンボックス３の内部に移動する。これにより、被検査
物である半導体ウェハが、外気に晒されることなくクリ
ーンボックス３の内部に移送されることになる。

【００２３】半導体ウェハがクリーンボックス３内に移
送されると、後述する搬送用ロボット２３により、検査
対象の半導体ウェハがカセット７ｂから取り出されて検
査が行われる。

【００２４】検査装置１は、以上のように、高いクリー
ン度に保たれたクリーンボックス３の内部で半導体ウェ
ハの検査を行うようにしているので、検査時に半導体ウ
ェハに塵埃等が付着して適切な検査が阻害されるといっ
た不都合を有効に回避することができる。しかも、被検
査物となる半導体ウェハを密閉式の容器７に入れて搬送
し、この容器７を介して半導体ウェハをクリーンボック
ス３の内部に移送するようにしているので、クリーンボ
ックス３の内部と容器７の内部だけを十分なクリーン度
に保っておけば、検査装置１が設置される環境全体のク
リーン度を高めなくても、半導体ウェハへの塵埃等の付
着を有効に防止することができる。

【００２５】このように必要な場所のクリーン度だけを
局所的に高めるようにすることで、高いクリーン度を実
現しつつ、且つ、クリーン環境を実現するためのコスト
を大幅に抑えることができる。なお、密閉式の容器７と
クリーンボックス３との機械的なインターフェースとし
ては、いわゆるＳＭＩＦ（standard mechanical interf
ace）が好適であり、その場合、密閉式の容器７として
は、いわゆるＳＭＩＦ−ＰＯＤが用いられる。

【００２６】また、この検査装置１は、図１に示すよう
に、装置本体１０を操作するためのコンピュータ等が配
される外部ユニット６０を備えている。この外部ユニッ
ト６０は、クリーンボックス３の外部に設置され、支持
脚６１によって床板上に支持されている。この外部ユニ
ット６０には、半導体ウェハを撮像した画像等を表示す
るための表示装置６２や、検査時の各種条件等を表示す
るための表示装置６３、装置本体１０への指示入力等を
行うための入力装置６４等も配されている。そして、半
導体ウェハの検査を行う検査者は、外部ユニット６０に
配された表示装置６２，５３を見ながら、外部ユニット
６０に配された入力装置６４から必要な指示を入力して
半導体ウェハの検査を行う。

【００２７】次に、クリーンボックス３の内部に配設さ
れた装置本体１０について、詳細に説明する。

【００２８】装置本体１０は、図２に示すように、支持
台１１を備えている。この支持台１１は、装置本体１０
の各機構を支持するための台である。この支持台１１の
底部には支持脚１２が取り付けられており、支持台１１
及び支持台１１上に設けられた各機構は、この支持脚１
２によってクリーンボックス３とは独立に床板上に支持
される構造となっている。

【００２９】支持台１１上には、除振台１３を介して、
被検査物となる半導体ウェハが載置される検査用ステー
ジ１４が設けられている。

【００３０】除振台１３は、床からの振動や、検査用ス
テージ１４を移動操作した際に生じる振動等を抑制する
ためのものであり、検査用ステージ１４が設置される石
定盤１３ａと、この石定盤１３ａを支える複数の可動脚
部１３ｂとを備えている。そして、この除振台１３は、
振動が生じたときにその振動を検知して可動脚部１３ｂ
を駆動し、石定盤１３ａ及びこの石定盤１３ａ上に設置
された検査用ステージ１４の振動を速やかに打ち消すよ
うにしている。

【００３１】この検査装置１では、微細なデバイスパタ
ーンが形成された半導体ウェハの検査を行うため、僅か
な振動でも検査の障害となる場合がある。特に、この検
査装置１では、紫外光を用いて高分解能での検査を行う
ため、振動の影響が大きく現れやすい。そこで、この検
査装置１では、除振台１３上に検査用ステージ１４を設
置することによって、検査用ステージ１４に僅かな振動
が生じた場合であっても、この振動を速やかに打ち消
し、振動の影響を抑えて、紫外光を用いて高分解能での
検査を行う際の検査能力を向上させるようにしている。

【００３２】なお、除振台１３上に検査用ステージ１４
を安定的に設置するには、除振台１３の重心がある程度
低い位置にあることが望ましい。そこで、この検査装置
１においては、石定盤１３ａの下端部に切り欠き部１３
ｃを設け、可動脚部１３ｂがこの切り欠き部１３ｃにて
石定盤１３ａを支えるようにして、除振台１３の重心を
下げるようにしている。

【００３３】なお、検査用ステージ１４を移動操作した
際に生じる振動等は、事前にある程度予測することがで
きる。このような振動を事前に予測して除振台１３を動
作させるようにすれば、検査用ステージ１４に生じる振
動を未然に防止することが可能である。したがって、検
査装置１は、検査用ステージ１４を移動操作した際に生
じる振動等を事前に予測して除振台１３を動作させるよ
うになされていることが望ましい。

【００３４】検査用ステージ１４は、被検査物となる半
導体ウェハを支持するためのステージである。この検査
用ステージ１４は、被検査物となる半導体ウェハを支持
するとともに、この半導体ウェハを所定の検査対象位置
へと移動させる機能も備えている。

【００３５】具体的には、検査用ステージ１４は、除振
台１３上に設置されたＸステージ１５と、Ｘステージ１
５上に設置されたＹステージ１６と、Ｙステージ１６上
に設置されたθステージ１７と、θステージ１７上に設
置されたＺステージ１８と、Ｚステージ１８上に設置さ
れた吸着プレート１９とを備えている。

【００３６】Ｘステージ１５及びＹステージ１６は、水
平方向に移動するステージであり、Ｘステージ１５とＹ
ステージ１６とで、被検査物となる半導体ウェハを互い
に直交する方向に移動させ、検査対象のデバイスパター
ンを所定の検査位置へと導くようにしている。

【００３７】θステージ１７は、いわゆる回転ステージ
であり、半導体ウェハを回転させるためのものである。
半導体ウェハの検査時には、θステージ１７により、例
えば、半導体ウェハ上のデバイスパターンが画面に対し
て水平又は垂直となるように、半導体ウェハを回転させ
る。

【００３８】Ｚステージ１８は、鉛直方向に移動するス
テージであり、ステージの高さを調整するためのもので
ある。半導体ウェハの検査時には、Ｚステージ１８によ
り、半導体ウェハの検査面が適切な高さとなるように、
ステージの高さを調整する。

【００３９】吸着プレート１９は、検査対象の半導体ウ
ェハを吸着して固定するためのものである。半導体ウェ
ハの検査時に、検査対象の半導体ウェハは、この吸着プ
レート１９上に載置され、この吸着プレート１８により
吸着されて、不要な動きが抑制される。

【００４０】また、除振台１２上には、検査用ステージ
１４上に位置するように支持部材２０によって支持され
た光学ユニット２１が配されている。この光学ユニット
２１は、半導体ウェハの検査時に、半導体ウェハの画像
を撮像するためのものである。そして、この光学ユニッ
ト２１は、検査対象の半導体ウェハの画像の撮像を可視
光を用いて低分解能にて行う機能と、検査対象の半導体
ウェハの画像の撮像を紫外光を用いて高分解能にて行う
機能とを兼ね備えている。

【００４１】また、支持台１１上には、図２及び図３に
示すように、被検査物となる半導体ウェハが装着された
カセット７ｂを容器７から取り出してクリーンボックス
３内に移動させるエレベータ２２が設けられている。さ
らに、支持台１１上には、図３に示すように、半導体ウ
ェハを搬送するための搬送用ロボット２３と、半導体ウ
ェハを検査用ステージ１４上に載置する前にそのセンタ
ー出しと位相出しとを行うプリアライナ２４とが設けら
れている。なお、図３はクリーンボックス３の内部に配
設された装置本体１０を上側から見た様子を模式的に示
す平面図である。

【００４２】エレベータ２２は、上昇及び下降動作され
る昇降台２２ａを有しており、容器７がクリーンボック
ス３の容器設置スペース８に設置されて容器７の底部７
ａとカバー７ｃとの係合が解除されたときに、昇降台２
２ａが下降操作されることによって、容器７の底部７ａ
及びこれに固定されたカセット７ｂをクリーンボックス
３の内部に移動させる。

【００４３】搬送用ロボット２３は、先端部に吸着機構
２３ａが設けられた操作アーム２３ｂを有しており、こ
の操作アーム２３ｂを移動操作して、その先端部に設け
られた吸着機構２３ａにより半導体ウェハを吸着し、ク
リーンボックス３内における半導体ウェハの搬送を行う
ようになされている。

【００４４】プリアライナ２４は、半導体ウェハに予め
形成されているオリエンテーションフラット及びノッチ
を基準として、半導体ウェハの位相出し及びセンター出
しを行うものである。検査装置１は、半導体ウェハを検
査用ステージ１４上に載置する前に、プリアライナ２４
によってその位相出し等を行うことにより、検査の効率
を向上させるようになされている。

【００４５】半導体ウェハを検査用ステージ１４上に設
置する際は、先ず、エレベータ２２により容器７の底部
７ａ及びカセット７ｂがクリーンボックス３の内部に移
動される。そして、カセット７ｂに装着された複数枚の
半導体ウェハの中から検査対象の半導体ウェハが選択さ
れ、選択された半導体ウェハが搬送用ロボット２３によ
りカセット７ｂから取り出される。

【００４６】カセット７ｂから取り出された半導体ウェ
ハは、搬送用ロボット２３によりプリアライナ２４へと
搬送される。プリアライナ２４へ搬送された半導体ウェ
ハは、このプリアライナ２４によって位相出しやセンタ
ー出しが行われる。そして、位相出しやセンター出しが
行われた半導体ウェハが、搬送用ロボット２３により検
査用ステージ１４へと搬送され、吸着プレート１９上に
載置されて検査が行われる。

【００４７】検査対象の半導体ウェハが検査用ステージ
１４へと搬送されると、搬送用ロボット２３によって次
に検査する半導体ウェハがカセット７ｂから取り出さ
れ、プリアライナ２４へと搬送される。そして、先に検
査用ステージ１４へと搬送された半導体ウェハの検査が
行われている間に、次に検査する半導体ウェハの位相出
しやセンター出しが行われる。そして、先に検査用ステ
ージ１４へと搬送された半導体ウェハの検査が終了する
と、次に検査する半導体ウェハが検査用ステージ１４へ
と速やかに搬送される。

【００４８】検査装置１では、以上のように、検査対象
の半導体ウェハを検査用ステージ１４へ搬送する前に、
予めプリアライナ２４により位相出しやセンター出しを
行っておくことにより、検査用ステージ１４による半導
体ウェハの位置決めに要する時間を短縮することができ
る。また、検査装置１では、先に検査用ステージ１４へ
と搬送された半導体ウェハの検査が行われている時間を
利用して、次に検査する半導体ウェハをカセット７ｂか
ら取り出し、プリアライナ２４による位相出しやセンタ
ー出しを行うことにより、全体での時間の短縮を図るこ
とができ、効率よく検査を行うことができる。

【００４９】ところで、この検査装置１において、エレ
ベータ２２と、搬送用ロボット２３と、プリアライナ２
４とは、図３に示すように、それぞれが直線上に並ぶよ
うに支持台１１上に設置されている。そして、エレベー
タ２２と搬送用ロボット２３との間の距離Ｌ１と、搬送
用ロボット２３とプリアライナ２４との間の距離Ｌ２と
が略等しい距離となるように、それぞれの設置位置が決
定されている。さらに、搬送用ロボット２３から見て、
エレベータ２２やプリアライナ２４が並ぶ方向と略直交
する方向に、検査用ステージ１４が位置するような配置
とされている。

【００５０】検査装置１は、各機構が以上のような配置
とされていることにより、被検査物である半導体ウェハ
の搬送を迅速且つ正確に行うことができる。

【００５１】すなわち、この検査装置１では、エレベー
タ２２と搬送用ロボット２３との間の距離Ｌ１と、搬送
用ロボット２３とプリアライナ２４との間の距離Ｌ２と
が略等しい距離となっているので、搬送用ロボット２３
のアーム２３ｂの長さを変えることなく、カセット７ｂ
から取り出した半導体ウェハをプリアライナ２４に搬送
することがでる。したがって、この検査装置１では、搬
送用ロボット２３のアーム２３ｂの長さを変えたときに
生じる誤差等が問題とならないので、半導体ウェハをプ
リアライナ２４へと搬送する動作を正確に行うことがで
きる。また、エレベータ２２と搬送用ロボット２３とプ
リアライナ２４とが直線上に並んでいるので、搬送用ロ
ボット２３は直線的な動きのみにより、カセット７ｂか
ら取り出した半導体ウェハをプリアライナ２４に搬送す
ることがでる。したがって、この検査装置１では、半導
体ウェハをプリアライナ２４へと搬送する動作を極めて
正確に且つ迅速に行うことができる。

【００５２】さらに、この検査装置１では、搬送用ロボ
ット２３から見て、エレベータ２２やプリアライナ２４
が並ぶ方向と略直交する方向に、検査用ステージ１４が
位置するような配置とされているので、搬送用ロボット
２３が直線的な動きをすることで、半導体ウェハを検査
用ステージ１４へ搬送することができる。したがって、
この検査装置１では、半導体ウェハを検査用ステージ１
４へと搬送する動作を極めて正確に且つ迅速に行うこと
ができる。特に、この検査装置１では、微細なデバイス
パターンが形成された半導体ウェハの検査を行うため、
被検査物である半導体ウェハの搬送及び位置決めを極め
て正確に行う必要があるので、以上のような配置が非常
に有効である。

【００５３】ところで、支持台１１の内部には、図４に
示すように、検査対象の半導体ウェハに対して紫外光を
照射するための紫外光レーザ装置２５が設けられてい
る。なお、図４は、装置本体１０を図２中矢印Ａ２方向
から見た様子を示す側面図である。

【００５４】この紫外光レーザ装置２５は、固体レーザ
光源から出射されたレーザ光を非線形光学結晶を用いて
波長変換し、紫外光レーザとして連続発振する、いわゆ
る遠紫外固体レーザと呼ばれるものである。なお、この
紫外光レーザ装置２５では、ＹＡＧレーザの４倍波とし
て、波長が２６６ｎｍ程度の紫外光レーザを得ることが
可能である。

【００５５】この紫外光レーザ装置２５は、各構成要素
が全て固体素子により構成されるため、効率が良く、ま
た装置全体を非常に小型化することが可能である。例え
ば、紫外光レーザを発振するレーザ光源として、アルゴ
ンレーザやエキシマレーザ等のガスレーザを用いること
も考えられるが、これらガスレーザは、装置が大型であ
り、しかも効率が悪く消費電力が高いという問題があ
る。

【００５６】さらに、アルゴンレーザの場合には、大量
の冷却水が必要という問題もある。また、冷却水を循環
させると振動が生じてしまうため、大量の冷却水が必要
なアルゴンレーザは、微細構造の検査には不適当であ
る。しかも、アルゴンレーザは、発振波長の安定性が悪
いという問題もある。一方、エキシマレーザの場合に
は、危険物であるフッ化物ガスの供給が必要となるとい
う問題がある。また、エキシマレーザは、ピークパワー
の高いパルス発振をするので、半導体ウェハの画像を撮
像して検査を行う光源として不適当である。

【００５７】これに対して、この紫外光レーザ装置２５
は、固定レーザ光源からのレーザ光に対して波長変換を
行うことにより紫外光レーザを発生させることで、アル
ゴンレーザやエキシマレーザ等のガスレーザを用いたと
きの問題を全て解決できる。

【００５８】そして、この紫外光レーザー装置２５から
出射された紫外光は、後述する光ファイバ５４を介して
光学ユニット２１内の紫外光用光学系４６へと導かれる
こととなる。

【００５９】また、この紫外光レーザ装置２５は、図４
及び図５に示すように、支持台１１の内部に、この支持
台１１の図１及び図４中矢印Ａ１方向とは反対側の側面
部において、図４及び図５中矢印Ｃ方向に引出自在に配
設されている。詳述すると、支持台１１の内部には、紫
外光レーザ装置２５が載置されると共に、この紫外光レ
ーザ装置２５を外部へと引き出すレール機構２６が設け
られている。なお、図５は、装置本体１０を図４中矢印
Ａ１方向とは反対の方向から見た様子を模式的に示す斜
視図である。

【００６０】このレール機構２６は、紫外光レーザ装置
２５が載置される略平板状の載置台２７と、この載置台
２７の両側面に取り付けられた一対の第１のレール２８
と、この一対の第１のレール２８と係合する一対の第２
のレール２９と、この第２のレール２９と係合すると共
に支持台１１の内部に取り付けられた一対のガイドレー
ル３０とを備える。

【００６１】また、載置台２７には、紫外光レーザ装置
２５を支持台１１の外部へと引き出すための取手部３１
が取り付けられている。そして、載置台２７上には、防
振部材３２を介して、紫外光レーザ装置２５が設置され
ている。このとき、紫外光レーザ装置２５は、載置台２
７上に取り付けられた位置決め金具３３と固定金具３４
とにより、載置台２７上の所定の位置に固定されること
となる。

【００６２】防振部材３２は、図６に示すように、床か
らの振動や、載置台２７上に載置された紫外光レーザ装
置２５を引出操作した際に生じる振動等を抑制するため
のものであり、載置台２７上に設けられた凸部２７ａと
係合するゲル部材３５と、このゲル部材３５と係合する
と共に紫外光レーザ装置２５を支持する支持部材３６と
から構成される。

【００６３】ゲル部材３５は、ゲル等の弾性材料からな
り、略中心部に貫通孔３５ａが穿設された略円柱形状を
有している。一方、支持部材３６は、全体略円柱形状を
有し、底面部にゲル部材３５の貫通孔３５ａと係合する
係合凸部３６ａと、側面部にその全周に亘って形成され
た溝部３６ｂとを有している。そして、この防振部材３
２は、図７に示すように、ゲル部材３５の貫通孔３５ａ
が載置台２７上に設けられた凸部２７ａと係合すると共
に、この貫通孔３５ａに支持部材３６の係合凸部３６ａ
が係合することにより接合一体化され、この上に紫外光
レーザ装置２５が載置されることとなる。

【００６４】また、載置台２７上には、図８に示すよう
に、この防振部材３２を保持するための保持部材３７が
設けられている。この保持部材３７は、略Ｌ状に折り曲
げられた一片が載置台２７上に固定される固定部３７ａ
として形成され、この固定部３７ａとは反対側に略平行
に折り曲げられた一片が防振部材３２を保持する保持部
３７ｂとして形成されてなる。また、保持部３７ｂに
は、上述した支持部材３６に形成された溝部３６ｂと係
合する切欠部３７ｃが形成されている。

【００６５】ここで、図７及び図８に示すように、この
保持部３７ｂに形成された切欠部３７ｃの幅をＤとし、
支持部材３６の溝部３６ｂが形成された位置での直径を
ｄとしたとき、Ｄ＞ｄとなることが望ましい。そして、
保持部材３７は、切欠部３７ｃを支持部材３６の溝部３
６ｂに係合させると共に、固定部３７ａを載置台２７上
に固定することにより、防振部材３２を保持することと
なる。

【００６６】レール機構２６において、一対の第１のレ
ール２８は、図４及び図５に示すように、載置台２７の
両側面に取り付けられており、第２のレール２９と係合
しながら、この第２のレール２９に沿ってスライドする
構成とされる。また、第１のレール２８の終端部には、
紫外光レーザ装置２５が支持台１１の内部に収納された
際に、このレール機構２６を支持台１１に固定するため
の固定具３８が取り付けられている。

【００６７】レール機構２６において、一対の第２のレ
ール２９は、第１のレール２８と係合する内形形状を有
し、この内形に沿って一対の第１のレール２８がスライ
ドすると共に、ガイドレール３０と係合しながら、この
ガイドレール３０に沿ってスライドする構成とされる。

【００６８】レール機構２６において、一対のガイドレ
ール３０は、支持台１１の内側面に取り付けられてお
り、第２のレール２９と係合する内形形状を有し、この
内形に沿って第２のレール２９がスライドする構成とさ
れる。

【００６９】このように、レール機構２６は、支持台１
１に固定されたガイドレール３０に対して、第１のレー
ル２８と第２のレール２９とが互いに連動しながらスラ
イドすることにより、載置台２７上に防振部材３２を介
して設置された紫外光レーザ装置２５を、支持台１１の
内部に対して図４及び図５中矢印Ｃ方向に引出自在とし
ている。なお、一対の第１のレール２８、第２のレール
２９及び第３のレール３０の間には、図示を省略するロ
ーラが配設されており、レール機構２６の滑らかなスラ
イド動作を可能としている。

【００７０】以上のように、この検査装置１では、紫外
光レーザ装置２５がレール機構２６を介して支持台１１
の内部に引出自在に配設されている。このため、この検
査装置１では、紫外光レーザ装置２５の経時的な劣化に
よるメンテナンスや、定期交換等を行う際に、この紫外
光レーザ装置２５を装置本体１０の外部へと容易に取り
出すことができる。一方、この紫外光レーザ装置２５を
装置本体１０の内部に容易に設置することができる。

【００７１】したがって、この検査装置１では、紫外光
レーザ装置２５のメンテナンスや、定期交換等を容易に
行うことができ、この紫外光レーザ装置２５のメンテナ
ンス性を大幅に向上させることができる。

【００７２】また、この検査装置１では、紫外光レーザ
装置２５が防振部材３２を介して載置台２７上に設置さ
れている。これにより、検査装置１では、紫外光レーザ
装置２５に加わる外部からの振動等の影響を抑えること
ができ、紫外光を用いて高分解能での検査を行うことが
できる。

【００７３】なお、検査装置１において、紫外光レーザ
装置２５は、クリーンな環境、振動，音等の影響、電磁
波の影響、冷却効率、重量、重心位置を低くする等の観
点から、装置本体１０に対してなるべく低位置に設けら
れていることが望ましい。この場合、紫外光レーザ装置
２５の設置場所としては、装置本体１０の各機構を支持
する支持台１１の内部が最適である。

【００７４】なお、検査装置１には、クリーンボックス
３、支持台９並びに外部ユニット６０の底部に、それぞ
れタイヤ３９が配設されている。これにより、検査装置
１ででは、クリーンユニット２、装置本体１０並び外部
ユニット６０を容易に移動させることが可能となってい
る。なお、検査装置１を固定する際は、図１及び図２に
示すように、支持脚６，１２，６１を床に着けて、タイ
ヤ３９は浮かせておく。

【００７５】また、検査装置１では、クリーンボックス
３の図１中矢印Ａ１方向とは反対側の支持台１１と対向
した側面部に、紫外光レーザ装置２５を支持台１１の外
部へと引き出す際に開口可能な開口扉を設けてもよい。
これにより、検査装置１では、開口扉を介して紫外光レ
ーザ装置２５を装置本体１０からクリーンボックス３の
外部へと容易に取り出すことができる。

【００７６】次に、上記検査装置１について、図９のブ
ロック図を参照して更に詳細に説明する。

【００７７】図９に示すように、検査装置１の外部ユニ
ット６０には、表示装置６２及び入力装置６４ａが接続
された画像処理用コンピュータ７０と、表示装置６３及
び入力装置６４ｂが接続された制御用コンピュータ７１
とが配されている。なお、前掲した図１では、画像処理
用コンピュータ７０に接続された入力装置６４ａと、制
御用コンピュータ７１に接続された入力装置６４ｂとを
まとめて、入力装置６４として図示している。

【００７８】画像処理用コンピュータ７０は、半導体ウ
ェハを検査するときに、光学ユニット２１の内部に設置
されたＣＣＤ（charge-coupled device）カメラ４０，
４１により半導体ウェハを撮像した画像を取り込んで処
理するコンピュータである。すなわち、この検査装置１
は、光学ユニット２１の内部に設置されたＣＣＤカメラ
４０，４１により撮像した半導体ウェハの画像を、画像
処理用コンピュータ７０により処理して解析することに
より、半導体ウェハの検査を行う。

【００７９】なお、画像処理用コンピュータ７０に接続
された入力装置６４ａは、ＣＣＤカメラ４０，４１から
取り込んだ画像の解析等に必要な指示を、画像処理用コ
ンピュータ７０に対して入力するためのものであり、例
えば、マウス等のポインティングデバイスやキーボード
等からなる。また、画像処理用コンピュータ７０に接続
された表示装置６２は、ＣＣＤカメラ４０，４１から取
り込んだ画像の解析結果等を表示するためのものであ
り、例えば、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ等
からなる。

【００８０】制御用コンピュータ７１は、半導体ウェハ
を検査するときに、検査用ステージ１４、エレベータ２
２、搬送用ロボット２３及びプリアライナ２４、並びに
光学ユニット２１の内部の各機器等を制御するためのコ
ンピュータである。すなわち、この検査装置１は、半導
体ウェハの検査を行う際に、検査対象の半導体ウェハの
画像が、光学ユニット２１の内部に設置されたＣＣＤカ
メラ４０，４１により撮像されるように、制御用コンピ
ュータ７１により、検査用ステージ１４、エレベータ２
２、搬送用ロボット２３及びプリアライナ２４、並びに
光学ユニット２１の内部の各機器等を制御する。

【００８１】また、制御用コンピュータ７１は、クリー
ンエアユニット４の送風機５ａ，５ｂを制御する機能を
有する。すなわち、この検査装置１は、クリーンエアユ
ニット４の送風機５ａ，５ｂを制御用コンピュータ７１
が制御することによって、半導体ウェハの検査を行う際
に、クリーンボックス３内に清浄な空気を常時供給し、
また、クリーンボックス３内の気流をコントロールでき
るようにしている。

【００８２】なお、制御用コンピュータ７１に接続され
た入力装置６４ｂは、検査用ステージ１４、エレベータ
２２、搬送用ロボット２３及びプリアライナ２４、光学
ユニット２１の内部の各機器、並びにクリーンエアユニ
ット４の送風機５ａ，５ｂ等を制御するのに必要な指示
を、制御用コンピュータ７１に対して入力するためのも
のであり、例えば、マウス等のポインティングデバイス
やキーボード等からなる。また、制御用コンピュータ７
１に接続された表示装置６３は、半導体ウェハの検査時
の各種条件等を表示するためのものであり、例えば、Ｃ
ＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ等からなる。

【００８３】また、画像処理用コンピュータ７０と制御
用コンピュータ７１とは、メモリリンク機構により、互
いにデータのやり取りが可能とされている。すなわち、
画像処理用コンピュータ７０と制御用コンピュータ７１
は、それぞれに設けられたメモリリンクインターフェー
ス７０ａ，７１ａを介して互いに接続されており、画像
処理用コンピュータ７０と制御用コンピュータ７１との
間で、互いにデータのやり取りが可能となっている。

【００８４】一方、検査装置１のクリーンボックス３の
内部には、密閉式の容器７に入れられて搬送されてきた
半導体ウェハを、この容器７のカセット７ｂから取り出
して検査用ステージ１４に設置する機構として、上述し
たように、エレベータ２２、搬送用ロボット２３及びプ
リアライナ２４が配されている。これらは、外部ユニッ
ト６０に配された制御用コンピュータ７１に、ロボット
制御インターフェース７１ｂを介して接続されている。
そして、エレベータ２２、搬送用ロボット２３及びプリ
アライナ２４には、制御用コンピュータ７１からロボッ
ト制御インターフェース７１ｂを介して、制御信号が送
られる。

【００８５】すなわち、密閉式の容器７に入れられて搬
送されてきた半導体ウェハを、この容器７のカセット７
ｂから取り出して検査用ステージ１４に設置する際は、
制御用コンピュータ７１からロボット制御インターフェ
ース７１ｂを介して、エレベータ２２、搬送用ロボット
２３及びプリアライナ２４に制御信号が送出される。そ
して、エレベータ２２、搬送用ロボット２３及びプリア
ライナ２４がこの制御信号に基づいて動作し、上述した
ように、密閉式の容器７に入れられて搬送されてきた半
導体ウェハを、この容器７のカセット７ｂから取り出し
て、プリアライナ２５による位相出し及びセンター出し
を行い、検査用ステージ１４に設置する。

【００８６】また、検査装置１のクリーンボックス３の
内部には除振台１３が配されており、この除振台１３上
に、上述したように、Ｘステージ１５、Ｙステージ１
６、θステージ１７、Ｚステージ１８及び吸着プレート
１９を備えた検査用ステージ１４が設置されている。

【００８７】ここで、Ｘステージ１５、Ｙステージ１
６、θステージ１７、Ｚステージ１８及び吸着プレート
１９は、外部ユニット６０に配された制御用コンピュー
タ７１に、ステージ制御インターフェース７１ｃを介し
て接続されている。そして、Ｘステージ１５、Ｙステー
ジ１６、θステージ１７、Ｚステージ１８及び吸着プレ
ート１９には、制御用コンピュータ７１からステージ制
御インターフェース７１ｃを介して、制御信号が送られ
る。

【００８８】すなわち、半導体ウェハの検査を行う際
は、制御用コンピュータ７１からステージ制御インター
フェース７１ｃを介して、Ｘステージ１５、Ｙステージ
１６、θステージ１７、Ｚステージ１８及び吸着プレー
ト１９に制御信号が送出される。そして、Ｘステージ１
５、Ｙステージ１６、θステージ１７、Ｚステージ１８
及び吸着プレート１９が、この制御信号に基づいて動作
し、吸着プレート１９により検査対象の半導体ウェハを
吸着して固定するとともに、Ｘステージ１５、Ｙステー
ジ１６、θステージ１７及びＺステージ１８により、半
導体ウェハを所定の位置、角度及び高さとなるように移
動する。

【００８９】また、除振台１２上には、上述したよう
に、光学ユニット２１も設置されている。この光学ユニ
ット２１は、半導体ウェハの検査時に半導体ウェハの画
像を撮像するためのものであり、上述したように、検査
対象の半導体ウェハの画像の撮像を可視光を用いて低分
解能にて行う機能と、検査対象の半導体ウェハの画像の
撮像を紫外光を用いて高分解能にて行う機能とを兼ね備
えている。

【００９０】この光学ユニット２１は、可視光にて半導
体ウェハの画像を撮像するための機構として、可視光用
ＣＣＤカメラ４０と、ハロゲンランプ４２と、可視光用
光学系４３と、可視光用対物レンズ４４と、可視光用オ
ートフォーカス制御部４５とから構成されている。

【００９１】そして、可視光にて半導体ウェハの画像を
撮像する際は、ハロゲンランプ４２を点灯させる。ここ
で、ハロゲンランプ４２の駆動源は、外部ユニット６０
に配された制御用コンピュータ７１に、光源制御インタ
ーフェース７１ｄを介して接続されている。そして、ハ
ロゲンランプ４２の駆動源には、制御用コンピュータ７
１から光源制御インターフェース７１ｄを介して制御信
号が送られる。ハロゲンランプ４２の点灯／消灯は、こ
の制御信号に基づいて行われる。

【００９２】そして、可視光にて半導体ウェハの画像を
撮像する際は、ハロゲンランプ４２を点灯させ、このハ
ロゲンランプ４２からの可視光を、可視光用光学系４３
及び可視光用対物レンズ４４を介して半導体ウェハにあ
てて、半導体ウェハを照明する。そして、可視光により
照明された半導体ウェハの像を可視光用対物レンズ４４
により拡大し、その拡大像を可視光用ＣＣＤカメラ４０
により撮像する。

【００９３】ここで、可視光用ＣＣＤカメラ４０は、外
部ユニット６０に配された画像処理用コンピュータ７０
に、画像取込インターフェース７０ｂを介して接続され
ている。そして、可視光用ＣＣＤカメラ４０により撮像
された半導体ウェハの画像は、画像取込インターフェー
ス７０ｂを介して画像処理用コンピュータ７０に取り込
まれる。

【００９４】また、上述のように可視光にて半導体ウェ
ハの画像を撮像する際は、可視光用オートフォーカス制
御部４５により、自動焦点位置合わせを行う。すなわ
ち、可視光用オートフォーカス制御部４５により、可視
光用対物レンズ４４と半導体ウェハの間隔が可視光用対
物レンズ４４の焦点距離に一致しているか否かを検出
し、一致していない場合には、可視光用対物レンズ４４
又はＺステージ１８を動かして、半導体ウェハの検査対
象面が可視光用対物レンズ４４の焦点面に一致するよう
にする。

【００９５】ここで、可視光用オートフォーカス制御部
４５は、外部ユニット６０に配された制御用コンピュー
タ７１に、オートフォーカス制御インターフェース７１
ｅを介して接続されている。そして、可視光用オートフ
ォーカス制御部４５には、制御用コンピュータ７１から
オートフォーカス制御インターフェース７１ｅを介して
制御信号が送られる。可視光用オートフォーカス制御部
４５による可視光用対物レンズ４４の自動焦点位置合わ
せは、この制御信号に基づいて行われる。

【００９６】また、光学ユニット２１は、紫外光にて半
導体ウェハの画像を撮像するための機構として、紫外光
用ＣＣＤカメラ４１と、上述した支持台１１内に設置さ
れた紫外光レーザ装置２５と、紫外光用光学系４６と、
紫外光用対物レンズ４７と、紫外光用オートフォーカス
制御部４８とから構成されている。

【００９７】そして、紫外光にて半導体ウェハの画像を
撮像する際は、紫外光レーザ装置２５を点灯させる。こ
こで、紫外光レーザ装置２５の駆動源は、外部ユニット
６０に配された制御用コンピュータ７１に、光源制御イ
ンターフェース７１ｄを介して接続されている。そし
て、紫外光レーザ装置２５の駆動源には、制御用コンピ
ュータ７１から光源制御インターフェース７１ｄを介し
て制御信号が送られる。紫外光レーザ装置２５の点灯／
消灯は、この制御信号に基づいて行われる。

【００９８】紫外光にて半導体ウェハの画像を撮像する
際は、紫外光レーザ装置２５を点灯させ、この紫外光レ
ーザ装置２５からの紫外光を、紫外光用光学系４６及び
紫外光用対物レンズ４７を介して半導体ウェハにあて
て、半導体ウェハを照明する。そして、紫外光により照
明された半導体ウェハの像を紫外光用対物レンズ４７に
より拡大し、その拡大像を紫外光用ＣＣＤカメラ４１に
より撮像する。

【００９９】ここで、紫外光用ＣＣＤカメラ４１は、外
部ユニット６０に配された画像処理用コンピュータ７０
に、画像取込インターフェース７０ｃを介して接続され
ている。そして、紫外光用ＣＣＤカメラ４１により撮像
された半導体ウェハの画像は、画像取込インターフェー
ス７０ｃを介して画像処理用コンピュータ７０に取り込
まれる。

【０１００】また、上述のように紫外光にて半導体ウェ
ハの画像を撮像する際は、紫外光用オートフォーカス制
御部４８により、自動焦点位置合わせを行う。すなわ
ち、紫外光用オートフォーカス制御部４８により、紫外
光用対物レンズ４７と半導体ウェハの間隔が紫外光用対
物レンズ４７の焦点距離に一致しているか否かを検出
し、一致していない場合には、紫外光用対物レンズ４７
又はＺステージ１８を動かして、半導体ウェハの検査対
象面が紫外光用対物レンズ４７の焦点面に一致するよう
にする。

【０１０１】ここで、紫外光用オートフォーカス制御部
４８は、外部ユニット６０に配された制御用コンピュー
タ７１に、オートフォーカス制御インターフェース７１
ｅを介して接続されている。そして、紫外光用オートフ
ォーカス制御部４８には、制御用コンピュータ７１から
オートフォーカス制御インターフェース７１ｅを介して
制御信号が送られる。紫外光用オートフォーカス制御部
４８による紫外光用対物レンズ４７の自動焦点位置合わ
せは、この制御信号に基づいて行われる。

【０１０２】また、クリーンエアユニット４には、上述
したように、２つの送風機５ａ，５ｂが設けられてい
る。これらの送風機５ａ，５ｂは、外部ユニット６０に
配された制御用コンピュータ７１に、風量制御インター
フェース７１ｆを介して接続されている。そして、クリ
ーンエアユニット４の送風機５ａ，５ｂには、制御用コ
ンピュータ７１から風量制御インターフェース７１ｆを
介して、制御信号が送られる。送風機５ａ，５ｂの回転
数の制御やオン／オフの切り替え等は、この制御信号に
基づいて行われる。

【０１０３】次に、上記検査装置１の光学ユニット２１
の光学系について、図１０を参照して更に詳細に説明す
る。なお、ここでは、オートフォーカス制御部４５，４
８についての説明は省略し、検査対象の半導体ウェハを
照明する光学系と、検査対象の半導体ウェハを撮像する
光学系とについて説明する。

【０１０４】図５に示すように、光学ユニット２１は、
可視光にて半導体ウェハの画像を撮像するための光学系
として、ハロゲンランプ４２と、可視光用光学系４３
と、可視光用対物レンズ４４とから構成されている。

【０１０５】ハロゲンランプ４２からの可視光は、光フ
ァイバ４９によって可視光用光学系４３へと導かれる。
可視光用光学系４３へと導かれた可視光は、先ず、２つ
のレンズ５０，５１を透過してハーフミラー５２に入射
する。そして、ハーフミラー５２に入射した可視光は、
ハーフミラー５２によって可視光用対物レンズ４４へ向
けて反射され、可視光用対物レンズ４４を介して半導体
ウェハに入射する。これにより、半導体ウェハが可視光
により照明される。

【０１０６】そして、可視光により照明された半導体ウ
ェハの像は、可視光用対物レンズ４４により拡大され、
ハーフミラー５２及び撮像用レンズ５３を透過して、可
視光用ＣＣＤカメラ４０により撮像される。すなわち、
可視光により照明された半導体ウェハからの反射光が、
可視光用対物レンズ４４、ハーフミラー５２及び撮像用
レンズ５３を介して可視光用ＣＣＤカメラ４０に入射
し、これにより、半導体ウェハの拡大像が可視光用ＣＣ
Ｄカメラ４０によって撮像される。そして、可視光用Ｃ
ＣＤカメラ４０によって撮像された半導体ウェハの画像
（以下、可視画像と称する。）は、画像処理用コンピュ
ータ７０へと送られる。

【０１０７】また、光学ユニット２１は、紫外光にて半
導体ウェハの画像を撮像するための光学系として、上述
した支持台１１内に設置された紫外光レーザ装置２５
と、紫外光用光学系４６と、紫外光用対物レンズ４７と
から構成されている。

【０１０８】紫外光レーザ装置２５からの紫外光は、光
ファイバ５４によって紫外光用光学系４６へ導かれる。
紫外光用光学系４６へと導かれた紫外光は、先ず、２つ
のレンズ５５，５６を透過してハーフミラー５７に入射
する。そして、ハーフミラー５７に入射した可視光は、
ハーフミラー５７によって紫外光用対物レンズ４７へ向
けて反射され、紫外光用対物レンズ４７を介して半導体
ウェハに入射する。これにより、半導体ウェハが紫外光
により照明される。

【０１０９】そして、紫外光により照明された半導体ウ
ェハの像は、紫外光用対物レンズ４７により拡大され、
ハーフミラー５７及び撮像用レンズ５８を透過して、紫
外光用ＣＣＤカメラ４１により撮像される。すなわち、
紫外光により照明された半導体ウェハからの反射光が、
紫外光用対物レンズ４７、ハーフミラー５７及び撮像用
レンズ５８を介して紫外光用ＣＣＤカメラ４１に入射
し、これにより、半導体ウェハの拡大像が紫外光用ＣＣ
Ｄカメラ４１によって撮像される。そして、紫外光用Ｃ
ＣＤカメラ４１によって撮像された半導体ウェハの画像
（以下、紫外画像と称する。）は、画像処理用コンピュ
ータ７０へと送られる。

【０１１０】以上のような検査装置１では、可視光より
も短波長の光である紫外光により、半導体ウェハの画像
を撮像して検査することができるので、可視光を用いて
欠陥の検出や分類分けを行う場合に比べて、より微細な
欠陥の検出や分類分けを行うことができる。

【０１１１】しかも、上記検査装置１では、可視光用の
光学系と紫外光用の光学系とを兼ね備えており、可視光
を用いた低分解能での半導体ウェハの検査と、紫外光を
用いた高分解能での半導体ウェハの検査との両方を行う
ことができる。したがって、上記検査装置１では、可視
光を用いた低分解能での半導体ウェハの検査により、大
きい欠陥の検出や分類分けを行い、且つ、紫外光を用い
た高分解能での半導体ウェハの検査により、小さい欠陥
の検出や分類分けを行うといったことも可能である。

【０１１２】なお、上記検査装置１において、紫外光用
対物レンズ４７の開口数ＮＡは、大きい方が好ましく、
例えば０．９以上とする。このように、紫外光用対物レ
ンズ４７として、開口数ＮＡの大きなレンズを用いるこ
とで、より微細な欠陥の検出が可能となる。

【０１１３】ところで、半導体ウェハの欠陥が、引っ掻
き傷のように色情報が無く凹凸だけからなる場合、可干
渉性を持たない光では、その欠陥を見ることは殆どでき
ない。これに対して、レーザ光のように可干渉性に優れ
た光を用いた場合には、引っ掻き傷のように色情報が無
く凹凸だけからなる欠陥であっても、凹凸の段差近辺で
光が干渉することにより、当該欠陥をはっきりと見るこ
とができる。そして、上記検査装置１では、紫外光の光
源として紫外域のレーザ光を出射する紫外光レーザ装置
２５を用いている。したがって、上記検査装置１では、
引っ掻き傷のように色情報が無く凹凸だけからなる欠陥
であっても、当該欠陥をはっきりと検出することができ
る。すなわち、上記検査装置１では、ハロゲンランプ４
２からの可視光（インコヒーレント光）では検出が困難
な位相情報を、紫外光レーザ装置２５からの紫外光レー
ザ（コヒーレント光）を用いて、容易に検出することが
できる。

【０１１４】次に、上記検査装置１で半導体ウェハを検
査するときの手順の一例を、図１１フローチャートを参
照して説明する。なお、図１１のフローチャートでは、
検査対象の半導体ウェハが検査用ステージ１４に設置さ
れた状態以降の処理の手順を示している。また、図１１
に示すフローチャートは、半導体ウェハ上の欠陥の位置
が予め分かっている場合に、その欠陥を上記検査装置１
により検査して分類分けを行うときの手順の一例を示し
ている。また、ここでは、半導体ウェハ上に同様なデバ
イスパターンが多数形成されているものとし、欠陥の検
出や分類分けは、欠陥がある領域の画像（欠陥画像）
と、その他の領域の画像（参照画像）とを撮像し、それ
らを比較することで行うものとする。

【０１１５】先ず、ステップＳ１−１に示すように、制
御用コンピュータ７１に欠陥位置座標ファイルを読み込
む。ここで、欠陥位置座標ファイルは、半導体ウェハ上
の欠陥の位置に関する情報が記述されたファイルであ
り、欠陥検出装置等により、半導体ウェハ上の欠陥の位
置を予め計測して作成しておく。そして、ここでは、そ
の欠陥位置座標ファイルを制御用コンピュータ７１に読
み込む。

【０１１６】次に、ステップＳ１−２において、制御用
コンピュータ７１によりＸステージ１５及びＹステージ
１６を駆動させ、欠陥位置座標ファイルが示す欠陥位置
座標へ半導体ウェハを移動させ、半導体ウェハの検査対
象領域が可視光用対物レンズ４４の視野内に入るように
する。

【０１１７】次に、ステップＳ１−３において、制御用
コンピュータ７１により可視光用オートフォーカス制御
部４５を駆動させ、可視光用対物レンズ４４の自動焦点
位置合わせを行う。

【０１１８】次に、ステップＳ１−４において、可視光
用ＣＣＤカメラ４０により半導体ウェハの画像を撮像
し、撮像した可視画像を画像処理用コンピュータ７０に
送る。なお、ここで撮像される可視画像は、欠陥位置座
標ファイルが示す欠陥位置座標における画像、すなわ
ち、欠陥があるとされる領域の画像（以下、欠陥画像と
称する。）である。

【０１１９】次に、ステップＳ１−５において、制御用
コンピュータ７１によりＸステージ１５及びＹステージ
１６を駆動させ、参照位置座標へ半導体ウェハを移動さ
せて、半導体ウェハの参照領域が可視光用対物レンズ４
４の視野内に入るようにする。ここで、参照領域は、半
導体ウェハの検査対象領域以外の領域であって、半導体
ウェハの検査対象領域におけるデバイスパターンと同様
なデバイスパターンが形成されている領域である。

【０１２０】次に、ステップＳ１−６において、制御用
コンピュータ７１により可視光用オートフォーカス制御
部４５を駆動させ、可視光用対物レンズ４４の自動焦点
位置合わせを行う。

【０１２１】次に、ステップＳ１−７において、可視光
用ＣＣＤカメラ４０により半導体ウェハの画像を撮像
し、撮像した可視画像を画像処理用コンピュータ７０に
送る。なお、ここで撮像される可視画像は、半導体ウェ
ハの検査対象領域におけるデバイスパターンと同様なデ
バイスパターンが形成されている領域の画像（以下、参
照画像と称する。）である。

【０１２２】次に、ステップＳ１−８において、画像処
理用コンピュータ７０により、ステップＳ１−４で取り
込んだ欠陥画像と、ステップＳ１−７で取り込んだ参照
画像とを比較し、欠陥画像から欠陥を検出する。そし
て、欠陥が検出できた場合には、ステップＳ１−９へ進
み、欠陥が検出できなかった場合には、ステップＳ１−
１１へ進む。

【０１２３】ステップＳ１−９では、画像処理用コンピ
ュータ７０により、検出された欠陥が何であるかを調べ
て分類分けを行う。そして、欠陥の分類分けができた場
合には、ステップＳ１−１０へ進み、欠陥の分類分けが
できなかった場合には、ステップＳ１−１１へ進む。

【０１２４】ステップＳ１−１０では、欠陥の分類結果
を保存する。ここで、欠陥の分類結果は、例えば、画像
処理用コンピュータ７０や制御用コンピュータ７１に接
続された記憶装置に保存する。なお、欠陥の分類結果
は、画像処理用コンピュータ７０や制御用コンピュータ
７１にネットワークを介して接続された他のコンピュー
タに転送して保存するようにしてもよい。

【０１２５】ステップＳ１−１０での処理が完了した
ら、半導体ウェハの欠陥の分類分けが完了したこととな
るので、これで処理を終了する。ただし、半導体ウェハ
上に複数の欠陥がある場合には、ステップＳ１−２へ戻
って、他の欠陥の検出及び分類分けを行うようにしても
よい。

【０１２６】一方、ステップＳ１−８で欠陥検出ができ
なかった場合や、ステップＳ１−９で欠陥の分類分けが
できなかった場合には、ステップＳ１−１１以降へ進
み、紫外光を用いて高分解能での撮像を行って欠陥の検
出や分類分けを行う。

【０１２７】その場合は、先ず、ステップＳ１−１１に
おいて、制御用コンピュータ７１によりＸステージ１５
及びＹステージ１６を駆動させ、欠陥位置座標ファイル
が示す欠陥位置座標へ半導体ウェハを移動させて、半導
体ウェハの検査対象領域が紫外光用対物レンズ４７の視
野内に入るようにする。

【０１２８】次に、ステップＳ１−１２において、制御
用コンピュータ７１により紫外光用オートフォーカス制
御部４８を駆動させ、紫外光用対物レンズ４７の自動焦
点位置合わせを行う。

【０１２９】次に、ステップＳ１−１３において、紫外
光用ＣＣＤカメラ４１により半導体ウェハの画像を撮像
し、撮像した紫外画像を画像処理用コンピュータ７０に
送る。なお、ここで撮像される紫外画像は、欠陥位置座
標ファイルが示す欠陥位置座標における画像、すなわち
欠陥画像である。また、ここでの欠陥画像の撮像は、可
視光よりも短波長の光である紫外光を用いて、可視光を
用いた場合の撮像よりも高分解能にて行う。

【０１３０】次に、ステップＳ１−１４において、制御
用コンピュータ７１によりＸステージ１５及びＹステー
ジ１６を駆動させ、参照位置座標へ半導体ウェハを移動
させて、半導体ウェハの参照領域が紫外光用対物レンズ
４７の視野内に入るようにする。ここで、参照領域は、
半導体ウェハの検査対象領域以外の領域であって、半導
体ウェハの検査対象領域におけるデバイスパターンと同
様なデバイスパターンが形成されている領域である。

【０１３１】次に、ステップＳ１−１５において、制御
用コンピュータ７１により紫外光用オートフォーカス制
御部４８を駆動させ、紫外光用対物レンズ４７の自動焦
点位置合わせを行う。

【０１３２】次に、ステップＳ１−１６において、紫外
光用ＣＣＤカメラ４１により半導体ウェハの画像を撮像
し、撮像した紫外画像を画像処理用コンピュータ７０に
送る。なお、ここで撮像される紫外画像は、半導体ウェ
ハの検査対象領域におけるデバイスパターンと同様なデ
バイスパターンが形成されている領域の画像、すなわち
参照画像である。また、ここでの参照画像の撮像は、可
視光よりも短波長の光である紫外光を用いて、可視光を
用いた場合よりも高分解能にて行う。

【０１３３】次に、ステップＳ１−１７において、画像
処理用コンピュータ７０により、ステップＳ１−１３で
取り込んだ欠陥画像と、ステップＳ１−１６で取り込ん
だ参照画像とを比較し、欠陥画像から欠陥を検出する。
そして、欠陥が検出できた場合には、ステップＳ１−１
８へ進み、欠陥が検出できなかった場合には、ステップ
Ｓ１−１９へ進む。

【０１３４】ステップＳ１−１８では、画像処理用コン
ピュータ７０により、検出された欠陥が何であるかを調
べて分類分けを行う。そして、欠陥の分類分けができた
場合には、ステップＳ１−１０へ進み、上述したよう
に、欠陥の分類結果を保存する。一方、欠陥の分類分け
ができなかった場合には、ステップＳ１−１９へ進む。

【０１３５】ステップＳ１−１９では、欠陥の分類分け
ができなかったことを示す情報を保存する。ここで、欠
陥の分類分けができなかったことを示す情報は、例え
ば、画像処理用コンピュータ７０や制御用コンピュータ
７１に接続された記憶装置に保存する。なお、この情報
は、画像処理用コンピュータ７０や制御用コンピュータ
７１にネットワークを介して接続された他のコンピュー
タに転送して保存するようにしてもよい。

【０１３６】以上のような手順により、先ず、可視光用
ＣＣＤカメラ４０により撮像された画像を処理して解析
することで低分解能にて半導体ウェハの検査を行い、可
視光での欠陥の検出や分類分けができなかった場合に、
次に、紫外光用ＣＣＤカメラ４１により撮像された画像
を処理して解析することで高分解能にて半導体ウェハの
検査を行う。

【０１３７】ここで、ＣＣＤカメラ４０，４１によって
撮像された参照画像及び欠陥画像から欠陥を検出する手
法について、図１２を参照して説明する。

【０１３８】図１２（ａ）は、検査対象領域におけるデ
バイスパターンと同様なデバイスパターンが形成されて
いる参照領域の画像、すなわち参照画像の一例を示して
いる。また、図１２（ｂ）は、欠陥があるとされる検査
対象領域の画像、すなわち欠陥画像の一例を示してい
る。

【０１３９】このような参照画像及び欠陥画像から欠陥
を検出する際は、参照画像から色情報や濃淡情報などに
基づいて、図１２（ｃ）に示すようにデバイスパターン
を抽出する。また、参照画像と欠陥画像から差の画像を
求め、差の大きな部分を図１２（ｄ）に示すように欠陥
として抽出する。

【０１４０】そして、図１２（ｅ）に示すように、図１
２（ｃ）に示したデバイスパターン抽出結果の画像と、
図１２（ｄ）に示した欠陥抽出結果の画像とを重ね合わ
せた画像を得て、欠陥がデバイスパターンに存在する割
合などを、欠陥に関する特徴量として抽出する。

【０１４１】以上のような手法により、ＣＣＤカメラ４
０，４１によって撮像された参照画像及び欠陥画像を画
像処理用コンピュータ７０で処理し解析することで欠陥
を検出し、半導体ウェハの検査を行うことができる。

【０１４２】検査装置１は、上述したように、先ず、可
視光用ＣＣＤカメラ４０により撮像された画像を処理し
て解析することで低分解能にて半導体ウェハの検査を行
い、可視光での欠陥の検出や分類分けができなかった場
合に、次に、紫外光用ＣＣＤカメラ３１により撮像され
た画像を処理して解析することで高分解能にて半導体ウ
ェハの検査を行うようにしているので、可視光だけを用
いて欠陥の検出や分類分けを行う場合に比べて、より微
細な欠陥の検出や分類分けを行うことができる。

【０１４３】ただし、可視光を用いて低分解能にて撮像
した方が、一度に撮像できる領域が広いので、欠陥が十
分に大きい場合には、可視光を用いて低分解能にて半導
体ウェハの検査を行った方が効率が良い。したがって、
最初から紫外光を用いて欠陥の検査や分類分けを行うの
ではなく、上述のように、最初に可視光を用いて欠陥の
検査や分類分けを行うようにすることで、より効率良く
半導体ウェハの検査を行うことができる。

【０１４４】なお、以上の説明では、本発明を適用した
検査装置１を、半導体ウェハの欠陥が何であるかを調べ
るために用いるものとしてきた。しかし、本発明に係る
検査装置１の用途は、半導体ウェハの欠陥識別以外の用
途にも使用可能である。すなわち、本発明に係る検査装
置１は、例えば、半導体ウェハ上に形成したデバイスパ
ターンが、所望するパターン通りに適切な形状に形成さ
れているか否かを検査するのに用いることもできる。更
に、本発明に係る検査装置１の用途は、半導体ウェハの
検査に限定されるものでもなく、本発明に係る検査装置
１は、微細パターンの検査に対して広く適用可能であ
り、例えば、微細なパターンが形成されたフラットパネ
ルディスプレイの検査などにも有効である。

【０１４５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る検査装置によれば、紫外光出射手段が支持台の内部に
引出自在に配設されていることから、この紫外光出射手
段のメンテナンスや定期交換等を容易に行うことがで
き、この紫外光出射手段のメンテナンス性を大幅に向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した検査装置の外観を示す斜視図
である。

【図２】上記検査装置のクリーンボックスの内部に配設
された装置本体を図１中矢印Ａ１方向から見た様子を示
す側面図である。

【図３】上記検査装置のクリーンボックスの内部に配設
された装置本体を上側から見た様子を模式的に示す平面
図である。

【図４】上記検査装置の装置本体を図２中矢印Ａ２方向
から見た様子を示す側面図である。

【図５】上記検査装置の装置本体を図４中矢印Ａ１方向
と反対の方向から見た様子を模式的に示す斜視図であ
る。

【図６】防振部材の構成を示す分解斜視図である。

【図７】防振部材の構成を示す断面図である。

【図８】防振部材を保持する保持部材の構成を示す斜視
図である。

【図９】上記検査装置の一構成例を示すブロック図であ
る。

【図１０】上記検査装置の光学ユニットの光学系の一構
成例を示す図である。

【図１１】上記検査装置で半導体ウェハの検査を行うと
きの手順の一例を示すフローチャートである。

【図１２】参照画像と欠陥画像とから欠陥を検出する手
法を説明するための図である。

【符号の説明】

１ 検査装置、２ クリーンユニット、３ クリーンボ
ックス、４ クリーンエアユニット、１０ 装置本体、
１４ 検査用ステージ、２１ 光学ユニット、２２ エ
レベータ、２３ 搬送用ロボット、２４ プリアライ
ナ、２５ 紫外光レーザ装置、２６ レール機構、２７
載置台、２８ 第１のレール、２９ 第２のレール、
３０ ガイドレール、３２ 防振部材、３５ ゲル部
材、３６ 支持部材、３７ 保持部材、４０ 可視光用
ＣＣＤカメラ、４１ 紫外光用ＣＣＤカメラ、４２ ハ
ロゲンランプ、４３ 可視光用光学系、４４ 可視光用
対物レンズ、４６ 紫外光用光学系、４７ 紫外光用対
物レンズ、６０ 外部ユニット、６２，６３ 表示装
置、６４ 入力装置、７０ 画像処理用コンピュータ、
７１ 制御用コンピュータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂下 努 東京都品川区西五反田３丁目９番17号 ソ ニー・プレシジョン・テクノロジー株式会 社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA56 BB01 CC19 DD00 FF01 GG02 GG04 GG12 GG22 GG24 HH13 JJ03 JJ05 JJ26 KK01 MM02 NN06 PP12 QQ24 QQ25 QQ38 RR07 SS04 TT02 UU03 2G051 AA51 AB02 BA01 BA05 BA10 CA03 CA04 CA07 CB01 CB02 DA03 DA08 2H052 AB05 AB17 AC04 AC12 AC14 AC26 AC27 AC34 AD02 AD09 AD19 AD20 AD21 AD31 AE10 AF02 AF14 AF21 AF25 4M106 AA01 AA20 BA05 BA07 CA39 DB04 DB07 DB08 DB12 DB13 DB21 DJ03 DJ18 DJ20 DJ32 DJ40

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査物が設置されるステージと、 上記ステージを支持する支持台と、 上記被検査物に対して紫外光を出射する紫外光出射手段
   と、 上記紫外光出射手段から出射された紫外光を上記ステー
   ジ上に設置された被検査物に照射し、この被検査物から
   の反射光又は透過光を検出する光学ユニットとを備え、 上記紫外光出射手段は、上記支持台の内部に引出自在に
   配設されていることを特徴とする検査装置。
2. 【請求項２】 上記紫外光出射手段を上記支持台の外部
   へと引き出すレール機構を備え、 上記紫外光出射手段は、振動防止手段を介して上記レー
   ル機構上に設置されていることを特徴とする請求項１記
   載の検査装置。