JP2003197699A - プロセス処理装置及びそのシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 様々なプロセス処理装置において、半導体基
板に対して異常な付着異物の発生を低減して半導体基板
を高歩留りで生産できるようにしたプロセス処理装置及
びそのシステム並びに製品保管装置を提供する。 【解決手段】 プロセス処理装置において、該プロセス
処理装置における搬送室１０４内又は予備室内をハンド
リング機構５によって搬送されるワーク４上に付着した
異物を検出するように、ワーク４の表面に対して斜め方
向から集束された光束を照射する照明光学系と該照明光
学系で照射されたワーク上の異物からの散乱光を集光し
て光電変換手段で受光して検出する検出光学系との組を
複数で構成した検出ヘッド１ａと更に該検出ヘッドの光
電変換手段から検出される信号を処理して異物からの信
号を抽出する処理手段とを有する異物検査装置を備えた
ことを特徴とするプロセス処理装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハ、ＴＦＴ
基板等の半導体基板に対して成膜するスパッタ装置及び
ＣＶＤ装置、パターンを形成するエッチング装置、レジ
スト塗布装置、露光装置、洗浄装置等様々なプロセス処
理装置において半導体ウエハ、ＴＦＴ基板等の半導体基
板に対して異常な付着異物の発生を低減して半導体基板
を高歩留まりで生産できるようにしたプロセス処理装置
及びそのシステム並びに半導体ウエハなどの多数のワー
クを保管する製品保管装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記半導体生産方法及びそのシステムに
関する従来技術としては、特開平５−２１８１６３号公
報及び特開平３−４４０５４号公報が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術には、半導体ウエハ、ＴＦＴ基板等の半導体基板
に対して成膜するスパッタ装置及びＣＶＤ装置、パター
ンを形成するエッチング装置、レジスト塗布装置、露光
装置、洗浄装置等様々なプロセス処理装置において半導
体ウエハ、ＴＦＴ基板等の半導体基板に対して異常な付
着異物の発生を低減して半導体基板を高歩留まりで生産
できるようにするという課題に対しては充分考慮されて
いなかった。

【０００４】本発明の目的は、上記課題を解決すべく、
半導体ウエハ、ＴＦＴ基板等の半導体基板に対して成膜
するスパッタ装置及びＣＶＤ装置、パターンを形成する
エッチング装置、レジスト塗布装置、露光装置、洗浄装
置等様々なプロセス処理装置において半導体ウエハ、Ｔ
ＦＴ基板等の半導体基板に対して異常な付着異物の発生
を低減して半導体基板を高歩留まりで生産できるように
したプロセス処理装置及びそのシステムを提供すること
にある。

【０００５】また本発明の目的は、半導体ウエハ等の多
数のワーク上に付着した異物の状態を調べてワークを排
出するようにした製品保管装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、スパッタ装置、ＣＶＤ装置、エッチング
装置等のプロセス処理装置において、該プロセス処理装
置おける搬送室内をハンドリング機構によって搬送され
るワーク上に付着した異物を検出するように、ワークの
表面に対して斜め方向から集束された光束を照射する照
明光学系と該照明光学系で照射されたワーク上の異物か
らの散乱光を集光して光電変換手段で受光して検出する
検出光学系との組を複数で構成した検出ヘッドと更に該
検出ヘッドの光電変換手段から検出される信号を処理し
て異物からの信号を抽出する処理手段とを有する異物検
出装置を備えたことを特徴とするプロセス処理装置であ
る。また本発明は、スパッタ装置、ＣＶＤ装置、エッチ
ング装置等のプロセス処理装置において、該プロセス処
理装置おける搬送室内をハンドリング機構によって搬送
されるワーク上に付着した異物を検出する異物検出装置
を備えたことを特徴とするプロセス処理装置である。ま
た本発明は、スパッタ装置、ＣＶＤ装置、エッチング装
置等のプロセス処理装置において、該プロセス処理装置
おける搬送室内をハンドリング機構によって搬送される
ワーク上に付着した異物を搬送室の上蓋に備えられた透
明窓を通して検出する異物検出装置を備えたことを特徴
とするプロセス処理装置である。また本発明は、スパッ
タ装置、ＣＶＤ装置、エッチング装置等のプロセス処理
装置において、処理室において処理されるワーク上に付
着した異物を検出する異物検出装置を予備室内に備えた
ことを特徴とするプロセス処理装置である。また本発明
は、スパッタ装置、ＣＶＤ装置、エッチング装置等のプ
ロセス処理装置において、該プロセス処理装置おける搬
送室内又は予備室内をハンドリング機構によって搬送さ
れるワーク（半導体ウエハ、ＴＦＴ基板等）上に付着し
た異物を検出する異物検出装置を備え、該異物検出装置
で検出されたプロセス処理装置におけるワークへの付着
異物状態（付着異物数又は付着異物マップ（分布））を
着工ロット単位またはウエハ単位で管理する管理手段を
備えたことを特徴とするプロセス処理装置である。

【０００７】また本発明は、スパッタ装置、ＣＶＤ装
置、エッチング装置等のプロセス処理装置において、該
プロセス処理装置おける搬送室内又は予備室内をハンド
リング機構によって搬送されるワーク（半導体ウエハ、
ＴＦＴ基板等）上に付着した異物を検出する異物検出装
置を備え、該異物検出装置で検出されたプロセス処理装
置におけるワークへの付着異物状態（付着異物数又は付
着異物マップ（分布））を着工ロット単位またはウエハ
単位で時間的に増加傾向にあるか否かを管理する管理手
段を備えたことを特徴とするプロセス処理装置である。

【０００８】また本発明は、スパッタ装置、ＣＶＤ装
置、エッチング装置等のプロセス処理装置において、該
プロセス処理装置おける搬送室内又は予備室内をハンド
リング機構によって搬送されるワーク上に付着した異物
を検出する異物検出装置を備え、該異物検出装置で検出
されたプロセス処理装置におけるワークへの付着異物状
態（付着異物数又は付着異物マップ（分布））を着工ロ
ット単位またはウエハ単位で管理し、この管理される着
工ロット単位またはワーク単位におけるワークへの付着
異物状態に基づいてプロセス処理装置におけるプロセス
処理の停止又は清掃（全掃或いは部品のみの清掃など）
の時期又はそのサイクルを制御する管理制御手段を備え
たことを特徴とするプロセス処理装置である。また本発
明は、スパッタ装置、ＣＶＤ装置、エッチング装置等の
プロセス処理装置において、該プロセス処理装置おける
搬送室内又は予備室内をハンドリング機構によって搬送
されるワーク上に付着した異物を検出する異物検出装置
を備え、該異物検出装置で検出されたプロセス処理装置
におけるワークへの付着異物状態を着工ロット単位また
はウエハ単位で管理する管理手段及び該管理手段におい
て異常と認識されたときアラームを発生するアラーム発
生手段を備えたことを特徴とするプロセス処理装置であ
る。

【０００９】また本発明は、前記プロセス処理装置にお
いて、前記異物検出装置は、ワークの表面に対して斜め
方向から集束された光束を照射する照明光学系と該照明
光学系で照射されたワーク上の異物からの散乱光を集光
して光電変換手段で受光して検出する検出光学系との組
を複数で構成した検出ヘッドと、更に光電変換手段から
検出される信号を処理して異物からの信号を抽出する処
理手段とを備えたことを特徴とする。また本発明は、前
記プロセス処理装置において、前記異物検出装置は、ワ
ークの表面に対して斜め方向から集束された光束を照射
する照明光学系と該照明光学系で照射されたワーク上の
異物からの散乱光を集光して光電変換手段で受光して検
出する検出光学系との組を複数で構成した検出ヘッド
と、更に光電変換手段から検出される信号を処理して異
物からの信号を抽出する処理手段と、前記ワークのオリ
フラの方向またはチップの配列方向を光学的に検出する
回転検出光学系とを備えたことを特徴とする。また本発
明は、前記プロセス処理装置において、前記異物検出装
置は、ワークの表面に対して斜め方向から集束された光
束を照射する照明光学系と該照明光学系で照射されたワ
ーク上の異物からの散乱光を集光して光電変換手段で受
光して検出する検出光学系との組を複数で構成した検出
ヘッドと、前記ワークのオリフラの方向またはチップの
配列方向を光学的に検出する回転検出光学系と、該回転
検出光学系で検出されるワークのオリフラの方向または
チップの配列方向に基づいて前記ワーク上の座標に対し
て回転補正を施して前記光電変換手段から検出される信
号についてチップ比較を施して異物からの信号を抽出す
る処理手段とを備えたことを特徴とする。また本発明
は、前記プロセス処理装置において、前記異物検出装置
は、ワークの表面に対して斜め方向から集束された光束
を照射する照明光学系と該照明光学系で照射されたワー
ク上の異物からの散乱光を集光して光電変換手段で受光
して検出する検出光学系との組を複数で構成した検出ヘ
ッドと、前記ワークのオリフラの方向またはチップの配
列方向を光学的に検出する回転検出光学系と、該回転検
出光学系で検出されるワークのオリフラの方向またはチ
ップの配列方向に基づいて前記ワークと前記検出ヘッド
との間において相対的に回転補正を施してワーク上のパ
ターンから発生する０次回折光を前記検出光学系に入射
させないようにして前記光電変換手段から検出される信
号に基づいて異物からの信号を抽出する処理手段とを備
えたことを特徴とする。また本発明は、前記プロセス処
理装置において、前記異物検出装置は、ワークの表面に
対して斜め方向から集束された光束を照射する照明光学
系と該照明光学系で照射されたワーク上の異物からの散
乱光を集光して０次回折光を遮光する空間フィルタを通
して光電変換手段で受光して検出する検出光学系との組
を複数で構成した検出ヘッドと、前記ワークのオリフラ
の方向またはチップの配列方向を光学的に検出する回転
検出光学系と、該回転検出光学系で検出されるワークの
オリフラの方向またはチップの配列方向に基づいて前記
ワークと前記検出ヘッドとの間において相対的に回転補
正を施してワーク上のパターンから発生する０次回折光
を前記空間フィルタで遮光して前記光電変換手段から検
出される信号に基づいて異物からの信号を抽出する処理
手段とを備えたことを特徴とする。また本発明は、前記
プロセス処理装置において、前記異物検出装置は、ワー
クの表面に対して斜め方向から集束された光束を照射す
る照明光学系と該照明光学系で照射されたワーク上の異
物からの散乱光を集光して光電変換手段で受光して検出
する検出光学系との組を複数で構成した検出ヘッドと、
前記ワークのオリフラの方向またはチップの配列方向を
光学的に検出する回転検出光学系と、該回転検出光学系
で検出されるワークのオリフラの方向またはチップの配
列方向に基づいて前記ワークに対して前記検出ヘッドを
回転補正を施してワーク上のパターンから発生する０次
回折光を前記検出光学系に入射させないようにして前記
光電変換手段から検出される信号に基づいて異物からの
信号を抽出する処理手段とを備えたことを特徴とする。

【００１０】また本発明は、前記プロセス処理装置にお
いて、前記異物検出装置は、ワークの表面に対して斜め
方向から集束された光束を照射する照明光学系と該照明
光学系で照射されたワーク上の異物からの散乱光を集光
して０次回折光を遮光する空間フィルタを通して光電変
換手段で受光して検出する検出光学系との組を複数で構
成した検出ヘッドと、前記ワークのオリフラの方向また
はチップの配列方向を光学的に検出する回転検出光学系
と、該回転検出光学系で検出されるワークのオリフラの
方向またはチップの配列方向に基づいて前記ワークに対
して前記検出ヘッドを回転補正を施してワーク上のパタ
ーンから発生する０次回折光を前記空間フィルタで遮光
して前記光電変換手段から検出される信号に基づいて異
物からの信号を抽出する処理手段とを備えたことを特徴
とする。

【００１１】また本発明は、前記プロセス処理装置にお
いて、前記異物検出装置は、ワークの表面に対して斜め
方向から集束された光束を照射する照明光学系と該照明
光学系で照射されたワーク上の異物からの散乱光を集光
して光電変換手段で受光して検出する検出光学系との組
を複数で構成した検出ヘッドを着脱自在に片持ちで支持
して構成したことを特徴とする。また本発明は、前記プ
ロセス処理装置において、前記異物検出装置は、ワーク
の表面に対して斜め方向から集束された光束を照射する
照明光学系と該照明光学系で照射されたワーク上の異物
からの散乱光を集光して光電変換手段で受光して検出す
る検出光学系との組を複数で構成した検出ヘッドを前記
ワークに対して回転補正できるように片持ちで支持して
構成したことを特徴とする。また本発明は、前記プロセ
ス処理装置において、前記異物検出装置は、ワークの表
面に対して斜め方向から集束された光束を照射する照明
光学系と該照明光学系で照射されたワーク上の異物から
の散乱光を集光して光電変換手段で受光して検出する検
出光学系との組を複数で構成した検出ヘッドを前記ワー
クに対して回転補正できる機構に支持して構成したこと
を特徴とする。

【００１２】また本発明は、前記プロセス処理装置にお
いて、前記異物検出装置は、ワークの表面に対して斜め
方向から集束された光束を照射する照明光学系と該照明
光学系で照射されたワーク上の異物からの散乱光を集光
して光電変換手段で受光して検出する検出光学系との組
を複数で構成した検出ヘッドと、更に光電変換手段から
検出される信号を処理して異物からの信号を抽出する処
理手段と、前記ワークのオリフラの方向またはチップの
配列方向を光学的に検出する回転検出光学系と、ワーク
の表面の傾きを検出する傾き検出光学系と、ワークの表
面の高さを検出する高さ検出光学系とを備えたことを特
徴とする。また本発明は、前記プロセス処理装置におい
て、前記異物検出装置は、ワークの表面に対して斜め方
向から集束された光束を照射する照明光学系と該照明光
学系で照射されたワーク上の異物からの散乱光を集光し
て光電変換手段で受光して検出する検出光学系との組を
複数で構成した検出ヘッドと、更に前記光電変換手段か
ら検出される信号を処理して異物からの信号を抽出する
処理手段と、前記ワークのオリフラの方向またはチップ
の配列方向を光学的に検出する回転検出光学系と、ワー
クの表面の傾きを検出する傾き検出光学系と、該傾き検
出光学系から検出されるワークの傾きに応じて前記ワー
クに対する前記検出ヘッドの傾きを制御する傾き制御機
構とを備えたことを特徴とする。また本発明は、前記プ
ロセス処理装置において、前記異物検出装置は、ワーク
の表面に対して斜め方向から集束された光束を照射する
照明光学系と該照明光学系で照射されたワーク上の異物
からの散乱光を集光して光電変換手段で受光して検出す
る検出光学系との組を複数で構成した検出ヘッドと、更
に前記光電変換手段から検出される信号を処理して異物
からの信号を抽出する処理手段と、前記ワークのオリフ
ラの方向またはチップの配列方向を光学的に検出する回
転検出光学系と、ワークの表面の高さを検出する高さ検
出光学系と、該高さ検出光学系から検出されるワークの
高さに応じて前記ワークに対する前記検出ヘッドの高さ
を制御する高さ制御機構とを備えたことを特徴とする。

【００１３】また本発明は、前記プロセス処理装置にお
いて、前記ハンドリング機構の搬送アームへの前記ワー
クの吸着を電磁吸着によって構成したことを特徴とす
る。また本発明は、製品保管装置（ウエハストッカ）に
おいて、該製品保管装置内に保管されたワークへの異物
付着状態を計測する異物検査装置を備えたことを特徴と
する製品保管装置である。また本発明は、製品保管装置
（ウエハストッカ）において、該製品保管装置内に保管
されたワークへの異物付着状態を計測する異物検査装置
を備え、該異物検査装置により計測されたワークへの異
物付着状態に基づいてワークの次工程への払出を制御す
る制御手段を備えたことを特徴とする製品保管装置であ
る。

【００１４】また本発明は、前記製品保管装置（ウエハ
ストッカ）において、前記異物検出装置は、ワークの表
面に対して斜め方法から集束された光束を照射する照明
光学系と該照明光学系で照射されたワーク上の異物から
の散乱光を集光して光電変換手段で受光して検出する検
出光学系との組を複数で構成した検出ヘッドと、更に光
電変換手段から検出される信号を処理して異物からの信
号を抽出する処理手段とを備えたことを特徴とする。ま
た本発明は、前記製品保管装置において、前記異物検出
装置は、ワークの表面に対して斜め方向から集束された
光束を照射する照明光学系と該照明光学系で照射された
ワーク上の異物からの散乱光を集光して光電変換手段で
受光して検出する検出光学系との組を複数で構成した検
出ヘッドと、更に光電変換手段から検出される信号を処
理して異物からの信号を抽出する処理手段と、前記ワー
クのオリフラの方向またはチップの配列方向を光学的に
検出する回転検出光学系とを備えたことを特徴とする。

【００１５】また本発明は、前記製品保管装置におい
て、前記異物検出装置は、ワークの表面に対して斜め方
向から集束された光束を照射する照明光学系と該照明光
学系で照射されたワーク上の異物からの散乱光を集光し
て光電変換手段で受光して検出する検出光学系との組を
複数で構成した検出ヘッドと、前記ワークのオリフラの
方向またはチップの配列方向を光学的に検出する回転検
出光学系と、該回転検出光学系で検出されるワークのオ
リフラの方向またはチップの配列方向に基づいて前記ワ
ーク上の座標に対して回転補正を施して前記光電変換手
段から検出される信号についてチップ比較を施して異物
からの信号を抽出する処理手段とを備えたことを特徴と
する。また本発明は、前記製品保管装置において、前記
異物検出装置は、ワークの表面に対して斜め方向から集
束された光束を照射する照明光学系と該照明光学系で照
射されたワーク上の異物からの散乱光を集光して光電変
換手段で受光して検出する検出光学系との組を複数で構
成した検出ヘッドと、前記ワークのオリフラの方向また
はチップの配列方向を光学的に検出する回転検出光学系
と、該回転検出光学系で検出されるワークのオリフラの
方向またはチップの配列方向に基づいて前記ワークと前
記検出ヘッドとの間において相対的に回転補正を施して
ワーク上のパターンから発生する０次回折光を前記検出
光学系に入射させないようにして前記光電変換手段から
検出される信号に基づいて異物からの信号を抽出する処
理手段とを備えたことを特徴とする。また本発明は、前
記製品保管装置において、前記異物検出装置は、ワーク
の表面に対して斜め方向から集束された光束を照射する
照明光学系と該照明光学系で照射されたワーク上の異物
からの散乱光を集光して０次回折光を遮光する空間フィ
ルタを通して光電変換手段で受光して検出する検出光学
系との組を複数で構成した検出ヘッドと、前記ワークの
オリフラの方向またはチップの配列方向を光学的に検出
する回転検出光学系と、該回転検出光学系で検出される
ワークのオリフラの方向またはチップの配列方向に基づ
いて前記ワークと前記検出ヘッドとの間において相対的
に回転補正を施してワーク上のパターンから発生する０
次回折光を前記空間フィルタで遮光して前記光電変換手
段から検出される信号に基づいて異物からの信号を抽出
する処理手段とを備えたことを特徴とする。

【００１６】また本発明は、プロセス処理装置におい
て、該プロセス処理装置おける搬送室内又は予備室内を
ハンドリング機構によって搬送されるワーク上に付着し
た異物を検出する異物検出装置を備え、該異物検出装置
で検出されたプロセス処理装置におけるワークへの付着
異物状態（付着異物数又は付着異物マップ（分布））に
基づいて着工ロット単位またはウエハ単位におけるワー
クの異物マップを作成する処理手段と、既知のワーク解
析事例のワークの異物マップとその原因との対応データ
ベースを登録しておく記憶手段と、前記処理手段で作成
された着工ロット単位またはウエハ単位におけるワーク
の異物マップと前記記憶手段に登録された対応データベ
ースとを比較する比較手段とを備えたことを特徴とする
プロセス処理装置又はプロセス処理システムである。

【００１７】また本発明は、プロセス処理装置におい
て、該プロセス処理装置おける搬送室内又は予備室内を
ハンドリング機構によって搬送されるワーク上に付着し
た異物を検出する異物検出装置を備え、該異物検出装置
で検出された少なくともプロセス処理前又は後のワーク
への付着異物状態（付着異物数又は付着異物マップ（分
布））に基づいてプロセス処理でのワークへの付着異物
数を着工ロット単位またはウエハ単位で管理し、この管
理される着工ロット単位またはワーク単位におけるワー
クへの付着異物状態が時間変化により増加傾向にあると
きまたは管理値を超えて異常になったとき、着工ロット
単位或いはワーク単位でプロセス処理を停止して該プロ
セス処理を制御する制御手段を備えたことを特徴とする
プロセス処理装置又はプロセス処理システムである。

【００１８】また本発明は、プロセス処理装置におい
て、該プロセス処理装置おける搬送室内又は予備室内を
ハンドリング機構によって搬送されるワーク上に付着し
た異物を検出する異物検出装置を備え、該異物検出装置
で検出された処理前のワーク付着異物状態（付着異物数
又は付着異物マップ（分布））と処理後のワーク付着異
物状態（付着異物数又は付着異物マップ（分布））とを
比較して算出されるプロセス処理でのワークへの付着異
物状態を着工ロット単位またはウエハ単位で管理し、こ
の管理される着工ロット単位またはワーク単位における
ワークへの付着異物状態が時間変化により増加傾向にあ
るときまたは管理値を超えて異常になったとき、着工ロ
ット単位或いはワーク単位でプロセス処理を停止して該
プロセス処理を制御する制御手段を備えたことを特徴と
するプロセス処理装置又はプロセス処理システムであ
る。

【００１９】また本発明は、プロセス処理装置におい
て、該プロセス処理装置おける搬送室内又は予備室内を
ハンドリング機構によって搬送されるワーク上に付着し
た異物を検出する異物検出装置を備え、該異物検出装置
で検出された少なくともプロセス処理前又は後のワーク
への付着異物状態（付着異物数又は付着異物マップ（分
布））に基づいてプロセス処理でのワークへの付着異物
状態を着工ロット単位またはウエハ単位で管理し、この
管理される着工ロット単位またはワーク単位におけるワ
ークへの付着異物状態が時間変化により増加傾向にある
ときまたは管理値を超えて異常になったとき、前記検出
されたワークへの付着異物状態から、登録されているワ
ークの異物マップとその不良原因との対応を示すデータ
ベースに基づいて不良原因を推定して該不良原因を取り
除くようにプロセス処理を制御する制御手段を備えたこ
とを特徴とするプロセス処理装置又はプロセス処理シス
テムである。

【００２０】また、本発明は、プロセス処理装置におい
て、該プロセス処理装置おける搬送室内又は予備室内を
ハンドリング機構によって搬送されるワーク上に付着し
た異物を検出する異物検出装置を備え、該異物検出装置
で検出された処理前のワーク付着異物状態と処理後のワ
ーク付着異物状態とを比較して算出されるプロセス処理
でのワークへの付着異物状態を着工ロット単位またはウ
エハ単位で管理し、この管理される着工ロット単位また
はワーク単位におけるワークへの付着異物数が時間変化
により増加傾向にあるときまたは管理値を超えて異常に
なったとき、前記検出されたワークへの付着異物状態か
ら、登録されているワークの異物マップとその不良原因
との対応を示すデータベースに基づいて不良原因を推定
して該不良原因を取り除くようにプロセス処理を制御す
る制御手段を備えたことを特徴とするプロセス処理装置
又はプロセス処理システムである。

【００２１】また、本発明は、プロセス処理装置におい
て、該プロセス処理装置おける搬送室内又は予備室内を
ハンドリング機構によって搬送されるワーク上に付着し
た異物を検出する異物検出装置を備え、該異物検出装置
で検出された少なくともプロセス処理前又は後のワーク
への付着異物状態に基づいてプロセス処理でのワークへ
の付着異物状態を着工ロット単位またはウエハ単位で管
理し、この管理される着工ロット単位またはワーク単位
におけるワークへの付着異物状態が時間変化により増加
傾向にあるときまたは管理値を超えて異常になったと
き、前記検出されたワークへの付着異物状態から、登録
されているプロセス処理装置の処理条件とワークへの異
物発生状況との相関関係を示すデータベースに基づいて
不良処理条件を推定して該不良処理条件を取り除くよう
にプロセス処理の処理条件を制御する制御手段を備えた
ことを特徴とするプロセス処理装置又はプロセス処理シ
ステムである。

【００２２】また、本発明は、プロセス処理装置におい
て、該プロセス処理装置おける搬送室内又は予備室内を
ハンドリング機構によって搬送されるワーク上に付着し
た異物を検出する異物検出装置を備え、該異物検出装置
で検出された処理前のワーク付着異物状態と処理後のワ
ーク付着異物状態とを比較して算出されるプロセス処理
でのワークへの付着異物状態を着工ロット単位またはウ
エハ単位で管理し、この管理される着工ロット単位また
はワーク単位におけるワークへの付着異物状態が時間変
化により増加傾向にあるときまたは管理値を超えて異常
になったとき、前記検出されたワークへの付着異物状態
から、登録されているプロセス処理装置の処理条件とワ
ークへの異物発生状況との相関関係を示すデータベース
に基づいて不良処理条件を推定して該不良処理条件を取
り除くようにプロセス処理の処理条件を制御する制御手
段を備えたことを特徴とすることを特徴とするプロセス
処理装置又はプロセス処理システムである。

【００２３】また、本発明は、プロセス処理装置におい
て、該プロセス処理装置おける搬送室内又は予備室内を
ハンドリング機構によって搬送されるワーク上に付着し
た異物を検出する異物検出装置を備え、該異物検出装置
で検出されたワークへの付着異物状態に基づいてプロセ
ス処理でのワークへの付着異物状態を着工ロット単位ま
たはウエハ単位で管理し、この管理される着工ロット単
位またはワーク単位におけるワークへの付着異物状態が
時間変化により増加傾向にあるときまたは管理値を超え
て異常になったとき、前記検出されたワークへの付着異
物状態から、登録されているワークの異物マップとその
清掃条件との対応を示すデータベースに基づいて清掃条
件を推定して該清掃条件によりプロセス処理装置におけ
る清掃を実行する実行手段を備えたことを特徴とするプ
ロセス処理装置又はプロセス処理システムである。

【００２４】また、本発明は、プロセス処理装置におい
て、該プロセス処理装置おける搬送室内又は予備室内を
ハンドリング機構によって搬送されるワーク上に付着し
た異物を検出する異物検出装置を備え、該異物検出装置
で検出された処理前のワーク付着異物状態と処理後のワ
ーク付着異物状態とを比較して算出されるプロセス処理
でのワークへの付着異物状態を着工ロット単位またはウ
エハ単位で管理し、この管理される着工ロット単位また
はワーク単位におけるワークへの付着異物数が時間変化
により増加傾向にあるときまたは管理値を超えて異常に
なったとき、前記検出されたワークへの付着異物状態か
ら、登録されているワークの異物マップとその清掃条件
との対応を示すデータベースに基づいて清掃条件を推定
して該清掃条件によりプロセス処理装置における清掃を
実行する実行手段を備えたことを特徴とするプロセス処
理装置又はプロセス処理システムである。

【００２５】また、本発明は、プロセス処理装置におい
て、該プロセス処理装置おける搬送室内又は予備室内を
ハンドリング機構によって搬送されるワーク上に付着し
た異物を検出する異物検出装置を備え、該異物検出装置
で検出されたワークへの付着異物状態に基づいてプロセ
ス処理でのワークへの付着異物状態を着工ロット単位ま
たはウエハ単位で管理し、この管理される着工ロット単
位またはワーク単位におけるワークへの付着異物状態が
時間変化により増加傾向にあるときまたは管理値を超え
て異常になったとき、前記計測されたワークへの付着異
物状態から、登録されているワークの異物マップとプロ
セス処理装置との対応を示すデータベースに基づいてプ
ロセス処理装置を特定して該特定されたプロセス処理装
置において清掃を実行する実行手段を備えたことを特徴
とするプロセス処理装置又はプロセス処理システム。

【００２６】また、本発明は、プロセス処理装置におい
て、該プロセス処理装置おける搬送室内又は予備室内を
ハンドリング機構によって搬送されるワーク上に付着し
た異物を検出する異物検出装置を備え、該異物検出装置
で検出された処理前のワーク付着異物状態と処理後のワ
ーク付着異物状態とを比較して算出されるプロセス処理
でのワークへの付着異物状態を着工ロット単位またはウ
エハ単位で管理し、この管理される着工ロット単位また
はワーク単位におけるワークへの付着異物数が時間変化
により増加傾向にあるときまたは管理値を超えて異常に
なったとき、前記計測されたワークへの付着異物状態か
ら、登録されているワークの異物マップとプロセス処理
装置との対応を示すデータベースに基づいてプロセス処
理装置を特定して該特定されたプロセス処理装置におい
て清掃を実行する実行手段と備えたことを特徴とするプ
ロセス処理装置又はプロセス処理システム。

【００２７】また本発明は、各種プロセス装置或いは簡
易ステージに共通インターフェースを持ち、これらの装
置に載せ換えることにより、１つの検出ヘッドを複数の
装置或いは単独の検査機として使用可能とすることを特
徴とする。また本発明は、各種プロセス処理装置で処理
されたワーク（半導体基板）に印刷された品種、ロット
Ｎｏ、ウエハＮｏ等のコードを識別するコード識別装置
を前記異物検査装置に備えて、データ管理システムにお
いてプロセス処理装置に対応した異物データを抽出する
ように構成したことを特徴とする。

【００２８】

【作用】前記構成により、半導体ウエハ、ＴＦＴ基板等
の半導体基板に対して成膜するスパッタ装置及びＣＶＤ
装置、パターンを形成するエッチング装置、レジスト塗
布装置、露光装置、洗浄装置等の様々なプロセス処理装
置において半導体ウエハ、ＴＦＴ基板等の半導体基板に
対して異常な付着異物の発生を低減して半導体を高歩留
まりで生産することができる。また前記構成により、半
導体ウエハ、ＴＦＴ基板等の半導体基板に対して成膜す
るスパッタ装置及びＣＶＤ装置、パターンを形成するエ
ッチング装置、レジスト塗布装置、露光装置、洗浄装置
等の様々なプロセス処理装置において、半導体ウエハ、
ＴＦＴ基板等の半導体基板に対して異常な付着異物の発
生に対してアラーム等のフィードバックを行うことがで
き、このフィードバックに基づいて部分的に、または全
体について洗浄したり、供給ガスの条件、排気の条件、
温度条件、印加電圧等のプロセス条件を制御することに
より異常な異物の発生を著しく低減して半導体を高歩留
まりで生産することができる。また前記構成により、半
導体ウエハ、ＴＦＴ基板等のワーク（半導体基板）を多
数保管する製品保管装置において、多数のワーク上に付
着した異物の状態を調べてワークを排出することができ
るので、多数の異物が付着したワークに対してその後の
プロセス処理を続行することを防止することができ、そ
の結果半導体を高歩留まりで生産することができる。

【００２９】

【実施例】本発明の実施例を図面を用いて具体的に説明
する。

【００３０】［第１の実施例］まず、第１の実施例につ
いて図１〜図５を参照して説明する。

【００３１】プロセス処理装置としては、代表的なもの
として、ワーク４に対して絶縁膜等の薄膜を成膜するＣ
ＶＤ装置、ワーク４に対して金属薄膜等を成膜するスパ
ッタ装置、成膜された金属薄膜等に対してエッチング処
理して回路パターンを形成するエッチング処理装置があ
る。図１は、前記プロセス処理装置において、異物検査
装置を搭載した模式図を示したものである。本装置は、
プロセス処理室７、ローダ或いはアンローダ付のような
ワーク供給用ステーション（供給ステーション（ロー
ダ）８ａ、回収ステーション（アンローダ））８ａ，８
ｂが１つ或いは複数あり、それに検出ヘッド１ａと、走
査ステージ１ｂと、ワーク４を搭載して少なくとも回転
Θ方向に回転位置決め（回転補正）するθステージ３
（なお、θステージ３は、リニアイメージセンサで検出
される画像信号を電気的に回転補正することができるの
で、必ずしも必要でない。）とを搭載し、これら走査ス
テージ１ｂ及びΘステージ３を駆動制御する検査制御装
置１１及びデータ処理部（ＣＰＵ）９を備えた異物検査
装置１を設置して構成したものである。ワーク（ウエ
ハ）４を、ワーク供給ステーション８ａ，８ｂからハン
ドリングするロボット機構５によりバッファチャンバ６
を介してプロセス処理室７へ搬送する前に、異物検査装
置１によりワーク４への異物等の付着状態の計測を行な
い、プロセス処理室７へワーク４を、ハンドリングする
ロボット機構５によりバッファチャンバ６を介してプロ
セス処理室７へ搬送する。このとき、異物検査装置１の
データ処理部（ＣＰＵ）９は、異物等の計測結果を算出
してその値が管理規格値Ｍｐを越えている場合には、プ
ロセス処理室７でのプロセス処理をしないように、プロ
セス処理装置を制御する制御装置１０へアラーム信号を
送信してハンドリングするロボット機構５を制御してワ
ーク供給用ステーション８ａ，８ｂに戻す等の方法を取
ることも可能である。このようにすることで、プロセス
処理室７におけるワークの不良の作り込みを少なくで
き、しかもプロセス処理装置としての稼働率も向上させ
ることができる。一方、プロセス処理室７へ搬送された
ワーク４は、プロセス処理室７において成膜処理、また
はエッチング処理が行われる。次に処理されたワーク４
を、ハンドリングするロボット機構５によってワーク供
給用ステーション８ａ，８ｂに戻す際に、プロセス処理
後のワーク４を異物検査装置１によりワーク４への異物
等の付着状態の計測を行ない、その後ワーク４をハンド
リングするロボット機構５によりワーク供給用ステーシ
ョン８ａ，８ｂに収納する。このとき、計測されたワー
ク４への異物等の付着状態の結果は、図２に示すデータ
処理部９のＣＰＵ９ａ等で処理され、データベースとし
てメモリ９ｂ又はハードディスク（図示せず）に保存さ
れる。そしてデータ処理部９のＣＰＵ９ａは、データベ
ースとしてメモリ９ｂ又はハードディスク（図示せず）
に保存されたプロセス処理室７へ供給する前（プロセス
処理前）にワーク上への異物等の付着状態を示す処理前
の異物マップ（図５(ａ)に示す。）とプロセス処理室７
から処理されて排出されたとき（プロセス処理後）にワ
ーク上への異物等の付着状態を示す処理後の異物マップ
（図５(ｂ)に示す。）との間において異物数或いは異物
検出位置との比較処理を行ない、プロセス処理室７にお
けるプロセス処理においてワーク上への異物等の付着状
態を示す処理による増加異物マップ（図５(ｃ)に示
す。）（増加異物数及びその位置）をモニタ９ｅ或いは
プリンタ９ｆに表示させる。その表示の一例を図５に示
す。この図５においては、同図(ａ)に示す処理後の異物
マップから同図(ｂ)に示す処理前の異物マップの差をと
り、同図(ａ)に示す如く処理による（処理中での）増加
異物の数とその位置を表したものである。（このように
処理後の異物マップから処理前の異物マップとの差をと
ることについては、特開平２−１７０２７９号公報に記
載されている。）このようにしてプロセス処理装置にお
いてワーク上への付着した異物の個数、大きさ（例えば
大、中、小の３段階）も含めた異物の分布（マップ）を
データ処理部９のＣＰＵ９ａにおいて算出し、メモリ９
ｂ又はハードディスク（図示せず）に格納して得ること
ができる。

【００３２】なお、検出ヘッド１ａの一実施例として、
特開平５−２１８１６３号公報にも記載されているよう
に、図３（ａ）（ｂ）に示す構成がある。即ち、図３
（ｂ）に拡大して示すように、照明光学系３１は、高輝
度（高強度）のレーザ光を出力する半導体レーザ３２
と、該半導体レーザ３２から出力されたレーザ光のビー
ム径を拡大するビーム径拡大光学系３３と、該ビーム径
拡大光学系３３で拡大されたレーザビームを直線状（ス
リット状）に集光する一軸方向集光レンズ（シリンドリ
カルレンズ）３４と、該一軸方向集光レンズ３４で集光
されたレーザ光を反射してワーク４上に直線状（スリッ
ト状）に照射するミラー３５とを備え、直線状のレーザ
光をワーク４の表面に対して浅い角度で照射するように
構成されている。一軸方向集光レンズ３４で直線状（ス
リット状）に集光させているが、ガルバノミラーなどの
ように走査光学系でレーザ光を直線状（スリット状）に
照射することは可能であるが、走査光学系で高速に走査
する必要があるため、光学系が複雑になる反面、ビーム
径拡大光学系が不要となり、高輝度（高強度）のレーザ
光を出力する半導体レーザを用いることができる。また
検出光学系３６は、照射された直線状のレーザ光によっ
てワーク４の表面から生じる散乱反射光を集光する広視
野（０．４〜０．６等の高ＮＡ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ
Ａｐｅｒｔｕｒｅ：開口）であるテレセントリック光学
系３７、３８と、該テレセントリック光学系３７、３８
の中のほぼフーリエ変換面に配置された可変型空間フィ
ルタ３９と、リニアイメージセンサ４０とを備え、ワー
ク４の表面に存在する回路パターンのエッジから散乱反
射光或いは繰返し回路パターンの空間周波数を前記可変
型空間フィルタ３９で遮光し、異物からの散乱反射光を
リニアイメージセンサ４０で受光するように構成されて
いる。そして、ワーク４上を制御装置１１の制御により
ワーク４または検出ヘッド１ａを一軸方向（ｘ軸方向）
に走査ステージ１ｂで走査すれば、ワーク４のほぼ全表
面について異物等の付着状態が検査できるように、検出
ヘッド１ａは、図３（ａ）に示すように、前記照明光学
系３１と前記検出光学系３６とを対にした６個の組を、
各々千鳥状に配置して構成している。従って、ワーク４
または検出ヘッド１ａを相対的に一軸方向（ｘ軸方向）
に一回走査すると、図４（ａ）に示すようにワーク４の
全面に亘って異物等の付着状態を検査することができ
る。

【００３３】一方、検出ヘッド１ａとして、前記照明光
学系３１と前記検出光学系３６とを対にした３個の組を
配置して構成して、ワーク４または検出ヘッド１ａを相
対的に一軸方向（ｘ軸方向）に一回走査すると、図４
（ｂ）に示すように検査しない領域も存在するが、ワー
ク４上の概ねの領域について異物等の付着状態を検査す
ることができる。これによれば、検出ヘッド１ａを簡素
化でき、高速で検出ヘッド走査を可能にする。また、検
出ヘッド１ａとして、前記照明光学系３１と前記検出光
学系３６とを対にした２個の組を配置して構成して、制
御装置１１からの制御により、ワーク４または検出ヘッ
ド１ａを相対的にｙ軸方向にシフトしながら一軸方向
（ｘ軸方向）に三回走査すると、図４（ｃ）に示すよう
にワーク４の全面に亘って異物等の付着状態を検査する
ことができる。しかし、この場合、ワーク４または検出
ヘッド１ａを相対的にｙ軸方向にシフトしながらｘ軸方
向に三回走査することが必要となり、検出ヘッドの組数
は大幅に減らすことができる反面、走査機構が複雑にな
り、しかも検査時間が多く要することになる。

【００３４】図２には、多数の異物検査装置１及びプロ
セス処理装置の制御装置（プロセスガスの流量、プロセ
スガス圧力、ワーク（ウエハ）の温度、ワークに印加す
る電圧等の情報も入力される。）１０を接続し、異物検
査装置２２ａ及びパターン検査装置２２ｂ等からなる検
査装置２２を接続した走査形電子顕微鏡（ＳＥＭ）２１
ａ、２次イオン質量分析装置（ＳＩＭＳ）２１ｂ、走査
形トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）２１ｃ、分光装置（ＳＴ
Ｓ）２１ｄ等で構成された分析装置２１により異物デー
タ解析コンピュータ２０等で構成されるシステム構成の
全体を示したものである。異物データ解析コンピュータ
２０は、メモリ２０ｂを備えたＣＰＵ２０ａと、データ
を入力するキーボード２０ｃ及びマウス２０ｄと、異物
解析結果、並びにアラームを表示しなければならない異
常のプロセス装置名及び異常の着工ロットやウエハを表
示できるディスプレイ装置２０ｅと、異物解析結果、並
びにアラームを表示しなければならない異常のプロセス
装置名及び異常の着工ロットや着工ウエハを出力するプ
リンタ等の出力装置２０ｆと、各プロセス処理装置にお
ける着工ロット単位或いは着工ウエハ単位で異物の発生
状況と推定または確認された異物の発生原因との相関関
係を記憶した外部記憶装置（ハードディスク）２０ｇと
で構成している。そして、異物データ解析コンピュータ
２０には、多数の異物検査装置１およびその検査装置が
設置されたプロセス処理装置の制御装置１０からのデー
タが入力され、更に異物管理値Ｍｐ，Ｍｑを越えた着工
ロットや着工ウエハについて検査装置２２や分析装置２
１で詳細に分析された結果とその推定される不良原因
（入力手段２０ｃで入力される。）とが入力され、各プ
ロセス処理装置における着工ロット単位或いは着工ウエ
ハ単位で異物の発生状況と推定または確認された異物の
発生原因との相関関係が外部記憶装置（ハードディス
ク）２０ｇに記憶される。

【００３５】［第２の実施例］次に第２の実施例を図
６、図１及び図２を参照して説明する。ウエハ４上の計
測された検出異物数と着工ロット又は着工ウエハとの関
係を図６に示す。この図は、一実施例として、プロセス
装置の特に成膜処理装置について示したものである。成
膜処理装置は、モノシランガス（ＳｉＨ₄）、ホスフィ
ンガス（ＰＨ₃）等のガスを処理室に導入し、化学反応
によりウエハ上に膜を生成させる。その化学反応された
生成物が処理室内の壁面にも付着し、時間経過とともに
付着物が剥がれ落ち、ウエハ上に付着した場合不良とな
りうる。そのため、処理枚数により定期的なプラズマク
リーニング等を実施している。

【００３６】しかし、プラズマクリーニング等を実施す
ると、製品の着工ができなくなり、製品着工能力が落ち
る。そこで、製品着工能力を向上させるため、例えば図
１に示す異物検査装置１の検出ヘッド１ａでほぼ常時ウ
エハへの付着異物を検出し、図２に示すデータ処理部９
のＣＰＵ９ａが着工ロット（例えばウエハ２０枚）単位
或いは着工ウエハ単位に付着異物数を管理することによ
り、ウエハへの付着異物が管理値Ｍｐ以内であれば通常
のクリーニングサイクルを越えていても製品着工を続け
られるようにしたものである。また、データ処理部９の
ＣＰＵ９ａは、着工ロット単位或いは着工ウエハ単位に
付着異物数を管理してウエハへの付着異物が管理値Ｍｐ
以内であっても、連続した着工ロット単位或いは着工ウ
エハ単位で増加傾向であれば、表示装置９ｅ等またはプ
ロセス処理装置を制御する制御装置１０へ直接アラーム
を発し、プロセス処理装置におけるクリーニング等の指
示をできるようにしたものである。一方、データ処理部
９のＣＰＵ９ａは、着工ロット（例えばウエハ２０枚）
単位或いはウエハ単位に付着異物数を管理してウエハへ
の付着異物が管理値Ｍｐを越えていれば、その時点で表
示装置９ｅ等またはプロセス処理装置を制御する制御装
置１０へ直接アラームを発し、プロセス処理装置におけ
るクリーニング等の指示を出す。こうすることにより、
真に異常の場合、プロセス処理装置においてクリーニン
グ等が実施され、従来異常がなくても定期クリーニング
を実施して処理装置の着工能力を落していたものに比べ
て、稼働率をアップすることが可能となる。

【００３７】上記実施例においては、異物検査装置１の
データ処理部９が、付着異物数を着工ロット単位或いは
着工ウエハ単位に管理する場合について説明したが、複
数の異物検査装置を接続した異物データ解析コンピュー
タ２０において、異物検査装置１のデータ処理部９から
得られるウエハ上に発生した異物の付着状況に基づいて
付着異物数を着工ロット単位或いはウエハ単位に管理
し、アラームを異物検査装置１のデータ処理部９または
直接プロセス処理装置を制御する制御装置１０へ送信し
ても良い。

【００３８】［第３の実施例］次に第３の実施例につい
て、図７、図１及び図２を参照して説明する。例えば、
図１及び図２に示す異物検査装置１においてウエハ（ワ
ーク）４上の計測された検出異物数（ウエハ単位の最大
値と最小値と平均値）と着工ロット単位との関係を図７
に示す。図７は、一実施例として、図６と同様、成膜処
理装置について示したものである。異物検査装置１のデ
ータ処理部９のＣＰＵ９ａが行う通常の管理において、
着工ロット（例えば２５枚のウエハ）において、ウエハ
上の最大検出異物数が異物管理値Ｍｑ以内であれば、そ
の計測した着工ロットのウエハは、成膜処理装置の例え
ばローダ８ａまたはアンローダ８ｂから次の工程へ払い
出され、着工される。また異物検査装置１のデータ処理
部９のＣＰＵ９ａが行う通常の管理において、ウエハ上
の最大検出異物数が、異物管理値Ｍｑを越えた場合は、
その計測した着工ロット或いは着工ウエハについて、成
膜処理装置の例えばローダ８ａまたはアンローダ８ｂか
ら取りだして人手により付着した異物等が歩留まりに影
響するか等の判断を行ない、問題がなければ、成膜処理
装置の例えばローダ８ａまたはアンローダ８ｂから次工
程へ払い出す。ここで問題ある着工ロット或いはウエハ
に関しては、異物データ解析コンピュータ２０におい
て、ハードディスク２０ｇに格納された過去における異
物の発生状況と不良原因との関係情報に基づいて不良解
析を行ない、異物等が付着した原因究明を行ない成膜処
理装置に対して対策を実施する。しかし、異物検査装置
１のデータ処理部９のＣＰＵ９ａが行う通常の管理にお
いて、ウエハ上の最大検出異物数または平均異物検出数
が異物管理値Ｍｑ内であっても、異物管理値Ｍｑ内の上
限ギリギリが連続している場合や、着工ロット単位にお
いて徐々に増加している場合においては、異物管理値Ｍ
ｑ内であっても多段的に異物管理値を設定し、連続数ロ
ット或いは数枚のウエハが続いた時には、その時点で異
物検査装置１のデータ処理部９は、表示装置９ｅ等また
はプロセス処理装置を制御する制御装置１０へ直接アラ
ームを発生させる。

【００３９】［第４の実施例］次に第４の実施例につい
て、図８、図１及び図２を参照して説明する。図１に示
す異物検査装置１でワーク（ウエハ）４を計測し、異常
ワークに対して過去の事例をもとに対比させて解析する
システムを図８に示す。本システムは、異物検査装置
１、データベース２０ｇを備えた異物データ解析コンピ
ュータ（ワークステーション：Ｗ／Ｓ）２０より構成さ
れる。異物検査装置１によりワーク（ウエハ）を計測
し、異常ワークに対してデータ（異物マップ、検出異物
数）をデータベース２０ｇに登録しておき、その後異常
ワークについて不良解析されたものについて、その不良
原因及び対策内容をデータ処理部９の入力手段９ｃまた
は異物データ解析コンピュータ２０の入力手段２０ｃを
用いて異物データ解析コンピュータ２０のデータベース
２０ｇに登録されている異物マップ等のデータの中に追
加登録する。このようにして異常ワークに対するデータ
を、その都度データベース２０ｇに登録していくもので
ある。これら蓄積されたデータをもとに次に計測される
ワーク（ウエハ）４が異常管理値Ｍｐ，Ｍｑを越える異
常の場合は、異常マップの分布を過去の解析事例（デー
タ（１）は異物がウエハの中央に帯状に分布、データ
（２）は異物がウエハの左端の一箇所に分布、・・・・
・・データ（Ｎ）は異物がウエハの周囲の４ヵ所に分
布）と比較して、過去の解析事例（以前のモード）に類
似するものがある場合は、その対策内容（過去の解析事
例（異物の分布）に対応させて不良原因及び対策内容が
データベースに登録されている。）等を表示手段２０ｅ
に表示させたり、出力装置２０ｆに出力したり、または
プロセス処理装置の制御装置１０にフィードバックする
システムである。ウエハ４上における異物の分布として
は、異物の集合体を半径ｒの円または各辺ａ×ｂの長方
形（矩形）で囲むようにして分離し、ウエハの中心から
の異物の集合体の重心位置までの距離と、該重心位置を
中心とした２次元的な広がりの大きさ（例えば円で囲む
ことができる場合にはその円の半径ｒ、長方形で囲むこ
とができる場合には各辺の長さの半分ａ／２×ｂ／２）
とで表すことができる。このように分類されたロット単
位或いはウエハ単位における異物の集合体に不良原因及
び対策内容を対応させることが可能となる。

【００４０】［第５の実施例］次に第５の実施例につい
て図９、図１及び図２を参照して説明する。プロセス処
理装置の装置状態の管理における模式図を図９（ａ）、
（ｂ）に示す。即ち、図９（ａ）に示すプロセス処理装
置９１は、ガス源９３から処理室９２の内部に供給する
ガスの流量を測定するガス流量測定ユニット９４、処理
室９２の内部のガス圧力または真空度を測定するガス圧
測定ユニット９５、予め既知の温度のウエハから発生す
る放射量に基づいて放射率を測定する放射率測定ユニッ
ト９６、該放射率測定ユニット９６によって測定された
放射率と処理中のウエハから発生する放射量Ｑに基づい
てウエハ実温を測定するウエハ実温測定ユニット９７等
を付加し、搬送室９７の内部において処理室９２とロー
ディング室９８又はアンローディング室９９との間にお
いて搬送アーム機構５によって搬送するウエハ４上の異
物を検査する異物検査装置１を搭載した実施例である。
一般的に、プロセス処理装置は、処理条件を入力し、そ
の条件に従い、ウエハの処理加工を行なう。その処理中
におけるプロセス処理装置の状態、例えば、ガス圧測定
ユニット９５で測定された真空度又はガス圧力、ガス流
量測定ユニット９４で測定されたガス流量、ウエハ実温
測定ユニット９７で測定されたウエハの温度等のデータ
を、制御装置１０における設備状態データ収集系９７に
送り、設備状態データ収集系９７はその時に処理された
ウエハ４に対する異物検査装置１での計測結果（異物の
発生状況、着工ロット単位または着工ウエハ単位で計測
された異物数）とを合わせ、プロセス処理が終了した後
又はプロセス処理をする前と後との間において、処理室
９２内のガス圧に変動があったとき、処理室９２内に供
給するガス流量に変動があったとき、ウエハの温度に変
化があったとき、異物の発生状況との相関を算出し、こ
れら相関のデータを蓄積することができる。そして制御
装置１０において、上記異物検査装置１において計測さ
れた異物の発生状況と蓄積された相関のデータとに基づ
いて、異物が多く発生した場合の不良原因を推定して、
その不良原因と一緒にアラームを発することができる。
このとき、異物データ解析コンピュータ２０のハードデ
ィスク２０ｇに格納されたデータを用いて不良原因を推
定しても良いことは明らかである。なお、１００はプロ
セス処理装置９１において、搬送アーム機構５も含めて
様々な制御を行う制御装置である。

【００４１】図９（ｂ）に示すプロセス処理装置は、設
備状態データ収集系９７を異物検査装置１のデータ処理
部９において処理し、メモリ９ｂ又はハードディスク
（図示せず）に相関のデータを蓄積するように構成した
ものである。この場合においても、異物検査装置１にお
いて計測された異物の発生状況とメモリ９ｂ又はハード
ディスク（図示せず）に蓄積された相関のデータとに基
づいて、異物が多く発生した場合の不良原因を推定し
て、その不良原因と一緒にアラームを発することができ
る。

【００４２】［第６の実施例］次に第６の実施例につい
て、図１０、図１、図２、図９を参照して説明する。即
ち、図１０（ａ）にプロセス成膜装置にオンマシン異物
検査装置（オンマシン異物モニタ）１を搭載した実施例
を示す。このプロセス成膜装置は、ローダ（Ｌ）部１０
２、アンローダ（Ｕ／Ｌ）部１０３、搬送室１０４、反
応室１０１で構成され、搬送室１０４内に搬送アーム機
構５、搬送室１０４の上側にオンマシン異物モニタ用検
出ヘッド１ａ’を有する。ローダ部１０２よりウエハ４
を受け取り、搬送アーム機構５により反応室１０１に搬
送する。反応室１０１で処理されたウエハ４は搬送アー
ム機構５によりアンローダ室１０３に戻す。その際、搬
送アーム機構５により移動途中のウエハ４の表面を搬送
室１０４上側に搭載されたオンマシン異物モニタ用検出
ヘッド１ａ’によりモニタ（検査）する。この実施例で
は、処理後のウエハ４の表面をモニタしているが、処理
前或いは処理前後においてウエハ４の表面をモニタする
ことも可能である。

【００４３】図１０（ｂ）にオンマシン異物モニタ用の
検出ヘッド部１ａ’の断面を示す。搬送室１０４内は、
真空雰囲気であり、その中を搬送アーム機構５の搬送ア
ーム５ａで移動中のウエハ４を搬送室１０４上側に搭載
した検出ヘッド１ａ’によりモニタ（検査）する。この
検出ヘッド１ａ’は、搬送室１０４の上蓋１０５に取り
付けられた真空対応標準フランジ１０６上に取り付けら
れている。検出ヘッド１ａ’は、照明光学系３１、検出
光学系３６、ウエハ回転検出系（詳細については後述す
る。）１１０で構成され、ウエハ回転検出系１１０によ
りウエハ４の回転を検出してソフト的に（画像処理によ
り）補正し、照明光学系３１で照明されたウエハ４の表
面を検出光学系３６によりモニタ（検査）する。なお、
真空対応標準フランジ１０６における検出ヘッド１ａ’
の照明部１０６ａ、検出部１０６ｂ及び検出部１０６ｃ
は透明部品で構成される。なお、ミラー３５は、真空対
応標準フランジ１０６上に取付けられてもよい。上記実
施例では、真空対応標準フランジ１０６を介してモニタ
（検査）しているが、検出ヘッド本体１ａ’を小形化す
ることによって、搬送室１０４内、即ち真空雰囲気内に
設置することも可能である。

【００４４】［第６の実施例］次に第６の実施例につい
て図１１及び図１２を参照して説明する。異物検査装置
１にウエハに印字或いはバーコード表示により製品の品
種名、或いはロットＮｏ、ウエハＮｏ等を読み取るウエ
ハコード識別装置１１１を搭載した模式図を図１１に示
す。ウエハコード識別装置１１１は、印字読取り用の光
学系（図示せず）、印字を識別処理する認識処理部（図
示せず）により構成される。異物検査装置１へのウエハ
供給或いは払出しステーションもしくは異物検査装置１
の計測ステーシュンにウエハコード識別コードを具備
し、図１２に示すように、ウエハ４に印字された、例え
ば製品の品種名、ロットＮｏ、ウエハＮｏの文字を識別
させる。一方、同じウエハ４を異物検査装置１により異
物等の計測を行なう。これら、ウエハの印字データと異
物等の計測データを一緒にデータ管理システム（データ
処理部）９に転送される。こうすることにより、どのウ
エハ４に異物等がどの程度付着しているかどうかという
ロット単位に加え、ウエハ単位で管理することができ
る。なお、これらのデータを異物データ解析コンピュー
タ２０において、ハードディスク２０ｇなどに格納し、
異物データ解析コンピュータ２０が管理し、各プロセス
処理装置Ａ〜Ｎの制御装置１０へフィードバックしても
良い。更に、同じプロセス処理装置が複数台ある場合で
も、異物検査装置１側の検査条件指示で、どのプロセス
処理装置Ａ〜Ｎで着工したウエハかを入力することで、
プロセス処理装置Ａ〜Ｎの単位で管理をすることができ
る。そのため例えば、製造装置（プロセス処理装置）Ａ
は、異物等が少ないけど、例えば製造装置Ｂが異物等が
多いということがすぐ分かるためデータ管理システム
（データ処理部）９において異常プロセス装置の絞り込
みが容易にできる。

【００４５】［第７の実施例］次に第７の実施例につい
て図１３及び図１４を参照して説明する。多数のウエハ
カセット１３２を収納するウエハストッカ１３１に異物
検査装置１を搭載した模式図を図１３に示す。本装置の
構成は、ウエハストッカ１３１、ウエハカセット搬送ロ
ボット１３３、保管棚１３４、異物検査装置１、データ
管理システム９等よりなっている。ウエハカセット（カ
セットケース含む場合も有り）１３２は、ウエハケース
取り出し入口１３５より入出庫を行なう。ウエハストッ
カ１３１に収納されたウエハ入りのウエハカセット１３
２は、保管棚１３４の上に載置される。ウエハストッカ
１３１に複数個収納されたウエハカセット１３２は、出
庫される前に、ウエハカセット搬送ロボット１３３によ
り異物検査装置１の側方に（傍らに）移し替えられる。
そこで、異物検査装置１に設置されたウエハハンドリン
グ機構（図示せず）（５と同様な機構で良い。）により
ウエハカセット１３２に収納されたウエハ４を取り出し
て該ウエハ４上の異物等の計測を行なう。これら計測さ
れた結果は、データ管理システム（データ処理部）９に
より処理され、メモリ９ｂまたはハードディスク（図示
せず）保存される。更にこれらのデータを異物データ解
析コンピュータ２０において、ハードディスク２０ｇな
どに格納することも可能である。

【００４６】一方、図１４に示すように、ウエハカセッ
ト１３２がウエハケース１３６に収納されている場合
は、カセットケース上蓋１３６ａをケースフック１３７
により引掛け、保管棚１３４が下降することによりカセ
ットケース下蓋１３６ｂに対してカセットケース上蓋１
３６ａが開く。その次に、ウエハカセット搬送ロボット
１３３によりカセットケース下蓋１３６ｂ内にある多数
のウエハ４を収納したウエハカセット１３２を取り出
し、異物検査装置１の側方に載置される。以下前記と同
様に異物等の計測を行なう。ウエハカセット１３２の入
出庫管理及び異物等の計測結果の管理は、データ管理シ
ステム（データ処理部）９により実施する。このように
プロセス処理後に計測しないウエハ４については、ウエ
ハストッカ１３１に収納された時に異物等の計測を行な
うため、製品着工時間が遅延なく行なえ、時間短縮が図
れる。また、異物等の付着が多い製品（ウエハ）につい
ては、データ管理システム（データ処理部）９がウエハ
ストッカ１３１において次工程への払い出しを制御する
ことができ、不良の作り込みを防止することができる。

【００４７】［第８の実施例］次に第８の実施例につい
て図１５乃至図２７を参照して説明する。ウエハ回転補
正について説明する。即ち、図１、図１０に示す異物検
出光学系（検出ヘッド）１ａ、１ａ’の直前に、ウエハ
回転方向検出器１１０（図１０に示す。）を設ける。ウ
エハ回転方向検出器１１０により得られたウエハ回転量
は、ウエハの回転ステージ（Θステージ）３を有する場
合、或いはウエハをハンドリングするロボット機構５の
ハンドが回転機構を有する場合、或いは異物検出光学系
（検出ヘッド）１ａが回転する場合は、それにより機構
的に補正する。回転補正機構がない場合は、電気回路或
いはソフト処理によって回転補正を行う。なお、電気回
路或いはソフト処理による回転補正の場合には、Θステ
ージまたはロボット機構のハンドまたは異物検出光学系
による回転補正機構を必要としないため、機構として簡
素化、及び小形化をはかることができると共にウエハの
寸法に変化にも容易に対応することができる。まず、ウ
エハの回転方向を検出するために、 （１）ウエハのオリフラ方向を検出する。 （２）ウエハの回路パターン方向を検出する。 回折光検出 回路パターン画像検出（特徴抽出） 厳密には、回路パターン方向とオリフラ方向がずれてい
るので、正確に回路パターンの方向を検出する必要があ
る場合には、回路パターンの方向を検出しなければなら
ない。

【００４８】ウエハ４は、ウエハ回転方向検出器１１０
の下を通過、或いは一時静止時にウエハの回転方向を検
出する。 （１）ウエハのオリフラ方向を検出する方法について具
体的に説明する。図１５より第１のウエハ回転方向検出
器１１０ａの検出方法について説明する。即ち、数個の
発光点１５２を有する照明系の下をウエハ４がウエハ移
動方向Ｖに沿って通過し、１５３の位置から１５４の位
置に移動する。図にウエハ回転方向検出器１５１の照明
系の発光点１５２から出た照明光のウエハ４上の軌跡１
５５を示す。発光点Ａの場合、照明光がウエハ４に当た
り始める時間Ａｓとウエハ４がはずれる時間Ａｅとを測
定し、これを他の発光点Ｂ〜Ｇについても行う。以上の
データとウエハ４の移動時間によりウエハ４のオリフラ
１５６の方向を求め、ウエハ４の回転ずれ量θ１を計算
する。またウエハ４の回転方向の検出方法としては、ス
クライブエリア検出、チップ検出、アライメントマーク
等の特殊マーク検出がある。

【００４９】図１６より第２のウエハ回転方向検出器１
１０ｂ及び第３のウエハ回転方向検出器１１０ｃの検出
方法について説明する。即ち、第２のウエハ回転方向検
出器１１０ｂは、（ｂ）に示すように、線状に照明する
照明光源１６２と線状に照明されたウエハ４のオリフラ
エッジも含め輪郭から反射した反射光を検出する線状に
配列されたセンサ１６３とで構成され、該センサ１６３
で検出される反射画像信号に基づいて図１５と同様にオ
リフラエッジ１５６の方向（ウエハ４の回転ずれ量θ
２）を求めることができる。ここで、このように反射光
検出の場合は、オリフラエッジを検出する以外に、ウエ
ハ４の表面上にある回路パターン（スクライブエリア検
出、チップ検出、アライメントマーク等も含む）の像の
特徴を抽出することにより、ウエハの回転ずれ量を計算
して検出することもできる。また第２のウエハ回転方向
検出器１１０ｃは、（ｃ）に示すように、線状に照明す
る照明光源１６６とウエハ４のオリフラエッジも含め輪
郭で遮蔽された光を検出する線状のセンサ１６７とで構
成され、該センサ１６７で検出される遮蔽光画像信号に
基づいて図１５と同様にオリフラエッジ１５６の方向を
求めることができる。

【００５０】（２）ウエハの回路パターン方向を検出す
る方法について具体的に説明する。まず、ウエハ上の回
路パターンからの回折光検出によるウエハ回転ずれ量を
検出する方法について説明する。図１７に、ウエハ回転
方向を検出するために、ウエハ回転方向検出器１１０ｄ
によるウエハ４上の回路パターンからの回折光を検出す
る方法を示す。レーザ光源等から構成された照明光源１
７１から出射された光を集光レンズ１７２で集光させて
ミラー１７３で反射させて斜方照明によりウエハ４上の
回路パターンを照明し、その回折光を上方に設けた対物
レンズ１７４と検出器１７５とにより検出する。ここ
で、検出器１７５は対物レンズ１７４のフーリエ変換面
位置に設置し、ウエハ４は一軸方向移動中でも、一時静
止中でもよい。フーリエ変換面上での検出像を図１７
（ｂ）（ｃ）に示す。同図（ｂ）は、ウエハ回転無（ウ
エハ基準位置）の場合であり、ウエハ上の主たる回路パ
ターンまたは繰返し回路パターンからの回折光（０次
光）１７７は検出器１７５の中央（Ｙ軸方向の中心）に
結像する。同図（ｃ）は、ウエハ回転有の場合であり、
ウエハ上の主たる回路パターンまたは繰返し回路パター
ンからの回折光（０次光）１７８は検出器１７５の中央
からΔｄずれて結像する。このずれ量Δｄは、ウエハの
回転ずれ量θ３と相関関係にあり、ずれ量Δｄからウエ
ハの回転ずれ量θ３を求められる。即ち、検出器１７５
に接続されたＣＰＵ１７６は、検出器１７５から検出さ
れる回折光に基づく画像信号からずれ量Δｄを算出し、
このずれ量Δｄからウエハの回転ずれ量θ３を算出する
ことができる。ここで、照明光源１７１から出射される
光が、ウエハ４の表面上に斜め方向から集光照射される
（投影される）関係で、照明光源１７１としては点光源
ほど、回折光はシャープに結像するため、ウエハの回転
ずれ量の検出精度は高くなる。また検出器としては、Ｔ
Ｖカメラ、一次元リニアセンサ、或いはポジションセン
サ等を用いることができる。

【００５１】次に図１８に、ウエハ回転ずれ量を検出す
るために、ウエハ上の回路パターンからの回折光を検出
する方法として、図１７における斜方照明の代わりに、
垂直照明を用いた場合（ウエハ回転方向検出器１１０
ｅ）を示す。即ち、図１７における照明光源１７１、集
光レンズ１７２及びミラー１７３の代わりに、照明光源
１８１及びハーフミラー１８２によって構成した。この
場合、図１７に比べてユニット本体の小形化が可能なこ
とと、ウエハの回転ずれ角において全角度（３６０度）
が検出可能なことである。即ち、ウエハ４上に形成され
ている回路パターンには、主としてＸ方向成分とＹ方向
成分とから成り立っているため、ウエハ回転無（ウエハ
基準位置）の場合には、（ｂ）に示すように十字状の回
折光（０次光）１８３が検出器１７５のＸ，Ｙ軸方向に
結像し、ウエハ回転有の場合には、（ｃ）に示すように
回折光１８４が検出器１７５のＸ，Ｙ軸方向から角度θ
４ずれて結像される。検出器１７５に接続されたＣＰＵ
１７６は、検出器１７５から検出される十字状の回折光
に基づく画像信号から角度ずれ量θ４を算出し、この角
度ずれ量θ４からウエハの回転ずれ量θ４を算出するこ
とができる。

【００５２】次に図１９に、ウエハ回転ずれ量を検出す
るために、ウエハ上の回路パターンからの回折光を検出
する方法として、図１７における上方に設置した検出器
及びレンズを斜め方向に設置した場合（ウエハ回転方向
検出器１１０ｆ）を示す。即ち、図１７における検出器
１７５及びレンズ１７４の代わりに、検出器１９２及び
レンズ１９３を斜め方向に設置して構成した。そして照
明光源１９５と集光レンズ１９６とで構成される照明光
学系１９４も、検出器１９２とレンズ１９３とで構成さ
れる検出光学系１９１とが対向するように配置されてい
る。この場合、ウエハ回転無（ウエハ基準位置）の場合
には、（ｂ）に示すように回折光（０次光）１９７が検
出器１９３の中央（Ｙ軸方向の中心）に結像し、ウエハ
回転有の場合には、（ｃ）に示すように回折光１９８が
検出器１９２の中央（Ｙ軸方向の中心）から偏位Δｄ’
と角度Δθ５とがずれて結像される。この合成されたず
れ量Δｄ’＋Δθ５は、ウエハの回転ずれ量θ５と相関
関係にあり、合成されたずれ量Δｄ’＋Δθ５からウエ
ハの回転ずれ量θ５を求められる。即ち、検出器１９３
に接続されたＣＰＵ１７６は、検出器１９２から検出さ
れる回折光に基づく画像信号から合成されたずれ量Δ
ｄ’＋Δθ５を算出し、このずれ量Δｄ’＋Δθ５から
ウエハの回転ずれ量θ５を算出することができる。

【００５３】次に図２０に、ウエハ回転ずれ量を検出す
るために、ウエハ回転方向検出器１１０ｇによるウエハ
上の回路パターン像を用いる方法を示す。即ち、照明光
源２０２と集光レンズ２０３とミラー２０４とハーフミ
ラー２０５とによって構成された上方照明光学系２０１
により、ウエハ４上の繰り返される回路パターンを照明
し、この照明されたウエハ４上の回路パターンの光像
を、対物レンズ２０７と結像レンズ２０８と検出器２０
９とから構成される検出光学系２０６によって検出す
る。検出器２０９がＴＶカメラの場合には、ウエハの一
時静止画像を、また検出器２０９がリニアセンサの場合
にはウエハは一軸走査中で、結像されたウエハ４上の回
路パターンの光像を撮像して検出することができる。同
図（ｂ）には検出画像を示す。検出器２０９に接続され
たＣＰＵ１７６は、同図（ｂ）に示す画像におけるチッ
プ２１０の傾斜角またはスクライブエリア２１１の方向
を検出することによって、ウエハ４の回転ずれ量を算出
することができる。

【００５４】次に回転合わせに関する技術について説明
する。

【００５５】本出願の対象は基本的には半導体である
が、微細パターンが繰り返し形成された、たとえば、液
晶表示素子及びこの形成過程の基板、その他のパターン
が形成された基板であっても良い。

【００５６】本出願の異物検査装置は、隣接チップ比較
が重要技術である。この隣接チップ比較技術は、隣接チ
ップの対応点を知り、対応点の検出出力信号レベルを比
較し同じ信号レベルで有れば、いずれのチップにも欠陥
や異物は存在しないと判断し、信号レベルに違いが大き
ければ、信号レベルの大きい方のチップ上に欠陥あるい
は異物が存在すると判断する。

【００５７】この技術は、上記説明したように隣接チッ
プ間の対応点を見つける必要がある。この対応点を見つ
ける方法は、もちろん何であってもかまわないわけであ
る。一例として、全てのデータ取得後に、チップが配列
している方向と考えられる方向ｘ，ｙについてデータの
相関関数を取り、相関関数の周期からチップのサイズｐ
と配列方向θを算出すればよい。この方法は、データを
格納する記憶装置に大きな容量が必要になるため、以下
の方法も考えられる。すなわちチップピッチｐを設計デ
ータから取り込み、チップ配列の方向をウエハ毎に検出
する事で隣接チップ間の対応点を知ることができる。
（図２２） この方法では、チップ配列の方向、すなわちウエハの回
転方向を知ることが必要である。一つの方法として、ウ
エハ４に形成されたオリフラ（オリエンテーションフラ
ット）１５６の向きを測定しても良い。これは、パター
ン形成の際、オリフラの向きを基準にしていることが前
提である。また、別の方法として、ウエハ上に形成され
ているチップの方向θを直接計測しても良い。ところ
が、ウエハ上に形成されたパターンは複雑な場合が多く
パターンの形状からパターンの形成方向を測定すること
は難しい。ここで、図２１にウエハ回転方向検出器１１
０ｅで示すように、形成されたパターン上に光ビームを
照射するとパターンの形状により回折が生じ回折パター
ンが検出できる。多くのウエハ上のパターンは、ｘ及び
ｙ方向を持つ基本パターンの繰り返しで形成されている
場合が多いため、この回折パターンは主に、ｘ及びｙ方
向に射出する、言い換えれば、図２１に示すように、０
次回折光１８４がｘ及びｙ方向に回折する。そこで、検
出像（回折像）１８５から０次回折光１８４の方向を測
定すれば、ウエハ４上のパターンの方向θを正確に知る
ことができる。

【００５８】測定したチップの配列方向θは、取り込ん
だデータ上の隣接チップ間の対応点（図２３に示すａ、
ａ’の座標関係１８７）を知るため（図２１に示す電気
的処理によるウエハ回転補正１８７において回転補正オ
ペレータによるチップピッチｐに対するチップの配列方
向θ回転補正するため）に用い、リニアイメージセンサ
４０で得られる画像データ（図２４にメモリ範囲で示す
画像）を順次メモリ１８９に格納させ、比較手段１９０
は、これら対応点（図２４に示すａとａ’、ｂとｂ’）
を順次比較していくことで上記比較検査（異物等の欠陥
検査）を実現する。この方法は、取り込んだ画像データ
を一時的にメモリ１８９に格納する記憶容量が必要にな
る一方、機構部が不必要で信頼性の高いシステムを実現
できる。

【００５９】また、別の方法として、図２６に示すよう
に、上記のチップの配列方向θにリニアイメージイメー
ジセンサ（１次元検出器）４０の長手方向が平行になる
ように検出系３６全体を回転する事で、隣接チップ上の
対応点が必ず検出器４０上にくるようにすることができ
る。この方法により対応点を知るために一時的に画像デ
ータをメモリ１８９に格納する容量を最小にできる。逆
に、この方法は検出器３６全体を回転させる必要がある
ため、回転機構部が必要となる。

【００６０】以上の方法は、ワーク（ウエハ）上にオリ
フラあるいはノッチ等が形成されていないワーク（ウエ
ハ）のチップの配列方法を検出できるという効果があ
る。また、この方法は、ワーク（ウエハ）上のパターン
を直接測定するので、オリフラ等を用いた方法より高精
度の測定と高精度の対応点を取ることが可能となる。

【００６１】以下、回転検出部１１０の具体的構成を図
２１に基づいて説明する（図１８にも同様な構成が示さ
れている。）。回転検出部１１０ｅは、できる限り点光
源に近い光源１８１、ハーフミラー１８２、結像光学系
１７４、２次元の検出器１７５から構成される。点光源
１８１は、ハーフミラー１８２、結像光学系１７４、ウ
エハ４を介して、検出器１７５上に結像する。ここで、
ワーク（ウエハ）４は、基本的にはミラーと考えて良
い。

【００６２】ここで、結像光学系１７４とワーク（ウエ
ハ）４との間は、無限遠系（テレセントリック光学系）
に構成されていると良い。この部分が無限遠系に構成さ
れている場合、ワーク（ウエハ）４の光軸方向の位置が
多少の変動をしても検出結果に大きな影響を及ぼさない
という効果を持つ。

【００６３】検出器１７５で検出した画像（回折像）１
８５を図２１に示す。多くの半導体パターン及び液晶表
示のディスプレイパターンでは、図に示したようなｘ方
向とｙ方向の０次回折光１８４が十字状の直線に検出さ
れる。ここで、この回折光１８４の方向がウエハ４上の
チップ配列θの方向に対応する。

【００６４】ここで検出された画像１８５から、よく知
られたＨｏｕｇｈ変換１８６によって十字形状を形作る
直線の方向が測定できる。ここで特徴的なのは、ワーク
（ウエハ）４が光軸に対して、垂直あるいはほぼ垂直に
載置されている場合、通常２次元であるＨｏｕｇｈ変換
を１次元に圧縮できる。次に２つの直線の（１）式、
（２）式を示す。 ｘｓｉｎθ₁−ｙｃｏｓθ₁＝０ （１） ｘｃｏｓθ₂＋ｙｓｉｎθ₂＝０ （２） 但し、θ₂＝（π／２）＋θ₁ この直線のθ₁、θ₂は相互に直交する事がわかっている
ため、実質的に変数は一つである。ここで、光軸中心を
画像の原点として、上記の（１）式、（２）式のｘ及び
ｙに直線上の座標を代入すればθが算出できる。画像上
の全ての点についてこのθを算出しその際の画像上の検
出出力で重み付けしたヒストグラムを図２７（ａ）に示
すように作成する。このヒストグラムのピークが上記の
直線のθ ₁、θ₂になる。これは、直線上の画素では信号
が大きく検出されるためである。

【００６５】ここで、現実的には、θの精度を向上しよ
うとするとヒストグラムの段階を高分解能にする必要が
ある。ところが、ヒストグラムの段階を高分解能にする
と縦軸の値が小さくなり、曲線がなめらかでなくなり、
ピークを算出する時の精度が落ちることになる。そこ
で、これらのトレードオフを解決する方法として、次の
（３）式に示した重心算出方法が良い。（３）式は、θ
₁の算出式を示したが、θ₂についても同様に算出するこ
とができる。

【００６６】

【数１】 なお、Ｉ(ｘ，ｙ)は、例えば図２１に示す検出像１８５
の０次回折光１８４の強度を表す。

【００６７】この方法は、回転位置θ₁又はθ₂が存在す
る範囲（θ₁−δ₀＜θ＜θ₁＋δ₀又はθ₂−δ₀＜θ＜θ
₂＋δ₀）を予め知っている必要があり、存在範囲をより
正確に予測できたときに検出精度が向上する。従って、
事前にオリフラ合わせ等により各ワーク（ウエハ）の向
き、つまりチップ配列方向θをある範囲にそろえておく
必要がある。また、１次以上の回折光が存在しない場合
は、加算範囲を０度から９０度にしても理論上は完全な
値が算出できる。従って、１次以上の回折光強度は小さ
い方が望ましい。演算時間が問題にならなければ、２次
元のＨｏｕｇｈ変換を用いれば良いのは言うまでもな
い。

【００６８】また、以上の式ではθを算出してヒストグ
ラムを求めたが、演算時間の短縮と言う観点からは、ｔ
ａｎθ、ｓｉｎθあるいはｃｏｓθを算出してヒストグ
ラムを求めても良い。微細な光軸のずれがあった場合、
θは誤差を持った状態で算出される可能性がある。この
回折光を用いた方式の場合、微細な光軸のずれは具体的
には、ヒストグラムのピークの山割れ現象（図２７
（ｃ）に示す。）となる。これは、図２７（ｂ）に示す
ように、回折パターン１８４の場合、真の直線の方向θ
に対して芯ずれの際に算出される誤差を持った角度が、
＋側と−側に存在するために生じる。従って、上記に示
したように、重心を算出する場合、光軸のずれはキャン
セルされることになる。この意味でも、（３）式に基づ
いて、重心を求める方法は高精度算出が期待できる。

【００６９】以上の１次元のＨｏｕｇｈ変換を用いた方
法は、光軸中心が、検出した画像上に無い場合も適用可
能である。具体的には、画像の外に存在する光軸中心を
画像と同一の座標系で表せばよい。この回折光を用いる
方法では、光軸中心の検出信号出力が極端に大きい場合
が多く画像上の光軸中心の周囲の広い範囲に渡って検出
器の出力が飽和してしまうことが多い。そこで、光軸中
心の適当な範囲をマスクしてしまい、θの算出に使わな
い方が検出精度が向上する場合が多い。このマスクは、
光学系上に設置された遮光板、あるいは、検出した信号
の中心部のデータを用いないと言ったソフト上のｓマス
クであっても良い。実際には、図２１の検出像１８５に
示すように、±１次あるいは±２次の回折パターン１９
２が形成、検出される。ところが、通常は、これらのパ
ターン１９２は、０次回折光１８４より微弱であるた
め、以下に示す方法で無視できる。第一に、しきい値を
用いて２値化する方法、第二に多値のデータを用いる方
法である。検出器が２次元の場合を説明したが、１次元
の検出器を用いても以下のように、回転検出系が実現で
きる。

【００７０】即ち、図２３に示す処理装置でウエハ回転
ずれを補正することができる。この処理装置（補正装
置）は、回転検出光学系１１０ｅ（検出器１７５）、回
転検出算出系１８６、隣接チップ対応点ベクトル算出系
（ａ、ａ’の座標関係）１８７、画像データを記憶する
メモリ１８９、比較手段１９０から構成される。回転検
出算出系１８６では、上記説明した方法によりチップ配
列の方向θが算出される。このθと、設計データから入
力されるチップピッチｐのデータより、隣接チップ対応
ベクトルが算出される。チップ比較手段１９０では、メ
モリ１８９に蓄積されたメモリ情報からリニアイメージ
センサ４０の長手方向に対する隣接チップ対応ベクトル
により対応点（図２４に示すａとａ’、ｂとｂ’）が取
り出され、信号出力が比較されて、不一致による異物信
号１８８が検出される。ここで、視野は、チップピッチ
の２倍より大きい必要がある。また、ワーク（ウエハ）
の許容傾き（異物検査を実施する上で許容できるワーク
の傾きの範囲）をθとすると、メモリ１８９に記憶する
メモリの範囲ｌは、リニアイメージセンサ４０の視野サ
イズにｓｉｎθを乗じた長さの範囲を記録できる容量が
必要になる。

【００７１】次にワーク走査方向比較方式での回転補正
について図２４（ｂ）に基づいて説明する。即ち、比較
する隣接チップが、図２４（ａ）に示すように、リニア
イメージセンサ４０の長手方向の場合について説明して
きたが、比較対象チップは、リニアイメージセンサ４０
の長手方向である必要はなく、以下に説明するように、
リニアイメージセンサ４０の長手方向に直角な方向、す
なわち、ワークの走査方向であっても良い。上記のリニ
アイメージセンサ４０の長手方向の比較と同様に、リニ
アイメージセンサ４０の長手方向に直角な方向に対する
隣接チップ対応ベクトルを算出することにより隣接チッ
プの対応点を求めることができる。メモリのサイズ（メ
モリ範囲ｌ）についても同様の演算により算出できる。

【００７２】この場合、検出視野がチップサイズに対し
て十分に大きな値を持っていない場合であってもチップ
比較が実現できる反面、ハンドリング機構等によるワー
クの送り精度を高くして、走査方向に存在する隣接チッ
プの対応点を正確に知る必要がある。また、この走査方
向比較では、θが０度に近い場合、照明のムラ、検出レ
ンズのムラなどの影響がなくなるという効果がある。

【００７３】次に回転合わせ機構による回転補正につい
て図２５及び図２６を用いて説明する。即ち、前記メモ
リを用いた処理装置による回転補正に対して、回転検出
算出系１８６で算出されるチップ配列の方向θ（図２６
に示す。）に基づいて光学系３６全体（照明系３１及び
回転検出光学系１１０も一緒にしても良い。）またはワ
ーク（ウエハ）を回転させることによって、隣接チップ
の対応点の算出を簡便にすることができる。そしてチッ
プ比較手段１９１において、メモリ１８９に蓄積された
メモリ情報から対応点が取り出され、信号出力が比較さ
れて不一致による異物信号１８８が検出される。さらに
この方法の効果として、ワーク（ウエハ）を走査する機
構の精度（送り速度のムラ、光軸方向の振動、走査方向
検出器方向の振動など）が悪い場合でも対応できる点が
ある。また、このように回転合わせ機構を用いることに
より、走査方向とチップ配列方向を垂直にする必用がな
くなる。また、空間フィルター３９を用いる場合、空間
フィルター３９の角度がチップ配列に対して正確に合う
ため、空間フィルター３９の効果を最大限に引き出すこ
とができる。

【００７４】次に０次カット空間フィルター方式＋チッ
プ比較について説明する。即ち、チップ比較方式を用い
る場合、必ずしもｎ次の回折光を遮光する空間フィルタ
ー３９を用いる必要のない場合がある。特に、ウエハ４
上に形成されたチップパターンの最小セルサイズが小さ
くなり、その１次以上の回折光が検出レンズ３７に入ら
ない場合、０次光だけを遮光すればよいことがある。こ
の場合、空間フィルター３９を用いる際に必要なウエハ
４のそりに対する対応、ウエハ４の傾きに対する対応が
不必要になるという利点がある。ウエハ上のチップ配列
方向が図３０に示すように、θの時の回折光及び検出レ
ンズの開口の様子を図２８、図２９に示す。図２８は照
明の入射角度α、検出レンズ３７の見込み角γとし、あ
る球面２８２を想定し、この球面２８２と照明の交点２
８３、検出レンズ３７の見込み角との交線２８４を図２
９に示す。なお、２８３は球面２８２上の入射点、２８
５は球面２８２上の出射点である。ここで、検出レンズ
３７に０次回折光が入射しないようにウエハ４をθ方向
に回転する事によって、ウエハ４上の主なパターンの情
報を消去することができる。これにより、ウエハ４内の
パターン上に付着した異物あるいは欠陥を強調して検出
することができる。このようにして検出した後に、上記
のチップ比較を実施すれば、上記の異物や欠陥を検出で
きる。検出光学系３８がパターンを逃げる条件の式は次
に示す（４）式で得られるｘ０まで相対的にウエハ４を
回転する。つまり、ｘ０−θだけ相対的にウエハ４を回
転する。 ｓｉｎα・ｓｉｎ（ｘ０）＞ｓｉｎγ （４） この際の回転角ｘ０の最大値ｘ０（ｍａｘ）は、上記の
（４）式より次の（５）式の関係で求められる。 ｓｉｎ（ｘ０（ｍａｘ））＝ｓｉｎγ／ｓｉｎα （５） 即ち、ウエハ４と検出器４０を含めた検出光学系３６と
の間の相対的な回転ストロークは、上記のｘ０（ｍａ
ｘ）が実現できるように選定されれば十分である。具体
的には、検出光学系３６の対物レンズ３７の開口数（Ｎ
Ａ＝ｓｉｎγ）が０．１程度（焦点距離ｆ＝約７０ｍｍ
（図１０（ｂ）に示すように搬送室１０４の外側から透
明な窓１０６を通してワーク（ウエハ）４上の異物を検
出するためには焦点距離ｆとして約５０ｍｍ以上は必要
となるためである。）、焦点深度が約±６０μｍ（自動
焦点合わせをしないでワーク（ウエハ）４上の異物を検
出するために焦点深度として±４０μｍ〜±３０μｍ程
度が必要となる。）で、αが６０度の場合、ｘ０（ｍａ
ｘ）は約６．６度となり、検出光学系３６の対物レンズ
３７の開口数（ＮＡ＝ｓｉｎγ）が０．０８程度（焦点
距離ｆ＝約９０ｍｍ、焦点深度が約±６０μｍ）で、α
が８５度の場合、ｘ０（ｍａｘ）は約４．６度となり、
ｘ０（ｍａｘ）、即ち相対的な回転ストロークとして５
度から１０度程度の回転許容範囲が実現できれば十分で
ある。ワーク（ウエハ）４がθとして、θ＞ｘ０（ｍａ
ｘ）の条件で搬送されてくるのならば、ワーク（ウエ
ハ）４または検出光学系３６を回転させることが必要で
ないことは明らかである。

【００７５】以上の方法は、検出光学系３６の中に０次
カットフィルター３９を設置する必要がなくなるため、
検出光学系３６の結像性能を落とさずに済むと言う効果
がある。

【００７６】ここでは、上記の０次回折光が遮光できれ
ば良いわけであるから、ウエハ４の回転角度θが０度に
なるように設定されても良い。この場合、図３及び図３
１に示す０次カットフィルター３９が必要になる。この
場合の０次カットフィルター３９は幅を広めに、具体的
には、０次回折光が十分に遮光できるように実験的に求
められるものである。この場合、前述したように、ウエ
ハ４の回転を検出し、回転補正を実施してチップ配列ベ
クトルを算出してチップ比較を実現する方法と、ウエハ
の回転検出はせずにチップ比較をしない方法が考えられ
る。しかしながら、チップ比較を実施する方法が、実施
しない方法に対して検出感度等が低くなる。特に、ウエ
ハ４上に形成されたパターンにおいては、角部の丸みの
ように様々な方向成分を有して０次カットフィルター３
９で全てを取り除くことができない。従って、チップ比
較をすることによって０次カットフィルター３９で消去
できないものも除去することができる。

【００７７】［第９実施例］次に検査ユニット（検出ヘ
ッド１ａ、ハンドリング機構５等から構成）の設置に関
して説明する。即ち、以上説明した検査ユニットを所定
の仕様でプロセス装置（図１、図９及び図１０に示
す。）、ウエハの搬送系５（図１、図９及び図１０に示
す。）、ウエハストッカ部１３１（図１３に示す。）等
に設置すればよい。検査時には、この検査ユニット（検
出ヘッド１ａ）を構成する検出光学系３６の焦点深度の
範囲内で、ワーク（ウエハ）４の検査面を通過させる。
即ち、この際、ワーク（ウエハ）４の検査面を、この焦
点深度の範囲内で通過させれば良い。また、ワーク（ウ
エハ）４を載置するステージまたは搬送するアーム等の
ハンドリング機構によっては、ウエハのそりが吸収でき
ない場合があり、このような場合、後述する自動焦点や
自動傾き合わせが必要になる。この場合であっても、ウ
エハのそりの曲率は問題になるレベルではない。

【００７８】次にワーク（ウエハ）４を搬送するための
ハンドリング機構５におけるアーム５ａについて図３３
に基づいて説明する。前記したようにワーク（ウエハ）
４の検査面を、検査ユニット（検出ヘッド）１ａの検出
光学系３６の焦点深度の範囲内にする必要がある。その
ため、ワーク（ウエハ）４を平坦なステージまたはアー
ムに吸着する必要がある。真空中においては、真空吸着
ができないため静電吸着タイプの吸着方式が望ましい。
たとえば、静電吸着タイプの搬送アームの例を図３３
（ａ）、（ｂ）に示す。この静電吸着アーム３３１（５
ａ）の電気回路３３３（図３３（ｂ）に示す。）の構成
の例を示している。ウエハ４のそりは±１０μｍ程度に
おさえる必要がある。

【００７９】図３３（ｂ）に静電チャック３３２の断面
を示す。１対の電極３３３を並べたものであり、２極に
高電圧３３５をかける。吸着開始時にスイッチング信号
３３７に基づいてスイッチング回路３３６を制御して高
電圧３３５からの電圧をかけ、吸着除去時にスイッチン
グ信号３３７に基づいてスイッチング回路３３６を制御
して２局を短絡する。このステージは、あくまで、ワー
ク（ウエハ）４の搬送用として、前述した搬送ロボット
（ハンドリング機構）５のアーム５ａとして使用される
ものであり、かつ、ワーク（ウエハ）４のそりをなくす
ものである。従って、ローダ又はアンローダ（ウエハカ
セット）８ａ、８ｂからワーク（ウエハ）４を引き抜く
に十分な薄さを有し、ワーク（ウエハ）４のそりを矯正
するに十分な厚さを有するものである。具体的には、厚
さ２ｍｍ〜６ｍｍ程度のセラミックがよい。また、大き
さも、ワーク（ウエハ）４のそりを矯正するに十分なも
のでなければならない。具体的には、ワーク（ウエハ）
４の半径の６割から１０割の半径を持つ形状が良い。も
ちろん、形状は円盤状である必要はなく、矩形、三角形
等の他の形状であってかまわない。また図３３（ｃ）、
（ｄ）に、大気中の搬送アーム３２１の断面を示す。こ
の搬送アーム３２１には、真空源（図示せず。）に接続
された排気通路３２４に連通した穴３２３につながった
真空吸着溝３２２が設けられ、ワーク（ウエハ）４を真
空吸着できるように構成されている。このように大気中
では、搬送アーム５ａにおいて図３３（ｃ）、（ｄ）に
３２１で示す真空吸着式が使用できるので、上記真空吸
着式が望ましい。もちろん前述したように静電吸着であ
っても良い。また、そのほかの形状、厚さ、材質等は、
前述した静電吸着タイプのものと基本的には同一であ
る。このような、搬送アーム５ａは、異物検査のためだ
けでなく、ワーク（ウエハ）４のそりが問題になるその
他の用途にも用いられるべきものであることは言うまで
もない。即ち、ハンドリング機構（搬送ロボット）５の
搬送アーム５ａは、プロセス装置（図１、図９及び図１
０に示す。）、ウエハの搬送系５（図１、図９及び図１
０に示す。）、ウエハストッカ部１３１（図１３に示
す。）等に設置され、ワーク（ウエハ）４を搬送するた
めのものである。

【００８０】次にワーク（ウエハ）のそり対応の装置に
ついて図３４〜図３８を参照して説明する。本発明によ
る異物検査装置１は、ワーク（ウエハ）４にそりがあっ
た場合、２つの点で問題になる。一つは、そりによる検
出光学系（対物レンズ３７）３６の焦点位置の変動であ
る。たとえば、図３４（ａ）に示すように、８インチウ
エハ４の中央が周囲に対して４００μｍ膨らんだような
形状のそりがある場合、視野３４１の３５ｍｍの範囲で
は光軸方向に最大約１４０μｍの変動となる。２つめ
は、このそりによるウエハ４の表面の傾きにより、ウエ
ハパターンのフーリエ変換像の位置が、予め設置されて
いる空間フィルター３９と位置ずれを起こしてしまい空
間フィルタリング効果が損なわれることである。上記の
程度のそりの場合、つまり（Δδ＝１４０μｍ／３５ｍ
ｍ）の傾きの場合、図３６に示すようにフーリエ変換面
３６１での位置ずれは、（１４０μｍ／３５ｍｍ）・
（ｆ＝７０ｍｍ）となり、２８０μｍの位置ずれとな
る。なお、ｆは、検出光学系（対物レンズ３７）３６の
焦点距離である。

【００８１】これら２つの問題を解決するため以下の方
法が必要となる。上記説明したように、ウエハ全体で
は、複雑な形状をしたそりも、３５ｍｍの視野３４１内
では、ほぼ平面と考えられる。従って、図３４（ａ）に
示すように、この視野３４１内の中央部での法線方向と
光軸を合わせるような調整機構を設ければよい。即ち、
図３４（ｂ）、図３５〜図３８にウエハ４のそり対応の
装置を示す。この装置は、そりの検出部３４５ａ，３４
５ｂとそりへの合わせ機構部３８１とから構成される。

【００８２】即ち、この装置（そりの検出部３４５ａ，
３４５ｂとそりへの合わせ機構部３８１とから構成され
る。）は、光源３１（図３４（ｂ）に示す。）又は光源
３４９（図３５（ｂ）に示す。）、ミラー３４８を有す
る結像光学系３４６（図３４（ｂ）に示す。）又は結像
光学系３５０（図３５（ｂ）に示す。）、２分割検出器
（１次元又は２次元のイメージセンサでも良い。）３４
７、２分割検出器３４７からの信号ａ，ｂについて処理
する信号処理系３５０、図３８に示すように該信号処理
系３５０から得られるワーク（ウエハ）の表面の傾きΔ
δを示す信号３５１を受信して駆動部を制御するコント
ローラ３８２、該コントローラ３８２からの駆動信号に
よって駆動される駆動部３８３から構成される。光源３
１、３４９から射出した光は、結像光学系３４６、３５
０により２分割検出器３５２上に結像される。信号処理
系３５０では、この２分割検出器３５２における受光部
３５２ａからの信号ａと受光部３５２ｂからの信号ｂと
により、例えば、コントラスト（ａ−ｂ）／（ａ＋ｂ）
等の算出処理を施し、この値（ａ−ｂ）／（ａ＋ｂ）
（図３７に示す。）が、０（合傾範囲内）になるように
検出光学系３６全体を、そりへの合わせ機構部３８１に
より光軸とリニア検出器４０を含む平面内でΔδ方向に
回転させ、そりの法線方向と光軸が重なるように調整す
る。この調整は、検出光学系３６とワーク（ウエハ）４
が相対的に走査される間、自動的、独立に調整され続け
る。図３５（ａ）に、２分割検出器３５２においてワー
ク（ウエハ）４の傾きに応じて検出する状態を示す。即
ち、ワーク（ウエハ）４の表面が傾いていない場合、２
分割検出器３５２において中心線３５６に位置する実線
で示す光束３５４を受光し、ワーク（ウエハ）４の表面
がΔδ方向に傾いている場合、２分割検出器３５２にお
いて中心線３５６から偏位した点線で示す光束３５５を
受光することになる。また、上記の信号処理系３５０で
はコントラストを算出したが、差ａ−ｂ、あるいは比ａ
／ｂ等の演算であっても良い。また、この際の回転中心
は、光軸とワーク（ウエハ）４との交点あるいはその近
傍であることが望ましい。この場合、ワーク（ウエハ）
４内の視野が、走査方向に垂直な方向で変動することが
ないからである。

【００８３】そりへの合わせ機構部３８１の構造は、ボ
ールベアリングを用いた構造、板バネを用いた構造、コ
イルバネを用いた構造、リンク構造などであってかまわ
ないが、図３８に、コイルバネ３８８を用いた構造を一
例として示す。この場合、傾き合わせの回転中心はコイ
ルバネの中心付近になり、光軸とワーク（ウエハ）４と
の交点からやや離れることになるが、十分交点に近いと
考えられる。なぜなら、この回転中心と上記交点との距
離をｄとすると、上記の例の傾きが存在した場合の光軸
傾きの調整結果として、視野の検出器方向のずれは、
（１４０μｍ／３５ｍｍ）・（ｄ＝たとえば３５ｍｍ）
＝１４０μｍとなり、問題になるほど大きな値ではな
い。さらにリンク構造等を用いこの回転中心を上記の交
点に近づけることができる。この際のΔδ方向の駆動系
は、圧電素子を用いても、図３８に示したように、パル
スモータ３８３の出力軸に取付けられたカム機構３８４
を用いても良い。３８７は、枠状をした検出ヘッド１ａ
の基台（ベース）である。パルスモータ３８３及びパル
スモータ３８５は、基台（ベース）３８７に取付けられ
ている。３８９は、照明光学系３１及び検出光学系３６
を取り付けた板部材である。従って、照明光学系３１及
び検出光学系３６は、パルスモータ３８３を回転駆動す
ることによってカム機構３８４によりコイルバネ３８８
を中心にしてΔδ方向に傾斜して補正することになる。
またパルスモータ３８５を回転駆動することによってカ
ム機構３８６によりＺ方向にΔｚ変位して補正すること
になる。

【００８４】次に自動焦点検出系について図３８〜図４
４を参照して説明する。即ち、ワーク（ウエハ）４のそ
りは、ワーク（ウエハ）４の傾きとなると同時に、特に
ワーク（ウエハ）４の周辺部で、焦点位置からのずれと
なって現れる。従って、この焦点位置の検出と調整機構
が必要になる。図３９に自動焦点検出系の一実施例を示
す。自動焦点検出系は、光源４０５、スリット４０６、
結像光学系４０４、スリット４０１ａ，４０１ｂ、検出
器４０２ａ，４０２ｂ、信号処理系４０３、駆動系３８
５，３８６（図３８に示す。）より構成される。光源４
０５としては、より輝度の高いものが望ましく、結像光
学系４０４を通して焦点位置測定対象物（ワーク（ウエ
ハ）４）上にスリット４０６の像が結像される。さらに
同一の結像光学系４０４により、ワーク（ウエハ）４上
に結像したスリット像が検出器４０２ａ，４０２ｂの前
に設置されたスリット４０１ａ，４０１ｂ上に結像され
る。ここで、光源４０５の後のスリット４０６と検出器
４０２ａ，４０２ｂの前のスリット４０１ａ，４０１ｂ
は完全に共役な位置にあるのが望ましい。即ち、これら
のスリット４０６、４０１ａ，４０１ｂの形状は同一で
あり、結像光学系４０４の横倍率分だけ大きさが異なっ
ている必要がある。ここで、これら検出器４０２ａ，４
０２ｂの各々の前に設置されたスリット４０１ａ，４０
１ｂは、焦点が合う位置から光軸方向にそれぞれ後方に
ΔＺ₁、前方にΔＺ₂ずらされて設置される。４０１は、
結像光学系４０４の開口数（ＮＡ）を決定する視野絞り
（フィルタ）である。４０７、４０８はハーフミラーで
ある。

【００８５】以下、焦点位置検出の作用について説明す
る。図４１にデルタ関数（スリットの短軸方向）Ｐ
（ｕ）（図４１（ｃ）に示す。）、焦点ぼけ関数（ベッ
セル関数）Ｄ（ｕ）（図４１（ｂ）に示す。）及び光学
的伝達関数（円錐状の関数）Ｍ（ｕ）（図４１（ａ）に
示す。）のフーリエ変換、つまりフーリエ変換領域での
形状を示す。検出信号は、これらの関数の積（Ｍ（ｕ）
・Ｄ（ｕ）・Ｐ（ｕ））（図４１（ｄ）に示す。）を取
り、さらにフーリエ変換して算出された形となる。図４
２（ａ）にこの形状を示す。焦点ぼけが生じたとき、像
の大きさが広がり、検出信号のレベルが下がる現象を示
す。従って、同じ大きさの開口（スリット）４０１ａ，
４０１ｂを配置し、この開口４０１ａ，４０１ｂを通過
してきた信号（図４２（ｂ）に示す。）を各検出器４０
２ａ，４０２ｂにおいて測定する。ここで、２つの検出
器４０２ａ，４０２ｂの位置をそれぞれ前後に配置して
おけば、焦点ずれが生じたとき、図４３（ａ）に示すよ
うに一方が増加し、一方が減少する。そこで、信号処理
系４０３において、この２つの信号のコントラスト（ａ
−ｂ）／（ａ＋ｂ）を算出すれば、図４３（ｂ）に示す
信号となり、これが０点（許容範囲内）を通過するのが
焦点位置になる。４０５は光源、４０６は２次光源を形
成するスリットである。

【００８６】この発明を実施する上で考慮すべきこと
は、２つの検出器４０２ａ，４０２ｂをどれだけ離す
か、結像光学系４０４の開口数（ＮＡ）をいくつにすべ
きかの２点である。これは、本発明の自動焦点系の測定
レンジ及び測定精度と密接に関わる。具体的には、一方
の検出器からの出力信号のピーク位置とこの出力信号が
ピーク位置から１／１００程度に下がる位置までが焦点
深度となり、２つの検出器４０２ａ，４０２ｂの間の距
離はこの焦点距離分だけ離すのがよい。レンズ４０４の
開口数はこの焦点深度を決めることになるため、測定レ
ンジを広げたい場合は、開口数を小さく、測定精度を向
上したい場合は、開口数を大きくする。レンジと精度の
両立は難しいため、以下に示すような工夫がいる。

【００８７】レンズ４０４の瞳上に図４０に示すような
長方形状（あるいは楕円、長円等）のマスク４１０ａを
載置し、ｘ方向、ｙ方向で開口数を変えるようにする。
さらに２次光源のスリット４０６ａを図に示すような２
つの直行するスリットを設け、それぞれを２組の検出器
４０２ａ，４０２ｂと検出器４０２ａ’，４０２ｂ’で
別々に検出する。この際、開口数の違いによりそれぞれ
のスリットの焦点深度が異なるため、検出器４０２ａ，
４０２ｂと検出器４０２ａ’，４０２ｂ’との間の距離
はそれぞれの組で異なるように設定する。具体的には、
長方形のマスク４１０ａの短い方向では、開口数が小さ
くなるため焦点深度が大きくなり検出器間の距離も離す
必要が有る。図４４（ａ）には、検出器４０２ａから出
力される信号ａ、検出器４０２ｂから出力される信号
ｂ、検出器４０２ａ’から出力される信号ａ’、検出器
４０２ｂ’から出力される信号ｂ’を示す。また図４４
（ｂ）には、信号処理系４０３で処理された（ａ−ｂ）
／（ａ＋ｂ）と、（ａ’−ｂ’）／（ａ’＋ｂ’）との
信号を示す。この２つのレンジの焦点検出系を組み合わ
せることにより、つまり、粗精度高レンジの系で高精度
低レンジの測定レンジまで調整することができるので、
総合的には、高精度、高レンジの焦点検出系が実現でき
る。ここではスリットを用いているが、複数のスリット
任意な位置に配列したものであっても、ある幅を持った
リング形状のスリットであっても、あるいはこれらの組
み合わせたものであってもかまわない。

【００８８】ここでスリットの変わりにピンホールでも
かまわないが、スリットを用いることによりスリットの
長手方向の積分効果が現れる。ワーク（ウエハ）４上に
回路パターン等のパターンが形成されており、更に２つ
の検出器４０２ａ，４０２ｂ及び４０２ａ’，４０２
ｂ’のスリットへの結像位置が多少のズレがある場合、
２つの検出器４０２ａ，４０２ｂ及び４０２ａ’，４０
２ｂ’の信号は、焦点変動に対して同一形状の変動をし
なくなる。上記の積分効果によってこのようなスリット
の位置ずれがある場合であってもその影響を軽減できる
効果がある。本実施例の自動焦点検出系では、ワーク
（ウエハ）４に傾きがあっても、無視できるという効果
を有する。また、縞パターン投影するタイプより信号処
理系が単純であると言う効果がある。また、本実施例で
は、ワーク（ウエハ）４上に結像するいわゆる２次光源
としてスリットを用いているが、スリットを用いずに点
光源を用いても、あるいは、検出器側だけにスリット
（あるいはピンホール）を用いても良い。以上説明した
実施例によれば、縞パターン投影等の煩雑な信号処理を
せずに、焦点位置が自動的に算出される。自動焦点検出
部は、ここに示したような光を用いるものでも、あるい
は、静電容量を用いるものでも、また気圧変化を検出す
るものでも良い。

【００８９】図４５及び図４６にワーク（ウエハ）のそ
りの対応と自動焦点合わせとの両方を行わせる実施例を
示す。即ち、照明光学系３１でワーク（ウエハ）４の表
面に集束照明された線状の光束４１を結像光学系４５１
で２分割検出器（１次元又は２次元のイメージセンサで
も良い。）４５２上に結像させ、４５２ａと４５２ｂと
の境界である中心に線状の光束４１が結像されるのを検
出することによって検出光学系３６の自動焦点合わせを
行うことができる。即ち、例えば、受光部４５２ａから
の信号ａと受光部４５２ｂからの信号ｂとに対して（ａ
−ｂ）／（ａ＋ｂ）なる演算を信号処理系４０３で施し
てその値が０になるように、例えば図３８に示すように
検出光学系３６をＺ方向に微動させることによってワー
ク（ウエハ）４の表面を自動焦点合わせを行うことがで
きる。同時に照明光学系３１でワーク（ウエハ）４の表
面に集束照明された線状の光束４１を結像光学系３４６
で２分割検出器（１次元又は２次元のイメージセンサで
も良い。）３５２上に結像させ、３５２ａと３５２ｂと
の境界である中心に線状の光束４１が結像されるのを検
出することによって検出光学系３６をワーク（ウエハ）
４の表面の傾きに合わせることができる。即ち、例え
ば、受光部３５２ａからの信号ａと受光部３５２ｂから
の信号ｂとによって（ａ−ｂ）／（ａ＋ｂ）なる演算を
信号処理系３５０で施してその値が０になるように、例
えば図３８に示すように検出光学系３６をΔδ方向に微
動させることによってワーク（ウエハ）４の表面の傾き
に合わせることができる。即ち、図４５及び図４６に傾
き補正、自動焦点の実施例を示す。本実施例は、検出器
３５２、４５２は、前述したような、２分割素子を用い
たものであるが、検査のための照明光学系３１の光束を
用いるものである。図示するように、傾き検出は、ウエ
ハ上の検査位置（照明点）のフーリエ変換の位置にｙ方
向で２分割されるように２分割検出器３５２を置く。ま
た、自動焦点は、ウエハ上の検査位置（照明点）の結像
の位置にｘ方向で２分割されるように２分割検出器４５
２を置く。このような構成により新たな照明を必要とし
ない効果がある。

【００９０】［第１０実施例］次に検査ユニット（検出
ヘッド）１ａ，１ａ’を、プロセス装置（ウエハ４上に
Ａｌ等の金属薄膜を形成するスパッタ装置、ウエハ４上
に絶縁薄膜を形成するＣＶＤ装置、エッチングを施すエ
ッチング装置等）（図１、図９及び図１０に示す。）、
ウエハの搬送系５（図１、図９及び図１０に示す。）、
ウエハストッカ部１３１（図１３に示す。）等に設置す
る仕方について、図４７及び図４８を用いて説明する。

【００９１】即ち、本発明において、２チップ比較検査
をする際、図２２〜図２４に示すように回転補正オペレ
ータ１８７が必要になるが、この回転補正オペレータを
ソフト処理（電気的処理）で行うことができる。しか
し、空間フィルタ（０次カットフィルタ）３９を用いる
場合（図３及び図３１に示す。）においては、空間フィ
ルタ３９の方向とウエハ上に形成されたチップ格子の向
きθとを合わせる必要があり、また空間フィルタ（０次
カットフィルタ）３９を用いない場合（図２９に示
す。）においても、ウエハ上に形成されたチップ格子の
向きθをｘ０（ｍａｘ）より大きくする必要がある。一
方、プロセス装置に搬入されてハンドリング機構５の搬
送アーム５ａで搬送される場合、通常ウエハ４はオリフ
ラ合わせされており、±１０度以下の回転ずれが生じた
状態である。従って、この回転ずれをウエハ側か、ある
いは検査ユニット（検出ヘッド）１ａ，１ａ’側のどち
らかで補正することが必要となる。

【００９２】ウエハ４側で行おうとすると、ハンドリン
グ機構（ロボット機構）５において、搬送アーム５ａの
先端（ウエハ４の中心）を中心にして微回転させる必要
があり、搬送アーム５ａの駆動制御が複雑となる。また
搬送アーム５ａの先端に微動回転ステージを設けて、こ
の微動回転ステージを微回転駆動させて回転ずれを補正
することができるが、搬送アーム５ａの機構が複雑にな
ってしまう。また搬送アーム５ａとは、別に回転ステー
ジを設けることも考えられるが、この回転ステージを設
けるためのスペースが必要となる。このように、プロセ
ス処理装置内に設置されたハンドリング機構（ロボット
機構）５として特殊なものにしなければならなくなり、
共通性が失われることになる。

【００９３】そこで、検査ユニット（検出ヘッド）１
ａ，１ａ’側で回転ずれ補正を行うと上記課題は解決す
ることができる。しかし、検査ユニット（検出ヘッド）
１ａ，１ａ’の機構は、多少複雑になる。図４７には、
検査ユニット（検出ヘッド）１ａ，１ａ’側で回転ずれ
補正を行う実施例を示す。図４７（ａ）に示す実施例で
は、例えば３チャンネル（照明光学系３１と検出光学系
３６との組を３組）の検査ユニット（検出ヘッド）１
ａ，１ａ’をアーム部材４７１上に設置し、該アーム部
材の中心４７３を回転中心にしてアーム部材４７１全体
を、円弧状ガイド（円弧状レール）４７２に沿って摺動
自在に片持ち支持して回転できるように構成している。
なお、４７４は、円弧状ガイド（円弧状レール）４７２
上に固定された歯車である。４７５はアーム部材４７１
上に設けられたモータであり、出力軸に取り付けられた
歯車が、上記歯車４７４と噛み合っている。そしてモー
タ４７５を回転駆動させることによって、アーム部材４
７１は４７３を中心にして回転し、±１０度以下の回転
ずれを補正することができる。

【００９４】図４７（ｂ）に示す実施例では、例えば３
チャンネル（照明光学系３１と検出光学系３６との組を
３組）の検査ユニット（検出ヘッド）１ａ，１ａ’をア
ーム部材４７１上に設置し、該アーム部材の中心４７３
を回転中心にしてアーム部材４７１全体を、円弧状ガイ
ド（円弧状レール）４７２に沿って摺動自在に片持ち支
持して回転できるように構成している。なお、４７６
は、アーム部材４７１に固定された歯車である。４７７
は円弧状ガイド（円弧状レール）４７２上に設けられた
モータであり、出力軸に取り付けられた歯車が、上記歯
車４７６と噛み合っている。そしてモータ４７７を回転
駆動させることによって、アーム部材４７１は４７３を
中心にして回転し、±１０度以下の回転ずれを補正する
ことができる。

【００９５】上記実施例では、回転のガイド４７２とし
て、中心が上記のアーム部材４７１の中心４７３になる
ような円弧状のものを用いている。しかしながら、この
ガイドは、このような円弧状のものである必要はなく直
線状のガイドとリンク機構を用いても良い。図４７
（ｃ）に示す実施例では、例えば３チャンネル（照明光
学系３１と検出光学系３６との組を３組）の検査ユニッ
ト（検出ヘッド）１ａ，１ａ’を板状部材４７９上に設
置し、該板状部材４７９を、基台（ベース）に片持ちで
固定されたアーム４７８の先端において軸心４７３に回
転自在に支持して構成している。そしてアーム４７８の
先端の軸心４７３にモータ４８０を設け、該モータ４８
０の出力軸を板状部材４７９に直結し、モータ４８０を
回転駆動させることによって、板状部材４７９は軸心４
７３を中心にして回転し、±１０度以下の回転ずれを補
正することができる。このように、検査ユニット（検出
ヘッド）１ａ，１ａ’をアーム部材４７１、または固定
されたアーム４７８により片持ち支持するように構成し
たことにより、検査ユニット（検出ヘッド）１ａ，１
ａ’を、４７３を中心にして、±１０度以下の回転ずれ
を補正する機構として、必要スペースを最小にすること
ができる。

【００９６】図４８には、回転ずれを補正する機構のな
い検査ユニット（検出ヘッド）１ａ，１ａ’を片持ち支
持する実施例を示す。４８２は、例えば３チャンネルを
備えた検査ユニット（検出ヘッド）１ａ，１ａ’を搭載
した板状部材であり、この板状部材の下側にミラー３５
を取り付けている。しかし、ミラー３５は、後述するよ
うに、必ずしも、板状部材４８２に取り付ける必要はな
い。そしてこの板状部材４８２は、基台４８１に対して
片持ち支持で装着できるように構成されている。このよ
うに構成することによって、検査ユニット（検出ヘッ
ド）１ａ，１ａ’の取り外しを容易にすることができ
る。この取り外し機構は、鋼球あるいはころ４８３を利
用しているため、取り外しても再設置の際位置が再現さ
れ、再調整の手間を省く効果がある。

【００９７】次に図１、図９及び図１０に示す実施例と
同様に、更に異物検査装置１を構成する検査ユニット
（検出ヘッド）１ａ、１ａ’のプロセス成膜装置への適
用について図４９〜図５１に基づいて説明する。即ち、
半導体の生産は、効率生産を目的に大口径化が進んでい
る。また、製品完成までの日数（工完日数）の短縮が叫
ばれている。枚葉処理は上記の課題を対策する方法とし
て成膜装置、エッチング装置などの処理装置で進んでい
る。さらに、これらの装置を安定に稼働させ、かつ上記
の工完日数をのばさないようにする必要がある。本発明
は、ウエハの処理前後の搬送中に異物欠陥の検査をする
ことにより、この課題を解決するものである。具体的に
は、多くのプロセス処理装置で、図１０、図５０に示す
ような、中心搬送室１０４を中心にしたマルチチャンバ
方式が用いられている。この方式に共通した中心搬送室
１０４上に、今まで説明した検査ユニット１ａ、１ａ’
を設置する構成としている。このようにすることによ
り、異物検査装置１と、プロセス処理装置の設置上のイ
ンターフェイスを規格化することができ、異物検査装置
１の適用をなめらかにできる。ここでは、中心搬送室１
０４に設置したが、マルチチャンバの一室（予備室）５
０１に設置しても良い。さらに、これらの処理装置では
一度真空内に入れたウエハを大気に開放せずに複数の処
理を施すことがある。このような場合、真空内のウエハ
上の異物を検査する必要がある。そこで、真空内のウエ
ハを、図１０と同様に、図４９に示す真空室に設置され
た窓（ダミー・ポート）１０６ｄを介して、大気中に設
置した検査ユニット（検出ヘッド）１ａ、１ａ’を用い
て真空室内のウエハ上の異物を検出する。ここで、図４
９に示した、真空窓１０６ｄを含むフランジを規格品と
すればよい。

【００９８】図５１（ａ）には、照明光学系３１のミラ
ー３５を真空室（搬送室）１０４内に設置すべく、真空
対応標準フランジ１０６に取り付けた実施例を示したも
のである。図５１（ｂ）には、照明光学系３１のミラー
３５を真空室（搬送室）１０４内に設置すべく、窓（ダ
ミー・ポート）１０６ｄの下側に取り付けた実施例を示
したものである。照明光をウエハ４の表面に対して角度
αが少なくとも６０度以上で照明しようとするとミラー
３５を真空室（搬送室）１０４に設置せざるを得なくな
る。即ち、透明な窓を通して斜め方向から照明したので
は、集光性が確保できなくなるからである。また、検出
光学系３６の対物レンズ３７としては、異物の検出感度
を向上させるために、ＮＡ（開口数）の大きな（例えば
０．２）、即ち焦点距離ｆの短い（例えばｆ＝４０ｍｍ
程度）小形のレンズを使用した方がよい。そうすると透
明窓１０６の下面と搬送されるウエハ４の表面との間の
間隙が（例えば２０ｍｍ程度）非常に狭くなる。従っ
て、図１０（ｂ）に示すように、ミラー３５を大気中に
おいた場合、真空対応標準フランジ１０６を標準化でき
なくなると共に該真空対応標準フランジ１０６の下面と
ウエハ４の表面との間に間隙を形成することが難しくな
る。一方、ミラー３５を真空室内に設置した方が、真空
対応標準フランジ１０６を標準化できると共に、ミラー
３５が搬送されるウエハ４の表面に余裕をもって接触し
ないようにミラー３５を設置することは可能となる。

【００９９】検査ユニット（検出ヘッド）１ａ、１ａ’
が真空窓１０６から切り離して設置され，位置調整可能
なタイプの場合、搬送アーム５ａに対する光学系の位置
調整が容易である。つまり、検査ユニット（検出ヘッ
ド）１ａ、１ａ’を取り外し、更に取り付けるような場
合、この設置時に必要な調整は、光学系３１、３６の全
体のｚ方向と光学系３１、３６が持つ直線状の視野の傾
きとの２自由度の調整だけになる。また、先に説明した
ウエハ４のそりに追従した自動傾き補正、及び自動焦点
などの機構を用いる場合、この光学系３１、３６が真空
窓１０６から切り離して設置され、位置調整可能なタイ
プが必然である。（もちろん、照明光学系３１の光強度
が十分にあり、照明光束を十分広くできるような場合
は、自動焦点も、自動傾き補正も検出光学系３６だけで
良いため、照明用のミラー３５等の一部の部品が真空窓
１０６側に設置されていても問題ない。）また、このよ
うなタイプの検出系の場合、真空装置でない処理装置に
設置する場合もそのまま検査ユニット（検出ヘッド）１
ａ、１ａ’を設置できるという効果がある。ただし、検
出光学系３６の対物レンズ３７の開口数（ＮＡ）が大き
い（例えば０．２〜０．３）場合、対物レンズの収差が
問題になり、予め真空窓１０６を考慮に入れてレンズ系
を設計する必要があるため、大気中でもここで示したよ
うな窓を収差補正用に用いる必要がある。また、検査ユ
ニット（検出ヘッド）１ａ、１ａ’の取り外しを容易に
する構成を図４８に示す。これは、鋼球あるいはころ４
８３を利用し、取り外しても再設置の際位置が再現さ
れ、再調整の手間を省く効果がある。また、図５１
（ｂ）に示すように、照明用のミラー３５を真空窓１２
６ｄに接着する構造は、フランジ１０６の構造を単純に
する効果を有する。この場合、検出光学系３６とウエハ
４の表面との間の間隙を多くとることができるので、窓
ガラス１０６ｄ、フランジ１０６とも厚くできる効果が
ある。

【０１００】ウエハ４上に成膜された膜の粒径が大きい
ような工程の場合、照明はできる限り大きな入射角度
（αが６０度に近い角度）で入射するのが望ましい。逆
に、ウエハ上に成膜された膜の粒径が小さく膜質が殆ど
鏡面に近い工程の場合、照明はできる限り小さな入射角
度（αが８０〜８５度）で入射するのが望ましい。これ
は、入射角が大きいと、膜の粒径からの反射がおさえら
れ、異物が強調されるからである。また、膜質が鏡面に
近い場合は、より前方散乱を検出できるように、入射角
は小さい方がよい。従って、本発明のオンマシン異物検
査装置のような場合、各装置毎に成膜する膜が決定され
ているのであるから、膜に合う入射角度が選択されるべ
きである。

【０１０１】また図５２に示すように、検出光学系３６
の対物レンズ（テレセントリック光学系）３７の先に迷
光を遮光する遮光板（フィルタ）５２１、５２２を設置
する方が望ましい。即ち、前述した実施例においては、
照明光学系３１により、強力な照明を用いるためウエハ
表面あるいはレンズ表面での反射が原因になって、リニ
アイメージセンサ４０で検出する検出像に迷光が入るこ
とがある。そこで図５２に示すような遮光板５２１、５
２２を検出光学系３６の光路に設置する。これは、リニ
アイメージセンサ（検出器）４０が線状であり、レンズ
の全光束の内すべてを有効に活用していないため、活用
されない部分は遮光してしまうと言う思想である。この
効果をさらに有効にするため、この遮光板５２１、５２
２を複数段設置するのがよい。更に、検査ユニット（検
出ヘッド）１ａ、１ａ’を室内の照明が入らないように
カバーできないような場合においても、室内の照明の影
響を受けることもない。

【０１０２】［第１１実施例］次に異物検査における走
査モード（搬送モード）について、図５３〜図５６を用
いて説明する。図５３（ａ）（ｂ）に、一般的なウエハ
ハンドリング機構（ウエハ搬送ロボット）５を示す。こ
のような構成（肩部５ｃと該肩部５ｃに垂直軸回りにモ
ータ（図示せず）によって回転駆動される上腕のアーム
５ｂと該上腕のアーム５ｂの先端に垂直軸回りにモータ
（図示せず）によって回転駆動される前腕のアーム５ａ
とで構成される。）のロボットでは、搬送アーム５ａの
回転が等速度の場合、ウエハ４の搬送速度は等速になら
ない。この結果、リニアイメージセンサ４０で異物を検
出するとき、画素サイズが場所により変動したり、蓄積
時間が変わることにより検出出力が変動したりすること
がある。これは、前述したように（図２２〜図２５）、
チップ比較の対応点を算出する際に問題になる。

【０１０３】そこで、１）ロボットが直線運動になるよ
うな制御をする、２）検出した画像平面がゆがまないよ
うに検出時の蓄積時間を制御する、３）画像はゆがんだ
まま取り込んで電気回路によるウエハの回転補正時にチ
ップ比較の対応点を対応させる、等の処理を施す必要が
ある。

【０１０４】このようなタイプのロボットでは、各時間
に図５４（ｂ）に示したようなサインカーブの速度の運
動をする。したがって、各時間には図５４（ａ）に示し
たようなサインカーブの位置に移動する。即ち、前述し
たように、上記のタイプのロボットでは、ウエハの位置
ｘは、次の（６）式の関係を有し、時間ｔと共に図５４
（ａ）に示したようなサインカーブになる。 ｘ＝ｌ・ｓｉｎ（ωｔ） （６） ここで、ωはロボットの回転軸の各速度である。従っ
て、ウエハの走査速度は、ｘを時間微分したｘドットで
表され、次の（７）式の関係となり、図５４（ｂ）で示
される。 ｘ（ドット）＝ｌ・ω・ｃｏｓ（ωｔ） （７） このようなステージを用いる場合の対応方法の内、３）
の電気回路によるウエハの回転補正時にチップ比較の対
応点を対応させる方法について図５６（ａ）に基づいて
説明する。この方法では、ウエハ４が載置された状態
で、まずウエハの傾きθが回転検出処理１８６において
ウエハ回転方向検出器１１０から検出される信号に基づ
いて算出され、このウエハの傾きθに応じて、参照テー
ブル５６１により比較対象のチップの座標関係（ｍpx，
ｍpy）が求められる。この座標関係（ｍpx，ｍpy）に応
じて、メモリ１８９上に格納された検出信号から、比較
演算手段１９０により比較対象チップの情報が引き出さ
れ比較される。ここで、参照テーブル５６１は、演算処
理を高速にするために用いられているものであり、必ず
しも必要なものではない。参照テーブル５６１は、ウエ
ハ走査の非等速性に対応するものである。ウエハの走査
速度（ｘ（ドット））は、ロボットアームの各位置で一
意的に決まり、ある速度で運動した際の検出画像ゆがみ
も一意的に決まるため、ロボットアーム５ａ，５ｂの各
位置で検出画像ゆがみは一意的に決まる。そこで、ロボ
ットアーム５ａ，５ｂの各位置毎にチップ比較時の対応
点の位置座標を対応させることができる。この対応関係
を参照テーブル５６１とする。

【０１０５】一例として、ロボットの腕の長さｌ＝１０
０ｍｍ，腕の初期位相ε０＝３０度（腕の回転位相範囲
−３０度＜ε＜３０度）、ロボットの回転パルスレート
ｆ０、画素サイズｐｓ＝７ミクロン、蓄積時間ｔｉ＝１
ｍｓｅｃ、最大速度ｖｍ＝７ｍｍ／ｓｅｃの場合、チッ
プピッチｐ＝１０ｍｍのウエハがθ＝５度の傾きを持っ
て走査される時について具体的数値を算出してみる。比
較チップの関係座標をｘ方向、ｙ方向それぞれの差画素
数（ｍpx、ｍpy）で示す。 ｍpx＝ｐ・ｓｉｎθ／ｐｓ＝１２４ ｍpy＝ｐ・ｃｏｓθ／ｐｓ＝１４２３ ここで、最大速度で搬送されている場合は、この値で、
検出画素は正方形となる。ここで、搬送速度ｖ＝０．８
・ｖｍの時、ｍpx＝１２４画素、ｍpy＝１４２３画素で
は、正方形にならない。この速度で搬送して、正方形に
するためには、 ｍpx＝（ｐ・ｓｉｎθ／ｐｓ）・（ｖｍ／ｖ）＝１５５ ｍpy＝（ｐ・ｃｏｓθ／ｐｓ）＝１４２３ となる。ここで、腕の回転位相範囲が−３０度＜ε＜３
０度程度の時は、上記のような近似式でも特に問題はな
いが、これより広い場合、あるいは、さらに高精度で管
理したい場合は、以下の近似を用いない方法を用いて参
照テーブル５６１を作成するのがよい。

【０１０６】ｘ（ｍ）＝ｖｍ・（ｆ０／２π）ｓｉｎ
（２π・ｎ／ｆ０−ε０）＋Ｃ（積分定数） ここで、ｍ＝（２・ｌ／ｐｓ）・ｎの時、ｘ（ｍ＋ｍp
x）−ｘ（ｍ）＝ｐ・ｓｉｎθを満たすように、ｍpxを
算出する。ｍpyは変化しない。参照テーブル５６１は、
ｎに対応して、ｍpx，ｍpyを算出しておけばよい。ま
た、２）検出した画像平面がゆがまないように検出時の
蓄積時間を制御する方法について説明する。この方法
は、図５５に示すウエハ（搬送アーム）の速度曲線（ｘ
（ドット））を予め知っておきこの曲線に対応してリニ
アイメージセンサ（検出器）４０の蓄積時間を変化させ
るものである。各検出画素が正方形（リニアイメージセ
ンサ（検出器）４０が正方形でない場合は、リニアイメ
ージセンサ（検出器）４０の画素形状に相似な図形、た
とえば長方形）になるように蓄積時間を変化させるもの
である。このためには、ステージの走査速度（ｘ（ドッ
ト））の逆数Ｔｉに比例するような蓄積時間にすれば、
各位置で縦横の倍率が一定になる。

【０１０７】即ち、図５６（ｂ）に示すように、ステー
ジパルスカウンタ５６２により搬送ロボット５のエンコ
ーダから検出されるロボットアーム５ａ，５ｂの回転角
度からウエハ（搬送アーム）の送り位置（ｘ）が計測さ
れ、この位置毎に演算手段５６３によりウエハ（搬送ア
ーム）の速度（ｘ（ドット））が算出され、この速度か
ら蓄積時間が算出される。タイミング発生手段５６４で
は、演算手段５６３で算出された蓄積時間でニリアイメ
ージセンサ４０からの信号が検出されるようにタイミン
グ信号５６５を発生する。この信号５６５を用いて検出
された画像信号ｉは、検出の時点で、ゆがみがない状態
で一時的にメモリ１８９に格納される。一方、図２３に
示すように、θ検出処理１８６でウエハの傾きθが検出
され、この値と設計データからのチップピッチｐを基に
対応点の座標を作成し、この座標を基にメモリ１８９に
格納されているデータを引き出し対応点を比較演算手段
１９０で比較することにより異物を示す信号１８８を検
出することができる。

【０１０８】ここで、検出信号ｉは、蓄積時間が異なる
ため、大きさが真の値からずれてしまう。この検出信号
ｉのずれも、上記の方法に準ずる方法で、補正可能なの
は言うまでもない。ところが、この補正により、ノイズ
も強調されてしまうことがある。故に、機構によりθ合
わせを実施した後に信号を検出する方法が、最も良いデ
ータを与える。

【０１０９】［第１２実施例］次に鏡面ウエハを保有す
るプロセス装置について図５７を用いて説明する。図５
７に鏡面ウエハを搭載したプロセス装置の実施例を示
す。本発明に係わる異物検査システムでは、主に表面に
パターンニングされた製品ウエハの異物を検査あるいは
モニタする。ここで、表面にパターンがないウエハ（鏡
面ウエハ）では、製品ウエハより高感度で異物を検査で
きる。そこで、プロセス装置の異物管理を鏡面ウエハを
用いて実施することができる。ところが、この鏡面ウエ
ハの異物検査では、装置からのウエハの搬送を含め時間
と手間がかかっていたため、高頻度の検査ができないの
が現実であった。また、鏡面ウエハの洗浄保管の手間も
問題であった。そこで、装置自体に鏡面ウエハのストッ
カ５７１を設置し、特定の頻度で、この鏡面ウエハ４ａ
を装置内を搬送し、本発明に係わるオンマシン異物検査
装置１の検査ユニット１ａ，１ａ’で、表面検査を実施
する構成とした。これにより、上記の問題を解決して、
高頻度の装置異物モニタリングが実現される。

【０１１０】本発明の装置は、ウエハストッカ５７１、
昇降システム５７２、カセット室１０２、１０３、搬入
口５７３、異物検査ユニット１ａ，１ａ’、搬送アーム
５ａ、搬送ロボット５、中央搬送室１０４、プロセス処
理室１０１等構成される。ここで、ウエハ４は、カセッ
ト（１ロット２５枚のウエハが運搬されるタイプ、ある
いはその他の数値の複数枚のウエハが運搬されるもの、
あるいは、枚葉のウエハが運搬されるもの）１３２に載
置された状態で、搬入口５７３から搬入される。ここ
で、ウエハカセット１３２の載置される位置に、載置さ
れたウエハ４がそれぞれ平行になる状態で、鏡面ウエハ
４ａを載置するウエハストッカ５７２が設置されてい
る。鏡面ウエハ４ａを載置するウエハストッカ５７２の
位置は、この位置でなくても搬送アーム５ａが搬送しや
すい他の場所であっても良い。

【０１１１】ここで、通常は、ウエハカセット１３２内
のウエハ４が処理される。ここで、任意のタイミング、
具体的には、ウエハ１ロット（１カセット）毎、あるい
は数ロット毎、あるいは１日に１回等のタイミングで、
ウエハストッカ５７２内の鏡面ウエハ４ａが搬送され
る。ウエハは、任意の搬送経路、具体的には、プロセス
処理を含む通常の搬送経路、あるいは短縮された経路等
の経路で搬送後、異物検査ユニット１ａ，１ａ’で、表
面異物が検査される。さらに、この鏡面ウエハ４ａは、
使用してウエハストッカ５７２に収納する毎に洗浄する
わけではないので、使用する度に鏡面ウエハ４ａ上の異
物は徐々に増えていくが、この変化が急峻でない限り
は、特に問題にならない。そこで、このモニタリングで
は、搬送前（前回の検査結果）の異物付着マップ（図５
８（ａ）に示す状態）と搬送後の異物付着マップ（図５
８（ｂ）に示す状態）の差を取り、この差（図５８
（ｃ）に示す状態）を、検査データとする。このように
して、鏡面ウエハ４ａ上に付着した異物の状態を検出す
ることができる。

【０１１２】次に窓部での異物付着モニタについて説明
する。ここで、鏡面ウエハ４ａの代わりに、プロセス処
理室に設置された観察窓の内面を検査ユニット１ａで直
接検査あるいはモニタリングしても良い。この場合、表
面は、鏡面であるため高感度で検査が可能である。ま
た、鏡面ウエハ４ａの搬送ストックなどの煩雑さがな
い。また、処理中、処理間、等常時モニタできる等の効
果がある。ここで、検査ユニット１ａは、前述したよう
な１次元検出器を走査して用いても良いし、２次元の検
出器を用いても良い。さらに、ウエハ表面異物との関係
を事前に把握しておき、ウエハ表面に異常が発生したよ
うなときの観察窓の様子を予めデータベースに格納して
おくと、ウエハの表面の観察をせずとも観察窓の表面検
査だけで装置の発塵状態を知ることができる。

【０１１３】ここで処理室壁面、観察窓を含む内面は、
プロセス処理と共にゆっくり汚染されていく。この様子
は、異物検出信号（異物の数あるいは検出信号強度）の
緩やかな変化として観察される。ここで、表面からの膜
離れ、あるいは、異常な異物発生が合った場合、前記の
緩やかな変化ではない、急峻な変化が観察される。この
急峻な変化は、急峻な増加だけでなく、急峻な信号減少
であっても異常とされるべきである。表面の膜のはがれ
の場合、急峻な信号減少として観察されることが多い。
このような異常を検出した場合、処理室壁面の掃除、そ
の他の対策が施される。さらに、観察窓は、異物が付着
するという点で装置内の壁面と同等の性質を持っている
のが望ましい。具体的には、温度、表面の粗さ、材質
（薄い金属膜等を蒸着し材質を同じにしておく。この場
合、薄い金属膜は光を透過する。）等を同じにしておく
のが望ましい。

【０１１４】次にシェーディングの補正について説明す
る。本発明では、隣接チップ間で信号出力を比較するた
め、照明はより均一な強度で照射されるべきである。と
ころが、レーザのビームは一般的に中心が強く周辺が弱
い。結果的に、照明強度は、直線上の視野の中央付近で
強く周囲で弱くなっている。そこで、図３に示す照明光
学系３１の射出位置付近（シリンドリカルレンズ３４の
前に）にこの強度分布を逆に補正するような補正板を挿
入する。この補正板は、曲線状のスリットであってもよ
く、中央付近の透過率を落としたＮＤフィルターであっ
てもよい。

【０１１５】

【発明の効果】本発明によれば、半導体ウエハ、ＴＦＴ
基板等の半導体基板に対して成膜するスパッタ装置及び
ＣＶＤ装置、パターンを形成するエッチング装置、レジ
スト塗布装置、露光装置、洗浄装置等の様々なプロセス
処理装置において、半導体ウエハ、ＴＦＴ基板等の半導
体基板に対して異常な付着異物の発生を低減して半導体
を高歩留まりで生産することができる効果を奏する。

【０１１６】また本発明によれば、半導体ウエハ、ＴＦ
Ｔ基板等の半導体基板に対して成膜するスパッタ装置及
びＣＶＤ装置、パターンを形成するエッチング装置、レ
ジスト塗布装置、露光装置、洗浄装置等の様々なプロセ
ス処理装置において、半導体ウエハ、ＴＦＴ基板等の半
導体基板に対して異常な付着異物の発生に対してアラー
ム等のフィードバックを行うことができ、このフィード
バックに基づいて部分的に、または全体について洗浄し
たり、供給ガスの条件、排気の条件、温度条件、印加電
圧等のプロセス条件を制御することにより異常な異物の
発生を著しく低減して半導体を高歩留まりで生産するこ
とができる効果を奏する。

【０１１７】また本発明によれば、半導体ウエハ、ＴＦ
Ｔ基板等のワーク（半導体基板）を多数保管する製品保
管装置において、多数のワーク上に付着した異物の状態
を調べてワークを排出することができるので、多数の異
物が付着したワークに対してその後のプロセス処理を続
行することを防止することができ、その結果半導体を高
歩留まりで生産することができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるプロセス処理装置に異物検査装
置を設置した場合の実施例を示した図である。

【図２】本発明に係わる全体のシステム構成を示した図
である。

【図３】本発明に係わる検査ユニット（検出ヘッド）の
具体的構成を示す図である。

【図４】本発明に係わる検査ユニット（検出ヘッド）に
おけるチャンネル数と走査の仕方との関係を示した図で
ある。

【図５】本発明に係わる処理による増加異物マップの算
出の仕方を説明するための図である。

【図６】本発明に係わる着工ロット単位或いはウエハ単
位に検出される異物数を示す図である。

【図７】本発明に係わる着工ロット単位において、ウエ
ハ毎に最大、最小、平均値の異物数を示す図である。

【図８】本発明に係わる過去の解析事例に基づいて異常
の異物発生原因を推定する仕方を説明するための図であ
る。

【図９】本発明に係わるプロセス処理装置に異物検査装
置を設置した場合の図１とは異なる実施例を示した図で
ある。

【図１０】本発明に係わるプロセス処理装置に異物検査
装置を設置した場合の図１及び図９とは異なる実施例を
示した図である。

【図１１】本発明に係わる異物検査装置にウエハコード
識別装置を備えたシステム構成を示す図である。

【図１２】本発明に係わる識別コードが印字されたウエ
ハを示す図である。

【図１３】本発明に係わるウエハストッカに異物検査装
置を設置した場合の実施例を示した図である。

【図１４】図１３に示す保管棚の部分を示す図である。

【図１５】本発明に係わるウエハのオリフラを検出して
ウエハ回転方向を検出する実施例を説明するための図で
ある。

【図１６】本発明に係わるウエハのオリフラを検出して
ウエハ回転方向を検出する図１５と異なる実施例を説明
するための図である。

【図１７】本発明に係わるウエハ上に形成されたチップ
格子を検出してウエハ回転方向を検出する実施例を説明
するための図である。

【図１８】本発明に係わるウエハ上に形成されたチップ
格子を検出してウエハ回転方向を検出する図１７と異な
る実施例を説明するための図である。

【図１９】本発明に係わるウエハ上に形成されたチップ
格子を検出してウエハ回転方向を検出する図１７及び図
１８と異なる実施例を説明するための図である。

【図２０】本発明に係わるウエハ上に形成されたチップ
格子を検出してウエハ回転方向を検出する図１７及び図
１８及び図１９と異なる実施例を説明するための図であ
る。

【図２１】本発明に係わる検出像からウエハの回転角を
検出する仕方を説明するための図である。

【図２２】本発明に係わるチップ比較において回転補正
オペレータを施すための説明図である。

【図２３】本発明に係わるソフト処理で行うチップ比較
システムを示す図である。

【図２４】図２３の説明図である。

【図２５】本発明に係わる回転機構を用いて行うチップ
比較システムを示す図である。

【図２６】図２５の説明図である。

【図２７】本発明に係わる検出像からウエハの回転角を
検出するための説明図である。

【図２８】照明光とウエハからの回折光と対物レンズの
開口数との関係を示す正面図である。

【図２９】照明光とウエハからの回折光と対物レンズの
開口数との関係を示す平面図である。

【図３０】ウエハのチップ配列方向を示す図である。

【図３１】空間フィルタで０次回折光を遮光する説明図
である。

【図３２】本発明に係わる検査ユニットにおける検出光
学系の焦点深度とワーク検査面との関係を示す図であ
る。

【図３３】本発明に係わるハンドリング機構（搬送ロボ
ット）の搬送アームにおいて、ウエハを吸着する構成を
示す図である。

【図３４】ウエハのそりに基づいて、ウエハの傾きを検
出する光学系の実施例を示す図である。

【図３５】ウエハのそりに基づいて、ウエハの傾きを検
出する光学系の図３４と異なる実施例を示す図である。

【図３６】ウエハのそりに基づいて、空間フィルタの位
置における０次回折光のずれを示す図である。

【図３７】合傾範囲を示す図である。

【図３８】検査ユニット（検出ヘッド）を傾き合わせ、
及び自動焦点合わせさせるための機構を示す図である。

【図３９】自動焦点合わせさせるための検出光学系を示
す図である。

【図４０】精密に自動焦点合わせさせるための検出光学
系を示す図である。

【図４１】自動焦点合わせするための各種信号処理波形
を示す図である。

【図４２】自動焦点合わせするための信号波形を示す図
である。

【図４３】信号ａ，ｂ、（ａ−ｂ）／（ａ＋ｂ）とΔＺ
との関係を示す図である。

【図４４】信号ａ，ａ’，ｂ，ｂ’、（ａ−ｂ）／（ａ
＋ｂ），（ａ’−ｂ’）／（ａ’＋ｂ’）とΔＺとの関
係を示す図である。

【図４５】照明光学系の照明光束を用いて傾き検出と焦
点検出とを行う光学系を示す正面図である。

【図４６】照明光学系の照明光束を用いて傾き検出と焦
点検出とを行う光学系を示す平面図である。

【図４７】検査ユニット（検出ヘッド）をウエハ平面内
で回転ずれ補正させる機構を示す斜視図である。

【図４８】検査ユニット（検出ヘッド）を簡単に装着さ
せる機構を示す図である。

【図４９】本発明に係わるプロセス処理装置の搬送室上
蓋に装着するダミー・ポートを示す図である。

【図５０】本発明に係わるプロセス処理装置において、
予備室に検査ユニットを設置した場合の実施例を示す図
である。

【図５１】本発明に係わるプロセス処理装置において、
検査ユニットを搬送室の外側に設置して、照明光学系の
ミラーを搬送室内に設置した実施例を示す図である。

【図５２】本発明に係わる検査ユニットにおいて迷光を
遮光する実施例を示す図である。

【図５３】本発明に係わるハンドリング機構（搬送ロボ
ット）でウエハを搬送する場合についての説明図であ
る。

【図５４】本発明に係わるハンドリング機構（搬送ロボ
ット）でウエハを搬送する場合において変位ｘとその速
度（ｘ（ドット））との関係を示す図である。

【図５５】本発明に係わるハンドリング機構（搬送ロボ
ット）でウエハを搬送する場合において速度（ｘ（ドッ
ト））とその逆数Ｔｉとの関係を示す図である。

【図５６】本発明に係わるチップ比較においてハンドリ
ング機構（搬送ロボット）でウエハを搬送する場合にお
ける速度変動を考慮して行う構成と、本発明に係わるハ
ンドリング機構（搬送ロボット）でウエハを搬送する場
合における速度変動を考慮してリニアイメージセンサに
おける蓄積時間を制御する構成を示す図である。

【図５７】本発明に係わるプロセス処理装置において、
検査ユニットでストックした鏡面ウエハを用いて異物検
出を行う実施例を示す図である。

【図５８】図５７に示す実施例において鏡面ウエハを用
いた場合の異物検出データを得る手法を説明するための
図である。

【符号の説明】

１…異物検査装置、１ａ，１ａ’…検査ユニット（検出
ヘッド）、１ｂ…走査ステージ、３…Θステージ、４…
ワーク（ウエハ）、５…ハンドリング機構（搬送ロボッ
ト）、５ａ…搬送アーム、６…バッファチャンバ、７…
プロセス処理室、８ａ，８ｂ…ワーク供給用ステーショ
ン（ローダ、アンローダ）、９…データ処理部（ＣＰ
Ｕ）、１０…制御装置、１１…検査制御装置、２０…異
物データ解析コンピュータ、２０ｇ…データベース（ハ
ードディスク）、２１…分析装置、２２…検査装置、３
１…照明光学系、３５…ミラー、３６…検出光学系、３
９…空間フィルタ、３７…テレセントリック光学系（対
物レンズ）、４０…リニアイメージセンサ、４１…照明
された線状の光束、９１…プロセス処理装置、９２…処
理室、９４…ガス流量測定ユニット、９５…ガス圧測定
ユニット、９６…放射率測定ユニット、設備状態データ
収集、９８…ローディング室、９９…アンローディング
室、１０１…反応室、１０２…ローダ部、１０４…搬送
室、１０５…上蓋、１０６…真空対応標準フランジ、１
１０…ウエハ回転検出系、１１１…ウエハコード識別装
置、１３１…ウエハストッカ、１３２…ウエハカセッ
ト、１３３…ウエハカセット搬送ロボット、１８７…回
転補正オペレータ、１８９…メモリ、１９０…比較処理
手段、１８６…回転検出処理。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１４年１０月８日（２００２．１０．
８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森岡 洋 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 西山 英利 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 土井 秀明 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 芝 正孝 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 執行 義春 東京都小平市上水本町五丁目20番１号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 松岡 一彦 東京都小平市上水本町五丁目20番１号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 渡辺 健二 東京都小平市上水本町五丁目20番１号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 大島 良正 東京都小平市上水本町五丁目20番１号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 遠藤 文昭 東京都小平市上水本町五丁目20番１号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 谷口 雄三 東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地 株式会社日立製作所内 Ｆターム(参考） 2F065 AA49 AA61 BB03 CC19 FF44 GG04 HH05 HH12 JJ02 JJ05 JJ09 JJ26 LL08 LL12 LL21 LL59 PP02 PP13 QQ00 UU01 UU02 2G051 AA51 AB02 BA01 BB02 BB20 CA03 CB01 CB06 CC07 DA03 DA07 DA08 DA09 EA27 EB01 EC02 ED08 ED12 4M106 AA01 BA04 CA41 DB30

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プロセス処理装置において、該プロセス処
   理装置おける搬送室内をハンドリング機構によって搬送
   されるワーク上に付着した異物を検出するように、ワー
   クの表面に対して斜め方向から集束された光束を照射す
   る照明光学系と該照明光学系で照射されたワーク上の異
   物からの散乱光を集光して光電変換手段で受光して検出
   する検出光学系との組を複数で構成した検出ヘッドと更
   に該検出ヘッドの光電変換手段から検出される信号を処
   理して異物からの信号を抽出する処理手段とを有する異
   物検出装置を備えたことを特徴とするプロセス処理装
   置。
2. 【請求項２】プロセス処理装置において、該プロセス処
   理装置おける搬送室内をハンドリング機構によって搬送
   されるワーク上に付着した異物を検出する異物検出装置
   を備えたことを特徴とするプロセス処理装置。
3. 【請求項３】プロセス処理装置において、該プロセス処
   理装置おける搬送室内をハンドリング機構によって搬送
   されるワーク上に付着した異物を搬送室の上蓋に備えら
   れた透明窓を通して検出する異物検出装置を備えたこと
   を特徴とするプロセス処理装置。
4. 【請求項４】プロセス処理装置において、処理室におい
   て処理されるワーク上に付着した異物を検出する異物検
   出装置を予備室内に備えたことを特徴とするプロセス処
   理装置。
5. 【請求項５】前記異物検出装置は、ワークの表面に対し
   て斜め方向から集束された光束を照射する照明光学系と
   該照明光学系で照射されたワーク上の異物からの散乱光
   を集光して光電変換手段で受光して検出する検出光学系
   との組を複数で構成した検出ヘッドと、更に光電変換手
   段から検出される信号を処理して異物からの信号を抽出
   する処理手段とを備えたことを特徴とする請求項２又は
   ３又は４記載のプロセス処理装置。
6. 【請求項６】前記異物検出装置は、ワークの表面に対し
   て斜め方向から集束された光束を照射する照明光学系と
   該照明光学系で照射されたワーク上の異物からの散乱光
   を集光して光電変換手段で受光して検出する検出光学系
   との組を複数で構成した検出ヘッドと、更に光電変換手
   段から検出される信号を処理して異物からの信号を抽出
   する処理手段と、前記ワークのオリフラの方向またはチ
   ップの配列方向を光学的に検出する回転検出光学系とを
   備えたことを特徴とする請求項２又は３又は４記載のプ
   ロセス処理装置。
7. 【請求項７】前記異物検出装置は、ワークの表面に対し
   て斜め方向から集束された光束を照射する照明光学系と
   該照明光学系で照射されたワーク上の異物からの散乱光
   を集光して光電変換手段で受光して検出する検出光学系
   との組を複数で構成した検出ヘッドと、前記ワークのオ
   リフラの方向またはチップの配列方向を光学的に検出す
   る回転検出光学系と、該回転検出光学系で検出されるワ
   ークのオリフラの方向またはチップの配列方向に基づい
   て前記ワーク上の座標に対して回転補正を施して前記光
   電変換手段から検出される信号についてチップ比較を施
   して異物からの信号を抽出する処理手段とを備えたこと
   を特徴とする請求項２又は３又は４記載のプロセス処理
   装置。
8. 【請求項８】前記異物検出装置は、ワークの表面に対し
   て斜め方向から集束された光束を照射する照明光学系と
   該照明光学系で照射されたワーク上の異物からの散乱光
   を集光して光電変換手段で受光して検出する検出光学系
   との組を複数で構成した検出ヘッドと、前記ワークのオ
   リフラの方向またはチップの配列方向を光学的に検出す
   る回転検出光学系と、該回転検出光学系で検出されるワ
   ークのオリフラの方向またはチップの配列方向に基づい
   て前記ワークと前記検出ヘッドとの間において相対的に
   回転補正を施してワーク上のパターンから発生する０次
   回折光を前記検出光学系に入射させないようにして前記
   光電変換手段から検出される信号に基づいて異物からの
   信号を抽出する処理手段とを備えたことを特徴とする請
   求項２又は３又は４記載のプロセス処理装置。
9. 【請求項９】前記異物検出装置は、ワークの表面に対し
   て斜め方向から集束された光束を照射する照明光学系と
   該照明光学系で照射されたワーク上の異物からの散乱光
   を集光して０次回折光を遮光する空間フィルタを通して
   光電変換手段で受光して検出する検出光学系との組を複
   数で構成した検出ヘッドと、前記ワークのオリフラの方
   向またはチップの配列方向を光学的に検出する回転検出
   光学系と、該回転検出光学系で検出されるワークのオリ
   フラの方向またはチップの配列方向に基づいて前記ワー
   クと前記検出ヘッドとの間において相対的に回転補正を
   施してワーク上のパターンから発生する０次回折光を前
   記空間フィルタで遮光して前記光電変換手段から検出さ
   れる信号に基づいて異物からの信号を抽出する処理手段
   とを備えたことを特徴とする請求項２又は３又は４記載
   のプロセス処理装置。
10. 【請求項１０】前記異物検出装置は、ワークの表面に対
    して斜め方向から集束された光束を照射する照明光学系
    と該照明光学系で照射されたワーク上の異物からの散乱
    光を集光して光電変換手段で受光して検出する検出光学
    系との組を複数で構成した検出ヘッドを前記ワークに対
    して回転補正できる機構に支持して構成したことを特徴
    とする請求項２又は３又は４記載のプロセス処理装置。
11. 【請求項１１】前記異物検出装置は、ワークの表面に対
    して斜め方向から集束された光束を照射する照明光学系
    と該照明光学系で照射されたワーク上の異物からの散乱
    光を集光して光電変換手段で受光して検出する検出光学
    系との組を複数で構成した検出ヘッドと、更に光電変換
    手段から検出される信号を処理して異物からの信号を抽
    出する処理手段と、前記ワークのオリフラの方向または
    チップの配列方向を光学的に検出する回転検出光学系
    と、ワークの表面の傾きを検出する傾き検出光学系と、
    ワークの表面の高さを検出する高さ検出光学系とを備え
    たことを特徴とする請求項２又は３又は４記載のプロセ
    ス処理装置。
12. 【請求項１２】前記異物検出装置は、ワークの表面に対
    して斜め方向から集束された光束を照射する照明光学系
    と該照明光学系で照射されたワーク上の異物からの散乱
    光を集光して光電変換手段で受光して検出する検出光学
    系との組を複数で構成した検出ヘッドと、更に前記光電
    変換手段から検出される信号を処理して異物からの信号
    を抽出する処理手段と、前記ワークのオリフラの方向ま
    たはチップの配列方向を光学的に検出する回転検出光学
    系と、ワークの表面の傾きを検出する傾き検出光学系
    と、該傾き検出光学系から検出されるワークの傾きに応
    じて前記ワークに対する前記検出ヘッドの傾きを制御す
    る傾き制御機構とを備えたことを特徴とする請求項２又
    は３又は４記載のプロセス処理装置。
13. 【請求項１３】前記異物検出装置は、ワークの表面に対
    して斜め方向から集束された光束を照射する照明光学系
    と該照明光学系で照射されたワーク上の異物からの散乱
    光を集光して光電変換手段で受光して検出する検出光学
    系との組を複数で構成した検出ヘッドと、更に前記光電
    変換手段から検出される信号を処理して異物からの信号
    を抽出する処理手段と、前記ワークのオリフラの方向ま
    たはチップの配列方向を光学的に検出する回転検出光学
    系と、ワークの表面の高さを検出する高さ検出光学系
    と、該高さ検出光学系から検出されるワークの高さに応
    じて前記ワークに対する前記検出ヘッドの高さを制御す
    る高さ制御機構とを備えたことを特徴とする請求項２又
    は３又は４記載のプロセス処理装置。
14. 【請求項１４】プロセス処理装置において、該プロセス
    処理装置おける搬送室内又は予備室内をハンドリング機
    構によって搬送されるワーク上に付着した異物を検出す
    る異物検出装置を備え、該異物検出装置で検出されたプ
    ロセス処理装置におけるワークへの付着異物状態に基づ
    いて着工ロット単位またはウエハ単位におけるワークの
    異物マップを作成する処理手段と、既知のワーク解析事
    例のワークの異物マップとその原因との対応データベー
    スを登録しておく記憶手段と、前記処理手段で作成され
    た着工ロット単位またはウエハ単位におけるワークの異
    物マップと前記記憶手段に登録された対応データベース
    とを比較する比較手段とを備えたことを特徴とするプロ
    セス処理システム。
15. 【請求項１５】プロセス処理装置において、該プロセス
    処理装置おける搬送室内又は予備室内をハンドリング機
    構によって搬送されるワーク上に付着した異物を検出す
    る異物検出装置を備え、該異物検出装置で検出された少
    なくともプロセス処理前又は後のワークへの付着異物状
    態に基づいてプロセス処理でのワークへの付着異物状態
    を着工ロット単位またはウエハ単位で管理し、この管理
    される着工ロット単位またはワーク単位におけるワーク
    への付着異物状態が時間変化により増加傾向にあるとき
    または管理値を超えて異常になったとき、前記検出され
    たワークへの付着異物状態から、登録されているワーク
    の異物マップとその不良原因との対応を示すデータベー
    スに基づいて不良原因を推定して該不良原因を取り除く
    ようにプロセス処理を制御する制御手段を備えたことを
    特徴とするプロセス処理システム。
16. 【請求項１６】プロセス処理装置において、該プロセス
    処理装置おける搬送室内又は予備室内をハンドリング機
    構によって搬送されるワーク上に付着した異物を検出す
    る異物検出装置を備え、該異物検出装置で検出された処
    理前のワーク付着異物状態と処理後のワーク付着異物状
    態とを比較して算出されるプロセス処理でのワークへの
    付着異物状態を着工ロット単位またはウエハ単位で管理
    し、この管理される着工ロット単位またはワーク単位に
    おけるワークへの付着異物数が時間変化により増加傾向
    にあるときまたは管理値を超えて異常になったとき、前
    記検出されたワークへの付着異物状態から、登録されて
    いるワークの異物マップとその不良原因との対応を示す
    データベースに基づいて不良原因を推定して該不良原因
    を取り除くようにプロセス処理を制御する制御手段を備
    えたことを特徴とするプロセス処理システム。
17. 【請求項１７】プロセス処理装置において、該プロセス
    処理装置おける搬送室内又は予備室内をハンドリング機
    構によって搬送されるワーク上に付着した異物を検出す
    る異物検出装置を備え、該異物検出装置で検出された少
    なくともプロセス処理前又は後のワークへの付着異物状
    態に基づいてプロセス処理でのワークへの付着異物状態
    を着工ロット単位またはウエハ単位で管理し、この管理
    される着工ロット単位またはワーク単位におけるワーク
    への付着異物状態が時間変化により増加傾向にあるとき
    または管理値を超えて異常になったとき、前記検出され
    たワークへの付着異物状態から、登録されているプロセ
    ス処理装置の処理条件とワークへの異物発生状況との相
    関関係を示すデータベースに基づいて不良処理条件を推
    定して該不良処理条件を取り除くようにプロセス処理の
    処理条件を制御する制御手段を備えたことを特徴とする
    プロセス処理システム。
18. 【請求項１８】プロセス処理装置において、該プロセス
    処理装置おける搬送室内又は予備室内をハンドリング機
    構によって搬送されるワーク上に付着した異物を検出す
    る異物検出装置を備え、該異物検出装置で検出された処
    理前のワーク付着異物状態と処理後のワーク付着異物状
    態とを比較して算出されるプロセス処理でのワークへの
    付着異物状態を着工ロット単位またはウエハ単位で管理
    し、この管理される着工ロット単位またはワーク単位に
    おけるワークへの付着異物状態が時間変化により増加傾
    向にあるときまたは管理値を超えて異常になったとき、
    前記検出されたワークへの付着異物状態から、登録され
    ているプロセス処理装置の処理条件とワークへの異物発
    生状況との相関関係を示すデータベースに基づいて不良
    処理条件を推定して該不良処理条件を取り除くようにプ
    ロセス処理の処理条件を制御する制御手段を備えたこと
    を特徴とすることを特徴とするプロセス処理システム。