JP2008032621A - 表面検査装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ワーク（ウェハ）の平坦ではないエッジ部を走査した際に、そこから生じる散乱光を少しでも低減し、異物検出感度の低下および検出器の劣化を低減することにある。
【解決手段】ワーク（ウェハ）保持機構の移動方向と斜方から照射されたレーザビームの照射方向とが180度反対方向になるように構成される手段を備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、被検査体の表面検査方法ないし表面検査装置に関する。例えば、半導体デバイスの製造工程における半導体ウェハ表面の異物や欠陥等を検査する半導体の表面検査装置に適している。

半導体デバイスの製造工程では、ウェハ表面にパターンを転写し、エッチングによって回路を形成してゆく。この回路を形成していく様々な半導体デバイスの製造工程において、ウェハ表面に付着する異物や欠陥などは、歩留まりを低下させる大きな要因となってくる。そのため、ウェハ表面に付着する異物や欠陥は、各製造工程において管理され、低減対策が施されている。このウェハ表面に付着している異物やウェハ表面に存在する欠陥などを高感度、及び高スループットで検出するのが、ウェハ表面検査装置である。

ウェハ表面検査装置は、ウェハ表面にレーザ光などの電磁波を照射し、該照明光によって異物・欠陥から生ずる散乱光を検出器で受光することにより、異物の大きさや位置座標データを検出する。検査の高スループット化のため、ウェハが搭載される検査テーブルを高速で回転させながら、検査テーブルが配設されるステージを検査面と同一平面の一軸方向に移動させ、検査用レーザ光を走査させる方式となっている。この表面検査装置は、例えば、特開２００５−１５６５３７号公報（特許文献１）に記載されている。

ウェハ表面に照射される照明光（光ビーム）は、微細な異物を検出するため、一般的には斜方から照射される。該照明光は前述の検査テーブルの回転により、ウェハ表面をらせん状、或いは円状に走査される。

光ビームが例えばウェハの面とり領域（例えばアール付きエッジのような非平坦面エッジ、或いは傾斜面付きエッジ）に照射された時、その非平坦性のため、上方への強い散乱光を生じ、検出器に入射してノイズ成分となる。このノイズ成分をキャンセルするために、例えば複数の方向から散乱光を検出し、それぞれの検出器から得られた情報を用いて演算処理を行なうことも行なわれている。この表面検査装置は、例えば、特開１１−３５１８５０号公報（特許文献２）に記載されている。

特開２００５−１５６５３７号公報 特開平１１−３５１８５０号公報

しかし、上記従来技術は、被検査体のエッジからの散乱光をノイズ成分として演算処理することで、異物や欠陥を検出することは可能であるが、複雑な演算処理を要するために、検査装置のスループットを低下させる。また、強い散乱光の入射による検出器の劣化については配慮がなされていないため、検出器を交換するためのランニングコストが増大する。さらには、ノイズ成分としての情報を、多数の検出器を用いて複数方向から採取する必要があるため、光学系が複雑となって装置をコンパクトに出来ないことや、製造コストが増大するという課題もある。

本発明の目的は、被検査体外周のエッジ部からの、非平坦性に起因する上方への散乱を抑制することによって、検出器に入射する散乱光に起因するノイズを抑止し、検出感度を向上する検査方法及び検査装置を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために次のように構成される。

一つは、非平坦面のエッジ（例えばアールを付けたエッジ）或いは傾斜面のエッジを有する被検査体の表面に光ビームを照射する照射機構と、前記光ビームを前記被検査体の表面で走査させる走査機構と、前記被検査体からの散乱光を検出する検出器とを備えた表面検査装置において、次の特徴を有する。

前記走査機構は、前記被検査体の前記エッジに光ビームがかかる時に前記エッジの法線と前記光ビームとのなす入射角が大きくなる方向に光ビームが走査していくように走査方向を設定した。

他の一つは、被検査体の表面に光ビームを照射する照射機構と、前記光ビームを前記被検査体の表面で走査させる走査機構と、前記被検査体からの散乱光を検出する検出器とを備えた表面検査装置において、次の特徴を有する。

前記走査機構は、前記光ビームが前記被検査体のエッジにかかる時に前記散乱光が前記検出器の方に増大しない方向に前記光ビームが走査していくように走査方向を設定した。

もう一つは、被検査体の表面に光ビームを走査しながら照射して、前記被検査体からの散乱光を検出する表面検査装置或いは方法において、
前記光ビームの照射位置に対する前記被検査体の相対的移動位置を検出し、前記光ビームの照射位置が前記被検査体のエッジ部にさしかかる前に前記光ビームの照射を中断を停止するように構成した。

もう一つは、被検査体の表面に光ビームを走査により照射して、前記被検査体からの散乱光を検出する表面検査装置において、前記光ビームの照射位置に対する前記被検査体の位置を検出する手段を有し、前記光ビームの照射位置が前記被検査体のエッジ部にさしかかる前に散乱光検出用の検出器の機能を停止する手段を有する。

もう一つは、被検査体に光ビームを走査しながら照射して、前記被検査体からの散乱光を検出する表面検査装置において、前記光ビームの照射位置に対する前記被検査体の位置を検出する手段を有し、前記光ビームの照射位置が前記被検査体のエッジ部にさしかかる前に散乱光検出用の検出器を散乱光から保護する手段を有する。

本発明によれば、被検査体の平坦ではないエッジ部を走査した際に生じる上方へ向かう散乱光を低減できると共に、その散乱光によって引き起こされる検出器の劣化を低減することができる。

本発明の検査方法及び検査装置は、半導体ウェハや液晶パネル用のガラス基板、及びディスク基板若しくは磁気ヘッドの製造に用いられるALTＩC（アルミナと炭化チタンの焼成材）基板などの平板状の被検査体に適用することが可能であるが、本一実施例では、半導体ウェハを一例として、以下本発明の実施例について、図面を引用して説明する。

なお、本検査装置は、ウェハの表面及び裏面の異物や欠陥等を検査することが可能であるが、検査する側のウェハ面、すなわち検査面を、便宜上、表面と称して説明する。
(第１の実施の形態)
図１は、本発明の一実施形態である表面検査装置の概略構成を示した平面図である。表面検査装置は、被検査物（ウェハ）の載置機能を兼ねた１個以上のロードポート１００、搬送部２００、プリアライメント部３００、検査部４００、及びデータ処理部５００から構成されている。ロードポート１００には、複数の被検査用のウェハ１を収納した被検査体の収納機能を兼ねた１個以上のウェハポッド１１０が載置される。ロードポート１００のウェハは、搬送部２００によってプリアライメント部３００を経由して検査部４００に搬送される。全てのロードポート１００を被検査体用のポッドにすることも、該一部を、検査で不良と判定されたウェハ１の回収専用ポッド１１０とする運用も可能である。

上記データ処理部５００は、コントローラ５１０、キーボードやタッチパネルまたはマウス等からなる入力装置５２０、ＣＲＴやフラットパネルディスプレイ等からなる視覚可能に表示する表示装置５３０、プリンタ等の出力装置５４０、外部メディアを制御する外部記憶装置５５０から構成される。

また、コントローラ５１０は、演算処理装置５１１とＨＤＤ等の記憶装置５１２及び制御装置５１３から構成される。コントローラ５１０は入力装置５２０からの指令に基づいて、異物検査装置全体の制御を行い、設定条件や検査結果及び検査装置の動作状態等を表示装置５３０に表示し、更には出力装置５４０へ当該情報を出力する。

図２は、上記検査部４００の内部構成を示した縦断面図である。検査部４００は、ウェハ１を保持する機能を有する保持機構４１０、保持機構４１０を回転させるスピンドルモータ等の回転装置（図省略）とエンコーダ等からなる角度の位置検出装置（図省略）を含んで構成される回転駆動機構４２０、保持機構４１０を上下させる昇降駆動機構４３０、前記保持機構４１０と回転駆動機構４２０及び昇降駆動機構４３０と共にウェハ１表面と略平行に移動させ、位置検出装置（図省略）を含んで構成される進退駆動機構（直線駆動機構）４４０、例えば可視レーザ光や紫外レーザ光などの電磁波からなる照明光（光ビーム）４５８をウェハ１の表面に照射する光照射部４５０、及びウェハ１表面からの散乱光を受光する検出器４６０から構成される。検出器４６０は、単数、複数いずれでもよく、本実施例では、一例として２個（４６０ａ，４６０ｂ）配置してある。

図３は、光照射部４５０の概略構成を示す図である。光照射部４５０は、図３に示すように光ビーム４５８を発生させるレーザ光源４５１、レーザ光を遮断するシャッタ４５２、レーザビーム４５８の強度調整するアッテネータ４５３、レーザビーム４５８の光軸ずれを補正する光軸補正機構４５４、レーザビーム４５８の照射方向を斜方或いは垂直に切り換えるための照射方向切り換え機構４５５、レーザビーム４５８の断面形状を目的の形状に成形するビーム成形機構４５６ａ、４５６ｂ、及びレーザビーム４５８の進路方向を変えるミラー４５７ａ〜４５７ｇから構成される（照射機構）。

レーザビーム４５８はレーザ光源４５１から発せられ、ミラー４５７aを経てアッテネータ４５３で検査に適したエネルギー密度に調整される。次に光軸ずれを補正する光軸補正機構４５４、ミラー４５７b、４５７cを経てビーム成形機構４５６で検査の目的に適した断面形状に整形され、ミラー４５７d、からミラー４５７fを順次介してレーザビーム４５８の進路方向を変更し、ウェハ１に照射される。また、レーザビーム４５８は、ミラー４５７fと照射角制御機構(図省略)を含んで構成される出射部７００により、ミラー４５７fの角度を予め人為的に調整するか若しくは自動制御し、保持機構４１０の基準面、若しくはウェハ１平坦面の法線に対する所望の照射角θi（図４参照）に制御される。

次に本実施例における、表面検査装置の処理フローについて詳細を説明する。ウェハ１の検査は、検査プログラムの実行により開始される。搬送部２００内の搬送装置２１０に配設されたハンドリングアーム２２０でウェハポッド１１０からウェハ１を搬出し、ロードポート１００からプリアライメント部３００へ搬送する。

プリアライメント部３００の載置部３１０に配置されたウェハ１は、ウェハ１の略中心位置とノッチの位置の粗位置補正（プリアライメント）を行う。プリアライメントされたウェハ１は、再びハンドリングアーム２２０で取り出され、検査部４００に配設されるウェハ保持機構４１０へ搬送され、該ウェハ保持機構４１０上に保持される。

コントローラ５１０からの検査開始命令により、予め算出したウェハ１の略中心に照明光が照射されるように昇降駆動機構４３０、および進退駆動機構４４０を制御し、表面検査の始点位置補正を行なう。この位置補正に際し、回転駆動機構４２０は、ウェハ保機構４１０の回転を事前に開始し、始点位置補正の動作と並行して回転数を上昇させ、表面検査に要する所要時間を短縮する。コントローラ５１０は、位置補正の略完了時に一定回転数に到達するよう回転駆動機構４２０を制御し、所定の回転数に保持する。

保持機構４１０に保持されたウェハ１は、回転駆動機構４２０によって高速に回転され、ウェハ１表面にレーザビーム４５８を照射しながら、一軸方向に進退駆動機構４４０をウェハ１表面と略平行（レーザ走査方向）に移動することで、レーザビーム４５８が螺旋状、渦巻き状若しくは円状に相対的に移動し、検査面内を高速に走査する（走査機構）。レーザビーム４５８の照射により、ウェハ１上の異物や欠陥から発生した散乱光は、検出器４６０a、４６０ｂにより受光され、進退駆動機構４４０および回転駆動機構４２０の位置検出装置の相対的移動位置情報と共に、コントローラ５１０にてデータ解析され、異物や欠陥の大きさ及びウェハ１内の位置座標が求められる。

検査が終了したウェハ１は、再びハンドリングアーム２２０で取り出され、ウェハ保持機構４１０からロードポート１００へ搬送され、ウェハポッド１１０へ収納される。

前述のようにレーザビーム４５８をウェハ１の表面に走査により照射させて、その散乱光を検出することにより、ウェハ表面の異物、欠陥などを検出する。本実施例で重要な点は、レーザビーム４５８が非平坦面のエッジ部（ここではアール付きエッジ部）１１にまで及んで照射されるが、この場合にウェハ１表面の法線とレーザビーム４５８とのなす角度が大きくなる方向に走査方向を設定した点にある。

図４は検査中のウェハ１の移動の軌跡２と、レーザビーム４５８の照射方向との関係を示したものである。ウェハ保持機構４１０の位置補正を完了すると、レーザビーム４５８が出射部７００により所定の角度をもってウェハ１の略中心に照射される。ウェハ保持機構４１０は、回転駆動機構４２０で高速回転しながら、レーザビーム４５８が出射される出射部７００側に向かって、進退駆動機構（直線駆動機構）４４０により水平線と略平行に移動する。このウェハ保持機構の矢印Ａ方向（出射部７００方向）への直進移動により、ウェハ１表面のレーザビーム照射位置が移動し、レーザビームが走査状態になる。すなわち、本実施例では、被検査体１の検査面内から走査を開始し、被検査体をレーザビームの出射部へ向かう方向へ移動させながら走査を行なう。ウェハ１に照射されたレーザビーム４５８の反射散乱光は、前述のとおり光検出器４６０によって検出され、ＡＤ変換された後、検出位置座標とともにデータ処理部５００によって処理される。

図５（ａ）は、ウェハ１の部分断面図を示し、同図（ｂ）は、図５（ａ）に示すウェハ１のエッジ付近のレーザビーム走査進行状態を示す。この場合、ウエハ１の直線的移動方向は、矢印Ａ方向になる。一方、レーザビーム照射位置の絶対位置は変わらないが、ウェハ１が回転しながら矢印Ａ方向に移動するために、レーザビームがウェハ表面を走査することになる。レーザビームによるウェハ表面検査（走査）が進行して、レーザビーム４５８が平坦ではないウェハ１のエッジ部１１にかかる状態が図５（ｂ）に示されている。エッジ部１１とは、ベベルと呼ばれるウェハ１端部に施されたアール若しくは直線状に面取りした部分を指し、外周部とはウェハ１のエッジの先端部分を意味する。当初、ウェハ１の略中心に照射されたレーザビーム４５８は、走査が進むに従い、次第にウェハ１の外周部へと移動し、やがては平坦ではないエッジ部１１に達する。

ここで、レーザビーム４５８の照射方向とウェハ１の移動方向が、上記の関係をもって相対移動する場合には、レーザビームは、ウェハ表面の平坦面１２からエッジ部１１へ移動するに従い、ウェハ１表面の法線とレーザビーム４５８とがなす入射角θaが次第に大きくなる。この入射角θaの増加により、エッジ部１１の表面に起因して発生する散乱光４５９ａの上方散乱が抑止される。よって、ウェハ１の外周部へ向かってレーザビーム４５８がエッジ部１１を走査したとしても、エッジ部１１表面に起因した強い散乱光４５９ａが、光検出器４６０へ直接入射されることが防止され、散乱光４５９ａのノイズ成分による検出感度の低下や、光検出器４６０の劣化を抑制することができる。

ここで比較のために、進退駆動機構４４０の移動方向が前述とは逆の方向、すなわちウェハ保持機構４１０ひいてはウェハ１がレーザビーム４５８の出射部７００から離れる方向へ移動しながら検査を行なうと仮定すると、平坦面１２から、平坦ではないエッジ部１１へ移動するに従い、ウェハ１表面の法線とレーザビーム４５８とがなす入射角θaが次第に小さくなる。そのため、ウェハ１の外周部へ向かってレーザビーム４５８がエッジ部１１を走査する際にエッジ部１１のウェハ１表面から発せられる散乱光４５９ｂは、図６（ａ）に示すように上方散乱が増大し、直接的に光検出器４６０に入射する。この事により、その散乱光４５９ｂがノイズ成分となって検出感度の低下を引き起こし、更には光検出器４６０の劣化を促進させる。

ここで、ウエハ１上にレーザビーム（光ビーム）を照射して表面検査する場合の、従来の一般的な考えを下記に示す。

従来のウェハサイズでは、ウェハのエッジ部近傍に有効なチップが形成されることがなく、エッジ部付近を検査する必然性がなかった。そのため、ウェハ外周部から径方向の所定の幅までの領域を検査不可能範囲（エッジ領域）として設定し、エッジ部に付着した異物を検出することなく処理が行われていた。このエッジ部の異物を考慮しない状況下では、図６（ｂ）に示すように、レーザビーム検査開始位置（走査位置）をウエハ中心に設定し、ウエハ１を照明部（出射部）７００から遠ざかる方向（矢印Ｂ方向）に移動させる（相対的に走査方向は矢印Ｂと反対方向になる）ことが一般的な考えであった。すなわち、一般に光を用いた検査装置では、レーザ光源などのメンテナンス、交換などを配慮した場合、照明部７００を手の届き易い装置外壁近くに配置するのが望ましく、また、被検査体（ウェハ）１を検査開始位置から外壁から離れる方向（矢印Ｂ方向）に進ませ、戻りで外壁に近づくようにした方が搬送便宜上、好ましいと考えられていた。

しかしながら、近年のウェハの大口径化（300mm）で、有効なチップの形成がエッジ部近傍まで及ぶようになると、従来無視されていたエッジ部の異物や膜剥がれ等は、歩留まりに影響を及ぼす致命的な欠陥として問題視され始めた。このような新たな問題に応えるために、エッジ部での表面検査を行う必要性が生じた時に、従来の考え方を踏襲した表面検査を行うと図６（ａ）に示すような問題が生じた。

本実施例では、このような課題を解決するために、図４、図５に示すように、ウェハの表面にレーザビームがかかる時にエッジ部１１の表面の法線とレーザビーム４５８とのなす入射角θａが大きくなる方向に光ビームが走査していくように走査方向を設定した。換言すれば、被検査体を前記光ビームの出射部側に移動させることで光ビームの走査方向を特定した。

本実施例では、検査の開始位置をウェハ１の略中心とし、ウェハ１の移動の軌跡２と、レーザビーム４５８の走査方向とが背離する方向、すなわちウェハ１の移動の軌跡２と、レーザビーム４５８の照射方向とがなす角度θb1が、１８０°の場合の上方散乱の抑制効果について説明した。但し、この上方散乱の抑制効果は１８０°に限定されるものではなく、該角度θb1が９０°〜２７０°においても、同様の効果を得ることができる。

図７は、ウェハ１の移動の軌跡２とレーザビーム４５８の照射方向とがなす該角度θb1が９０°〜２７０°の場合を示したものである。ウェハ１の平坦面１２から、平坦ではないエッジ部１１に差し掛かかっても、該角度θb1が９０°〜２７０°の範囲においては、ウェハ１表面の法線とレーザビーム４５８とがなす入射角θaは小さくはならない。よって、散乱光４５９の上方散乱は抑制され、エッジ部１１のウェハ１表面から発せられるレーザビーム４５８が光検出器４６０に直接入射することを抑止できる。この抑止効果により検出感度の低下、及び光検出器４６０の劣化を抑制することができる。

但し、角度θb1が９０°の場合、エッジ部１１のウェハ１表面のラフネスによっては、散乱光４５９の上方散乱が増加することもあるので、該角度θb1は９０°より大きい角度で使用することが望ましい。

なお、図８に示すように、ウェハ１の移動の軌跡２とレーザビーム４５８の照射方向とがなす角度θb１が０°〜９０°及び２７０°〜３６０°の場合、ウェハ１の平坦面１２から平坦ではないエッジ部１１に差し掛かかると、エッジ部１１のウェハ１表面の法線とレーザビーム４５８とがなす入射角θａは小さくなる。そのため、散乱光４５９の上方散乱が増大して光検出器４６０に直接入射し、ノイズの増大や光検出器４６０の劣化が加速する。

従って、散乱光４５９の上方散乱を抑制するには、ウェハ１の移動の軌跡２とレーザビーム４５８の照射方向とがなす角度θb1を少なくとも０°以外の方向から照射することが必要で、好ましくはエッジ部１１のウェハ１表面の法線とレーザビーム４５８とがなす入射角θａが、ウェハ１の平坦面１２の法線とレーザビーム４５８とがなす入射角θiより大きくなる９０°〜２７０°の範囲で配設することが有効である。さらに好ましくは、１３５°〜２２５°の範囲とすることが望ましい。
(第２の実施の形態)
上記実施例１では、検査（走査）の開始位置をウェハ１の略中心とし、ウェハ１の外周部に向かってウェハ表面をらせん状、或いは円状に走査する場合について説明した。

図１１は本発明の第２の実施形態を示すもので、本実施形態では、検査の開始位置をウェハ１の外周部とし、ウェハ中心に向かってウェハ表面をらせん状、或いは円状に走査する場合について説明する。換言すれば、本実施形態では、被検査体１の検査面外から走査を開始し、被検査体を前記光ビームの照射の方向と同じ方向へ移動させながら走査を行なう。

図１に示すコントローラ５１０からの検査開始命令により、予め算出したウェハ１の外周部若しくはエッジ部１１にレーザビームが照射されるように昇降駆動機構４３０、および進退駆動機構４４０を制御し、表面検査の始点位置補正を行なう。この位置補正に際し、回転駆動機構４２０は、ウェハ保持機構４１０の回転を事前に開始し、始点位置補正の動作と並行して回転数を上昇させ、表面検査に要する所要時間を短縮する。コントローラ５１０は、位置補正の略完了時に一定回転数に到達するよう回転駆動機構４２０を制御し、所定の回転数に保持する。

保持機構４１０に保持されたウェハ１は、回転駆動機構４２０によって高速に回転され、ウェハ１表面にレーザビーム４５８を照射しながら、一軸方向に進退駆動機構４４０をウェハ１表面と略平行に移動することで、レーザビーム４５８が螺旋状、渦巻き状若しくは円状に検査面内を高速に走査する。レーザビーム４５８の照射により、ウェハ１上の異物や欠陥から発生した散乱光は、検出器４６０a、４６０ｂにより受光され、進退駆動機構４４０および位置検出装置の位置情報と共に、コントローラ５１０にてデータ解析され、異物や欠陥の大きさ及びウェハ１内の位置座標が求められる。

ここで、この本実施例の中での重要な点は、レーザビーム４５８がウェハ１のエッジ部１１に照射される際に、ウェハ１のエッジ部１１における法線とレーザビーム４５８とがなす入射角θaが、ウェハ１の平坦面１２おける法線とレーザビーム４５８とがなす入射角θiより大きくなる方向へ、レーザビーム４５８とウェハ１を相対的に移動させることにある。すなわち、レーザビーム４５８を照射する方向と同じ方向へ、ウェハ１を移動させることである。この入射角θaを増加させる方向へ、レーザビーム４５８を照射するにより、エッジ部１１の表面に起因して発生する散乱光４５９の上方散乱が抑止され、散乱光４５９のノイズ成分による検出感度の低下や、光検出器４６０の劣化を抑制することができる。
また、レーザビーム４５８を照射する方位は、ウェハ１の移動の軌跡２とレーザビーム４５８の照射方向とがなす角度θcが０°〜９０°、及び２７０°〜３６０°の範囲では、ウェハ１のエッジ部１１における法線とレーザビーム４５８とがなす入射角θaが、ウェハ１の平坦面１２における法線とレーザビーム４５８とがなす入射角θiよりも大きくなる。従って実施例１と同様に、エッジ部１１で発生する散乱光４５９の上方散乱が抑止される。そのため、走査する際にエッジ部１１のウェハ１表面から発せられる散乱光４５９が直接的に光検出器４６０に入射されることが防止され、散乱光４５９のノイズ成分による検出感度の低下や、光検出器４６０の劣化を抑制することができる。

なお、ウェハ１の移動の軌跡２とレーザビーム４５８の照射方向とがなす角度θcが９０°〜２７０°の場合、ウェハ１のエッジ部１１における法線とレーザビーム４５８とがなす入射角θaは、ウェハ１の平坦面１２おける法線とレーザビーム４５８とがなす入射角θiより小さくなり、エッジ部１１を走査する際にエッジ部１１のウェハ１表面から発せられる散乱光４５９の上方散乱が生じ、直接的に光検出器４６０に入射する。この事により、その散乱光４５９がノイズ成分となって検出感度の低下を引き起こし、更には光検出器４６０の劣化を促進させる。

従って、散乱光４５９の上方散乱を抑制するには、ウェハ１の移動の軌跡２とレーザビーム４５８の照射方向とがなす角度θcを少なくとも１８０°以外の方向から照射することが必要で、好ましくはウェハ１のエッジ部１１における法線とレーザビーム４５８とがなす入射角θaがウェハ１の平坦面１２における法線とレーザビーム４５８とがなす入射角θiと比較して大きくなる０°〜９０°、もしくは２７０°〜３６０°の範囲で配設することが有効である。さらに好ましくは、０°〜４５°、もしくは３１５°〜３６０°の範囲とすることが望ましい。
(第３の実施の形態)
実施例１及び実施例２では、光検出器４６０の劣化防止として、エッジ部１１で発せられる散乱光４５９の上方散乱を抑制する方法について説明したが、レーザビーム４５８がエッジ部１１に照射される前に、該レーザビーム４５８を遮蔽することも有効である。以下に図３と図１１及び図１２を参照して、詳細を説明する。

ウェハ１の検査の過程で、レーザビーム４５８がウェハ１のエッジ部１１を照射する前、すなわち散乱光４５９の上方散乱が発生する前に、照射部４５０内に設置されたシャッタ４５２からなる光遮断機構により光路を遮蔽し、前記レーザビーム４５８の照射を中断する。このシャッタ４５２は、進退駆動機構４４０の位置検出装置からの信号に基づき、コントローラ５１０のレーザビーム４５８位置検出手段が、ウェハ１に対するレーザビーム４５８の照明位置を算出し、予め設定した位置設定値に応動して、シャッタ４５２の開閉を制御する。これにより、ウェハ１の検査の始点位置をウェハ１中心、及びウェハ１のエッジ部１１若しくはその外周の空間としてもエッジ部１１から発する上方散乱の影響を抑止できる。これにより、レーザビーム４５８がエッジ部１１にさしかかる前に、前記エッジ部１１で発せられる散乱光４５９の発生を防止できるため、ノイズ成分による検出感度の低下や光検出器４６０の劣化を抑制できる。

なお、ここで説明した第３の実施の形態は、本実施例のみならず、第１の実施の形態、又は第２の実施の形態と併用することも効果的である。

なお、ウェハ１の座標や径または幅などの、シャッタ４５２を開閉する位置設定値は、表示装置５３０上に設けられた設定画面より、入力装置５２０を介して設定され、記憶装置５１３に登録される。該設定値に基づき、コントローラ５１０がシャッタ４５２の開閉を制御する。

図１３は、本一実施例の設定画面を示したものである。設定画面上の測定不可範囲入力スペ−ス８００に、シャッタ４５２を閉じてレーザビーム４５８の照射を中断する領域であるエッジ部１１の幅が、入力装置５２０を介して入力可能となっている。エッジ部１１の幅に基づいてコントローラ５１０が該当する進退駆動機構４４０の位置を算出し、シャッタ４５２の開閉を制御する。上述のようにエッジ部１１の幅は、ウェハ１の座標や径など、少なくともウェハ１内の位置を特定できるものであれば代用可能である。また、上記入力スペ−スに限らず、設定画面上に設けたアイコンやボタンで開かれる別画面から設定することも可能であり、少なくとも位置の設定値を設定できるものであれば代用することができる。

なお、レーザビーム４５８のビーム形状や入射角θi及び面取りの形状によっても、エッジ部１１表面に起因した散乱光が、影響を及ぼし始める位置も変化する。

ウェハ１のエッジに施されたベベルの面取りの始端より内側で、レーザビーム４５８を遮蔽することが望ましく、好ましくウェハ１の外周部より２〜５ｍｍの幅、更に好ましくは、外周部より２.５〜３.５ｍｍの幅の位置でレーザビーム４５８を遮ることが望ましい。
(第４の実施の形態)
また、光検出器４６０の劣化防止する他の方法としては、光検出器４６０に入射される散乱光４５９を遮ることも有効な手段である。以下に図９を参照して詳細を説明する。

検査において、レーザビーム４５８がウェハ１のエッジ部１１を照射する前、すなわちエッジ部１１による上方への散乱光４５９が発生する前に、検査部４００内に設置された光検出器４６０（４６０ａ，４６０ｂ）の前面に設置された、シャッタ６０１a、６０１bからなる検出器遮蔽手段により、光検出器４６０への散乱光４５９の入射を遮蔽する。このシャッタ６０１a、６０１bは、進退駆動機構４４０の位置検出装置からの信号に基づき、コントローラ５１０のレーザビーム４５８位置検出手段が、ウェハ１に対するレーザビーム４５８の照明位置を算出し、予め設定した位置設定値に応動して、光検出器用シャッタ６０１a、６０１bの開閉を制御する。これにより、ウェハ１の検査の始点位置をウェハ１中心、及びウェハ１のエッジ部１１若しくはその外周の空間としてもエッジ部１１から発する上方散乱の影響を抑止できる。これにより、レーザビーム４５８がエッジ部１１にさしかかる前に、エッジ部１１で発せられる散乱光４５９が光検出器４６０a、４６０bに入射することを防止できるため、ノイズ成分による検出感度の低下や光検出器４６０a、bの劣化を抑制できる。

なお、ここで説明した第４の実施の形態は、本実施例のみならず、第１の実施の形態、又は第２の実施の形態と併用することも効果的である。

なお、実施例３と同様、ウェハ１の座標や径または幅などの、光検出器用シャッタ６０１a、６０１bを開閉する位置設定値は、表示装置５３０上に設けられた設定画面より、入力装置５２０を介して設定され、記憶装置５１３に登録される。該設定値に基づき、コントローラ５１０がシャッタ４５２の開閉を制御する。

なお、レーザビーム４５８のビーム形状や入射角θi及び面取りの形状によっても、エッジ部１１表面に起因した散乱光が、影響を及ぼし始める位置も変化する。
ウェハ１端部に施されたベベルの面取りの始端より内側で、光検出器４６０への入射を遮ることが望ましく、好ましくウェハ１の外周部より２〜５ｍｍの幅、更に好ましくは、外周部より２.５〜３.５ｍｍの幅の位置で光検出器４６０への入射を遮ることが望ましい。
(第５の実施の形態)
また、同様に光検出器４６０の劣化防止する他の方法としては、エッジ部１１に照射されたレーザビーム４５８からの散乱光４５９が発生する前に光検出器４６０の機能を停止することも有効な手段である。以下に図１０と図１４を参照して詳細を説明する。

ウェハ１の検査の過程で、レーザビーム４５８がウェハ１のエッジ部１１を照射する前、すなわち散乱光４５９の上方散乱が発生する前に、光検出器４６０a、４６０bの機能を停止するか、もしくは光電変換感度を低下させる。この光検出器４６０a、４６０bは、進退駆動機構４４０の位置検出装置からの信号に基づき、コントローラ５１０のレーザビーム４５８位置検出手段が、ウェハ１に対するレーザビーム４５８の照明位置を算出し、予め設定した位置設定値に応動して、光検出器駆動部６１０からなる検出器制御手段を介して制御する。これにより、ウェハ１の検査の始点位置をウェハ１中心、及びウェハ１のエッジ部１１若しくはその外周の空間としてもエッジ部１１から発する上方散乱の影響を抑止できる。これにより、レーザビーム４５８がエッジ部１１にさしかかる前に、エッジ部１１で発せられる散乱光４５９が光検出器４６０a、４６０bに及ぼす影響を防止できるため、ノイズ成分による検出感度の低下や光検出器４６０の劣化を抑制できる。

なお、ここで説明した第５の実施の形態は、本実施例のみならず、第１の実施の形態、又は第２の実施の形態と併用することも効果的である。

なお、ウェハ１の座標や径または幅などの、この光検出器４６０a、４６０bを制御する位置設定値は、表示装置５３０上に設けられた設定画面より、入力装置５２０を介して設定され、記憶装置５１３に登録される。該設定値に基づき、コントローラ５１０が光検出器駆動部６１０を介して光検出器４６０a、４６０bを制御する。

図１４は、本一実施例の設定画面を示したものである。設定画面上の測定不可範囲入力スペ−ス９００に、光検出器駆動部６１０を介して光検出器４６０a、４６０bの機能を制御するエッジ部１１の幅、及び光電変換感度が入力装置５２０を介して入力可能となっている。該エッジ部１１の幅に基づいてコントローラ５１０が該当する進退駆動機構４４０の位置を算出し、光検出器４６０a、４６０bを制御する。上述のように該エッジ部１１の幅は、ウェハ１の座標や径など、少なくともウェハ１内の位置を特定できるものであれば代用可能である。また、上記入力スペ−スに限らず、設定画面上に設けたアイコンやボタンで開かれる別画面から設定することも可能であり、少なくとも位置の設定値を設定できるものであれば代用することができる。

なお、レーザビーム４５８のビーム形状や入射角θi及び面取りの形状によっても、エッジ部１１表面に起因した散乱光が、影響を及ぼし始める位置も変化する。

ウェハ１端部に施されたベベルの面取りの始端より内側で、検出器制御手段を駆動することが望ましく、好ましくウェハ１の外周部より２〜５ｍｍの幅、更に好ましくは、外周部より２.５〜３.５ｍｍの幅の位置で検出器制御手段を駆動することが望ましい。

以上、半導体装置の製造に係わる半導体基板の異物検査装置を一例に、ウェハを被検査体として説明したが、本発明の技術は半導体基板に係わらず、液晶パネルに用いられるガラス基板、ＡＬＴＩＣ基板、センサーやＬＥＤ等に用いられるサファイヤ基板などの如何を問わず、平板状の基板であれば使用することが 可能である。
また、半導体装置に限定されるものではなく、ハードディスク、液晶パネル表示装置、各種のセンサー等の様々な製造工程に広く適用することができる。

本発明の一実施例に係る表面検査装置の概略構成を示した平面図。 前記表面検査装置の検査部の内部構成を示す正面図。 （ａ）は、光照射部の構成を平面的に示す図、（ｂ）はそのＡ−Ａ矢視からみた図。 検査中のウェハ１の移動の軌跡２とレーザビームの照射方向４５８の関係を示す図。 レーザビームが平坦ではないエッジ部に照射された状態（１）を示す図。 レーザビームが平坦ではないエッジ部に照射された状態（２）を示す図。 ウェハ１の移動方向２とレーザビーム４５８の照射方向とがなす角度θb1が９０°〜２７０°の場合を示す図。 ウェハ１の移動の軌跡２とレーザビーム４５８の照射方向とがなす角度θb2が０°〜９０°、および２７０°〜３６０°の場合を示す図。 光検出器にシャッタを設ける場合の実施例を示す図。 光検出器の機能を停止する場合の実施例を示す図。 検査の開始位置をウェハ１の外周部とし、ウェハ中心に向かって走査する場合の実施例を示す図。 シャッタ４５２で検査装置の光路を遮断する場合の実施例を示す図。 表面検査装置における被検査体の測定不可範囲を設定する画面を示す図。 表面検査装置における被検査体の測定不可範囲を設定する画面を示す図。

符号の説明

１…ウェハ、２…ウェハ１の移動の軌跡、１１…ウェハ１の外周（エッジ）部、１２…ウェハ１の平坦面、１００…ロードポート、１１０…ウェハポッド、２００…搬送部、２００…搬送装置、２２０…ハンドリングアーム、３００…プリアライメント部、３１０…載置部、４００…検査部、４１０…ウェハ保持機構、４２０…θステージ、４３０…Ｚステージ、４４０…Ｘステージ、４５０…光照射部、４５１…レーザ光源、４５２…シャッタ、４５３…アッテネータ、４５４…光軸補正機構、４５５…照射方向切り換え機構、４５６a、４５６b…ビーム成形機構、４５７a〜g…ミラー、４５８…レーザビーム、４５９a、４５９b…散乱光、４６０a、４６０b…光検出器、５００…データ処理部、５１０…コントローラ、５１１…演算処理装置、５１２…記憶装置、５１３…制御装置、５２０…入力装置、５３０…表示装置、５４０…出力装置、５５０…外部記憶装置、６０１…光検出器用シャッタ、６１０…光検出器駆動部、７００…射出部、８００…外周部の測定不可範囲入力スペース、９００…外周部の測定不可範囲、及び検出器制御電圧入力スペース。

Claims (14)

1. 非平坦面もしくは傾斜面のエッジを有する被検査体の表面に光ビームを照射する照射機構と、前記光ビームを前記被検査体の表面で走査させる走査機構と、前記被検査体からの散乱光を検出する検出器とを備えた表面検査装置において、
   前記被検査体の前記エッジに光ビームがかかる時に前記表面の法線と前記光ビームとのなす入射角が大きくなる方向に光ビームが走査していくように走査方向を設定した前記走査機構を有することを特徴とする表面検査装置。
2. 被検査体の表面に光ビームを照射する照射機構と、前記光ビームを前記被検査体の表面で走査させる走査機構と、前記被検査体からの散乱光を検出する検出器とを備えた表面検査装置において、
   前記光ビームが前記被検査体のエッジにかかる時に前記散乱光が前記検出器の方に増大しない方向に前記光ビームが走査していくように走査方向を設定した前記走査機構を有することを特徴とする表面検査装置。
3. 前記走査機構は、前記被検査体を前記光ビームに対して相対移動させる機構よりなり、前記被検査体の検査面内から走査を開始し、前記被検査体を前記光ビームの出射部へ向かう方向へ移動させながら走査を行なうことを特徴とする請求項１又は２記載の表面検査装置。
4. 前記走査機構は、前記被検査体を前記光ビームに対して相対移動させる機構よりなり、前記被検査体の検査面外から走査を開始し、前記被検査体を前記光ビームの照射の方向と同じ方向へ移動させながら走査を行なうことを特徴とする請求項１又は２記載の表面検査装置。
5. 非平坦面もしくは傾斜面のエッジを有する被検査体の表面に光ビームを走査させて、前記被検査体からの散乱光を検出する表面検査方法において、
   前記被検査体の前記エッジに光ビームがかかる時に前記表面の法線と前記光ビームとのなす入射角が大きくなる方向に光ビームが走査していくように走査方向を設定したことを特徴とする表面検査方法。
6. 被検査体の表面に光ビームを走査しながら照射して、前記被検査体からの散乱光を検出する表面検査方法において、
   前記走査は、前記被検査体を前記光ビームの照射位置に対して相対的に移動させることで行われ、前記被検査体の移動方向を、この被検査体のエッジが前記光ビームの照射位置にかかる時に前記散乱光が光検出器の方に増大しない移動方向に設定したことを特徴とする表面検査方法。
7. 被検査体の表面に光ビームを走査しながら照射して、前記被検査体からの散乱光を検出する表面検査装置において、
   前記被検査体を保持する保持機構と、
   前記保持機構を回転させる回転駆動機構と、
   前記保持機構を直線的に進退移動させることにより前記光ビームを走査させる進退駆動機構と、
   前記保持機構の移動に対する前記光ビームの相対的な照射位置の移動位置を検出する位置検出手段と、
   前記光ビームの前記保持機構に対する所定の相対位置に応動して前記光ビームの照射を停止する光停止手段と、を備えたことを特徴とする表面検査装置。
8. 被検査体の表面に光ビームを走査しながら照射して、前記被検査体からの散乱光を検出する表面検査方法において、
   前記光ビームの照射位置に対する前記被検査体の相対的移動位置を検出し、前記光ビームの照射位置が前記被検査体のエッジ部にさしかかる前に前記光ビームの照射を停止することを特徴とする表面検査方法。
9. 被検査体の表面に光ビームを走査しながら照射して、前記被検査体からの散乱光を検出する表面検査装置において、
   前記被検査体を保持する保持機構と、
   前記保持機構を回転させる回転駆動機構と、
   前記保持機構を回転させながら直線的に移動させることにより前記光ビームを走査させる進退駆動機構と、
   前記保持機構の移動に対する前記光ビームの相対的な照射位置の移動位置を検出する位置検出手段と、
   前記光ビームの前記保持機構に対する所定の相対位置に応動して散乱光検出用の検出器への前記散乱光の入射を遮る検出器遮蔽手段と、を備えたことを特徴とする表面検査装置。
10. 被検査体の表面に光ビームを走査しながら照射して、前記被検査体からの散乱光を検出する表面検査方法において、
    前記光ビームの照射位置に対する前記被検査体の相対的移動位置を検出し、前記光ビームの照射位置が前記被検査体のエッジ部にさしかかる前に散乱光検出用の検出器を前記散乱光から遮ることを特徴とする表面検査方法。
11. 被検査体の表面に光ビームを走査しながら照射して、前記被検査体からの散乱光を検出する表面検査装置において、
    前記被検査体を保持する保持機構と、
    前記保持機構を回転させる回転駆動機構と、
    前記保持機構を回転させながら直線的に移動させることにより前記光ビームを走査させる進退駆動機構と、
    前記保持機構の移動に対する前記光ビームの相対的な照射位置の移動位置を検出する位置検出手段と、
    前記光ビームの前記保持機構に対する所定の相対位置に応動して前記光ビームの光路を遮る光路遮断機構と、を備えたことを特徴とする表面検査装置。
12. 被検査体の表面に光ビームを走査しながら照射して、前記被検査体からの散乱光を検出する表面検査方法において、
    前記光ビームの照射位置に対する前記被検査体の相対的移動位置を検出し、前記光ビームの照射位置が前記被検査体のエッジ部にさしかかる前に前記光ビームの光路を遮ることを特徴とする表面検査方法。
13. 被検査体の表面に光ビームを走査しながら照射して、前記被検査体からの散乱光を検出する表面検査装置において、
    前記被検査体を保持する保持機構と、
    前記保持機構を回転させる回転駆動機構と、
    前記保持機構を回転させながら直線的に移動させることにより前記光ビームを走査させる進退駆動機構と、
    前記保持機構の移動に対する前記光ビームの相対的な照射位置の移動位置を検出する位置検出手段と、
    前記光ビームの前記保持機構に対する所定の相対位置に応動して散乱光検出用の検出器の機能を停止する検出器制御手段と、を備えたことを特徴とする表面検査装置。
14. 被検査体の表面に光ビームを走査しながら照射して、前記被検査体からの散乱光を検出する表面検査方法において、
    前記光ビームの照射位置に対する前記被検査体の相対的移動位置を検出し、前記光ビームの照射位置が前記被検査体のエッジ部にさしかかる前に散乱光検出用の検出器の機能を停止することを特徴とする表面検査方法。

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