JP2010169610A - 表面検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 照明系や受光系を構成する光学素子（凹面鏡）の検査精度を向上させることができる表面検査装置を提供する。
【解決手段】 ウェハＷの表面を検査するための表面検査装置であって、ウェハＷを支持するステージ１０と、ウェハＷを検査するための光を射出する光源２２と、ステージ１０に支持されたウェハＷの表面を光源２２からの光で照明する照明系２０と、照明されたウェハＷの表面からの光を所定の撮像面上に結像させる受光系３０と、前記撮像面上に結像した像を撮像する撮像部３２と、撮像部３２で撮像された像に基づいてウェハＷ表面の検査を行う検査部（画像処理部４５、中央制御部５０及び表示部６０）と、照明系２０を構成する照明側凹面鏡２６及び受光系３０を構成する受光側凹面鏡３１の少なくとも一方を観察する観察部４０とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体製造工程において半導体ウェハ等の基板表面を検査する表面検査装置に関する。

上述のような表面検査装置として、光源で発光した照明光を照明側凹面鏡で平行光とし、このテレセントリックな照明光でシリコンウェハの表面を照明し、このとき当該シリコンウェハの表面に形成された繰り返しパターンから発生するテレセントリックな回折光を受光側凹面鏡で集光して撮像し、撮像面内における輝度変化から繰り返しパターンの良否判断を行う表面検査装置が知られている（例えば、特許文献１及び２を参照）。このような表面検査装置では、繰り返しパターンのピッチの微細化に伴って、回折光を発生させるために照明光の波長が紫外線の領域まで短波長化している。

特開２００８−１４７６８号公報 特開２００７−１４２２９２号公報

ところで、光学素子は、有機系のガスに触れるとその表面に有機系の物質が留まる性質を持っている。特に、硫安（硫化アンモニウム）等の有機物質は、光学素子表面に付着するとその剥離は非常に困難であり、例えば照明光として使用する紫外線を照射し続けるとさらに光学素子表面に固着して、所謂曇りを生じてしまう。このような曇りが照明側凹面鏡や受光側凹面鏡に発生すると、上述のようなテレセントリックな光（受光光や回折光）の一部について反射率が変わってしまい、撮像面内における輝度に影響を与え、ひいては基板の繰り返しパターンについて良否の判断精度が低下するおそれがあった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、照明系や受光系を構成する光学素子（凹面鏡）の検査精度を向上させることができる表面検査装置を提供することを目的とする。

このような目的達成のため、基板の表面を検査するための表面検査装置であって、前記基板を支持するステージと、前記基板を検査するための光を射出する光源と、前記ステージに支持された前記基板の表面を前記光源からの光で照明する照明系と、前記照明された前記基板の表面からの光を所定の撮像面上に結像させる受光系と、前記撮像面上に結像した像を撮像する撮像部と、前記撮像部で撮像された像に基づいて前記基板表面の検査を行う検査部と、前記照明系及び前記受光系の少なくとも一方を構成する光学素子を観察する観察部とを有する。

なお、前記光学素子は、凹面鏡であることが好ましい。

また、前記光学素子は、前記光源からの光により照明され、前記観察部は、前記照明された前記光学素子の表面からの光に基づき、該素子を観察することが好ましい。

また、前記光学素子は、前記ステージに載置したミラー基板で正反射させた前記光源からの光により照明されていることが好ましい。

また、前記観察部は、少なくとも観察方向を、前記照明系を観察する方向と前記受光系を観察する方向とに切り替え可能な方向切替部に保持されていることが好ましい。

また、前記観察部は、焦点位置を調節する焦点調節部を有し、該焦点調節部により焦点位置を調整しながら前記光学素子を観察することが好ましい。

本発明によれば、照明系や受光系を構成する光学素子（凹面鏡）の劣化を検出でき検査信頼性の低下を抑制可能な表面検査装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。

第１の実施形態に係る表面検査装置は、被検基板である半導体ウェハＷ（以下、ウェハＷと称する）の表面を検査するものであり、図１に示すように、略円盤形のウェハＷを支持するステージ１０を備える。ウェハＷは、不図示の搬送装置によって不図示の収納部から搬送されてステージ１０の上に載置されるとともに、不図示のステージ１０に設けられた保持機構によって真空吸着により固定保持される。ステージ１０は、ウェハＷの回転対称軸（ステージ１０の中心軸）を回転軸として、ウェハＷを回転（ウェハＷの表面内での回転）可能に支持する。また、ステージ１０は、ウェハＷの表面を通る軸を中心に、ウェハＷをチルト（傾動）させることが可能であり、照明光の入射角を調整できるようになっている。

そして、表面検査装置は、ステージ１０に支持されたウェハＷの表面に照明光（紫外光・白色光）を平行光として照射する照明系２０と、照明光の照射を受けたときのウェハＷからの回折光及び正反射光を集光する受光系３０と、受光系３０により集光された光を受けてウェハＷの表面の像を撮像する撮像部３２と、照明系２０を構成する凹面鏡２６及び受光系３０を構成する凹面鏡３１の観察を行う観察部４０と、これを観察方向自在に保持する雲台４４と、画像処理部４５と、中央制御部５０と、表示部６０とを有して構成される。

なお、中央制御部５０は、照明系２０、受光系３０、観察部４０、雲台４４、画像処理部４５、表示部６０等に電気的に接続されており、これらに対して信号の通信及び電力の供給を行っている。

照明系２０は、照明光を射出する照明ユニット２１と、照明ユニット２１から射出された照明光をウェハＷの表面に向けて反射させる照明側凹面鏡２６とを有して構成される。照明ユニット２１は、メタルハライドランプや水銀ランプ等の光源部２２と、光源部２２の光から紫外領域の波長を有する光及び白色光を抽出する波長選択部２３と、波長選択部２３を通過した光の強度を調節するニュートラルデンシティーフィルタ等からなる調光部２４と、調光部２４からの光を照明光として照明側凹面鏡２６へ導く導光ファイバ２５とを有して構成される。このような構成の照明系２０によれば、光源部２２からの光は波長選択部２３と調光部２４を通過し、紫外領域の波長（例えば、２４８ｍｍの波長）を有する紫外光が照明光として導光ファイバ２５から照明側凹面鏡２６へ射出される。ここで、導光ファイバ２５の射出部は照明側凹面鏡２６の焦点面に配置されているため、照明光は照明側凹面鏡２６により平行光束となって、ステージ１０に保持されたウェハＷの表面に照射される。なお、ウェハＷに対する照明光の入射角と射出角との関係は、ステージ１０をチルト（傾動）させてウェハＷの載置角度を変化させることにより、調整可能である。

受光系３０は、ウェハＷの表面からの射出光（回折光・正反射光）を集光するものであり、ステージ１０に対向して配設された受光側凹面鏡３１を主体に構成され、受光側凹面鏡３１により集光された射出光（回折光・正反射光）を撮像部３２の撮像面上へと導き、該面上にてウェハＷの像（回折像・正反射像）を結像する。

観察部４０は、照明系２０を構成する凹面鏡２６及び受光系３０を構成する凹面鏡３１の少なくとも一方における、曇りの発生の有無を観察するものである。観察部４０は、照明系２０や受光系３０からの光が入らない位置に設けられ、焦点位置が調節可能（つまり異なる距離の対象物に合焦可能）なフォーカス部４２と、フォーカス部４２によって所定の撮影面上に結像させた像を受光する受光部４３とを有して構成されている。また、観察部４０は、観察方向を自由に切り替え可能な（すなわち、少なくとも観察方向を、照明系２０を観察する方向及び受光系３０を観察する方向に切り替え可能な）雲台４４に保持されている。雲台４４は、観察部４０を装着可能な台座（不図示）と、前記台座を水平方向軸周り及び垂直方向軸周りに回動自在に駆動する駆動部（不図示）とを有し、中央制御部５０により前記駆動部を制御して前記台座を回動駆動することにより、観察部４０の観察方向を自在に切り替えている。

なお、観察部４０として、ＣＣＤやＣＭＯＳを受光素子（受光部４３）として備える、所謂デジタルカメラを用いることができる。

次に、実際の回折検査について説明する。回折検査では、まず、不図示のウェハ搬送機構によりステージ１０の上に搬送する。なお、本実施形態においては、搬送の途中で、不図示のアライメント機構によりウェハＷ上に形成されているパターンの位置情報を取得しているため、ウェハＷをステージ１０上の所定位置に、所定方向を向けて置くことができる。

次に、ウェハＷの表面上における照明方向とパターンの繰り返し方向とが一致するようにステージ１０を回転（チルト）させる。このとき、パターンのピッチＰとし、ウェハＷの表面に照射する照明光の波長をλとし、照明光の入射角をθ１とし、ｎ次回折光の射出角をθ２としたとき、ホイヘンスの原理より、次式（１）を満足するように、ステージ１０のチルトの設定を行う。

Ｐ＝ｎ×λ／｛ｓｉｎ（θ１）−ｓｉｎ（θ２）｝ …（１）

上記条件設定後、ウェハＷの表面に照明光を照射すると、照明ユニット２１における光源部２２からの光は、波長選択部２３と調光部２４を通過し、紫外領域の波長（例えば、２４８ｎｍの波長）を有する光（紫外光）が照明光として、導光ファイバ２５から照明側凹面鏡２６へ射出され、照明側凹面鏡２６で反射した照明光が平行光束となって、ウェハＷの表面に照射される。

ウェハＷの表面から射出された回折光は、受光側凹面鏡３１により集光され、撮像部３２の結像レンズ３４により撮像素子３６の撮像面上にウェハＷの表面の像として結像され、撮像素子３６により撮像される。このとき撮像素子３６は、前記撮像面上に形成されたウェハＷの像を光電変換して画像信号を生成し、この画像信号を画像処理部４５に出力する。画像処理部４５は、画像信号に基づいてウェハＷの検査像を形成し、これを中央制御部５０に送る。中央制御部５０は、予め記憶している良品像と検査像とを比較して所定の輝度差以上の画素を検出し、表示部６０にウェハＷの外周を示す線と共に、検出された所定の輝度差以上の画素に対応する部分に異常を示す表示を行う。

続いて、照明側凹面鏡２６と受光側凹面鏡３１の曇り（汚れ）を検査するメンテナンスモード１について説明する。なお、図２は、メンテナンスモード１の手順を示すフローチャートである。中央制御部５０はメンテナンスモード１の実行指示を受けると、図２に示すように、ステップＳ１２（以下、ステップをＳと略する）でステージ１０上にウェハＷがあるかを確認する。なお、ステージ１０上におけるウェハＷの有無を、シーケンス的に確認してもよいし、ステージ１０上でウェハＷが真空吸着により固定保持されているかを不図示の真空度センサで検出することにより確認してもよい。Ｓ１２でステージ１０上にウェハＷがあると確認された場合は、Ｓ１４に進んでウェハＷをステージ１０上から降ろして不図示の収納部に収納し（アンロードし）、Ｓ１６に進む。また、Ｓ１２でステージ１０上にウェハＷがないとされた場合は、Ｓ１６に進む。Ｓ１６では、ミラー基板Ｍ（図１参照）を収納部からステージ１０上に不図示の搬送機構を用いて搬送し、Ｓ１８に進む。

ここで、凹面鏡観察に用いるミラー基板Ｍとは、ウェハＷよりも若干大きな径を有した円盤であり、一方の面が高い平面度を有する面に高精度な反射膜が施された所謂ミラー面で構成され、他方の面が前記ミラー面に対して平行度の高い面で構成されている。なお、ミラー基板Ｍは、平行な円盤状のガラス基板の片面に、銀やアルミニウムといった反射精度の高い物質を蒸着等の手法により薄膜状に設けることで作製できる。また、ミラー基板Ｍの径をウェハＷの系よりも大きくしたのは、観察対象の凹面鏡２６，３１のウェハＷの観察に用いる領域より広い範囲に照明光を当てて、観察範囲を広げるためである。

Ｓ１８では、ステージ１０を正反射像を検査する状態にする。なお、正反射像を検査する状態とは、ステージ１０上のミラー基板Ｍから見た照明側凹面鏡２６の中央部への角度（入射角）と、受光側凹面鏡３１の中央部への角度（射出角）とを同じにすることである。続いて、Ｓ２０に進み、波長選択部２３で白色光を透過する選択をし、調光部２４で透過光量を１００％に設定した後、不図示のシャッタを開状態にして、照明側凹面鏡２６，ミラー基板Ｍ及び受光側凹面鏡３１を照明する。なお、光源部２２は、光の供給を安定化させるために常時点灯している。

次に、Ｓ２２に進み、雲台４４を回転駆動させ、観察部４０の観察方向を照明側凹面鏡２６に向けて、該凹面鏡２６の観察を行う。ここで、照明側凹面鏡２６の観察手順を、図３のフローチャートに示す。照明側凹面鏡２６の観察が開始されると、まずＳ１０２で観察部４０の観察中心、すなわちフォーカス部４２の光軸と照明側凹面鏡２６の中央部とを一致させる。続いてＳ１０４で照明側凹面鏡２６の中央部表面に焦点位置を合わせる。ここで、照明側凹面鏡２６に汚れ等が付着していない場合は、反射光が観察部４０に達しないため、オートフォーカス機能を使うことはできない。そのため、照明側凹面鏡２６の中央部表面に焦点位置を合わせる焦点位置情報を、予め観察部４０内の不図示の記憶部に記憶しておく。次に、Ｓ１０６に進み、合焦範囲の像を受光部４３で受けて光電変換した後に、画像処理部４５に記憶する。

ここで、合焦範囲について、図５（Ａ）及び（Ｂ）を用いて説明する。例えば、図５（Ａ）に示すように、照明側凹面鏡２６の中央部に焦点が合っているときに、観察部４０を構成するフォーカス部４２の焦点深度がΔである場合、凹面鏡２６の中央部から深さΔの範囲Aに焦点が合っている。この状態を照明側凹面鏡２６の正面から見たとき、鏡面のどの範囲に焦点が合っているかを示したものが図５（Ｂ）であり、市松模様の部分Ａ´である。なお、実際には、観察部４０は照明側凹面鏡２６を斜めの角度から観察するので合焦範囲は円形とならないが、理解を容易にするために便宜上、図５（Ｂ）では照明側凹面鏡２６を正面から観察した図を用いて説明した。

次に、Ｓ１０８に進み、焦点位置が観察終了位置に達しているかを判断する。初回では焦点位置が観察終了位置に達していないため、Ｓ１１０でフォーカス部４２は焦点位置を焦点深度分Δだけ観察部４０側に近づけ、Ｓ１０６に戻る。Ｓ１０６では前述の通り、合焦範囲の像を受光部４３で受けて光電変換した後に、画像処理部４５に記憶する。Ｓ１０６〜Ｓ１１０を繰り返し、Ｓ１０８で焦点位置が観察終了位置に達したときに、照明側凹面鏡２６の観察（すなわちＳ２２）を終了する。なお、観察終了位置とは、観察部４０に最も近い位置にある照明側凹面鏡２６の外周部が合焦範囲内に入る位置である（図５（Ａ）で示す範囲Ｂ及び図５（Ｂ）で示す斜線範囲Ｂ´が焦点範囲となったときである）。

上記のようにＳ２２の照明側凹面鏡２６の観察が終了すると、図２に示すメンテナンスモード１のメインルーチンに戻り、続いてＳ２４で受光側凹面鏡３１の観察を行う。受光側凹面鏡３１の観察手順を図４のフローチャートに示す。なお、受光側凹面鏡３１の観察の流れは、上述した照明側凹面鏡２６の観察の流れと同様であるため、重複する説明は適宜省略する。雲台４４を回転駆動させ、観察部４０の観察方向を受光側凹面鏡３１に向けて、該凹面鏡３１の観察が開始されると、まずＳ１３２で観察部４０の観察中心、すなわちフォーカス部４２の光軸と受光側凹面鏡３１の中央部とを一致させる。続いてＳ１３４で照明側凹面鏡２６の中央部表面に焦点位置を合わせる。そして、受光側凹面鏡３１の中央部表面に焦点位置を合わせる焦点位置情報を予め観察部４０内の不図示の記憶部に記憶し、Ｓ１３６で合焦範囲の像を受光部４３で受けて光電変換した後に、画像処理部４５に記憶する。続いて、Ｓ１３８に進み、焦点位置が観察終了位置に達しているかを判断する。初回では焦点位置が観察終了位置に達していないため、Ｓ１４０でフォーカス部４２は焦点位置を焦点深度分Δだけ観察部４０側に近づけ、Ｓ１３６に戻る。Ｓ１３６〜Ｓ１４０を繰り返し、Ｓ１３８で焦点位置が観察終了位置に達したときに、受光側凹面鏡３１の観察を終了する。

上記のようにＳ２４の受光側凹面鏡３１の観察が終了すると、図２に示すメンテナンスモード１のメインルーチンに戻り、続いてＳ２６に進み、照明側凹面鏡２６について得られた合焦範囲の像を画像処理部４５により合成して１枚の合成画像とする。受光側凹面鏡３１についても、同様に合成画像を作成する。そして、これら合成画像は中央制御部５０に送られる。中央制御部５０では、各合成画像において所定輝度以上である画素を検出するとともに、所定輝度以上であると検出された画素を異常、すなわち曇りが発生しているとみなして、その旨を表示部６０に表示させる。本実施形態では、表示部６０において、照明側凹面鏡２６又は受光側凹面鏡３１の輪郭を示す線と共に、この輪郭線に対する相対的な異常画素の発生位置を表示する。続いて、Ｓ２８に進み、ミラー基板Ｍをステージ１０上から降ろして収納し（アンロードし）、メンテナンスモード１の処理を終了する。

次に、図６を用いて、上述のメンテナンスモード１とは異なる、照明側凹面鏡２６と受光側凹面鏡３１の曇り（汚れ）を観察するメンテナンスモード２を行う、第２の実施形態に係る表面検査装置について説明する。但し、装置構成は、上述の第１の実施形態と同様であるため、説明は省略する。

メンテナンスモード１とメンテナンスモード２との違いは、照明側凹面鏡２６の観察と受光側凹面鏡３１の観察とをそれぞれ１回ずつ終えた後に、ミラー基板Ｍを９０度回転させて再び、照明側凹面鏡２６の観察と受光側凹面鏡３１の観察を行う点にある。

以下、メンテナンスモード２の手順を、図６に示すフローチャートを用いて説明する。なお、メンテナンスモード２の手順において、メンテナンスモード１の手順と重複するものについては、適宜説明を省略する。

メンテナンスモード２が開始されると、メンテナンスモード１と同様に、照明側凹面鏡２６の観察と受光側凹面鏡３１の観察を行う。但し、Ｓ２０２とＳ１２、Ｓ２０４とＳ１４、Ｓ２０６とＳ１６、Ｓ２０８とＳ１８、Ｓ２１０とＳ２０、Ｓ２１２とＳ２２、Ｓ２１４とＳ２４は同じ工程であるため、説明を省略する。Ｓ２１６で、ステージ１０にミラー基板Ｍを保持したまま、ステージ１０を９０度回転させる。ステージ１０の回転方向は時計回りでも反時計回りでも構わないが、その方向は中央制御部５０に予め記憶される。そして、再び、Ｓ２１８で照明側凹面鏡２６の観察を行い、Ｓ２２０で受光側凹面鏡３１の観察を行う。但し、Ｓ２１８とＳ２２、Ｓ２２０とＳ２４は同じ工程であるため、説明を省略する。

次に、Ｓ２２２に進み、照明側凹面鏡２６と受光側凹面鏡３１のそれぞれについて、得られた合焦範囲の像を画像処理部４５で合成して１枚の合成画像とする。すなわち、メンテナンスモード２においては、ミラー基板Ｍの回転前における照明側凹面鏡２６の合成画像及び受光側凹面鏡３１の合成画像と、ミラー基板Ｍの回転後における照明側凹面鏡２６の合成画像及び受光側凹面鏡３１の合成画像との、計４枚の合成画像が得られる。これら４枚の合成画像は画像処理部４５から中央制御部５０に送られる。中央制御部５０では画像処理部４５から送られた４枚の合成画像を記憶部（不図示）に保管するとともに、受光側凹面鏡３１についてミラー基板Ｍの回転前の合成画像と回転後の合成画像とを比較する。ここで、ミラー基板Ｍに問題がなければ、同じ受光側凹面鏡３１を観察しているので、同じ合成画像が得られるはずである。しかしながら、ミラー基板Ｍに問題があると、一方の合成画像では輝度異常がある部分が、他方の合成画像では輝度異常が検出されないという現象が発生する。このような場合、ミラー基板Ｍの一部に反射が低い部分があることが予想されるため、いずれかの合成画像に所定閾値以上の輝度異常がある部分を、第１の実施形態と同様に表示部６０で表示するとともに、ミラー基板Ｍに異常がある旨の表示を行う。照明側凹面鏡２６についても、受光側凹面鏡３１と同様に観察し、観察結果に応じて表示部６０に表示する。そして、Ｓ２２４に進み、ミラー基板Ｍをステージ１０上から降ろして収納し（アンロードし）、メンテナンスモード２の処理を終了する。

このように、第２の実施形態（メンテナンスモード２）では、ミラー基板Ｍを回転させた前後で照明側凹面鏡２６及び受光側凹面鏡３１を観察しているため、ミラー基板Ｍの異常をより正確に検出することができる。さらに、照明側及び受光側それぞれの凹面鏡２６，３１を２回ずつ観察しているので、観察精度をより上げることができる。

続いて、図７を用いて、上述のメンテナンスモード１とは異なる、照明側凹面鏡２６と受光側凹面鏡３１の曇り（汚れ）を観察するメンテナンスモード３を行う、第３の実施形態に係る表面検査装置について説明する。但し、装置構成は、上述の第１の実施形態と同様であるため、説明は省略する。

メンテナンスモード１とメンテナンスモード３との違いは、照明側凹面鏡２６の観察と受光側凹面鏡３１の観察をそれぞれ１回ずつ終えた後に、ステージ１０をチルト駆動（傾動）して、照明側凹面鏡２６で反射した光をミラー基板Ｍで反射させて再び照明側凹面鏡２６を照明する点にある。

以下、メンテナンスモード３の手順を、図７に示すフローチャートを用いて説明する。なお、メンテナンスモード３の手順において、メンテナンスモード１の手順と重複するものについては、適宜説明を省略する。

メンテナンスモード３が開始されると、メンテナンスモード１と同様に、照明側凹面鏡２６の観察と受光側凹面鏡３１の観察を行う。但し、Ｓ３０２とＳ１２、Ｓ３０４とＳ１４、Ｓ３０６とＳ１６、Ｓ３０８とＳ１８、Ｓ３１０とＳ２０、Ｓ３１２とＳ２２、Ｓ３１４とＳ２４は同じ工程であるため、説明を省略する。Ｓ３１６で、ミラー基板Ｍを保持するステージ１０をチルト駆動（傾動）して、照明側凹面鏡２６からのテレセントリックな光がミラー基板Ｍに対して垂直に入射するように調整する。つまり、照明側凹面鏡２６からのテレセントリックな光で、再び照明側凹面鏡２６を照明する。

次に、Ｓ３１８に進み、Ｓ３１２と同様に照明側凹面鏡２６を観察する（すなわち、Ｓ２２を実行する）。そして、Ｓ３２０に進み、照明側凹面鏡２６と受光側凹面鏡３１のそれぞれについて得られた合焦範囲の像を画像処理部４５で合成して１枚の合成画像とする。すなわち、メンテナンスモード３においては、照明側凹面鏡２６の合成画像２枚と、受光側凹面鏡３１の合成画像１枚との、計３枚の合成画像が得られる。これら３枚の合成画像は中央制御部５０に送られる。中央制御部５０は、画像処理部４５から送られた３枚の合成画像を記憶部（不図示）に保管するとともに、これら３枚の画像についてそれぞれ所定の閾値以上の輝度を有する輝度異常画素を検出する。そして、照明側凹面鏡２６については２枚の合成画像に基づいていずれか輝度異常のある部分を、受光側凹面鏡３１については１枚の合成画像に基づいて輝度以上のある部分を、それぞれ第１の実施形態と同様に表示部６０に表示する。そして、Ｓ３２２に進み、ミラー基板Ｍをステージ１０上から降ろして収納し（アンロードし）、メンテナンスモード３の処理を終了する。

このように、第３の実施形態（メンテナンスモード３）では、照明側凹面鏡２６を異なる方向から同時に照明した状態で観察できるため、１方向からの照明よりも異常検出精度を高くすることができる。また、受光側凹面鏡３１よりも強い紫外線を受けるため、劣化（曇りの発生）が速いと考えられる照明側凹面鏡２６をより精密に観察できる。

なお、上述の各実施形態に係る表面検査装置においては、ウェハＷの表面で生じた回折光を利用して該ウェハＷの表面を検査しているが、これに限られるものではなく、例えばウェハＷの表面で生じた散乱光や正反射光を利用してウェハＷの表面を検査する表面検査装置においても、本発明を適用可能である。

また、上述の各実施形態に係る表面検査装置においては、ウェハＷの表面を検査しているが、これに限られるものではなく、例えばガラス基板の表面を検査することも可能である。

本発明に係る表面検査装置の全体構成を示す図である。 メンテナンスモード１の手順を示すフローチャートである。 照明側凹面鏡の観察の手順を示すフローチャートである。 受光側凹面鏡の観察の手順を示すフローチャートである。 照明側凹面鏡における合焦範囲を説明するための図であり、図５（Ａ）は照明側凹面鏡の中央部に観察部の焦点が合っている状態を示す概念図であり、図５（Ｂ）は前記状態における照明側凹面鏡を正面から観察した図である。 メンテナンスモード２の手順を示すフローチャートである。 メンテナンスモード３の手順を示すフローチャートである。

Ｗ ウェハ（基板）
Ｍ ミラー基板
１０ ステージ
２０ 照明系
２２ 光源
２６ 照明側凹面鏡（光学素子）
３０ 受光系
３１ 受光側凹面鏡（光学素子）
３２ 撮像部
４０ 観察部
４２ フォーカス部（焦点調節部）
４３ 受光部
４４ 雲台（方向切替部）
４５ 画像処理部（検査部）
５０ 中央制御部（検査部）
６０ 表示部（検査部）

Claims (6)

1. 基板の表面を検査するための表面検査装置であって、
   前記基板を支持するステージと、
   前記基板を検査するための光を射出する光源と、
   前記ステージに支持された前記基板の表面を前記光源からの光で照明する照明系と、
   前記照明された前記基板の表面からの光を所定の撮像面上に結像させる受光系と、
   前記撮像面上に結像した像を撮像する撮像部と、
   前記撮像部で撮像された像に基づいて前記基板表面の検査を行う検査部と、
   前記照明系及び前記受光系の少なくとも一方を構成する光学素子を観察する観察部とを有することを特徴とする表面検査装置。
2. 前記光学素子は、凹面鏡であることを特徴とする請求項１に記載の表面検査装置。
3. 前記光学素子は、前記光源からの光により照明され、
   前記観察部は、前記照明された前記光学素子の表面からの光に基づき、該素子を観察することを特徴とする請求項１又は２に記載の表面検査装置。
4. 前記光学素子は、前記ステージに載置したミラー基板で正反射させた前記光源からの光により照明されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の表面検査装置。
5. 前記観察部は、少なくとも観察方向を、前記照明系を観察する方向と前記受光系を観察する方向とに切り替え可能な方向切替部に保持されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の表面検査装置。
6. 前記観察部は、焦点位置を調節する焦点調節部を有し、該焦点調節部により焦点位置を調整しながら前記光学素子を観察することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の表面検査装置。

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