JPH0669059B2 - パターン化されたウエハーの自動的な検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔利用分野〕 本発明は、半導体製造において使用されるシリコンウエ
ハーの検査に関するものであり、とくにパターン化され
たウエハーの検査を自動的に行なうための装置に関する
ものである。

〔従来技術〕

パターン化されていないウエハーの清浄度の検査は自動
化されているが、パターン化されたウエハーは人手によ
つて検査されている。この場合には、パターン化された
ウエハーは、明るい照明の下でウエハーチヤツクの上に
置かれ、検査する人の目をくらませないために反射をさ
けるように位置させられる。それと同時に、ウエハーの
角度に対する光の位置は、微小な汚れからの散乱光を拾
うように定められる。また、大きい欠陥も検出できる。
ウエハー全体が検査される。現在の手動による全体検査
の特徴のいくつかは次の通りである。すなわち、大きい
欠陥、とくに最小約10ミクロンまでの汚れを迅速に検査
すること、不均一な露光または現像を検査すること、不
十分なスピンを検査すること、バツクスプラツシユ（ba
cksplash）、スターバースト（starburst）、影効果（p
enumbraleffect）、汚れ等を検査することがそれであ
る。

現在は、精密検査は、標準顕微鏡を用いて検査員により
行なうのが普通である。この精密検査には、（１）位置
合せ検査、（２）パターンの系統的な欠陥の検査、
（３）点欠陥の検査、が含まれる。点欠陥は（3a）ラン
ダムな欠陥と、（3b）繰り返えし欠陥との２つに分ける
ことができる。ランダムな欠陥は、全ての写真処理法に
共通のものである。ランダムな欠陥の密度は、パターン
化されたウエハーの製造歩留りを制限する主な要因とし
て認められており、したがつて歩留り管理のためのデー
タを得るためにランダムな欠陥を監視せねばならない。
ランダムな欠陥の主な原因はランダムな質量（マス）欠
陥、膜（フオトレジストを含む）の欠陥、空気または液
体に含まれている粒子による汚染などである。マスクま
たは網線からの繰り返えし欠陥は、歩留り低下の主な原
因であり、とくにステツピング・リトグラフイを用いる
場合には、網線の部分がプリントされる度に繰り返えし
欠陥がプリントされる。

人手による検査はかなり簡単であり、かつ必要とするの
は比較的安い機器であるが、検査員が欠陥を見つけるの
に検査員の主観に頼り、かつ欠陥を見つけるために払う
注意の範囲が限定されるために、検査の結果が多少一貫
しなくなる。更に、ウエハーを処理するために要する時
間と、容易に得ることができる情報の量が限られている
ために、統計的な標本抽出に人手による検査技術を応用
することが制約される。

〔概要〕

本発明の目的は、ウエハーの全体検査および精密検査を
自動的に行なうことができるようにする制御された環境
を得ることである。

本発明の別の目的は、全体検査部および精密検査部を外
部の妨害から分離することである。

本発明の別の目的は、標準的なカセツト載せ機構を装着
するための手段を得ることである。

本発明の別の目的は、標準的なカセツト載せ機構からウ
エハーを自動的に選択し、それをウエハートラツクの上
に載せることである。

本発明の別の目的は、ウエハーの縁部をつかむことなし
に、またはウエハーの面に接触することなしに、選択さ
れたウエハーをウエハートラツクから精密Ｘ−Ｙステー
ジの全体検査軸線上のウエハーチヤツクへ動かすことで
ある。

本発明の別の目的は、近似的に位置されている映像から
対象とする領域を選択することにより、高精度の機器を
必要とすることなしに、求められている位置と向きを決
定するために、ウエハーを自動的に回転させ、位置さ
せ、かつ映像を用いてパターン化されたウエハーの検査
のための一連の場所の上に焦点を合わせて、ウエハー検
査試験を行なうために人の介入を無くすことである。

本発明の別の目的は、ウエハーを自動的に照明し、照明
条件とレンズの倍率を順次選択することにより全体検査
を開始することである。

本発明の別の目的は、Ｘ−Ｙステージを動かすことなし
にウエハーチヤツクを全体検査軸線から精密検査軸線へ
自動的に移動させることである。これにより精密なＸ−
Ｙステージの質量と運動を減少させ、動作速度を高くで
きる。

本発明の別の目的は、以後の整列操作を簡単にするため
に、ウエハーを全体検査軸線から精密検査軸線へ動かし
ている間ウエハーの全体検査整列を維持することであ
る。

本発明の別の目的は、精密検査用の光学装置の対物レン
ズを、見る位置へ自動的に順次移動させることである。

本発明の別の目的は、見る対象物体が１つの対物レンズ
の視野の１ミクロン以内にあるように、前記１つの対物
レンズから隣接する対物レンズへ精密に切り換えること
である。

本発明の別の目的は、精密検査装置に望ましくない力が
加わることを阻止するために、精密検査部の対物レンズ
系をその精密検査部の駆動機構から分離させることであ
る。

本発明の更に別の目的は、光像を比較のための電気信号
に変えることである。

要約すれば、本発明の好適な実施例は制御される環境を
含み、その環境内においては、ウエハーを選択できて、
そのウエハーをウエハーアームにより、精密Ｘ−Ｙステ
ージ上に配置されている真空ウエハーチヤツクまで自動
的に送ることができるように、標準的なカセツトウエハ
ー載せ機構が入力ウエハートラツクに隣接して位置され
る。ウエハーチヤツクは最初は全体検査部に置かれ、全
体検査のために、一連の環状照明灯が、ウエハー表面上
の欠陥を検査するために必要な何種類かの照明特性を与
える。反射光を光路に沿つて導き、テレビカメラへの入
力のために適切な細部を与えるために、鏡とレンズが使
用される。全体検査部は固定焦点である。ウエハーに焦
点を合わせるのに３組の焦点深度の浅いレンズで十分で
ある。全体検査を行なうために倍率の異なる３種類のレ
ンズが自動的に選択される。全体検査に続いて、全体−
精密送りアームが真空ウエハーチヤツクを自動的に動か
す。その真空ウエハーチヤツクは検査中のウエハーを精
密検査用の光学装置の軸線との整列状態を保持する。

ウエハーの狭い限られた領域を綿密に検査することによ
り、精密検査が行なわれる。その領域には型すなわちそ
れの一部が含まれる。何組かの顕微鏡対物レンズが使用
される。検査は最低倍率のレンズから始められ、順次高
い倍率のレンズを用いて検査が続けられる。対物レンズ
はタレツトに装着される。そのタレツトは、視野に悪影
響を及ぼすことなしに対物レンズの切り換えを行なうた
めに精密に制御される。別々の光学回路がウエハー検査
装置に用いられない光波を用いる。その光学回路は見る
回路と同軸であるが、異なる波長を使用する。光路はダ
イクロイツクミラーにより分離される。網線がウエハー
上に投写され、反射光の戻り光路にマスクが使用され
る。それらのマスクは、開口の大きさに応じて、Ｘ方向
とＹ方向への光を変える。光出力は、電気信号に変えら
れる。それらの電気信号に差があるか否かを判定するた
めに、それらの電気信号は互いに差をとられる。差があ
る場合は、その情報が調整装置へ与えられて、正しく焦
点が合うまでタレツトを動かす。Ｘ−Ｙステージが動い
ている間は、Ｘ−Ｙステージが安定して焦点が正しく合
うまで、光がテレビカメラに入射しないようにシヤツタ
が閉じられている。それからシヤツタを開いて映像をカ
メラに入射させる。精密検査が終つたら、検査されたウ
エハーは出力ウエハーアームにより出力ウエハートラツ
クへ戻され、そこから出力カセツトへ送られる。

全体検査または精密検査の間の試験の結果に応じて、ウ
エハーは完全にプログラムされている検査サイクルを完
了することなしに、ウエハーは適切な出力カセツトへ自
動的に送られる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明を詳しく説明する。

装置についての説明 まず第１図および第２図を参照する。本発明のウエハー
検査装置は、ウエハー検査器10と、制御器およびデータ
格納器46と、高速画像コンピユータ（処理装置）56とで
構成される。ウエハー検査器10と、制御器およびデータ
格納器46と、高速画像コンピユータ56とは、電気的相互
接続経路40,49,51,53,55,57により、相互に接続され
る。モニタ54を用いることもできる。ウエハー検査器10
と、制御器およびデータ格納器46と、高速画像コンピユ
ータ56との全体の機能的な相互関系は、第２図からわか
るであろう。また、第３図には、ウエハーを載せ台68か
ら真空ウエハーチヤツク92へ移動させ、その真空ウエハ
ーチヤツク92からウエハー除去台76へ移動させるやり方
が示されている。

このウエハー検査装置との相互作用がモニタ54上のタツ
チスクリーンと、関連する操作棒52Bとを介して、およ
び隠すことができるキーボード52Aを用いて行なわれる
ように、システムプログラムは構成される。モニタは、
装置コンピユータ50から経路53を介して供給されるテキ
ストおよび図形と、および高速画像コンピユータ56から
供給されるウエハーパターン画像とを表示する。操作棒
52Bは、ウエハーと図形を手動で動かすために使用す
る。システムプログラムは、メニユーにより駆動され、
所定のウエハー検査中はモニタ54上のタツチスクリーン
のみによつて操作が行なわれる。キーボード52Aも使用
できるが、試験の設定者が使用するためのものである。
ある特定の種類のウエハーの検査に使用すべきプログラ
ムの部分を選択できるようにするためにはエントリコー
ドを必要とする。この手順により試験設定者は、検査お
よび精密試験のパラメータを変更できる。検査を始めて
行なうこと、ウエハーを検査すること、またはデータ出
力を得ることのために、必要な入力を要求する対話形
「メニユー」が端末装置に現われる。検査員が定常業務
で見るプログラムの部分は、モニタとタツチパネルを介
して装置に与える少しの命令だけで、製造ウエハーのき
まつた検査を行なうことができるように設計される。

装置全体の制御は、装置（システム）コンピユータ50に
より行なわれる。このコンピユータ50は、種々の検査手
順と検査試験を順次実行させる。それら種々の検査手順
により、ウエハー16をカセツト12から全体検査部と精密
検査部へ送り、そこからカセツト42へ送る。各検査過程
における各事象はプログラムされた時刻に実行される。
しかし、検査時間をできるだけ短くするために、互いに
衝突しないいくつかの検査過程が同時に実行されること
を理解すべきである。複数のウエハーが検査部の間を同
時に動く。検査中はこの装置は下記の３種類の主な機能
を並行して行なう。

（１）ウエハーを所定位置へ動かし、焦点を合わせて、
画像を捕える。

（２）デイスク格納装置からの試験データをRAMへロー
ドする。

（３）試験に必要な計算を実行する。

精密検査には、精密測定と精密比較が含まれる。試験場
所は、訓練中に手動で選択され、かつ精密試験の基本的
な部分として検査装置に格納された場所画像を使用する
ことにより見つけられる。精密測定は、予め選択された
形状について行なわれる。任意の範囲を基準画像と、ま
たは同じウエハー上の別の型（ダイ）内の類似の範囲
と、比較（精密比較）できる。１つの基準画像源は、良
いウエハーについて先に検査された型（ダイ）である。
それから、光ビーム装置または電子ビーム装置により画
像を直接または間接に発生するために使用されたデータ
ベースを、基準画像として使用できる。精密検査中にウ
エハーから得た画像と比較するための標準的な基準画像
を複合されたいくつかの型（ダイ）から得るためにデイ
スクメモリ48をプログラムできる。その比較により基準
画像からランダムな欠陥が除去される。

４個のカセツト12,14,42,44が示されている。それらの
カセツトは標準的な種類のもので、インデクサの中に置
かれる。それらのインデクサにより、ウエハーをカセツ
トとウエハートラツクの間で移動させることができる。
それら４個のカセツトのいずれをも、入力カセツトまた
は出力カセツトとして構成できる。説明のために、カセ
ツト12および14を入力カセツトとし、カセツト42および
44を出力カセツトとする。しかし、動作中は、空である
ホスト入力カセツトが出力カセツトとして使用される。
その理由は、合格したウエハーと不合格のウエハーとの
数が等しいということが予測されない場合のあふれたウ
エハーを受けるために、空の入力カセツトを出力カセツ
トとして使用するためである。それらのカセツトは、工
業用の標準カセツト寸法と歩進距離に合わせて作ること
ができる。それらのカセツトには約75〜150mm（３〜約
６インチ）の寸法のウエハーを受けることができる。

入力カセツト12と14のうちの１つからのウエハーが、動
き制御器52から信号路51を通つて与えられた制御信号に
従つて位置させられることが、第２図および第３図から
わかる。適切な時刻にその制御信号はウエハーをウエハ
ートラツク64の上に置く。そのウエハートラツク64は、
そのウエハーを、２個の入力カセツトの間に配置されて
いるウエハー載せ台68まで動かす。後で説明するよう
に、ウエハーがウエハー載せ台へ動かされた後で、その
ウエハー載せ台は、ウエハーをトラツク64の上へ位置さ
せるように、垂直方向上向きに動かされる。次に、ウエ
ハー送りアーム90が図示のようにウエハーの他の側に位
置させられるように、ウエハー送りアーム90はアーム90
の下側を横切つて動かされる。この動作により、ウエハ
ー送りアームの弧状端部のくぼんでいる部分が、ウエハ
ーを受ける位置に置かれる。次に、前記くぼみの底にあ
る棚の少し上にウエハーがくるように、ウエハー載せ台
68が中間位置まで下降させられる。これにより、ウエハ
ーは、くぼんだ側壁と交わる位置に置かれたことにな
る。その後でウエハー送りアームは、ウエハー載せ台68
に近接する位置へ回動させられる。ウエハーはウエハー
載せ台の上に正確に位置させられていないから、ウエハ
ーを棚の上方の位置に置くように、前記くぼみの側壁は
ウエハーを静かに正しく動かす。次に、ウエハー載せ台
が元の位置へ下降させられて、ウエハー送りアームの動
く経路から離れる。それから、ウエハー送りアーム90は
ウエハー16をＸ−Ｙステージ28の上方へ動かし、回転台
94にとりつけられている真空チヤツク92の上面の上にウ
エハーを置く。回転台94は全体検査部である。

検査に先立つて、ウエハーの縁部と平らな部分を見つけ
る。ウエハーはでたらめな向きでチヤツクにとりつけら
れている。全体映像での画像をまず用いて、ウエハーパ
ターンの回転と位置ぎめを修正する。その後で悪いスピ
ン、引つかき傷、塵などのようなパターンの欠陥と、ピ
ンボケ部分または一様に露光されなかつた部分に起因す
る全体的な画像欠陥変動とについてウエハーの表面を検
査する。全体検査を行なうための光は、環状灯20,20A,2
0Bにより供給され、固定されている全体鏡30が反射され
た画像をカメラ38へ送る。そのカメラは受けた画像を電
気信号に変換する。その電気信号は線40を通つて高速画
像コンピユータ56へ与えられ、高速画像コンピユータは
その画像をモニタ54のスクリーンに表示させる。

全体検査が終ると、動き制御器52により全体−精密移動
アーム（後述する）が作動させられて、真空チヤツクを
含んでいるアセンブリをＸ−Ｙステージ28上の精密検査
部まで移動させる。ウエハーの底面を引きつける真空に
より発生される圧力によつて、ウエハーは真空チヤツク
92に保持される。後で説明するように、全体検査部と精
密検査部の間のこのウエハーの移動は、精密検査試験の
ためにウエハーが位置させられるように正確に実行され
る。機械的な位置ぎめの誤りの修正は、装置コンピユー
タにより制御される。

試験は、いくつかの場所において行なわれるのが普通で
ある。各場所は装置により自動的に位置させられる。各
場所における格納されている一連の画像が、試験中の各
ウエハーから得られた画像を相関させるために、用いら
れる。したがつて、機械的なステージを高い確度で位置
させることは要求されない。近似的に位置させられた画
像のうちから試験すべき部分を選択するために、相関が
用いられる。特定の試験場所列へ行くように装置をプロ
グラムでき、各場所において異なる試験を指定すること
もできる。この装置は、一連のメニユーと、タツチによ
り作動させられるスクリーン上の「ボタン」により、試
験を通じて検査員を導くように構成される。こうするこ
とにより、この装置は自習型装置にされる。試験場所は
検査員により選択され、次に試験するウエハーはカセツ
トの中に入れられるだけである。装置は、ウエハーの取
り扱いと、整列と、試験と、その試験の結果に従つてウ
エハーを合格カセツトまたは不合格カセツトの中に入れ
ることとを、完全に自動的に行なう。ある試験のために
選択される場所は、独特のこともあれば、独特でないこ
ともある。装置がある特定の場所を再び見つけなければ
ならないとすると、装置は一連の独特な基準を使用せね
ばならない。それらの基準はプログラムにより自動的に
選択される。それらの基準は、必ずしも視野内にある必
要はない。

対物レンズを使用しており、ウエハーパターン内の正確
な深さに焦点を合わせる必要があるから、ピクセル画像
を認めるより前に、複数の対物レンズのそれぞれの焦点
を合わせなければならない。後で説明するように、自動
焦点装置36（第２図）は、各対物レンズが光軸に整列し
て置かれた直後に、各対物レンズの焦点を自動的に合わ
せる。Ｘ−Ｙステージが安定して対物レンズの焦点が合
わされるまでは、光がカメラ38の撮像管面に到達しない
ように、ステージを動かしている間はシヤツタ37は閉じ
られている。Ｘ−Ｙステージが安定して、対物レンズの
焦点が合わされたら、画像がカメラに入射するようにシ
ヤツタは開かれる。シヤツタは開かれている時間中に受
けた光を積分できるように、カメラのビーム電流は制御
される。シヤツタが閉じられると、カメラから信号が読
取られる。Ｘ−Ｙステージはこの動作と並行して動かす
ことができる。次に、画像は高速画像コンピユータ56へ
送られ、その画像コンピユータにおいて標準的な基準
と、またはウエハー自体から得られて一時的なメモリに
格納されている画像基準と比較される。

精密検査が終ると、第２のウエハー送りアーム98が、真
空チヤツク92の近くの、ウエハー16の下側の位置へ動
く。それから真空チヤツク92から真空を除去して、ウエ
ハー送りアーム98がウエハーを真空チヤツク92より上の
位置へ持ちあげる。真空の作用によりウエハーはアーム
98の頂部に保持される。次に、ウエハー16を除去台76の
上方に位置させるように、ウエハー送りアーム98はピボ
ツト点99を中心として旋回させられる。ウエハーがその
位置に置かれると、動き制御器52が除去台76を作動させ
て、それを垂直方向上向きに動かしウエハー16をアーム
98より上方へ持ちあげる。それから、アーム98がウエハ
ー16から離れるように、動き制御器52はアーム98を下向
き経路へ旋回させる。次に、除去台76は垂直方向下向き
に動いて、ウエハー16をトラツク80の上へ送るための位
置へ動かす。検査中にコンピユータにより解析が行なわ
れるから、ウエハー16が良品か否かの判定が既に行なわ
れている。したがつて、ウエハー16は「合格」または
「不合格」として分類でき、その分類に従つてウエハー
は合格カセツト42または不合格カセツト44へ送られる。
その後で、動き制御器52は、トラツク80のうち、ウエハ
ー16を適切なカセツトまで動かす部分を作動させる。

ウエハー検査装置 次に第４図〜第11図を参照して本発明のウエハー検査装
置について説明する。溶接されたストレスフレーム104
によつて、ウエハー検査装置の基部が床その他の堅固な
装着面に取りつけられる。このフレームは、アルミニウ
ム製の重い鋳物部品108,110を支持する。それらの鋳物
部品は、緩衝（ダンピング）定数を最大にするようにと
くに構成される。下側の鋳物部品108は３個の空気分離
器（アイソレータ）106の上に置かれる。それらの空気
分離器は溶接されたストレスフレームの上に置かれる。
上側の鋳物部品110は下側の鋳物部品にボルト（図示せ
ず）により固着される。このようにして、検査部の重要
な要素が外部の動きから切り離される。

図面を複雑にしないように詳しくは示していないが、溶
接されたストレスフレームは、ウエハー取り扱い装置を
支持する。これにより可動要素が検査から分離される。
溶接されたストレスフレームは環境カバーも支持する
（第4A図）。この環境カバーは環境管理を行なうよう
に、検査中にウエハーが通る経路を囲む。環境カバーは
ウエハー検査装置の浮動部にもとりつけられる。ストレ
スフレームと浮動検査部との間の分離を維持するために
環境カバーは相互に連結されず、重なり合う異なる平面
内に置かれ、縁部に近接して通路を設けるように形成さ
れる。そのような構成の一例が第4A図に示されている。
固定カバー107がストレスフレーム104の固定部材105に
とりつけられ、浮動カバー111がアルミニウムの鋳物部
品110にとりつけられる。これにより、ウエハー検査装
置の内部が正圧に保たれるために、２つの重なり合うカ
バーの間に空気ロツクが形成される。この加圧されてい
る空気ロツクの中を通る空気により、外部の汚染物質が
検査部の中に入ることが阻止される。

ウエハー送り機構 検査すべきウエハーは、入力カセツト12,14の中に含ま
れる。それらの入力カセツトは、図示のように入力ウエ
ハートラツク64に近接して配置される。ウエハーをウエ
ハー真空チヤツク92に載せるものとすると、動作できる
ようにされた入力カセツト12または14が、ウエハー16を
「Ｏ」リングベルトトラツク64の上に載せる。そのＯリ
ングベルトトラツク64はカセツト12と14の間の中間の位
置まで動く。Ｏリングベルトトラツク64をウエハーを動
かす好適な手段として図示したが、ウエハーを送るため
に他の手段をとることができることを理解すべきであ
る。たとえば、動くビームを使用でき、またはウエハー
を受けて、それをウエハー載せ台まで動かす可動アーム
を用いることができる。それから、ウエハーはウエハー
載せ台68によりベルトから持ちあげられ、ウエハー送り
アーム90がウエハー16の下側を旋回する。

ウエハー送りをどのようにして行なうかを第８図〜第11
図を参照して説明することにする。まず第８図および第
8A図を参照する。それらの図には、ウエハー載せおよび
ウエハー除去アセンブリ67が示されている。このウエハ
ー載せおよびウエハー除去アセンブリは、たとえばカセ
ツト12,14と、Ｏリングトラツク64と、垂直駆動アーム7
0にとりつけられているウエハー載せ台68とを含む。カ
セツト12からの載せるべきウエハーは、モータ60により
駆動されるＯリングトラツク58の上に載せられる。上側
トラツク64の幅の下に配置されている送光器62が、光信
号を、光レール63（第６図）に設けられている受光器へ
向けて垂直方向上向きに送る。その光信号がウエハー16
により遮断されると、モータ60が停止させられ、モータ
72が始動させられ、それによりトラツク64が動かされて
ウエハーをウエハー載せ台68へ運ぶ。送光器66がウエハ
ー載せ台68の孔68Aの下側に配置される。送光器66から
の光信号が、孔68Aを通つてレール63の受光器へ送られ
る。送光器66からの光信号が遮断されることは、ウエハ
ー載せ台68の上にウエハーが載せられていることを示
す。次に何を行なわせるかを決めるために、他のプログ
ラミング情報が使用される。たとえば、選択されたウエ
ハーだけを検査するものとすると、ウエハーをトラツク
に沿つて他のカセツトの一方へ送ることができる。その
ウエハーを検査する場合には、そのウエハーをウエハー
載せ台68の上に停止させる。そのウエハー載せ台68は駆
動アーム70の一部として形成される。

駆動アームと球スライドおよび空気ピストン駆動装置の
構造を第8A図および第8B図に示す。駆動アーム70はＬ形
で、それの横部材70Aの端部にウエハー載せ台68がとり
つけられる。真空パイプ71が、取りつけクランプ71Aに
より、縦部材71Bの縁部に周知のやり方で取りつけられ
る。真空パイプ71は、横部材のうち、横部材と縦部材の
連結部に近接している部分の中を通る。真空パイプ71
は、Ｔ形切り抜き部69A内のくぼみ69まで横部材70Aの中
を延びる。したがつてウエハー載せ台68が垂直方向に動
いている間、ウエハー16をウエハー載せ台68の上に保持
するために用いられる真空を伝えることができる。

駆動アーム70は、球スライドアセンブリ124により、水
平方向に整列させられている位置に保持される。その球
スライドアセンブリ124は、一対の空気ピストン126,128
により垂直方向に駆動される。空気ピストン126は継手1
38,139を介して空気供給管（図示せず）に連結され、空
気ピストン128は継手140,141を介して空気供給管（図示
せず）に連結される。空気供給管と空気供給源は、周知
のものであるから図示を省略する。空気ピストンがどの
ように動作するかについては後で説明する。検査のため
にウエハーが選択されると、そのウエハーは、孔68Aを
通る光信号の遮断によりウエハー載せ台68の上に停止さ
せられる。そうすると、ウエハーがウエハー載せ台68の
上に載せられたまま、ウエハートラツクが停止させられ
る。真空が孔69と真空パイプ71を通じて与えられて、ウ
エハーを所定位置に保持する。それから空気圧が空気ピ
ストンへ加えられて、球スライド機構124を上方へ駆動
する。球スライド機構の上向きに動く距離は、フラツグ
130と、とくに切り抜き部132,132Aとにより制御され
る。それらのフラツグと切り抜き部は、光検出器134,13
6とともに動作して上方駆動距離をくり返えし設定す
る。駆動アーム70と、それに関連するウエハー載せ台
は、底部および頂部すなわち最大変位位置と、中間位置
との３つの位置のうちの任意の１つの位置に置くことが
できることに注意すべきである。最初に、空気を空気ピ
ストン126,128に供給することにより、駆動アームはそ
れの頂部位置に上昇させられる。次に、ウエハー送りア
ーム90が駆動アーム70の下側で旋回させられて、ウエハ
ーの他の側に位置させられる。それから、駆動アーム70
は中間位置へ下降させられる。その中間位置において
は、ウエハーはウエハー送りアーム90内のくぼみ232の
少し上に位置させられる。予測できるように、調整を行
なうことなしにくぼみ232の中にウエハーがきつちり入
るように、ウエハー載せ台68上におけるウエハーの設定
は整列しないで行なわれる。この理由から、前記ウエハ
ー送りアーム90がウエハー載せ台68に近接する位置へ動
かされる時にウエハーを整列させるために、ウエハー送
りアーム90に側壁231が含まれる。したがつて、駆動ア
ームアセンブリは、休止位置からＯリングトラツクの少
し上の所定の高さの位置まで、アームを制御しつつ上昇
させるとともに、前記所定の高さの位置からアーム90内
のくぼみ232より少し高い位置と、Ｏリングトラツクか
らウエハーを容易に受ける位置へ置かれるようにＯリン
グトラツクより少し下の位置まで制御しつつ下降させ
る。

ウエハー載せ台が中間位置まで下降させられた後で、ウ
エハー送りアーム90がウエハーの近接して旋回した時
に、ウエハー載せ台68からの妨害なしにウエハーがくぼ
み232に整列させられるように、ウエハー載せ台68の直
径はウエハーの直径より短い。最後に、ウエハー載せ台
68が下降する時に、ウエハー載せ台68は、ウエハー送り
アーム90の孔を通ることができる。このようにしてウエ
ハーは、ウエハー送りアームまで送られる。

ウエハー検査装置が正しく整列させられ、かつ検査試験
５を行なえるようにするために、整列ウエハー79の検査
をまず行なう。整列ウエハー79はガレージ81の中に第8C
図に示すようにして収められる。ガレージ81は、頂部81
Aと、下方へ延びる側壁81Bと、各側壁の下端部から内側
へ延びる部分的な床要素81Cとを含む。使用しない時は
整列ウエハー79は、その時はウエハートラツク64Aの上
に位置させられているガレージ81の中に収められる。整
列ウエハーを使用する時は、作動アセンブリ85の空気ピ
ストン87が動作不能にさせられ、コイルばね89がガレー
ジ81をそれの最低位置まで駆動する。第8C図からわかる
ように、整列ウエハー79はウエハートラツク64Aの上に
置かれ、部分的な床要素81Cがトラツク64のＯリングベ
ルトの上面より下側にされる。トラツクは、ウエハーを
ウエハー載せ台68へ向つて動かすことができるようにさ
れる。そのウエハー載せ台68からウエハーは整列状態を
調べられつつウエハー検査装置の中を通される。その時
には必要があれば調整が行なわれる。Ｏリングトラツク
へ戻された整列ウエハーはガレージ内の位置へ向けられ
る。それから空気ピストン87が動作可能状態にされる
と、正常なウエハー検査を行なえるように、その空気ピ
ストンにより、ガレージ81とウエハーがトラツクの上へ
上昇させられる。

先に注意したように、カセツトのうちの任意の１個を、
入力カセツトまたは出力カセツトとして使用できるよう
に、コンピユータをプログラムすることが可能であり、
もちろん、出力カセツトは合格カセツトまたは不合格カ
セツトと定めることができる。更に、各カセツト内のと
くに選定されたウエハーに検査を限定できる。ウエハー
が検査のために選択されないと、そのウエハーはウエハ
ー載せ台68を通りすぎ、トラツク64Aに沿つてトラツク8
0まで動かされる。検査されなかつたウエハーを受ける
ものとしてカセツト42が指定されたとすると、光検出器
82がウエハーの存在を検出し、駆動モータ84を停止させ
る。それからウエハーはＯリングトラツク86に近接して
位置させられ、それからモータ88が始動させられてウエ
ハーをカセツト42まで送る。それとは逆に、ウエハー16
が検査された時は、ウエハー送りアーム98がそのウエハ
ーを真空チヤツク92からウエハー除去台76の上方の位置
まで動かす。ウエハー載せ台68について先に説明したよ
うに、ウエハー除去台76は作動させられて垂直方向に上
昇させられ、ウエハー16をウエハー送りアーム98から持
ちあげる。ウエハー除去台の動きによりウエハーを容易
に上昇させられるように、ウエハー送りアームからは真
空が除去される。下降中はウエハーをウエハー除去台76
の上に保持するために、ウエハー除去台76のくぼみ75へ
真空が管77を介して加えられる。

それから、ウエハー送りアーム98がウエハー除去台76か
ら引き離され、ウエハー除去台作動アーム74が垂直方向
に下降させられる。それからウエハーをトラツク80の上
で左へ動かすことができ、またはトラツク80Aの上を右
へ動かすことができる。ウエハーを動かす向きは、検査
の結果と、合格カセツトおよび不合格カセツトの位置と
に依存する。図にはトラツク80Aの一部だけが示されて
いる。更に、カセツト44の部分と、それに関連するＯリ
ングトラツクとは、いずれも示されていない。しかし、
それらの要素の動作は、カセツト42と、それに関連する
光検出器およびＯリングトラツクとについて説明した動
作に類似する。ウエハーが検査に合格して、カセツト42
の中に入れられるものとする。そうすると、モータ84に
より、トラツク80がウエハーをウエハー除去台76から送
光器78を通り、かつ送光器82の上を通つて動かすように
させられる。それから、ベルト80が停止し、モータ88が
ベルト86を動かしてウエハー16をカセツト42の中へ送
る。

ウエハー送りアーム 次に、ウエハー載せ台68またはウエハー除去台76と真空
チヤツク92との間でウエハーを動かすために、ウエハー
送りアーム90または98をどのようにして駆動するかを、
第９図〜第11図を参照して説明する。ステツピングモー
タ170の軸172が、かさ歯車174に連結される。このかさ
歯車は、かさ歯車176を駆動する。垂直駆動軸180にピニ
オン178が取りつけられる。その垂直駆動軸は軸受184に
より支持される。その軸受は軸受支持ブロツク182によ
り支持される。駆動軸180はかさ歯車176が取りつけられ
ているから、ステツピングモータ170が回転すると、ピ
ニオン178が回転させられる。このピニオン178により平
歯車186が駆動される。ピニオン178の幅は平歯車186の
幅よりかなり広いことに注意すべきである。平歯車186
は、上側の軸受支持ブロツク188にピン208により連結さ
れる。それらのピンは平歯車をハブに連結する。そのハ
ブをウエハーアーム駆動軸196にピンで止めるために、
ピン210が用いられる。下側の軸受支持ブロツク202がね
じ穴211を有する。そのねじ穴に止めねじ212がねじこま
れて、軸受支持ブロツク202を軸に固定する。上側の軸
受支持ブロツク内の球軸受190および下側軸受支持ブロ
ツク内の球軸受204を、スナツプリング192,200がそれぞ
れの軸受支持ブロツク内に保持する。

上側軸受と下側軸受の中間に空気ピストン194が設けら
れる。空気ピストン194は空気シリンダハウジング214を
有する。この空気シリンダハウジングは空気シリンダピ
ストンを囲む。この空気シリンダピストンはピストン駆
動コネクタ218を含む。ピストン駆動コネクタ218の上と
下のスナツプリング222が、空気シリンダピストン216を
空気シリンダ軸228に固定する。Ｏリング224と226が、
シリンダ216の周囲の漏れを最少にする。空気を、ポー
ト195または197を通じて供給できる。ポート195とポー
ト197のいずれを使用するかは、ウエハー送りアームを
下降させるか、上昇させるかによつて決定される。

したがつて、幅の広いピニオン178を用いることによ
り、たとえばアームが上側垂直位置または下側垂直位置
のいずれかにある時に、駆動運動を依然として許しなが
ら、ウエハー送りアーム90を制御しつつ垂直運動させる
ことができる。後で明らかになるように、ウエハー送り
アームは、ウエハーを受ける前にウエハー載せ台の下側
を通るために、下側垂直高さで駆動される、ウエハー16
をウエハー真空チヤツク92の上に置くために、ウエハー
送りアーム90は、それの最高垂直位置において横に動
く。ウエハー送りアームは、チヤツクの上に位置させら
れると、下降させられてウエハー16を真空チヤツク92ま
で送る。次に、ウエハー送りアーム90は、全体検査領域
から外へ動かされる。

ウエハー載せ台68からウエハーをとるために、ウエハー
載せ台を持ちあげてウエハーをそれの最高位置に置きウ
エハー載せ台作動アーム70をウエハー送りアーム90の経
路より上側に置く。ウエハー送りアーム90は持ちあげら
れたウエハー載せ台68の下側を旋回する。ウエハー載せ
台68は中間位置まで下降させられる。そのためにウエハ
ー16はくぼみ232内の棚233より数mm上方に位置させられ
る。それからウエハー送りアーム90はウエハー載せ台に
近接する場所まで動かされ、くぼみ232の側壁231がウエ
ハーを静かに動かして、そのウエハーをくぼみ232の棚2
33の所に正しく位置させられるようにする。真空が無く
される。すなわちウエハー載せ台68が解放されて元の位
置へ下降させられる。この動きにより、ウエハーは、ウ
エハー送りアーム90の弧状くぼみの中に置かれる。その
弧状部分は検査される特定の寸法のウエハーを受けるよ
うに構成され、かつ前記したように、その弧状部分はく
ぼみ232を含む。そのくぼみは、ウエハー16の底縁部を
置くことができる棚233を形成する。ウエハー保持部材2
30により、つかみ作用が行なわれないことに注意すべき
である。ウエハーの縁部がくぼみの側壁に押しつけられ
ないようにするのにそのくぼみは十分であり、棚は適切
な支持を行なうのに十分なほど半径方向内側へ延びる。
ウエハーを所定位置に保持する重力に加えて、棚に複数
の真空孔234が設けられている。それらの真空孔は真空
パイプ236を相互に連結し、それにより真空圧が与えら
れて、ウエハー送り中にウエハーを所定位置に保持す
る。

次に、この時には、全体検査位置の中心に置かれている
ウエハー真空チヤツク92の上方にウエハーが位置させら
れるまで、ウエハー送りアーム90がステツピングモータ
170により駆動される。それから空気圧が空気シリンダ2
14の空気入口を通つて供給され、ウエハー送りアームを
下降させ、ウエハー16をウエハー真空チヤツク92の上に
置く。ウエハー送りアーム90のくぼみ232の中にウエハ
ー16を保持している真空圧は、そのウエハーの下側が真
空チヤツク92の平らな上面に遭遇した時にウエハー16に
不当な圧力が加えられることを避けるように、ゆるめら
れることを理解されたい。それから、ステツピングモー
タ170が、ウエハー送りアームを、Ｘ−Ｙステージアセ
ンブリ28と入力ウエハー載せ台68の間の中立位置へ駆動
する。

ウエハー16を精密検査部から除去する時には、ウエハー
送りアーム98が使用される。駆動モータは最低位置にあ
るウエハー送りアームを真空チヤツク92に近接させて、
ウエハー16の下側である位置へ動かす。真空チヤツクの
保持真空がゆるめられる。そうするとウエハー送りアー
ムが上昇させられ、真空圧が弧状位置235の頂部に設け
られている真空孔234を通じて加えられる。ウエハー送
りアーム98のためには、くぼんだ位置は必要でないこ
と、したがつて、真空により所定位置に保持されている
上面の上にウエハーが載せられることに注意すべきであ
る。

真空チヤツク ウエハー真空チヤツク92は円筒形の部材であつて、平ら
な端部壁93を有する。このウエハー真空チヤツクは、Ｘ
−Ｙステージが全体検査部位置と精密検査部位置のいず
れかにある時にウエハーを中央部に置くように、Ｘ−Ｙ
ステージの上に位置させられる。真空チヤツク92の平ら
な端部壁93の直径は、ウエハーの直径より短く、ウエハ
ーが真空チヤツク92の上面に置かれる時、またはその上
面から除去される時にウエハー保持部材230または235が
通れるように十分に小さい。たとえば、直径10cmのウエ
ハーが、直径7.5cmの真空チヤツクにより保持される。
光軸に垂直な平面に対する真空チヤツクの面の平坦度は
25ミクロンである。ウエハーは真空により真空チヤツク
に保持される。前記のように、ウエハー送りアームが動
くと、ウエハー保持部材230がウエハー16を真空チヤツ
ク92の中央部に置く。ウエハー送りアーム92に加えられ
ている真空圧が解除されると、ウエハー送りアーム92は
引きこめられる。次に、真空チヤツク92に真空圧が加え
られて、ウエハーを真空チヤツクの固定位置に保持す
る。種々の寸法のウエハーを取扱うために種々の寸法の
真空チヤツクを使用できるように、真空チヤツク92は、
回転台94に取外すことができるようにして取りつけられ
る。

Ｘ−Ｙステージ 次に第12図〜第15図を参照して、全体検査部または精密
検査部においてウエハーを光学的に検査するために、ウ
エハーをどのようにして位置させるかを説明する。Ｘ−
Ｙステージ28は、周知の交差ローラー型ステージであ
る。Ｘ−Ｙステージ28は、直交する２本の軸の各軸にお
いて約17.8cm（７インチ）の移動を行なう。このＸ−Ｙ
ステージは、全体検査または精密検査の光軸上に中心を
おいて移動しつつ、直径約15.2cm（６インチ）の全面を
調べるために十分な動きを行なうように構成されてい
る。それらの直交軸は互いに約25.4cm（10インチ）離れ
ているから、光軸の間を最小のスペースでウエハー16を
動かすために全体−精密送りアーム244が開発された。

全体−精密送りアーム この全体−精密送りアームはベース板240を有する。こ
のベース板は、取りつけねじ242によりＸ−Ｙステージ2
8の上面に取りつけられる。全体−精密送りアーム244
は、空気軸受246によりベース板240の上方に支持され
る。ベルト駆動モータ330の中心軸と同軸の枢軸248を中
心として旋回するように、全体−精密送りアーム244は
構成される。

第12図において、全体−精密送りアーム244が、右側ス
トツプ250と左側ストツプ252の間のほぼ中央部に配置さ
れていることがわかる。各ストツプはベース板240に固
定される。それらのストツプは堅固なストツプであつ
て、アーム244が駆動される基準となる光軸に応じてス
トツプ250または252に当るように、送りアーム244には
硬い球状バンパー254,256が固定される。送りアーム244
は、その移動の各終点に設けられているそれらの堅固な
ストツプに対して予め力を加えられる。送りアーム244
は、ばねにより力を加えられているリンク264により送
りアーム244に連結されているモータ駆動クランクアー
ム260によつて移動範囲内を動かされる。クランクアー
ムとリンクは、送りアームの移動の各終点において一直
線を成す。

全体−精密送りアーム244は、ハウジング261内に含まれ
ている二重減速ベルト駆動機構によつて一端が駆動され
るクランク260より成る水かき状機構258により駆動され
る。二重減速ベルト駆動機構はステツピングモータ330
により駆動される。クランクアーム260の他端は、偏心
ピン266により駆動リンク264の脚288に連結される。そ
の駆動リンクの他の脚284は、ピン268により全体−精密
送りアーム244の延長部材270に枢着される。したがつ
て、ステツピングモータ330が回転するとクランクアー
ム260が回転させられ、かつばねにより力を加えられて
いる駆動リンク264により全体−精密送りアーム244が枢
軸248を中心として旋回させられる。ステツピングモー
タ330が始動されると、駆動脚282の末端部に取りつけら
れているセンサフラグ272がリミツトセンサ276または28
0に交差するまで、そのステツピングモータは、駆動リ
ンク264、したがつて全体−精密送りアーム244を動かし
続ける。センサフラグ272がリミツトセンサ276と280の
いずれに交差するかは、全体−精密送りアーム244の動
く向きに関係する。リミツトセンサ276,280は、リミツ
トストツプ274,278にそれぞれ近接して位置される。そ
れらのリミツトストツプは、ベース板240にとりつけら
れているストツプ250または252を過ぎて、駆動機構が全
体−精密送りアーム244を駆動しないようにするための
ものである。それと同時に、全体−精密送りアーム244
がストツプ250または252に押しつけられるように、駆動
リンク264は構成される。

全体−精密送りアーム244が堅固なストツプの１つに対
して常に位置させられ、かつばねにより力を加えられる
ように全体−精密送りアーム244を動かさなければなら
ない。これは、ストツプ250または252のいずれかに、全
体−精密送りアーム244を再現できるようにして予め力
を加えるために行なわれる。そのような結果を達成する
ためには、駆動モータ330が、クランクアーム260を一方
のリミツトストツプから他方のリミツトストツプへ駆動
できる必要がある。希望の結果を得るために、特殊な駆
動リンクが開発されている。その駆動リンクが第14図お
よび第14A図に示されている。

第14図はばねにより力を加えられる駆動リンク264の斜
視図である。第14A図は、全体−精密送りアーム244をス
トツプに保持させるためにその送りアームに一定の圧力
を維持して、駆動アームリンクを短くできるように、機
械的な相互連結を行なうやり方を示す断面図である。こ
の構造は、リンク282と284が、常に軸線方向に整列させ
られるようなものである。

第14図および第14A図から、リンク282は、末端部にばね
ストツプ290を有することがわかる。そのばねストツプ2
90に近接して、脚282の長手方向に対して直角である取
りつけブロツク288が形成される。脚284は、Ｌ形ブロツ
ク292を有する。このブロツク292は、軸線方向に整列さ
せられた脚294と、この脚294に直角な脚296とを有す
る。脚296はブロツク288に平行である。第14A図からわ
かるように、脚294には切り欠き部が形成される。その
切り欠き部により、ばねストツプ290用のスペースを形
成するとともに、そのばねストツプがブライヤー（Vlie
r）ばねプランジヤ298,308のそれぞれのばね接点300と3
10の間で動くためのスペースが形成される。脚282と284
の過大な軸線方向のくい違いを阻止するために、ブロツ
ク288と296の端部に、屈曲部材302が保持ブロツク304,3
06により取りつけられる。それらの保持ブロツクは取り
つけねじ312により固着される。脚282の近接端部に設け
られている孔314に偏心ピン266が挿入され、脚284の近
接端部に設けられている孔316にピボツトピン268が挿入
される。したがつて、ばねにより力を加えられた駆動リ
ンク264が、クランク駆動アーム260とウエハー送り駆動
アーム270の間に連結される。

真空チヤツク92の上に置かれているウエハーを、全体−
精密送りアーム244が、全体光学的検査部位置と精密光
学的検査部位置のいずれかに位置させている間に、検査
のためにウエハーを完全に整列させるには、ウエハーを
回転させる必要があることがある、そのために回転台94
が設けられる。検査中は、回転台は、Ｘ−Ｙステージ28
の上に動かないように、置かれる。回転を容易にするた
めに、回転運動を開始する前に空気ソレノイドが動作さ
せられ、全体−精密送りアーム244が空気軸受266により
支持される。Ｘ−Ｙステージアセンブリの重量を最小に
するために、回転台94の表面に複数の孔があけられてい
る。その孔の１つが第12図に参照番号320で示されてい
る。駆動ベルト326を回転台94の縁部の中央に置くため
に、回転台の縁部は高くされる。歯付ベルト駆動プーリ
328が、ベルト駆動モータ（図示せず）により回転させ
られる。そのプーリとベルト駆動モータとの回転軸が、
全体−精密送りアーム244のピボツト点248に位置させら
れる。ベルトの張力を調整するために、アイドラープー
リ332が用いられる。

較正ウエハーまたは整列ウエハーを使用することは好適
な方法であるが、ターゲツトとしての較正ウエハーを、
検査装置を最初に整列させるために使用することもでき
る。較正ターゲツト334が、全体−精密送りアーム244に
取りつけられているのが示されている。そのターゲツト
は、検査の前にカメラと光学装置を精密に較正するため
に用いられる。ウエハーを動かす前と、動かした後で、
ウエハーの位置がカメラの画像から決定されるから、１
回転分だけＸ−Ｙステージの回転を再現するだけで十分
である。繰り返えし回転における長期間ドリフトは重要
ではない。回転のためにステツピングモータが使用され
るから、指定された回数の歩進を行なわせることによ
り、正確な１回の動きを行なわせることができる。

真空チヤツク92が回転台94の中心に置かれ、真空チヤツ
クの上面93と、くぼんだ円筒形状ベース338の側面を通
る取りつけボルト336により回転台94に固定される。真
空チヤツクの上面へ真空圧を供給するために、チヤツク
真空入口コネクタ340に真空パイプ（図示せず）が取り
つけられる。コネクタ340はコネクタアセンブリ342に取
りつけられて、真空パイプ344に連結される。真空パイ
プ344は送りアーム244と回転台94の間を通つて、直立パ
イプ348の中に設けられている真空供給管344に連結され
る。直立パイプ348は、送りアーム244に連結され、回転
できない。回転台94内に軸受350が設けられている。し
たがつて、直立パイプ348が静止していても、回転台は
回転できる。直立パイプ348は、中心孔352と回転台94を
通る肩ねじである。直立パイプ348の上端部は、真空チ
ヤツクのくぼみ358の上面の内側の下に終端する。直立
パイプ348の下端部は全体−精密送りアーム244の上面に
のる。真空圧がくぼみ358とＯリング354を通じて供給さ
れる。くぼみ352の中に入れられているＯリング35は、
ポート358を通じて真空が損なわれないように必要なシ
ールを行なう。

全体検査 入力カセツトの１つから受けられて、ウエハー送りアー
ム90により真空チヤツク92へ送られたウエハーは、最初
は全体検査部位置に置かれる。ウエハー16は、向きを合
わされることなしに、真空チヤツク92の上にのせられ
る。検査を行なう前にウエハーの縁部と平らな部分を見
つける。全体を見て得た画像をまず用いて、ウエハーパ
ターンの正しい回転と位置ぎめを行なう。全体検査にお
いては、位相幾何学的欠陥とパターンの欠陥を調べるた
めに、３種類の照明角度と、３種類の倍率とを用いる。
まず、ウエハー全体を調べる（直径150mmまで）。この
ためには最小倍率1/16倍を必要とする。この倍率により
最大の視野が得られる。この場合には、検査中の全面を
適切に照明するように照明が行なわれる。近い場から暗
い場まで異なる照明角度を発生するように配置された３
個の環状灯の垂直配列により、３種類の照明角度が得ら
れる。その照明角度の範囲は10〜85度である。ウエハー
の各種の欠陥、すなわち、位相幾何学的欠陥またはパタ
ーン化の欠陥をきわだたせるために、各種の照明灯が用
いられる。それらの照明灯は、コンピユータにより制御
されてオン−オフできる。ウエハーを眺めるとまず平ら
な部分が見え、それからウエハーはほぼ正しい向きに回
転させられる。ウエハー上のパターンの２回目に見えた
様子がコンピユータにおいて処理されてパターンの直交
性が決定され（これは平らな部分から数度ずれることが
ある）、それによりウエハーを一層正確に回転させる。
次に、ウエハー全体の３回目に見た様子を用いて、検査
員によりＸ−Ｙ方向において選択された基準特徴に整列
させる。その基準は、試験型またはステツプアレイの縁
部のいずれかとすることができる。それから試験領域
を、全体検査モードで自動的に位置させ、かつ検査でき
る。全体検査が終つた時に、コンピユータは、最大全体
倍率、1/2倍で領域を選択する。その領域はそれの視野
において独特のものであつて、最大倍率の精密対物レン
ズ視野において再び見出されるほど十分に小さい。その
領域は、精密検査の場で見た時に、全体検査の位置ぎめ
とレンズ交換（ハンドオフ）とにおける誤差の和に起因
する位置ぎめの不確定領域内で独特でなければならな
い。その領域が、それらの誤差を許容する精密検査の場
内に完全に依然として含まれるように、その領域は十分
に小さくなければならない。

全体検査のためには、３種類の全体検査レンズを順次使
用する必要がある。このことは、レンズを１個ずつ別々
に光路中へ動かさなければならないことを意味する。1/
2倍のレンズ116が使用される時は、レンズ116は全体検
査鏡30の正面に置かれるが、使用されない時はレンズ11
6は光路から除去される。このことは、全体検査レンズ1
18,120においても同様である。もつとも、それらのレン
ズはカメラ38に近接して位置させられる。駆動装置は正
確でなければならず、かつ最小のスペースを占めるもの
でなければならない。

全体検査レンズを動かす好適な技術を第16図および第17
図に示す。上側アルミニウム製鋳物部材110の上面にね
じ366により固定されている垂直部材364に、水平案内レ
ール368が取りつけられる。この案内レール368の上面に
スライダ372が、ロツド370,374により固定される。それ
らのロツドは、容易かつ正確な滑り運動を行なわせるよ
うに、球376を所定位置に保持する。駆動アーム380が、
下方へ伸びている部材381を介してピボツトピン382によ
り、スライダ372に枢着される。垂直部材364の間のスペ
ースと、水平案内レール368と鋳物部材110の上面との間
のスペースとの中に壁385が形成される。この壁にスト
ツプ部材388が設けられる。そのストツプ部材は、スラ
イダ372がそれに割当てられている２つの位置のいずれ
かにある時に、ストツプねじ389,393をさえぎるために
位置させられる。ストツプねじ389,393は、部材381,383
の下端部にそれぞれ取りつけられている。調整は、ロツ
クナツト391と395により行なわれる。それらのロツクナ
ツトは、スライダが移動を終るたびに、それに割当てら
れている位置に停止させられるように、調整される。駆
動アーム380は、たわみ部材384を含むことに注意された
い。このたわみ部材は、スライダ372がどの向きの移動
においてもストツプに対しても弾力的に当るようにする
ため、膨張−収縮部386,390を含む。１つの向きにおい
ては、ねじがストツプ388に強く当るまで、スライダは
駆動される。他の向きでは、ねじがストツプ388の他の
側に当るまで、スライダは駆動される。部材384は下降
して、スライダ372がそれの他の位置へ動けるようにす
る。このようにして、部材383をそのまま通せるように
する。駆動アーム380の上側と、圧力吸収部材384の両側
とに接触できるパツド372があることに注意すべきであ
る。したがつて、スライダがストツプ388に対して強く
押しつけられているから、レンズは常に正しく位置させ
られる。駆動アーム380の駆動端部は、ピボツト394によ
り偏心アーム392に連結される。偏心アーム392の他の端
部は平歯車396の枢軸398に枢着されることに注意された
い。平歯車396はピニオン400にかみ合う。このピニオン
はステツピングモータ402により駆動される。全体検査
鏡を位置させるための駆動アセンブリと、五角形プリズ
ムまたは可動鏡が選択され、制御器52からの信号により
動作可能状態にされる。クランクの正弦波状の動きによ
り、ストツプが、静かに、かつ正確に位置させられ、し
かも移動中心は迅速に動く。これは各クランクアーム駆
動機構により行なわれる。

回転台94とチヤツク92を支持するＸ−Ｙステージ28に加
えて、全体検査部は、ウエハー16と３個の環状灯20,20
A,20Bも含む。それらの環状灯は選択的に点灯されて、
全体検査に適切な照明を行なう。反射光が固定全体鏡30
へ向つて上方へ進み、その全体鏡により進む向きを垂直
から水平へ変えられて、３枚の全体検査鏡116,118,120
のうちの１枚を通る。ここで説明している実施例では、
1/2倍のレンズであるレンズ116を固定全体鏡30の直前に
置くことができるように、そのレンズ116が位置させら
れることに注意されたい。全体鏡30から反射された水平
に進む光はカメラ38の入射部に対して垂直であるから、
その光をカメラ38の入射部に対して水平な平面に向ける
ように、固定全体鏡30からの光を受けるために可動全体
鏡114が位置させられる。可動全体鏡114とカメラ38の間
の光路には、全体検査中に1/8倍のレンズ118、または1/
16倍のレンズ120を挿入できる。

全体検査に続いて、ステツピングモータ262が動き制御
器52により始動させられて、クランクアーム260を動か
す。そうすると、クランクアーム260は駆動リンク264を
動かし、全体−精密送りアーム244を枢軸248を中心とし
て回転させる。これによつてウエハーは全体検査部から
精密検査部へ動かされ、Ｘ−Ｙステージが駆動モータ10
0,102により動かされて、そのウエハーを精密検査部の
場所にくり返えして位置させる。ウエハーの移動中に、
ウエハーの位置を粗調整するために、装置コンピユータ
がプログラムされる。画像を基準画像と相関させること
により、精密調整が行なわせる。それらの基準画像は、
全体視野または精密視野に独特のものとして自動的に選
択されたものである。異なる拡大率にして同じ画像が用
いられる。Ｘ−Ｙステージ28が全体検査部から精密検査
部へ急に動かされるにつれて、回転台98が回転させられ
ることに注意すべきである。これは、Ｘ−Ｙステージの
急な動きによるウエハーの回転と、全体画像発生装置お
よび精密画像発生装置により生じさせられる回転とを補
正するために行なわれる。先に注意したように、精密回
転調整を行なうために画像相関が使用されるのであつ
て、この画像相関は、ウエハーの一端における画像を格
納し、１つの型の上を動かし、同じ画像を見つけ、かつ
不整合を修正することにより行なわれる。それから、Ｘ
−Ｙステージはそのウエハーの他の側に近い型の整数倍
に等しい距離だけ動かされ、それから最後の回転調整が
行なわれる。

精密検査部に含まれているいくつかの要素を第４図〜第
７図に示す。全体検査部位置から精密検査部位置へウエ
ハーが動かされる時に、可動精密鏡114が光路から動か
され、五角形プリズム122が精密検査部32の光路内へ動
かされる。精密検査部は、タレツト608と、ライツ・エ
ルゴラツクス（Leitz Ergolux）顕微鏡の結像レンズハ
ウジングとを用いて構成される。タレツト608は、特殊
なステツピングモータ駆動マウントの上に置かれる。こ
のステツピングモータ駆動マウントにより、顕微鏡の焦
点を合わせるために、約5.08×10^-6センチ（２×10^-6イ
ンチ）の分解能でタレツトを垂直方向に動かすことがで
きる。対物レンズの間の交換（ハンドオフ）精度および
１ミクロンの再現性で、タレツトを１つの対物レンズ位
置から他の対物レンズ位置へ自動的に回転させるため
に、第２のステツピングモータが用いられる。ここで説
明している実施例においては、タレツトには５組の対物
レンズが設けられる。タレツトの垂直運動と回転運動に
ついては後で詳しく説明する。

全体−精密光学装置 全体検査部および精密検査部のための全体の光学装置の
概略が第18図に示されている。全体検査部16のために
は、３個の環状灯20,20A,20Bが垂直方向に配置され、各
環状灯は全体検査光学路19を中心として同心状に配置さ
れる。円形の遮光部材22,24,26が各環状灯の上に配置さ
れて、環状灯からの直射光が固定全体鏡に入射すること
を阻止する。各遮光部材の内側へ伸びる半径方向の長さ
が、高い位置にある遮光部材ほど長くなることに注意さ
れたい。環状灯20,20A,20Bからの光が検査中のウエハー
16を照明し、反射光が全体鏡30へ送られ、その全体鏡に
より向きを変えられて、全体検査レンズ116,118,120の
うちの１つと、可動鏡114とを通される。可動鏡114は、
レンズ118または120の前に設けられることに注意された
い。シヤツタ37が、カメラ38の映像入力部へ与えられる
光像を制御する。全体−精密送りアーム244がウエハー1
6をＸ−Ｙステージ28上の精密検査光軸上に再び置く
と、可動鏡114は光路から動かされて、精密検査光路470
の光がプリズム122によりカメラ38の映像入力部へ再び
送られる。それから、レンズタレツトアセンブリ608を
取りつけられている５組の対物レンズ642のうちの１つ
を用いて、映像が得られる。後で説明するように、ウエ
ハー上のパターンを見るために１度にただ１つのレンズ
が位置させられ、自動焦点機構により映像の焦点が自動
的に合わされる前は、カメラ38により映像を撮影できな
い。これをどのようにして行なうかについては、後で詳
しく説明する。

精密検査器の映像系を適切に照明するために、第18図お
よび第19図に示すような照明器アセンブリ408が設けら
れる。ここで説明している実施例においては、前記エル
ゴラツクスにおける標準照明器のような改良された照明
器により照明が行なわれる。第18図および第19図を参照
して、照明器アセンブリ408は電灯412を含む。この電灯
からの光は照明器アセンブリ408の中心穴を通つて、コ
ーテイングされている集束レンズ414へ進む。次に、集
束された光はフイルタ輪416の１枚のフイルタを通る。
そのフイルタ輪は機械的に調整できる。ほとんどの精密
検査には、400〜550ナノメートルのフイルタが使用され
る。線幅測定のためには狭帯域フイルタが用いられる。
白黒カメラの方がカラーカメラより解像度が高いから、
主として白黒カメラが用いられる。フイルタを通つた光
は集束レンズ418を通つて開口部および瞳ストツプアセ
ンブリ420へ進む。レンズ414,418のような要素を所定位
置に保持する方法を第21図に示す。第21図において、レ
ンズ446がレンズ保持器444の中に置かれて、ブライヤね
じ448により正しい整列状態に維持される。

たとえば線幅測定において、最大変調すなわちパターン
を明確にすることが求められている部分を照明するため
に、小さい開口部と狭帯域の光を必要とすることが知ら
れている。もちろん、こうすることにより入射エネルギ
ーが減少し、許容できるS/N比の画像を得るために要す
る時間が長くなる。そのような重要な測定が行なわれな
い場合は、入射光のエネルギーを増して、画像を得るの
に要する時間を短くできる。暗い部分の測定のために
は、照明開口部を変えることも必要である。

集束レンズ418からの光が、瞳開口部422と固定場所スト
ツプ424を通つて映像発生レンズアセンブリ425へ進む。
その光は、暗い場所制御要素426により制御される。こ
の制御要素は、暗い場所または明るい場所を与えるため
に調整できる（第19A図参照）。そうすると、明るい場
所または暗い場所からの光が、レンズ426を通つて照明
鏡428に入射する。この半透明照明鏡428は光を下向きに
反射して、その反射光を対物レンズを通つてウエハーの
表面に入射させ、かつウエハーから反射された光を精密
検査光路470へ透過させるように位置させられる。

精密検査光路470に含まれる要素は、光レール430（第19
図）にとりつけられる。この光レールは浮動アルミニウ
ムシヤシー110にとりつけられる。

開口部／瞳ストツプの組合わせが、明るい場所に１つ
（５〜50倍）と、暗い場所に１つと、線幅測定のために
１つ（100倍）とのために、自動的に設定される。ここ
で第20図を参照する。この図から、正しい色フイルタ、
または開口部／瞳ストツプ組合わせを得るために、フイ
ルタ416または瞳ストツプおよび開口部アセンブリ425を
どのようにして自動的に調整できるかがわかる。ステツ
ピングモータ443がとりつけブラケツト436により、精密
検査照明器アセンブリ408にとりつけられる。動き制御
部52の制御の下に、ステツピングモータ443は駆動軸437
を回転させ、その駆動軸はプーリ438を回転させる。駆
動ベルト440が駆動運動をたとえば開口部／瞳ストツプ4
20へ伝える。線幅測定のために対称的な映像を発生する
ように、ストツプ420を正確に中心に置く手段が設けら
れる。照明器はフイルタ輪も含む。このフイルタ輪は種
々の照明光波長を得るために用いられる。

光レール430にとりつけられているタレツト608の上にラ
イツ結像レンズアセンブリ425が設けられる。この結像
レンズアセンブリはウエハーから反射された平行な光を
対物レンズを通じて受けて、視野レンズ472に結像され
る。視野レンズ472における像は、テレビカメラ38の撮
像管へ、焦点距離が100mmのコリメータレンズ474と、焦
点距離が200mmの結像レンズ478と、フイルタ480と、五
角形プリズム122とを通つて、伝えられる。100mmレンズ
474と200mmレンズ478とを組合わせて光路内に使用する
ことにより、視野レンズにおける映像は２倍に拡大され
る。自動焦点装置に用いられる赤色光を一層減衰させる
ためにフイルタ480が付加されている。

前記したように、カメラ38に入射する光像は、シヤツタ
37により制御される。ウエハーの位置決め中は光がカメ
ラに入射しないように、シヤツタ37は閉じられる。Ｘ−
Ｙステージ28が安定し、対物レンズの焦点が合わされる
と、像がカメラに入射するようにシヤツタは開かれる。
シヤツタが開かれている間に受けた光を積分できるよう
に、カメラのビーム電流が制御される。シヤツタが閉じ
られると、信号がカメラから読取られる。Ｘ−Ｙステー
ジをこの動作に並行して動かすことができる。このよう
にして、光像は、撮像管により電気信号に変換される。
シヤツタの開放時間はプログラムできる。適切なS/N比
を有する信号を得るために十分な光がカメラに入射する
ように、装置コンピユータのプログラムを用いてそのシ
ヤツタ開放時間を自動的に調整する。撮像管の結像面を
走査して、蓄積されている画像を読取るための電流を電
子装置が供給できるように制御器52が制御するのは、シ
ヤツタが再び閉じられた後だけである。最初の完全な走
査中に、画像は高速メモリに読込まれる。シヤツタが再
び閉じられた後で、残留像を除去するために、走査が何
回か続行させられる。このようにして、いくつかの目的
が達成される。弱い反射像でも、または狭い照明開口部
あるいは狭い帯域幅が用いられる場合にも高いS/N比を
持つ信号を得るために、光を十分に長い時間にわたつて
積分できる。また、残像を効果的に除去して、必要な像
に加えられることがないようにできる。更に、Ｘ−Ｙス
テージの次の動きと並行して像を読出して、検査速度を
高くできる。

自動焦点電子装置−光学装置 対物レンズ用の自動焦点装置が設けられる。この自動焦
点装置は、電気的駆動回路と、この駆動回路を制御する
ための帰還信号を発生する自動焦点光学装置と、たわみ
装着されるタレツトアセンブリとを有する。ここで、第
18図，第22図〜第27図を参照して自動焦点装置の動作を
説明する。第18図および第22図を参照して、照明灯ハウ
ジング450は石英ハロゲン灯452を含む。この石英ハロゲ
ン灯は、自動焦点装置用の光源である。光源から発生さ
れた光は、集光レンズ454とコンデンサレンズ456と、赤
色フイルタ458とを通つて進む。フイルタ458は、600ナ
ノメータより長い波長の光を透過させる。赤色フイルタ
を用いる理由は、使用する光の振動数を制御することに
より、精密検査光路470に対して使用される光信号から
の自動焦点光信号を選択できるようにすることである。

その光は、次に瞳ストツプ460へ加えられる。この瞳ス
トツプ460は、映像の場所からずれている偏心ピン穴開
口部を含む。そのずれが第23図に示されている。対物レ
ンズの後方開口部に結ばれる瞳ストツプの像は、最小対
物レンズ後方開口部の直径の1/2である。それは100倍で
ある。第23図に示されるように瞳の像が100倍の後方開
口部にちようど接触するように瞳の位置が調整される。
これにより、投写網線（第27図）の像が、顕微鏡の対物
レンズが上昇または下降させられるにつれて、すなわ
ち、焦点が外れるにつれて、横に動かされる。したがつ
て、顕微鏡の焦点が合うと、投写網線の戻つてきた像が
網線上に入射して、網線パターンの像が網線パターン自
体に一致するようにされる。対物レンズの焦点が外れる
と、その像は投写網線に対して横方向へ移動する。

光源452からの光は瞳ストツプ460を通つてから、瞳レン
ズ462（焦点距離は50mm）を通つて平行にされる。それ
から、その光は、瞳レンズから100mm離れている場所に
設けられている投写網線464を通る。投写網線464は、焦
点距離が100mmの自動焦点結像レンズ468の焦点に置かれ
る。この結像レンズは網線からの光を平行にする。600
ナノメートルより長い波長のみを含む自動焦点光が、ダ
イクロイツクミラー476を通つて精密検査光路470に入
る。ダイクロイツクミラー476は、600ナノメートルの赤
色光より長い波長を有する光を反射し、それより短い波
長の光を透過させる。100mmの顕微鏡コリメータレンズ4
74と200mmの顕微鏡結像レンズ478の間の平行光スペース
の光路470に入つた時に網線からの光が平行にされるか
ら、顕微鏡の焦点が合わされた時に網線の像がウエハー
上に結ばれる。

対物レンズの後方開口部の像が100mmの自動焦点結像レ
ンズ468の焦点に結ぶように、レンズ468が配置される。
それから、その像は、100mm結像レンズと50mm瞳レンズ4
62の間で平行にされ、瞳レンズ462の焦点に設けられて
いる瞳ストツプ460に焦点を結ぶ。このようにして、瞳
ストツプ460は、顕微鏡の対物レンズの後方開口部に結
像し、顕微鏡の対物レンズの後方開口部は瞳ストツプ46
0に結像する。

顕微鏡の対物レンズの後方開口部における瞳ストツプの
像は、最小対物レンズ後方開口部の直径の半分である
（100倍）。瞳の像が100倍後方開口部にちようど接触し
て、光軸の垂直上方に中心を置くまで、瞳の位置は調整
される。開口部が中心の垂直上方にあることは絶対に必
要であるというわけではないが、光軸から外れること、
すなわち、戻り像の回転の向きを制御する位置にあるこ
とが必要である。このようにして、正しく位置させるこ
とにより、投写網線の戻り像を顕微鏡の上昇および下降
（焦点合わせと焦点外れ）に伴つて横方向に動かす。投
写網線に対する投写網線の像の動きは、光路中の要素に
より像がどのようにして影響を受けるかに依存する。た
とえば、その動きは右側のマスクに対して垂直とするこ
ともできれば、左側のマスクに対して水平とすることも
できる。その動きの向きは、対物レンズが焦点位置から
動かされるにつれて、一方に対する閉塞（oc-culsion）
を増し、他方に対する閉塞を減少させるようなものであ
る。

第24図には垂直運動だけが示されているが、それは移動
の影響を示すためのものであつて、垂直運動のみに限定
するものではないことを理解されたい。像のこの動き
は、レンズの焦点が合つている時に、右側と左側のマス
クが等しい光出力を与えるようなものである。網線の反
射された像は、精密検査光路470からダイクロイツクミ
ラー476により自動焦点光路へ動かされる。ウエハーか
ら戻つてきた自動焦点赤色光のうちの50％が、自動焦点
結像レンズ468と投写網線464の間に置かれているビーム
分割器466により、主ビームから分割される。この分割
された光は、第２の50％ビーム分割器482により、左と
右の光検出回路へ送られる２本の等しいビームに分割さ
れる。

左光検出回路においては、マスク484と検出レンズ486が
可変光入力を光検出器488へ与える。右光検出回路はマ
スク490と検出レンズ492を有する。マスク490と検出レ
ンズ492は、可変光入力を光検出器494へ与える。各検出
レンズ486,492は、100mmレンズ468からの平行にされた
瞳光を光検出器488,494の上にそれぞれ集束させる。す
なわち、瞳は関連する光検出器の上に実際に結像させら
れる。各光検出器488,498は、別々の光入力をそれを表
す電気信号に別々に変換する。それらの電気信号は、線
496,498をそれぞれ介して、比較器500の入力端子へ与え
られる。比較器500へ与えられる電気信号の振幅は、左
と右のマスクを通る光の量に依存する。それらの電気信
号の差を求めると、対物レンズの焦点が合つている時に
零となる。すなわち、２つの電気信号は等しくなる。対
物レンズが焦点から負の向きに動くと、網線の像は両方
とも下降する。焦点が合うと、戻つてきた各映像の等し
い部分が閉塞される。すなわち、１つの映像においては
戻つてきた映像の１番上の部分が閉塞され、他の映像に
おいては戻つてきた映像の１番下の部分が閉塞される。
戻りマスクは、30％,50％または90％の閉塞を行なうよ
うに調整できる。混乱を避けるために、第24図には30％
の閉塞だけが示されている。異なる閉塞度に対する電気
出力を第25図に示す。映像の焦点が外れるにつれて、一
方のマスクを通る光が増加し、他方のマスクを通る光が
減少する。対物レンズの動く向きが焦点の向きから変化
すると、上記とは逆の状況が起る。第26図に示すよう
に、比較器500からの信号出力は零を中心としてほぼ零
であつて、レバー機構を介して可動タレツト支持部材54
4を垂直方向に駆動するステツピングモータに与えられ
る。

結合とピント合わせのために用いられる波長が異なると
光学系の焦点距離が異なるから、焦点の位置も異なる。
これは光学要素を位置させることにより部分的に修正で
きるが、種々の色補正のために種々の対物レンズが用い
られるために、カメラに映像を集束させるために電子的
な補正を要求されることがある。これは、まず、前記し
た通常の自動焦点装置を用いて焦点を合わせ、それから
カメラに対して焦点を合わせるために必要な焦点位置に
対して対物レンズの位置をずらせることにより行なうこ
とができる。その焦点位置は、正常な焦点から一定距離
だけ離れている。この操作は、機械系にがた、摩擦がほ
とんどないから、機械的駆動装置に接続されている符号
器により発生されたパルスをカウントすることにより行
なうことができる。そのような符号器をたとえばモータ
576に組込むことができる。オフセツト信号がメモリに
格納され、一連のデジタルパルスとして符号器を動作さ
せるために与えられる。あるいは、自動焦点装置におい
て必要な電気的オフセツトを設定することによりそれを
行なうことができる。後の場合には、戻つてきた信号の
強さは、ウエハーの反射率と、焦点の明度とに依存す
る。焦点近くの装置利得Ｇは直線的であつて、一定距離
ｄだけ（焦点から離れる向きに）歩進させ、ウエハーの
求められているターゲツト領域における電圧変化ｖを測
定することによりその利得Ｇを測定できる。運動を行な
わせ、測定を行なうための回路は良く知られており、こ
こで説明する実施例においては、自動焦点装置に組合わ
された制御およびデータ記憶装置46により行なわれる。
それはウエハーから戻つてくる光の変化を基にしてお
り、ウエハーが所定位置に置かれている時の反射信号の
和から、ウエハーが所定位置に置かれていない時の背景
信号を差し引いたものを用いて、差信号を正規化するこ
とにより補償される。焦点を最も良く合わせるために求
められるオフセツトをＸとすると、オフセツト電圧V
₀は、V₀＝Ｘ・v/dで与えられる。

自動焦点装置は、Ｘ−Ｙステージ28が動いている間に焦
点を探すことができる。しかし、動いている間に零オフ
セツトを与えるために焦点は位置させられる。その理由
は、ウエハーの表面構造に応じてウエハーの反射率が変
化し、そのために最も良く焦点を合わせるために求めら
れるオフセツト電圧も変化するからである。両方のセン
サへ与えられる信号が同じ割合で変化しても、零位置は
ウエハーから一定の距離を保つ。

自動焦点装置は、投写網線における１個の孔または閉塞
（および同様な対、すなわち、戻り光路中の孔と閉塞）
で動作する。多数の映像を用いる目的は、両側で反射率
が異なる縁部を横切つて位置させられる映像に伴う焦点
外れの問題を避けることである。これは、静止映像にお
いていくらか焦点を狂わせる。理想的には、それらの映
像は、網線上にランダムに散らばつているべきである。

次に、第22図，第27図〜第29図を参照して、自動焦点装
置に用いられている電気−光学回路の物理的特性のいく
つかを説明する。その電気−光学回路の構成要素の物理
的配置を第22図に示す。自動焦点光学装置の解析にとつ
て非常に重要であるピン孔開口部460が偏心しているこ
とに気づくことは重要である。典型的な光学モジユール
マウント510が示されている第27図を参照する。この光
学モジユール510は投写網線464を保持しており、θ調整
レバー516を含む。第28図および第29図には、調整可能
な装着アセンブリ518に調整可能なレンズ取りつけアセ
ンブリ518Bをたわむことができるようにして取りつけら
れている様子が示されている。平行四辺形屈曲アセンブ
リは、両側面にＸ軸屈曲アーム521A,521Bを有し、頂部
と底部にＹ軸屈曲アーム523A,523Bを有する。これらの
図から、光学モジユール514のＸ軸調整がねじ520により
行なわれ、Ｙ軸調整がねじ522により行なわれることが
明らかである。調整可能な装着アセンブリ518は、ねじ
穴524も含む。このねじ穴には、θロツクねじ（図示せ
ず）がねじこまれる。このロツクねじは、ねじ穴524に
整列して装着アセンブリ518に設けられている穴（ねじ
穴ではない）を通つて、ねじ穴524にねじこまれる。θ
ロツクねじがゆるめられると、θ調整レバー516を動か
すことにより、光学モジユール514のθ調整を行なうこ
とができる。そのθ調整が正しければ、θロツクねじを
締めつけて光学モジユール514をその位置に保持する。
調整可能な装着アセンブリ518は案内部材の上にのせら
れ、ベース526はＺ軸調整を行なうための案内スロツト5
30を含む。そのベースはロツク部材528により所定位置
に保持される。

タレツト調整機構 次に第30図〜第33図を参照して、対物レンズの焦点を合
わせるために必要な垂直運動を、タレツト装着アセンブ
リ540がどのように行ない、希望の対物レンズを選択す
るためにタレツト608の回転運動をどのようにして行な
うかを説明する。タレツト装着アセンブリ540は堅固な
部分542を含む。この部分は、動かない要素と、焦点合
わせのための垂直運動および対物レンズ選択のための回
転運動を行なわせるために使用される可動要素とを支持
する。可動タレツト支持部544が、屈曲アセンブリ546に
より堅固な支持部542にとりつけられる。ある程度の可
撓性を示す平らなシート状材料で構成された一対の屈曲
部材548,548Bが、タレツトアセンブリの固定部品と可動
部品を相互に連結して、対物レンズを傾斜させることな
しに、タレツトアセンブリをほぼ垂直な経路に沿つて案
内する。屈曲部材548,548Aの端部が、タレツトアセンブ
リの上端部および下端部と、支持部542の対応する部分
とに、クランプ板550により取りつけられる。支持部542
は、適当な手段（図示せず）によりアルミニウム鋳物部
材110に取りつけられる。下側の屈曲部材と上側の屈曲
部材に対して、容易に達成できる屈曲度の制御を行なえ
るように、それらの部材をサンドイツチ状にはさむ補強
板554,556が採用される。可動タレツト支持部544の動き
は、約0.381mm（0.015インチ）のオーダーであることを
理解すべきである。しかし、他の種類の駆動装置では起
ることがあるヒステリシスの問題や摩擦の問題を生ずる
ことなしに、その動きを行なう必要がある。その理由
は、約0.05ミクロン以内の再現性が望ましいからであ
る。本発明の駆動技術を用いることにより、希望の精密
な位置ぎめを行なえる。

図示のように、屈曲部材548と548Aに類似の補強板554,5
56が用いられているが、支持線570を通す穴が屈曲部材5
48の補強板に形成される。その支持線の機能については
後で詳しく説明する。

以下に説明するように、モータ576の制御の下に垂直運
動を可能とする可動タレツト支部部544にタレツトアセ
ンブリ608が取り付けられる。ここで説明している実施
例においては、制御駆動を行なうために、直流モータと
符号器が用いられる。顕微鏡の焦点合わせに約5.08×10
^-6cm（２×10^-6インチ）以内の再現性を達成するため
に、タレツト支持部544は、堅固な支持部542にたわみ支
持される。アセンブリの重量のために屈曲部材に下向き
の力が加えらえ、その力によりタレツト支持部がそれの
最低垂直位置へ押される。その作用は、タレツト支持部
を下へ引くコイルばね573により強められる。位置制御
レバーアーム560に線570が取りつけられる。この線の他
端部は、可動タレツト支持部544のタレツト上昇アーム5
72へ、クランプ574により取りつけられる。その線とレ
バーアームは、タレツト支持部544をそれの重量とコイ
ルばね573の力に抗して上へ引く。

本発明の一実施例においては、位置制御レバーアーム
が、第30図〜第33図に示すように屈曲支持される。位置
制御レバーアーム560の近接端部は屈曲部材564により片
持ち支持アーム562に取りつけられる。屈曲部材564の一
端は、上部クランプ板566により片持ち支持アーム562に
取りつけられ、他端は下側クランプ板568により位置制
御レバーアーム560に取りつけられる。位置制御レバー
アームの末端部すなわち駆動端部は、垂直位置モータ57
6により駆動される。このモータは、水平支持体578に取
りつけられ、この水平支持体は裏板542に取りつけられ
る。モータ546の軸580が、継手部材582により、マイク
ロメータ（または送りねじ）584のねじ端部586に取りつ
けられる。マイクロメータのフレーム（または送りねじ
ナツト）588が駆動部材590に連結される。したがつて、
自動焦点信号入力の制御の下にモータ576が回転する
と、レバーアーム560に位置させるための非常に小さい
精密なほぼ直線状の歩進を行なわせるように、精密機構
を駆動するのに、モータ576により与えられる精密位置
が用いられる。位置制御レバーアーム560はたわみ駆動
リンク592により駆動される。その駆動リンクの一端は
クランプ板596により駆動部材590に固定され、かつクラ
ンプ板594により位置制御レバーアーム560の末端部に固
定される。垂直運動が許容限度内に留まるようにするた
めに、駆動部材590に、リミツトフラツグ598が取りつけ
られる。上限と下限に達した時に垂直運動を停止させる
ように、下限光検出器600と上限光検出器602が、フラツ
グ598をさえぎる位置に設けられる。

本発明の好適な実施例においては、位置制御レバーアー
ム560Aの近接端部が交差屈曲部材により支持される（第
30A図，第30B図）。１つの垂直屈曲部材564Aが用いら
れ、２つの水平屈曲部材564Bと564Cとの中間に位置させ
られる。それらの水平屈曲部材の幅は垂直屈曲部材564A
の幅の約半分である。上側クランプ板566Aは、Ｌ形で、
水平クランプ板566Bを受けるように構成されている。水
平クランプ板566Bは、各水平屈曲部材の一端を固定す
る。各水平屈曲部材の他端は、水平クランプ板566Cによ
り位置制御レバーアーム560Aに固定される。末端部すな
わち駆動端部においては、新しいピボツト構造がたわみ
駆動リンク592に代つて用いられる。第30A図に示すよう
にピボツト構造は、水平支持体578と、位置制御レバー
アーム560Aの末端部の下側との間に位置させられる。送
りねじ586が回されるにつれてその送りねじ上を垂直方
向に動くナツトに、水平支持体578は固定される。底板5
93AはＶスロツト595Aを含む。このＶスロツトは、浮動
板593Bに設けられているＶスロツト595Bに整列させられ
る。それらのＶスロツトの間に形成されている開口部の
中に、一対の球（そのうちの一方が番号597Aで示されて
いる）が入れられる。それらの球により、Ｙ方向に少し
移動できる。制御レバー560Aと一直線上に、一対のＶス
ロツトが設けられる。そのうちの１つのＶスロツトが、
前記浮動板295Bの上面に形成される。そのＶスロツトは
頂板593CのＶスロツトに整列させられる。この上側長手
方向Ｖスロツトの中に、一対の球597B,597Cが入れら
れ、それによりＸ方向に少し動けるようにする。この機
構は、４個のコイルばねにより互いにたわみ支持され
る。各コイルばねは、Ｖスロツトにより形成された開口
部の各端部に隣接して配置される。このピボツト構造の
頂板が位置制御レバーアームの端部に取りつけられ運動
力がモータ576（直流モータと符号器）から支持線570を
介してタレツト支持構造体544へ伝えられる。

タレツト支持たわみ部材を使用することにより、位置制
御レバーアーム560の近接端部への交差たわみ連結と、
駆動端部と駆動線570におけるピボツト構造の使用と、
焦点合わせ動作中に位置ぎめに悪影響を及ぼす横方向の
動きおよびその他の動きとが、ほとんど解消されている
ことがわかるであろう。更に、支持部542に関連して可
動タレツト支持体544を支持するようにたわみ支持部材5
48を取りつけるやり方は、垂直運動以外の運動がほとん
ど禁止されるようなものである。横方向のスラストを避
けるために、位置制御レバー560は、末端部に開口部604
を有する。その開口部は、マイクロメータ584のはめ輪
部分606を通すことができるようにされる。本発明の好
適な実施例においては、可動タレツト支持部材544のた
めの駆動運動には、次のような諸特性が与えられる。レ
バーアーム機構との組合わせによるタレツトアセンブリ
544へのたわみ取りつけと、ワイヤ取りつけによつて31
対１の比が与えられ、ステツピングモータは約2.54cm
（１インチ）当り40山の送りねじを有している。このた
わみ装着機構と駆動装置を使用することにより、ピント
合わせ機構はヒステリシスを無視でき、分解能が約5.08
×10^-6cm（２×10^-6インチ）である。

好適な実施例においては、自動焦点装置に可動レンズア
センブリが使用されているが、他の構造を使用できるこ
とも理解すべきである。たとえばレンズ位置を固定さ
せ、ウエハーを焦点位置に置くためにＸ−Ｙステージを
上下させることができる。

自動精密検査技術に伴う別の問題は、対物レンズの交換
（ハンドオフ）である。ウエハーの型の中に特定の場所
の検査には、種々の倍率を得るために順次用いられる対
物レンズを、ある対物レンズから次の対物レンズへの切
り換えにおいて、１ミクロン以下の再現度で位置させる
ことを必要とする。精密な駆動装置が、ある対物レンズ
から次の対物レンズへの交換に必要なハンドオフ位置ぎ
めを行なうが、そのような駆動装置における大きな問題
は、希望の結果を達成するための動作速度が低いことで
ある。本発明においては、Ｖスロツト612,614のような
Ｖスロツトを設けるために改造された標準タレツト608
を用いる。それらのＶスロツトは硬化材料で作られ、位
置を正確な場所に調整できる。各対物レンズにそのよう
なＶスロツトが１つ使用される。それらのＶスロツト
は、図示のようにタレツトの縁部に位置させられ、留め
整列球610を受けるように構成される。留め手段を使用
することは従来行なわれていたが、それには回転中に装
置の縁部の上にのる留め球の使用を含んでいた。本発明
に従つて、留め球は、タレツトが動いている時には、タ
レツトの周縁表面から分離される。実際には、タレツト
駆動ステツピングモータ644の始動前に、球はＶスロツ
トから出される。そのようにすることにより、タレツト
608の周縁表面に加わつていた留め球610の圧力が除去さ
れて、タレツトを一層速く動かせるようにするととも
に、タレツトと球の摩耗がほとんどなくなる。留め球61
0は留めレバーアーム616に接合される。そのレバーアー
ムは、屈曲部材617を介して可動タレツト支持部材544に
取りつけられる。屈曲部材617は、可動タレツト支持部
材544に対して、レバーアーム616を垂直軸を中心として
旋回できるようにする。心出しばね620が、保持穴618,6
24の中に位置させられる。保持穴624は、留め圧力アー
ム622に設けられる。このように構成することにより、
レバーアーム616に一定の偏倚圧力が加えられて、留め
整列球610をタレツト608の周縁部に押しつける。

ハンドオフ構造で対物レンズを交換したい時には、圧力
が対物レンズ整列ワイヤ626を介して加えられる。その
ワイヤ626はレバーアーム616を引き、したがつて留め整
列球610をＶスロツト614のようなＶスロツトから引い
て、タレツト608の周縁部から引き離す。これは、次の
ようにして行なわれる。留めステツピングモータ636
は、モータ軸634を駆動する。そのモータ軸は、継手632
を介して装着ねじ630に取りつけられる。装着ねじ630
は、玉軸受628の内側レースを継手632に固定する。継手
632においては、装着ねじ630は中心に置かれているモー
タ軸634からずらされ、それにより偏心駆動を行なう。
ワイヤ626は、軸受628の外側レースに取りつけられる。
したがつて、ステツピングモータ636の制御の下にモー
タ軸634が回転すると、張力がワイヤ626に加えられ、そ
のために、レバーアーム616がタレツト608の周縁部から
引き離される。モータは180度回転して、留め球610をＶ
スロツト612から除去する。あるいは、ワイヤ626をたる
ませることができる。それによりレバーアーム616は留
め整列球610をタレツト608の周縁部に押しつけて、焦点
を合わせるためにタレツトが上下した時に、留め球610
に予め加えられている力に影響を及ぼすことを避ける。

継手632に偏心留フラツグ638が、装着ねじ630により取
りつけられる。第31図に示されているような位置にある
時は、ワイヤ626はたるんで、留め球610がＶスロツト61
4の中に入ることができるようにする。偏心フラツグ638
は光検出器640への入射光を阻止する位置になく、アセ
ンブリは「待機」状態にある。対物レンズの交換（ハン
ドオフ）を行なう時は、ステツピングモータ636は動き
制御器52により始動させられて、ワイヤ626に張力を加
える。それにより、レバーアーム616が、タレツト608の
周縁部から引き離される。それと同時に、フラツグ638
が、光検出器640への入射光を阻止する位置へ動くこと
により、ワイヤ626に張力を加える位置にステツピング
モータを停止させる。この間にモータは180度回転す
る。後で詳しく説明するように、それからタレツトは、
次の対物レンズ位置へ動かされる。その時に、ステツピ
ングモータ636が再び始動されてワイヤ626をたるませ、
偏心フラツグ638が光検出器640への光を阻止しないよう
に偏心フラツグ638を動かす。レバーアーム616がタレツ
ト408の周縁部に近づくと、留め整列球610がＶスロツト
612のようなＶスロツトの中に入つて、正確に整列させ
られた位置に入る。

次に、第32図を参照して、ハンドオフ状況においてタレ
ツト608が１つの対物レンズ位置から次の対物レンズ位
置へどのようにして駆動されるかを説明する。Ｖスロツ
トから留め整列球610が抜き出されると、ステツピング
モータ644が始動させられて、可撓性継手650に連結され
ているモータ軸646が回転させられ、その回転は裏板542
の開口部648を通じて伝えられる。それから、その回転
は駆動軸652を介して第２のたわみ継手654へ伝えられ、
そこから、タレツト支持体544の軸受658により支持され
ている軸658を介して、タレツトヘツド上の駆動かさ歯
車660へ伝えられる。２個のたわみ継手を使用すること
により、支持部542に対する可動タレツト支持部材を自
由に動かすことができる。ステツピングモータ644の別
の駆動出力軸にフラツグ662が取りつけられ、歯車の歯
数比は、ステツピングモータ644が１回転した時に１つ
の対物レンズから次の対物レンズへタレツトを駆動する
ようなものである。これは良い近似であつて、迅速に行
なわれる。留め機構によつて正確な整列が行なわれる。

ステツピングモータ644が始動されると、フラツグ662が
光検出器664への入射光を遮断するまで、ステツピング
モータ644はタレツトの駆動を続ける。光検出器664への
入射光が遮断されると、ステツピングモータの回転が停
止される。しかし、ワイヤ626に加えられている張力を
ゆるめるようにステツピングモータ644が再び始動させ
られる。それによつて留め整列球610がタレツト608の周
縁部に形成されているＶスロツトの中に入ることができ
るようにされる。ステツピングモータ644が停止させら
れるから、留め機構は、正確な位置ぎめを行なうために
必要なタレツト駆動機構を動かすことができる。タレツ
トの駆動と整列とを行なわせるためにこの機構を使用す
ることにより、タレツトは、隣り合う対物レンズの間で
迅速に動くことができる。それに続いて、ワイヤ626に
加えられている張力がゆるめられて偏倚ばねすなわち心
出しばね620が留め整列球をＶスロツトの中に入れ、タ
レツト608を正確に整列させる。これにより、前の対物
レンズの視野内に次の対物レンズが位置させられる。こ
の対物レンズの位置ぎめは、１ミクロン以内の精度で行
なわれる。各対物レンズの正確な位置は２〜５ミクロン
の精度で調整されるが、その位置は１ミクロン以内で再
現できる。別の実施例においては、Ｖスロツトは固定さ
れ、絶対位置ぎめ確度を高くするよりは、正確な再現性
のみを達成できる。対物レンズを切り換えるのに前記し
た方法と同じ方法が用いられる。しかし、コンピユータ
に格納されている位置ぎめ修正値を基にして、Ｘ−Ｙス
テージ28を僅かに調整することにより、正確な位置ぎめ
が行なわれる。

自動焦点装置における機構的な共振を抑制するために、
ダンパー機構が設けられる。このダンパー機構の一実施
例が第32図に示されている。このダンパー機構は、貯蔵
部668と、ダンパー670と、ダンパー支持アーム672とを
有する。シリコン油674を含んでいる貯蔵部668が、可動
タレツト支持部材544に取りつけられる。ダンパー支持
アーム672は、支持部542の内面に取りつけられる。シリ
コン油674の粘性のために、自動焦点装置の駆動機構の
共振が抑制される。ダンパーは、ダンパー608の駆動機
構とその他の駆動機構によりひき起される動きも減衰さ
せる。このように動きを減衰させる理由は、線幅を１ミ
クロンの20分の１まで測定せねばならず、かつ震動の振
幅をその値以下に抑制しなければならないからである。

ダンパー機構の好適な実施例を第32A図に示す。シリコ
ン油674を含んでいる貯蔵部668Aが可動タレツト支持体5
44に取りつけられる。ダンパー支持アーム672が支持部5
42の内面に取りつけられる（第32図）。貯蔵部668Aの底
には、閉じたセルフオーム（celfoam）の層669が形成さ
れる。この層は、シリコン油の移動を行なわせるよう
に、減衰動作中に圧縮される。貯蔵部668Aの床から、貯
蔵部の側壁の高さより低いレベルまで上へ伸びる複数の
離隔された薄い板671が設けられる。ダンパー670Aは、
支持アーム672に取りつけられている水平板673と、上へ
伸びている板671の間に位置させられている下向きの複
数の板675とで構成される。この組合わせにより、上下
運動、または一方の対物レンズから別の対物レンズへの
移動（これには上下運動と回転運動が含まれる）により
ひき起される以後のタレツト運動を良く減衰する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好適な実施例によるウエハー検査装置
の主な要素を示すブロツク図、第２図は本発明のウエハ
ー検査装置により実行される諸機能を全体的に示すブロ
ツク図、第３図は本発明の好適な実施例による、ウエハ
ーが全体検査と精密検査を受ける時のウエハーの自動的
な取り扱いを示す略図、第４図は堅固なストレスフレー
ムと、重いアルミニウム鋳物部材の部分とを示す本発明
のウエハー検査装置の一部を切り欠いて示す正面斜視
図、第4A図は固定環境カバーと浮動環境カバーとの間の
接合部を示す概略側面図、第５図は全体検査部と、入力
カセツトと、入口ウエハートラツクと、Ｘ−Ｙステージ
と、回転台と、全体検査光学装置とを示すウエハー検査
装置の一部を切り欠いて示す左側面斜視図、第６図はウ
エハーをウエハートラツクからウエハー真空チヤツクへ
動かす時に用いられるウエハー載せ台とウエハー送りア
ームを示す一部切り欠き斜視図、第７図は全体検査光学
装置を一層詳しく示すとともに、可動全体検査鏡と五角
形プリズムとの間の互換性を示すウエハー検査装置の上
側部分の一部を切り欠いて示す概略斜視図、第８図はウ
エハーをウエハー載せ台へ送るためのウエハートラツク
と、ウエハーの保持力を与える真空パイプとを示す、ウ
エハー載せアセンブリとウエハー載せ台および関連する
作動機構アセンブリの一部切り欠き上面図、第8A図はウ
エハー載せ台アセンブリアームと球滑りアセンブリの上
面図、第8B図は第8A図の矢印8B−8Bの向きに見た図、第
8C図は整列ウエハーに用いられるガレージおよび関連す
る部品の略図、第９図は右送りアームの駆動アセンブリ
の略図、第10図は空気ピストンと、ウエハー送りアーム
の駆動アセンブリとの断面図、第11図はウエハー保持部
材内のくぼみと、このくぼみ内の真空孔とを示すウエハ
ー送りアームの末端部の斜視図、第11A図はウエハー除
去アームの弧状部の斜視図、第12図はＸ−Ｙステージ
と、回転台と、真空チヤツクと、水かき状駆動アセンブ
リとの上面図、第13図は第12図に示すＸ−Ｙステージ
と、回転台と、真空チヤツクと、水かき状駆動アセンブ
リとの側面図、第14図はばねにより力を加えられる駆動
リンクの斜視図、第14A図は第14図の14A−14A線に沿う
概略断面図、第15図は真空チヤツクがどのようにして装
置され、ウエハーを所定位置に保持するために真空圧が
どのようにして加えられるかを示す真空チヤツクの断面
図および回転台の一部切り欠き断面図、第16図は全体検
査レンズと、可動全体検査鏡と、五角形プリズムとの駆
動機構を示す断面図、第17図はスライダーがどのように
して案内レールに滑ることができるようにして取りつけ
られるかを示す、第16図の矢印17−17の向きに見た端部
図、第18図は基本的な光学要素と、それらの光学要素の
相互関係を示す略図、第19図は精密検査照明器と、画像
発生レンズハウジングと、顕微鏡の対物レンズとをとく
に示す精密検査用光学要素のいくつかの側面図、第19A
図は暗い場を制御する要素の平面図、第19B図は半透明
鏡の平面図、第20図はステツピングモータとプーリが開
口部および瞳ストツプをどのようにして駆動するかを示
す略図、第21図は精密検査照明器に用いられるレンズブ
ラケツトの斜視図、第22図は自動焦点装置の要素の機械
的な配置を示す平面図、第23図は顕微鏡の対物レンズの
後方開口部内の自動焦点瞳ストツプの映像の場所を示す
略図、第24図は自動焦点制御用のマスクと投射された映
像を示す概略線図、第25図は第24図に示す各マスクが種
々閉じられた結果発生される光検出器の出力電流のグラ
フ、第26図は１つの光検出器の出力から他の光検出器の
出力を差し引くことにより得られた制御電圧のグラフ、
第27図は網線パターンを含む調整可能な光学モジユール
の斜視図、第28図は第27図に示す光学モジユールのＸ方
向、Ｙ方向、Ｚ方向およびθ方向の調整を行なえるよう
にするために用いられるマウントの正面図、第29図は第
28図に示すマウントの側面図、第30図は本発明のタレツ
ト装置アセンブリの好適な実施例の斜視図、第30A図は
本発明の好適な実施例に用いられる位置制御レバーアー
ムの側面図、第30B図は用いられている交差屈曲部を更
に示すレバーアーム部の上面図、第31図は第30図に示す
タレツト装着アセンブリの正面図、第32図は貯蔵部とダ
ンパーを示す第30図のタレツト装着アセンブリの側面
図、第32A図は本発明に用いられるダンパーアセンブリ
の好適な実施例の断面図、第33図は第30図に示すタレツ
ト装着アセンブリの上面図である。 10……ウエハー検査装置、12,14,42,44……カセツト、2
0,20A,20B……照明灯、28……Ｘ−Ｙステージ、38……
カメラ、46……制御器およびデータ格納器、52……動き
制御器、54……モニタ、56……高速画像コンピユータ、
56C……画像メモリ、60,72,80,84,88……モータ、64…
…ウエハートラツク、68……載せ台、70……垂直駆動ア
ーム、78……ウエハー除去台、87,128,194……空気ピス
トン、90,98……ウエハー送りアーム、92……真空チヤ
ツク、116,118,120……全体検査レンズ、122……五角形
プリズム、134,136,488,640……光検出器、170,443,57
6,644……ステツピングモータ、214……空気シリンダハ
ウジング、230……ウエハー保持部材、244……全体−精
密送りアーム、368……水平案内レール、372……スライ
ダ、380……駆動アーム、384……圧力吸収部材、392…
…偏心アーム、414,418……集束レンズ、416,480……フ
イルタ、420……開口部および瞳ストツプアセンブリ、4
25……画像発生レンズアセンブリ、430……光レール、4
68……自動焦点映像発生レンズ、478……映像発生レン
ズ、472……視野レンズ、490……マスク、516……θ調
整レバー、521A,521B……Ｘ軸屈曲アーム、523A,523B…
…Ｙ軸屈曲アーム、540……タレツト装着アセンブリ、5
44……タレツト支持部、560……位置制御レバーアー
ム、560A……位置制御レバー、573……コイルばね、576
……垂直位置モータ、590……駆動部材、608……タレツ
ト、616……レバーアーム。

フロントページの続き (72)発明者 ラツセル・エム・シングルトン アメリカ合衆国94087 カリフオルニア 州・サニイヴエイル・ホルブルツク プレ イス・754 (72)発明者 ハワード・ドウワイヤー アメリカ合衆国94040 カリフオルニア 州・マウンテン ビユー・ラニングウツド サークル・807 (56)参考文献 特開 昭59−10231（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−33154（ＪＰ，Ａ)

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】パターン化されたウエハーを自動的に検査
   する装置であって： 種々の照明状態と種々の拡大率でウエハーの全体的検査
   を自動的に行い、マクロの欠陥の有無を決定する全体的
   検査部と、 ウエハーの精密検査を自動的に行い、所定のウエハー良
   品基準に対する適合・不適合を決定する精密検査部と、 床表面の上に、前記全体的検査部および前記精密検査部
   を支持するためのベース部と、 前記全体的検査部および前記精密検査部を、周囲から受
   ける悪影響が最小化されるような機械的分離構造で、前
   記ベース部に置く手段と、 複数のウエハーを格納できるカセットの複数個を前記ベ
   ースに保持する手段と、 前記全体的検査部および前記精密検査部にウエハーを動
   かすXY-ステージ手段にして、ウエハーを保持する真空
   チャックが設けられているとともに、ウエハーが保持さ
   れる真空チャックの位置を前記全体的検査部と前記精密
   検査部との間で切り換える切換え送り手段が設けられて
   いる、XY-ステージ手段と、 前記カセットの１つからウエハーを前記真空チャックへ
   載せるウエハー載せ手段、および、当該真空チャックか
   らウエハーを外して前記カセットの１つへ戻す手段と を備えた、パターン化されたウエハーの自動的な検査装
   置。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の検査装置にお
   いて、前記切換え送り手段は、前記XY-ステージ手段に
   枢着されて、前記真空チャックおよびそれに保持された
   ウエハーが前記全体的検査部での検査用の位置されてい
   る第１位置と、前記真空チャックおよびそれに保持され
   たウエハーが前記精密検査部での検査用の位置されてい
   る第２位置との間で回動できる切換え送りアームを含む
   ことを特徴とする検査装置。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第２項記載の検査装置にお
   いて、前記切換え送りアームは前記真空チャックを伴う
   回転台を含み、前記第１位置と前記第２位置との間での
   前記送りアームの回動に伴って生じる、前記回転台の向
   きの回動をうめあわせるよう、当該回動がなくなる方向
   に前記回転台が回転する、ことを特徴とする検査装置。
4. 【請求項４】特許請求の範囲第１項記載の検査装置にお
   いて、前記ウエハー載せ手段には、前記ベース部に枢着
   された一端を有し、弧状部を他端に有するウエハーアー
   ムが設けられ、前記弧状部にはウエハーをその周辺部で
   係合させて支持する棚部が形成され、前記棚部にはウエ
   ハーの保持のために真空に吸引される真空孔が設けられ
   ている、ことを特徴とする検査装置。
5. 【請求項５】特許請求の範囲第４項記載の検査装置にお
   いて、前記ウエハー載せ手段は、ウエハを前記カセット
   から抜き出して前記ウエハーアームに係合できる位置に
   運ぶコンベア手段を含む、ことを特徴とする検査装置。
6. 【請求項６】特許請求の範囲第１項記載の検査装置にお
   いて、前記全体的検査部には： ウエハーを検査する光検出手段と； 明るい視野から暗い視野へ変化できる条件の下でのウエ
   ハーからの反射光が前記光検出手段により検出できるよ
   う、ウエハーを複数の角度の何れかで照明する照明手段
   と； 最低倍率から順次に高い倍率に移ることができて種々の
   倍率を提供する倍率提供手段にして、前記の高い倍率の
   程度は、前記前記全体的検査部から前記精密検査部への
   切り換え後において前記精密検査部により検出可能なパ
   ターンが、前記光検出手段によって検出可能なレベルに
   されている、倍率提供手段と が備えられている、ことを特徴とする検査装置。
7. 【請求項７】特許請求の範囲第６項記載の検査装置にお
   いて、前記照明手段には： 垂直方向に相互に離間して同心状に配置された複数の環
   状灯と： 各環状灯の上に配置され、高い方の環状灯からウエハー
   表面に加えられる入射光を減少させる遮光部材にして、
   ウエハー表面からの偽りの反射を減少させ且つ照明の開
   先角度を変化させるよう、上位にあるものほど半径内方
   へ大きく張り出している遮光部材と が備えられている、ことを特徴とする検査装置。
8. 【請求項８】特許請求の範囲第７項記載の検査装置にお
   いて、前記精密検査部には： レンズタレットに装着され、異なる倍率の複数の対物レ
   ンズと； ウエハー表面を照明する手段と； 対物レンズをウエハー表面からの反射光が視野内に入る
   よう位置させたとき、その対物レンズの焦点を合わせる
   手段と が備えられている、ことを特徴とする検査装置。