WO2009133848A1 - 表面検査装置 - Google Patents

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WO2009133848A1
WO2009133848A1 PCT/JP2009/058272 JP2009058272W WO2009133848A1 WO 2009133848 A1 WO2009133848 A1 WO 2009133848A1 JP 2009058272 W JP2009058272 W JP 2009058272W WO 2009133848 A1 WO2009133848 A1 WO 2009133848A1
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inspection
light
light source
light receiving
reflected
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PCT/JP2009/058272
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和春 湊
Original Assignee
株式会社ニコン
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    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
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    • H01L21/67288—Monitoring of warpage, curvature, damage, defects or the like
    • H—ELECTRICITY
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    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions

Definitions

  • the present invention relates to a surface inspection apparatus for inspecting a surface defect of an inspection object such as a silicon wafer, a liquid crystal glass substrate or the like using linearly polarized light.
  • a semiconductor manufacturing apparatus for forming an electronic circuit on a silicon wafer has been well known in the past, but this semiconductor manufacturing is performed through various complicated processes, and in this process, a substrate on which an electronic circuit is formed and It is necessary to inspect the surface of the resulting silicon wafer and the presence or absence of residues on the resist film. This is because, for example, if there is a scratch on the silicon wafer, there is a problem that the wafer is cracked or cracked in the semiconductor manufacturing process, and the previous manufacturing work is wasted. .
  • a thin film used for wafer surface treatment in a semiconductor manufacturing process, particularly in an optical lithography process is removed each time at the outer periphery of a disk-shaped wafer to prevent generation of dust, and the wafer is exposed. This is because if there are residues, etc., they may be peeled off in a later manufacturing process and adhere to the surface side of the wafer, causing manufacturing defects.
  • Such an inspection apparatus has a configuration in which surface defects are detected using scattered light generated by irradiation with laser light or the like, or a configuration in which an image of a substrate to be detected is formed in a belt shape by a line sensor to detect defects. There is something.
  • the present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a surface inspection apparatus capable of optically and accurately detecting the presence of scratches, film residues, etc. on the wafer surface.
  • a holding unit that holds an inspection object, an inspection light source that generates and irradiates linearly polarized inspection light, and the inspection light from the inspection light source is the inspection light.
  • the surface inspection apparatus includes a light receiving unit that detects reflected light from the inspection portion when the inspection portion on the surface of the object is irradiated.
  • the inspection light source is arranged so that the inspection light from the inspection light source is incident on the surface of the inspection portion at a Brewster angle, and the light that is regularly reflected from the surface of the inspection portion is Avoiding this, the light receiving unit is disposed at a position where the reflected and scattered light from the inspection part is received, and the inspection part is inspected for defects based on the reflected and scattered light received by the light receiving unit.
  • the inspection light source can be switched to irradiate the inspection portion with horizontally polarized inspection light and vertically polarized inspection light
  • the light receiving unit can be configured to receive light by switching between horizontal polarization and vertical polarization.
  • it is.
  • the surface inspection apparatus further includes an inspection processing unit that distinguishes the type of defect of the inspection object based on the intensity difference between the horizontally polarized light scattered by the light receiving unit and the vertically polarized scattered light. Is preferred.
  • the inspection object is a silicon wafer
  • the inspection processing unit detects the presence or absence of a flaw on the surface of the silicon wafer and the presence or absence of a film residue formed on the surface in the semiconductor manufacturing process.
  • a surface inspection apparatus includes a holding unit that holds an inspection object, an inspection light source that generates and emits linearly polarized inspection light whose polarization direction is inclined by 45 degrees with respect to a horizontal polarization direction, and the inspection And a light receiving unit that detects reflected light from the inspection portion when the inspection light from the light source is irradiated onto the inspection portion of the surface of the inspection object. Then, the inspection light source is arranged so that the inspection light from the inspection light source is incident on the surface of the inspection portion at a predetermined angle, and the light that the inspection light is regularly reflected from the surface of the inspection portion.
  • the light receiving unit is disposed at a position to receive light, and the light receiving unit has a linear polarizer that passes only linearly polarized light having a crossed Nicol relationship with respect to the linearly polarized light of the inspection light from the inspection light source.
  • the defect inspection of the inspection portion is performed based on the light passing through and received by the light receiving unit.
  • the inspection object is a silicon wafer
  • the inspection processing unit detects the presence or absence of a film residue formed on the surface of the silicon wafer in the semiconductor manufacturing process.
  • a surface inspection apparatus includes a holding unit that holds an inspection object, an inspection light source that generates and irradiates linearly polarized inspection light whose polarization direction is inclined by 45 degrees with respect to a horizontal polarization direction, and the inspection It comprises a first light receiving part and a second light receiving part for detecting reflected light from the inspection part when the inspection light from the light source is irradiated onto the inspection part on the surface of the inspection object. Then, the inspection light source is arranged so that the inspection light from the inspection light source is incident on the surface of the inspection portion at a Brewster angle, and the light from which the inspection light is specularly reflected from the surface of the inspection portion is avoided.
  • the first light receiving unit is arranged at a position for receiving the reflected scattered light from the inspection portion, the defect inspection of the inspection portion is performed based on the reflected scattered light received by the first light receiving unit, and the second light receiving unit Is arranged at a position where the inspection light receives light regularly reflected from the surface of the inspection portion, and the second light receiving unit is only linearly polarized light having a crossed Nicols relationship with respect to the linearly polarized light of inspection light from the inspection light source.
  • the inspection portion is also inspected for defects based on the light that passes through the linear polarizer and is received by the second light receiving portion.
  • the inspection object held by the holding unit can be relatively moved with respect to the inspection light source and the light receiving unit. It is preferable that the inspection object can be inspected by moving the inspection object relative to expand the inspection portion within a desired range of the inspection object.
  • the inspection object is a disk-shaped silicon wafer
  • the silicon wafer from which a resist film or the like formed on the surface is removed in a semiconductor manufacturing process It is preferable that the inspection is performed using the outer peripheral portion as the inspection portion.
  • the inspection light source is configured to generate the inspection light using light from an incandescent lamp, or the inspection light source is emitted from a laser light source.
  • the inspection light may be generated using laser light.
  • the inspection light from the inspection light source is incident on the surface of the inspection portion at the Brewster angle, there is a residual film on the surface.
  • the inspection light passes through the residual film, it is possible to accurately detect a flaw hidden under the residual film.
  • the inspection portion is irradiated with linearly polarized inspection light whose polarization direction is inclined by 45 degrees with respect to the horizontal polarization direction. Since only the linearly polarized light concerned is received, the film residue left on the surface is irradiated with inspection light, and when the birefringence phenomenon occurs, the polarization plane rotates, so this can be detected by the light receiving unit, Presence of membrane residues can be accurately detected.
  • a surface inspection apparatus is an apparatus having the two configurations according to the first and second aspects of the present invention, whereby it is possible to accurately detect scratches and film residues on the surface of the inspection object. it can.
  • FIG. 1 An example of a surface inspection apparatus to which the present invention is applied is shown in FIG. 1, and this surface inspection apparatus 1 is located at the outer peripheral end of a silicon wafer or semiconductor wafer 10 (hereinafter simply referred to as wafer 10) and in the vicinity of the outer peripheral end. In this configuration, the presence or absence of defects (scratches, residual film, etc.) is inspected automatically or visually.
  • wafer 10 silicon wafer or semiconductor wafer 10
  • the outer peripheral portion of the wafer 10 that is not used for a product is a portion where the thin film formed on the surface is removed and the wafer surface is exposed,
  • the surface inspection apparatus 1 inspects the presence or absence of scratches and film residues on the outer peripheral portion.
  • the wafer 10 to be inspected is formed in a thin disk shape made of silicon, and in order to form a circuit pattern corresponding to a plurality of semiconductor chips on the surface, a predetermined pattern is obtained through various processes such as a photolithography process.
  • thin films such as insulating films, electrode wiring films, and semiconductor films are formed in multiple layers.
  • an upper bevel portion 11 is formed in a ring shape at the outer peripheral end portion on the surface (upper surface) of the wafer, and a circuit pattern is formed on the inner peripheral surface from the upper level portion 11.
  • a lower bevel portion 12 is formed in a ring shape and symmetrically with the upper bevel portion 11 at the outer peripheral end portion on the back surface (lower surface) of the wafer 10.
  • An apex portion 13 connecting the upper bevel portion 11 and the lower bevel portion 12 forms a wafer end surface.
  • the surface inspection apparatus 1 irradiates the surface of the wafer holding portion 20 that holds and rotates the wafer 10 and the outer peripheral end portions (upper and lower bevel portions 11 and 12 and apex portion 13) of the wafer 10 and reflects the reflected light.
  • the inspection unit 30 that receives the light, the inspection processing unit 4 that performs the defect inspection process based on the optical signal received by the inspection unit 30, the rotational movement control of the wafer 10 by the wafer holding unit 20, and the inspection control by the inspection unit 30.
  • a control unit 5 to perform.
  • an interface unit 6 composed of a personal computer provided with an image display unit and a storage unit 7 for storing inspection results in the inspection processing unit 4 are provided in connection with the control unit 5.
  • the wafer holding unit 20 includes a rotation driving mechanism 21, a rotation shaft 22 extending upward from the rotation driving mechanism 21, a wafer holder 23 that is attached substantially horizontally to the upper end portion of the rotation shaft 22 and holds the wafer 10 on the upper surface side. It is comprised.
  • a vacuum suction mechanism (not shown) is provided inside the wafer holder 23, and the wafer 10 is vacuum-sucked and held on the wafer holder 23 with its center coinciding with the center of the rotation shaft 22.
  • the rotation drive mechanism 21 rotates the rotation shaft 22, thereby rotating the wafer 10 attracted and held together with the wafer holder 23 mounted on the rotation shaft 22 around the rotation center O.
  • the wafer holder 23 is formed in a substantially disk shape having a diameter smaller than that of the wafer 10, and the wafer including the upper bevel portion 11, the lower bevel portion 12, and the apex portion 13 with the wafer 10 being sucked and held on the wafer holder 23.
  • the outer peripheral end portion 10 protrudes from the wafer holder 23 to the outer peripheral side.
  • a total of three inspection units 30 face the upper bevel portion 11, the lower bevel portion 12, and the apex portion 13 at the outer peripheral end portion of the wafer 10 and are separated in the circumferential direction.
  • the surface of the wafer 10 is irradiated with predetermined inspection light and the reflected light is detected to perform surface inspection.
  • the specific configuration and inspection contents will be described below.
  • scratches on the wafer surface and film residues that are to be inspected by this inspection apparatus will be described.
  • FIG. 3 shows an example in which scratches and a residual film are present at the outer peripheral edge of the wafer 10.
  • 3A and 3B show an example
  • FIGS. 3C and 3D show another example.
  • FIGS. 3A and 3C are cross-sectional views of the wafer edge. Specific examples of the scratches K1 to K5 and the films M1 to M4 are shown, and FIGS. 3B and 3D show a state viewed from the side. In this way, particularly when there are scratches K1 to K5 at the edge of the wafer 10, cracks may occur in the wafer 10 from this point, and the wafer 10 may be damaged. Therefore, detection of such a scratch is very important. It is.
  • the residual films M1 to M4 are present on the surface of the wafer 10, the residual films M1 to M4 are peeled off from the wafer surface 10 in the semiconductor manufacturing process, and this adheres to the surface of the wafer 10 on which the circuit pattern is formed, resulting in defective products. Detection of such a residual film is also very important since it may be generated.
  • FIG. 4 shows an example in which the surface of the upper bevel portion 11 of the wafer 10 is the inspection target portion, and the residual film M is formed on the inspection target portion so as to cover the scratch K and the scratch K. An example that exists.
  • the inspection unit 30 transmits a light source 31, light from the light source 31 to generate vertical polarization (only the vertical polarization component is transmitted), and first horizontal polarizer 32b to generate horizontal polarization. And an irradiation side polarizer 32 which can be switched and used.
  • an irradiation optical system is provided that creates irradiation inspection light L1 by aligning the light of the light source 31 in a predetermined direction, and this incident inspection light L1 passes through the irradiation side polarizer 32 and becomes linearly polarized light.
  • the inspection target portion of the wafer 10 is irradiated.
  • the incident inspection light L1 is set to enter the residual film M at a Brewster angle.
  • the film material used in the semiconductor manufacturing process is known in advance, it is assumed that the residual film M made of this film material remains, and the light source 31 is set so that the incident inspection light L1 has a Brewster angle.
  • the input side polarizer 32 and the incident optical system are arranged.
  • the inspection unit 30 further includes a light receiving element 34 at a dark field position (which looks dark when there is no abnormality such as a scratch or a residual film) avoiding the optical path L2 where the incident inspection light L1 incident at the Brewster angle is specularly reflected. ing. That is, as shown in FIG. 4, the light receiving element 34 is provided at a position that receives the scattered light component L3 when the incident inspection light L1 is scattered and reflected at the scratch K. Further, the second vertical polarizer 33a that transmits only the vertical polarization component and the second horizontal polarizer 33b that transmits only the horizontal polarization component are switched on the front side of the light receiving element 34 in the optical path of the scattered light component L3. A light-receiving side polarizer 33 that can be used freely is provided. Although not shown, a light receiving optical system that guides the scattered light component L3 to the light receiving element 34 through the light receiving side polarizer 33 is provided.
  • the light reception signal received by the light receiving element 34 is sent to the inspection processing unit 4 to detect the scratch K and the residual film M, which will be described below.
  • the switching position of the irradiation side polarizer 32 is set so that the first vertical polarizer 32a is positioned in the optical path of the irradiation inspection light L1, and the first position in the optical path of the scattered light component L3.
  • the switching position of the light-receiving side polarizer 33 is set so that the two vertical polarizers 33a are positioned, and the irradiation light from the light source 31 is irradiated to the inspection object portion through the optical path L1 by the irradiation optical system. At this time, the light from the light source 31 passes through the first vertical polarizer 32a and becomes vertical polarized light, which is irradiated onto the inspection target portion.
  • the optical path L1 is set to have a Brewster angle with respect to the surface of the inspection target portion, the vertical polarization incident on the inspection target portion through the optical path L1 has a substantially zero reflectance with respect to the inspection target portion.
  • the wafer 10 does not have optical transparency, so that it is scattered by hitting the scratch, and a part of the scattered light is in the optical path L3. Is emitted in the direction.
  • the second vertical polarizer 33a is provided in the optical path L3, since the vertical polarized light irradiated to the inspection target portion is emitted to the optical path L3 as scattered light while maintaining the polarization direction thereof, the second vertical polarizer 33a is provided. The light is received by the light receiving element 34 through the polarizer 33a.
  • the scratch K can be detected.
  • the wafer 10 does not have optical transparency, so that the inspection light incident through the optical path L1 is scattered when it hits the scratch K. Since the scattered light component passing through the optical path L3 passes through the second vertical polarizer 33a and is received by the light receiving element 34, it can naturally be detected.
  • the first vertical polarizer 32a is positioned in the optical path of the irradiation inspection light L1 and the second vertical polarization is in the optical path of the scattered light component L3 as described above.
  • the surface 33 is irradiated with the vertically polarized inspection light that has passed through the first vertical polarizer 33a from the light source 31 in the state where the child 33a is positioned, and then the surface inspection is performed.
  • the horizontal polarizer 32b positioned and the second horizontal polarizer 33b positioned in the optical path of the scattered light component L3, the inspection light of the horizontally polarized light passing through the first horizontal polarizer 33b from the light source 31 is inspected. Irradiate the part and perform surface inspection of the same part.
  • the inspection light is vertically polarized light and horizontally polarized light
  • the rate of transmission of the horizontally polarized light through the residual film M is low, and to some extent regular reflection on the surface of the residual film M Is done.
  • the intensity of the scattered light from the scratch K is the same as that when vertical polarized light is used. However, it becomes larger than when horizontal polarization is used.
  • the inspection unit 130 includes a light source 131 and an irradiation-side linear polarizer 132 that transmits light from the light source 131 and generates linearly polarized light whose polarization direction is inclined by 45 degrees with respect to the horizontal polarization direction.
  • an irradiation optical system is provided that creates irradiation inspection light L11 by aligning the light of the light source 131 in a predetermined direction, and this incident inspection light L11 passes through the irradiation side linear polarizer 132 and is linear.
  • the polarized light is irradiated onto the inspection target portion of the wafer 10.
  • the incident angle of the incident inspection light L11 at this time may be an arbitrary angle and does not need to be set so as to be incident at the Brewster angle as described above.
  • the inspection unit 130 further includes a light receiving element 134 on the optical path L12 on which the incident inspection light L11 incident in this way is specularly reflected, and is positioned in the optical path of the regular reflected light L12 on the front side of the light receiving element 134.
  • a light-receiving side linear polarizer 133 that passes only linearly polarized light having a crossed Nicol relationship with respect to the irradiation side linear polarizer 132 is provided.
  • a light receiving optical system for guiding the regular reflected light L12 to the light receiving element 34 through the light receiving side linear polarizer 133 is provided.
  • the inspection by the inspection unit 130 is to detect the residual film M remaining on the surface of the wafer 10, and the light from the light source 131 passes through the irradiation side linear polarizer 132 and the polarization direction is the horizontal polarization direction.
  • Inspection light L11 composed of linearly polarized light inclined by 45 degrees with respect to the surface of the wafer 10 is irradiated with the inspection light L11.
  • the inspection light L11 is reflected by the inspection target portion, and the regular reflection light L12 passes through the light receiving side linear polarizer 133 and enters the light receiving element 34.
  • the light receiving side linear polarizer 133 passes only the linearly polarized light having a crossed Nicol relationship with respect to the irradiation side linear polarizer 132, the light receiving side linear polarizer 133 is reflected on the surface of the wafer 10 without the residual film M.
  • the polarization direction does not change and is reflected as it is, so that the reflected light is blocked by the light receiving side linear polarizer 133 and the reflected light does not enter the light receiving element 34.
  • the inspection light irradiated here is reflected as regular reflection light L ⁇ b> 12 after causing a birefringence phenomenon by the residual film M.
  • the inspection light L11 is linearly polarized light whose polarization direction is inclined by 45 degrees with respect to the horizontal polarization direction. For this reason, a circularly polarized light component is generated in the regular reflection light L12, light corresponding to this component passes through the light receiving side linear polarizer 133, and the light receiving element 134 detects the light.
  • the light receiving element 134 does not detect light when the inspection light L11 is directly specularly reflected on the surface of the wafer 10, but it does not detect light when it is irradiated on the residual film M remaining on the surface of the wafer 10. Since the refraction phenomenon occurs, the light receiving element 134 can detect light and the presence of the residual film M can be detected.
  • This inspection unit 230 is configured by combining the above-described inspection unit 30 of the first embodiment and the inspection unit 130 of the second embodiment. That is, the inspection unit 230 transmits the light from the light source 231, the first vertical polarizer 232a that creates vertical polarization by transmitting light from the light source 231, the first horizontal polarizer 232b that creates horizontal polarization, and the polarization direction is the horizontal polarization direction.
  • An irradiation side polarizer 232 having an irradiation side linear polarizer 232c (not shown) for generating linearly polarized light inclined by 45 degrees with respect to the angle is provided.
  • an irradiation optical system that creates irradiation inspection light L21 by aligning the light of the light source 231 in a predetermined direction is provided, and this incident inspection light L21 passes through the irradiation side polarizer 232 and becomes linearly polarized light.
  • the inspection target portion of the wafer 10 is irradiated with the Brewster angle.
  • the first light receiving element 234 is provided at the dark field position avoiding the optical path L23 where the incident inspection light L21 incident at the Brewster angle is regularly reflected. That is, as shown in FIG. 6, the first light receiving element 234 is provided at a position that receives the scattered light component L22 when the incident inspection light L21 is scattered and reflected at the scratch K. Further, the second vertical polarizer 233a that transmits only the vertical polarization component and the second horizontal polarizer 233b that transmits only the vertical polarization component are positioned in the optical path of the scattered light component L22 on the front side of the first light receiving element 234. The first light-receiving side polarizer 233 is provided so as to be freely switchable. Although not shown, a light receiving optical system that guides the scattered light component L22 to the first light receiving element 234 through the first light receiving side polarizer 233 is provided.
  • the inspection unit 230 further includes a second light receiving element 236 on the optical path L23 on which the incident inspection light L21 incident at the Brewster angle is specularly reflected, and the specularly reflected light L23 is in front of the second light receiving element 236.
  • the second light-receiving side linear polarizer 235 that passes only the linearly polarized light having a crossed Nicol relationship with respect to the irradiation-side linear polarizer 232c is provided.
  • a light receiving optical system for guiding the specularly reflected light L23 through the second light receiving side linear polarizer 235 to the second light receiving element 236 is provided.
  • the inspection unit 230 according to the third embodiment having the above configuration is a combination of the first and second embodiments, the inspection method will be briefly described below.
  • the light source 231 is positioned with the first vertical polarizer 232a positioned in the optical path of the irradiation inspection light L21 and the second vertical polarizer 233a positioned in the optical path of the scattered light component L22.
  • the light from the light passes through the first vertical polarizer 232a and becomes the inspection light of the vertically polarized light, and this is irradiated onto the inspection object part.
  • the irradiation optical path L21 is set to have a Brewster angle with respect to the surface of the inspection target portion, even if there is a residual film M having light transmittance on the surface, it is transmitted as it is.
  • the inspection light hits the scratch and is scattered, and a part of the scattered light is emitted toward the optical path L22, which passes through the second vertical polarizer 233a and is received by the first light.
  • the element 234 receives the light and detects the scratch K.
  • the scratch K is detected by the first light receiving element 234 receiving the scattered light from the scratch K.
  • the first horizontal polarizer 232b is positioned in the optical path of the irradiation inspection light L21 and the second horizontal polarizer 233b is positioned in the optical path of the scattered light component L22.
  • the inspection target part is irradiated with the horizontally polarized inspection light that has passed through the polarizer 233b to perform surface inspection of the same part.
  • the detected scattered light intensity by the vertically polarized light and the detected scattered light intensity by the horizontally polarized light of the same portion are compared, and it is determined whether or not the surface of the scratch K is covered with the residual film M. Can be detected.
  • the irradiation side linear polarizer 232c is positioned in the optical path of the irradiation inspection light L21, and the polarization direction of the light from the light source 231 is inclined by 45 degrees with respect to the horizontal polarization direction through the irradiation side linear polarizer 232c.
  • a linearly polarized light is created, and this is irradiated as an inspection light to the inspection object part.
  • the inspection light L21 is reflected by the inspection target portion, and the regular reflection light L23 passes through the second light receiving side linear polarizer 235 and enters the second light receiving element 236.
  • the second light-receiving-side linear polarizer 235 passes only the linearly polarized light having a crossed Nicols relationship with respect to the irradiation-side linear polarizer 232c, and is reflected on the surface of the wafer 10 without the residual film M. Since the polarization direction of the regular reflected light remains the same, the reflected light is blocked by the second light receiving side linear polarizer 235, and the reflected light does not enter the second light receiving element 34, so that it can be seen that there is no residual film M.
  • the inspection light irradiated here causes a birefringence phenomenon by the residual film M, and the second light-receiving-side linear polarizer 235 as the specularly reflected light L23 having a circularly polarized component.
  • the light corresponding to the circularly polarized light component passes through the second light receiving side linear polarizer 235, and the second light receiving element 236 detects the light to detect the presence of the residual film M.
  • the optical information detected by the light receiving elements 34, 134, 234, 236 in the first to third embodiments is processed in the inspection processing unit 4 to determine the presence or absence of the scratch K and the residual film M, and the control unit 5, the position of the scratch K and the remnant curtain M on the wafer 10 is calculated, and the content is displayed as an image on the interface unit 6 and stored in the storage unit 7.

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Abstract

　ウエハ（１０）を保持するウエハ保持部（２０）と、直線偏光の検査光を生成照射する検査光源（３１，３２）と、検査光源からの検査光をウエハ（１０）の表面の検査部分に照射したときの検査部分からの反射光を検出する受光部（３３，３４）とを備えて表面検査装置が構成される。そして、検査光源からの検査光が検査部分の表面に対してブリュースター角で入射するように検査光源を配置し、且つ、検査光が検査部分の表面から正反射した光を避けて検査部分からの反射散乱光を受光する位置に受光部（３３，３４）を配置し、この受光部により受光した反射散乱光に基づいて検査部分の欠陥検査を行う。

Description

表面検査装置
　本発明は、直線偏光を用いてシリコンウエハ、液晶ガラス基板等のような検査対象物の表面欠陥を検査する表面検査装置に関する。
　シリコンウエハ上に電子回路を形成する半導体製造装置は従来から良く知られているが、この半導体製造は複雑な多岐に亘る工程を経て行われ、この工程中において、電子回路が形成される基板となるシリコンウエハの表面の傷や、レジスト膜の残滓物有無を検査することが必要である。これは例えば、シリコンウエハに傷があれば、半導体製造工程内にこの傷が原因でウエハにクラックが発生したり、割れたりしてそれまでの製造作業が無駄となるという問題があるためである。また、半導体製造工程、特に光リソグラフィー工程においてウエハの表面処理に用いられる薄膜は、ゴミの発生対策等のために円盤状ウエハの外周部においてその都度除去されウエハが露出するが、この部分に膜残滓物等が残っていると、これが後の製造工程で剥がれてウエハの表面側に付着して、製造不良を発生させるおそれがあるためである。
　そこで、製造工程中で薄膜が除去されてウエハ表面が露出するウエハ外周端部周辺部（例えば、アペックスや上下のベベル）を複数の方向から観察して膜残差物、傷等を検出する表面検査装置が考案されている（例えば、特許文献１を参照）。このような検査装置にはレーザ光等の照射により生じる散乱光を利用して表面欠陥を検出する構成のものや、ラインセンサにより被検基板の画像を帯状に形成して欠陥を検出する構成のものがある。
特開２００４－３２５３８９号公報
　ところが、このような表面検査装置は検査対象部に光を照射してその反射光（反射散乱光、正反射光等）から欠陥を検査する構成であるため、ウエハ表面の傷がこの表面に残された膜残滓物により覆われているようなときには、膜残滓物表面において照射光が反射されて（すなわち、膜残滓物により傷が隠されて）この傷が検出できないおそれがあるという問題がある。一方、半導体製造プロセスでウエハ表面に形成されるレジスト層等の薄膜は光透過性を有しているため、上記従来の検査装置では薄膜の存在を検出するのが難しいという問題もある。
　本発明はこのような問題に鑑みたもので、ウエハ表面の傷、膜残滓物等の存在を光学的に且つ的確に検出できるような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、第１の本発明おいては、検査対象物を保持する保持部と、直線偏光の検査光を生成照射する検査光源と、前記検査光源からの検査光を前記検査対象物の表面の検査部分に照射したときの前記検査部分からの反射光を検出する受光部とを備えて表面検査装置が構成される。そして、前記検査光源からの検査光が前記検査部分の表面に対してブリュースター角で入射するように前記検査光源を配置し、且つ、前記検査光が前記検査部分の表面から正反射した光を避けて前記検査部分からの反射散乱光を受光する位置に前記受光部を配置し、前記受光部により受光した反射散乱光に基づいて前記検査部分の欠陥検査を行うように構成される。
　上記表面検査装置において、前記検査光源から前記検査部分に水平偏光の検査光および垂直偏光の検査光を切り換えて照射でき、前記受光部が水平偏光および垂直偏光を切り換えて受光できるように構成されていることが好ましい。
　さらにこの表面検査装置において、前記受光部により受光された水平偏光散乱光と垂直偏光散乱光との強度差に基づいて、検査対象物の欠陥の種類を区別する検査処理部を有していることが好ましい。
　上記表面検査装置において、検査対象物がシリコンウエハであり、前記検査処理部により前記シリコンウエハ表面における傷の有無および半導体製造プロセスで表面に形成される膜残滓物の有無を検出することが好ましい。
　第２の本発明に係る表面検査装置は、検査対象物を保持する保持部と、偏光方向が水平偏光方向に対して４５度傾いた直線偏光の検査光を生成照射する検査光源と、前記検査光源からの検査光を前記検査対象物の表面の検査部分に照射したときの前記検査部分からの反射光を検出する受光部とを備えて構成される。そして、前記検査光源からの検査光が前記検査部分の表面に対して所定の角度で入射するように前記検査光源を配置し、且つ、前記検査光が前記検査部分の表面から正反射した光を受光する位置に前記受光部を配置し、前記受光部が前記検査光源からの検査光の直線偏光に対してクロスニコル関係となる直線偏光のみを通過させる直線偏光子を有し、前記直線偏光子を通過して前記受光部により受光した光に基づいて前記検査部分の欠陥検査を行うように構成される。
　上記表面検査装置において、検査対象物がシリコンウエハであり、前記検査処理部により前記シリコンウエハ表面における半導体製造プロセスで表面に形成される膜残滓物の有無を検出することが好ましい。
　第３の本発明に係る表面検査装置は、検査対象物を保持する保持部と、偏光方向が水平偏光方向に対して４５度傾いた直線偏光の検査光を生成照射する検査光源と、前記検査光源からの検査光を前記検査対象物の表面の検査部分に照射したときの前記検査部分からの反射光を検出する第１受光部および第２受光部とを備えて構成される。そして、前記検査光源からの検査光が前記検査部分の表面に対してブリュースター角で入射するように前記検査光源を配置し、前記検査光が前記検査部分の表面から正反射した光を避けて前記検査部分からの反射散乱光を受光する位置に前記第１受光部を配置し、前記第１受光部により受光した反射散乱光に基づいて前記検査部分の欠陥検査を行い、前記第２受光部を前記検査光が前記検査部分の表面から正反射した光を受光する位置に配置し、前記第２受光部が前記検査光源からの検査光の直線偏光に対してクロスニコル関係となる直線偏光のみを通過させる直線偏光子を有し、前記直線偏光子を通過して前記第２受光部により受光した光に基づいても前記検査部分の欠陥検査を行うように構成される。
　なお、上記第１～第３の本発明に係る表面検査装置において、前記検査光源および前記受光部に対して前記保持部により保持された前記検査対象物を相対移動させることが可能に構成され、前記検査対象物を相対移動させて前記検査部分を前記検査対象物の所望範囲内に広げて検査できることが好ましい。
　上記第１～第３の本発明に係る表面検査装置において、前記検査対象物が円盤状のシリコンウエハである場合に、半導体製造プロセスにおいて表面に形成されたレジスト膜などが除去される前記シリコンウエハの外周部を前記検査部分として検査を行うことが好ましい。
　さらに、上記第１～第３の本発明に係る表面検査装置において、前記検査光源が白熱ランプからの光を用いて前記検査光を生成するように構成したり、前記検査光源がレーザ光源からのレーザ光を用いて前記検査光を生成したりするように構成しても良い。
　上記のように構成された第１の本発明に係る表面検査装置によれば、検査光源からの検査光が検査部分の表面に対してブリュースター角で入射するので、表面に残滓膜が存在しても検査光はこの残滓膜を透過するため、残滓膜の下側に隠れた傷も的確に検出することができる。
　第２の本発明に係る表面検査装置によれば、偏光方向が水平偏光方向に対して４５度傾いた直線偏光の検査光が検査部分に照射され、その正反射光のうち検査光とクロスニコル関係となる直線偏光のみが受光されるため、表面に残された膜残滓物に検査光が照射されてここで複屈折現象が生じると偏光面が回転するため、受光部でこれを検出でき、膜残滓物の存在を的確に検出することができる。
　第３の本発明に係る表面検査装置は、上記第１および第２の本発明の二つの構成を有する装置であり、これにより検査対象物表面の傷および膜残滓物を的確に検出することができる。
本発明の好ましい実施形態に係る表面検査装置の概略構成図である。 上記表面検査装置による検査対象となるウエハの外周部と、検査部との位置関係を示す側断面図である。 検査対象となるウエハの外周部に形成される傷、残滓膜の例を示す断面図および側面図である。 第１実施例に係る検査部の構成およびこの検査部によるウエハ表面の欠陥検査例を示す概略図である。 第２実施例に係る検査部の構成およびこの検査部によるウエハ表面の欠陥検査例を示す概略図である。 第３実施例に係る検査部の構成およびこの検査部によるウエハ表面の欠陥検査例を示す概略図である。
　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。本発明を適用した表面検査装置の一例を図１に示しており、この表面検査装置１は、シリコンウエハもしくは半導体ウエハ１０（以下、単にウエハ１０と称する）の外周端部および外周端部近傍における欠陥（傷、残滓膜等）の有無を自動的にもしくは目視で検査する構成である。なお、ウエハ１０の表面に電子回路を形成する半導体製造プロセスにおいて、製品に使用されることがないウエハ１０の外周部は表面に形成された薄膜が除去されてウエハ表面が露出する部分であり、表面検査装置１によりこの外周部分における傷、膜残滓物の有無の検査が行われる。
　検査対象となるウエハ１０はシリコンからなる薄い円盤状に形成されており、その表面に複数の半導体チップに対応して回路パターンを形成するために、光リソグラフィー工程等の種々の工程を経て所定パターンで絶縁膜、電極配線膜、半導体膜等の薄膜が多層形成される。図２に示すように、ウエハの表面（上面）における外周端部には上ベベル部１１がリング状に形成され、この上レベル部１１より内周側の表面に回路パターンが形成される。また、ウエハ１０の裏面（下面）における外周端部には下ベベル部１２がリング状に且つ上ベベル部１１と上下対称に形成される。そして、上ベベル部１１と下ベベル部１２とを繋ぐアペックス部１３がウエハ端面を形成している。
　表面検査装置１は、ウエハ１０を保持して回転させるウエハ保持部２０と、ウエハ１０の外周端部（上下ベベル部１１，１２及びアペックス部１３）の表面に検査光を照射してその反射光を受光する検査部３０と、検査部３０で受光された光信号に基づいて欠陥検査処理を行う検査処理部４と、ウエハ保持部２０によるウエハ１０の回転移動制御および検査部３０による検査制御を行う制御部５とを備える。さらに、制御部５に繋がって、画像表示部を備えたパソコンからなるインターフェース部６と、検査処理部４での検査結果を保存する記憶部７が設けられている。
　ウエハ保持部２０は、回転駆動機構２１と、回転駆動機構２１から上方に延びた回転軸２２と、回転軸２２の上端部に略水平に取り付けられて上面側においてウエハ１０を保持するウエハホルダ２３とを有して構成される。ウエハホルダ２３の内部には真空吸着機構（図示せず）が設けられており、ウエハホルダ２３の上にウエハ１０がその中心を回転軸２２の中心と一致して真空吸着されて保持される。
　回転駆動機構２１は回転軸２２を回転駆動し、これにより回転軸２２の上に取り付けられたウエハホルダ２３とともにそこに吸着保持されたウエハ１０をその回転中心Ｏを中心として回転させる。なお、ウエハホルダ２３はウエハ１０より径の小さい略円盤状に形成されており、ウエハホルダ２３上にウエハ１０が吸着保持された状態で、上ベベル部１１、下ベベル部１２およびアペックス部１３を含むウエハ１０の外周端部がウエハホルダ２３から外周側にはみ出るようになっている。
　検査部３０は、図２に示すように、ウエハ１０の外周端部における上ベベル部１１、下ベベル部１２およびアペックス部１３に対向し、且つ円周方向に離れて合計３個配設されており、ウエハ１０の表面に所定検査光を照射し、その反射光を検出して表面検査を行うように構成されている。その具体的な構成および検査内容について、以下に説明するが、まず、図３を参照して、この検査装置による検査対象となるウエハ表面の傷および膜残滓物について説明する。
　図３には、ウエハ１０の外周端部に傷および残滓膜が存在する例を示している。図３（Ａ）および（Ｂ）が一つの例で、図３（Ｃ）および（Ｄ）が別の例を示しており、図３（Ａ）および（Ｃ）がウエハ端部を断面して傷Ｋ１～Ｋ５および膜Ｍ１～Ｍ４の具体例を示しており、図３（Ｂ）および（Ｄ）にその側面から見た状態を示している。このように、特にウエハ１０の端部に傷Ｋ１～Ｋ５が存在すると、ここを起点としてウエハ１０にクラックが生じてウエハ１０が破損するおそれがあるため、このような傷の検出は非常に重要である。また、ウエハ１０の表面に残滓膜Ｍ１～Ｍ４が存在すると、半導体製造プロセスにおいてウエハ表面１０から残滓膜Ｍ１～Ｍ４が剥がれ、これが回路パターンが形成されるウエハ１０の表面に付着して不良品を発生させるおそれがあるため、このような残滓膜の検出も非常に重要である。
　このような傷Ｋ１～Ｋ５および残滓膜Ｍ１～Ｍ４の検出を行うために検査部３０が設けられており、第１の実施例としての検査部３０の構成および作動について、図４を参照して説明する。なお、図４では、ウエハ１０の上ベベル部１１の表面を検査対象部とした例を示しており、この検査対象部に傷Ｋおよびこの傷Ｋの上にこれを覆う形で残滓膜Ｍが存在する例を示している。
　この検査部３０は、光源３１と、この光源３１からの光を透過させて垂直偏光を作り出す（垂直偏光成分のみを透過させる）第１垂直偏光子３２ａおよび水平偏光を作り出す第１水平偏光子３２ｂとを切換使用自在に有した照射側偏光子３２を備える。なお、図示しないが、光源３１の光を所定方向に揃えて照射検査光Ｌ１を作り出す照射光学系が設けられており、且つ、この入射検査光Ｌ１が照射側偏光子３２を通って直線偏光にされてウエハ１０の検査対象部に照射されるようになっている。このとき、入射検査光Ｌ１が残滓膜Ｍに対してブリュースター角で入射するように設定されている。すなわち、半導体製造プロセスで使用される膜材料は予め分かっているため、この膜材料による残滓膜Ｍが残っているとして、これに対して入射検査光Ｌ１がブリュースター角となるように、光源３１、入力側偏光子３２および入射光学系が配置されている。
　検査部３０はさらに、ブリュースター角で入射した入射検査光Ｌ１が正反射する光路Ｌ２を避けた暗視野位置（傷や残滓膜等の異常が無い場合は暗く見える）に受光素子３４を有している。すなわち、図４に示すように、入射検査光Ｌ１が傷Ｋにおいて散乱反射されたときにその散乱光成分Ｌ３を受ける位置に受光素子３４が設けられている。さらに、この受光素子３４の前側で散乱光成分Ｌ３の光路中に位置して、垂直偏光成分のみを透過させる第２垂直偏光子３３ａおよび水平偏光成分のみを透過させる第２水平偏光子３３ｂを切換使用自在に有した受光側偏光子３３が設けられている。なお、図示しないが、散乱光成分Ｌ３を、受光側偏光子３３を通過させて受光素子３４に導く受光光学系が設けられている。
　受光素子３４により受光された受光信号は検査処理部４に送られて、傷Ｋおよび残滓膜Ｍの検出が行われるのであるが、これについて以下に説明する。
　まず、図４に示すように、照射検査光Ｌ１の光路中に第１垂直偏光子３２ａが位置するように照射側偏光子３２の切換位置が設定され、且つ散乱光成分Ｌ３の光路中に第２垂直偏光子３３ａが位置するように受光側偏光子３３の切換位置が設定され、光源３１からの照射光が照射光学系により光路Ｌ１を通って検査対象部に照射される。このとき、光源３１からの光は第１垂直偏光子３２ａを通って垂直偏光となり、これが検査対象部に照射される。
　ここで、この光路Ｌ１は検査対象部の表面に対してブリュースター角となる設定であるため、この光路Ｌ１を通って検査対象部に入射された垂直偏光は検査対象部に対する反射率がほぼ零となり、表面に光透過性を有する残滓膜Ｍがあってもこれをそのまま透過し、その下側のウエハ１０の表面に到達する。このため、もし残滓膜Ｍの下側に図示のように傷Ｋがあると、ウエハ１０は光透過性を有していないため、この傷に当たって散乱し、その散乱光の一部が光路Ｌ３の方に出射される。この光路Ｌ３には第２垂直偏光子３３ａが設けられているが、検査対象部に照射された垂直偏光はその偏光方向をほぼ維持したまま散乱光として光路Ｌ３に出射されるため、第２垂直偏光子３３ａを通って受光素子３４に受光される。
　以上のことから分かるように、図４に記載の検査部３０を用いれば、残滓膜Ｍの下に傷Ｋが存在する場合でも、この傷Ｋを検出できる。なお、膜残滓Ｍに被われることなく傷Ｋが露出している場合には、ウエハ１０は光透過性を有していないため、光路Ｌ１を通って入射した検査光は傷Ｋに当たると散乱し、光路Ｌ３を通る散乱光成分は第２垂直偏光子３３ａを通って受光素子３４に受光されるため、これも当然検出できる。
　さらに、図４に記載の検査部３０での検査に際しては、上記のように照射検査光Ｌ１の光路中に第１垂直偏光子３２ａを位置させるとともに散乱光成分Ｌ３の光路中に第２垂直偏光子３３ａを位置させた状態で、光源３１から第１垂直偏光子３３ａを通過した垂直偏光の検査光を検査対象部に照射して表面検査を行った後、照射検査光Ｌ１の光路中に第１水平偏光子３２ｂを位置させるとともに散乱光成分Ｌ３の光路中に第２水平偏光子３３ｂを位置させた状態で、光源３１から第１水平偏光子３３ｂを通過した水平偏光の検査光を検査対象部に照射して同一部分の表面検査を行う。
　ここで、検査光が垂直偏光のときと水平偏光のときには、ブリュースター角で入射しても、水平偏光の方が残滓膜Ｍを透過する率が低く、ある程度は残滓膜Ｍの表面で正反射される。このため、受光素子３４により散乱光を受光して傷Ｋを検出したときに、傷Ｋの表面に残滓膜Ｍがあるときには、この傷Ｋからの散乱光強度が、垂直偏光を用いた場合の方が水平偏光を用いた場合より大きくなる。一方、傷Ｋの表面に残滓膜Ｍが無く、傷Ｋが露出している場合には、垂直および水平偏光での散乱強度に差が無くなる。このように、垂直および水平偏光に対する散乱光強度の差の有無に基づいて、傷Ｋの表面が残滓膜Ｍにより覆われているか否かを検出することができる。
　次に、第２実施例に係る検査部１３０を用いた表面欠陥の検査について、図５を参照して説明する。この検査部１３０は、光源１３１と、この光源１３１からの光を透過させて、偏光方向が水平偏光方向に対して４５度傾いた直線偏光を作り出す照射側直線偏光子１３２を備える。ここでも、図示しないが、光源１３１の光を所定方向に揃えて照射検査光Ｌ１１を作り出す照射光学系が設けられており、且つ、この入射検査光Ｌ１１が照射側直線偏光子１３２を通って直線偏光にされてウエハ１０の検査対象部に照射されるようになっている。但し、このときの入射検査光Ｌ１１の入射角は任意の角度で良く、上述のようにブリュースター角で入射するように設定する必要はない。
　検査部１３０はさらに、このように入射した入射検査光Ｌ１１が正反射する光路Ｌ１２上に受光素子１３４を有しており、この受光素子１３４の前側で正反射光Ｌ１２の光路中に位置して、照射側直線偏光子１３２に対してクロスニコル関係となる直線偏光のみを通過させる受光側直線偏光子１３３が設けられている。これも図示しないが、正反射光Ｌ１２を、受光側直線偏光子１３３を通過させて受光素子３４に導く受光光学系が設けられている。
　この検査部１３０による検査は、ウエハ１０の表面に付着して残された残滓膜Ｍを検出するもので、光源１３１からの光は照射側直線偏光子１３２を通過して偏光方向が水平偏光方向に対して４５度傾いた直線偏光からなる検査光Ｌ１１が作り出され、この検査光Ｌ１１がウエハ１０の表面の検査対象部に照射される。この検査光Ｌ１１は検査対象部において反射され、その正反射光Ｌ１２は受光側直線偏光子１３３を通過して受光素子３４に入り込む。
　ここで、受光側直線偏光子１３３は照射側直線偏光子１３２に対してクロスニコル関係となる直線偏光のみを通過させるものであるため、残滓膜Ｍが無い状態のウエハ１０の表面において反射されたときには、偏光方向は変化せずにそのまま反射されるため、受光側直線偏光子１３３において反射光が遮断され、受光素子３４に反射光は入り込まない。ところが、図５に示すように、ウエハ１０の表面に残滓膜Ｍが存在すると、ここに照射された検査光は残滓膜Ｍにより複屈折現象を起こした後に正反射光Ｌ１２として反射される。このように残滓膜Ｍによる複屈折現象、すなわち、垂直偏光と水平成分との屈折率が相違する現象が生じると、検査光Ｌ１１は偏光方向が水平偏光方向に対して４５度傾いた直線偏光であるため、正反射光Ｌ１２に円偏光成分が生じ、この成分に対応する光が受光側直線偏光子１３３を通過し、受光素子１３４がその光を検出する。
　以上の説明から分かるように、検査光Ｌ１１がウエハ１０の表面において直接正反射されたときには受光素子１３４は光を検出しないが、ウエハ１０の表面に残された残滓膜Ｍに照射されたときには複屈折現象が生じるために受光素子１３４が光を検出し、残滓膜Ｍの存在を検出することができる。
　次に、第３実施例に係る検査部２３０を用いた表面欠陥の検査について、図６を参照して説明する。この検査部２３０は、上述した第１実施例の検査部３０と第２実施例の検査部１３０とを組み合わせた構成となっている。すなわち、検査部２３０は、光源２３１と、この光源２３１からの光を透過させて、垂直偏光を作り出す第１垂直偏光子２３２ａ、水平偏光を作り出す第１水平偏光子２３２ｂおよび偏光方向が水平偏光方向に対して４５度傾いた直線偏光を作り出す照射側直線偏光子２３２ｃ（図示せず）とを切換使用自在に有した照射側偏光子２３２を備える。ここでも図示しないが、光源２３１の光を所定方向に揃えて照射検査光Ｌ２１を作り出す照射光学系が設けられており、且つ、この入射検査光Ｌ２１が照射側偏光子２３２を通って直線偏光にされてウエハ１０の検査対象部にブリュースター角で照射されるようになっている。
　さらに、ブリュースター角で入射した入射検査光Ｌ２１が正反射する光路Ｌ２３を避けた暗視野位置に第１受光素子２３４を有している。すなわち、図６に示すように、入射検査光Ｌ２１が傷Ｋにおいて散乱反射されたときにその散乱光成分Ｌ２２を受ける位置に第１受光素子２３４が設けられている。さらに、この第１受光素子２３４の前側で散乱光成分Ｌ２２の光路中に位置して、垂直偏光成分のみを透過させる第２垂直偏光子２３３ａおよび水平偏光成分のみを透過させる第２水平偏光子２３３ｂを切換使用自在に有した第１受光側偏光子２３３が設けられている。なお、図示しないが、散乱光成分Ｌ２２を、第１受光側偏光子２３３を通過させて第１受光素子２３４に導く受光光学系が設けられている。
　この検査部２３０はさらに、ブリュースター角で入射した入射検査光Ｌ２１が正反射する光路Ｌ２３上に、第２受光素子２３６を有しており、この第２受光素子２３６の前側で正反射光Ｌ２３の光路中に位置して、照射側直線偏光子２３２ｃに対してクロスニコル関係となる直線偏光のみを通過させる第２受光側直線偏光子２３５が設けられている。これも図示しないが、正反射光Ｌ２３を、第２受光側直線偏光子２３５を通過させて第２受光素子２３６に導く受光光学系が設けられている。
　以上の構成の第３実施例による検査部２３０は、第１および第２実施例の組み合わせであるので、その検査方法を以下に簡単に説明する。
　まず、図６に示すように、照射検査光Ｌ２１の光路中に第１垂直偏光子２３２ａを位置させ、散乱光成分Ｌ２２の光路中に第２垂直偏光子２３３ａを位置させた状態で、光源２３１からの光を、第１垂直偏光子２３２ａを通って垂直偏光の検査光とし、これを検査対象部に照射する。
　このとき、照射光路Ｌ２１は検査対象部の表面に対してブリュースター角となる設定であるため、表面に光透過性を有する残滓膜Ｍがあってもこれをそのまま透過し、もし残滓膜Ｍの下側に図示のように傷Ｋがあると、検査光はこの傷に当たって散乱し、その散乱光の一部が光路Ｌ２２の方に出射され、これが第２垂直偏光子２３３ａを通って第１受光素子２３４に受光され、傷Ｋを検出する。なお、当然ながら、膜残滓Ｍに被われることなく傷Ｋが露出している場合にも、第１受光素子２３４が傷Ｋからの散乱光を受光することにより傷Ｋを検出する。
　さらに、この後に、照射検査光Ｌ２１の光路中に第１水平偏光子２３２ｂを位置させるとともに散乱光成分Ｌ２２の光路中に第２水平偏光子２３３ｂを位置させた状態で、光源３１から第１水平偏光子２３３ｂを通過した水平偏光の検査光を検査対象部に照射して同一部分の表面検査を行う。そして、上記第１実施例と同様に、同一部分の垂直偏光による検出散乱光強度と水平偏光による検出散乱光強度とを比較し、傷Ｋの表面が残滓膜Ｍにより覆われているか否かを検出することができる。
　次に、照射検査光Ｌ２１の光路中に照射側直線偏光子２３２ｃを位置させ、光源２３１からの光を、照射側直線偏光子２３２ｃを通って偏光方向が水平偏光方向に対して４５度傾いた直線偏光を作り出し、これを検査光として検査対象部に照射する。この検査光Ｌ２１は検査対象部において反射され、その正反射光Ｌ２３は第２受光側直線偏光子２３５を通過して第２受光素子２３６に入り込む。
　ここで、第２受光側直線偏光子２３５は照射側直線偏光子２３２ｃに対してクロスニコル関係となる直線偏光のみを通過させるものであり、残滓膜Ｍが無い状態のウエハ１０の表面において反射された正反射光は偏光方向はそのままのため、第２受光側直線偏光子２３５において反射光が遮断され、第２受光素子３４に反射光は入り込まないので、残滓膜Ｍがないことが分かる。一方、ウエハ１０の表面に残滓膜Ｍが存在すると、ここに照射された検査光は残滓膜Ｍにより複屈折現象を起こし、円偏光成分を有する正反射光Ｌ２３として第２受光側直線偏光子２３５に入射し、円偏光成分に対応する光が第２受光側直線偏光子２３５を通過し、第２受光素子２３６がその光を検出して残滓膜Ｍの存在が検出される。
　なお、上記第１～第３実施例において受光素子３４，１３４，２３４，２３６により検出された光情報は、検査処理部４において処理されて傷Ｋおよび残滓膜Ｍの有無が判断され、制御部５によるウエハ保持部２０の回転駆動制御内容と対比してウエハ１０上における傷Ｋおよび残滓幕Ｍの位置が算出され、その内容がインターフェース部６に画像表示され、記憶部７に記憶される。
１　表面検査装置　　　　　　　　　　４　検査処理部
１０　ウエハ　　　　　　　　　　　　２０　ウエハ保持部
３０，１３０，２３０　検査部
３１，１３１，２３１　光源
３２，１３２，２３２　照射側偏光子
３３，１３３，２３３　受光側偏光子
３４，１３４，２３４，２３６　受光部
Ｋ　傷　　　　　　　　　　　　　　Ｍ　残滓幕

Claims (11)

  1. 　検査対象物を保持する保持部と、直線偏光の検査光を生成照射する検査光源と、前記検査光源からの検査光を前記検査対象物の表面の検査部分に照射したときの前記検査部分からの反射光を検出する受光部とを備えて構成され、
    　前記検査光源からの検査光が前記検査部分の表面に対してブリュースター角で入射するように前記検査光源を配置し、且つ、前記検査光が前記検査部分の表面から正反射した光を避けて前記検査部分からの反射散乱光を受光する位置に前記受光部を配置し、前記受光部により受光した反射散乱光に基づいて前記検査部分の欠陥検査を行うように構成された表面検査装置。
  2. 　前記検査光源から前記検査部分に水平偏光の検査光および垂直偏光の検査光を切り換えて照射でき、前記受光部が水平偏光および垂直偏光を切り換えて受光できるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の表面検査装置。
  3. 　前記受光部により受光された水平偏光散乱光と垂直偏光散乱光との強度差に基づいて、検査対象物の欠陥の種類を区別する検査処理部を有していることを特徴とする請求項２に記載の表面検査装置。
  4. 　検査対象物がシリコンウエハであり、前記検査処理部により前記シリコンウエハ表面における傷の有無および半導体製造プロセスで表面に形成される膜残滓物の有無を検出することを特徴とする請求項３に記載の表面検査装置。
  5. 　検査対象物を保持する保持部と、偏光方向が水平偏光方向に対して４５度傾いた直線偏光の検査光を生成照射する検査光源と、前記検査光源からの検査光を前記検査対象物の表面の検査部分に照射したときの前記検査部分からの反射光を検出する受光部とを備えて構成され、
    　前記検査光源からの検査光が前記検査部分の表面に対して所定の角度で入射するように前記検査光源を配置し、且つ、前記検査光が前記検査部分の表面から正反射した光を受光する位置に前記受光部を配置し、前記受光部が前記検査光源からの検査光の直線偏光に対してクロスニコル関係となる直線偏光のみを通過させる直線偏光子を有し、前記直線偏光子を通過して前記受光部により受光した光に基づいて前記検査部分の欠陥検査を行うように構成された表面検査装置。
  6. 　検査対象物がシリコンウエハであり、前記検査処理部により前記シリコンウエハ表面における半導体製造プロセスで表面に形成される膜残滓物の有無を検出することを特徴とする請求項５に記載の表面検査装置。
  7. 　検査対象物を保持する保持部と、偏光方向が水平偏光方向に対して４５度傾いた直線偏光の検査光を生成照射する検査光源と、前記検査光源からの検査光を前記検査対象物の表面の検査部分に照射したときの前記検査部分からの反射光を検出する第１受光部および第２受光部とを備えて構成され、
    　前記検査光源からの検査光が前記検査部分の表面に対してブリュースター角で入射するように前記検査光源を配置し、
    　前記検査光が前記検査部分の表面から正反射した光を避けて前記検査部分からの反射散乱光を受光する位置に前記第１受光部を配置し、前記第１受光部により受光した反射散乱光に基づいて前記検査部分の欠陥検査を行い、
    　前記第２受光部を前記検査光が前記検査部分の表面から正反射した光を受光する位置に配置し、前記第２受光部が前記検査光源からの検査光の直線偏光に対してクロスニコル関係となる直線偏光のみを通過させる直線偏光子を有し、前記直線偏光子を通過して前記第２受光部により受光した光に基づいても前記検査部分の欠陥検査を行うように構成された表面検査装置。
  8. 　前記検査光源および前記受光部に対して前記保持部により保持された前記検査対象物を相対移動させることが可能に構成され、前記検査対象物を相対移動させて前記検査部分を前記検査対象物の所望範囲内に広げて検査できることを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の表面検査装置。
  9. 　前記検査対象物が円盤状のシリコンウエハであり、半導体製造プロセスにおいて表面に形成されたレジスト膜などが除去される前記シリコンウエハの外周部を前記検査部分として検査を行うことを特徴とする請求項１～８のいずれかに記載の表面検査装置。
  10. 　前記検査光源が白熱ランプからの光を用いて前記検査光を生成することを特徴とする請求項１～９のいずれかに記載の表面検査装置。
  11. 　前記検査光源がレーザ光源からのレーザ光を用いて前記検査光を生成することを特徴とする請求項１～９のいずれかに記載の表面検査装置。
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