WO2012115012A1 - 観察装置、検査装置、半導体装置の製造方法、および基板支持部材 - Google Patents

Abstract

　ウェハホルダで生じた反射散乱光により検査精度が低下することを抑制する。　ウェハと接触して支持する凸状の支持部１１と、ウェハと離間する溝部１２とを有するウェハホルダ１０において、凸状の支持部１１は、ウェハの一端を支持する部分から他端を支持する部分に連続して延在し、一端を支持する部分の近傍と他端を支持する部分の近傍にそれぞれ、隣り合う凸状の支持部１１を連結する連結部１３が設けられる。

Description

観察装置、検査装置、半導体装置の製造方法、および基板支持部材

　本発明は、基板の観察装置、検査装置、基板支持部材および半導体装置の製造方法に関する。

　半導体の微細化が限界に近づいていると言われている中で、半導体チップを３次元実装することは、パフォーマンス向上、省電力化、省スペース化などのメリットがあり、半導体の微細化と並ぶ付加価値向上の手段として急速に普及しつつある。３次元実装は、複数の半導体チップを１０～５０μｍ程度まで薄くして積層する技術である。積層される各チップは最終的に１０～５０μｍの薄さとなるが、上下のチップ間の電気的接続は、チップを貫通する多数の電極（ＴＳＶ：シリコン貫通電極）を用いて行う。このようにすれば、チップを水平に並べて接続する従来のＳｉＰ（System in a Package）と比べてチップ間を短い距離で電気的に接続できる。そのため、チップを水平に並べて接続する従来のＳｉＰ（System in a Package）と比べて、素子の動作速度の向上、省電力化、省スペース化が達成される。

　ＴＳＶ（Through-Silicon Via）の形成方法は、半導体チップ上の素子を形成する前に行う場合や、半導体チップ上の素子を形成した後に行う場合など、各種あるが、いずれの場合も、ウェハ（シリコン基板）上に微細な径の深い穴を形成し、穴の側壁を絶縁膜で被った後、銅などの導電性の高い物質を穴に充填することにより形成される。このとき、ＴＳＶの形成過程、及びＴＳＶの形成後での検査が重要であるが、これらの検査は、ウェハを割ってＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）やＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）などで観察することにより行われている。この方法は、断面の実際の形を観察できる反面、破壊検査であり、検査に時間がかかる。

　一方、顕微鏡などでウェハの表面を観察する方法もあるが、これでは、ウェハの表面の状態しか確認することができない。また、赤外光を用いた顕微鏡により透過像を観察することも行われているが、一度に観察できるのはごく小さな領域であり、ウェハ全面のＴＳＶをこの方法で検査するのは現実的ではない。

　ところで、半導体ウェハに形成された繰り返しパターンを回折光や偏光状態の変化などで検査する技術がある（例えば、特許文献１を参照）。この方式によれば、広い面積を短時間で検査でき、パターンを形成するための露光装置のフォーカス変動またはドーズ（露光エネルギー）変動による異常や、加工装置の不具合や調整不良に起因する異常を短時間で感度良く検出することができる。なお、この方式を用いた検査装置における基板支持部材として、例えば図１８（ａ）および（ｂ）に示すように、ウェハＷの支持面に同心円状に並ぶように形成された複数の吸着溝５１２に真空ポンプ等により負圧を作用させることで、ウェハＷを吸着保持するように構成されたウェハホルダ５００が知られている。また、基板支持部材の他の例として、ウェハを複数の小さな円柱状支持部で支持して吸着保持する構成も知られている。

米国特許第７２９８４７１号明細書

　しかしながら、半導体ウェハに形成された繰り返しパターンを回折光や偏光状態の変化などで検査する方式を用いた従来の検査装置では、照明光の波長が可視～深紫外の波長域であり、ウェハの表面付近の状態、すなわち、ウェハ表面におけるＴＳＶの径や開口部の異常の検査しかできず、ＴＳＶにおける穴の深い部分の異常を検出できない。これに対し、照明光の波長を赤外の波長域に設定し、ウェハの素材であるシリコンに対する赤外線の透過率が高いことを利用して、ウェハ内部のＴＳＶ構造からの回折光を得る装置の開発が進められている。

　前述のような従来の基板支持部材に支持されたウェハに赤外線を照射して、ウェハの検査画像としてウェハからの回折光に基づく画像を取得した場合、照射した赤外線の一部がウェハの反対側まで透過する。そのため、検査対象であるウェハからの回折光の他に、基板支持部材における支持部（吸着溝５１２）のエッジ部等からの反射散乱光が受光系のカメラに到達して、図１８（ａ）に示すように検査画像におけるノイズとなり、検査精度が低下するおそれがあった。

　本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、基板支持部材で生じた反射散乱光により検査精度が低下することを抑制することを目的とする。

　このような目的達成のため、本発明に係る観察装置は、基板を支持する基板支持部材と、前記基板支持部材に支持される前記基板に、該基板に浸透性を有する照明光を照射する照明部と、前記照明光が照射された前記基板からの光を検出する光検出部とを備えた観察装置であって、前記基板支持部材は、前記基板を支持する際に前記基板と接触する凸状の支持部と、前記基板と離間する離間部とを有し、前記基板支持部材のうち前記基板における前記観察の対象となる観察領域を支持する部分において、前記基板に対する前記照明光の入射面と直交する線または面を有さないようになっている。

　なお、上述の観察装置において、前記照明光として７００ｎｍ以上の波長の赤外線を用いることができる。

　また、上述の観察装置において、前記基板を前記基板支持部材に搬送する搬送装置をさらに備え、前記搬送装置は、前記基板を搬送する際に前記基板の端部を保持する保持部材を有し、前記基板支持部材は、前記搬送装置によって前記基板が前記基板支持部材に搬送されるときに前記保持部材と当接しないように形成された逃げ部を有し、前記逃げ部のうち前記観察領域を支持する部分において、前記照明光の入射面と直交する線又は面を有さないように、前記基板支持部材が配置されてもよい。

　また、上述の観察装置において、前記基板支持部材は、前記支持される基板と前記支持部とで形成される空間から気体を吸引し該空間を減圧することで、前記基板を吸着保持するように構成されており、前記基板支持部材のうち前記観察領域以外を支持する部分に、前記気体を吸引する吸引部が設けられてもよい。

　また、上述の観察装置において、前記支持部と該支持部に隣り合う前記支持部との間に、前記支持される基板と支持部とで形成される空間に外部から気体が流入することを妨げる減圧補助部が設けられてもよい。

　また、上述の観察装置において、前記支持部が前記照明光の入射面に沿って延在してもよい。

　また、上述の観察装置において、前記支持部は、前記照明光の入射面に沿って前記観察領域の一端から他端に延在する直線部を有してもよい。

　また、上述の観察装置において、前記照明光の入射面と垂直な軸周りに前記基板支持部材を回動する回動部をさらに備えてもよい。また、上述の観察装置において、前記基板支持部材の、前記基板と対向する面に、赤外線を吸収する赤外線吸収材の層が形成されていてもよく、前記光検出部は、冷却型イメージセンサを有してもよく、前記照明部は、前記照明光を平行光にして前記基板を照明するテレセントリック光学系を有してもよい。

　また、本発明に係る検査装置は、上述の観察装置と、前記観察装置の前記光検出部に検出された光の検出信号に基づいて前記基板における異常の有無を検査する検査部とを備えて構成されている。

　また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、基板の表面に所定のパターンを露光する露光工程と、前記露光が行われた前記パターンに応じて基板の表面にエッチングを行うエッチング工程と、前記露光もしくは前記エッチングが行われて表面に前記パターンが形成された基板の検査を行う検査工程とを有した半導体装置の製造方法であって、前記検査工程が本発明に係る検査装置を用いて行われるようになっている。

　また、本発明に係る基板支持部材は、基板と接触して支持する凸状の支持部と、前記基板と離間する離間部とを有する基板支持部材であって、前記凸状の支持部は、前記基板の一端を支持する部分から他端を支持する部分に連続して延在し、前記一端を支持する部分の近傍と前記他端を支持する部分の近傍にそれぞれ、隣り合う凸状の支持部を連結する連結部を有している。

　なお、上述の基板支持部材において、前記凸状の支持部は略直方体形状であってもよい。

　また、上述の基板支持部材において、前記隣り合う凸状の支持部と前記連結部で囲まれる範囲の前記連結部付近に、前記支持される基板と支持部とで形成される空間から気体を吸引可能な吸引部が設けられてもよい。

　また、本発明に係る観察装置は、基板を支持する基板支持部材と、前記基板支持部材に支持される前記基板に、該基板に浸透性を有する照明光を照射する照明部と、前記照明光が照射された前記基板からの光を検出する光検出部とを備えた観察装置であって、前記基板支持部材は、前記基板を支持する際に前記基板と接触する凸状の支持部と、前記基板と離間する離間部とを有し、前記基板支持部材のうち前記基板における前記観察の対象となる観察領域を支持する部分において、前記支持部材の支持部及び離間部は、前記基板に対する前記照明光の入射面と鋭角又は鈍角で交差している。

　本発明によれば、基板支持部材で生じた反射散乱光により検査精度が低下することを抑制することができる。

（ａ）は第１実施形態に係るウェハホルダの平面図であり、（ｂ）は（ａ）中の矢印ｂ－ｂに沿った断面図である。 ウェハの検査装置の概要構成図である。 検査装置の搬送ユニットを示す平面図である。 （ａ）はウェハ把持装置の平面図であり、（ｂ）は（ａ）中の矢印ｂ－ｂに沿った断面図である。 ウェハの検査方法を示すフローチャートである。 （ａ）はウェハを上から見たときの拡大図であり、（ｂ）はウェハの断面拡大図である。 （ａ）は穴の途中が膨らんでしまった状態のウェハの断面拡大図であり、（ｂ）は穴の深いところが先細りになってしまった状態のウェハの断面拡大図である。 第１実施形態に係るウェハホルダの第１の変形例を示す平面図である。 第１実施形態に係るウェハホルダの第２の変形例を示す平面図である。 第１実施形態に係るウェハホルダの第３の変形例を示す側断面図である。 （ａ）は第２実施形態に係るウェハホルダの平面図であり、（ｂ）は（ａ）中の矢印ｂ－ｂに沿った断面図である。 第２実施形態に係るウェハホルダの変形例を示す平面図である。 （ａ）は第３実施形態に係るウェハホルダの平面図であり、（ｂ）は（ａ）中の矢印ｂ－ｂに沿った断面図である。 第４実施形態に係るウェハホルダの平面図である。 第４実施形態に係るウェハホルダの側断面図である。 支持部の変形例を示す側断面図である。 半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。 （ａ）はウェハホルダの従来例を示す平面図であり、（ｂ）はウェハホルダの従来例を示す側断面図である。

　以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。第１実施形態の検査装置を図２に示しており、この装置によりシリコン基板であるウェハＷの表面全体（後述する観察領域Ｔ１全体）を一度に検査する。第１実施形態の検査装置１は、略円盤形に形成されたウェハＷを支持するウェハホルダ１０を備え、図３に示す搬送システム５０によって搬送されてくるウェハＷは、ウェハホルダ１０の上に載置されるとともに真空吸着によって固定保持される。ウェハホルダ１０に設けられたチルト機構９により、ウェハホルダ１０に保持されたウェハＷを、ウェハＷの表面を通る軸を中心にチルトさせることが可能である。すなわち、ウェハホルダ１０に保持されたウェハＷを、ウェハＷの表面を通る軸であって、照明光の入射面と垂直な軸の周りに回動させることができる。これによって、照明光の入射角を調整できるようになっている。

　検査装置１はさらに、ウェハホルダ１０に保持されたウェハＷの表面に照明光を平行光として照射する照明系２０と、照明光の照射を受けたときのウェハＷからの光を集光する受光系３０と、受光系３０により集光された光を受けてウェハＷの像を撮像する撮像部３５と、装置の作動制御を行う制御部４０と、画像処理等を行う画像処理部４１と、画像表示を行う表示部４２とを備えて構成される。照明系２０は、照明光を射出する照明ユニット２１と、照明ユニット２１から射出された照明光をウェハＷの表面に向けて反射させる照明側凹面鏡２５とを有して構成される。照明ユニット２１は、メタルハライドランプや水銀ランプ等の光源部２２と、光源部２２からの光のうち所定の波長を有する光を抽出するとともに、抽出した光の強度を調節する調光部２３と、調光部２３からの光を照明光として照明側凹面鏡２５へ導く導光ファイバ２４とを有して構成される。

　そして、光源部２２からの光は調光部２３を通過し、所定の波長を有する所定の強度の照明光が導光ファイバ２４から照明側凹面鏡２５へ射出され発散光となる。導光ファイバ２４から照明側凹面鏡２５へ射出された照明光は、導光ファイバ２４の射出部が照明側凹面鏡２５の焦点面に配置されているため、照明側凹面鏡２５により平行な（テレセントリックな）光となってウェハホルダ１０に保持されたウェハＷの表面全体に照射される。なお、ウェハＷに対する照明光の入射角と射出角は、ウェハホルダ１０をチルト（傾動）させてウェハＷの載置角度を変化させることにより調整可能である。

　ウェハＷからの射出光（回折光や正反射光等）は受光系３０により集光される。受光系３０は、ウェハホルダ１０に対向して配設された受光側凹面鏡３１と撮像部３５を中心に構成され、受光側凹面鏡３１により集光された射出光が撮像部３５の撮像面上に達し、ウェハＷの像が結像される。撮像部３５は、図示しない対物レンズやイメージセンサ等から構成され、イメージセンサの撮像面上に形成されたウェハＷの像を光電変換して画像信号（検出信号）を生成し、生成した画像信号を、制御部４０を介して画像処理部４１に出力する。

　制御部４０は、ウェハホルダ１０およびチルト機構９、照明ユニット２１、撮像部３５、搬送システム５０（図３を参照）等の作動をそれぞれ制御する。画像処理部４１は、撮像部３５から入力された画像信号に基づいて、ウェハＷの画像（デジタル画像）を生成する。画像処理部４１と電気的に接続されたデータベース（図示せず）には、良品ウェハの画像データが予め記憶されており、画像処理部４１は、ウェハＷの画像を生成すると、生成したウェハＷの画像データとデータベースに記憶された良品ウェハの画像データとを比較して、ウェハＷにおける異常（欠陥）の有無を検査する。そして、画像処理部４１による検査結果およびそのときのウェハＷの画像が表示部４２で出力表示される。

　ところで、検査対象となるウェハＷは、検査対象となる加工処理（例えば、エッチング処理）の後、図３に示すように、ウェハキャリアＣに収容された状態で加工装置（例えば、エッチング装置）から検査装置１の不図示のポート部に搬送され、検査装置１に設けられた搬送システム５０によりウェハキャリアＣ内から取り出されてウェハホルダ１０上に搬送される。搬送システム５０は、図３に示すように、第１搬送装置５１と、第２搬送装置６１と、第３搬送装置７１とから構成される。

　第１搬送装置５１は、ウェハＷの裏面をチャック（例えば、吸着保持）可能なロボットアーム５２を備えて構成されており、ウェハキャリアＣに収容されたウェハＷを取り出して第２搬送装置６１に搬送する一方、第３搬送装置７１により搬送されてきた検査済みのウェハＷを受け取ってウェハキャリアＣに収容する。第２搬送装置６１は、ウェハＷの裏面をチャック（例えば、吸着保持）した状態で回転および平行移動可能な搬送ステージ６２と、ウェハＷのパターンもしくは外縁部（ノッチやオリエンテーションフラット等）を基準としてアライメントを行うアライメント部６３とを備えて構成されており、第１搬送装置５１により搬送されてきたウェハＷを受け取ってアライメントを行った後、第３搬送装置７１に搬送する。第２搬送装置６１は、搬送機能の１つであるアライメントを行っている。

　第３搬送装置７１は、略水平面内で揺動可能な搬送アーム７２と、搬送アーム７２にスライド移動可能に取り付けられてウェハＷの端部を保持するウェハ保持装置７３とを備えて構成されており、第２搬送装置６１によりアライメントされたウェハＷを受け取ってウェハホルダ１０上に搬送する一方、検査が終了したウェハホルダ１０上のウェハＷを第１搬送装置５１に搬送する。（検査が終了したウェハＷは、第３搬送装置７１から第１搬送装置５１に受け渡される。ウェハＷを受け取った第１搬送装置５１は、ウェハＷをウェハキャリアＣに収納する。）ウェハ保持装置７３は、図４に示すように、搬送アーム７２の下側にスライド移動可能に取り付けられた板状の第１ベース部材７４と、第１ベース部材７４の下側に上下移動可能に取り付けられた第２ベース部材７５と、第１ベース部材７４に対して第２ベース部材７５を上下移動（昇降）させる昇降機構７６と、第２ベース部材７５に回転可能に取り付けられてウェハＷの端部を保持する４つの保持部材７７と、保持部材７７をそれぞれ回転駆動する４つの開閉モータ７８を有して構成される。

　昇降機構７６は、詳細な図示を省略するが、第１ベース部材７４と第２ベース部材７５とに跨って上下に延びる２本のガイドシャフト、第２ベース部材７５に取り付けられたラックギヤ、第１ベース部材７４に取り付けられてラックギヤと噛合するピニオンギヤ等から構成される。なお、昇降機構７６は、ラックギヤとピニオンギヤの組み合わせを用いた構成に限らず、必要に応じて、他の種々の構成を採用しうる。例えば、エアシリンダや電磁ソレノイド等のリニアアクチュエータを利用した構成であってもよく、ボールねじとモータを用いた構成であってもよい。なお、これらの構成はあくまでも例示であり、本発明を限定するものではない。

　保持部材７７は、図４（ｂ）の拡大図に示すように、胴部にウェハＷの端部と係合可能な係合溝７７ａが形成された円柱状に形成される。また、保持部材７７の側部には、平面状の切り欠き７７ｂが形成されており、係合溝７７ａの一部が欠けるようになっている。４つの保持部材７７は、第２ベース部材７５に取り付けられた４つの開閉モータ７８の回転軸にそれぞれ連結され、これにより、各保持部材７７が開閉モータ７８の回転軸を中心に回転可能になるとともに、第１ベース部材７４に対して上下移動（昇降）可能になる。また、４つの保持部材７７は、ウェハＷの両端近傍に位置するような間隔で配置され、ウェハＷの端部を保持しない時には、図４（ａ）の拡大図の右側に示すように、切り欠き７７ｂがウェハＷの端部と対向する非保持位置に回転変位する。一方、ウェハＷの端部を保持する時には、図４（ａ）の拡大図の左側に示すように、４つの保持部材７７は、係合溝７７ａがウェハＷの端部と係合する保持位置に回転変位する。このように、保持部材７７を回転させることで、ウェハＷの端部を保持、またはウェハＷの端部の保持を解除することができる。

　ウェハＷの表面には、例えば図６に示すような繰り返しパターン（ホールパターン）が形成されている。このパターンＡは、シリコン（Ｓｉ）からなるベアウェハに規則的な配置で穴（ビア又はホール）が形成された構造となっている。ここで、図６（ａ）はウェハＷを上から見たときの一部を拡大したものであり、図６（ｂ）はウェハＷの断面図を拡大したものである。一例として、穴の直径は２μｍ、穴のピッチは４μｍ、穴の深さは２０μｍである。なお、ウェハＷの厚さは７２５μｍであり、図６ではウェハＷの厚さを省略して記載している。また、図６では、シリコンの部分を斜線（ハッチング）で、穴の部分を白色で示している。なお、上述のウェハＷの厚さ、穴のピッチ、深さ、直径等の各寸法はあくまでも例示であり、本発明を限定するものではない。

　パターンＡを構成する穴が正常に形成されなかった場合の例を図７に示す。ここで、図７（ａ）は穴の途中が膨らんでしまった場合を示し、図７（ｂ）は穴の深いところが先細りになってしまった場合を示している。このような形状になってしまうと、その後の形成プロセスおよび出来上がったＴＳＶの機能に支障をきたすので、検査により発見しなければならない。本実施形態において、ウェハＷにおける検査・観察対象となる領域を観察領域と称することにする。第１実施形態の観察領域Ｔ１は、図１に示すように、ウェハＷにおいてＥＢＲ（Edge Bead Removal）処理が行われる部分より内側の領域とする。なお、ＥＢＲ処理とは、ウェハＷの端部においてレジストの剥がれ等により発生したレジスト残滓を取り除く処理である。

　なお、観察領域は、上記に限らず、ウェハＷにおいてウェハＷ端部の傾斜部（ベベル）より内側の領域とすることができる。また、観察領域は、ウェハＷにおいてパターンＡが形成されている領域とすることができる。なお、ストリートに観察対象が無い場合には、当該ストリートは観察領域に含まないように、観察領域を設定することもできる。

　次に、第１実施形態に係るウェハホルダ１０について、図１を参照しながら説明する。第１実施形態のウェハホルダ１０は、セラミック等を用いてウェハＷの形状に合わせた略円盤形に形成される。ウェハホルダ１０の上端部（先端部）には、ウェハＷを支持する際にウェハＷと接触する凸状の複数の支持部１１と、当該複数の支持部１１の間に形成されてウェハＷから離れる複数の溝部１２とが形成されている。

　各支持部１１は、ウェハＷの一端から他端までを連続的に支持する略直方体形に形成され、ウェハＷに対する照明光の入射面に沿って延在するように配置される。なお、照明光の入射面とは、照明光の入射光線と入射法線（ウェハＷ表面の法線もしくは支持部１１のウェハＷを支持する面の法線）によって決まる平面である。また、複数の支持部１１は互いに略平行となるように形成され、各支持部１１の間に複数の溝部１２が互いに略平行となるように形成される。そのため、各支持部１１に形成された、ウェハＷの裏面側に当接する平面である支持面１１ａ、当該支持面１１ａに対して略垂直な側面１１ｂ、支持面１１ａと側面１１ｂとの交線である稜線１１ｃ等は、照明光の入射面に沿って延在するようになっている。

　複数の溝部１２は、上述したように、各支持部１１の間に互いに略平行となるように形成される。ウェハホルダ１０にウェハＷが支持された状態で、各溝部１２において、溝部１２の両側に位置する支持部１１とウェハＷとに囲まれた減圧空間Ｓ１が形成され、各溝部１２にそれぞれ形成される減圧空間Ｓ１から気体を吸引し該減圧空間Ｓ１内の気圧を減圧することで、ウェハＷがウェハホルダ１０上に吸着保持される。なお、ウェハホルダ１０におけるウェハＷの一端および他端を支持する部分にそれぞれ、隣り合う支持部１１の端部同士を連結する複数の連結部１３が形成され、この連結部１３により溝部１２の両端が塞がれて、上述の減圧空間Ｓ１に外部から気体が流入しないようになっている。

　また、各溝部１２の底面には、各減圧空間Ｓ１から気体を吸引するための吸引穴１４が形成される。吸引穴１４は、溝部１２の底面における連結部１３の近傍、すなわち、ウェハホルダ１０のうち観察領域Ｔ１以外の領域（観察領域Ｔ１の外側の領域）を支持する部分に配置され、溝部１２の底面から下方へ延びるように形成される。各吸引穴１４の下端部は、ウェハホルダ１０の内部に形成された内部通路１５にそれぞれ繋がっており、この内部通路１５は、ウェハホルダ１０の下側に取り付けられた真空用配管１９を介して不図示の真空源（例えば生産ラインの共用減圧ライン）に繋がっている。

　また、支持部１１や溝部１２等が形成されるウェハホルダ１０の上端部（先端部）表面には、赤外線を吸収可能な黒色のメッキが施されている。なお、黒色メッキに限らず、必要に応じて適当な赤外線吸収材の層をウェハホルダ１０の上端部表面に形成してもよい。例えば、赤外線吸収材として、カーボンブラックや、ジイモニウム塩、アミニウム塩等をウェハホルダ１０の表面に付着させてもよい。また、黒色ＳｉＣ（炭化ケイ素）を用いてウェハホルダ１０を形成するようにしてもよい。

　ウェハホルダ１０の側部には、第３搬送装置７１によってウェハＷがウェハホルダ１０上に搬送されるときに、ウェハ保持装置７３の保持部材７７と当接しないように左右一対の逃げ部１６（図４（ａ）も参照）が形成されている。２つの逃げ部１６は、略円盤形に形成されたウェハホルダ１０の切り欠きを形成する端部であり、各逃げ部１６を形成する（ウェハホルダ１０の）側面および稜線が照明光の入射面に沿って延在するように、ウェハホルダ１０が配置される。

　以上のように構成される検査装置１を用いたウェハＷの検査方法について、図５に示すフローチャートを参照しながら説明する。なお、以下に説明する一連の動作は不図示の記憶部に記憶されたシーケンスに基づいて制御部４０が指令を出すことにより実行される。まず、第１搬送装置５１は、ウェハキャリアＣに収納されたウェハＷの裏面をチャックして、ウェハキャリアＣからウェハＷを取り出す（ステップＳ１０１）。次に、第１搬送装置５１は、ウェハキャリアＣから取り出したウェハＷを第２搬送装置６１に搬送して受け渡す（ステップＳ１０２）。このとき、第１搬送装置５１（ロボットアーム５２）によるウェハＷの裏面のチャックを解除すると同時に、第２搬送装置６１（搬送ステージ６２）によるウェハＷの裏面のチャックを行う。

　次に、第２搬送装置６１は、搬送ステージ６２およびアライメント部６３によりウェハＷのアライメントを行う（ステップＳ１０３）。このとき、ウェハＷの表面に形成されているパターンＡの位置情報を取得し、ウェハＷをウェハホルダ１０上の所定の位置に所定の方向で載置できるように、アライメント（ノッチ、オリエンテーションフラット、アライメントマーク等に基づき、ウェハの座標系を検出し、記憶する）を行う。

　次に、第２搬送装置６１は、アライメントが終了したウェハＷを所定の第１受け渡し位置へ搬送して第３搬送装置７１に受け渡す（ステップＳ１０４）。このとき、第１受け渡し位置において、第２搬送装置６１（搬送ステージ６２）によるウェハＷの裏面のチャックを解除すると同時に、第３搬送装置７１（ウェハ保持装置７３）によるウェハＷの端部の保持を行う（ステップＳ１０５）。なお、ウェハ保持装置７３によるウェハＷの端部の保持を行うには、昇降機構７６等により４つの保持部材７７の係合溝７７ａの高さをウェハＷの端部の高さに合わせた状態で、各保持部材７７をそれぞれ前述の非保持位置から保持位置に回転変位させる。

　次に、第３搬送装置７１は、ウェハＷを第１受け渡し位置からウェハホルダ１０上に搬送する（ステップＳ１０６）。このとき、チルト機構９により略水平に保持されたウェハホルダ１０上において、第３搬送装置７１（ウェハ保持装置７３）によるウェハＷの端部の保持を解除すると同時に、ウェハホルダ１０によるウェハＷの裏面のチャックを行う（ステップＳ１０７）。

　なお、ウェハ保持装置７３によるウェハＷの端部の保持を解除するには、各保持部材７７をそれぞれ前述の保持位置から非保持位置に回転変位させる。一方、ウェハホルダ１０によるウェハＷの裏面のチャックを行うには、不図示の真空源を利用して、ウェハホルダ１０上にウェハＷの裏面が接触した状態でウェハホルダ１０の各溝部１２にそれぞれ形成された減圧空間Ｓ１から吸引穴１４を介して気体を吸引する。これにより、減圧空間Ｓ１内が減圧されて、ウェハホルダ１０上にウェハＷが吸着保持される。

　このようにして、検査対象となるウェハＷを表面が上方を向くようにウェハホルダ１０上に搬送すると、第３搬送装置７１は、ウェハホルダ１０上から検査の支障にならない所定の退避位置へ退避する（ステップＳ１０８）。第３搬送装置７１がウェハホルダ１０上から退避すると、ウェハＷの検査を行う（ステップＳ１０９）。

　ウェハＷの検査が終了すると、第３搬送装置７１が所定の退避位置からウェハホルダ１０上に移動する（ステップＳ１１０）。このとき、ウェハホルダ１０上において、ウェハホルダ１０によるウェハＷの裏面のチャックを解除すると同時に、第３搬送装置７１（ウェハ保持装置７３）によるウェハＷの端部の保持を行う（ステップＳ１１１）。

　なお、ウェハホルダ１０によるウェハＷの裏面のチャックを解除するには、チルト機構９によりウェハホルダ１０を略水平に戻した状態で、不図示の気体供給装置および切替バルブ等を利用して、ウェハホルダ１０に形成された前述の減圧空間Ｓ１に吸引穴１４から気体を供給する。これにより、減圧されていた減圧空間Ｓ１内の気圧が大気圧の状態に戻り、ウェハホルダ１０によるウェハＷの吸着が解除される。一方、ウェハ保持装置７３によるウェハＷの端部の保持を行うには、昇降機構７６等により４つの保持部材７７の係合溝７７ａの高さをウェハＷの端部の高さに合わせた状態で、各保持部材７７をそれぞれ前述の非保持位置から保持位置に回転変位させる。

　次に、第３搬送装置７１は、検査が終了したウェハＷをウェハホルダ１０上から所定の第２受け渡し位置へ搬送して第１搬送装置５１に受け渡す（ステップＳ１１２）。このとき、第２受け渡し位置において、第３搬送装置７１（ウェハ保持装置７３）によるウェハＷの端部の保持を解除すると同時に、第１搬送装置５１（ロボットアーム５２）によるウェハＷの裏面のチャックを行う（ステップＳ１１３）。

　そして、第１搬送装置５１は、検査済みのウェハＷを第１受け渡し位置からウェハキャリアＣ内に搬送して収納する（ステップＳ１１４）。このとき、ウェハキャリアＣ内において、第１搬送装置５１（ロボットアーム５２）によるウェハＷの裏面のチャックを解除し、第１搬送装置５１がウェハキャリアＣ内から退避することで、検査対象となるウェハＷの１枚分の検査が終了する。なお、ウェハキャリアＣ内に検査対象となるウェハＷが複数収納されている場合、全てのウェハＷの検査が終了するまで、上述したステップＳ１０１からステップＳ１１４までの処理を繰り返す。

　ここで、ステップＳ１０９におけるウェハＷの検査について説明する。ウェハＷの検査を行うには、まず、ウェハホルダ１０に吸着保持されたウェハＷの表面に、ウェハＷに対し透過性を有する照明光（例えば、波長９００ｎｍ～１１００ｎｍの光線）を照射する。このとき、所定の波長（可視光もしくは近赤外線の波長域）を有する照明光が照明ユニット２１から照明側凹面鏡２５へ射出され、照明側凹面鏡２５で反射した照明光が平行光となってウェハホルダ１０に保持されたウェハＷの表面全体に照射される。

　またこのとき、照明ユニット２１から射出される照明光の波長と、ウェハホルダ１０に保持されたウェハＷの回転角度および傾き角度を調整すること（以下、回折条件を合わせると称する）により、規則的に形成された所定ピッチの繰り返しパターンＡからの回折光を撮像部３５で受光しウェハＷの像を形成することができる。具体的には、第２搬送装置６１の搬送ステージ６２およびアライメント部６３により、ウェハＷの表面上における照明方向（照明系２０から受光系３０へ向かう方向）とパターンＡの繰り返し方向とが一致するようにウェハＷを回転させておくとともに、チルト機構９により、パターンＡのピッチをＰとし、ウェハＷの表面に照射する照明光の波長をλとし、照明光の入射角をθ１とし、ｎ次回折光の射出角をθ２としたとき、ホイヘンスの原理より、次の数式１を満足するように設定を行う（ウェハホルダ１０をチルトさせる）。

　次に、照明光が照射されたウェハＷからの回折光を検出する。ウェハＷの繰り返しパターンＡで発生した回折光は、受光側凹面鏡３１により集光されて撮像部３５の撮像面上に達し、ウェハＷの像（回折光による像）が結像される。このとき、撮像部３５のイメージセンサは、撮像面上に形成されたウェハＷの像を光電変換して画像信号を生成し、生成した画像信号を、制御部４０を介して画像処理部４１に出力する。

　そして、検出した回折光の情報（例えば、回折光の強度）を利用してウェハＷの検査を行う。このとき、画像処理部４１は、撮像部３５から入力された画像信号に基づいて、ウェハＷの画像（デジタル画像）を生成する。また、画像処理部４１は、ウェハＷの画像（デジタル画像）を生成すると、生成したウェハＷの画像データとデータベース（図示せず）に記憶された良品ウェハの画像データとを比較して、ウェハＷにおける異常（欠陥）の有無を検査する。なお、ウェハＷの検査は、チップ領域ごとに行われ、検査対象となるウェハＷの信号強度（輝度値）と良品ウェハの信号強度（輝度値）との差が所定の閾値よりも大きい場合に、異常と判定する。一方、信号強度（輝度値）の差が閾値よりも小さければ、正常と判定する。そして、画像処理部４１による検査結果およびそのときのウェハＷの画像が表示部４２で出力表示される。

　本実施形態の検査装置１を用いてウェハＷ全面からの回折光に基づく画像を取得すると、取得した画像は回折光の強度に応じた明るさを有する画像（以下、回折画像と称する）となる。回折光の強度は回折効率の分布に応じて変化し、規則的に形成されたパターンＡが均一にできていれば、回折効率の局所的な変化は生じない。これに対し、一部領域のパターンＡの形状が変化していると、その領域の回折効率が変化し、結果として対応する領域の回折画像の明るさが変化するので、対応する領域におけるパターンの変化を検出することができる。なお、パターンの変化とは、パターンＡの線幅（穴径）や断面形状の変化である。

　撮像部３５により撮像取得した回折画像の１画素に相当するウェハＷ上の距離（ピクセルサイズ）は、例えば３００μｍであって、一般に、パターンＡの寸法や繰り返しピッチよりもはるかに大きいが、回折画像における各画素の明るさは、ウェハＷ上の該当する領域のパターンからの回折光の平均的な強度に対応したものとなる。パターンを形成するための露光装置等の不具合により、ウェハＷのパターンＡが正常に形成されない場合、ある面積を持った領域のパターン全体が同じように変形すると考えられるので、ピクセルサイズがパターンＡの寸法や繰り返しピッチより大きくても、該当する領域の異常（不良）を検出することが可能である。

　例えば、制御部４０からの指令により照明ユニット２１から波長５４６ｎｍ（ｅ線）の光（照明光）が射出されるように設定し、回折条件を合わせると、撮像部３５により回折画像を取得することができる。この回折画像から、上述したように、パターンＡの異常（不良）を検出することができる。ただし、波長５４６ｎｍの光はシリコンを透過しないので、検出できる異常はウェハＷ表面付近の異常のみである。すなわち、検出できる異常は、ウェハＷ表面付近の穴径の異常や、ウェハＷ表面付近の穴の断面形状の異常などである。

　制御部４０からの指令により照明ユニット２１から波長７００ｎｍ以上の赤外線を含む光、例えば、波長１１００ｎｍの光（照明光）が射出されるように設定し、回折条件を合わせると、同様に回折画像を取得することができる。ここで、波長１１００ｎｍの光は本実施形態で用いられているシリコン基板（厚さ７２５μｍ）を透過するので、穴の奥深い部分の異常（不良）であっても、検出することができる。波長１１００ｎｍの光はシリコンを透過するが、ウェハＷのシリコンの部分と穴の部分の境界部（面）で、回折光（回折現象）が生じるためである。

　ところが、従来のウェハホルダ（材質はセラミックまたはアルミ合金）に支持されたウェハＷに赤外線を照射して、ＴＳＶの形成されたウェハＷを検査すると、照射した赤外線の一部がウェハＷの反対側まで透過する。そのため、検査対象であるウェハからの回折光の他に、ウェハホルダにおける支持部（吸着溝）のエッジ部等からの反射散乱光が受光されて、ウェハＷの画像におけるノイズとなり、検査の支障になる場合がある。

　これに対し、本実施形態のウェハホルダ１０では、凸状の支持部１１がウェハＷの一端を支持する部分から他端を支持する部分まで連続して延在し、ウェハホルダ１０のうち前述の観察領域Ｔ１を支持する部分において、ウェハＷに対する照明光の入射面と直交する線または面を有さないようになっている。言い換えると、ウェハホルダ１０のうち前述の観察領域Ｔ１を支持する部分において、凸状の支持部１１（及び溝部１２）は、照明光の入射面と鋭角又は鈍角で交差するように形成されている。例えば、平面視で観察領域Ｔ１と重なる領域において、支持部１１の側面１１ｂ及び稜線１１ｃは、照明光の入射面と直交しないように形成されている。なお、凸状の支持部１１（及び溝部１２）と照明光の入射面とがなす角は、４５度以下（０度を含む）であることが望ましい。なお、照明光の入射面と直交する面とは、当該面が平面の場合は垂線が入射面と平行な面のことであり、当該面が曲面の場合は法線が入射面と平行な面のことである。これにより、凸状の支持部１１のエッジ部（稜線１１ｃの部分）において赤外線の散乱反射光が生じたとしても、このエッジ部に対する垂線が照明光の入射面と平行に（すなわち、受光系３０に向けて）延びないため、このエッジ部で生じた散乱反射光の殆どがパターンＡで生じた回折光の進行方向（すなわち、受光系３０の受光方向）と異なる方向に進むこととなる。そのため、凸状の支持部１１のエッジ部で生じた散乱反射光が受光系３０に到達し難くなることから、ウェハＷの観察領域Ｔ１において、ウェハホルダ１０で生じた反射散乱光が検出されるのを防止することができる。また、ウェハホルダ１０で生じた反射散乱光が検出されるのを防止できるので、ノイズの少ないウェハＷの画像に基づいて、ウェハＷにおける異常（欠陥）の有無を検査することが可能となり、検査精度を向上させることができる。

　また、ウェハホルダ１０に形成された逃げ部１６においても、照明光の入射面と直交する線又は面を有さない配置となっている。この場合においても同様に、逃げ部１６のエッジ部において赤外線の散乱反射光が生じたとしても、このエッジ部に対する垂線が照明光の入射面と平行に（すなわち、受光系３０に向けて）延びないため、逃げ部１６のエッジ部で生じた散乱反射光の殆どがパターンＡで生じた回折光の進行方向（すなわち、受光系３０の受光方向）と異なる方向に進むことになる。そのため、逃げ部１６のエッジ部で生じた散乱反射光が受光系３０に到達し難くなることから、ウェハＷの観察領域Ｔ１において、ウェハホルダ１０で生じた反射散乱光が検出されるのをより確実に防止することができ、検査精度をより向上させることができる。

　また、支持部１１は、略直方体形に形成されて、照明光の入射面に沿って延在している。そのため、支持部１１の側面１１ｂや稜線１１ｃが照明光の入射面と平行で直交しない。これにより、ウェハホルダ１０で生じた反射散乱光が検出されるのをより確実に防止することができ、検査精度をより向上させることができる。

　また、照明光の入射面と垂直な軸周りにウェハホルダ１０をチルト（回動）させるチルト機構９を備えることで、ウェハＷに対する照明光の入射角度等を変えることができるため、ウェハホルダ１０で生じた反射散乱光を検出することなく、ウェハＷからの所望の回折光を検出することができ、検査精度をより向上させることができる。

　また、７００ｎｍ以上の波長の赤外線を含む照明光を用いるようにすれば、一般的なイメージセンサを用いてウェハＷからの光を検出（ウェハＷの像を撮像）することができ、簡便な構成で検査を行うことができる。なお、近赤外線に対しては、イメージセンサの感度が低下し信号雑音比（signal-noise ratio）が低下する場合があるので、必要に応じて冷却型イメージセンサを用いて信号雑音比を高めることができる。

　また、第１実施形態のウェハホルダ１０は、ウェハＷと支持部１１とで形成される減圧空間Ｓ１から気体を吸引し該減圧空間Ｓ１内を減圧することで、ウェハＷを吸着保持するように構成されており、ウェハホルダ１０のうち観察領域Ｔ１以外を支持する部分（溝部１２における連結部１３の近傍）に、気体を吸引する吸引穴１４が設けられている。このように、吸引穴１４を観察領域Ｔ１の外側に配置することで、観察領域Ｔ１において吸引穴１４の縁部等で生じた反射散乱光が検出されることなく、ウェハＷを吸着保持することができる。

　また、ウェハホルダ１０におけるウェハＷの一端および他端を支持する部分にそれぞれ、隣り合う支持部１１の端部同士を連結する複数の連結部１３が形成され、この連結部１３により溝部１２の両端が塞がれて、上述の減圧空間Ｓ１に外部から気体が流入しないようになっている。これにより、ウェハホルダ１０のうち観察領域Ｔ１を支持する部分の外側に連結部１３を配置することで、観察領域Ｔ１において連結部１３のエッジ部等で生じた反射散乱光が検出されることなく、ウェハＷをより確実に吸着保持することができる。

　なお、上述の第１実施形態において、ウェハホルダ１０の側部に形成された２つの逃げ部１６がそれぞれ照明光の入射面に沿って延在するように構成されているが、これに限られるものではない。例えば、図８に示すように、ウェハホルダ８０の側部に４つの逃げ部８６を等間隔（９０°間隔）に形成するようにしてもよい。図８に示す逃げ部８６は円弧形の切り欠きを有するため円弧の一部が照明光の入射面と直交する線又は面となる場合があるが、観察領域Ｔ１から外れているので支障はない。このようにすれば、ウェハ保持装置７３の４つの保持部材７７をウェハＷの端部に沿って等間隔（９０°間隔）に配置することができるので、ウェハ保持装置７３がウェハＷの端部を安定して保持することができる。なお、図８に示すウェハホルダ８０は、逃げ部８６を除いて図１に示すウェハホルダ１０と同様の構成であり、逃げ部８６以外の符号は省略している。また、各逃げ部８６は、保持部材７７の形状に合わせた曲面状に形成され、ウェハホルダ１０のうち観察領域Ｔ１を支持する部分の外側に位置している。

　また、上述の第１実施形態において、照明光の入射面に沿って延在する支持部１１が略直方体形に形成されて、支持部１１の側面１１ｂが支持面１１ａに対して略垂直な平面となっているが、これに限られるものではない。例えば、図９に示すように、支持部９１の両側の側面９１ｂ，９１ｂが支持面に対し略垂直な曲面形に形成されて、支持部９１の両端でそれぞれ略鋭角状に繋がるように構成されてもよい。このような構成であっても、ウェハホルダ９０のうちウェハＷにおける観察領域Ｔ１を支持する部分において、照明光の入射面と直交する線または面を有さないため、ウェハホルダ９０で生じた反射散乱光が検出されるのを防止することができ、検査精度を向上させることができる。なお、図９に示すウェハホルダ９０においては、支持部９１の端部同士を連結する連結部（図示せず）を設けて、ウェハホルダ９０のうち観察領域Ｔ１を支持する部分の外側で溝部９２の両端を塞ぐようにしてもよい。これにより、上述の第１実施形態で述べた減圧空間に外部から気体が流入しないため、ウェハＷをより確実に吸着保持することができる。また、ウェハホルダ９０のうち観察領域Ｔ１を支持する部分の外側で溝部９２にそれぞれ吸引穴（図示せず）を形成するようにしてもよい。

　また、図１０に示すように、支持部１０１がテーパ状に形成されて、支持部１０１の側面１０１ｂが支持面１０１ａに対して斜めに傾斜してもよい。このようにしても、上述の第１実施形態で述べた場合と同様の効果を得ることができる。なおこの場合、図１０の二点鎖線で示すように、吸引穴１０４を、溝部１０２の底面に限らず、支持部１０１の側面１０１ｂに形成するようにしてもよい。

　また、上述の第１実施形態において、ウェハＷと支持部１１とで形成される減圧空間Ｓ１から気体を吸引する吸引穴１４が設けられているが、これに限られるものではなく、多孔質の材料（例えば、多孔質金属や多孔質セラミックス等）でウェハホルダを形成し、不図示の真空源等を利用して、ウェハＷと支持部とで形成される減圧空間からウェハホルダに形成される微細な気孔を介して気体を吸引するようにしてもよい。このようにしても、減圧空間内が減圧されて、ウェハホルダ１０上にウェハＷを吸着保持することができる。

　また、上述の第１実施形態において、ウェハホルダ１０におけるウェハＷの一端および他端を支持する部分にそれぞれ、隣り合う支持部１１の端部同士を連結する複数の連結部１３が形成され、この連結部１３により溝部１２の両端が塞がれて、上述の減圧空間Ｓ１に外部から気体が流入しないようになっている。しかしながら、本発明はこのような構成に限られるものではない。例えば、隣り合う支持部１１の端部同士の間に、溝部１２の両端の一部を塞いで減圧空間Ｓ１に外部から気体が流入することを妨げる減圧補助部を設けるようにしてもよい。

　次に、検査装置の第２実施形態について図１１を参照しながら説明する。第２実施形態の検査装置は、ウェハホルダを除いて第１実施形態の検査装置１と同様の構成であり、各部に第１実施形態の場合と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。第２実施形態のウェハホルダ２００は、不図示の平面状の電極と、当該電極を挟持して対向配置された一対の絶縁部材である誘電体層２１０および支持体層２２０とを主体に構成され、誘電体層２１０上にウェハＷが載置された状態で、電極に所定の電圧を印加することにより、静電気力を利用してウェハＷを吸着保持するように構成される。

　誘電体層２１０および支持体層２２０は、セラミック等の絶縁材料を用いて、ウェハＷの形状に合わせた略円盤形に形成される。誘電体層２１０の上端部（先端部）には、ウェハＷを支持する際にウェハＷと接触する凸状の複数の支持部２１１と、当該複数の支持部２１１の間に形成されてウェハＷから離れる複数の溝部２１２とが形成されている。

　支持部２１１は、ウェハＷの一端から他端までを連続的に支持する略直方体形に形成され、ウェハＷに対する照明光の入射面に沿って延在するように配置される。また、複数の支持部２１１は互いに略平行となるように形成され、各支持部２１１の間に複数の溝部２１２が互いに略平行となるように形成される。そのため、各支持部２１１に形成された、ウェハＷの裏面側に当接する平面である支持面２１１ａ、当該支持面２１１ａに対して略垂直な側面２１１ｂ、支持面２１１ａと側面２１１ｂとの交線である稜線２１１ｃ等は、照明光の入射面に沿って延在するようになっている。

　また、支持部２１１や溝部２１２等が形成される誘電体層２１０の上端部（先端部）表面には、赤外線を吸収可能な黒色のメッキが施されている。なお、誘電体層２１０の上端部表面には、黒色メッキに限らず、適当な赤外線吸収材の層を形成することができる。例えば、赤外線吸収剤として、カーボンブラックや、ジイモニウム塩、アミニウム塩等を誘電体層２１０の表面に付着させてもよい。また、黒色ＳｉＣ（炭化ケイ素）を用いて誘電体層２１０を形成するようにしてもよい。

　誘電体層２１０（および支持体層２２０）の側部には、第３搬送装置７１によってウェハＷがウェハホルダ２００（誘電体層２１０）上に搬送されるときに、ウェハ保持装置７３の保持部材７７と当接しないように左右一対の逃げ部２１６が形成されている。２つの逃げ部２１６，２１６は、略円盤形に形成された誘電体層２１０（および支持体層２２０）の切り欠きを形成する端部であり、各逃げ部２１６を形成する（誘電体層２１０および支持体層２２０の）側面および稜線が照明光の入射面に沿って延在するように、ウェハホルダ２００が配置される。

　以上のように構成される第２実施形態のウェハホルダ２００において、ウェハＷの裏面のチャックを行うには、誘電体層２１０（支持部２１１）上にウェハＷの裏面が接触した状態で、不図示の電極に所定の電圧を印加する。これにより、静電気力を利用して、ウェハホルダ２００上にウェハＷが吸着保持される。一方、ウェハホルダ２００によるウェハＷの裏面のチャックを解除するには、チルト機構９によりウェハホルダ２００を略水平に戻した状態で、電極への通電を停止すればよい。

　第２実施形態のウェハホルダ２００では、凸状の支持部２１１がウェハＷの一端を支持する部分から他端を支持する部分まで連続して延在し、ウェハホルダ２００のうちウェハＷにおける観察領域Ｔ１を支持する部分において、ウェハＷに対する照明光の入射面と直交する線または面を有さないようになっている。言い換えると、ウェハホルダ２００のうち前述の観察領域Ｔ１を支持する部分において、凸状の支持部２１１（及び溝部２１２）は、照明光の入射面と鋭角又は鈍角でのみ交差するように形成されている。例えば、支持部２１１の側面２１１ｂ及び稜線２１１ｃが照明光の入射面と直交しないように形成されている。そのため、第１実施形態の場合と同様に、ウェハホルダ２００で生じた反射散乱光が検出されるのを防止することができ、検査精度を向上させることができる。

　また、第２実施形態によれば、第１実施形態の場合と同様に、ウェハホルダ２００に逃げ部２１６が形成されるため、ウェハホルダ２００で生じた反射散乱光が検出されるのをより確実に防止することができ、検査精度をより向上させることができる。また、支持部２１１は、略直方体形に形成されて、照明光の入射面に沿って延在していることで、第１実施形態の場合と同様に、ウェハホルダ２００で生じた反射散乱光が検出されるのをより確実に防止することができ、検査精度をより向上させることができる。

　なお、上述の第２実施形態において、支持部２１１がウェハＷの一端から他端までを連続的に支持する略直方体形に形成されているが、これに限られるものではない。例えば、図１２に示すように、支持部２６１を菱形の突起状に形成してもよい。なお、図１２に示すウェハホルダ２５０の誘電体層２６０には、ウェハＷを支持する際にウェハＷと接触する複数の支持部２６１と、ウェハＷから離れる離間部２６２とが形成される。各支持部２６１は、ウェハＷを部分的に支持する菱形の突起状に形成され、菱形の支持面２６１ａにおける長い方の対角線がウェハＷに対する照明光の入射面に沿って延在するように配置される。また、複数の支持部２１１，２１１…は、照明光の入射面と平行な複数の列に並んで配置される。そのため、各支持部２６１に形成された、菱形の支持面２６１ａに対して略垂直な側面２６１ｂや、支持面２６１ａと側面２６１ｂとの交線である稜線２６１ｃ等は、照明光の入射面に対して（垂直でなく）斜めに延びるようになっている。なお、稜線２６１ｃの交点をバリを防ぐために面取り加工などをすると照明光の入射面に直交する面または線ができる場合もあるので、稜線２６１ｃの交点は後述のストリートＷｓに配置することが望ましい。

　これにより、凸状の支持部２６１のエッジ部（稜線２１１ｃの部分）において赤外線の散乱反射光が生じたとしても、このエッジ部に対する垂線が照明光の入射面と平行に（すなわち、受光系３０に向けて）延びないため、このエッジ部で生じた散乱反射光の殆どがパターンＡで生じた回折光の進行方向（すなわち、受光系３０の受光方向）と異なる方向に進んで、受光系３０に到達し難くなる。このように、図１２に示すウェハホルダ２５０では、ウェハホルダ２５０のうちウェハＷにおける観察領域Ｔ１を支持する部分において、ウェハＷに対する照明光の入射面と直交する線または面を有さない（支持部２６１の側面２６１ｂや稜線２６１ｃが照明光の入射面と直交しない）ようになっている。そのため、上述の第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

　また、上述の第２実施形態においては、第１実施形態の場合と同様に、ウェハホルダの側部に４つの逃げ部を等間隔（９０°間隔）に形成するようにしてもよく、支持部をテーパ状に形成してもよい。

　次に、検査装置の第３実施形態について図１３を参照しながら説明する。第３実施形態の検査装置は、ウェハホルダを除いて第１実施形態の検査装置１と同様の構成であり、各部に第１実施形態の場合と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。第３実施形態のウェハホルダ３００は、セラミック等を用いてウェハＷの形状に合わせた略円盤形に形成される。ウェハホルダ３００の上端部（先端部）には、ウェハＷを支持する際にウェハＷと接触する凸状の複数の支持部３１１と、当該複数の支持部３１１の間に形成されてウェハＷから離れる複数の溝部３１２とが形成されている。

　支持部３１１は、第１実施形態の場合と同様に、ウェハＷの一端から他端までを連続的に支持する略直方体形に形成され、ウェハＷに対する照明光の入射面に沿って延在するように配置される。また同様に、観察領域Ｔ１を支持する部分の複数の支持部３１１は互いに略平行となるように形成され、各支持部３１１の間に複数の溝部３１２が互いに略平行となるように形成される。

　そして、ウェハホルダ３００にウェハＷが支持された状態で、各溝部３１２において、溝部３１２の両側に位置する支持部３１１とウェハＷとに囲まれた減圧空間Ｓ２が形成され、各溝部３１２にそれぞれ形成される減圧空間Ｓ２から気体を吸引し該減圧空間Ｓ２内を減圧することで、ウェハＷがウェハホルダ３００上に吸着保持される。また、ウェハホルダ３００におけるウェハＷの一端および他端を支持する部分にそれぞれ、隣り合う支持部３１１の端部同士を連結する複数の連結部３１３が形成され、この連結部３１３により溝部３１２の両端が塞がれて、上述の減圧空間Ｓ２に外部から気体が流入しないようになっている。

　第３実施形態のウェハホルダ３００の中央部には、受け渡しステージ３５０のチャック部３６０が通過可能な菱形の通過穴３１６が形成される。そのため、ウェハホルダ３００の中央部を通る支持部３１１および溝部３１２には、菱形の通過穴３１６によって途切れる部分が存在する。そこで、通過穴３１６と接する部分にそれぞれ、隣り合う支持部３１１同士を連結する複数の穴側連結部３１７が形成され、この穴側連結部３１７により溝部３１２の通過穴３１６によって途切れる部分が塞がれて、上述の減圧空間Ｓ２に外部から気体が流入しないようになっている。なお、穴側連結部３１７は、通過穴３１６の周部に沿って延びる壁状に形成される。

　また、各溝部３１２の底面には、各減圧空間Ｓ２から気体を吸引するための吸引穴３１４が形成される。吸引穴３１４は、溝部３１２の底面における連結部３１３の近傍、すなわち、ウェハホルダ３００のうち観察領域Ｔ１以外の領域（観察領域Ｔ１の外側の領域）を支持する部分に配置され、溝部３１２の底面から下方へ延びるように形成される。各吸引穴３１４の下端部は、ウェハホルダ３００の内部に形成された内部通路３１５にそれぞれ繋がっており、この内部通路３１５は、ウェハホルダ１０の下側に取り付けられた真空用配管（図示せず）を介して不図示の真空源に繋がっている。

　なお、ウェハＷにおける図１３での左右端の領域を支持する外側支持部３１１´は、ウェハＷの外周部の形状に沿った円弧状に形成され、隣側に位置する支持部３１１の両端に繋がって、内周側に半円形の外側溝部３１２´を形成する。この外側溝部３１２´においても、外側溝部３１２´の両側に位置する支持部３１１及び支持部３１１´とウェハＷとに囲まれた減圧空間Ｓ２が形成されるとともに、外側溝部３１２´の底面に当該減圧空間Ｓ２から気体を吸引するための外側吸引穴３１４´が形成される。

　また、支持部３１１や溝部３１２等が形成されるウェハホルダ３００の上端部（先端部）表面には、赤外線を吸収可能な黒色のメッキが施されている。なお、黒色メッキに限らず、適当な赤外線吸収材の層を形成することができる。例えば、ウェハホルダ３００の上端部表面には、赤外線吸収材として、カーボンブラックや、ジイモニウム塩、アミニウム塩等をウェハホルダ３００の表面に付着させてもよい。また、黒色ＳｉＣ（炭化ケイ素）を用いてウェハホルダ３００を形成するようにしてもよい。

　ウェハホルダ３００の下方には、第３搬送装置７１により搬送されてきたウェハＷを受け取ってウェハホルダ３００に渡す受け渡しステージ３５０が設けられている。受け渡しステージ３５０は、ウェハＷを吸着保持するチャック部３６０と、チャック部３６０を上下移動（昇降）させる昇降部３７０とを備えて構成される。チャック部３６０は、ウェハホルダ３００の通過穴３１６より若干小さい菱形に形成され、ウェハホルダ３００と同様に、支持部や、溝部、連結部等を有してウェハＷを吸着可能に構成される。

　チャック部３６０の下端部には、上下に伸びる支持シャフト３６５の上端部が連結され、支持シャフト３６５の下端部には、ボールねじ部３７２のナットに取り付けられた板状の昇降ベース３６６が連結される。これにより、チャック部３６０が支持シャフト３６５および昇降ベース３６６を介して昇降部３７０と連結される。昇降部３７０は、モータ３７１と、モータ３７１の回転力を受けて昇降ベース３６６を上下に移動させるボールねじ部３７２とを有し、昇降ベース３６６および支持シャフト３６５とともにチャック部３６０を上下移動（昇降）可能に構成される。

　以上のように構成される第３実施形態のウェハホルダ３００において、第３搬送装置７１により搬送されたウェハＷを受け取るには、まず、受け渡しステージ３５０のチャック部３６０をウェハホルダ３００の通過穴３１６へ挿通させて、ウェハホルダ３００の上方に離れて設定された第１受け渡し位置まで上昇させておき、第１受け渡し位置において、第３搬送装置７１（ウェハ保持装置７３）によるウェハＷの端部の保持を解除すると同時に、チャック部３６０によるウェハＷの裏面のチャックを行う。次に、チャック部３６０に保持されたウェハＷを当該チャック部３６０とともにウェハホルダ３００上まで下降させ、チャック部３６０によるウェハＷの裏面のチャックを解除すると同時に、ウェハホルダ３００によるウェハＷの裏面のチャックを行う。そして、チャック部３６０をウェハホルダ３００の下方まで下降させることで、ウェハホルダ３００上にウェハＷが保持されるとともに、チルト機構９によりウェハホルダ３００をチルトさせることが可能になる。

　一方、ウェハホルダ３００から第３搬送装置７１にウェハＷを受け渡すには、まず、受け渡しステージ３５０のチャック部３６０をウェハホルダ３００と同じ高さまで上昇させて、ウェハホルダ３００によるウェハＷの裏面のチャックを解除すると同時に、チャック部３６０によるウェハＷの裏面のチャックを行う。そして、チャック部３６０に保持されたウェハＷを当該チャック部３６０とともに第１受け渡し位置まで上昇させ、チャック部３６０によるウェハＷの裏面のチャックを解除すると同時に、第３搬送装置７１（ウェハ保持装置７３）によるウェハＷの端部の保持を行う。なお、ウェハホルダ３００およびチャック部３６０によるウェハＷの裏面のチャックと、ウェハＷの裏面のチャックの解除は、第１実施形態の場合と同様に行われる。

　第３実施形態のウェハホルダ３００は、第１実施形態のウェハホルダ１０と比較して、支持部３１１や溝部３１２の形状等は同様であるが、中央部に菱形の通過穴３１６が形成される点で異なる。この通過穴３１６は、菱形の対角線がウェハＷに対する照明光の入射面に沿って延在するように配置されており、通過穴３１６の側面や、通過穴３１６の縁部に沿った稜線等は、照明光の入射面に対して（垂直でなく）斜めに延びるようになっている。これにより、通過穴３１６や穴側連結部３１７のエッジ部（稜線の部分）において赤外線の散乱反射光が生じたとしても、このエッジ部に対する垂線が照明光の入射面と平行に（すなわち、受光系３０に向けて）延びないため、このエッジ部で生じた散乱反射光の殆どがパターンＡで生じた回折光の進行方向（すなわち、受光系３０の受光方向）と異なる方向に進んで、受光系３０に到達し難くなる。このように、第３実施形態のウェハホルダ３００では、ウェハホルダ３００のうちウェハＷにおける観察領域Ｔ１を支持する部分において、ウェハＷに対する照明光の入射面と直交する線または面を有さないようになっている。そのため、第１実施形態の場合と同様に、ウェハホルダ３００で生じた反射散乱光が検出されるのを防止することができ、検査精度を向上させることができる。なお、通過穴３１６（及びチャック部３６０）は必ずしも菱形でなくてもよく、観察領域Ｔ１において、ウェハＷに対する照明光の入射面に対して直交する線又は面を形成しないように配置される限りにおいて、任意の形状にしうる。例えば、通過穴３１６（及びチャック部３６０）が、高さの互いに異なる２つの二等辺三角形の底辺を重ね合わせた四角形状であってもよく、あるいは、八角形状に形成されてもよい。また、通過穴３１６（及びチャック部３６０）は必ずしも菱形の対角線がウェハＷに対する照明光の入射面に沿って延在するように配置されていなくてもよく、観察領域Ｔ１において、ウェハＷに対する照明光の入射面に対して直交する線又は面を形成しないように配置される限りにおいて、任意の角度で配置しうる。例えば、図１３（ａ）に示す配置から、数度（例えば５度～１０度）傾いて配置されていてもよい。

　なお、上述の第３実施形態において、支持部３１１とウェハＷとに囲まれた減圧空間Ｓ２から気体を吸引し該減圧空間Ｓ２内を減圧することで、ウェハホルダ３００上にウェハＷが吸着保持されるように構成されている。しかしながら、本発明はこれに限られるものでなく、第２実施形態で述べたように、静電気力を利用してウェハホルダ上にウェハＷが吸着保持されるように構成されてもよい。また、受け渡しステージ３５０のチャック部３６０についても同様に、静電気力を利用してウェハＷを吸着保持する構成であってもよい。

　また、上述の第３実施形態においては、第１実施形態の場合と同様に、支持部をテーパ状に形成してもよく、多孔質の材料でウェハホルダを形成するようにしてもよい。また、連結部の代わりに、減圧空間Ｓ２に外部から気体が流入することを妨げる減圧補助部を設けるようにしてもよい。

　次に、検査装置の第４実施形態について図１４および図１５を参照しながら説明する。第４実施形態の検査装置は、ウェハホルダを除いて第１実施形態の検査装置１と同様の構成であり、各部に第１実施形態の場合と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。また、第４実施形態では、ウェハＷにおいてチップＷｃ（パターンＡ）が形成されている領域を観察領域Ｔ２とし、各チップＷｃ間に形成されるストリートＷｓは観察領域Ｔ２に含まれないものとする。第４実施形態のウェハホルダ４００は、セラミック等を用いてウェハＷの形状に合わせた略円盤形に形成される。ウェハホルダ４００の上端部（先端部）には、ウェハＷを支持する際にウェハＷと接触する凸状の支持部４１１と、ウェハＷから離れる離間部４１２とが形成されている。

　支持部４１１は、図１４に示すように、縦横に延在する井桁状に形成され、ウェハＷにおけるストリートＷｓの裏面側に接触するようになっている。また、支持部４１１の幅はストリートＷｓの幅よりも小さくなっている。なお一般的に、同一の品種であればウェハＷごとにチップＷｃの大きさが変わることがないため、井桁状に形成される支持部４１１の幅や間隔を一義的に定めることができる。離間部４１２は、井桁状に形成された支持部４１１により仕切られて複数形成される。

　そして、図１５に示すように、ウェハホルダ４００にウェハＷが支持された状態で、各離間部４１２において、支持部４１１とウェハＷとに囲まれた減圧空間Ｓ３が形成され、各離間部４１２にそれぞれ形成される減圧空間Ｓ３から気体を吸引し該減圧空間Ｓ３内を減圧することで、ウェハＷがウェハホルダ４００上に吸着保持される。また、図１４に示すように、ウェハホルダ４００における（チップＷｃが形成されない）ウェハＷの外周部を支持する部分に、隣り合う支持部４１１の端部同士を連結する円環状の連結部４１３が形成され、この連結部４１３によりウェハホルダ４００の外周部に位置する離間部４１２にも上述の減圧空間Ｓ３が形成されるようになっている。

　また、図１５に示すように、各離間部４１２の底面には、各減圧空間Ｓ３から気体を吸引するための吸引穴４１４が形成される。吸引穴４１４は、離間部４１２の底面から下方へ延びるように形成され、ウェハホルダ４００の内部通路および真空用配管（図示せず）を介して不図示の真空源に繋がっている。なお、吸引穴４１４は、対角線がウェハＷに対する照明光の入射面に沿って延在する菱形に形成されてもよい。

　また、支持部４１１や離間部４１２等が形成されるウェハホルダ４００の上端部（先端部）表面には、赤外線を吸収可能な黒色のメッキが施されている。なお、黒色メッキに限らず、必要に応じて適当な赤外線吸収材の層をウェハホルダ４００の上端部表面に形成してもよい。例えば、赤外線吸収材として、カーボンブラックや、ジイモニウム塩、アミニウム塩等をウェハホルダ４００の表面に付着させてもよい。また、黒色ＳｉＣ（炭化ケイ素）を用いてウェハホルダ４００を形成するようにしてもよい。

　以上のように構成される第４実施形態のウェハホルダ４００において、ウェハＷの裏面のチャックを行うには、不図示の真空源を利用して、ウェハホルダ４００上にウェハＷの裏面が接触した状態でウェハホルダ４００の各離間部４１２にそれぞれ形成された減圧空間Ｓ３から吸引穴４１４を介して気体を吸引する。これにより、減圧空間Ｓ３内の気圧が減圧されて、ウェハホルダ４００上にウェハＷが吸着保持される。一方、ウェハホルダ４００によるウェハＷの裏面のチャックを解除するには、チルト機構９によりウェハホルダ４００を略水平に戻した状態で、不図示の気体供給装置および切替バルブ等を利用して、ウェハホルダ４００に形成された前述の減圧空間Ｓ３に吸引穴４１４から気体を供給する。これにより、減圧されていた減圧空間Ｓ３内の気圧が大気圧の状態に戻り、ウェハホルダ４００によるウェハＷの吸着が解除される。

　第４実施形態のウェハホルダ４００では、凸状の支持部４１１が観察領域Ｔ２に含まれないストリートＷｓの裏面側に接触する井桁状に形成され、ウェハホルダ４００のうちウェハＷにおける観察領域Ｔ２を支持する部分において、ウェハＷに対する照明光の入射面と直交する線または面を有さないようになっている。これにより、支持部４１１のエッジ部等で生じた反射散乱光が撮像部３５に到達したとしても、観察領域Ｔ２に含まれないストリートＷｓの部分に写り込むだけで、チップＷｃが形成された観察領域Ｔ２に写り込むことはない。そのため、第１実施形態の場合と同様に、ウェハホルダ４００で生じた反射散乱光が検出されるのを防止することができ、検査精度を向上させることができる。また、支持部４１１を均一な配置とすることができるため、ウェハＷをたわみ等が生じることなく吸着保持することができる。

　なお、上述の第４実施形態において、支持部４１１とウェハＷとに囲まれた減圧空間Ｓ３から気体を吸引し該減圧空間Ｓ３内を減圧することで、ウェハホルダ４００上にウェハＷが吸着保持されるように構成されているが、これに限られるものでなく、第２実施形態で述べたように、静電気力を利用してウェハホルダ上にウェハＷが吸着保持されるように構成されてもよい。なお、ストリートＷｓが細い場合は支持部４１１も細くする必要があり、ストリートＷｓが所定幅よりも細くなると実質的にはストリートＷｓを使った支持が難しくなるので、第４実施形態はストリートＷｓが所定幅よりも太い場合に有効といえる。一方、第４実施形態の場合、ウェハＷを裏返してウェハホルダに保持させてもパターンに支持部４１１がかかることがないので、パターンＡが形成された面（表面）と反対側の面（裏面）から回折検査を行うようにしてもよい。

　また、上述の各実施形態において、ウェハ保持装置７３は、係合溝７７ａが形成された保持部材７７を回転させることにより、ウェハＷの端部を保持しているが、これに限られるものではない。例えば、互いに対向して水平方向にスライド移動可能な一対の保持部材と、各保持部材に連結されてラックギヤが形成された一対の棒状部材と、各ラックギヤと噛合されたピニオンギヤと、ピニオンギヤを回転駆動するモータとを備え、モータによりピニオンギヤを回転させて、一対の棒状部材および保持部材を水平方向にスライド移動させることで、保持部材によるウェハＷの端部の保持を行い、あるいはウェハＷの端部の保持を解除するようにしてもよい。また、ウェハＷの表面側に悪影響を及ぼさなければ、ウェハＷの表面をチャックするようにしてもよい。

　また、上述の各実施形態において、ウェハホルダがウェハＷを表面が上方を向く状態で（ウェハＷの裏面から）吸着保持しているが、これに限られるものではなく、ウェハＷを裏返してウェハホルダに保持させ、パターンＡが形成された面（表面）と反対側の面（裏面）から回折検査を行うようにしてもよい。なおこのとき、薄膜状の保護部材によりパターンＡが形成されたウェハＷの表面を被覆し保護しておくことが望ましい。またこのとき、ウェハＷの裏面が鏡面に研磨されていることが望ましい。さらに、ウェハＷの裏面に汚れなどの付着がないように管理することが望ましい。照明光がウェハＷの裏面を２回通るので、この面が散乱面（未研磨面）である場合や、この面に汚れなどが付着している場合は、検査の障害となるからである。

　また、上述の各実施形態において、ウェハＷのパターンＡで生じた回折光を検出して、ウェハＷの検査を行っているが、これに限られるものではなく、例えば、ウェハＷのパターンＡで生じた構造性複屈折による偏光の状態変化を検出するようにしてもよい。構造性複屈折による偏光の状態変化は、照明系２０と受光系３０の光路中にそれぞれ偏光素子を配置し、照明系２０の偏光素子と受光系３０の偏光素子をクロスニコルにすることで検出することができる。なお、照明系２０の偏光素子と受光系３０の偏光素子の関係は、反射光の偏光状態に応じてクロスニコルからずらすことにより感度が上がる場合がある。また例えば、ウェハＷの表面（もしくは裏面）からの正反射光や散乱光を検出するようにしてもよい。

　また、上述の各実施形態において、照明系２０（照明ユニット２１）が特定波長の照明光をウェハＷに照射するように構成されているが、これに限られるものではなく、照明系２０（照明ユニット２１）が近赤外域を含む白色光をウェハＷに照射して、撮像部３５の直前で特定波長の光（回折光）のみを透過させる波長選択フィルタを適宜挿入する構成であってもよい。

　また、上述の各実施形態において、ウェハホルダがウェハＷを吸着保持しているが、これに限られるものではなく、例えば、ウェハＷを吸着保持する必要がない場合には、ウェハホルダが単にウェハＷを支持する構成であってもよい。またこのとき、図１６に示すように、互いに略平行に並ぶ複数の支持部４６１が、ウェハＷの一端から他端までを連続的に支持する断面視三角形の五面体形に形成され、ウェハＷに対する照明光の入射面に沿って延在するように配置されてもよい。

　また、上述の各実施形態において、撮像部３５に検出された検出信号（画像信号）に基づいてウェハＷの検査を行う検査部（画像処理部４１）を備えた検査装置を例に説明したが、これに限られるものではなく、このような検査部を備えずに、撮像部３５により取得したウェハＷの画像を観察する観察装置においても、本発明を適用可能である。また、上述の実施形態において、規則的な配置で穴（ビア又はホール）が形成されたパターンＡを例に挙げて説明を行ったが、検査対象はこれに限るものではなく、基板の表面から該表面と直交する方向に向かう深さを有するパターンであればよい。例えば、ホールパターンに限らず、ライン・アンド・スペースパターンであってもよい。また、上述の実施形態において、照明側凹面鏡２５と、受光側凹面鏡３１として、凹面鏡を用いているが、これに限られるものではなく、レンズで置き換えることも可能である。また、上述の実施形態においては光源を内蔵しているが、外部で発生した光をファイバー等で取り込むようにしても良い。

　続いて、上述した検査装置によりウェハＷの検査が行われる半導体装置の製造方法について、図１７に示すフローチャートを参照しながら説明する。図１７のフローチャートは、３次元積層型の半導体装置におけるＴＳＶ形成プロセスを示している。このＴＳＶ形成プロセスにおいて、まず、ウェハ（ベアウェハなど）の表面にレジストを塗布する（ステップＳ２０１）。このレジスト塗布工程では、レジスト塗布装置（図示せず）を用いて、例えば、ウェハを回転支持台に真空チャック等で固定し、ノズルから液状のフォトレジストをウェハの表面に滴下した後、ウェハを高速回転させて薄いレジスト膜を形成する。

　次に、レジストが塗布されたウェハの表面に、所定のパターン（ホールパターン）を投影露光する（ステップＳ２０２）。この露光工程では、露光装置を用いて、例えば、所定のパターンが形成されたフォトマスクを通して、所定波長の光線（紫外線などのエネルギー線）をウェハ表面のレジストに照射し、マスクパターンをウェハ表面に転写する。

　次に、現像を行う（ステップＳ２０３）。この現像工程では、現像装置（図示せず）を用いて、例えば、露光部のレジストを溶剤で溶かし、未露光部のレジストパターンを残す処理を行う。これにより、ウェハ表面のレジストにホールパターンが形成されることになる。

　次に、レジストパターン（ホールパターン）が形成されたウェハの表面検査を行う（ステップＳ２０４）。現像後の検査工程では、表面検査装置（図示せず）を用いて、例えば、ウェハの表面全体に照明光を照射して、レジストパターンで生じた回折光によるウェハの像を撮像し、撮像したウェハの画像からレジストパターン等の異常の有無を検査する。この検査工程において、レジストパターンの良否を判定し、不良の場合はレジストを剥離してレジスト塗布工程からやり直すアクション、すなわちリワークを行うか否かの判断を行う。リワークが必要な異常（欠陥）が検出された場合、レジストを剥離し（ステップＳ２０５）、ステップＳ２０１～Ｓ２０３までの工程をやり直す。なお、表面検査装置による検査結果は、レジスト塗布装置、露光装置、および現像装置にそれぞれフィードバックされる。

　現像後の検査工程で異常が無いことを確認すると、エッチングを行う（ステップＳ２０６）。このエッチング工程では、エッチング装置（図示せず）を用いて、例えば、残っているレジストをマスクにして、下地のベアウェハのシリコンの部分を除去し、ＴＳＶ形成用の穴を形成する。これにより、ウェハＷの表面に、ＴＳＶ形成用の穴から構成される繰り返しパターンＡが形成される。

　次に、エッチングによりパターンＡが形成されたウェハＷの検査を行う（ステップＳ２０７）。エッチング後の検査工程は、前述したいずれかの実施形態に係る検査装置を用いて行われる。この検査工程において、異常が検出された場合、判別された異常の深さを含む異常の種類及び異常の程度に応じて、露光装置の露光条件（変形照明条件・フォーカスオフセット条件等）やエッチング装置のどの部分を調整するのか、そのウェハＷを廃棄するかどうか、もしくは、そのウェハＷをさらに割って断面観察するなどの詳細な解析が必要かどうか、が判断される。エッチング後のウェハＷに重大かつ広範囲な異常が発見された場合、リワークできないので、そのウェハＷは廃棄されるか、もしくは断面観察などの解析に回される（ステップＳ２０８）。

　エッチング後の検査工程で異常が無いことを確認すると、穴の側壁に絶縁膜を形成し（ステップＳ２０９）、絶縁膜を形成した穴の部分に例えばＣｕ等の導電性材料を充填する（ステップＳ２１０）。これにより、ウェハ（ベアウェハ）にＴＳＶが形成される。

　なお、エッチング後の検査工程における検査結果は、主として露光装置やエッチング装置にフィードバックされる。穴の断面形状の異常や、穴径の異常が検出されたときは露光装置のフォーカスやドーズ調整のための情報としてフィードバックを行い、深さ方向の穴形状の異常や穴深さの異常はエッチング装置調整のための情報としてフィードバックを行う。ＴＳＶ形成プロセスにおけるエッチング工程では、アスペクト比（深さ／直径）が高い（例えば、１０～２０となる）穴を形成しなければならないので、技術的に難易度が高く、フィードバックによる調整は重要である。このように、エッチング工程では、垂直に近い角度で深い穴を形成することが要求され、近年では、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching：反応性イオンエッチング）という方式が広く採用されている。エッチング後の検査の場合、エッチング装置に異常がないかを監視して、異常を検出したらエッチング装置を止めて調整するというフィードバック運用が主に行われる。エッチング装置を調整するためのパラメータとして、例えば、縦方向と横方向のエッチングレート比を制御するパラメータや、深さを制御するパラメータ、ウェハ面内での均一性を制御するパラメータなどが考えられる。

　なお、現像後の検査工程が実施されていれば、レジスト塗布装置、露光装置、および現像装置の異常は基本的に現像後の検査工程で検出されるが、現像後の検査工程が実施されていない場合や、エッチングしてみて初めて分かるこれらの装置の問題が発見された場合には、各装置へのフィードバック（各装置の調整）が行われる。

　一方、エッチング後の検査工程における検査結果を、以降の工程にフィードフォワードすることも可能である。例えば、エッチング後の検査工程でウェハＷの一部チップが異常（不良）と判定された場合、その情報は、前述の検査装置１からオンラインを通じてプロセスを管理するホストコンピュータ（図示せず）に伝えられて記憶され、以降のプロセスにおける検査・測定でその異常部分（チップ）を用いないなどの管理に使われたり、また最終的にデバイスが完成した段階で無駄な電気的テストを行わないことなどに活用される。また、エッチング後の検査工程における検査結果から、異常部分の面積が大きいときは、それに応じて絶縁膜形成やＣｕ充填のパラメータを調整して良品部分への影響を軽減する、などして用いることができる。

　本実施形態による半導体装置の製造方法によれば、エッチング後の検査工程が前述の実施形態に係る検査装置を用いて行われるため、ノイズの少ないウェハＷの画像に基づいて検査を行うことが可能となり、検査精度が向上することから、半導体装置の製造効率を向上させることができる。

　なお、上述のＴＳＶ形成プロセスにおいて、ウェハ上に素子を形成する前の最初の段階でＴＳＶを形成しているが、これに限られるものではなく、素子を形成してからＴＳＶを形成してもよく、素子形成の途中でＴＳＶを形成してもよい。なおこの場合、素子形成過程でイオンの打ち込みなどがされる結果、赤外線に対する透明度が低下するが、完全に不透明になるわけではないので、透明度の変化分を考慮して波長選択や照明光量の調整をすればよい。また、このような方式の生産ラインであっても、ラインの条件出し及びＱＣ目的として、ベアウェハにＴＳＶを形成し検査を行うようにすれば、イオンの打ち込みによる透明度の低下に影響されない検査が可能である。

　本発明は、半導体装置の製造において、エッチング後の検査工程で用いられる検査装置に適用することができる。これにより、検査装置の検査精度の向上させることができ、半導体装置の製造効率を向上させることができる。

　　１　検査装置
　　９　チルト機構（回動部）
　１０　ウェハホルダ（第１実施形態）
　１１　支持部（１１ａ　支持面，１１ｂ　側面，１１ｃ　稜線）
　１２　溝部（離間部）
　１３　連結部（減圧補助部）
　１４　吸引穴
　１６　逃げ部
　２０　照明系（照明部）
　３０　受光系（検出部）
　３５　撮像部（検出部）
　４０　制御部
　４１　画像処理部（検査部）
　５０　搬送ユニット
　５１　第１搬送装置
　６１　第２搬送装置
　７１　第３搬送装置
　７３　ウェハ保持装置
　７７　保持部材
　８０　ウェハホルダ（第１実施形態の変形例）
　８６　逃げ部
　９０　ウェハホルダ（第１実施形態の変形例）
　９１　支持部（９１ｂ　側面）
　９２　溝部（離間部）
１０１　支持部（１０１ａ　支持面，１０１ｂ　側面）
１０２　溝部（離間部）
１０４　吸引穴
２００　ウェハホルダ（第２実施形態）
２１１　支持部
２１２　溝部（２１１ａ　支持面，２１１ｂ　側面，２１１ｃ　稜線）
２１６　逃げ部
２５０　ウェハホルダ（第２実施形態の変形例）
２６１　支持部（２６１ａ　支持面，２６１ｂ　側面，２６１ｃ　稜線）
２６２　離間部
３００　ウェハホルダ（第３実施形態）
３１１　支持部
３１１　溝部（離間部）
３１３　連結部
３１４　吸引穴
４００　ウェハホルダ（第４実施形態）
４１１　支持部
４１２　離間部
４１３　連結部
４１４　吸引穴
４６１　支持部（変形例）
５００　ウェハホルダ（従来例）
　　Ｃ　ウェハキャリア
　　Ｗ　ウェハ
　　Ａ　パターン
　Ｗｃ　チップ
　Ｗｓ　ストリート
　Ｓ１～Ｓ３　減圧空間
　Ｔ１～Ｔ２　観察領域

Claims (17)

1. 　基板を支持する基板支持部材と、前記基板支持部材に支持される前記基板に、該基板に浸透性を有する照明光を照射する照明部と、前記照明光が照射された前記基板からの光を検出する光検出部とを備えた観察装置であって、
   　前記基板支持部材は、前記基板を支持する際に前記基板と接触する凸状の支持部と、前記基板と離間する離間部とを有し、
   　前記基板支持部材のうち前記基板における前記観察の対象となる観察領域を支持する部分において、前記支持部材の支持部及び離間部は、前記基板に対する前記照明光の入射面と直交する線または面を有さないことを特徴とする観察装置。
2. 　前記照明光が７００ｎｍ以上の波長の赤外線を含むことを特徴とする請求項１に記載の観察装置。
3. 　前記基板を前記基板支持部材に搬送する搬送装置をさらに備え、
   　前記搬送装置は、前記基板を搬送する際に前記基板の端部を保持する保持部材を有し、
   　前記基板支持部材は、前記搬送装置によって前記基板が前記基板支持部材に搬送されるときに前記保持部材と当接しないように形成された逃げ部を有し、
   　前記逃げ部のうち前記観察領域を支持する部分において、前記照明光の入射面と直交する線又は面を有さないように、前記基板支持部材が配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の観察装置。
4. 　前記基板支持部材は、前記支持される基板と前記支持部とで形成される空間から気体を吸引し該空間を減圧することで、前記基板を吸着保持するように構成されており、
   　前記基板支持部材のうち前記観察領域以外を支持する部分に、前記気体を吸引する吸引部が設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の観察装置。
5. 　前記支持部と該支持部に隣り合う前記支持部との間に、前記支持される基板と支持部とで形成される空間に外部から気体が流入することを妨げる減圧補助部が設けられることを特徴とする請求項４に記載の観察装置。
6. 　前記支持部が前記照明光の入射面に沿って延在していることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の観察装置。
7. 　前記支持部は、前記照明光の入射面に沿って前記観察領域の一端から他端に延在する直線部を有していることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の観察装置。
8. 　前記照明光の入射面と垂直な軸周りに前記基板支持部材を回動する回動部をさらに備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の観察装置。
9. 　前記基板支持部材の、前記基板と対向する面に、赤外線を吸収する赤外線吸収材の層が形成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の観察装置。
10. 　前記光検出部は、冷却型イメージセンサを有することを特徴とする請求項２に記載の観察装置。
11. 　前記照明部は、前記照明光を平行光にして前記基板を照明するテレセントリック光学系を有することを特徴とする請求項１から１０に記載の観察装置。
12. 　請求項１から１１のいずれか一項に記載の観察装置と、
    　前記観察装置の前記光検出部に検出された光の検出信号に基づいて前記基板における異常の有無を検査する検査部とを備えて構成されることを特徴とする検査装置。
13. 　基板の表面に所定のパターンを露光することと、前記露光が行われた前記パターンに応じて基板の表面にエッチングを行うことと、前記露光もしくは前記エッチングが行われて表面に前記パターンが形成された基板の検査を行うこととを有した半導体装置の製造方法であって、
    　前記検査が請求項１２に記載の検査装置を用いて行われることを特徴とする半導体装置の製造方法。
14. 　基板と接触して支持する凸状の支持部と、前記基板と離間する離間部とを有する基板支持部材であって、
    　前記凸状の支持部は、前記基板の一端を支持する部分から他端を支持する部分に連続して延在し、前記一端を支持する部分の近傍と前記他端を支持する部分の近傍にそれぞれ、隣り合う凸状の支持部を連結する連結部を有することを特徴とする基板支持部材。
15. 　前記凸状の支持部は略直方体形状であることを特徴とする請求項１４に記載の基板支持部材。
16. 　前記隣り合う凸状の支持部と前記連結部で囲まれる範囲の前記連結部付近に、前記支持される基板と支持部とで形成される空間から気体を吸引可能な吸引部が設けられることを特徴とする請求項１４または１５に記載の基板支持部材。
17. 　基板を支持する基板支持部材と、前記基板支持部材に支持される前記基板に、該基板に浸透性を有する照明光を照射する照明部と、前記照明光が照射された前記基板からの光を検出する光検出部とを備えた観察装置であって、
    　前記基板支持部材は、前記基板を支持する際に前記基板と接触する凸状の支持部と、前記基板と離間する離間部とを有し、
    　前記基板支持部材のうち前記基板における前記観察の対象となる観察領域を支持する部分において、前記支持部材の支持部及び離間部は、前記基板に対する前記照明光の入射面と鋭角又は鈍角で交差することを特徴とする観察装置。
     

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