(57)【要約】      （修正有）【課題】照明系や受光系を構成する光学素子（凹面鏡）の検査精度を向上させる表面検査装置を提供する。【解決手段】ウェハＷを支持するステージ１０と、ウェハＷを検査する光を射出する光源２２と、ウェハＷの表面を光源２２からの光で照明する照明系２０と、照明されたウェハＷの表面からの光を所定の撮像面上に結像させる受光系３０と、前記撮像面上に結像した像を撮像する撮像部３２と、撮像部３２で撮像された像に基づいてウェハＷ表面の検査を行う検査部（画像処理部５０、中央制御部６０及び表示部７０）と、照明側凹面鏡２６及び受光側凹面鏡３１の少なくとも一方を照明するためのレーザー光源と、レーザー光源により照明された診断対象である前記凹面鏡において該照明を受けた部位で発生した散乱光を検出するフォトダイオードと、フォトダイオードにより検出された散乱光に基づいて前記凹面鏡の検査を行う診断部４０とを有する。【選択図】図１
2010169612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面を検査するための表面検査装置であって、
前記基板を支持するステージと、
前記基板を検査するための光を射出する光源と、
前記ステージに支持された前記基板の表面を前記光源からの光で照明する照明系と、
前記照明された前記基板の表面からの光を所定の撮像面上に結像させる受光系と、
前記撮像面上に結像した像を撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像された像に基づいて前記基板表面の検査を行う検査部と、
前記照明系及び前記受光系の少なくとも一方を構成する光学素子を照明するための第２の光源と、
前記第２の光源により照明された前記光学素子において該照明を受けた部位で発生した散乱光を検出する検出部と、
前記検出部により検出された散乱光に基づいて前記光学素子の検査を行う診断部とを有することを特徴とする表面検査装置。
【請求項２】
前記光学素子は、凹面鏡であることを特徴とする請求項１に記載の表面検査装置。
【請求項３】
前記検出部は、前記第２の光源により照明された前記光学素子において該照明を受けた部位で発生した正反射光の光路を避けて配置され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。
【請求項４】
前記第２の光源からの射出光は平行光であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の表面検査装置。
【請求項５】
前記第２の光源からの射出光の角度を変更する角度変更部を有し、
前記角度変更部により前記射出光の角度を変更して、該射出光による前記凹面鏡全域の走査が可能であることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の表面検査装置。
【請求項６】
前記角度変更部は、前記射出光が前記凹面鏡の中央部と縁部との間を螺旋状に前記凹面鏡を走査するように、前記射出光の角度を変更することを特徴とする請求項５に記載の表面検査装置。
【請求項７】
前記角度変更部は、前記射出光がｎ周目と（ｎ＋１）周目との間に所定の隙間を確保しつつ前記凹面鏡の中央部から縁部に向かって螺旋状に前記凹面鏡を走査するように、前記射出光の角度を変更することを特徴とする請求項５又は６に記載の表面検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造工程において半導体ウェハ等の基板表面を検査する表面検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述のような表面検査装置として、光源で発光した照明光を照明側凹面鏡で平行光とし、このテレセントリックな照明光でシリコンウェハの表面を照明し、このとき当該シリコンウェハの表面に形成された繰り返しパターンから発生するテレセントリックな回折光を受光側凹面鏡で集光して撮像し、撮像面内における輝度変化から繰り返しパターンの良否判断を行う表面検査装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。このような表面検査装置では、繰り返しパターンのピッチの微細化に伴って、回折光を発生させるために照明光の波長が紫外線の領域まで短波長化している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１４７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、光学素子は、有機系のガスに触れるとその表面に有機系の物質が留まる性質を持っている。特に、硫安（硫化アンモニウム）等の有機物質は、光学素子表面に付着するとその剥離は非常に困難であり、例えば照明光として使用する紫外線を照射し続けるとさらに光学素子表面に固着して、所謂曇りを生じてしまう。このような曇りが照明側凹面鏡や受光側凹面鏡に発生すると、上述のようなテレセントリックな光（受光光や回折光）の一部について反射率が変わってしまい、撮像面内における輝度に影響を与え、ひいては基板の繰り返しパターンについて良否の判断精度が低下するおそれがあった。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、照明系や受光系を構成する光学素子（凹面鏡）の劣化を検出でき検査信頼性の低下を抑制可能な表面検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的達成のため、本発明は、基板の表面を検査するための表面検査装置であって、前記基板を支持するステージと、前記基板を検査するための光を射出する光源と、前記ステージに支持された前記基板の表面を前記光源からの光で照明する照明系と、前記照明された前記基板の表面からの光を所定の撮像面上に結像させる受光系と、前記撮像面上に結像した像を撮像する撮像部と、前記撮像部で撮像された像に基づいて前記基板表面の検査を行う検査部と、前記照明系及び前記受光系の少なくとも一方を構成する光学素子を照明するための第２の光源と、前記第２の光源により照明された前記光学素子において該照明を受けた部位で発生した散乱光を検出する検出部と、前記検出部により検出された散乱光に基づいて前記光学素子の検査を行う診断部とを有する。
【０００７】
なお、前記光学素子は、凹面鏡であることが好ましい。
【０００８】
また、前記検出部は、前記第２の光源により照明された前記光学素子において該照明を受けた部位で発生した正反射光の光路を避けて配置されていることが好ましい。
【０００９】
また、前記第２の光源からの射出光は平行光であることが好ましい。
【００１０】
また、前記第２の光源からの射出光の角度を変更する角度変更部を有し、前記角度変更部により前記射出光の角度を変更して、該射出光による前記凹面鏡全域の走査が可能であることが好ましい。
【００１１】
また、前記角度変更部は、前記射出光が前記凹面鏡の中央部から縁部に向かって螺旋状に前記凹面鏡を走査するように、前記射出光の角度を変更することが好ましい。
【００１２】
また、前記角度変更部は、前記射出光がｎ周目と（ｎ＋１）周目との間に所定の隙間を確保しつつ前記凹面鏡の中央部と縁部との間を螺旋状に前記凹面鏡を走査するように、前記射出光の角度を変更することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、照明系や受光系を構成する光学素子（凹面鏡）の検査精度を向上させることができる表面検査装置を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
第１の実施形態に係る表面検査装置は、被検基板である半導体ウェハＷ（以下、ウェハＷと称する）の表面を検査するものであり、図１に示すように、略円盤形のウェハＷを支持するステージ１０を備える。ウェハＷは、不図示の搬送装置によって不図示の収納部から搬送されてステージ１０の上に載置されるとともに、ステージ１０に設けられた不図示の保持機構によって真空吸着により固定保持される。ステージ１０は、ウェハＷの回転対称軸（ステージ１０の中心軸）を回転軸として、ウェハＷを回転（ウェハＷの表面内での回転）可能に支持する。また、ステージ１０は、ウェハＷの表面を通る軸を中心に、ウェハＷをチルト（傾動）させることが可能であり、照明光の入射角を調整できるようになっている。
【００１６】
そして、表面検査装置は、ステージ１０に支持されたウェハＷの表面に照明光（紫外光・白色光）を平行光として照射する照明系２０と、照明光の照射を受けたときのウェハＷからの回折光及び正反射光を集光する受光系３０と、受光系３０により集光された光を受けてウェハＷの表面の像を撮像する撮像部３２と、照明系２０を構成する凹面鏡２６及び受光系３０を構成する凹面鏡３１の少なくとも一方の検査（曇り診断）を行う診断部４０と、診断部４０を水平方向及び垂直方向に回動自在に保持する雲台４９と、画像処理部５０と、中央制御部６０と、表示部７０とを有して構成される。
【００１７】
なお、中央制御部６０は、照明系２０、受光系３０、撮像部３２、診断部４０、雲台４９、画像処理部５０、表示部７０等に電気的に接続されており、これらに対して信号の通信及び電力の供給を行っている。
【００１８】
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の表面の表面に向けて反射させる照明側凹面鏡２６とを有して構成される。照明光ユニット２１は、メタルハライドランプや水銀ランプ等の光源部２２と、光源部２２の光から紫外領域の波長を有する光及び白色光を抽出する波長選択部２３と、波長選択部２３を通過した光の強度を調節するニュートラルデンシティーフィルタ等からなる調光部２４と、調光部２４からの光を照明光として照明側凹面鏡２６へ導く導光ファイバ２５とを有して構成される。このような構成の照明系２０によれば、光源部２２からの光は波長選択部２３と調光部２４を通過し、紫外領域の波長（例えば、２４８ｍｍの波長）を有する紫外光が照明光として導光ファイバ２５から照明側凹面鏡２６へ射出される。ここで、導光ファイバ２５の射出部は照明側凹面鏡２６の焦点面に配置されているため、照明光は照明側凹面鏡２６により平行光束となり、ステージ１０に保持されたウェハＷの表面に照射される。なお、ウェハＷに対する照明光の入射角と射出角との関係は、ステージ１０をチルト（傾動）させて、ウェハＷの載置角度を変化させることにより、調整可能である。
【００１９】
受光系３０は、ウェハＷの表面からの射出光（回折光・正反射光）を集光するものであり、ステージ１０に対向して配設された受光側凹面鏡３１を主体に構成され、受光側凹面鏡３１により集光された射出光（回折光・正反射光）を撮像部３２の撮像面上へと導き、該面上にてウェハＷの像（回折像・正反射像）を結像する。
【００２０】
診断部４０は、照明側凹面鏡２６及び受光側凹面鏡３１の表面の検査する（すなわち、凹面鏡２６，３１の表面で発生する曇りの有無を診断する）ものであり、レーザー光源４１と、レーザー光源４１からの光を平行光（以下、適宜「診断光」とも称する）にするレンズ群４２と、診断光を射出する第１開口部４３と、照明側凹面鏡２６もしくは受光側凹面鏡３１に曇りがある場合にこの曇りにより散乱した診断光（以下、適宜「散乱光」とも称する）を受ける第２開口部４４と、第２開口部４４から入った散乱光を集光する集光レンズ群４５と、集光レンズ群４５により集光された散乱光を受光して検出するフォトダイオード４６と、これら部品４１〜２６を収容するボディー４７とを有して構成される。
【００２１】
診断部４０は、照明側凹面鏡２６と受光側凹面鏡３１との間に、照明側凹面鏡２６と受光側凹面鏡３１の光軸上を避けて配置されているため、診断光を照明側凹面鏡２６と受光側凹面鏡３１に当てた際の正反射光を検出することはない。言い換えれば、診断部４０により検出される光は、照明側凹面鏡２６や受光側凹面鏡３１の曇りに起因する散乱光など異常によって発生した光と判断できる。
【００２２】
また、診断部４０は、ボディー４７を装着可能な台座（不図示）と、前記台座を水平方向及び垂直方向に回動自在に駆動する駆動部（不図示）とを有する雲台４９に取り付けられており、中央制御部６０により前記駆動部を制御して前記台座を回動駆動することにより、レーザー光源４１からの診断光の角度を変更して、該診断光による凹面鏡２６，３１の全域の走査が可能となる。このような構成により、診断部４０は、凹面鏡２６，３１の全域に亘って、曇り発生検出が可能となっている。
【００２３】
ところで、照明系２０を構成する照明側凹面鏡２６と受光系３０を構成する受光側凹面鏡３１の鏡面は、いずれも表面が金属など反射特性の高い物質で構成された滑らかな面となっている。そのため、鏡面に曇りが発生していない状態では散乱光が発生することはなく、鏡面に診断光であるレーザー光が当たっても（正反射光となり）診断部４０に戻ってくることはない。しかしながら、鏡面に曇りが発生すると、この曇りによって診断光は散乱し、広範囲に広がる。本実施形態では、この広範囲に広がった散乱光のうち、診断部４０（の第２開口部４４）に戻った一部の散乱光をフォトダイオード４６により検出することで、鏡面における曇りの発生の有無を診断している。なお、散乱の大きさは、曇りの発生初期（小さな曇りが広がり、その面積と経過時間とが比例する時期）においては、曇り具合と比例する傾向にある。ゆえに、診断部４０は、フォトダイオード４６により検出される散乱光の強度から、曇りの進行具合を検出することができる。
【００２４】
次に、実際の回折検査について説明する。回折検査では、まず、不図示のウェハ搬送機構によりステージ１０の上に搬送する。なお、本実施形態においては、搬送の途中で、不図示のアライメント機構によりウェハＷ上に形成されているパターンの位置情報を取得しているため、ウェハＷをステージ１０上の所定位置に、所定方向を向けて置くことができる。
【００２５】
次に、ウェハＷの表面上における照明方向とパターンの繰り返し方向とが一致するようにステージ１０を回転（チルト）させる。このとき、パターンのピッチＰとし、ウェハＷの表面に照明する照明光の波長をλとし、照明光の入射角をθ１とし、ｎ次回折光の射出角をθ２としたとき、ホイヘンスの原理より、次式（１）を満足するように、ステージ１０のチルトの設定を行う。
【００２６】
Ｐ＝ｎ×λ／｛ｓｉｎ（θ１）−ｓｉｎ（θ２）｝  …（１）
【００２７】
上記条件設定後、ウェハＷの表面に照明光を照射すると、照明ユニット２１における光源部２２からの光は、波長選択部２３と調光部２４を通過し、紫外領域の波長（例えば、２４８ｎｍの波長）を有する光（紫外光）が照明光として、導光ファイバ２５から照明側凹面鏡２６へ射出され、照明側凹面鏡２６で反射した照明光が平行光束となって、ウェハＷの表面に照射される。
【００２８】
ウェハＷの表面から射出された回折光は、受光側凹面鏡３１により集光され、撮像部３２の結像レンズ３４により撮像素子３６の撮像面上にウェハＷの表面の像として結像され、撮像素子３６により撮像される。このとき撮像素子３６は、前記撮像面上に形成されたウェハＷの像を光電変換して画像信号を生成し、この画像信号を画像処理部５０に出力する。画像処理部５０は、画像信号に基づいてウェハＷの検査像を形成し、これを中央制御部６０に送る。中央制御部６０は、予め記憶している良品像と検査像とを比較して所定の輝度差以上の画素を検出し、表示部７０にウェハＷの外周を示す線と共に、検出された所定の輝度差以上の画素に対応する部分に異常を示す表示を行う。
【００２９】
続いて、照明側凹面鏡２６と受光側凹面鏡３１の曇り（汚れ）を検査するメンテナンスモード１について説明する。なお、図３は、メンテナンスモード１の手順を示すフローチャートである。中央制御部６０はメンテナンスモード１の実行指示を受けると、図３に示すように、ステップＳ１２（以下、ステップをＳと略する）で、前記指示においてスキャンモードとして「ラフモード」が選択されているか否かを確認する。ここで、ラフモードが選択されている場合は、Ｓ１４でスキャンモードを「ラフモード」に設定し、Ｓ１８に進む。一方、Ｓ１２でラフモードが選択されていない場合は、Ｓ１６でスキャンモードを「ファインモード」に設定し、Ｓ１８に進む。
【００３０】
Ｓ１８では、照明側凹面鏡２６の診断、すなわち該凹面鏡２６における曇りの発生の有無を判断する。具体的には、中央制御部６０は、まず、Ｓ１２で確認したスキャンモードに基づいて雲台４９の駆動部に指令を送り、診断光が照明側凹面鏡２６の鏡面中央部から鏡面縁部に向けて螺旋状に移動しながら走査するように、雲台４９の駆動部を回動駆動させる。なお、診断光の移動速度は、レーザー光源４１の強度や鏡面までの距離、フォトダイオード４６のサンプリングレート等によって、適宜決定することができる。
【００３１】
ここで、スキャンモードが「ファインモード」の場合は、図４（Ａ）に示すように、診断光のスポットｓが、照明側凹面鏡２６の鏡面中央部から縁部に向かって隙間なく螺旋状に走査するように、中央制御部６０は雲台４９を回動駆動させ、診断光の射出角度を変更する。なお、走査の方向は縁部から鏡面中央部に向かう方向であっても構わない。
【００３２】
一方、スキャンモードが「ラフモード」の場合は、図４（Ｂ）に示すように、診断光のスポットｓ´を照明側凹面鏡２６の鏡面中央部に合わせた後、ｎ周目と（ｎ＋１）周目との間に所定の隙間を確保しつつ前記中央部から縁部に向かって螺旋状に走査するように、中央制御部６０は雲台４９を回動駆動させ、診断光の射出角度を変更する。ここで、診断光の軌跡に隙間を設けたとしたのは、ウェハＷの検査に支障をきたす曇りは一般にある程度の大きさを有しているため、診断光の隙間をこのウェハＷの検査に支障をきたす曇りの大きさよりも狭くしておけば、実質的には問題のない診断ができるとともに、診断時間の短縮化を図ることができるからである。なお、ラフモードにおいても、走査の方向は縁部から鏡面中央部に向かう方向であっても構わない。
【００３３】
続いてＳ１８では、（いずれのモードにおいても）上記のように診断光を移動させている間、フォトダイオード４６は散乱光の検出を行い、検出結果を中央制御部６０へ送信する。中央制御部６０は、フォトダイオード４６からの検出値と、このときの雲台４９の駆動部へ出している指令位置とを対応付けて、不図示の記憶部に記憶する。なお、中央制御部６０はフォトダイオード４６の検出値を監視し、該検出値が予め設定された鏡面に曇りがあるとは考え難いと推定される第１の閾値（Ｔｈ１）を超えた時だけ、記憶するようにしてもよい。
【００３４】
次に、Ｓ２０に進み、Ｓ１８における照明側凹面鏡２６の曇り診断と同様に、受光側凹面鏡３１の曇り診断を行い、診断結果を中央制御部６０へ送信し、Ｓ２２に進む。
【００３５】
Ｓ２２では、中央制御部６０は、照明側凹面鏡２６と受光側凹面鏡３１のそれぞれにおいて、記憶部に記憶されたフォトダイオード４６の検出値と予め設定されている閾値とを比較するとともに、これら検出値と比較結果を対応付けて記憶部に記憶する。そして、中央制御部６０は、記憶部に記憶されたフォトダイオード４６の検出値、比較結果及び雲台４９の指令位置を対応付けて表示部７０に表示し、メンテナンスモード１の処理を終了する。
【００３６】
なお、前記閾値として、鏡面に曇りがあるとは考え難いと推定される第１の閾値（Ｔｈ１）、軽度の曇りを検出するための第２の閾値（Ｔｈ２）、中度の曇りを検出するための第３の閾値（Ｔｈ３）及び重度の曇りを検出するための第４の閾値（Ｔｈ４）を予め設定している（但し、Ｔｈ１＜Ｔｈ２＜Ｔｈ３＜Ｔｈ４の関係がある）。但し、閾値の設定は、これに限定されるものではない。
【００３７】
また、表示部７０では、凹面鏡２６，３１の（一方もしくは両方の）鏡面の輪郭を示す線と共に、この輪郭線に対する相対的な曇りの発生箇所を図示するとともに、発生個所毎に検出された曇りの程度に応じて色分けした表示を行う。なお、本実施形態においては、フォトダイオード４６の検出値がＴｈ１以上Ｔｈ２未満であった箇所については白色、Ｔｈ２以上Ｔｈ３未満であった箇所については水色、Ｔｈ３以上Ｔｈ４未満であった箇所については橙色、Ｔｈ４以上であった箇所については赤色として、色分けを行っている。
【００３８】
また、曇りの程度を示す別の表示として、例えば、フォトダイオード４６の検出値が、Ｔｈ１以上Ｔｈ２未満であった箇所１つにつき１点、Ｔｈ２以上Ｔｈ３未満であった箇所１つにつき２点、Ｔｈ３以上Ｔｈ４未満であった箇所１つにつき５点、Ｔｈ４以上であった箇所１つにつき１０点とし、凹面鏡２６，３１毎に合計スコアを算出し、該スコアが１０点以上の場合には「ＮＧ」や「曇りあり」と表示し、１０点未満の場合には「異常なし」と表示するといった、スコアに基づく表示としてもよい。
【００３９】
以上、説明したように、メンテナンスモード１においては、スキャンモードとして「ラフ」と「ファイン」の２つのモードを備えているため、日常点検には「ラフモード」を使って診断時間の短縮化を図ることができるとともに、定期点検には「ファインモード」を使って高い精度での曇り診断を行い、初期段階の小さな曇りであっても見落とすことなく検出することができる。また、鏡面における曇りが検出された場合には、鏡面における発生位置だけでなく、その程度が色分けされて表示部７０に表示されるため、作業者は鏡面の曇り発生状況を的確に把握することができる。
【００４０】
次に、図５を用いて、上述のメンテナンスモード１とは異なる、照明側凹面鏡２６と受光側凹面鏡３１の曇り（汚れ）を検査するメンテナンスモード２を行う、第２の実施形態に係る表面検査装置について説明する。但し、装置構成は、上述の第１の実施形態と同様であるため、説明は省略する。
【００４１】
メンテナンスモード１とメンテナンスモード２との違いは、照明側凹面鏡２６の曇り診断を行い、照明側凹面鏡２６において曇りの疑いがない場合は受光側凹面鏡３１の曇り診断は行わずに診断結果を表示し、照明側凹面鏡２６において曇りの疑いがある場合は受光側凹面鏡３１の曇り診断を行った後に診断結果を表示するという点にある。
【００４２】
以下、メンテナンスモード２の手順を、図５に示すフローチャートを用いて説明する。なお、メンテナンスモード２の手順において、メンテナンスモード１の手順と重複するものについては、適宜説明を省略する。
【００４３】
メンテナンスモード２が開始されると、Ｓ１０２において、照明側凹面鏡２６の曇り診断を行う。なお、Ｓ１０２とメンテナンスモード１のＳ１８とは同じ工程であるため、説明を省略する。
【００４４】
次に、Ｓ１０４に進み、照明側凹面鏡２６に曇りの疑いがないかを判断する。具体的には、中央制御部６０は照明側凹面鏡２６において上記のメンテナンスモード１で用いた第１の閾値Ｔｈ１を超える値が検出されたか否かを調べ、Ｔｈ１を超える値が検出されなかった場合は「（照明側凹面鏡２６は曇りの）疑いなし」と判断し、Ｔｈ１を超える値が検出された場合は「（照明側凹面鏡２６は曇りの）疑いあり」と判断する。ここで、「疑いなし」と判断された場合は、Ｓ１０６に進んで受光側凹面鏡３１の曇り診断を行い、Ｓ１０８に進む。なお、Ｓ１０６とメンテナンスモード１のＳ２０とは同じ工程であるため、説明を省略する。一方、Ｓ１０４で「疑いあり」と判断された場合は、そのままＳ１０８に進む。
【００４５】
Ｓ１０８では、曇り診断結果を表示部７０に表示する。なお、Ｓ１０４で「疑いなし」と判断された場合は、メンテナンスモード１のＳ２２と同様の処理により、照明側凹面鏡２６の曇り診断の結果を表示部７０に表示する。一方、Ｓ１０４で「疑いあり」と判断された場合は、メンテナンスモード１のＳ２２と同様の処理により、照明側凹面鏡２６の曇り診断の結果及び受光側凹面鏡３１の診断結果を表示部７０に表示する。メンテナンスモード２の処理を終了する。
【００４６】
以上のように、第２の実施形態（メンテナンスモード２）では、照明側凹面鏡２６に曇りの疑いがある場合は受光側凹面鏡３１の曇り診断を行い、照明側凹面鏡２６に曇りの疑いがない場合は受光側凹面鏡３１の曇り診断を行わない。これは、紫外線の影響で化学物質が化学反応を起こすことにより鏡面の曇りが発生するため、紫外線をより強く受ける（すなわち診断光を射出するレーザー光源４１により近く、回折光に比べ格段に強い紫外線を受ける）照明側凹面鏡２６の方が受光側凹面鏡３１よりも曇りが発生しやすく、照明側凹面鏡３１に曇りの疑いがない場合には受光側凹面鏡３１に曇りは発生していないと推定できるからである。その結果、照明側凹面鏡２６に曇りの疑いがない場合には、受光側凹面鏡３１の曇り診断を省略することにより、曇り診断に要する時間を短縮できる。
【００４７】
続いて、図６（Ａ），（Ｂ）を用いて、第３の実施形態に係る表面検査装置について説明する。第３の実施形態では、診断部４０に替えて第２の診断部８０を備えている点が第１及び第２の実施形態の装置構成とは異なる。より具体的には、第２の診断部８０は、診断光である平行なレーザー光が診断対象である凹面鏡に達する光路と、鏡面に曇りが発生している場合に散乱光が戻ってくる光路とが同じ（具体的には、開口部８２）であるという点が、診断部４０と異なっている。しかしながら、第２の診断部８０は、診断部４０と同じ構成も含んでいるため、以下に示す第２の診断部８０の説明において、診断部４０と同じ構成である部分については同じ部番を付し適宜説明を省略する。なお、第３の実施形態に係る凹面鏡２６，３１の曇り診断を行う手順は、上述のメンテナンスモード１であっても、メンテナンスモード２であっても構わない。
【００４８】
第２の診断部８０は、診断部４０と同様に、中央制御部６０により制御され照明側凹面鏡２６及び受光側凹面鏡３１からの散乱光の検出することで曇り発生の有無を診断するものであり、レーザー光源４１と、レーザー光源４１からの光を平行光（診断光）にするレンズ群４２と、ハーフミラー８１と、ハーフミラー８１で反射され半分のパワーとなった診断光を射出するとともに照明側凹面鏡２６もしくは受光側凹面鏡３１に曇りがある場合にこの曇りにより散乱した診断光（散乱光）を受ける開口部８２と、ハーフミラー８１を透過した診断光を吸収する吸収部材８３と、開口部８２から入りハーフミラー８１を透過した散乱光を集光する集光レンズ群４５と、集光レンズ群４５により集光された散乱光を受光して検出するフォトダイオード４６と、これら部品４１，４２，４５，４６，８１〜８３を収容する鏡基８５とを有して構成される。鏡基８５の内部は黒いつや消し処理が施され、不要な光の乱反射等の影響を受けないようになっている。また、第２の診断部８０は、鏡基８５を装着可能な台座（不図示）と、前記台座を水平方向及び垂直方向に回動自在に駆動する駆動部（不図示）とを有する雲台４９に取り付けられている。なお、中央制御部６０は、第１及び第２の実施形態と同様に、第２の診断部８０と雲台４９の駆動部に対して電気的に接続され、信号の通信及び電力の供給が可能となっている。この構成により、第２の診断部８０は、（中央制御部６０により駆動部を制御して）雲台４９の台座を回動駆動することで、その開口部８２の向きを自在に変更することができ、照明側凹面鏡２６と受光側凹面鏡３１の鏡面の全域を走査対象範囲として、曇り発生を検出できるようになっている。
【００４９】
さらに、第２の診断部８０は、開口部８２に設けられ、（不図示のシャッタ駆動部により駆動され）開状態において前記開口部８２を開放し（図６（Ａ）参照）、閉状態において前記開口部８２を遮光する（図６（Ｂ）参照）シャッタ８４を備えている。
【００５０】
シャッタ８４は、表面が緩やかな凸面状ミラーとなっており、図６（Ｂ）に示す閉状態では、診断光である平行なレーザー光を約９０度曲げて、診断対象の凹面鏡への光路から外すように機能する。シャッタ８４によって診断対象の凹面鏡への光路から外されたレーザー光は、該シャッタ８４の表面を構成する凸面状ミラーにより拡散される。なお、前記拡散したレーザー光の照明範囲には散乱を引き起こすような物は配置されていないものの、仮に前記レーザー光が何らかに当たっても、その反射光は非常に弱い。ゆえに、シャッタ８４が図６（Ｂ）に示すように閉状態では、開口部８２を通過する光がフォトダイオード４６で検出されることはない。しかしながら、ハーフミラー８１のわずかな汚れや吸光部材８３のわずかな反射等による内部的な迷光を、微弱ではあるもののバックグラウンドノイズとして、フォトダイオード４６は常に検出している可能性がある。このバックグラウンドノイズは、凹面鏡２６，３１の曇り診断には不要であり、除去する必要がある。
【００５１】
そこで、本実施形態では、シャッタ８４を高速で開閉動させ、シャッタ８４が閉状態で検出される信号をバックグラウンドノイズとみなし、この信号をフォトダイオード４６によりシャッタ８４が開状態で検出される信号から除去している。その結果、バックグラウンドノイズの影響を受けることなく、高い精度で診断対象である凹面鏡２６，３１からの散乱光を検出することができるため、より正確な凹面鏡の曇り診断の実施が可能となる。
【００５２】
以上のような第３の実施形態によれば、第２の診断部８０が、診断光が診断対象の凹面鏡２６，３１に達する光路と、曇りがある場合にこの曇りにより散乱した診断光（散乱光）が前記凹面鏡２６，３１から戻ってくる光路とが同じである開口部８２を備えることにより、診断対象の凹面鏡が開口部８２比較的近傍に位置する場合でも、該凹面鏡で発生した散乱光を鏡基８５にて蹴られることなく、フォトダイオード４６により確実に検出することができる。また、シャッタ８４を備えることによって、バックグランドノイズを除去し、フォトダイオード４６により診断対象の凹面鏡で発生した散乱光を高い精度で検出することができる。その結果、本実施形態に係る表示検査装置では、診断対象である凹面鏡２６，３１のより正確な曇り診断の実施が可能となる。
【００５３】
なお、上述の各実施形態では、診断対象の凹面鏡からの散乱光の検出に、フォトダイオード４６を用いたが、これに限定されるものではなく、光電子倍増管やフォトトランジスタ等を用いることができる。
【００５４】
また、上述の各実施形態に係る表面検査装置においては、ウェハＷの表面で生じた回折光を利用して該ウェハＷの表面を検査しているが、これに限られるものではなく、例えばウェハＷの表面で生じた散乱光を利用してウェハＷの表面を検査する表面検査装置においても、本発明を適用可能である。
【００５５】
また、上述の各実施形態に係る表面検査装置においては、ウェハＷの表面を検査しているが、これに限られるものではなく、例えばガラス基板の表面を検査することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る表面検査装置の全体構成を示す図である。
【図２】第１及び第２の実施形態に係る、診断部４０の構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係る、メンテナンスモード１の手順を示すフローチャートである。
【図４】曇り診断の対象となる鏡面を診断光によりスキャンする方法を説明する図であり、図４（Ａ）はスキャンモードが「ファインモード」の場合、図４（Ｂ）はスキャンモードが「ラフモード」の場合をそれぞれ示す。
【図５】第２の実施形態に係る、メンテナンスモード２の手順を示すフローチャートである。
【図６】第３の実施形態に係る、第２の診断部の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
Ｗ  ウェハ（基板）
１０  ステージ
２０  照明系
２２  光源
２６  照明側凹面鏡
３０  受光系
３１  受光側凹面鏡
３２  撮像部
４０  診断部
４１  レーザー光源（第２の光源）
４６  フォトダイオード（検出部）
４９  雲台（角度変更部）
５０  画像処理部（検査部）
６０  中央制御部（検査部）
７０  表示部（検査部）
８０  第２の診断部
８５  鏡基
８４  シャッタ
【図１】
2010169612.tif 000003
【図２】
2010169612.tif 000004
【図３】
2010169612.tif 000005
【図４】
2010169612.tif 000006
【図５】
2010169612.tif 000007
【図６】
2010169612.tif 000008