(57)【要約】【課題】ＴＤＩセンサ等のセンサのラインレート以上のスキャン速度で検査した場合、ＴＤＩセンサのラインレートとスキャン速度が非同期となり画像がボケてしまうため、ＴＤＩセンサのラインレート以上のスキャン速度では使えないという課題についての配慮がされていなかった。【解決手段】ＴＤＩセンサのラインレートとステージスキャン速度を非同期で制御し、且つＴＤＩセンサの電荷蓄積による画像加算ずれの課題を解決するため、被検査物に細線照明を照射し、ＴＤＩセンサの任意の画素ラインのみに被検査物の散乱光を受光させる。また、ＴＤＩセンサのラインレートとステージスキャン速度の速度比によって、検出画素サイズの縦横比を制御する。【選択図】図５
2010256340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査光を被検査物へ照射する照射部と、
前記被検査物の表面または表面近傍で発生した反射光または散乱光の強度と位置とを検出する検出部と、
前記被検査物を搭載し、移動速度を任意に可変できるステージ部と、
前記照射部と前記検出部と前記ステージ部を制御する制御部と、
前記検出部にて検出された情報を処理する処理部と、
前記処理部にて処理された情報を表示する表示部とを有した検査装置であって、
前記検出部は、光を検出するセンサを有し、
前記センサの所定部分の画素領域に受光することを特徴とする検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の検査装置において、
前記制御部は、前記検出部の反射光または散乱光を検出するセンサのセンサ駆動速度と前記ステージ部の動作速度の比率を変更することにより検査速度を任意に可変することを特徴とする検査装置。
【請求項３】
請求項１に記載の検査装置において、
前記制御部にて前記検出部のセンサ駆動速度と前記ステージ部の動作速度の比率を変更することにより、前記検出部のセンサ画素サイズの縦横比を変更することを特徴とする検査装置。
【請求項４】
請求項１に記載の検査装置において、
前記検出部のセンサに時間遅延積分型イメージセンサ（ＴＤＩセンサ）を用いたことを特徴とする検査装置。
【請求項５】
請求項４に記載の検査装置において、
前記検出部のＴＤＩセンサの駆動速度に対し、前記ステージ部の動作速度を任意の速度に設定することを特徴とする検査装置。
【請求項６】
請求項１に記載の検査装置において、
前記照射部は検査光を被検査物へ照射する照射幅を可変することを特徴とする検査装置。
【請求項７】
請求項６に記載の検査装置において、
前記照射幅を、前記検出部のセンサの特定した画素幅と少なくとも同幅、或いは同幅よりも細くして被検査物へ照射することを特徴とする検査装置。
【請求項８】
請求項１に記載の検査装置において、
前記表示部は、前記処理部にて処理された欠陥候補群を表示し、
前記表示部において表示された前記欠陥候補群から任意の欠陥候補を選択する入力部を更に有することを特徴とする検査装置。
【請求項９】
請求項１に記載の検査装置において、
前記センサの所定部分の画素領域は、前記センサの所定の画素ラインのみであることを特徴とする検査装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の検査装置において、
前記センサは、ＴＤＩセンサであり、
前記制御部は、前記ＴＤＩセンサの同期スキャン検査モードと、前記ＴＤＩセンサの非同期スキャン検査モードを切替え制御することを特徴とする検査装置。
【請求項１１】
検査光を被検査物へ照射し、
前記被検査物の表面または表面近傍で発生した反射光または散乱光の強度と位置とを検出する検査方法であって、
前記検出において、光を検出するセンサの所定部分の画素領域に受光することを特徴とする検査方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の検査方法において、
前記センサのセンサ駆動速度と前記被検査物の移動速度の比率を変更することにより検査速度を任意に可変することを特徴とする検査方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の検査方法において、
前記センサのセンサ駆動速度と前記被検査物の移動速度の比率を変更することにより、前記センサのセンサ画素サイズの縦横比を変更することを特徴とする検査方法。
【請求項１４】
請求項１１に記載の検査方法において、
前記センサに時間遅延積分型イメージセンサ（ＴＤＩセンサ）を用いたことを特徴とする検査方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の検査方法において、
前記ＴＤＩセンサの駆動速度に対し、前記被検査物の移動速度を任意の速度に設定することを特徴とする検査方法。
【請求項１６】
請求項１１に記載の検査方法において、
前記検査光を被検査物へ照射する照射幅を可変することを特徴とする検査方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の検査方法において、
前記照射幅を、前記センサの特定した画素幅と少なくとも同幅、或いは同幅よりも細くして被検査物へ照射することを特徴とする検査方法。
【請求項１８】
請求項１１に記載の検査方法において、
欠陥候補群を表示し、表示された前記欠陥候補群から任意の欠陥候補を選択することを特徴とする検査方法。
【請求項１９】
請求項１１に記載の検査方法において、
前記センサの所定部分の画素領域は、前記センサの所定の画素ラインのみであることを特徴とする検査方法。
【請求項２０】
請求項１１に記載の検査方法において、
前記センサは、ＴＤＩセンサであり、
前記制御部は、前記ＴＤＩセンサの同期スキャン検査モードと、前記ＴＤＩセンサの非同期スキャン検査モードを切替え制御することを特徴とする検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査装置及び検査方法に関し、例えば半導体ウェーハ等の被検査物の表面に存在する異物、傷、欠陥、汚れ等を検出する検査装置及び検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェーハ等の被検査物の表面に存在する欠陥を検出する検査装置及び検査方法として、以下に示す特許文献がある。特開２００１−２０８６９４号公報（特許文献１）には、試料像をＴＤＩ（time delay integration）で処理する際、低倍率で入射光量が大きい時は加算ライン数を少なくして測定し、高倍率で入射光量が小さい時は加算ライン数を多くして測定することが開示されている。すなわち、特許文献１には、光像倍率に基づく加算ライン数の変化に加え、光電素子の受光時間も加味して加算ライン数を変化させることが開示されている。また、特開２００２−３９９６０号公報（特許文献２）には、段数可変のＴＤＩセンサを用いることにより、電荷蓄積時間を変更できることや、マルチタップ構成として段数を切替えできることが開示されている。更に、特開２００４−３０１７５１号公報（特許文献３）には、透過光センサとしてＴＤＩセンサを使用して、透過光センサの蓄積段数と反射光センサの蓄積段数を異ならせる（指定できる）ことや、どちらか一方の画像に輝度調整、伸縮（倍率）調整、歪み調整、回転調整をできる機能を具備できることが開示されている。同様の検査装置として、特開２００６−８４１８９号公報（特許文献４）には、検査対象物のスキャンのために撮像部を移動する時、高倍率レンズの使用時にはスキャン速度を高速化し、低倍率レンズの使用時にはスキャン速度を低速化することや、カメラ部にＴＤＩセンサやレンズ切替え装置を有し、高倍レンズと低倍レンズの切替えに対応して移動速度を制御することが開示されている。更に、特開２０００−１０５２０３号公報（特許文献５）には、イメージセンサとしてＴＤＩセンサを用いること、画像処理部でエリア優先モード、標準モード、感度優先モードに応じて判定基準を設定できることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２０８６９４号公報
【特許文献２】特開２００２−３９９６０号公報
【特許文献３】特開２００４−３０１７５１号公報
【特許文献４】特開２００６−８４１８９号公報
【特許文献５】特開２０００−１０５２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１〜５に開示された技術では、センサ（例えばＴＤＩセンサ）のラインレート以上のスキャン速度で検査した場合、センサ（例えばＴＤＩセンサ）のラインレートとスキャン速度が非同期となり、画像がボケてしまう。このように、特許文献１〜５では、センサ（例えばＴＤＩセンサ）のラインレート以上のスキャン速度での使用が技術課題として配慮されていない。
【０００５】
本発明はこのような課題を解決するために、センサ（例えば、ＴＤＩセンサ）のラインレートに左右されずに高速検査を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明における特徴の一つは、センサ（例えば、ＴＤＩセンサ）のラインレートとステージスキャン速度を非同期で制御し、且つセンサ（例えば、ＴＤＩセンサ）の電荷蓄積による画像加算ずれの課題を解決するため、被検査物に細線照明を照射し、センサ（例えば、ＴＤＩセンサ）の所定の画素領域（例えば、所定の画素ラインのみ）に被検査物の散乱光を受光させることにある。
【０００７】
本発明における他の特徴は、センサ（例えば、ＴＤＩセンサ）のラインレートとステージスキャン速度の速度比によって、検出画素サイズの縦横比を制御する事が可能となることにある。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一つの態様によれば、センサ（例えば、ＴＤＩセンサ）のラインレートより高速なスキャン速度が可能となり、センサ（例えば、ＴＤＩセンサ）のラインレート以上の高速検査が図れる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る検査装置の概略図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る検査装置の検査方法のフロー図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る検査装置の検査光の走査を説明する図である。
【図４】ＴＤＩセンサの同期スキャン検査方法を説明する図である。
【図５】ＴＤＩセンサの非同期スキャン検査方法を説明する図である。
【図６】本発明の一実施形態である異物検査装置の概略構成図である。
【図７】図６におけるレーザビーム照射角度切り替えミラーの光学部分を示す図である。
【図８】図６における照射ユニットの光学部分を示す図である。
【図９】図６におけるレーザビーム照射試料の説明図である。
【図１０】レーザビームの傾き補正、照射位置補正、絞り補正を制御する機能ブロックを説明する図である。
【図１１】レーザビームの傾き補正の必要性を説明する図である。
【図１２】本発明の一実施形態におけるレーザビームの傾き補正の動作フローチャートである。
【図１３】レーザビームが傾いている場合のビーム画像と輝度値のグラフを示す図である。
【図１４】レーザビームの照射傾きを補正した後のビーム画像と輝度値のグラフを示す図である。
【図１５】レーザビームの位置補正機能の必要性を説明する図である。
【図１６】本発明の一実施形態におけるレーザビームの照射位置補正の動作フローチャートである。
【図１７】レーザビームの照射位置を補正する前のビーム画像と輝度積算数値のグラフを示す図である。
【図１８】レーザビームの照射位置を補正した後のビーム画像と輝度積算数値のグラフを示す図である。
【図１９】レーザビームの絞り補正の必要性を説明する図である。
【図２０】本発明の一実施形態におけるレーザビームの絞り補正の動作フローチャートである。
【図２１】本発明の一実施形態におけるレーザビームの絞り補正動作の検査結果の表示例と数値グラフを示す図である。
【図２２】本発明の一実施形態における感度自動調整中の画面表示例を示す図である。
【図２３】本発明の一実施形態における感度自動調整終了及びその結果を示す画面表示例を示す図である。
【図２４】本発明の一実施形態における感度自動調整終了後の結果ログファイルの一例を示す図である。
【図２５】本発明において、レーザビーム照射傾き補正と照射位置補正と絞り補正とを連続して実行する場合の動作フローチャートの一例を示す図である。
【図２６】本発明において、レーザビーム照射傾き補正と照射位置補正と絞り補正とを連続して実行する場合の動作フローチャートの他の例を示す図である。
【図２７】基準値を説明する図である。
【図２８】操作画面を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１０】
[実施例１]
実施例１として、以下に図面を用いて、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る検査装置の概略図である。図１に示した検査装置は、照明部３００、検出部４００、Ｘスケール３０、Ｙスケール４０及び処理装置１００を備えている。更に外部計算装置２００を備えても良い。本実施の形態では、暗視野画像を用いた光学式検査装置を、本発明の検査装置に適用する場合について説明する。
【００１１】
次に、本検査装置による検査方法を説明する。図２は、本発明の一実施の形態に係る検査装置の検査方法のフローチャート図である。まず、ステップ５０１で、ウェーハを検査装置内のＸＹステージ上にロードする。次に、ステップ５０２で入力装置１７０から、照明部３００、検出部４００及びＸＹステージの動作速度等の検査条件データを設定し、ウェーハの検査を開始する。
【００１２】
検査開始直後のステップ５０３で、照明部３００が検査条件設定位置に移動する。更にその直後のステップ５０４にて、検出部４００が検査条件設定位置に移動する。ステップ５０３とステップ５０４が完了すると、照明手段１０ａよりウェーハ１の表面へ検査光が照射される。次のステップ５０５で、ＸＹステージがスキャン動作を開始し、ウェーハ１の表面全面が検査光により走査される。
【００１３】
ウェーハ１の表面に照射された検査光がウェーハ１の表面のパターンや欠陥で散乱する。ステップ５０６で、散乱光を検出部４００が受光する。ステップ５０７で、検出器５０ａ（実施の形態ではＴＤＩセンサを使用）が散乱光の強度を電気信号に変換し、画像信号として処理装置１００に出力する。
【００１４】
ステップ５０８では、処理装置１００の画像処理装置１２０が、画像信号を画像処理する。ステップ５０９では、欠陥判定装置１３０が画像処理されたデータから欠陥候補群を判定し、欠陥候補群と判定された散乱光を検査結果として検査結果記憶装置１５０へ出力する。ステップ５１０では、欠陥候補群と判定された検査結果を、検査結果表示装置１６０に表示する。ステップ５１１では、ウェーハ１をアンロードし、終了となる。
【００１５】
検出部４００のセンサには、ＴＤＩ（Time Delay Integration）センサを使用している。ＴＤＩセンサは、Ｎ画素×Ｍラインで構成され、ライン方向に電荷をシフトし加算することにより、Ｍ倍の電荷が蓄積される。この特徴を利用し、ライン方向の電荷シフト速度と被検査物の移動速度を同一にすることにより、高感度かつ低ノイズの画像が取得可能となる。なお、ＴＤＩセンサのライン方向に対する電荷シフトの最高速度をラインレートと呼ぶ。
【００１６】
この種の検査装置では、ウェーハ１の表面にチップを構成するパターンが形成されている場合、通常、検出した散乱光の強度から画像信号を作成する。その後、検査装置は、検査エリア（検査チップ又は検査ショット）の画像信号を参照エリア（参照チップ又は参照ショット）の画像信号と比較し、両者の差分がしきい値以上である箇所を異物と判定する。参照エリアには、検査エリアの隣接エリア（隣接チップ或いは隣接ショット）又は予め用意した良品エリア（良品チップ或いは良品ショット）が用いられる。
【００１７】
また、検査装置に対する要求感度及び要求検査時間は、ウェーハの品種及び工程や顧客の管理方法によっても大きく異なる。まず、一般的なＴＤＩセンサの同期スキャン検査方法について説明する。図４は、ＴＤＩセンサ同期スキャン検査方法の説明図である。この場合、照明光には幅広の照明ビーム（幅広照明ビーム６００）を照射する。ウェーハ表面からの散乱光が当たっているＴＤＩセンサの受光領域６０２では、ステージスキャン速度６０４と検出器（ＴＤＩセンサ）５０ａの転送方向６０１への電荷転送速度が合っている（同期している）ため、転送を繰り返す度に散乱光の電荷を蓄積する事が可能となる。
【００１８】
そのために、従来のラインセンサ型ＣＣＤに比べて微小サイズの対象物に対して、電荷を蓄積する効果によって、大きな出力画像信号６０３を得ることが可能である。結果として、検出可能最小サイズを小さくすることが可能である。
【００１９】
次に、本発明の特徴の一つである、ＴＤＩセンサの非同期スキャンによる検査方法について説明する。
【００２０】
図５は、ＴＤＩセンサの非同期スキャン検査方法の説明図である。検査速度を高速にするために、ＴＤＩセンサ５０ａの転送方向６０１への電荷転送速度よりステージ移動（スキャン）速度６０４を速くする方法がある。この方法をＴＤＩセンサ非同期スキャン検査とする。この方法ではステージ移動（スキャン）速度を速くさせるため、検出器（ＴＤＩセンサ）５０ａの転送方向６０１への電荷転送速度の測定範囲よりも長い距離（画素サイズ）を測定することになる。このため、測定面上の測定画素サイズ６０８は、図５に示すように長方形状になる。長方形のサイズはステージ移動（スキャン）速度により変化する。すなわち、ＴＤＩセンサのラインレートとステージ移動（スキャン）速度の速度比によって、検出画素サイズの縦横比を制御することが可能となるという効果を奏する。また、ウェーハ表面からの散乱光を受光するＴＤＩセンサの受光領域６０７が、目的の測定画素ライン６０６以外の検査面情報を検出しないように、この検査方法では、散乱光の幅（センサ受光細線照明幅６０７）が目的の測定画素ライン６０６の幅又はそれよりも細い幅となる照明ビームをウェーハ表面に照射する。以下、この幅の細い照明ビームを細線照明ビーム６０５と称する。
【００２１】
ステージ移動（スキャン）速度を電荷転送速度より速くする非同期スキャン検査では、その照明光を細線照明にすることにより、従来のラインセンサ型ＣＣＤと同様、散乱光の電荷を蓄積しない信号を検出結果として得ることができる。よって電荷蓄積時間を不要とするため、高速スキャン検査での検出結果を得ることが可能となる。
【００２２】
図１の説明に戻る。照明部３００は、例えば所定波長のレーザ光等の検査光を発生するレーザー装置であり、検査光を被検査物であるウェーハ１の表面へ照射する。表面にチップ２が形成されたウェーハ１は少なくともＸＹステージに搭載されており、少なくともＸＹ方向への移動が可能である。ＸＹステージがＸ方向及びＹ方向へ移動することによって、照明部３００から照射された検査光がウェーハ１の表面を走査する。
【００２３】
照明手段１０ａは、ウェーハ１の表面に対する角度が照明仰角１１ａになるように、検査光を斜め上方から照射する。なお、照明手段１０ａは、仰角の角度を任意に切替えられる機構を備えている。また、照明手段１０ａは、ＸＹステージのＸ軸又はＹ軸に対する角度が照明ＸＹ方向角１２ａになるように、検査光をＸＹステージのＸＹ方向に対して角度をつけて照射する。照明手段１０ａは、ＸＹ方向に対する検査光の角度を任意に切替えられる機構を備えている。
【００２４】
この実施の形態に係る照明手段１０ａは、前述した仰角の切替え機構とＸＹ方向角の切替え機構の両方を備えている。また、照明手段１０ａは、被検査物の種類又は検出したい欠陥の大きさにより、照明光の偏光を任意で切替えられる機構を備えていている。照明手段１０ａは、検査光を常に被検査物であるウェーハ１の表面の所定箇所に照射できるような自動調整機構を備えている。
【００２５】
図３は、検査装置による検査光の走査を説明する図である。ウェーハ１を搭載したウェーハステージがＸ方向へ移動すると、照明手段１０ａ又は１０ｂから照射された検査光が、ウェーハ１上に形成されたチップ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの表面を矢印Ｓ１で示す方向に移動し、１ラインの走査が行われる。
【００２６】
次に、ウェーハステージがＹ方向へ移動する。そして、ウェーハステージがＸ方向に１ライン目の走査時と反対向きに移動すると、検査光がチップ２ｄ、２ｃ、２ｂ、２ａの表面を矢印Ｓ２で示す方向に移動して、２ライン目の走査が行われる。これらの動作を繰り返すことにより、ウェーハ１の表面全体の走査が行われる。ウェーハステージは、被検査物の種類又は検出したい欠陥の大きさなどの所定の条件により、ステージのＸＹ方向の移動速度が任意で設定可能な機構を備えている。
【００２７】
図１の説明に戻る。ウェーハ１の表面に照射された検査光は、ウェーハ１の表面のパターンや欠陥で散乱し、これによりウェーハ１の表面から散乱光が発生する。検出部４００は、例えば集光レンズ、ＴＤＩセンサ等で構成されており、ウェーハ１の表面で発生した散乱光を受光する。また、検出部４００は、検出器５０ａ（この実施形態ではＴＤＩセンサを使用）にて、散乱光の強度を電気信号に変換し、画像信号として処理装置１００へ出力する。なお、検出器５０ａはＣＣＤセンサを使用しても良い。
【００２８】
対物レンズ２０ａは、ウェーハ１の表面で発生した散乱光を受光し集光するレンズであり、検出器５０ａ用に個別にレンズを持つ機構を備えている。対物レンズ２０ａにおいてウェーハ１の表面で発生した散乱光を受光した後、目的とする異物及び欠陥等の散乱光以外であるウェーハ上の繰り返しパターンからの回折光を遮断するため、検出部４００は空間フィルタ２１ａを備えている。
【００２９】
空間フィルタ２１ａは、目的とする異物及び欠陥等の散乱光以外であるウェーハ上の繰り返しパターンからＸＹ方向について格子状の回折光間隔に応じて、回折光を遮断する幅及び回折光を遮断する位置を任意で切替えられる機構を備えている。また、空間フィルタ２１ａは、ウェーハ上の繰り返しパターンからのＸＹについて格子状の回折光を遮断できるようにＸＹ方向について格子状に形成され、前述した遮断幅及び回折光を遮断する位置を任意に切り替える機構を備えている。
【００３０】
結像レンズ２２ａは、被検査物の種類又は検出したい欠陥の大きさにより検出感度を変更できる、何本かの個別に倍率を持つ結像レンズが任意で切替え可能な機構を備えている。結像レンズ２２ａ及び結像レンズ２２ｂは、被検査物の種類又は検出したい欠陥の大きさにより検出感度を変更できる、すなわち一本で倍率が切替え可能なズームレンズのような結像レンズを備えていても良い。
【００３１】
照明部３００と検出部４００は、照明手段１０ａ専用の対物レンズ２０ａ、空間フィルタ２１ａ、結像レンズ２２ａ、検出器５０ａと、照明手段１０ｂ専用の対物レンズ２０ｂ、空間フィルタ２１ｂ、結像レンズ２２ｂ、検出器５０ｂとを持った複数の照明手段と検出手段の抱き合わせで構成されていても良い。
【００３２】
Ｘスケール３０及びＹスケール４０は、例えばレーザースケール等からなり、ウェーハ１を載せたウェーハステージのＸ方向位置及びＹ方向位置をそれぞれ検出して、その位置情報を処理装置１００へ出力する。
【００３３】
処理装置１００は、Ａ／Ｄ(analog to digital)変換器１１０、画像処理装置１２０、欠陥判定装置１３０、座標管理装置１４０、検査結果記憶装置１５０、検査結果表示装置１６０、入力装置１７０及び結果処理装置１８０を備えている。
【００３４】
Ａ／Ｄ変換器１１０は、検出器５０ａ又は５０ｂを含む検出部４００から入力したアナログ信号の画像信号を、ディジタル信号の画像信号に変換して出力する。
【００３５】
画像処理装置１２０は、画像比較回路１２１、しきい値演算回路１２２及びしきい値格納回路１２３を備えている。
【００３６】
画像比較回路１２１は、例えば遅延回路と差分検出回路を備えており、検出部４００で検出された検査エリアの画像信号を参照エリアの対応画素の画像信号と比較して両者の差分を検出する比較手段としての役割を果たす。
【００３７】
遅延回路は、Ａ／Ｄ変換器１１０から画像信号を入力して遅延する。これにより、遅延回路は、図３に示した走査において検査光が現在照射している検査エリアに対して１つ前の走査によって既に検査光の照射が終了した検査エリアの画像信号を出力する。
【００３８】
差分検出回路は、Ａ／Ｄ変換器１１０から出力される現在の検査光が照射している検査エリアの画像信号と遅延回路から出力される１走査前の画像信号とを入力し、両者の差分を検出して出力する。これにより、画像比較回路１２１は、検査エリアとこれに隣接する参照エリアの画像信号を比較する。検査エリアの表面に欠陥が存在する場合、欠陥で散乱した散乱光が、隣接するチップ相互の画像信号の差分となって現れる。
【００３９】
なお、画像比較回路１２１は、遅延回路の代わりに予め用意した良品チップの画像信号のデータを記憶したメモリを備え、良品の検査エリアの画像信号との比較を行うようにしても良い。
【００４０】
しきい値演算回路１２２は、例えば各検査エリアに対応する画素の画像信号の統計値に基づいて、当該対応画素の画像信号の差分と比較するためのしきい値を演算するしき値演算手段として機能する。つまり、Ａ／Ｄ変換器１１０からの検査エリアの画像信号と遅延回路からの各参照エリアの画像信号を画素毎に対応させ、各検査エリア間でばらつき（標準偏差）量を算出し、そのばらつき量に基づいて欠陥の有無の判定に用いるしきい値データを算出する。
【００４１】
しきい値格納回路１２３には、しきい値演算回路１２２から入力されたしきい値が座標管理装置１４０から入力された検査エリアの座標情報に対応付けられて保存される。
【００４２】
欠陥判定装置１３０は、判定回路１３１及び係数テーブル１３２、１３３を備えている。係数テーブル１３２及び１３３には、しきい値演算回路１２２で演算されたしきい値を変更するための係数が、ウェーハ上の座標情報と対応付けられて格納されている。係数テーブル１３２及び１３３は、座標管理装置１４０から座標情報を入力し、その座標情報に対応する係数を判定回路１３１へ出力する。係数テーブル１３２及び１３３に格納された係数は、判定回路１３１に出力された際に、対応座標のしきい値に乗じられる。これにより、例えば多数の同一製品を検査する場合、過去の検査・分析データの蓄積から欠陥の生じ易い検査エリア内の箇所又はウェーハ上の箇所（エッジ近傍等）とそうでない箇所とでしきい値が柔軟に調整される。
【００４３】
判定回路１３１には、画像比較回路１２１からの検査エリアと参照エリアとの対応画素の画像信号の差分信号と、しきい値格納回路１２３から読み出された対応画素のしきい値データと、係数テーブル１３２及び１３３から入力された対応画素のしきい値変更用の係数が入力される。
【００４４】
判定回路１３１は、画像処理装置１２０から入力されたしきい値に係数テーブル１３２及び１３３から入力した対応画素の係数を乗じて判定用しきい値を作成する。そして、画像比較回路１２１からの差分信号と対応画素の判定用しきい値とを比較し、欠陥の有無を判定する。ここでは、差分信号が判定用しきい値以上である場合に当該画素が欠陥からの散乱光によるものと判定し、その検査結果を検査結果記憶装置１５０へ出力する。また、判定回路１３１は、判定に用いたしきい値の情報を検査結果記憶装置１５０へ出力する。
【００４５】
座標管理装置１４０は、Ｘスケール３０及びＹスケール４０から入力したウェーハステージの位置情報（つまりウェーハ１の位置情報）に基づいてウェーハ１上の現在検査光が照射されている位置のＸ座標及びＹ座標を検出し、その座標情報を画像処理装置１２０、欠陥判定装置１３０、検査結果記憶装置１５０に出力する。この座標管理装置１４０にはまた、ウェーハ１上の各検査エリアの配置情報が記憶されている。座標管理装置１４０に記憶された各検査エリアの配置情報が、前述したように画像処理装置１２０や係数テーブル１３２及び１３３に出力される。
【００４６】
検査結果記憶装置１５０は、欠陥判定装置１３０から入力した検査結果と、座標管理装置１４０から入力した対応画素の座標情報とを対応付けて記憶する。検査結果記憶装置１５０は、欠陥判定装置１３０から入力したしきい値の情報を、対応画素の検査結果又は座標情報と対応付けて記憶する。検査結果は、装置内の気圧及び気温の変化に伴う検出部の焦点の変動を補正する機能を備えている。
【００４７】
検査結果表示装置１６０は、検査結果記憶装置１５０から入力した検査結果情報を表示する。また、検査結果表示装置１６０は、欠陥候補をレビューする時の欠陥候補画像を表示する。なお、表示部の一例として、検査結果表示装置１６０が相当する。更に、前述したように、照明部３００と検出部４００は、照明手段１０ａ専用の対物レンズ２０ａ、空間フィルタ２１ａ、結像レンズ２２ａ、検出器５０ａと、照明手段１０ｂ専用の対物レンズ２０ｂ、空間フィルタ２１ｂ、結像レンズ２２ｂ、検出器５０ｂとを持った複数の照明手段と検出手段の抱き合わせで構成される。すなわち、照明部３００と検出部４００は、複数の照明手段と検出手段を持った場合、個別での検出結果表示と複数の検出結果合成表示を可能とする。
【００４８】
入力装置１７０は、例えば検査結果のレビューを行う場合、検査結果表示装置１６０のマップ上から欠陥候補を選択する。また、入力装置１７０は、欠陥候補番号（No.）の入力を行う。さらに、欠陥候補が欠陥か擬似欠陥かの判定結果を入力する。なお、入力部の一例として、入力装置１７０が相当する。
【００４９】
結果処理装置１８０は、例えば入力装置１７０での欠陥候補が欠陥か擬似欠陥かの判定結果に基づいて欠陥候補群から擬似欠陥群を削除する。さらに、擬似欠陥群を検出しないしきい値の演算を行う。なお、処理部の一例として、結果処理装置１８０が相当する。
【００５０】
外部計算装置２００は、例えば検査結果記憶装置１５０からの検査結果からオフラインで欠陥候補のレビューを行い、検査条件データの作成を行う。
【００５１】
本発明の実施の態様は、上記記載に限定されるものではなく、その技術思想の範囲において、種々変形可能である。また、本明細書では、例えば、ＴＤＩセンサのラインレート以上のスキャン速度で検査した場合、ＴＤＩセンサのラインレートとスキャン速度が非同期となり画像がボケてしまうため、ＴＤＩセンサのラインレート以上のスキャン速度では使えないという課題について着目する。そして、このような課題を解決するために、ＴＤＩセンサのラインレートに左右されず高速検査を可能とすることを目的とする。そして、ＴＤＩセンサのラインレートとステージスキャン速度を非同期で制御し、且つＴＤＩセンサの電荷蓄積による画像加算ずれの課題を解決するため、被検査物に細線照明を照射し、ＴＤＩセンサの任意の画素ラインのみに被検査物の散乱光を受光させる。また、ＴＤＩセンサのラインレートとステージスキャン速度の速度比によって、検出画素サイズの縦横比を制御することが可能となる特徴・効果を有する。
【００５２】
また、高い検査感度をより得やすい検査（例えば、ＴＤＩセンサ同期スキャン検査）と、高い検査速度（高スループット）をより得やすい検査（例えば、ＴＤＩセンサ非同期スキャンによる検査）とを同じ検査装置上で実現できるという特徴・効果を有する。
【００５３】
また、本明細書で開示される内容を列挙すると、例えば、以下の通りである。
１．検査光を被検査物へ照射する照射部と、前記被検査物の表面または表面近傍で発生した反射光または散乱光の強度と位置とを検出する検出部と、前記被検査物を搭載し、移動速度を任意に可変できるステージ部と、前記照射部と前記検出部と前記ステージ部を制御する制御部と、前記検出部にて検出された情報を処理する処理部と、前記処理部にて処理された情報を表示する表示部とを有した検査装置であって、前記検出部は、光を検出するセンサを有し、前記センサの所定部分の画素領域に受光することを特徴とする検査装置。
２．上記１に記載の検査装置において、前記制御部は、前記検出部の反射光または散乱光を検出するセンサのセンサ駆動速度と前記ステージ部の動作速度の比率を変更することにより検査速度を任意に可変することを特徴とする検査装置。
【００５４】
３．上記１に記載の検査装置において、前記制御部にて前記検出部のセンサ駆動速度と前記ステージ部の動作速度の比率を変更することにより、前記検出部のセンサ画素サイズの縦横比を変更することを特徴とする検査装置。
４．上記１に記載の検査装置において、前記検出部のセンサに時間遅延積分型イメージセンサ（ＴＤＩセンサ）を用いたことを特徴とする検査装置。
５．上記４に記載の検査装置において、前記検出部のＴＤＩセンサの駆動速度に対し、前記ステージ部の動作速度を任意の速度に設定することを特徴とする検査装置。
【００５５】
６．上記１に記載の検査装置において、前記照射部は検査光を被検査物へ照射する照射幅を可変することを特徴とする検査装置。
７．上記６に記載の検査装置において、前記照射幅を、前記検出部のセンサの特定した画素幅と少なくとも同幅、或いは同幅よりも細くして被検査物へ照射することを特徴とする検査装置。
８．上記１に記載の検査装置において、前記表示部は、前記処理部にて処理された欠陥候補群を表示し、前記表示部において表示された前記欠陥候補群から任意の欠陥候補を選択する入力部を更に有することを特徴とする検査装置。
【００５６】
９．上記１に記載の検査装置において、前記センサの所定部分の画素領域は、前記センサの所定の画素ラインのみであることを特徴とする検査装置。
１０．上記１に記載の検査装置において、前記センサは、ＴＤＩセンサであり、前記制御部は、前記ＴＤＩセンサの同期スキャン検査モードと、前記ＴＤＩセンサの非同期スキャン検査モードを切替え制御することを特徴とする検査装置。
１１．検査光を被検査物へ照射し、前記被検査物の表面または表面近傍で発生した反射光または散乱光の強度と位置とを検出する検査方法であって、前記検出において、光を検出するセンサの所定部分の画素領域に受光することを特徴とする検査方法。
【００５７】
１２．上記１１に記載の検査方法において、前記センサのセンサ駆動速度と前記被検査物の移動速度の比率を変更することにより検査速度を任意に可変することを特徴とする検査方法。
１３．上記１１に記載の検査方法において、前記センサのセンサ駆動速度と前記被検査物の移動速度の比率を変更することにより、前記センサのセンサ画素サイズの縦横比を変更することを特徴とする検査方法。
１４．上記１１に記載の検査方法において、前記センサに時間遅延積分型イメージセンサ（ＴＤＩセンサ）を用いたことを特徴とする検査方法。
【００５８】
１５．上記１４に記載の検査方法において、前記ＴＤＩセンサの駆動速度に対し、前記被検査物の移動速度を任意の速度に設定することを特徴とする検査方法。
１６．上記１１に記載の検査方法において、前記検査光を被検査物へ照射する照射幅を可変することを特徴とする検査方法。
１７．上記１６に記載の検査方法において、前記照射幅を、前記センサの特定した画素幅と少なくとも同幅、或いは同幅よりも細くして被検査物へ照射することを特徴とする検査方法。
１８．上記１１に記載の検査方法において、欠陥候補群を表示し、表示された前記欠陥候補群から任意の欠陥候補を選択することを特徴とする検査方法。
【００５９】
１９．上記１１に記載の検査方法において、前記センサの所定部分の画素領域は、前記センサの所定の画素ラインのみであることを特徴とする検査方法。
２０．上記１１に記載の検査方法において、前記センサは、ＴＤＩセンサであり、前記制御部は、前記ＴＤＩセンサの同期スキャン検査モードと、前記ＴＤＩセンサの非同期スキャン検査モードを切替え制御することを特徴とする検査方法。
【００６０】
[実施例２]
続いて、実施例２を以下に説明する。検査装置においては、センサ所定の画素領域から検査光が外れないようにしなければならない。以下の実施例２では、上記の解決方法について述べる。実施例２では、実施例１を維持しつつ検出感度を安定に保つことを目的とし、図６〜図２８を用いて説明する。
【００６１】
以下、本発明の実施形態について異物検査装置の概要に関して説明する。図６は、本発明の一実施形態である異物検査装置の概略構成図であり、半導体ウェーハ表面の異物検査装置に適用した場合の図である。なお、図６では、異物検査装置を覆うカバー、土台、操作卓等は除き、レーザ装置から、レーザビーム画像を取り込むまでの概略構成を示している。なお、ゴミ、付着物、傷、結晶欠陥、汚れ等を総称して異物と定義する。 
【００６２】
図６において、異物検査装置は、レーザ装置１０００と、照射ユニット１０１０と、レーザビーム照射角度切り替えミラー１０２０と、レーザビーム照射試料１０３０と、結像レンズ１０４０と、レーザビーム方向切り替えミラー１０５０と、レーザビーム取り込みカメラ１０６０と、平面状の検査ステージ１０７０とを備えている。検査ステージ１０７０には、平面状の被検査物である半導体ウェーハ１０８０が配置され、この半導体ウェーハ１０８０の表面上の異物がＴＤＩカメラ１１００にて検出される。自動感度調整時には標準粒子１０９０が塗布された半導体ウェーハ１０８０がロードされ、自動感度調整終了後はアンロードされる。ここで、レーザビーム照射試料１０３０は、検査ステージ１０７０に固定されている。
【００６３】
異物検査動作は、レーザ装置１０００から発光したレーザビーム光を検査ステージ１０７０上の半導体ウェーハ１０８０に照射させたまま、検査ステージ１０７０をＸＹ方向に走査させることで行う。レーザ装置１０００から照射されたレーザビームは、照射ユニット１０１０を通り、レーザビーム照射角度切り替えミラー１０２０によって角度を変え、斜め方向から検査ステージ１０７０上に載置された半導体ウェーハ１０８０に照射される。半導体ウェーハ１０８０の表面で発生したレーザビームの散乱光は、ＴＤＩカメラ１１００により、異物に関する情報を含む光として捕らえられる。
【００６４】
レーザビーム照射試料１０３０に照射されたレーザビームは、レーザビーム結像レンズ１０４０及びレーザビーム方向切り替えミラー１０５０を介してレーザビーム取り込みカメラ１０６０に取り込まれる。
【００６５】
図７は、レーザビーム照射角度切り替えミラーの光学部分を示す図である。ビーム照射角度切り替えミラー１０２０は、矢印１に示すようにミラーを左右に動作させることができる機構を備える。ミラーを左右に動作させることにより、ビーム照射試料１０３０上におけるレーザビーム照射位置を変化させることが可能である。
【００６６】
図８は、照射ユニット１０１０の光学部分を示す図である。図８の（A）は照射ユニット１０１０の平面図、（B）は照射ユニット１０１０の側面図、（C）は（A）の状態から回転させた状態の平面図、（D）は（C）の状態の側面図を示す。図８に示すように、照射ユニット１０１０の光学部分は、２個のシリンドリカルレンズ１０１０ａ、１０１０ｂと、１個の素ガラス１０１０ｃとを有し、円盤状の素ガラス１０１０ｃを挟んでシリンドリカルレンズ１０１０ａ及び１０１０ｂが側方から見て入出力面が「ハ」の字形状になるように組み立てられている。
【００６７】
光学部分は、矢印２で示すように、素ガラス１０１０ｃの中心軸の周りに回転可能である。また、光学部分は、矢印３で示すように、素ガラス１０１０ｃの軸方向に沿って上下に移動可能となっている。レーザ装置１０００から発せられたレーザビームは、矢印４に示すように、照射ユニット１０１０の光学部分を通過する。
【００６８】
例えば矢印２で示すように照射ユニット１０１０を回転移動させれば、レーザビームの傾きを変えることができる。一方、矢印３で示すように、照射ユニット１０１０を上下移動させれば、レーザビームの幅を絞ることができる。光学部分移動後のレーザビームがそれぞれ一定の基準線を満たせば、補正が終了したものとみなすことができる。ここで、一定の基準線とは、レーザビーム取り込みカメラ１０６０により撮影された画像面上の基準線とする。
【００６９】
図９は、レーザビーム照射試料１０３０の説明図である。図９において、レーザビーム照射試料１０３０の素材には、耐摩耗性、耐熱性、耐衝撃性に優れ、安価なアルミナセラミック（酸化アルミニウム陶器）を使用する。レーザビーム照射試料１０３０のうちレーザビームの照射面は、レーザビームを乱反射させるように研磨されている。レーザビーム照射試料１０３０は、検査ステージ１０７０に取り付けられる。
【００７０】
異物検出感度の自動調整動作は、上述した異物検査動作を実施する直前に自動的に実施する。以下、異物検出感度の自動調整動作について説明する。レーザビームの傾き補正とレーザビームの照射位置補正では、レーザビーム照射試料１０３０にレーザビームを照射させて傾きと照射位置補正を実施する。レーザビームの絞り位置補正では、半導体ウェーハ１０８０にレーザビームを照射させてレーザビーム絞り位置補正を実施する。以上のように、異物検出感度の自動調整動作には、３段階の補正機能が必要となる。
【００７１】
図１０は、レーザビームの傾き補正、照射位置補正、絞り補正を制御する機能ブロックの構成例である。なお、この機能ブロック図においては、図６に示したレーザビーム方向切替ミラー１０５０及び検査ステージ１０７０は省略してある。図１０において、レーザ装置１０００から発光されたレーザビームは、照射ユニット１０１０、レーザビーム照射角度切り替えミラー１０２０を通過してレーザビーム照射試料１０３０に照射される。レーザビーム照射試料１０３０に照射されたレーザビームは、このレーザビーム照射試料１０３０で反射され、結像レンズ１０４０を介してレーザビーム取り込みカメラ１０６０で捕らえられる。
【００７２】
レーザビーム取り込みカメラ１０６０で捕らえられたレーザビーム画像は、画像取り込みボード１０６１により画像ファイルに変換され、画像演算処理部（演算制御部）１０６２に与えられる。画像演算処理部（演算制御部）１０６２は、レーザビームの傾き補正量、後述するように、照射位置補正量及び絞り補正量を演算する。画像演算処理部１０６２により演算されたレーザビームの照射位置補正量は、モータドライバインターフェース１０６４を介して、それぞれレーザビーム傾き補正用モータドライバ１０６７、レーザビーム位置補正用モータドライバ１０６５に供給される。
【００７３】
レーザビーム傾き補正用モータドライバ１０６７は、シリンドリカルレンズ１０１０ｂを回転動作させ、レーザビームの傾き位置を補正する。レーザビーム照射位置補正用モータドライバ１０６５は、レーザビーム照射角度切り替えミラー１０２０を左右に動作させ、レーザビームの照射位置を補正する。このように照射位置が補正されたレーザビームは、上述した同じ経路を通過して画像取り込みボード１０６１に供給され、画像ファイルに変換された後、画像演算処理部１０６２によりレーザビーム画像表示部（ディスプレイ）１０６３で画像表示される。
【００７４】
このように傾き及び照射位置が補正されたレーザビームは、上述した同じ経路を通過して鏡面加工された半導体ウェーハ１０８０を検査する。なお、ウェーハ１０８０で発生した散乱光は、ＴＤＩセンサ１１００で捕らえられ、検査結果は検査結果処理ボード１１０１で画像ファイルに変換された後、検査結果処理演算部１１０２により検査結果表示部（ディスプレイ）１１０３で画像表示される。
【００７５】
レーザビーム絞り補正用モータドライバ１０６６は、表示された結果に基づいてレーザビームシリンドリカルレンズ１０１０ｂを上下方向に動作させ、レーザビーム絞り位置を補正する。
【００７６】
画像演算処理部１０６２はコンピュータにより構成され、コンピュータプログラムに従って、照射ユニット１０１０のレーザビーム照射位置を補正すると共に、レーザビーム照射角度切り替えミラー１０２０、レーザビーム方向切替ミラー１０５０、検査ステージ１０７０の動作を制御する。
【００７７】
続いて、レーザビームの傾き位置補正に関して説明する。図１１はレーザビームの傾き補正機能の必要性について説明した図である。図１１は、ＴＤＩセンサのＹ方向１１２０に対して平行にレーザビームが照射されていない状態を示している。すなわち、レーザビーム照射位置１１３０が、ＴＤＩセンサのＹ方向１１２０に対して傾斜している状態を示している。なお、図１１に行列配置された個々の矩形パターンは単位受光素子である。図１１に示すように、レーザビーム照射位置１１３０のビーム幅は単位受光素子の幅よりも狭くなっている。レーザビームを受光するＴＤＩセンサの受光領域がＹ方向に対して１列に統一されていない場合、異物検出位置や検出感度が安定に保てない。そこで、レーザビームをＴＤＩセンサのＹ方向１１２０に対して平行に照射させるための補正機能が必要となる。
【００７８】
図１２は、レーザビームを照射してから、レーザビームのＸＹ平面内における傾きを補正するまでのフローチャート（コンピュータプログラム用のフローチャートとしても利用できる）である。当該補正はステップ１２００から開始される。
【００７９】
感度自動調整の際、レーザ装置１０００から照射されたビームは、上述した経路を通過してビーム照射試料１０３０に照射され、結像レンズ１０４０、レーザビーム方向切り替えミラー１０５０を介してビーム取り込みカメラ１０６０に取り込まれる（ステップ１２０１、１２０２）。そして、取り込まれたビーム画像はファイルに保存され、保存された画像ファイルは画像演算処理部１０６２がＸ方向に分割して読み込む（ステップ１２０３、１２０４）。画像演算処理部１０６２がＸ方向に分割して読み込んだデータは輝度データであり、数値化される。画像演算処理部１０６２は、数値化したデータをＹ方向に積算する（ステップ１２０５）。
【００８０】
次に、画像演算処理部１０６２は、積算したデータからノイズ成分を除去するため平滑化処理を行い、平滑化したデータの数値の最大値に対応するＹ座標を取得する（ステップ１２０６）。分割したデータからそれぞれ最大値に対応するＹ座標を取得し、その最大値に対応するＹ座標をグラフ化し、そのグラフからＸＹ平面内におけるレーザビームの傾きを求める（ステップ１２０７、１２０８）。
【００８１】
図１３の（Ａ）は、レーザビームが傾いている場合のレーザビーム画像を示す図であり、図１３の（Ｂ）は、輝度値の最大値Ｙ座標データのグラフである。図１３において、１３００はレーザビーム傾き補正前のビーム照射部分を示し、１３０１はビームが照射されていない部分を示す。また、１３０２はレーザビーム画像の輝度積算値グラフ表示のＹ軸（縦軸）、１３０３はレーザビーム画像の輝度積算値グラフ表示のＸ軸（横軸）、１３０４はＸ軸の分割した幅内での輝度値をＹ方向に積算したときの最大値のＹ軸座標を示す。図１３の（Ｂ）に示したグラフから１次直線式ｙ＝ａｘ＋ｂを求め、傾きａを算出する（ステップ１２０８）。
【００８２】
このとき、その傾きａをレーザビーム傾き位置補正量として、ａ＝０付近であれば、補正動作は実行せず、動作フローは終了となる（ステップ１２０９、１２１１）。
【００８３】
一方、ステップ１２０９において、傾きａがａ＝０付近より大きい値であれば、シリンドリカルレンズ１０１０ｂを動作させ、ステップ１２０２に戻る（ステップ１２０９、１２１０）。別方法としてモータを備え付けたＴＤＩセンサを動作させ、レーザビーム傾きを補正してもよい。
【００８４】
図１４の（Ａ）は、レーザビームのＸＹ平面内における傾きを調整した後のレーザビーム画像を示し、図１４の（Ｂ）は、傾き調整後の輝度値の最大値Ｙ座標データのグラフである。図１４において、１３０５は、レーザビーム照射部分を示し、１３０６はレーザビームが照射されていない部分を示す。また、１３０７はレーザビーム画像の輝度積算値グラフ表示のＹ軸、１３０８はレーザビーム画像の輝度積算値グラフ表示のＸ軸、１３０９はＸ軸の分割した幅内での輝度値をＹ方向に積算したときの最大値のＹ軸座標を示す。
【００８５】
図１４に示すように、レーザビームのＸＹ平面内の傾きが補正されたことが判別できる。図１３の（Ａ）、図１４の（Ｂ）は、感度調整時にレーザビーム画像表示部（ディスプレイ）１０６３に表示しても良いし、メンテナンス時のみ、傾きの確認のためにレーザビーム画像表示部（ディスプレイ）１０６３に表示しても良い。
【００８６】
以下から、レーザビームの照射位置補正に関して説明する。
図１５は、レーザビームの照射位置補正機能の必要性を説明した図である。レーザビームが、ＴＤＩセンサＹ方向１１２０の受光領域に平行に照射されている状態１１３１であっても、レーザビームの照射開始Ｘ位置が検査毎に変動する場合、異物検出位置が安定に保てない。そこでレーザビームをＴＤＩセンサＸ方向１１４０に対して受光位置を常に同じ位置に照射させるようにレーザビーム照射位置を補正する機能が必要となる。
【００８７】
図１６は、レーザビームを照射してからレーザビームの照射位置を補正するまでのフローチャート（コンピュータプログラム用のフローチャートとしても利用できる）である。当該補正はステップ１４００から開始される。
【００８８】
感度自動調整の際、レーザ装置１０００から照射されたレーザビームは、上述した経路を通過して、レーザビーム照射試料１０３０に照射され、結像レンズ１０４０、レーザビーム方向切り替えミラー１０５０を介してレーザビーム取り込みカメラ１０６０に取り込まれる（ステップ１４０１、１４０２）。取り込まれたレーザビーム画像はファイルに保存され、保存された画像ファイルは画像演算処理部１０６２が読み込む（ステップ１４０３）。読み込んだデータは輝度データであり、数値化される（ステップ１４０４）。この後、画像演算処理部１０６２は、数値化したデータをＹ方向に積算する（ステップ１４０５）。
【００８９】
画像演算処理部１０６２は、積算したデータからノイズ成分を除去するため平滑化処理を行い、平滑化したデータの数値の最大値に対応するＹ座標を取得する（ステップ１４０６）。最大値に対応するＹ座標を取得し、基準値からの差を求める（ステップ１４０７）。
【００９０】
この基準値を、図２７を用い説明する。図２７の横軸はレーザビームの照射位置座標３００１であり、縦軸は検出異物の輝度値３０００である。矢印はＴＤＩセンサの幅３００２であり、この範囲内にレーザビームが照射されれば検出感度は安定に保たれる。基準値は、レーザビームの照射位置座標３００１がＴＤＩセンサの幅３００２に照射された状態で、検出異物の輝度値グラフ３００３が最も高くなる範囲内で任意に決められた座標位置である。この基準値からの差がレーザビームの照射位置補正量である。
【００９１】
図１７の（Ａ）は、照射位置補正前のレーザビームが試料に照射されている場合におけるレーザビーム画像を示し、図１７の（Ｂ）は、その場合における輝度値の最大値Ｙ座標データのグラフを示す。図１７において、１４１１はレーザビーム照射部分を示し、１４１２はレーザビームが照射されていない部分を示す。また、１４１３はレーザビーム画像の輝度積算値グラフ表示のＹ軸、１４１４はレーザビーム画像の輝度積算値グラフ表示のＸ軸、１４１５はレーザビーム画像の輝度積算値グラフ、１４１６はＸ方向に分割して読み込んだデータ（輝度値）をＹ方向に積算したときの最大値のＸ軸座標（すなわち、レーザビーム照射位置座標）を示す。１４１７はレーザビーム照射位置の基準位置のＸ軸座標を示し、１４１８はレーザビーム照射位置座標とレーザビーム照射位置基準位置との差を示す。
【００９２】
このとき、レーザビーム照射位置補正量が基準値付近であったら、補正動作は実行せず、動作フローは終了となる（ステップ１４０８、１４１０）。別方法としてモータを備え付けたＴＤＩセンサを動作させ、レーザビーム照射位置を補正してもよい。
【００９３】
一方、レーザビーム照射位置補正量が基準値付近でない場合、ステップ１４０９に進む。ステップ１４０９では、レーザビーム最大輝度位置が基準値付近であれば、レーザビーム方向切り替えミラー１０２０を動作させ、ステップ１４０２に戻る（ステップ１４０８、１４０９）。
【００９４】
図１８の（Ａ）は、レーザビームのＸＹ平面内における照射位置を調整した後のレーザビーム画像を示し、図１８の（Ｂ）は、その場合における輝度値の最大値Ｙ座標データのグラフを示す。図１８の（Ａ）において、１４２０はレーザビーム照射部分を示し、１４２１はレーザビームが照射されていない部分を示す。また、１４２２はレーザビーム画像の輝度積算値グラフ表示のＹ軸、１４２３はレーザビーム画像の輝度積算値グラフ表示のＸ軸、１４２４はレーザビーム画像の輝度積算値グラフ、１４２５はＸ方向に分割した幅内での輝度値をＹ方向に積算したときの最大値のＸ軸座標を示す。図１８に示すように、レーザビームの照射位置が補正されたことが判別できる。
【００９５】
図１７の（Ａ）、図１８の（Ａ）は、感度調整時にレーザビーム画像表示部（ディスプレイ）１０６３に表示してもよいし、メンテナンス時のみ、照射位置の確認のためにレーザビーム画像表示部（ディスプレイ）１０６３に表示してもよい。
【００９６】
以下から、レーザビームの絞り補正に関して説明する。
図１９は、レーザビームの絞り補正機能の必要性について説明した図である。レーザビーム１５１０をレーザビーム照射試料１０３０に照射させて、レーザビーム照射位置を捉える。その後、レーザビーム照射試料１０３０の照射時における照射高さ１５３０を維持したまま、レーザビーム１５２０を検査ステージ１０７０上の半導体ウェーハ１０８０に照射する。すると光学機構の組み付け誤差や経時変化によりレーザビーム照射試料１０３０と半導体ウェーハ１０８０にレーザビーム絞り位置ずれが生じる。このずれにより、レーザビームは照射高さ１５３０の位置に対し、広がり１５４０を見せ、図１９のレーザビーム照射位置１１３２に示すように、ＴＤＩセンサのＸ方向の画素にまたがることとなる。
【００９７】
このレーザビーム絞り補正においては、レーザビームの絞りを自動で認識し、最もレーザビームが絞れた位置に調整する。最もレーザビームの絞れた位置とはレーザビームの幅が最も狭い位置である。
【００９８】
図２０は、レーザビームの絞り位置を最適値に合わせる、つまり、絞り補正の動作フローチャート（コンピュータプログラムのフローチャートとしても用いることができる）である。当該補正はステップ１５００から開始される。
【００９９】
感度自動調整の際、レーザ装置１０００から照射されたレーザビームは、上述した経路を通過して、検査ステージ１０７０上に載置された鏡面加工された半導体ウェーハ１０８０に照射され、結像レンズ１０４０を介して散乱光がＴＤＩカメラ１１００に取り込まれる（ステップ１５０１、１５０２）。取り込まれた散乱光は、検査結果処理ボード１１０１に取り込まれ、検査結果演算処理部１１０２で検査結果のヒストグラムに処理される（ステップ１５０３、１５０４）。次に、ヒストグラムの最大値が取得されたか否かを判定する（ステップ１５０５）。最大値が取得されていない場合、シリンドリカルレンズを上下方向に一定量移動させながら検査を実施する（ステップ１５０８）。ヒストグラムの最大値を取得するまで（ステップ１５０５）、ステップ１５０２、１５０３、１５０４、１５０８の処理を繰り返し実施する。
【０１００】
ステップ１５０５において、ヒストグラムの最大値が取得された場合、ステップ１５０６に進み、ヒストグラムの最大値のピークを作成するために再度シリンドリカルレンズを一定量移動させ、鏡面加工された半導体ウェーハの検査を実施する。検査結果から、ヒストグラムの最大値を記録し、絞り検査回数分取得したヒストグラムの最大値をグラフ化し、このヒストグラムの最大値から、最小二乗法にて最大値が得られるシリンドリカルレンズの位置を算出する（ステップ１５０７）。この最大値が得られるシリンドリカルレンズの位置が最もレーザビームの絞れた位置である（ステップ１５０９）。この後、処理を終了する（ステップ１５１０）。
【０１０１】
図２１の１６００は検査結果表示マップを示し、１６０１は検査の結果得られた輝度値のヒストグラムを示し、１６０２は検査結果回数分のヒストグラムの最大値を示す。最もレーザビームの絞れた位置の結果からシリンドリカルレンズ１０１０ｂの高さ方向の位置を算出し、その最もレーザビーム幅の狭いレーザビーム絞り機構座標にシリンドリカルレンズ１０１０ｂを合わせる。
【０１０２】
図２２は、本発明の一実施形態における感度自動調整実施中にディスプレイに表示する メッセージ文字列１７０１の画面１７００を示す図である。また、図２３は、本発明の一実施形態における感度自動調整終了時にディスプレイに表示するメッセージ文字列１８０１の画面１８００を示す図である。図２２に示すように、感度調整実行中は、「自動感度調整中」のメッセージ１７０１を表示し、図２３に示すように、正常に終了した場合「装置感度正常」のメッセージ１８０１を表示する。図２３において、異常時は「装置感度異常」のメッセージを表示する。
【０１０３】
図２４は、本発明の一実施形態における感度自動調整を実施した際の履歴を残すログ１９００を示す図である。図２４において、日付１９０１と時間１９０２、感度自動調整を実施した際の正常終了か異常終了かのメッセージ１９０３を記録する。
【０１０４】
上述した例において、レーザビームの傾き補正と照射位置補正と絞り補正とは、それぞれ、いずれか一方のみを実行しても良いし、全て共に実行しても良い。
【０１０５】
図２５は、レーザビームの照射位置補正と絞り補正との両方共実行する場合のフローチャートである。当該補正はステップ２０００から開始される。図２５において、ステップ２００１で図１４に示したレーザビームの傾き補正を実行した後に、ステップ２００２で図１７に示したレーザビームの照射位置補正を実行した後に、ステップ２００３で図２０に示したレーザビームの絞り補正を実行する。
【０１０６】
レーザビームの傾き補正と照射位置補正と絞り補正との全て共に実行する場合、精度向上を図るため、図２６に示すように、レーザビーム傾き補正（ステップ２１０１）を行い、レーザビーム絞り補正（ステップ２１０２）を行い、レーザビーム照射位置補正（ステップ２１０３）を行った後、もう一度、レーザビーム絞り補正（ステップ２１０４）を実行しても良い。
【０１０７】
以上のように、本発明によれば、安定した検出感度を維持可能な異物検査装置、異物検出方法、異物検出装置用コンピュータプログラムを実現することである。つまり、経時変化等の理由により、異物検査装置内の構造に組みつけ誤差が生じたとしても、異物検出動作前に、レーザビームの傾き、照射位置、絞り自動的に一定の状態とすることができるので、異物検出感度の低下を防止して、安定した検出感度を維持することができる。
【０１０８】
なお、上述した例は、本発明を半導体ウェーハ表面の異物検査装置に適用した場合の例であるが、本発明は、半導体ウェーハに限らず、その他の平面状の被検査物における異物検査装置及び異物検査方法に適用することが可能である。
【０１０９】
また、実施例２はＴＤＩ非同期検査に伴って使用しても良いし、単独で実施しても良い。ＴＤＩ非同期検査はユーザの選択することにより実施する。異物検査装置においては図２８に示すように操作画面上４０００に超高速検査の選択ボックス４００１を用意し、ユーザに選択させる。検査結果は異物マップ４００２に表示する。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明は半導体ウェーハの検査に限らず、液晶基板、ハードディスク、フォトマスク基板、他、様々な被検査対象物の表面の傷、欠陥、汚れ等の検査に広く適用可能である。
【符号の説明】
【０１１１】
１  ウェーハ
２  チップ
１０ａ、１０ｂ  照明手段
１１ａ、１１ｂ  照明仰角
１２ａ、１２ｂ  照明ＸＹ方向角
２０ａ、２０ｂ  対物レンズ
２１ａ、２１ｂ  空間フィルタ
２２ａ、２２ｂ  結像レンズ
３０  Ｘスケール
４０  Ｙスケール
５０ａ、５０ｂ  検出器
１００  処理装置
１１０  Ａ／Ｄ変換器
１２０  画像処理装置
１２１  画像比較回路
１２２  しきい値演算回路
１２３  しきい値格納回路
１３０  欠陥判定装置
１３１  判定回路
１３２、１３３  係数テーブル
１４０  座標管理装置
１５０  検査結果記憶装置
１６０  検査結果表示装置
１７０  入力装置
１８０  結果処理装置
２００  外部計算装置
３００  照明部
４００  検出部
６００  幅広照明ビーム
６０１  ＴＤＩ転送方向
６０２  ＴＤＩ照明領域
６０３  ＴＤＩ出力画像信号
６０４  ステージ移動方向
６０５  細線照明ビーム
６０６  ＴＤＩ測定画素ライン
６０７  ＴＤＩセンサ受光細線照明幅
６０８  測定画素サイズ
１０００  レーザ装置
１０１０  照射ユニット
１０１０ａ  シリンドリカルレンズ
１０１０ｂ  シリンドリカルレンズ（傾き補正・絞り補正）
１０１０ｃ  素ガラス
１０２０  レーザビーム照射角度切り替えミラー
１０３０  レーザビーム照射試料
１０４０  レーザビーム結像レンズ
１０５０  レーザビーム方向切替ミラー
１０６０  レーザビーム取り込みカメラ
１０６１  画像取り込みボード
１０６２  画像演算処理部
１０６３  レーザビーム画像表示部
１０６４  モータドライバインターフェース
１０６５  レーザビーム位置補正用モータドライバ
１０６６  レーザビーム絞り補正用モータドライバ
１０６７  レーザビーム傾き補正用モータドライバ
１０７０  検査ステージ
１０８０  半導体ウェーハ
１０９０  標準粒子
１１００  ＴＤＩセンサ
１１０１  検査結果処理ボード
１１０２  検査結果処理演算部
１１０３  検査結果表示部
１１２０  ＴＤＩセンサ（Y方向）
１１３０  レーザビーム照射位置（傾き）
１１３１  レーザビーム照射位置（並行）
１１３２  レーザビーム照射位置（ＴＤＩセンサX方向画素またがり）
１１４０  ＴＤＩセンサ（X方向）
１３００  レーザビーム傾き補正前−レーザビーム照射部分
１３０１  レーザビーム傾き補正前−レーザビーム照射されていない部分
１３０２  レーザビーム傾き補正前−レーザビーム画像輝度積算数値グラフ表示Ｙ軸
１３０３  レーザビーム傾き補正前−レーザビーム画像輝度積算数値グラフ表示Ｘ軸
１３０４  レーザビーム傾き補正前−レーザビーム画像輝度積算数値グラフ
１３０５  レーザビーム傾き補正後−レーザビーム照射部分
１３０６  レーザビーム傾き補正後−レーザビーム照射されていない部分
１３０７  レーザビーム傾き補正後−レーザビーム画像輝度積算数値グラフ表示Ｙ軸
１３０８  レーザビーム傾き補正後−レーザビーム画像輝度積算数値グラフ表示Ｘ軸
１３０９  レーザビーム傾き補正後−レーザビーム画像輝度積算数値グラフ
１４１１  レーザビーム照射位置補正前−レーザビーム照射部分
１４１２  レーザビーム照射位置補正前−レーザビーム照射されていない部分
１４１３  レーザビーム照射位置補正前−レーザビーム画像輝度積算数値グラフ表示Ｙ軸
１４１４  レーザビーム照射位置補正前−レーザビーム画像輝度積算数値グラフ表示Ｘ軸
１４１５  レーザビーム照射位置補正前−レーザビーム画像輝度積算数値グラフ
１４１６  レーザビーム照射位置補正前−レーザビーム照射位置座標
１４１７  レーザビーム照射位置補正前−レーザビーム照射位置基準位置
１４１８  レーザビーム照射位置補正前−レーザビーム照射位置座標とレーザビーム照射位置基準位置との差
１４２０  レーザビーム照射位置補正後−レーザビーム照射部分
１４２１  レーザビーム照射位置補正後−レーザビーム照射されていない部分
１４２２  レーザビーム照射位置補正後−レーザビーム画像輝度積算数値グラフ表示Ｙ軸
１４２３  レーザビーム照射位置補正後−レーザビーム画像輝度積算数値グラフ表示Ｘ軸
１４２４  レーザビーム照射位置補正後−レーザビーム画像輝度積算数値グラフ
１４２５  レーザビーム照射位置補正後−レーザビーム照射位置座標
１５１０  レーザビーム照射試料照射時のレーザビーム
１５２０  半導体ウェーハ照射時のレーザビーム
１５３０  レーザビーム照射試料照射時のレーザビーム照射高さ
１５４０  半導体ウェーハ照射時レーザビーム広がり照射
１６００  検査結果表示マップ
１６０１  検査結果輝度値ヒストグラム
１６０２  検査結果輝度値ヒストグラム最大値―レーザビーム絞り補正値グラフ
１７００  自動感度調整中表示
１７０１  自動感度調整中表示画面(メッセージ文字列)
１８００  自動感度調整終了および異常表示
１８０１  自動感度調整終了および異常表示画面(メッセージ文字列)
１９００  自動感度調整結果ログ
１９０１  自動感度調整結果ログ日付
１９０２  自動感度調整結果ログ時間
１９０３  自動感度調整結果ログ結果
３０００  検出異物の輝度値
３００１  レーザビームの照射位置座標
３００２  ＴＤＩセンサの幅
３００３  検出異物の輝度値グラフ
４０００  操作画面
４００１  超高速検査選択ボックス
４００２  異物マップ表示
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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