(57)【要約】【課題】検査時間を短縮した表面検査装置を提供する。【解決手段】ウェハ１０の端部近傍の状態を検出するエッジ検出器３０〜５０と、エッジ検出器３０〜５０からの出力に基づいてウェハ１０の端部近傍の検査を行う演算処理部７０と、エッジ検査器３０〜５０に対してウェハ１０を相対回転させるウェハ保持部２０とを備え、ウェハ保持部２０による相対回転を行いながらエッジ検出器３０〜５０がウェハ１０の端部近傍の状態を検出し、エッジ検出器３０〜５０からの出力に基づいて演算処理部７０がウェハ１０の端部近傍の検査を行う表面検査装置１において、ウェハ１０の端部を検出するプリアライメントセンサ６１〜６３が設けられ、演算処理部７０は、プリアライメントセンサ６１〜６３からの出力に基づいて、第１および第２エッジ検出器３０，４０の作動状態および、第３エッジ検出器５０から演算処理部７０への出力を補正するようになっている。【選択図】図１
2010117323.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円盤状に形成された基板の端部近傍の状態を検出するエッジ検出器と、前記エッジ検出器からの出力に基づいて前記基板の端部近傍の検査を行う検査部と、前記基板の回転対称軸を回転軸として前記エッジ検査器に対し前記基板を相対回転させる相対回転部とを備え、前記相対回転部による前記相対回転を行いながら前記エッジ検出器が前記基板の端部近傍の状態を検出し、前記検査部が前記エッジ検出器からの出力に基づいて前記基板の端部近傍の検査を行う表面検査装置において、
前記基板の端部を検出するプリアライメントセンサと、
前記プリアライメントセンサからの出力に基づいて、前記エッジ検出器の作動または前記エッジ検出器から前記検査部への出力のうち少なくとも一方を補正する補正部とを備えて構成されることを特徴とする表面検査装置。
【請求項２】
前記エッジ検出器は、前記基板の端部近傍に斜光を照明する照明部と、前記基板の端部を覆うように半球状に配置された複数の光検出器を用いて、前記斜光が照明された前記基板の端部近傍からの光の分布を検出する検出部とを有し、
前記検査部は、前記検出部から前記検査部へ出力された前記光の分布に基づいて前記基板の端部近傍の検査を行う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】
前記エッジ検出器は、前記照明部が前記基板の表面または裏面における端部近傍に斜光を照明し、前記検出部が前記基板の表面または裏面における端部近傍からの光の分布を検出するように構成されており、
前記照明部は、前記斜光の照明位置を変えることが可能な可変絞りを有し、
前記補正部は、前記プリアライメントセンサからの出力に基づいて、前記基板の前記端部近傍に対する前記斜光の照明位置が一定となるように前記可変絞りを駆動制御する駆動制御部を有す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】
前記エッジ検出器は、前記照明部が前記基板の延在方向から前記基板の端部に斜光を照明し、前記検出部が前記基板の端部からの光の分布を検出するように構成されており、
前記補正部は、前記プリアライメントセンサからの出力に基づいて、前記検出部により検出される前記光の分布の位置情報を補正する位置補正部を有することを特徴とする請求項２または３に記載の表面検査装置。
【請求項５】
前記エッジ検出器および前記プリアライメントセンサは、互いに前記基板の回転対称軸を回転軸として１８０度回転して離れた位置に配置されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の表面検査装置。
【請求項６】
前記エッジ検出器および前記プリアライメントセンサはそれぞれ３組設けられて、互いに前記基板の回転対称軸を中心に所定の角度間隔で配置されており、
前記３組の前記エッジ検出器のうち第１のエッジ検出器は、前記基板の表面側から前記基板の端部近傍の状態を検出し、
前記３組の前記エッジ検出器のうち第２のエッジ検出器は、前記基板の裏面側から前記基板の端部近傍の状態を検出し、
前記３組の前記エッジ検出器のうち第３のエッジ検出器は、前記基板の延在方向から前記基板の端部近傍の状態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。
【請求項７】
前記プリアライメントセンサは、前記基板の表面または裏面側から前記基板の端部を検出するラインセンサであ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、半導体ウェハや液晶ガラス基板等といった基板の端部を表面検査する表面検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
検査対象物の表面状態を検査する表面検査装置は種々考案されているが（例えば、特許文献１を参照）、近年、半導体ウェハに形成される回路素子パターンの集積度が高くなるのに伴い、ウェハの端部の検査が重要となってきている。ウェハの端部もしくは端部近傍に異物等の異常があると、後の工程で異物等がウェハの表面側に回り込んで悪影響を及ぼし、ウェハから作り出される回路素子の歩留まりに影響する。
【０００３】
そこで、半導体ウェハ等の円盤状に形成された基板の端部近傍（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（検出）して、異物や膜の剥離、膜内の気泡、膜の回り込み等といった異常の有無を検査する表面検査装置が考案されている。このような表面検査装置には、基板を回転させながら基板の端部近傍の画像を連続的に撮像して異物等を検出する構成のものや、レーザ光等の照射により生じる散乱光を利用して異物等を検出する構成のもの等がある。
【特許文献１】特開２００８−６４６５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような表面検査装置では、基板を全数検査するために、どれだけ短時間で基板全周の情報を検出できるかが重要な課題となっていた。
【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、検査時間を短縮した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、本発明に係る表面検査装置は、略円盤状に形成された基板の端部近傍の状態を検出するエッジ検出器と、前記エッジ検出器からの出力に基づいて前記基板の端部近傍の検査を行う検査部と、前記基板の回転対称軸を回転軸として前記エッジ検査器に対し前記基板を相対回転させる相対回転部とを備え、前記相対回転部による前記相対回転を行いながら前記エッジ検出器が前記基板の端部近傍の状態を検出し、前記検査部が前記エッジ検出器からの出力に基づいて前記基板の端部近傍の検査を行う表面検査装置において、前記基板の端部を検出するプリアライメントセンサと、前記プリアライメントセンサからの出力に基づいて、前記エッジ検出器の作動または前記エッジ検出器から前記検査部への出力のうち少なくとも一方を補正する補正部とを備えて構成される。
【０００７】
なお、上述の発明において、前記エッジ検出器は、前記基板の端部近傍に斜光を照明する照明部と、前記基板の端部を覆うように半球状に配置された複数の光検出器を用いて、前記斜光が照明された前記基板の端部近傍からの光の分布を検出する検出部とを有し、前記検査部は、前記検出部から前記検査部へ出力された前記光の分布に基づいて前記基板の端部近傍の検査を行うことが好ましい。
【０００８】
また、上述の発明において、前記エッジ検出器は、前記照明部が前記基板の表面または裏面における端部近傍に斜光を照明し、前記検出部が前記基板の表面または裏面における端部近傍からの光の分布を検出するように構成されており、前記照明部は、前記斜光の照明位置を変えることが可能な可変絞りを有し、前記補正部は、前記プリアライメントセンサからの出力に基づいて、前記基板の前記端部近傍に対する前記斜光の照明位置が一定となるように前記可変絞りを駆動制御する駆動制御部を有することが好ましい。
【０００９】
また、上述の発明において、前記エッジ検出器は、前記照明部が前記基板の延在方向から前記基板の端部に斜光を照明し、前記検出部が前記基板の端部からの光の分布を検出するように構成されており、前記補正部は、前記プリアライメントセンサからの出力に基づいて、前記検出部により検出される前記光の分布の位置情報を補正する位置補正部を有することが好ましい。
【００１０】
また、上述の発明において、前記エッジ検出器および前記プリアライメントセンサは、互いに前記基板の回転対称軸を回転軸として１８０度回転して離れた位置に配置されることが好ましい。
【００１１】
さらに、上述の発明において、前記エッジ検出器および前記プリアライメントセンサはそれぞれ３組設けられて、互いに前記基板の回転対称軸を中心に所定の角度間隔で配置されており、前記３組の前記エッジ検出器のうち第１のエッジ検出器は、前記基板の表面側から前記基板の端部近傍の状態を検出し、前記３組の前記エッジ検出器のうち第２のエッジ検出器は、前記基板の裏面側から前記基板の端部近傍の状態を検出し、前記３組の前記エッジ検出器のうち第３のエッジ検出器は、前記基板の延在方向から前記基板の端部近傍の状態を検出することが好ましい。
【００１２】
また、上述の発明において、前記プリアライメントセンサは、前記基板の表面または裏面側から前記基板の端部を検出するラインセンサであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、検査時間をより短縮することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好ましい実施形態について説明する。本実施形態の表面検査装置を図１および図２に示しており、この表面検査装置１は、半導体ウェハ１０（以下、ウェハ１０と称する）の端部および端部近傍における異常（傷、異物の付着等）の有無を検査するためのものである。
【００１５】
ウェハ１０は薄い円盤状に形成されており、その表面には、ウェハ１０から取り出される複数の半導体チップ（チップ領域）に対応した回路パターン（図示せず）を形成するために、絶縁膜、電極配線膜、半導体膜等の薄膜（図示せず）が多層にわたって形成される。図３に示すように、ウェハ１０の表面（上面）における外周端部内側には、上ベベル部１１がリング状に形成され、この上ベベル部１１の内側に回路パターンが形成されることになる。また、ウェハ１０の裏面（下面）における外周端部内側には、下ベベル部１２がウェハ１０を基準に上ベベル部１１と表裏対称に形成される。そして、上ベベル部１１と下ベベル部１２とに繋がるウェハ端面がアペックス部１３となる。
【００１６】
ところで、表面検査装置１は、図１および図２に示すように、ウェハ１０を回転可能に保持するウェハ保持部２０と、ウェハ１０の端部近傍の状態を検出する３つのエッジ検出器３０，４０，５０と、ウェハ１０の端部を検出する３つのプリアライメントセンサ６１〜６３と、各エッジ検出器３０，４０，５０から入力された光検出信号に基づいて所定の演算処理を行う演算処理部７０と、演算処理部７０による処理結果等を表示するモニター７５とを主体に構成される。
【００１７】
ウェハ保持部２０は、基台２１と、基台２１から上方へ垂直に延びて設けられた回転軸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でウェハ１０を支持するウェハホルダ２３とを有して構成される。ウェハホルダ２３の内部には真空吸着機構（図示せず）が設けられており、真空吸着機構による真空吸着を利用してウェハホルダ２３上のウェハ１０が吸着保持される。
【００１８】
基台２１の内部には、回転軸２２を回転駆動させる回転駆動機構（図示せず）が設けられており、回転駆動機構により回転軸２２を例えば上方から見て反時計回りに回転させることで、回転軸２２に取り付けられたウェハホルダ２３とともに、ウェハホルダ２３上に吸着保持されたウェハ１０がウェハホルダ２３の中心（回転対称軸ＡＸ）を回転軸として回転駆動される。また、回転駆動機構は、基台２１の内部に設けられたＸＹテーブル（図示せず）によって水平移動可能に支持されており、回転駆動機構により回転駆動されるウェハホルダ２３の水平方向位置を調整できるようになっている。なお、ウェハホルダ２３はウェハ１０より径の小さい略円盤状に形成されており、ウェハホルダ２３上にウェハ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を含むウェハ１０の外周端部近傍がウェハホルダ２３からはみ出るようになっている。
【００１９】
第１エッジ検出器３０は、ウェハ１０の表面（上面）における端部近傍（すなわち、上ベベル部１１）に斜光Ｌ１を照明する第１照明部３１と、斜光Ｌ１が照明されたウェハ１０の端部近傍（上ベベル部１１）からの光の分布を検出する第１検出部３６とを有して構成される。第１照明部３１は、第１の光源３２と、第１のコリメータレンズ３３とを有し、その光軸がウェハ１０の上ベベル部表面の法線に対して傾斜するように構成される。第１の光源３２から射出された斜光Ｌ１は、第１のコリメータレンズ３３により平行光となって第１検出部３６に覆われたウェハ１０の端部近傍（上ベベル部１１）に照明される。また、第１の光源３２と第１のコリメータレンズ３３との間には、斜光Ｌ１の照明位置を変えることが可能な第１の可変絞り３４が設けられている。
【００２０】
第１検出部３６は、ウェハ１０の端部近傍を覆う第１の筐体部３７と、第１の筐体部３７の内側に取り付けられた複数の光検出器（図示せず）とを有して構成される。第１の筐体部３７は、半球形をなしたドーム型に形成され、ウェハ１０の端部近傍（上ベベル部１１の近傍）を上方から（非接触で）覆うように配置される。このとき、第１の筐体部３７の中心（回転対象軸）がウェハ１０の端部の上方に位置するようにする。なお、第１の筐体部３７には、第１照明部３１からの斜光Ｌ１を第１の筐体部３７（第１検出部３６）の内側に通過させる開口３８が形成されている。この開口３８は、なるべく多くの光検出器を配置できるように、できるだけ小さくすることが好ましい。
【００２１】
第２エッジ検出器４０は、ウェハ１０の裏面（下面）における端部近傍（すなわち、下ベベル部１２）に斜光Ｌ２を照明する第２照明部４１と、斜光Ｌ２が照明されたウェハ１０の端部近傍（下ベベル部１２）からの光の分布を検出する第２検出部４６とを有して構成される。第２照明部４１は、第２の光源４２と、第２のコリメータレンズ４３とを有し、その光軸がウェハ１０の下ベベル部表面の法線に対して傾斜するように構成される。第２の光源４２から射出された斜光Ｌ２は、第２のコリメータレンズ４３により平行光となって第２検出部４６に覆われたウェハ１０の端部近傍（下ベベル部１２）に照明される。また、第２の光源４２と第２のコリメータレンズ４３との間には、斜光Ｌ２の照明位置を変えることが可能な第２の可変絞り４４が設けられている。
【００２２】
第２検出部４６は、ウェハ１０の端部近傍を覆う第２の筐体部４７と、第２の筐体部４７の内側に取り付けられた複数の光検出器（図示せず）とを有して構成され、第１検出部３６に対しウェハ１０の回転対称軸ＡＸを回転軸として（上方から見て）時計回りに４５度回転して離れた位置に配置される。第２の筐体部４７は、半球形をなしたドーム型に形成され、ウェハ１０の端部近傍（下ベベル部１２の近傍）を下方から（非接触で）覆うように配置される。このとき、第２の筐体部４７の中心（回転対象軸）がウェハ１０の端部の下方に位置するようにする。なお、第２の筐体部４７には、第２照明部４１からの斜光Ｌ２を第２の筐体部４７（第２検出部４６）の内側に通過させる開口４８が形成されている。この開口４８は、なるべく多くの光検出器を配置できるように、できるだけ小さくすることが好ましい。
【００２３】
第３エッジ検出器５０は、ウェハ１０の延在方向からウェハ１０の端部（すなわち、アペックス部１３）に斜光Ｌ３を照明する第３照明部５１と、斜光Ｌ３が照明されたウェハ１０の端部近傍（アペックス部１３）からの光の分布を検出する第３検出部５６とを有して構成される。第３照明部５１は、第３の光源５２と、第３のコリメータレンズ５３とを有し、その光軸が照明位置におけるウェハ１０の外周端部の接線に対して傾斜するように構成される。第３の光源５２から射出された斜光Ｌ３は、第３のコリメータレンズ５３により平行光となって第３検出部５６に覆われたウェハ１０の端部近傍（アペックス部１３）に照明される。
【００２４】
第３検出部５６は、ウェハ１０の端部近傍を覆う第３の筐体部５７と、第３の筐体部５７の内側に取り付けられた複数の光検出器５９（図４を参照）とを有して構成され、第２検出部４６に対しウェハ１０の回転対称軸ＡＸを回転軸として（上方から見て）時計回りに４５度回転して離れた位置に配置される。第３の筐体部５７は、半球形をなしたドーム型に形成され、ウェハ１０の端部近傍（アペックス部１３の近傍）を側方（ウェハ１０の延在方向）から（非接触で）覆うように配置される。このとき、第３の筐体部５７の中心（回転対象軸）がウェハ１０の半径方向（外周部から回転対称軸への方向）を向くようにする。なお、第３の筐体部５７には、第３照明部５１からの斜光Ｌ３を第３の筐体部５７（第３検出部５６）の内側に通過させる開口５８が形成されている。この開口５８は、なるべく多くの光検出器を配置できるように、できるだけ小さくすることが好ましい。
【００２５】
第３の筐体部５７の内側に取り付けられた複数の光検出器５９は、例えば応答性の良いフォトダイオードが用いられ、図４（ａ）に示すように、第３の筐体部５７の内周面を構成するように（すなわち、ドーム型に）連続的に並んで配置される。これにより、斜光Ｌ３が照明されたウェハ１０の端部近傍（アペックス部１３）で生じる正反射光、回折光、散乱光等の光の分布を検出することができる。光検出器５９により検出された光検出信号は、それぞれ演算処理部７０に出力される。なお、第１エッジ検出器３０における第１の筐体部３７の内側に取り付けられた複数の光検出器（図示せず）および、第２エッジ検出器４０における第２の筐体部４７の内側に取り付けられた複数の光検出器（図示せず）も、第３の筐体部５７の内側に取り付けられた複数の光検出器５９と同様の構成であり、各光検出器により検出された光検出信号は、それぞれ演算処理部７０に出力される。
【００２６】
図１および図２に示す第１プリアライメントセンサ６１は、例えばＣＣＤラインセンサを用いて構成され、ウェハ１０の上方に配設されるとともに、ウェハ１０の表面側からウェハ１０の端部を検出する。また、第１プリアライメントセンサ６１は、図１に示すように、第１エッジ検出器３０の第１検出部３６に対しウェハ１０の回転対称軸ＡＸを回転軸として１８０度回転して離れた位置に配置されるとともに、第１プリアライメントセンサ６１の長手方向がウェハ１０の半径方向を向くようになっている。
【００２７】
第２プリアライメントセンサ６２も、例えばＣＣＤラインセンサを用いて構成され、ウェハ１０の上方に配設されるとともに、ウェハ１０の表面側からウェハ１０の端部を検出する。また、第２プリアライメントセンサ６２は、第２エッジ検出器４０の第２検出部４６に対しウェハ１０の回転対称軸ＡＸを回転軸として１８０度回転して離れた位置に配置されるとともに、第２プリアライメントセンサ６２の長手方向がウェハ１０の半径方向を向くようになっている。すなわち、第２プリアライメントセンサ６２は、第１プリアライメントセンサ６１に対しウェハ１０の回転対称軸ＡＸを回転軸として（上方から見て）時計回りに４５度回転して離れた位置に配置される。なお、図２において、説明容易化のため、第２プリアライメントセンサ６２の記載を省略している。
【００２８】
第３プリアライメントセンサ６３も、例えばＣＣＤラインセンサを用いて構成され、ウェハ１０の上方に配設されるとともに、ウェハ１０の表面側からウェハ１０の端部を検出する。また、第３プリアライメントセンサ６３は、第３エッジ検出器５０の第３検出部５６に対しウェハ１０の回転対称軸ＡＸを回転軸として１８０度回転して離れた位置に配置されるとともに、第３プリアライメントセンサ６３の長手方向がウェハ１０の半径方向を向くようになっている。すなわち、第３プリアライメントセンサ６３は、第２プリアライメントセンサ６２に対しウェハ１０の回転対称軸ＡＸを回転軸として（上方から見て）時計回りに４５度回転して離れた位置に配置される。なお、第１〜第３プリアライメントセンサ６１〜６３により検出された光検出信号は、それぞれ演算処理部７０に出力される。
【００２９】
演算処理部７０は、第１〜第３エッジ検出器３０，４０，５０の光検出器からそれぞれ入力された光検出信号に基づいて所定の演算処理を行い、ウェハ１０の端部近傍、すなわち、上ベベル部１１、下ベベル部１２、およびアペックス部１３における異常の有無をそれぞれ検査する。また、演算処理部７０は、異常の種類に応じた光の分布の情報（後述の光強度分布の情報）を記憶したデータベース７１を有している。
【００３０】
このように構成される表面検査装置１において、暗視野観察を利用してウェハ１０の端部近傍（上ベベル部１１、下ベベル部１２、およびアペックス部１３）における異常（傷や異物の付着等）の有無を検査するには、まず、図示しない搬送装置により検査対象となるウェハ１０がウェハ保持部２０のウェハホルダ２３上に載置され、ウェハホルダ２３は真空吸着を利用してウェハ１０を吸着保持する。
【００３１】
ウェハ保持部２０がウェハ１０を吸着保持すると、第１エッジ検出器３０の第１照明部３１がウェハ１０の上ベベル部１１近傍に斜光Ｌ１を照明し、第２エッジ検出器４０の第２照明部４１がウェハ１０の下ベベル部１２近傍に斜光Ｌ２を照明し、第３エッジ検出器５０の第３照明部５１がウェハ１０のアペックス部１３近傍に斜光Ｌ３を照明する。このとき、ドーム型の第３検出部５６によってアペックス部１３の近傍が覆われているため、アペックス部１３の近傍に傷や異物（ゴミやほこり等）の付着がなければ、斜光Ｌ３が照明されたアペックス部１３からの正反射光は、当該正反射光の到達位置に対応した第３検出部５６の光検出器５９によって検出される。
【００３２】
同様に、ドーム型の第１検出部３６によって上ベベル部１１の近傍が覆われているため、上ベベル部１１の近傍に傷や異物（ゴミやほこり等）の付着がなければ、斜光Ｌ１が照明された上ベベル部１１からの正反射光は、当該正反射光の到達位置に対応した第１検出部３６の光検出器（図示せず）によって検出される。また同様に、ドーム型の第２検出部４６によって下ベベル部１２の近傍が覆われているため、下ベベル部１２の近傍に傷や異物（ゴミやほこり等）の付着がなければ、斜光Ｌ２が照明された下ベベル部１２からの正反射光は、当該正反射光の到達位置に対応した第２検出部４６の光検出器（図示せず）によって検出される。
【００３３】
一方、図４（ａ）に示すように、ウェハ１０のアペックス部１３に例えば異物Ｄが存在した場合には、異物Ｄが存在する部分に照明された斜光Ｌ３がここで反射（もしくは回折）され、その反射光である散乱光（もしくは回折光）が第３検出部５６のいずれかの光検出器５９によって検出される。なお、図４（ａ）の右側において、半球状の第３の筐体部５７の内面に到達する光の分布を例示しており、例えば、アペックス部１３の近傍に傷や異物の付着がなければ、アペックス部１３から正反射光Ｒ１が検出される。また例えば、斜光Ｌ３の進行方向に沿った前方散乱が強く生じる場合には第１の散乱光Ｒ２のような光が検出され、広い範囲で散乱が生じる場合には第２の散乱光Ｒ３のような光が検出され、斜光Ｌ３の進行方向とは反対側の後方散乱が強く生じる場合には第３の散乱光Ｒ４のような光が検出される。
【００３４】
同様に、ウェハ１０の上ベベル部１１に異物が存在した場合には、異物が存在する部分に照明された斜光Ｌ１がここで反射（もしくは回折）され、その反射光である散乱光（もしくは回折光）が第１検出部３６のいずれかの光検出器（図示せず）によって検出される。また同様に、ウェハ１０の下ベベル部１２に異物が存在した場合には、異物が存在する部分に照明された斜光Ｌ２がここで反射（もしくは回折）され、その反射光である散乱光（もしくは回折光）が第２検出部４６のいずれかの光検出器（図示せず）によって検出される。
【００３５】
またこのとき、ウェハ保持部２０によりウェハ１０を回転させながら、第１照明部３１がウェハ１０の上ベベル部１１近傍に斜光Ｌ１を照明し、第１検出部３６のいずれかの光検出器（図示せず）が上ベベル部１１で生じる正反射光、回折光、散乱光等の光の分布を連続的に検出する。同様に、ウェハ保持部２０によりウェハ１０を回転させながら、第２照明部４１がウェハ１０の下ベベル部１２近傍に斜光Ｌ２を照明し、第２検出部４６のいずれかの光検出器（図示せず）が下ベベル部１２で生じる正反射光、回折光、散乱光等の光の分布を連続的に検出する。また同様に、ウェハ保持部２０によりウェハ１０を回転させながら、第３照明部３１がウェハ１０のアペックス部１３近傍に斜光Ｌ３を照明し、第３検出部５６のいずれかの光検出器５９がアペックス部１３で生じる正反射光、回折光、散乱光等の光の分布を連続的に検出する。なお、各検出部について光の分布が検出されるときのウェハ１０の回転角度も検出する。
【００３６】
これにより、上ベベル部１１、下ベベル部１２、およびアペックス部１３について、ウェハ１０の全周にわたる検査を効率的に行うことができる。また、光検出器５９として応答性の良いフォトダイオードを用いることで、光の検出時間が短縮されることから、ウェハ１０を比較的高速に回転させることが可能になり、短時間で検査を行うことができる。
【００３７】
第３検出部５６の光検出器５９は、アペックス部１３からの光を検出すると、光検出信号を演算処理部７０に出力する。演算処理部７０は、光検出器５９から光検出信号が入力されると、入力された光検出信号に基づいて、積分処理等を行うことにより、斜光Ｌ３の照明方向（ウェハ１０の外周端部における接線方向）に沿った１次元の光強度分布を生成する。なお、この光強度分布は正反射光が除かれており、光強度が強いほど異常（欠陥）の程度が大きくなる。
【００３８】
また、この光強度分布は、異常の大きさ、形状、表面状態等によって異なる。そこで、データベース７１には、異常の種類に応じた光強度分布の情報が記憶されており、演算処理部７０は、光検出器５９からの光検出信号に基づいて生成した光強度分布を、データベース７１に記録されたアペックス部１３の異常の種類に応じた光強度分布と比較して、生成した光強度分布がデータベース７１に記録された光強度分布と同等である場合に異常があると判定し、該当する光強度分布の種類から検出した異常の種類を分類する。
【００３９】
同様に、第１検出部３６の光検出器（図示せず）は、上ベベル部１１からの光を検出すると、光検出信号を演算処理部７０に出力し、演算処理部７０は、入力された光検出信号に基づいて、斜光Ｌ１の照明方向（ウェハ１０の外周端部における接線方向）に沿った１次元の光強度分布を生成する。そして、生成した光強度分布を、データベース７１に記録された上ベベル部１１の異常の種類に応じた光強度分布と比較して、生成した光強度分布がデータベース７１に記録された光強度分布と同等である場合に異常があると判定し、該当する光強度分布の種類から検出した異常の種類を分類する。
【００４０】
また同様に、第２検出部４６の光検出器（図示せず）は、下ベベル部１２からの光を検出すると、光検出信号を演算処理部７０に出力し、演算処理部７０は、入力された光検出信号に基づいて、斜光Ｌ２の照明方向（ウェハ１０の外周端部における接線方向）に沿った１次元の光強度分布を生成する。そして、生成した光強度分布を、データベース７１に記録された下ベベル部１２の異常の種類に応じた光強度分布と比較して、生成した光強度分布がデータベース７１に記録された光強度分布と同等である場合に異常があると判定し、該当する光強度分布の種類から検出した異常の種類を分類する。
【００４１】
なお、演算処理部７０は、ウェハ１０の上ベベル部１１、下ベベル部１２、およびアペックス部１３のいずれかにおいて異常があると判定すると、ウェハ１０の端部近傍（上ベベル部１１、下ベベル部１２、およびアペックス部１３のいずれか）において異常を検出した旨および、そのときのウェハ１０の回転角度（すなわち、異常の存在位置）をモニター７５に表示させる。
【００４２】
ところで、ウェハ保持部２０によりウェハ１０を回転させる際、３つのプリアライメントセンサ６１〜６３がそれぞれウェハ１０の端部を検出し、その検出信号を演算処理部７０に出力している。このとき、演算処理部７０は、３つのプリアライメントセンサ６１〜６３から入力された検出信号に基づいて、各プリアライメントセンサ６１〜６３で検出されるウェハ１０の３か所の外周端部の位置をそれぞれ求める。円盤状に形成されたウェハ１０の外周端部の位置が３か所で求まれば、ウェハ１０の中心（回転対称軸ＡＸ）の位置を求めることができるので、演算処理部７０は、先に求めたウェハ１０の３か所の外周端部の位置に基づいて、ウェハ１０の中心の位置を求める。そして、演算処理部７０は、ウェハホルダ２３の回転中心に対するウェハ１０の中心の偏心（偏心量および偏心方向）を求め、以下に述べるような補正を行っている。
【００４３】
上ベベル部１１の状態を検出する第１エッジ検出器３０において、ウェハホルダ２３の回転中心に対するウェハ１０の中心（回転対称軸ＡＸ）の偏心が生じた場合、ウェハ１０が回転するとウェハ１０の見かけの位置が動いてしまうため、第１照明部３１による斜光Ｌ１の照明範囲Ｓ１は、図５に示すように、ウェハ１０の回転に伴って上ベベル部１１に対し相対移動してしまうことになる。そこで、演算処理部７０は、第１の可変絞り３４に駆動信号を出力し、３つのプリアライメントセンサ６１〜６３からの出力と同期して、すなわち、ウェハ１０の中心の偏心に応じて、上ベベル部１１に対する斜光Ｌ１の上ベベル部１１に対して照明具合が一定となる（例えば、ベベルの幅方向の中央部が照明の中央部と一致する）ように第１の可変絞り３４を駆動制御（フィードバック制御）している。具体的には、照明範囲Ｓ１の外周側端部を固定とし、照明範囲Ｓ１の内周側端部を移動させて、上ベベル部１１における照明範囲が一定となるように第１の可変絞り３４を駆動制御する。これにより、ウェハ１０の中心の偏心に拘わらず、上ベベル部１１における斜光Ｌ１の照明範囲（照明位置および光量）がベベルに対して一定となるため、ウェハ１０の全周にわたって同様の条件で検査を行うことが可能になる。
【００４４】
また、下ベベル部１２の状態を検出する第２エッジ検出器４０において、第１エッジ検出器３０の場合と同様に、演算処理部７０は、第２の可変絞り４４に駆動信号を出力し、３つのプリアライメントセンサ６１〜６３からの出力と同期して、すなわち、ウェハ１０の中心（回転対称軸ＡＸ）の偏心に応じて、下ベベル部１２に対する斜光Ｌ２の下ベベル部１２に対して照明具合が一定となる（例えば、ベベルの幅方向の中央部が照明の中央部と一致する）ように第２の可変絞り４４を駆動制御（フィードバック制御）している。具体的には、照明範囲Ｓ２の外周側端部を固定とし、照明範囲Ｓ２の内周側端部を移動させて、下ベベル部１２における照明範囲がベベルに対して一定となるように第２の可変絞り４４を駆動制御する。これにより、ウェハ１０の中心の偏心に拘わらず、下ベベル部１２における斜光Ｌ２の照明範囲（照明位置および光量）が一定となるため、ウェハ１０の全周にわたって同様の条件で検査を行うことが可能になる。
【００４５】
アペックス部１３の状態を検出する第３エッジ検出器５０において、ウェハホルダ２３の回転中心に対するウェハ１０の中心（回転対称軸ＡＸ）の偏心が生じた場合、ウェハ１０が回転するとウェハ１０の見かけの位置が動いてしまうため、第３照明部５１による斜光Ｌ３の照明範囲Ｓ３は、図６に示すように、ウェハ１０の回転に伴ってアペックス部１３に対し相対移動してしまうことになる。特に、照明範囲Ｓ３が斜光Ｌ３の光軸方向に相対移動してしまうため、本来照明すべき位置とは別のウェハ１０の周方向位置に斜光Ｌ３が照明されてしまう。このとき、図４（ｂ）に示すように、正反射光Ｒ１を中心に第３検出部５６で検出される光の分布も移動してしまう。
【００４６】
そこで、演算処理部７０は、３つのプリアライメントセンサ６１〜６３からの出力と同期して、すなわち、ウェハ１０の中心の偏心に応じて、第３検出部５６により検出される光の分布の位置情報を補正している。具体的には、ウェハ１０の中心の偏心量および斜光Ｌ３の傾斜角度、並びに、第３検出部５６により光の分布が検出されたときに実際に検出されたウェハ１０の回転角度等から、斜光Ｌ３（照明範囲Ｓ３）が照明されたウェハ１０の回転角度位置を算出する。これにより、アライメントを別途行わなくても、第３検出部５６による検出データとそのときのウェハ１０の回転角度位置との関係を正確に求めることが可能になる。
【００４７】
なお、このようにして検査を行った後、同じウェハ１０に対して他の種類の検査（例えば、ウェハ１０の表面に対するマクロ検査等）を行う場合には、ウェハホルダ２３の回転中心に対するウェハ１０の中心の偏心（偏心量および偏心方向）に基づいて、ウェハ１０の中心（回転対称軸ＡＸ）がウェハホルダ２３の回転中心と一致するようにアライメントが行われる。
【００４８】
この結果、本実施形態に係る表面検査装置１によれば、演算処理部７０が、プリアライメントセンサ６１〜６３からの出力に基づいて、第１および第２エッジ検出器３０，４０の作動状態（可変絞り３４，４４の状態）および、第３エッジ検出器５０から演算処理部７０への出力（光の分布の位置情報）を補正するため、ウェハ１０のプリアライメントと検査を同時に行うことができることから、検査時間をより短縮することが可能になる。
【００４９】
また、複数の光検出器を有する検出部３６，４６，５６によって検出された光の分布に基づいて、ウェハ１０の端部近傍の検査を行うことで、各検出部３６，４６，５６によって検出される光の情報が多いことから、検出した異常の分類が可能になる。また、光の検出範囲も広くなるので、ウェハ１０の中心（回転対称軸ＡＸ）の偏心に伴う光の分布のずれに対応することができる。
【００５０】
また、演算処理部７０が、プリアライメントセンサ６１〜６３からの出力に基づいて、ウェハ１０の上ベベル部１１および下ベベル部１２に対する斜光Ｌ１，Ｌ２の照明位置が一定となるように各可変絞り３４，４４を駆動制御することで、ウェハ１０の中心（回転対称軸ＡＸ）の偏心に拘わらず、上ベベル部１１および下ベベル部１２における斜光Ｌ１，Ｌ２の照明範囲（照明位置および光量）が一定となるため、ウェハ１０の全周にわたって同様の条件で検査を行うことが可能になる。
【００５１】
また、演算処理部７０が、プリアライメントセンサ６１，６２，６３からの出力に基づいて、第３検出部５６により検出される光の分布の位置情報を補正することで、アライメントを別途行わなくても、第３検出部５６による検出データとそのときのウェハ１０の回転角度位置との関係を正確に求めることが可能になる。
【００５２】
また、エッジ検出器およびプリアライメントセンサを３組設けて、ウェハ１０の上ベベル部１１、下ベベル部１２、およびアペックス部１３の状態をそれぞれ検出するようにすることで、ウェハ１０の全周にわたる検査を効率的に行うことができる。
【００５３】
また、プリアライメントセンサとしてラインセンサを用いることで、ウェハ１０の端部の動きを高速かつ広範囲で検出することができる。
【００５４】
なお、上述の実施形態において、各プリアライメントセンサ６１〜６３は、ウェハ１０の上方に配設されて、ウェハ１０の表面側からウェハ１０の端部を検出しているが、これに限られるものではなく、ウェハ１０の下方に配設されて、ウェハ１０の裏面側からウェハ１０の端部を検出するようにしてもよい。
【００５５】
また、上述の実施形態において、エッジ検出器およびプリアライメントセンサを３組設けて、ウェハ１０の上ベベル部１１、下ベベル部１２、およびアペックス部１３の状態をそれぞれ検出しているが、これに限られるものではなく、エッジ検出器およびプリアライメントセンサを１組設けて、上ベベル部１１、下ベベル部１２、およびアペックス部１３のうちいずれか１つの状態を検出するようにしてもよい。このとき、エッジ検出器およびプリアライメントセンサは、互いにウェハ１０の回転対称軸ＡＸを回転軸として１８０度回転して離れた位置に配置されることが好ましく、このようにすれば、ウェハ１０の端部の位置を感度良く検出することができる。なお、エッジ検出器およびプリアライメントセンサを２組設けて、上ベベル部１１、下ベベル部１２、およびアペックス部１３のうちいずれか２つの状態を検出するようにしてもよい。
【００５６】
また、上述の実施形態において、プリアライメントセンサ６１〜６３によりウェハ１０の端部を検出しながら、第１および第２エッジ検出器３０，４０の作動状態および、第３エッジ検出器５０から演算処理部７０への出力を補正しているが、これに限られるものではなく、ウェハ１０の１回転目でプリアライメントセンサ６１〜６３による検出を行ってから、ウェハ１０の２回転目で第１および第２エッジ検出器３０，４０の作動状態および、第３エッジ検出器５０から演算処理部７０への出力を補正して、ウェハ１０の検査を行うようにしてもよい。
【００５７】
また、上述の実施形態において、プリアライメントセンサとしてラインセンサを用いているが、これに限られるものではなく、第１または第２検出部３６，４６を用いてウェハ１０の端部を検出するようにしてもよい。例えば、複数の光検出器を有した第１検出部３６を用いて、第１照明部３１により斜光Ｌ１が照明された上ベベル部１１からの正反射光の位置を検出することにより、ウェハ１０の端部の位置を検出することが可能である。
【００５８】
また、上述の実施形態において、ウェハ１０の端部近傍（上ベベル部１１、下ベベル部１２、およびアペックス部１３）を検査しているが、これに限られるものではなく、例えば、ガラス基板の端部近傍を検査することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】表面検査装置の平面図である。
【図２】表面検査装置の側面図である。
【図３】ウェハの外周端部近傍を示す側面図である。
【図４】（ａ）は第３検査部の断面図および底面図であり、（ｂ）は（ａ）に対してウェハが移動した状態を示す図である。
【図５】第１および第２照明部による斜光の照明範囲とウェハとの位置関係を示す図である。
【図６】第３照明部による斜光の照明範囲とウェハとの位置関係を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  表面検査装置                      １０  ウェハ
２０  ウェハ保持部（相対回転部）
３０  第１エッジ検出器
３１  第１照明部                        ３４  第１の可変絞り
３６  第１検出部
４０  第２エッジ検出器
４１  第２照明部                        ４４  第２の可変絞り
４６  第２検出部
５０  第３エッジ検出器
５１  第３照明部
５６  第３検出部                        ５９  光検出器
６１  第１プリアライメントセンサ        ６２  第２プリアライメントセンサ
６３  第３プリアライメントセンサ
７０  演算処理部（検査部および補正部）
Ｌ１  斜光                              Ｌ２  斜光
Ｌ３  斜光                              ＡＸ  回転対称軸
【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】
2010117323.tif 000007
【図６】
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