(57)【要約】【課題】  薄板のエッジ部分の複数の面を同時に観察でき、欠陥などを効率的にに検出できる顕微鏡および薄板エッジ検査装置を提供する。【解決手段】  第１の結像光学系の光軸に対し、第２および第３の結像光学系の光軸が対称に配置された３つの結像光学系を有し、第２および第３の結像光学系のそれぞれの光軸をミラー５ｂ、５ｃとミラー８ｂ、８ｃで偏向して、これら３つの結像光学系の光軸が基準物体点と基準像点で互いに交わるように構成し、このうち、基準像点側に像合成プリズム９を配置し、それぞれの結像光学系からのウェハ６の像を合成し、リレーレンズ１０を有する観察光学系２００を介してＣＣＤ１２で撮像する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれの光軸が基準物体点と基準像点で互いに交わるように配置された複数の結像光学系と、
これら結像光学系の基準像点側に配置され、それぞれの結像光学系からの被検体の像を合成する像合成手段と、
前記像合成手段で合成された前記被検体の像を観察する観察手段と
を具備したことを特徴とする顕微鏡。
【請求項２】
前記複数の結像光学系は、第１の結像光学系の光軸に対し、第２および第３の結像光学系の光軸が対称に配置された３つの結像光学系からなり、
前記第２および第３の結像光学系は、それぞれの光軸を基準物体点および基準像点側に偏向する偏向手段を有することを特徴とする請求項１記載の顕微鏡。
【請求項３】
前記結像光学系は、基準物体点および基準像点側にテレセントリックな構成となっていることを特徴とする請求項１又は２記載の顕微鏡。
【請求項４】
前記被検体は薄板であり、前記第１の結像光学系の光軸上に前記薄板の周端面が配置され、前記第２および第３の結像光学系の光軸上に前記薄板の上下周縁面がそれぞれ配置されることを特徴とする請求項２又は３記載の顕微鏡。
【請求項５】
前記偏向手段は、光軸に対する角度を可変可能としたことを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の顕微鏡。
【請求項６】
前記偏向手段は、光軸に沿った方向に移動可能としたことを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の顕微鏡。
【請求項７】
前記像合成手段は、前記結像光学系による前記基準像点側の像を同一結像面に並べて結像させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の顕微鏡。
【請求項８】
前記像合成手段は、前記複数の結像光学系からの像のうち少なくとも１つの結像光学系からの像を前記結像面に結像させる複数の光学素子を選択的に光路中に着脱可能としたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の顕微鏡。
【請求項９】
前記観察手段は、前記像合成手段で合成された被検体の像をリレーするリレーレンズと、該リレーレンズでリレーされた像を撮像する撮像手段を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の顕微鏡。
【請求項１０】
リレーレンズは、レンズ倍率が変化しても基準物体点又は基準像点から該リレーレンズの取付位置までの距離が一定になるように設計され、レンズ交換可能にしたことを特徴とする請求項９記載の顕微鏡。
【請求項１１】
前記観察手段は、ＸＹステージに載置され、光軸と直角な平面中で移動可能としたことを特徴とする請求項１０記載の顕微鏡。
【請求項１２】
前記結像光学系は、同軸落射照明手段が設けられることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の顕微鏡。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれかに記載の顕微鏡を適用した薄板エッジ検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄板のエッジ部の複数の面の像を同時に観察可能にした顕微鏡および薄板エッジ検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ＩＣ製造装置では、カセットに収納された半導体ウェハを搬送アームにより取り出し、搬送アームを移動させて、例えばステッパと呼ばれるパターン焼き付け機、ウェハの外観を顕微鏡検査する装置のステージあるいはマクロ検査機と呼ばれウェハ表面に光を当てて表面の異常を観察する装置のテーブルなどに供給するようになっている。
【０００３】
ところで、最近のＩＣ製造装置で用いられるウェハ径は、３００ｍｍまでに大きくなっている。このため、熱処理による温度ストレスや裏面研削によるメカニカルなストレスなどによりウェハエッジの欠けやクラック、周辺に残ったレジストの残渣等の欠陥の発生することが多々あり、これらのウェハの破損が製造工程中の問題になっている。
【０００４】
その理由は、１枚の完成品ウェハは、高価なものであり、例え１枚でも破損を被ることは経済的に不利であるばかりか、自動化の進んだ製造工程では、ウェハの破損がラインを停止し、再稼動までの時間を長引かせたり、破片が周囲に飛散してクリーンルームのクリーン度を低下させたりするからである。
【０００５】
このため、近年になって、ウェハのエッジ部分を簡単に検査できる装置の開発が望まれており、例えば、特許文献１に開示された検査機が知られている。
【０００６】
しかし、かかる検査機は、ウェハ周縁部より光学手段を介して取り込んだ信号をデータ処理し、この処理の結果から欠陥部を特定して表示装置に表示するようにしたものであり、画像として欠陥を検出するまでに時間がかかり効率の悪いものになってしまう。
【０００７】
一方、従来、２つの位置にある物体像を同時に観察する光学系を用いた検査機として、例えば、特許文献２や特許文献３に開示されたものがある。
【０００８】
特許文献２は、２つの位置にある物体像を１つの視野に半分ずつ結像させ、これら２つの物体像の相違点を比較観察可能にしたもので、これら２つの像を正確に比較したいとの要求から、分割プリズムによる光路の切換え時に光路長の変化が発生した場合は、観察光学系側を移動させ、光路長の変化が発生しないようにして常に分像視野のほぼ中心で像を観察できるようにするなどの工夫がなされている。
【０００９】
また、特許文献３は、ＩＣ製造に用いられる２つの同一パターンマスクの同一部分を重ね合わせて比較観察するもので、１つの光軸に相対向して対物レンズを配置し、これらの間に２つのマスクをおき、これら上下のマスクの同一パターンの相違（エッチング状態やパターンのわずかな大きさの相違）を検査するようにしている。
【特許文献１】特開平９−２６９２９８号公報
【特許文献２】特公昭５６−２１１３０号公報
【特許文献３】特開昭５７−２６８３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、特許文献２は、同一平面上の２つの位置にある物体像の相違を検査するため、これら２つの像を正確に比較したいとの要求から各種の工夫がなされたもので、これらの要求と関係なく、ウェハのエッジ部分の欠陥を複数の方向から目視観察などにより簡単に検出したいものとは異なっている。
【００１１】
また、特許文献３は、２つの像を１つの視野に重ね合わせてその違いを検査するためのもので、観察するものは、２つの平行平面の同一軸上の物体のみとしており、従って、このものについても、ウェハのエッジ部分の欠陥を複数の方向から目視観察などにより簡単に検出したい要求のものとは異なっている。
【００１２】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、薄板のエッジ部分の複数の面を同時に観察でき、欠陥などを効率よく検出できる顕微鏡および薄板エッジ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】
【００１３】
請求項１記載の発明は、それぞれの光軸が基準物体点と基準像点で互いに交わるように配置された複数の結像光学系と、これら結像光学系の基準像点側に配置され、それぞれの結像光学系からの被検体の像を合成する像合成手段と、前記像合成手段で合成された前記被検体の像を観察する観察手段とを具備したことを特徴としている。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記複数の結像光学系は、第１の結像光学系の光軸に対し、第２および第３の結像光学系の光軸が対称に配置された３つの結像光学系からなり、前記第２および第３の結像光学系は、それぞれの光軸を基準物体点および基準像点側に偏向する偏向手段を有することを特徴としている。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記結像光学系は、基準物体点および基準像点側にテレセントリックな構成となっていることを特徴としている。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項２又は３記載の発明において、前記被検体は薄板であり、前記第１の結像光学系の光軸上に前記薄板の周端面が配置され、前記第２および第３の結像光学系の光軸上に前記薄板の上下周縁面がそれぞれ配置されることを特徴としている。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項２乃至４のいずれかに記載の発明において、前記偏向手段は、光軸に対する角度を可変可能としたことを特徴としている。
【００１８】
請求項６の発明は、請求項２乃至５のいずれかに記載の発明において、前記偏向手段は、光軸に沿った方向に移動可能としたことを特徴としている。
【００１９】
請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明において、前記像合成手段は、前記結像光学系による前記基準像点側の像を同一結像面に並べて結像させることを特徴としている。
【００２０】
請求項８の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明において、前記像合成手段は、前記複数の結像光学系からの像のうち少なくとも１つの結像光学系からの像を前記結像面に結像させる複数の光学素子を選択的に光路中に着脱可能としたことを特徴としている。
【００２１】
請求項９の発明は、請求項１乃至８のいずれかに記載の発明において、前記観察手段は、前記像合成手段で合成された被検体の像をリレーするリレーレンズと、該リレーレンズでリレーされた像を撮像する撮像手段を有することを特徴としている。
【００２２】
請求項１０の発明は、請求項９記載の発明において、リレーレンズは、レンズ倍率が変化しても基準物体点又は基準像点から該リレーレンズの取付位置までの距離が一定になるように設計され、レンズ交換可能にしたことを特徴としている。
【００２３】
請求項１１の発明は、請求項１０記載の発明において、前記観察手段は、ＸＹステージに載置され、光軸と直角な平面中で移動可能としたことを特徴としている。
【００２４】
請求項１２の発明は、請求項１乃至１１のいずれかに記載の発明において、前記結像光学系は、同軸落射照明手段が設けられることを特徴としている。
【００２５】
請求項１３記載の発明は、請求項１乃至１２のいずれかに記載の顕微鏡を適用した薄板エッジ検査装置である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、例えばウェハのような薄板のエッジ部分の複数の面を同時に観察できるので、エッジ部分での欠陥を効率よく検出できる顕微鏡および薄板エッジ検査装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。
【００２８】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に適用される顕微鏡の概略構成を示すものである。
【００２９】
図１において、１はハーフミラープリズム群で、このハーフミラープリズム群１は、並設された３個のハーフミラープリズム１ａ、１ｂ、１ｃから構成されている。これらハーフミラープリズム１ａ、１ｂ、１ｃの入射光路には、それぞれ集光レンズ２ａ、２ｂ、２ｃ（図面では集光レンズ２ｂのみ示している。）を介して同軸落射照明を構成するためのＬＥＤ光源３ａ、３ｂ、３ｃ（図面ではＬＥＤ光源３ｂのみ示している。）が配置されている。これらＬＥＤ光源３ａ、３ｂ、３ｃから発せられる照明光は、集光レンズ２ａ、２ｂ、２ｃを介してハーフミラープリズム１ａ、１ｂ、１ｃに入射し、反射光路ＲＦ１、ＲＦ２、ＲＦ３側に反射する。これらの反射光路ＲＦ１、ＲＦ２、ＲＦ３は、反射光路ＲＦ１を中心にして、該反射光路ＲＦ１に対し対称に反射光路ＲＦ２、ＲＦ３が平行に同一平面上に配置されている。また、これら反射光路ＲＦ１、ＲＦ２、ＲＦ３は、後述するウェハ６の半径方向に沿って配置されている。
【００３０】
これら反射光路ＲＦ１、ＲＦ２、ＲＦ３には、それぞれ対物レンズ４ａ、４ｂ、４ｃが配置されている。これら対物レンズ４ａ、４ｂ、４ｃは、それぞれ独立にピント調整のため光軸方向に移動可能になっている。また、対物レンズ４ａを透過する光の光軸（中心光軸ａ）に対し、他の対物レンズ４ｂ、４ｃを透過する光の光軸が偏向手段としてのミラー５ｂ、５ｃを介して垂直に偏向され、対物レンズ４ａを透過する光の光軸に対し交差するようになっている。ここで、ミラー５ｂ、５ｃは、光軸に対する傾き角度を調整できるように回動可能になっている。また、これらミラー５ｂ、５ｃは、中心光軸ａに沿った方向に移動にもなっている。
【００３１】
これら３つの光軸の交差する点を基準物体点Ｆと称し、この基準物体点Ｆ位置の近傍に被検体の薄板としてウェハ６のエッジ部が配置されている。図示例では、対物レンズ４ａを透過する光の光軸上にウェハ６の周端面が配置され、対物レンズ４ｂ、４ｃを透過する光の光軸上にウェハ６の上下（表裏）周縁面がそれぞれ配置されている。
【００３２】
この場合、基準物体点Ｆを「基準」と敢えて断っているのは、対物レンズ４ａ、４ｂ、４ｃの移動とミラー５ｂ、５ｃの回動により物体点を移動させることが可能であるからである。
【００３３】
ウェハ６のエッジ部で反射した光は、対物レンズ４ａ、４ｂ、４ｃを介してハーフミラープリズム１ａ、１ｂ、１ｃに入射し、透過光路ＴＦ１、ＴＦ２、ＴＦ３側に透過する。これら透過光路ＴＦ１、ＴＦ２、ＴＦ３も、透過光路ＴＦ１を中心にして、該透過光路ＴＦ１に対し対称に透過光路ＴＦ２、ＴＦ３が平行に同一平面上に配置されている。
【００３４】
透過光路ＴＦ１、ＴＦ２、ＴＦ３には、それぞれ結像レンズ７ａ、７ｂ、７ｃが配置されている。結像レンズ７ａ、７ｂ、７ｃは、不図示の本体側に固定されたもので、これら結像レンズ７ａ、７ｂ、７ｃのうち、結像レンズ７ａを透過する光の光軸（中心光軸ａ）に対し、他の結像レンズ７ｂ、７ｃを透過する光の光軸をミラー８ｂ、８ｃを介して垂直に偏向し、結像レンズ７ａを透過する光の光軸に対し交差させるようにしている。これら３つの光軸の交差する点を基準像点Ｂと称し、この基準像点Ｂに像合成手段として像合成プリズム９が配置されている。
【００３５】
この場合、対物レンズ４ａと結像レンズ７ａ、対物レンズ４ｂと結像レンズ７ｂ、対物レンズ４ｃと結像レンズ７ｃのそれぞれの組は、中心光学系（第１の結像光学系）、下側光学系および上側光学系（第２および第３の結像光学系）を称する３つの結像光学系１００を構成するものである。また、これらの結像光学系１００は、図には模式図として、それぞれ１枚のレンズで構成されているが、複数枚のレンズとすることが望ましく、物体側にも像側にもテレセントリックな無限遠設計の光学系に構成されている。
【００３６】
像合成プリズム９は、図２（ａ）（ｂ）に示すように９０度の交差角を有する２つの斜面９ａと９ｂを有するとともに、互いに平行な相対向する上面９ｃと下面９ｄを有するもので、２つの斜面９ａと９ｂは、ミラーコートが施され、互いに平行な上面９ｃと下面９ｄは、透過面になっている。
【００３７】
そして、中心光学系を構成する対物レンズ４ａからの光は、中心光軸ａに沿って結像レンズ７ａを透過し、絞り１４ａを介して像合成プリズム９に入射し、下面９ｄから上面９ｃを透過して、上面９ｃ近傍の結像面Ｔ上の点Ｉ１に結像される。
【００３８】
また、上側光学系を構成する対物レンズ４ｃからの光（上側光軸ａ’）は、結像レンズ７ｃを透過し、絞り１４ｃを介して像合成プリズム９に入射し、斜面９ａで中心光軸ａと平行な方向に偏向され、結像面Ｔ上の点Ｉ２に結像される。この場合、結像面Ｔ上での像は、ミラー８ｃで反射された光のみが作る像で、像合成プリズム９の上面９ｃと斜面９ａの稜線９ｆより上方に形成される。さらに、下側光学系を構成する対物レンズ４ｂからの光（下側光軸ａ’’）は、結像レンズ７ｂを透過し、絞り１４ｂを介して像合成プリズム９に入射し、斜面９ｂで中心光軸ａと平行な方向に偏向され、結像面Ｔ上の点Ｉ３に結像される。この場合、結像面Ｔ上での像は、ミラー８ｂで反射された光のみが作る像で、像合成プリズム９の上面９ｃと斜面９ｂの稜線９ｅより下方に形成される。
【００３９】
結像面Ｔ上の点Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３で結像された像は、ほぼテレセントリックな構成のリレーレンズ１０と結像レンズ１１の組（観察光学系２００）によって、結像位置Ｉ４で結像され、この結像位置Ｉ４に配置された撮像手段としてのＣＣＤ１２によって撮像され、画像データに変換され不図示のモニタに表示される。この場合、ＣＣＤ１２に代えて、不図示の接眼レンズを配置することにより目視観察を行なうようにしてもよい。
【００４０】
また、観察光学系２００を構成するリレーレンズ１０と結像レンズ１１は、ＸＹステージ１３に載置され、光軸と直角な平面中で移動できるようになっている。
【００４１】
次に、このように構成した実施の形態の作用を説明する。
【００４２】
いま、ＬＥＤ光源３ａ、３ｂ、３ｃより落射照明光が発せられると、これらの光は、集光レンズ２ａ、２ｂ、２ｃを介してハーフミラープリズム１ａ、１ｂ、１ｃに入射し、反射光路ＲＦ１、ＲＦ２、ＲＦ３側に反射する。
【００４３】
これらハーフミラープリズム１ａ、１ｂ、１ｃで反射した光は、対物レンズ４ａ、４ｂ、４ｃを透過し、このうち対物レンズ４ｂを透過した光は、ミラー５ｂで反射し、また、対物レンズ４ｃを透過した光は、ミラー５ｃで反射し、基準物体点Ｆ位置に配置されるウェハ６のエッジ部に照射される。この場合、対物レンズ４ａを透過した光は、ウェハ６の周端面に照射され、対物レンズ４ｂ、４ｃを透過した光は、ウェハ６の上下（表裏）周縁面に照射される。
【００４４】
ウェハ６のエッジ部各所で反射した光は、対物レンズ４ａ、４ｂ、４ｃを透過してハーフミラープリズム１ａ、１ｂ、１ｃに入射し、透過光路ＴＦ１、ＴＦ２、ＴＦ３側に透過する。
【００４５】
これらハーフミラープリズム１ａ、１ｂ、１ｃを透過した光は、結像レンズ７ａ、７ｂ、７ｃを透過する。このうち結像レンズ７ｂを透過した光は、ミラー８ｂで反射し、また、結像レンズ７ｃを透過した光は、ミラー８ｃで反射し、基準像点Ｂに配置された像合成プリズム９に入射される。
【００４６】
結像レンズ７ａからの光（中心光軸ａ）は、像合成プリズム９の下面９ｄから上面９ｃを透過して、上面９ｃ近傍の結像面Ｔ上の点Ｉ１に結像される。また、結像レンズ７ｃからの光（上側光軸ａ’）は、像合成プリズム９の斜面９ａで中心光軸ａと平行な方向に偏向されて結像面Ｔ上の点Ｉ２に結像され、さらに、結像レンズ７ｂからの光（下側光軸ａ’’）は、像合成プリズム９の斜面９ｂで中心光軸ａと平行な方向に偏向されて結像面Ｔ上の点Ｉ３に結像される。
【００４７】
この場合、結像面Ｔ上の点Ｉ１に結像された像に対し、点Ｉ２に結像される像は、像合成プリズム９の上面９ｃと斜面９ａの稜線９ｆより上方に位置され、点Ｉ３に結像される像は、像合成プリズム９の上面９ｃと斜面９ｂの稜線９ｅより下方に位置される。
【００４８】
図３（ａ）は、結像面Ｔ上の点Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３に結像される各像Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３を示している。この場合、像Ｍ１は、結像レンズ７ａを透過した光（中心光軸ａ）による中心光軸視野像、像Ｍ２は、結像レンズ７ｃを透過した光（上側光軸ａ’）による上側光軸視野像、像Ｍ３は、結像レンズ７ｂを透過した光（下側光軸ａ’’）による下側光軸視野像である。ここで、これらの像Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３のそれぞれの境界線が最も明瞭に表れるのは、結像レンズ７ｃ、７ｂからの光の光軸がそれぞれ稜線９ｆ、９ｅと一致し、且つそれぞれの結像位置が稜線９ｆ、９ｅ上にある場合である。しかし、本発明では、このことに余りこだわる必要はなく、むしろ、像合成プリズム９の上面９ｃに付着したごみなどが見え易くなってしまうことから、結像面Ｔ上の各点Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３を像合成プリズム９の上面９ｃから０．５〜１ｍｍ程度離すようにしている。
【００４９】
図２（ｂ）は、結像レンズ７ａ、７ｂ、７ｃがテレセントリックに像を作る場合の各点Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３付近での光線図を示している。この場合、例えば、結像レンズ７ａが作る像の主光線は、結像レンズ７ａの中心光軸ａに平行であり、このため図示破線のように主光線が稜線９ｅ（像のつなぎ目）に近づくと、結像しない光束（図示斜線部分）、いわゆるＮＡのケラレにより光量が不足することがあるが、具体的に結像ＮＡが０．１程度であれば、稜線のわずかな範囲で像が暗くなるだけで何ら問題とならない。このように、ＮＡのケラレは対物レンズ４ａ（〜４ｃ）と結像レンズ７ａ（〜７ｃ）の間で生じることがあるため、像側と物体側ともテレセントリックになっている。また、この場合、各結像光学系１００は、後述する図４に示すように、対物レンズ４ａ（〜４ｃ）の焦点位置ｍを結像レンズ７ａ（〜７ｃ）の焦点と一致するようにもしているが、正確に一致させる必要はない。要は、ＮＡのケラレが著しくない程度でよい。
【００５０】
さらに、結像レンズ７ａ、７ｂ、７ｃがテレセントリックに像を作ることによる利点は、テレセントリックでない場合、例えば、図２（ｃ）に示すように像合成プリズム９に入射する外側に開くような光線束Ｒ１、Ｒ２が像を作るような場合、それぞれの光線束Ｒ１、Ｒ２の結像点Ｉａ１、Ｉａ２が稜線９ｆ（像のつなぎ目）を跨いで形成され、この像のつなぎ目で２重像ができることがある。しかし、テレセントリックに像を作る場合は、図２（ｂ）に示すように結像面Ｔ上の各点Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３が稜線９ｅ、９ｆ（像のつなぎ目）を跨いで形成されることがないので、このような不都合が生じない。また、結像レンズ７ａ、７ｂ、７ｃがテレセントリックに像を作ることにより、像の中心が移動することがなく、見かけの焦点深度を深くすることができるので、仮に、結像レンズ７ａ、７ｂ、７ｃとリレーレンズ１０のピントがずれることがあっても、像の大きさが変わって観察者に像が流れるような印象を与えるようなことも解消できる。
【００５１】
このようにして結像面Ｔ上の点Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３に結像された像Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３は、ほぼテレセントリックな構成のリレーレンズ１０と結像レンズ１１の組（観察光学系２００）によって、結像位置Ｉ４で結像され、この結像位置Ｉ４に配置されたＣＣＤ１２により撮像され、不図示のモニタに表示される。この場合、ウェハ６の周端面と上下（表面、裏面）周縁面の３視野の観察像がモニタの同一画面上に表示されることになり、それぞれの面の状態が同時に観察される。この場合、ＣＣＤに代えて不図示の接眼レンズを配置することにより目視観察を行なうようにしてもよい。また、ウェハ６は、回転可能なステージに、ステージ中心とウェハ６の中心を一致させて載置されていることが望ましく、ウェハ６を回転させることにより、エッジ部すべてを表示観察することができる。  次に、このようなウェハ６の３視野観察をさらに具体的に説明する。
【００５２】
図４は、一般的な顕微鏡で使用される対物レンズと結像レンズを用いて、本発明の結像光学系１００と観察光学系２００を構成した例を示している。この場合、結像光学系１００の結像レンズ７ａ（〜７ｃ）と観察光学系２００のリレーレンズ１０には、顕微鏡の対物レンズが用いられる。これら結像レンズ７ａ（〜７ｃ）とリレーレンズ１０は、レンズ倍率が変化しても基準物体点Ｆ又は基準像点Ｂから結像レンズ７ａ（〜７ｃ）およびリレーレンズ１０の夫々の鏡体への取付け位置（胴付位置）までの距離が一定になるように設計されており、これら結像レンズ７ａ（〜７ｃ）およびリレーレンズ１０を異なる倍率のものに簡単に交換できるようになっている。また、結像光学系１００の対物レンズ４ａ（〜４ｃ）と観察光学系２００の結像レンズ１１には、顕微鏡の結像レンズが用いられる。
【００５３】
そして、これらのレンズの焦点距離は、対物レンズ４ａ（〜４ｃ）と結像レンズ１１を約９０ｍｍとすると、結像レンズ７ａ（〜７ｃ）は、４倍顕微鏡レンズの場合で４５ｍｍ、リレーレンズ１０は、２倍顕微鏡対物レンズの場合で９０ｍｍが用いられている。さらに、対物レンズ４ａ（〜４ｃ）の後側焦点と結像レンズ７ａ（〜７ｃ）の前側焦点をｍ、結像レンズ７ａ（〜７ｃ）の後側焦点とリレーレンズ１０の前側焦点をＩ１（Ｉ２、Ｉ３）、リレーレンズ１０の後側焦点をｎ、結像レンズ１１の後側焦点をＩ４としている。
【００５４】
この場合、焦点Ｉ１（Ｉ２、Ｉ３）は、結像レンズ７ａ（〜７ｃ）とリレーレンズ１０に接近している。これは顕微鏡対物レンズに特有な、異なる倍率のレンズに互換性を持たすための工夫で、リアフォーカスやレトロフォーカスを組み合わせた設計になっているからである。
【００５５】
なお、観察光学系２００の結像レンズ１１には、２倍顕微鏡対物レンズ（焦点距離９０ｍｍ）を用いてもよい。このようにすると、結像性能は劣るが、光学系全体の長さをさらに短くすることができる。
【００５６】
このように構成した光学系は、レンズの総合倍率を結像光学系１００で０．５倍、観察光学系２００で１倍になっており、全体で０．５倍となっている。これにより、物体側の視野像に対して１／２インチのＣＣＤ１２を用いると、図３（ａ）に示した結像面Ｔ上の点Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３に結像される像Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３とＣＣＤ１２の撮像面の関係は、図３（ｂ）に示すようになる。
【００５７】
一般に、観察したいウェハ６の上下（表裏）周縁面は、４ｍｍ幅程度である。よって、光学系全体で０．５倍の光学系では２ｍｍ幅となるので、１／２インチのＣＣＤ１２の撮像面（約６ｍ×４．５ｍｍ）に対し、上部１／３の２×４．５ｍｍの領域１２ａを結像面Ｔ上の点Ｉ２に結像される像Ｍ２（ウェハ６の表面周縁）の撮像に用い、中央部１／３の２×４．５ｍｍの領域１２ｂを結像面Ｔ上の点Ｉ１に結像される像Ｍ１（ウェハ６の周端面）の撮像に用い、下部１／３の２×４．５ｍｍの領域１２ｃを結像面Ｔ上の点Ｉ３に結像される像Ｍ３（ウェハ６の裏面周縁）の撮像に用いる。
【００５８】
ここで、光学系のレンズの総合倍率を０．５から１倍または２．５倍とするときは、リレーレンズ１０を４倍または１０倍の顕微鏡対物レンズに交換するようにすればよい。この場合、これら４倍または１０倍の顕微鏡対物レンズは、不図示のスライダーやターレットに載置し、手動又は電動で光路上に切換えるようになる。ただし、結像レンズ７ａ（〜７ｃ）のＮＡは、０．１程度で、１０倍のリレーレンズ１０を用いると、ＮＡが０．３程度となるため、いわゆるバカ倍の光学系となる。つまり、解像度が変化しないで、像だけが大きくなるが、観察上の効果は得られる。勿論、結像レンズ７ａ（〜７ｃ）にＮＡの大きいレンズを用いれば、さらに好ましい。また、結像光学系１００の倍率を０．５倍としたのは、欠陥の発見を低倍で広範囲を観察したいとの理由と、像合成プリズム９を加工上あまり小さくしたくない理由からで、さらにＣＣＤ１２の撮像面の大きさを考慮して決定してある。
【００５９】
次に、物体側焦点深度について説明する。
【００６０】
この場合、観察光学系２００の倍率は１倍で、リレーレンズ１０のＮＡが０．０５程度で、結像レンズ１１のＮＡも０．０５であることから、焦点深度ＤＯＦは下式から求めることができる。
【００６１】
ＤＯＦ（焦点深度）＝０．６λ／（ＮＡ）2
ここで、λ＝０．６μｍとすると、上式からＤＯＦ（焦点深度）＝１４５μｍとなる。この場合、結像光学系側の倍率は、像側（観察光学系）から見ると２倍であることから、物点側の焦点深度は
ΔＬ＝ＤＯＦ＊（倍率）2＝１４５＊４＝５８０μｍ
となる。ウェハ６のエッジ部の検査は、ウェハ６を回転させて行うことから、ウェハ６の反りや偏心などから、焦点深度は深いことが好ましいが、上述の値が確保できれば、観察に十分である。
【００６２】
次に、ウェハ６のエッジ部に欠陥を発見し、この欠陥部分を拡大観察する場合を説明する。
【００６３】
この場合、観察光学系２００を構成するリレーレンズ１０と結像レンズ１１は、２軸ステージであるＸＹステージ１３に載置され、中心光軸ａと直角な平面中で移動できるようになっている。この状態で、ウェハ６のエッジ部に欠陥が発見され、この部分を拡大観察したい場合は、ＸＹステージ１３を移動し、ウェハ６の欠陥部を観察光学系２００の視野中心に移動する。その後、顕微鏡の対物レンズが用いられるリレーレンズ１０を高倍のものに切換えて欠陥部を拡大観察するようになる。
【００６４】
一般に、このような観察作業は、標本側を動かしたり．結像光学系を有する装置側を動かすことによって行なうが、このようにすると、観察光学系の視野中心に欠陥部を移動させるのに、ＸＹＺの３軸ステージが必要になる。つまり、水平に置かれたウェハの観察を例に説明すると、まず、ウェハ端面に欠陥があると、装置全体を垂直（上下）方向とウェハの接線（前後）方向に動かすことが必要となり、また、ウェハ表面に欠陥があると、装置全体をウェハの直径（左右）方向と接線（前後）方向に動かすことが必要となり、結局、ＸＹＺの３軸方向の動きが必要となってくる。また、ＸＹＺの３軸ステージを用いると、ウェハ表面の上下方向にある欠陥を視野中心に移動すると、ウェハ端面の像のピントがずれ、また、ウェハ端面の上下方向にある欠陥を視野中心に移動すると、ウェハ表面の像のピントがずれるという不具合も生じる。
【００６５】
本発明では、対物レンズ４ａ、４ｂ、４ｃおよび結像レンズ７ａ、７ｂ、７ｃを有する結像光学系１００側を固定し、リレーレンズ１０および結像レンズ１１を有する観察光学系２００側のみをＸＹステージ１３により移動可能として、このＸＹステージ１３によりウェハ６の欠陥部を観察光学系２００の視野中心に移動するようにしているので、観察像のピントずれが発生することなく、安定した３視野観察を行なうことができる。
【００６６】
次に、ウェハ６のエッジ部の面取り部分の観察を行なう場合を図５に従い説明する。
【００６７】
一般にウェハ６は上下（表裏）面６ａ、６ｂと周端面６ｃとの間に面取り部６ｄ、６ｅが形成されている。この面取り部６ｄ、６ｅを観察するには、ミラー５ｂ、５ｃの傾き角度を調整し、対物レンズ４ｂ、４ｃを透過した光の光軸を面取り部６ｄ、６ｅに一致させる。ここでは、ミラー５ｂ、５ｃによって偏向した光軸の角度を中心光軸ａに対して約４５度に調整してある。また、ミラー５ｂ、５ｃを傾けることで、ミラー５ｂ、５ｃと物点（面取り部６ｄ、６ｅ）までの距離が変化するが、対物レンズ４ｂ、４ｃを光軸に沿って移動させてピントを合わせを行なうようにすればよい。
【００６８】
このようにすれば、ウェハ６の周端面６ｃと、この周端面６ｃを挟んだ上下の面取り部６ｄ、６ｅの３視野の観察像がモニタの同一画面上に表示することができる。
【００６９】
次に、ウェハ６上の観察位置を上下光学系で異なるように設定する場合を図６に従い説明する。
【００７０】
この場合、ミラー５ｂ、５ｃを中心光軸ａ方向（ウェハ６の半径方向）に移動し、ウェハ６の上下（表裏）面６ａ、６ｂ上の所望する位置に設定する。また、これと同時に、対物レンズ４ｂ、４ｃを光軸に沿って移動させてピントを合わせを行なう。
【００７１】
このようにすれば、ウェハ６の周端面６ｃとともに、ウェハ６の上下（表裏）面６ａ、６ｂ上の所望する位置の３視野の観察像をモニタの同一画面上に表示することができる。
【００７２】
なお、上述では、像合成プリズム９として、図２（ａ）（ｂ）に示すように９０度の交差角を有する２つの斜面９ａと９ｂを有するとともに、互いに平行な相対向する上面９ｃと下面９ｄを有し、２つの斜面９ａと９ｂは、ミラーコートが施され、互いに平行な上面９ｃと下面９ｄは、透過面になっているようなものを用いたが、これに代えて、例えば、図７に示すように９０度の交差角を挟む２つの面２１ａ、２１ｂと底面２１ｃを有し、面２１ａ、２１ｂを透過面、底面２１ｃにミラーコートを施した屋根型のプリズム２１を２個用いるようにしてもよい、
この場合、これらプリズム２１は、所定の間隔をおいて並べて配置される。そして、中心光学系の対物レンズ４ａからの光（中心光軸ａ）は、プリズム２１の間をそのまま通過させる。また、上側光学系の対物レンズ４ｃからの光（上側光軸ａ’）は、一方のプリズム２１の面２１ａより入射して底面２１ｃで反射し、中心光軸ａと平行な方向に出射させ、下側光学系の対物レンズ４ｂからの光（下側光軸ａ’’）は、他方のプリズム２１の面２１ａより入射して底面２１ｃで反射し、中心光軸ａと平行な方向に出射させるようにする。
【００７３】
このようにして像合成プリズム９に代えて、２個のプリズム２１を用いても、像合成プリズム９を用いたのと同様な効果を得ることができる。
【００７４】
また、図２（ａ）（ｂ）に示す像合成プリズム９とともに、例えば、図８に示すような各種のプリズムを用意し、これら各種のプリズムを不図示のスライダーやターレットに載置し、手動又は電動で光路上に切換えるようにすれば、３視野から１視野までの切換えを簡単に行なうことができる。
【００７５】
図８（ａ）は、片斜面の台形状をしたプリズム２２の場合で、傾斜面２２ａは、ミラーコートが施され、上面２２ｂと下面２２ｃは透過面となっている。
【００７６】
このようなプリズム２２によると、中心光学系からの光（中心光軸ａ）は、プリズム２２の下面２２ｃから上面２２ｂを透過して結像面Ｔで結像され、上側光学系からの光（上側光軸ａ’）は、傾斜面２２ａに入射し、中心光軸ａと平行な方向に偏向され、結像面Ｔで結像される。これにより、ＣＣＤ１２は、傾斜面２２ａと上面２２ｂの稜線２２ｄに対応する観察光軸１２１を境にして上側視野像と中心視野像を撮像し、不図示のモニタ上に２視野の観察像を表示させる。
【００７７】
この場合、ＣＣＤ１２の観察光軸１２１は、ＸＹステージ１３を移動して、プリズム２２の稜線２２ｄに一致させるようにしている。また、プリズム２２は、中心光学系からの光（中心光軸ａ）の結像位置が、常に結像面Ｔ上の同一位置となるように形状が考慮されるので、基本的に光軸方向にピント合わせの必要はない。
【００７８】
図８（ｂ）も、片斜面の台形状をしたプリズム２３の場合で、上述したプリズム２２を１８０度回転させて配置されている。この場合も、傾斜面２３ａは、ミラーコートが施され、上面２３ｂと下面２３ｃは透過面となっている。
【００７９】
このようなプリズム２３によると、中心光学系からの光（中心光軸ａ）は、プリズム２３の下面２３ｃから上面２３ｂを透過して結像面Ｔで結像され、下側光学系からの光（上側光軸ａ’’）は、傾斜面２３ａに入射し、中心光軸ａと平行な方向に偏向され、結像面Ｔで結像される。これにより、ＣＣＤ１２は、傾斜面２３ａと上面２３ｂの稜線２３ｄに対応する観察光軸１２１を境にして下側視野像と中心視野像を撮像し、不図示のモニタ上に２視野の観察像を表示させる。
【００８０】
図８（ｃ）は、交差角９０度を有する山形プリズム２４の場合で、交差する２つの傾斜面２４ａ、２４ｂにミラーコートが施されている。
【００８１】
このようなプリズム２４によると、上側光学系からの光（上側光軸ａ’）は、傾斜面２４ａに入射し、中心光軸ａと平行な方向に偏向され、結像面Ｔで結像され、また、下側光学系からの光（上側光軸ａ’’）は、傾斜面２４ｂに入射し、中心光軸ａと平行な方向に偏向され、結像面Ｔで結像される。これにより、ＣＣＤ１２は、傾斜面２４ａ、２４ｂの稜線２４ｃに対応する観察光軸１２１を境にして上側視野像と下側視野像を撮像し、不図示のモニタ上に２視野の観察像を表示させる。
【００８２】
図８（ｄ）は、平行板ガラス２５の場合で、上下面２５ａ、２５ｂを透過面とし、両側面２５ｃ、２５ｄを墨など塗った面としている。
【００８３】
このような平行板ガラス２５によると、中心光学系からの光（中心光軸ａ）のみがプリズム２５の上面２５ａから下面２５ｂを透過して結像面Ｔで結像される。これにより、ＣＣＤ１２は、中心視野像のみを撮像し、不図示のモニタ上に１視野の観察像を表示させる。
【００８４】
この場合、ＣＣＤ１２の撮像領域を複数に等分する必要はなく、観察対象物の大きさなどを考慮してＸＹステージの位置を調整すればよい。
【００８５】
図８（ｅ）は、交差角９０度を有する山形プリズム２６の場合で、傾斜面２６ａにミラーコートが施され、交差する２つの平面２６ｂ、２６ｃを墨など塗った面としている。
【００８６】
このようなプリズム２６によると、上側光学系からの光（上側光軸ａ’）のみが傾斜面２６ａに入射し、中心光軸ａと平行な方向に偏向され、結像面Ｔで結像される。これにより、ＣＣＤ１２は、上側視野像のみを撮像し、不図示のモニタ上に１視野の観察像を表示させる。
【００８７】
この場合も、ＣＣＤ１２の撮像領域を複数に等分する必要はなく、観察対象物の大きさなどを考慮してＸＹステージの位置を調整すればよい。
【００８８】
図８（ｆ）も、交差角９０度を有する山形プリズム２７の場合で、上述したプリズム２６を１８０度回転させて配置されている。この場合も、傾斜面２７ａにミラーコートが施され、交差する２つの平面２７ｂ、２７ｃを墨など塗った面としている。
【００８９】
このようなプリズム２７によると、下側光学系からの光（下側光軸ａ’’）のみが傾斜面２７ａに入射し、中心光軸ａと平行な方向に偏向され、結像面Ｔで結像される。これにより、ＣＣＤ１２は、下側視野像のみを撮像し、不図示のモニタ上に１視野の観察像を表示させる。
【００９０】
この場合も、ＣＣＤ１２の撮像領域を複数に等分する必要はなく、観察対象物の大きさなどを考慮してＸＹステージの位置を調整すればよい。
【００９１】
従って、このような第１の実施の形態によれば、中心光軸と、この中心光軸に対して対称に配置された一対の光軸を有する無限遠設計の３つの結像光学系１００を同一平面上に配置し、これら結像光学系１００からの像、例えば、ウェハ６の周端面、上下（表面、裏面）周縁面の３面の像を像合成プリズム９により合成し、１つの視野内に形成することができるので、これら３面の像をＣＣＤ１２などの撮像手段や接眼レンズを介して同時に観察することにより、ウェハ６のエッジ部分の各所の欠陥検査を効率的に行なうことができる。
【００９２】
また、像合成プリズム９とともに、図８に示す各種形状のプリズムを用意し、これら各種のプリズムを不図示のスライダーやターレットに載置し、手動又は電動で光路上に切換えることにより、３視野分割、２視野分割、１視野による観察を簡単に切換えることができる。このことは、ウェハ６のエッジ部の要求される部位に応じてプリズムを切換えるだけで、観察に最適な３視野分割、２視野分割、１視野を選択して観察することができる。
【００９３】
さらに、結像光学系の物体側に配置したミラー５ｂ、５ｃは、傾き角度を可変できるようになっているので、ウェハ６の上下（表裏）面６ａ、６ｂと周端面６ｃとの間に形成される面取り部６ｄ、６ｅのように角度の異なる平面の観察も可能になる。この場合、ミラー５ｂ、５ｃと物点（面取り部６ｄ、６ｅ）までの距離が変化するが、対物レンズ４ｂ、４ｃを光軸に沿って移動させピントを合わせをすることで解決できる。
【００９４】
さらに、結像光学系の物体側に配置したミラー５ｂ、５ｃを対物レンズ４ｂ、４ｃの光軸に沿って移動できるようにしているので、これらミラー５ｂ、５ｃを移動させた後、対物レンズ４ｂ、４ｃを動かしピント合わせをすることにより、例えば、上側光学系では、ウェハ６表面のエッジ近くの位置を、下側光学系ではウェハ裏面のエッジから離れた位置というようにウェハ６の上下（表裏）面６ａ、６ｂ上の所望する位置を簡単に観察することができる。、
さらに、観察光学系１００全体がＸＹステージ１３に載置され、中心光軸ａと直角な平面中で観察光学系１００を移動できるようにしているので、ウェハ６上で欠陥部が発見され、この欠陥部を拡大観察する場合、ＸＹステージ１３を移動し、ウェハ６の欠陥部を観察光学系１００の視野中心に移動し、リレーレンズ１０を高倍のものに切換えるだけで欠陥部を拡大して観察することもできる。
【００９５】
さらに、結像光学系１００の結像レンズ７ａ〜７ｃと観察光学系２００のリレーレンズ１０は、顕微鏡の対物レンズが用いられ、これら結像レンズ７ａ〜７ｃとリレーレンズ１０を倍率の異なるレンズに交換することができので、観察光学系２００では、低倍でウェハ表面を観察した結果、欠陥があった場合、リレーレンズ１０を交換するだけで、高倍による観察に切換えることができる。また、結像光学系１００では、例えば、ウェハ端面のみ高倍で観察したいような場合に、中央光学系の結像レンズ７ａのみ低倍レンズに交換することで対応することができる。ここで、結像レンズ７ａが低倍である理由は、結像光学系１００が、一般の顕微鏡とは逆の縮少光学系になっているからである。
【００９６】
さらに、結像光学系は、物体側にも像側にもテレセントリックな構成としているので、結像光学系の対物レンズ４ａ〜４ｃから結像レンズ７ａ〜７ｃに像をリレーするとき周辺像のケラレをなくすことができる。また、テレセントリック特有のピントがずれても、見かけ上の焦点深度を大きくできることから、分割像のつなぎ目などを明瞭にできる。
【００９７】
さらに、３つの結像光学系には、それぞれ同軸落射照明系が設けら、外部の照明系からの照明をもちいることがないので、シンプルな構成を実現できる。
【００９８】
なお、第１の実施の形態では、同軸落射照明系としたが、必要により光ファイバ等により斜照明系の追加や同軸落射照明系を省略することも適宜可能である。
【００９９】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
【０１００】
第１の実施の形態で述べた顕微鏡は、光軸がウェハ６の半径方向に沿って配置されるものであるが、この第２の実施の形態の顕微鏡は、ウェハ６の外周接線方向に沿って配置されるもので、このような顕微鏡は、実際に適用する装置の周囲の状態などによって第１の実施の形態のものに代わって用いられる。
【０１０１】
図９は、第２の実施の形態の概略構成を示すもので、図１と同一部分には同符号を付している。この場合、ＬＥＤ光源３ａ、３ｂ、３ｃから発せられる落射照明光は、集光レンズ２ａ、２ｂ、２ｃを介してハーフミラープリズム１ａ、１ｂ、１ｃに入射し、反射光路ＲＦ１、ＲＦ２、ＲＦ３側に反射する。これら反射光路ＲＦ１、ＲＦ２、ＲＦ３は、ウェハ６の外周接線方向に沿って配置されている。また、反射光路ＲＦ１、ＲＦ２、ＲＦ３は、反射光路ＲＦ１を中心にして、該反射光路ＲＦ１に対し対称に反射光路ＲＦ２、ＲＦ３が平行に配置されている。
【０１０２】
これら反射光路ＲＦ１、ＲＦ２、ＲＦ３には、それぞれ対物レンズ４ａ、４ｂ、４ｃが配置されている。これら対物レンズ４ａ、４ｂ、４ｃは、それぞれ光軸方向に移動可能になっている。そして、対物レンズ４ａ、４ｂ、４ｃを透過するＬＥＤ光源３ａ、３ｂ、３ｃからの光の光軸をミラー５ａ、５ｂ、５ｃにより垂直に偏向し、基準物体点Ｆで交差させる。この場合も、対物レンズ４ａ、４ｂ、４ｃは、それぞれ光軸方向に移動可能になっており、また、ミラー５ａ、５ｂ、５ｃも光軸に対する傾き角度を調整できるように回動可能になっている。
【０１０３】
この基準物体点Ｆ位置の近傍に被検査体であるウェハ６のエッジ部が配置される。図示例では、ミラー５ａで偏向された光の光軸上にウェハ６の周端面が配置され、ミラー５ｂ、５ｃで偏向された光の光軸上にウェハ６の上下（表裏）周縁面がそれぞれ配置されている。
【０１０４】
ウェハ６のエッジ部で反射した光は、対物レンズ４ａ、４ｂ、４ｃを介してハーフミラープリズム１ａ、１ｂ、１ｃに入射し、透過光路ＴＦ１、ＴＦ２、ＴＦ３側に透過する。
【０１０５】
この場合、ハーフミラープリズム１ａの透過光路ＴＦ１については、ミラー３１、３２により垂直方向に２回偏向することで平行移動させる。これにより、透過光路ＴＦ１、ＴＦ２、ＴＦ３は、透過光路ＴＦ１を中心にして、該透過光路ＴＦ１に対し対称に透過光路ＴＦ２、ＴＦ３が平行に同一平面上に配置される。
【０１０６】
透過光路ＴＦ１、ＴＦ２、ＴＦ３には、それぞれ結像レンズ７ａ、７ｂ、７ｃが配置されている。そして、これら結像レンズ７ａ、７ｂ、７ｃのうち、結像レンズ７ａを透過する光の光軸（中心光軸ａ）に対し、他の結像レンズ７ｂ、７ｃを透過する光の光軸をミラー８ｂ、８ｃを介して垂直に偏向し、結像レンズ７ａを透過する光の光軸に対し基準像点Ｂで交差させる。この基準像点Ｂに像合成プリズム９が配置されている。
【０１０７】
この場合も、対物レンズ４ａと結像レンズ７ａ、対物レンズ４ｂと結像レンズ７ｂ、対物レンズ４ｃと結像レンズ７ｃのそれぞれの組は、結像光学系を構成するもので、これら結像光学系は、物体側にも像側にもテレセントリックな無限遠設計の光学系に構成されている。
【０１０８】
そして、像合成プリズム９を介して結像面上に結像されるウェハ６の各所の像は、ほぼテレセントリックな構成のリレーレンズ１０と結像レンズ１１の組（観察光学系）によって、結像位置Ｉ４で結像され、この結像位置Ｉ４に配置されたＣＣＤ１２によって撮像され、画像データに変換され不図示のモニタに表示される。
【０１０９】
従って、このような構成によれば、結像光学系および観察光学系のそれぞれの光軸がウェハ６の外周接線方向に沿って配置されるので、設置スペースを有効に利用でき、装置全体のコンパクト化を実現できる。また、第１の実施の形態で述べた同様な効果を得られることは勿論、第１の実施の形態で各種述べた変形例も適用できる。
【０１１０】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。例えば、上述では、顕微鏡単体について述べているが、このような顕微鏡は、ＣＣＤ１２で撮像した画像を電子画像ファイルとして保存することができ、画像信号の強度等の変化により欠陥を検出する薄板エッジ検査装置に適用できる。特に、結像面Ｔ付近にミラーを配置するなどして光路を垂直方向に偏向すれば、観察光学系２００に市販の顕微鏡を用いることができる。また、スペースが必要であれば、リレー光学系を追加してもよい。また、揺動機構をもち目視で検査を行なうマクロ検査部や顕微鏡が行なうミクロ検査部を有する基板検査装置に搭載することもできる。顕微鏡や回転ステージを共用でき、また、画像処理による欠陥分類機能を共用することができる。さらに、エッジカット量の測定にも適用することができる。また、ＣＣＤ１２は、観察光学系２００を介して配置しているが、理論的には、像合成プリズム９を介して各像が結像される結像面Ｔの位置であってもよい。さらに、上述では、中心光学系、下側光学系および上側光学系と称する３つの結像光学系１００を用いた例を述べたが、中心光学系、下側光学系および上側光学系の少なくとも２つを組み合わせた結像光学系１００についても同様に実施できる。
【０１１１】
さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に適用される顕微鏡の概略構成を示す図。
【図２】第１の実施の形態に用いられる像分割プリズムの概略構成を示す図。
【図３】第１の実施の形態の結像面に結像される像と、これら像を撮像するＣＣＤカメラの関係を説明する図。
【図４】第１の実施の形態をさらに具体的に説明するための結像光学系と観察光学系の概略構成を示す図。
【図５】第１の実施の形態のウェハエッジ部の面取り部分の観察を行なう例を説明する図。
【図６】第１の実施の形態のウェハの上下面の異なる位置の観察を行なう例を説明する図。
【図７】第１の実施の形態に用いられる像分割プリズムの他の例の概略構成を示す図。
【図８】第１の実施の形態に用いられる各種の像分割プリズムの概略構成を示す図。
【図９】本発明の第２の実施の形態に適用される顕微鏡の概略構成を示す図。
【符号の説明】
【０１１３】
１００…結像光学系、１…ハーフミラープリズム群
１ａ．１ｂ、１ｃ…ハーフミラープリズム
２ａ．２ｂ、２ｃ…集光レンズ、３ａ、３ｂ、３ｃ…ＬＥＤ光源
４ａ．４ｂ、４ｃ…対物レンズ、５ａ、５ｂ．５ｃ…ミラー
６…ウェハ、６ａ．６ｂ…上下（表裏）面
６ｃ…周端面、６ｄ．６ｅ…面取り部
７ａ．７ｂ、７ｃ…結像レンズ、８ｂ．８ｃ…ミラー
９…像合成プリズム、９ａ、９ｂ…斜面
９ｃ…上面、９ｄ…下面
９ｅ．９ｆ…稜線、２００…観察光学系
１０…リレーレンズ、１１…結像レンズ
１２…ＣＣＤ、１２ａ〜１２ｃ…領域
１３…ＸＹステージ、２１…プリズム
２１ａ．２１ｂ…面、２２…プリズム
２２ａ…傾斜面、２２ｂ…上面、２２ｃ…下面
２２ｄ…稜線、２３…プリズム、２３ａ…傾斜面
２３ｂ…上面、２３ｃ…下面、２３ｄ…稜線
２４…山形プリズム、２４ａ．２４ｂ…傾斜面
２４ｃ…稜線、２５…平行板ガラス、２５ａ．２５ｂ…上下面
２５ｃ．２５ｄ…両側面、２６…山形プリズム
２６ａ…傾斜面、２６ｂ．２６ｃ…平面
２７…山形プリズム、２７ａ…傾斜面
２７ｂ．２７ｃ…平面、１２１…観察光軸
３１．３２…ミラー
【図１】
2006064975.tif 000003
【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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