(57)【要約】【課題】設置スペースの小型化が可能な半導体ウェハの表面検査装置、及び半導体ウェハの表面検査方法を提供することを目的とする。【解決手段】半導体ウェハ１００を撮像した結果に基づいて半導体ウェハ１００が予め定められた条件を満たしているかを検査する複数の検査部２，３，４と、複数の検査部の間で半導体ウェハ１００を搬送する搬送機構とを備え、搬送機構は、固定ベース６０に対して回転する回動部６２と、半導体ウェハを解放可能に保持する保持部と、回動部６２と保持部との間に設けられた腕部６３、６４とを有し、複数の検査部２，３，４は、それぞれが異なる撮像方式によって半導体ウェハ１００を撮像し、かつ半導体ウェハ１００を取り込む取込部が回動部６２の回転軸Ｏ１と中心とする保持部の可動範囲Ｒ内に設けられている半導体ウェハ１００の表面検査装置１を提供する。【選択図】図１Ａ
2018128339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェハを撮像した結果に基づいて前記半導体ウェハが予め定められた条件を満たしているかを検査する複数の検査部と、
前記複数の検査部の間で前記半導体ウェハを搬送する搬送機構とを備え、
前記搬送機構は、固定ベースに対して回転する回動部と、前記半導体ウェハを解放可能に保持する保持部と、前記回動部と前記保持部との間に設けられた腕部とを有し、
前記複数の検査部は、それぞれが異なる撮像方式によって前記半導体ウェハを撮像し、かつ前記半導体ウェハを取り込む取込部が前記回動部の回転軸と中心とする前記保持部の可動範囲内に設けられている、
半導体ウェハの表面検査装置。
【請求項２】
前記複数の検査部のうち少なくとも一つの検査部は、前記取込部にて取り込まれた前記半導体ウェハを前記可動範囲外の撮像位置に移動し、前記撮像位置において前記半導体ウェハを撮像する、
請求項１に記載の半導体ウェハの表面検査装置。
【請求項３】
前記複数の検査部による検査を受けた前記半導体ウェハが格納される格納部を備え、
前記搬送機構は、前記格納部の複数の部分領域のうち前記複数の検査部による検査結果に応じた部分領域に前記半導体ウェハを格納する、
請求項１又は２に記載の半導体ウェハの表面検査装置。
【請求項４】
前記搬送機構は、前記半導体ウェハの表裏を反転させる反転機構をさらに備えた、
請求項１乃至３の何れか１項に記載の半導体ウェハの表面検査装置。
【請求項５】
前記複数の検査部は、前記半導体ウェハの表面から散乱した光を所定の方向から撮像する第１の検査部、前記半導体ウェハを透過若しくは前記半導体ウェハの表面で反射した互いに光路差を有する光を合成して取得する第２の検査部、及び前記半導体ウェハの端部を複数の角度から撮像する第３の検査部を含む、
請求項１乃至４の何れか１項に記載の半導体ウェハの表面検査装置。
【請求項６】
半導体ウェハを、第１乃至第３の検査項目について、第１乃至第３の検査部によって検査する、半導体ウェハの表面検査方法であって、
環状の搬送領域に前記半導体ウェハを搬送し、
前記第１の検査部の第１の半導体ウェハ取込ステージを前記搬送領域に位置させて前記半導体ウェハを取り込み、
前記半導体ウェハを取り込んだ前記第１の半導体ウェハ取込ステージを前記搬送領域の外側に移動させて前記第１の検査項目の検査を実施し、
前記半導体ウェハを取り込んだ前記第１の半導体ウェハ取込ステージを前記搬送領域に位置させて前記第２の検査項目の検査を実施し、
前記第３の検査部の第２の半導体ウェハ取込ステージを前記搬送領域に位置させて前記半導体ウェハを取り込み、
前記半導体ウェハを取り込んだ前記第２の半導体ウェハ取込ステージを前記搬送領域に位置させて前記第３の検査項目の検査を実施する、
半導体ウェハの表面検査方法。
【請求項７】
前記第１の検査項目の検査の実施は、前記半導体ウェハの局部及び全体のくもりを検査し、
前記第２の検査項目の検査の実施は、前記半導体ウェハのスリップライン及び加工不良を検査し、
前記第３の検査項目の検査の実施は、前記半導体ウェハの端部のチッピングを検査する、
請求項６に記載の半導体ウェハの表面検査方法。
【請求項８】
前記第１の検査部は、斜め反射光学機構を有し、
前記第２の検査部は、微分干渉光学機構を有し、
前記第３の検査部は、前記半導体ウェハの端部を前記半導体ウェハの主面に対して斜めに照射する照射光を出射する光源と、前記端部の外縁を通過した前記照射光を受光する受光部を含む光学系機構を有する、
請求項７に記載の半導体ウェハの表面検査方法。
【請求項９】
半導体ウェハの基板を撮像した結果に基づいて前記半導体ウェハが予め定められた条件を満たしているかを検査する複数の検査部と、
前記複数の検査部の間で前記半導体ウェハを搬送する搬送機構とを備え、
前記搬送機構は、固定ベースに対して回転する回動部と、前記半導体ウェハを解放可能に保持する保持部と、前記回動部と前記保持部との間に設けられた腕部とを有し、
前記複数の検査部は、それぞれが異なる撮像方式によって前記半導体ウェハを撮像し、かつ前記半導体ウェハを取り込む取込部が前記回動部の回転軸と中心とする前記保持部の可動範囲内に設けられている、
半導体ウェハの表面検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハの表面検査装置及び半導体ウェハの表面検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体ウェハを検査する検査装置として、異なる撮像方式を採用するものが知られている（例えば、特許文献１，２，３参照）。
【０００３】
例えば、斜め反射光学方式を採用する検査装置として、特許文献１に記載の検査装置が知られている。また、微分干渉光学方式を採用する検査装置として、例えば、特許文献２に記載の検査装置が知られている。さらに、端部撮像方式を採用する検査装置として、例えば、特許文献３に記載の検査装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２４７９５８号公報
【特許文献２】特開２０１０−１３４０３６号公報
【特許文献３】特表２０００−５１２５６５号公報
【特許文献４】特開平６−３４２８３７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１〜３に記載の３種類の検査装置を複合化して設置しようとすると、設置スペースが大型化してしまう。この複合化に伴う大型化を抑制した検査装置として、例えば、特許文献４に記載されている半導体チップの検査装置がある。この検査装置は、複数の検査部を環状に配置することで、複数の検査部を直線状に配置する構成よりも配置スペースを小型化できると考えられる。
【０００６】
しかしながら、このように複数の検査部を環状に配置しても、検査部の数が多くなると、複数の検査部を配置する環状の配置スペースが大きくなってしまい、複数の検査部を複合化した検査装置の設置スペースの小型化が困難となっていた。
【０００７】
そこで、本発明は、複合化される複数の検査部の設置スペースの小型化が可能な半導体ウェハの表面検査装置、及び半導体ウェハの表面検査方法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】
【０００８】
本発明の一態様は、上記目的を達成するために、半導体ウェハを撮像した結果に基づいて前記半導体ウェハが予め定められた条件を満たしているかを検査する複数の検査部と、前記複数の検査部の間で前記半導体ウェハを搬送する搬送機構とを備え、前記搬送機構は、固定ベースに対して回転する回動部と、前記半導体ウェハを解放可能に保持する保持部と、前記回動部と前記保持部との間に設けられた腕部とを有し、前記複数の検査部は、それぞれが異なる撮像方式によって前記半導体ウェハを撮像し、かつ前記半導体ウェハを取り込む取込部が前記回動部の回転軸と中心とする前記保持部の可動範囲内に設けられている、半導体ウェハの表面検査装置を提供する。
【０００９】
また、本発明の一態様は、上記目的を達成するために、半導体ウェハを、第１乃至第３の検査項目について、第１乃至第３の検査部によって検査する、半導体ウェハの表面検査方法であって、環状の搬送領域に前記半導体ウェハを搬送し、前記第１の検査部の第１の半導体ウェハ取込ステージを前記搬送領域に位置させて前記半導体ウェハを取り込み、前記半導体ウェハを取り込んだ前記第１の半導体ウェハ取込ステージを前記搬送領域の外側に移動させて前記第１の検査項目の検査を実施し、前記半導体ウェハを取り込んだ前記第１の半導体ウェハ取込ステージを前記搬送領域に位置させて前記第２の検査項目の検査を実施し、前記第３の検査部の第２の半導体ウェハ取込ステージを前記搬送領域に位置させて前記半導体ウェハを取り込み、前記半導体ウェハを取り込んだ前記第２の半導体ウェハ取込ステージを前記搬送領域に位置させて前記第３の検査項目の検査を実施する、半導体ウェハの表面検査方法を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、複数の検査部を複合化しても、その設置スペースの小型化を可能にする半導体ウェハの表面検査装置、及びその表面検査方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明に係る一実施の形態に係る表面検査装置の構成を模式的に示す模式図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、搬送機構としての多関節ロボットを示す構成図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、多関節ロボットのロボットハンドの一部を拡大して示す斜視図である。
【図２】半導体ウェハの構成を示す模式図であり、（ａ）はエピタキシャル成長膜を有する半導体ウェハの構成を示し、（ｂ）は基板のみの構成を示す。
【図３】図１Ａに示す表面検査装置における半導体ウェハの処理のフローの一例を示す図である。
【図４】斜め反射光学機構の概略構成図である。
【図５】図４に示す斜め反射光学機構の第２の光源による照明範囲と半導体ウェハとの位置関係を模式的に示す概念図である。
【図６】図４に示す斜め反射光学機構による撮像画像の一例を示す図であり、局部くもりが検出された画像の一例を示す図である。
【図７】微分干渉光学機構の概略構成と微分干渉の原理とを模式的に示す図である。
【図８】図７に示す微分干渉光学機構による撮像画像の一例を示す図である。
【図９】端部撮像機構の概略構成図である。
【図１０】端部撮像機構において半導体ウェハ１００の裏面の検査の概略を示す図である。
【図１１】図９に示す半導体ウェハの裏面の検査における光源及びカメラと半導体ウェハとの位置関係を示す図であり、（ａ）はチッピングが検出されないときの位置関係の一例を示す図あり、（ｂ）はチッピングが検出されるときの位置関係の一例を示す図である。
【図１２】半導体ウェハの裏面の撮像画像の一例を示す図である。
【図１３】半導体ウェハの処理のフローの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［実施の形態］
本発明の実施の形態について、図１〜図１３を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。
【００１３】
（半導体ウェハの表面検査装置１の全体構成）
図１Ａは、本発明に係る一実施の形態に係る表面検査装置の構成を模式的に示す模式図である。図１Ｂは、搬送機構としての多関節ロボット６を示す構成図である。図１Ｃは、多関節ロボット６のロボットハンド６５の一部を拡大して示す斜視図である。図２は、半導体ウェハの構成を示す模式図であり、（ａ）はエピタキシャル成長膜を有する半導体ウェハの構成を示し、（ｂ）は基板のみの構成を示す。図３は、図１Ａに示す表面検査装置における半導体ウェハの処理のフローの一例を示す図である。
【００１４】
本実施の形態に係る半導体ウェハの表面検査装置１（以下、単に、「表面検査装置１」と記載する。）は、図２（ａ）に示すような基板１０２とエピタキシャル成長膜１０３を有する半導体ウェハ１００の表面の状態を検査する装置である。本実施の形態において用いられる半導体ウェハの基板１０２としては、例えば、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＡｌＮ、ＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓ、及びＩｎＧａＮの群から選択される基板が挙げられる。また、エピタキシャル成長膜１０３は、特定の材料を有するものに限定されないが、例えば、半導体ウェハ１００の基板１０２上に半導体膜として形成される。また、エピタキシャル成長膜１０３は、異なる材料を有する複数種の膜の積層体を有するものであってもよい。すなわち、本実施の形態において用いられるエピタキシャル成長膜１０３としては、例えば、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＡｌＮ、ＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓ、及びＩｎＧａＮの群から選択される半導体膜が挙げられる。エピタキシャル成長膜１０３は、例えばＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により形成される。また、図２（ｂ）に示すように、半導体ウェハ１００には、エピタキシャル成長膜１０３を有さず、基板１０２のみで構成されるものも含まれる。また、半導体ウェハ１００の表面とは、表面、裏面、及び端部を含む。
【００１５】
図１Ａに示すように、表面検査装置１は、半導体ウェハ１００を撮像した結果に基づいて半導体ウェハ１００が予め定められた条件を満たしているかを検査する複数の検査部を備えている。これら複数の検査部は、それぞれが異なる撮像方式によって半導体ウェハ１００を撮像する。具体的に、本実施の形態では、表面検査装置１は、斜め反射光学機構２Ａを有する第１の検査部２と、微分干渉光学機構３Ａを有する第２の検査部３と、端部撮像機構４Ａを有する第３の検査部４と、を備えている。ここで第１の検査部２は、後述するロボットハンド６５の可動範囲Ｒの外側の領域（例えば、デットスペース）に配置されている。なお、これら検査部２，３，４のそれぞれの詳細は後述する。
【００１６】
表面検査装置１は、第１〜第３の検査部２，３，４による検査を受けた半導体ウェハ１００が互いに区画された複数の部分領域に格納される格納部５と、第１〜第３の検査部２，３，４の間で半導体ウェハ１００を搬送する搬送機構としての単一の多関節ロボット６と、制御部７と、を更に備えている。制御部７は、例えばコンピュータ等のＣＰＵを含み、半導体ウェハ１００を所定の位置に移載するよう多関節ロボット６を制御すると共に、複数の検査部により撮像された半導体ウェハ１００の表面の画像の解析結果を集計する。なお、半導体ウェハ１００の表面の状態が予め定められた条件を満たしているかを判定する判定部を各々の検査部に設けるような構成とすることもできる。
【００１７】
表面検査装置１は、エアーブロー及び超音波により、半導体ウェハ１００の表面の塵やゴミ等の異物を除去する超音波洗浄機構（以下、「ＵＳクリーナー」と記載する。）８をさらに備えている。
【００１８】
格納部５は、斜め反射光学機構２Ａ、微分干渉光学機構３Ａ、端部撮像機構４Ａ、及びＵＳクリーナー８（以下、これらを単に「機構」と記載する。）内に投入するための半導体ウェハ１００を格納しておく、第１のカセットを設置するためのカセットポート５１を備える。また、格納部５は、撮像した画像の判定結果に基づいて振り分けられた半導体ウェハ１００を振り分けて格納する、互いに区画された複数の部分領域としての複数のカセットを設置するためのカセットポート、すなわち、第２のカセットを設置するためのカセットポート５２、及び第３のカセットを設置するためのカセットポート５３を備えていてもよい。また、本実施の形態では、格納部５は、半導体ウェハ１００を１枚収容するハンドリングポート５４を備えている。
【００１９】
これら第１〜第３のカセットポート及びハンドリングポート５４は様々な運用形態で用いることができる。本実施の形態では、例えば、第１のカセットポート５１は、検査前、すなわち、表面検査装置１に投入する前の状態の半導体ウェハ１００を収容したカセットを設置する。また、第１のカセットポート５１は、斜め反射光学機構２Ａ、微分干渉光学機構３Ａ、端部撮像機構４Ａ、及びＵＳクリーナー８内でのいずれかの処理が終了し、次の機構に取り込まれる直前の状態の半導体ウェハ１００や、各々の機構での処理及び検査が終了し、撮像した画像の判定結果によって振り分けがなされる前の状態の半導体ウェハ１００、すなわち待機状態にある半導体ウェハ１００、を一時的に収容するカセットが設置されてもよい。
【００２０】
例えば、第２のカセットポート５２には、制御部７によって「予め定められた条件を満たしている」（以下、「良」と記載する。）と判断された半導体ウェハ１００を収納するカセットが設置されてもよいし、第３カセットポート５３は、「予め定められた条件を満たしていない」（以下、「不良」と記載する。）と判断された半導体ウェハ１００を収納するカセットが設置されてもよい。ハンドリングポート５４は、作業者による目視再確認等の判断が必要な待機状態の半導体ウェハ１００を、例えば第１のカセットポート５１に設置されたカセットから取り出して収納し、半導体ウェハ１００を乗せた状態として、ここから一時的に装置からウェハを取り出し可能な機構を備えている。なお、設置するカセットポートやハンドリングポートの個数や運用形態等は、上述のものに限られるものではなく、適宜調整することが可能であり、また、カセットポートの寸法や形状も半導体ウェハ１００自体の大きさや形状及び収容数等により使用されるカセットを考慮して、適宜設計することが可能である。
【００２１】
多関節ロボット６は、半導体ウェハ１００の表面検査装置１が設置された床部１０に固定された固定ベース６０と、固定ベース６０に立設された胴部６１と、胴部６１に支持され、固定ベース６０に対して回転する回動部６２と、第１及び第２の腕部６３，６４と、半導体ウェハ１００を解放可能に保持する保持部としてのロボットハンド６５とを有している。第１及び第２の腕部６３，６４は、回動部６２とロボットハンド６５との間に設けられている。
【００２２】
回動部６２は、一端部が胴部６１に支持され、他端部は第１の腕部６３を回動可能に支持している。胴部６１には、回動部６２を回転させる図略のモータが収容されている。第１の腕部６３は、モータ６３１の駆動力により回動部６２に対して回転し、第２の腕部６４は、モータ６４１の駆動力により第１の腕部６３に対して回転する。本実施の形態では、回動部６２、第１の腕部６３、及び第２の腕部６４が、それぞれ回転軸Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３を中心として水平方向に回転する。
【００２３】
ロボットハンド６５は、ロッド６６を介して第２の腕部６４に支持されている。ロッド６６は、モータ６６１の駆動力により鉛直方向に沿って上下方向に移動可能である。また、ロボットハンド６５は、半導体ウェハ１００を把持する爪部６５１を有している。爪部６５１は、半導体ウェハ１００を吸着した状態で図１Ｃに示す矢印Ａ方向に回転可能である。爪部６５１が半導体ウェハ１００を挟んだ状態で半回転（１８０°回転）することにより、半導体ウェハ１００の表裏を反転する。すなわち、爪部６５１は、半導体ウェハ１００の表裏を反転させる反転機構を構成する。
【００２４】
爪部６５１による半導体ウェハ１００の把持動作及び回転動作は、例えば図略のエアチューブを介してロボットハンド６５に供給される空気圧によって作動するアクチュエータによって行われる。なお、これらの動作をモータによって行ってもよい。
【００２５】
図１Ａでは、ロボットハンド６５の可動範囲Ｒの外縁を破線で示している。可動範囲Ｒは、回動部６２の回転軸Ｏ１を中心とする円環状である。多関節ロボット６は、この可動範囲Ｒの内側で、半導体ウェハ１００をロボットハンド６５により搬送することが可能である。
【００２６】
微分干渉光学機構３Ａ、端部撮像機構４Ａ、及びＵＳクリーナー８はそれぞれ、半導体ウェハ１００を取り込むための取込部としての可動式の第１の半導体ウェハ取込ステージ３１（以下、単に「ステージ３１」と記載する。）、第２の半導体ウェハ取込ステージ４１（以下、単に「ステージ４１」と記載する。），第３の半導体ウェハ取込ステージ８１（以下、単に「ステージ８１」と記載する。）を備えている。
【００２７】
これらステージ３１，４１，８１、並びに第１〜第３のカセットポート１，５２，５３及びハンドリングポート５４は共に、半導体ウェハ１００を取り込むときに、多関節ロボット６の回動部６２の回転軸Ｏ１を中心とするロボットハンド６５の可動範囲Ｒ内に設けられている。本実施の形態では、ステージ３１，４１，８１、並びに第１〜第３のカセットポート５１，５２，５３及びハンドリングポート５４はそれぞれ、ロボットハンド６５の先端が到達可能な範囲である所定の半径を有する円周の内側の領域に配置されている。換言すれば、多関節ロボット６による半導体ウェハ１００の搬送領域は、半導体ウェハ１００の表面に平行な平面視において、環状の領域である。具体的に、本実施の形態では、所定の直径の円環状の領域であるが、これに限られるものではなく、所定の長さの長軸と短軸とを有する楕円形や、所定の長さの長辺と短辺とを有する長方形又は正方形、その他の閉じた経路であってもよい。
【００２８】
また、本実施の形態では、斜め反射光学機構２Ａは専用のステージを有さず、微分干渉光学機構３Ａのステージ３１と共通のものとしてのステージを有している。すなわち、半導体ウェハ１００は、微分干渉光学機構３Ａのステージ３１により斜め反射光学機構２Ａに移動し、斜め反射光学機構２Ａによる検査が行われる。換言すれば、複数の検査部のうちの一つである第１の検査部２の斜め反射光学機構２Ａは、微分干渉光学機構３Ａのステージ３１にて取り込まれた半導体ウェハ１００を多関節ロボット６の回動部６２の回転軸Ｏ１を中心とするロボットハンド６５の可動範囲Ｒ外の撮像位置に移動し、この撮像位置において半導体ウェハ１００を撮像する。
【００２９】
なお、斜め反射光学機構２Ａ、微分干渉光学機構３Ａ、端部撮像機構４Ａ、及びＵＳクリーナー８、並びに、ステージ３１，４１，８１の配置は、上述の実施の形態の配置に限られるものではなく、表面検査装置１の設置面積が最も小さくなるように、適宜調整される。
【００３０】
図３に示すように、半導体ウェハ１００は、まず、ＵＳクリーナー８にて裏面の洗浄処理がなされ（ステップＳ１）。この後、表面の洗浄処理がなされる（ステップＳ２）。
【００３１】
両面の洗浄処理が終了した半導体ウェハ１００は、微分干渉光学機構３Ａにて、表面の、後述するスリップライン及び加工不良の有無の検査が実施される（ステップＳ３）。次に、斜め反射光学機構２Ａにて、表面の、後述するくもり検査が実施される（ステップＳ４）。続いて、斜め反射光学機構２Ａにて、裏面のくもり検査が実施される（ステップＳ５）。次に、端部撮像機構４Ａにて、後述するチッピング検査が実施される（ステップＳ６）。
【００３２】
チッピング検査が終了すると、多関節ロボット６は、半導体ウェハ１００を、一旦第１のカセットポート５１に設置されたカセットに戻す。その後、目視確認が必要な半導体ウェハ１００は、ハンドリングポート５４へ移動し、その他の半導体ウェハ１００は、「良」「不良」の判定が確定したのち、この結果に基づいて第２のカセットポート５２又は第３のカセット５３ポートに設置されたカセットに移動する。なお、ハンドリングポート５４へ移動した半導体ウェハ１００は、目視確認後、再度、第１のカセットポート５１に設置されたカセットに戻される。以上のようにして、半導体ウェハ１００は、第２又は第３のカセットポート５２，５３に設置されたカセット若しくはハンドリングポート５４に振り分けられる（ステップＳ７）。
【００３３】
なお、ハンドリングポート５４に移載された半導体ウェハ１００は、必要に応じて手動で取り出され、作業者による目視確認が行われる。
【００３４】
（斜め反射光学機構２Ａ）
図４は、斜め反射光学機構の概略構成図である。図５は、図４に示す斜め反射光学機構の第２の光源による照明範囲と半導体ウェハとの位置関係を模式的に示す概念図である。図６は、図４に示す斜め反射光学機構による撮像画像の一例を示す図であり、局部くもりが検出された画像の一例を示す図である。斜め反射光学機構２Ａは、半導体ウェハ１００の表面から散乱した光を所定の方向から撮像する機構である。半導体ウェハ１００の表面に照射された光は、エピタキシャル成長膜１０３に混入された異物や、基板１０２に生じた微小な凹凸構造に由来する白色の模様を有する表面欠陥（以下、「くもり」と記載する。）により散乱される。なお、くもりは、半導体ウェハ１００の表面を、平面に対して特定の方向から撮像した場合にのみ検出することができる。
【００３５】
斜め反射光学機構２Ａは、半導体ウェハ１００が載置されたステージ３１を支持する３つの爪２１１を有するロボチャック機構２１と、半導体ウェハ１００に照射する第１の光源２２及び第２の光源２３と、これら２つの光源２２，２３から照射され、半導体ウェハ１００の表面で散乱した光を受光する受光部２４と、半導体ウェハ１００の中心を通りステージ３１に垂直な方向を回転軸としてステージ３１を回転させる回転機構２５と、半導体ウェハ１００を表面と平行な平面内で移動するＸＹ機構２６と、を備えている。
【００３６】
半導体ウェハ１００が載置されたステージ３１がロボチャック機構２１の位置（図１Ａ参照）に移動し、ロボチャック機構２１は３つの爪２１１でステージ３１を支持する。
【００３７】
本実施の形態では、第１の光源２２及び第２の光源２３は共に、白色の発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）である。なお、光源は、照射面においてムラがなく均一に照射できるものであればよく、ＬＥＤに限定されるものではない。
【００３８】
くもりは、半導体ウェハ１００の表面を、該表面に対して特定の角度から撮像した場合に検出することができる。換言すれば、くもりである欠陥の像には角度依存性がある。また、くもりのうち特に局部くもりは、半導体ウェハ１００を撮像する際に、後述のように、角度依存性があり、半導体ウェハ１００が載置されたステージ３１を回転させて撮像した場合に特定の回転角度において検出されやすい。すなわち、局部くもりは、半導体ウェハ１００の面内での角度依存性が大きい。そこで、光源を斜めから照射しつつ、半導体ウェハ１００を、該ウェハ１００の表面に平行な平面内で回転させて観察する。以下、具体的に説明する。
【００３９】
第１の光源２２及び第２の光源２３は、半導体ウェハ１００の表面に対して斜め上方から照射できる位置に配置されている。また、第１の光源２２及び第２の光源２３は、第１の光源２２から照射される光の光路と半導体ウェハ１００の表面とのなす角（以下、「第１の角度」と記載する。）φ１が、第２の光源２３から照射される光の光路と半導体ウェハ１００の表面とのなす角（以下、「第２の角度」と記載する。）φ２よりも大きくなるように配置されている。撮像される全体くもりには、半導体ウェハ１００の面内における角度依存性があまり強くないため、照射面積を大きくするためにφ１は９０°に近い方が望ましい。また、撮像される局部くもりには、半導体ウェハ１００の面内における角度依存性があるので、照射光は、半導体ウェハ１００の平面に対して鋭角で照射される必要がある。これらを考慮し、第１の光源２２の照射により全体くもりを検出し、第２の光源２３の照射により局部くもりを検出するために、好ましくは、第１の角度φ１は約９０度であり、第２の角度φ２は約２２度である。なお、第１及び第２の角度φ１，φ２は、この値に限定されるものではなく、第１の光源２２の照射面積を大きくし、第２の光源２３の照射角度が半導体ウェハ１００の平面に対して鋭角となるように、適宜調整することができる。
【００４０】
また、第１の光源２２及び第２の光源２３は、半導体ウェハ１００の上方に配置される。具体的に、第１の光源２２の半導体ウェハ１００側の先端面の中心と、半導体ウェハ１００の表面の中心との距離（以下、単に「第１の光源と半導体ウェハ１００との距離」と記載する。第２の光源２３及び受光部２４についても同様。）Ｌ１は、第２の光源２３と半導体ウェハ１００との距離Ｌ２よりも長い。好ましくは、Ｌ１は約７００ミリメートル、距離Ｌ２は約４５０ミリメートルである。なお、各距離Ｌ１，Ｌ２は、この値に限定されるものではなく、適宜調整することができる。
【００４１】
このように配置することで、第１の光源２２によって半導体ウェハ１００の表面に照射される光のスポットの面積（以下、「第１の光源２２による照明範囲」と記載する。）を、第２の光源２３によって半導体ウェハ１００の表面に照射される光のスポットの面積（以下、「第２の光源２３による照明範囲」と記載する。）よりも大きくすることができる。そのため、第１の光源２２からの照射により、半導体ウェハ１００の表面に全域的に生じているくもり（以下、「全体くもり」と記載する。）を検出することができると共に、第２の光源２３からの照射により、半導体ウェハ１００の表面の限定された範囲内に集中して存在するくもり（以下、「局部くもり」と記載する。）を検出することができる。
【００４２】
受光部２４は特に限定されないが、本実施の形態では、ＣＣＤ素子を有するエリアカメラ（例えば、ソニー（株）製のＳ６００）を用いる。受光部２４は、第１の光源２２及び第２の光源２３からの照射が半導体ウェハ１００の表面に当たることで発生する散乱光を受光する。受光部２４は、半導体ウェハ１００の表面に対して約４０度傾斜するように配置され、受光部２４と半導体ウェハ１００との距離は約４７０ミリメートルである。なお、角度、距離はこの値に限定されるものではなく、適宜調整することができる。また、受光部２４は、半導体ウェハ１００側の先端部にレンズ２４１を備え、焦点の調整が可能に構成されている。
【００４３】
回転機構２５は、半導体ウェハ１００が載置されたステージ３１を、ステージ３１の平面内で回転させる。その際、回転角度は、例えば、第１の光源２２により全体くもりを検出するときは、９０度、第２の光源２３により局部くもりを検出するときは、１０度とする。第１の光源２２が照射され、かつ第２の光源２３が未照射の状態で半導体ウェハ１００の表面全体の撮像を０度および９０度の２回行う。また、第２の光源２３が照射され、かつ第１の光源２２が未照射の状態で半導体ウェハ１００の表面の撮像を１０度毎に３６回行い、複数回に分けて半導体ウェハ１００の表面の全領域を撮像する。このように予め定められた角度で複数回に分けて撮像することにより、より多くの方向から撮像することができ、全体くもり及び局部くもりをより検出しやすくすることができる。
【００４４】
なお、上記の実施の形態では、第１の光源及び第２の光源の照射は個別に行うが、これに限られるものではなく、第１の光源及び第２の光源の照射を同時に行ってもよい。
【００４５】
ＸＹ機構２６は、半導体ウェハ１００を表面と平行な平面内で移動させる。上述のように、第２の光源２３は、より低い角度で半導体ウェハ１００の表面を照射するように構成されている。そのため、図５に示すように、第２の光源２３の照明範囲２３１は半導体ウェハ１００の上面視において楕円形となっている。また、本実施の形態では、半導体ウェハ１００の表面を局部的に照射するために、第２の光源２３の照明範囲２３１は半導体ウェハ１００の表面の全面積よりも小さいものとなっている。このため、例えば、半導体ウェハ１００が第１の所定の位置１００ａにあるとき、第２の光源２３の照明範囲２３１は半導体ウェハ１００の一方側（図示下側）のみに当たっている。換言すれば、半導体ウェハ１００を一所定の位置に配置したのみでは、第２の光源２３の光が照射されない領域が存在してしまう。そこで、かかる表面内における照射の領域格差を低減すべく、ＸＹ機構２６により、半導体ウェハ１００を移動して他の第２及び第３の所定の位置１００ｂ，１００ｃに配置し、各位置において照射し撮像を行う。
【００４６】
より具体的に、第１の光源２２が未照射でかつ第２の光源２３が照射された状態で、第１の所定の位置１００ａにおいて、半導体ウェハ１００の表面について、半導体ウェハ１００が載置されたステージ３１を、例えば、回転機構２５の回転角度を１０度として、ステージが１回転する間、撮像を行い、すなわち、１０度ずつ回転させて、計３６回撮像したのち、第２の所定の位置１００ｂにおいて、半導体ウェハ１００の表面の撮像を、同様に、３６回行い、さらに、第３の所定の位置１００ｃにおいて、半導体ウェハ１００の表面の撮像を、同様に３６回行う。このようにすることにより、さらにより多くの方向から撮像することができ、局部くもりをより検出しやすくすることができる。
【００４７】
回転機構２５の回転角度が小さければ、撮像のバリエーションを増やすことができ、くもりの検出がしやすくなる一方で、撮像の回数が増えるため、撮像に要する時間及び画像解析にかかる時間が増え、タクトタイムに影響を与える。また、同様に、ＸＹ機構２６の移動回数が多ければ、くもりの検出がしやすくなる一方で、像の回数が増えタクトタイムに影響を与える。これら回転機構２５の回転角度及びＸＹ機構２６の移動回数は、くもりが検出しやすく、かつ、タクトタイムに影響を与えないように、適宜調整される。
【００４８】
撮像した半導体ウェハ１００の表面の画像の解析には任意の公知の方法を用いることができる。本実施の形態では、ベースラインに対して予め定められた値を持つ領域を抽出し、かかる抽出された領域の大きさ、すなわちピクセル数と、白色の度合い、すなわち光量値の大きさとが、それぞれ予め定められた基準値よりも大きい場合、「くもりあり」と判断する。このようにして、図６に示すように、局部くもりを検出することができる（図６の付番１１０参照）。
【００４９】
なお、上記の一連の撮像及び判定が終了すると、ステージ３１は、上述した、回動部６２の回転軸Ｏ１から搬送領域に戻される。この位置で、前述の多関節ロボット６の反転機構によって、半導体ウェハ１００表裏が反転される。その後、再び、ステージ３１が、撮像位置、すなわちロボチャック機構２１の位置（図１Ａ参照）に移動し、半導体ウェハ１００の裏面について、上述した同様の撮像及び判定が行われる。なお、微分干渉光学機構３Ａでの半導体ウェハ１００の裏面の検査は行わなくともよい。
【００５０】
（微分干渉光学機構３Ａ）
図７は、微分干渉光学機構の概略構成と微分干渉の原理とを模式的に示す図である。図８は、図７に示す微分干渉光学機構による撮像画像の一例を示す図である。微分干渉光学機構３Ａは、半導体ウェハ１００の表面で反射した互いに光路差を有する光を合成して取得する検査部である。微分干渉光学機構３Ａは、エピタキシャル成長中に行う加熱及び膨張により半導体ウェハ１００の結晶中に生じた微小な段差構造（以下、「スリップライン」と記載する。）や、基板１０２の加工で生じた微小な窪み構造の上にエピタキシャルが成長してできた凹凸形状（以下、「加工不良」と記載する。）、あるいは半導体ウェハ１００と、半導体ウェハ１００の成長中に半導体ウェハ１００を保持するウェハトレイとの擦れにより生じる所謂トレイキズ、半導体ウェハ１００をピンセット等で摘む際に生じる所謂ピンセットキズ、表面の汚れ等、上述の斜め反射光学機構２Ａでは検出することが困難な微小な欠陥を検出する。また、微分干渉光学機構３Ａは、基板１０２に切り欠きとして形成された番号（以下、「レーザーマーク」と記載する。）を読み取ることができる。
【００５１】
図７に示すように、微分干渉光学機構３Ａは、半導体ウェハ１００が載置されたステージ３１を支持する３つの爪３３１を有するロボチャック機構３３と、半導体ウェハ１００を撮像する光学系３２と、半導体ウェハ１００の中心を通りステージ３１に垂直な方向を回転軸としてステージ３１を回転させる回転機構３５と、を備えている。なお、ロボチャック機構３３及び回転機構３５は、それぞれ斜め反射光学機構２Ａに係るロボチャック機構２１及び回転機構２５と同一の構成要素につき詳細な説明は省略する。
【００５２】
光学系３２は、半導体ウェハ１００に照射する光源３２１と、光源３２１から照射された光（以下、「照射光」と記載する。）を一方向に振動する光（以下、「偏光」と記載する。）に変換するポラライザ３２２と、照射光の光路を変更するハーフミラー３２３と、偏光を互いに直交する方向に振動する２つの偏光に分割すると共に、分割された２つの偏光を一つの偏光に合成する微分干渉プリズム３２４と、半導体ウェハ１００の表面から反射した光（以下、「反射光」と記載する。）を集光する対物レンズ３２５と、微分干渉プリズム３２４で合成された偏光以外の光を遮断するアナライザ３２６と、反射光を受光する受光部３２７と、を備えている。
【００５３】
光源３２１は、円筒形状を有する本体部３０の側面に突出して設けられている。光源３２１は特に限定されないが、本実施の形態では、ＬＥＤを用いる。なお、照度は、前述の斜め反射光学機構２Ａの光源２２，２３よりも照度が小さいものであってもよい。
【００５４】
受光部３２７は、本体部３０の上方に設けられている。本実施の形態では、受光部３２７には、ＣＣＤ素子を有する複数のエリアカメラ（例えば、Ｂａｓｌｅｒ社製のａｃＡ１９２０−１５５ｕｍ）を用いる。受光部３２７は、複数のスリップラインが存在するときに両者を分解できるものであればよく、上記のエリアカメラに限定されるものではない。
【００５５】
図７に示すように、光源３２１から照射された照射光３２１ａは、ポラライザ３２２を通り単一の振動面を有する偏光３２１ｂに変換される。この偏光３２１ｂはハーフミラー３２３によって、半導体ウェハ１００の表面に向けられる。偏光３２１ｂは微分干渉プリズム３２４を通過し、互いに直交する２つの振動面を有する第１の偏光３２１ｃと第２の偏光３２１ｄとに分割される。この２つの偏光３２１ｃ，３２１ｄは対物レンズ３２５で集光されたのち、半導体ウェハ１００の表面で反射する。反射された２つの偏光３２１ｅ，３２１ｆは、再び対物レンズ３２５を通過し、微分干渉プリズム３２４にて１つの偏光３２１ｇに合成される。合成された偏光３２１ｇは、アナライザ３２６を通過して、受光部３２７で受光される。
【００５６】
反射された２つの偏光３２１ｅ，３２１ｆは、半導体ウェハ１００の表面上の凹凸のある部分から反射されるときに光路差が生じる。光路差のある２つの偏光３２１ｅ，３２１ｆが合成されると、位相差に基づく明暗のコントラストが生じる。以上のようにして、半導体ウェハ１００の表面上の凹凸に応じたコントラストの画像を得ることができる。
【００５７】
撮像した半導体ウェハ１００の表面の画像の解析には任意の公知の方法を用いることができる。本実施の形態では、例えば、コントラストを有する領域、すなわち段差のある部分を抽出し、このコントラストが予め定められた大きさよりも大きく、かつ、予め定められた長さよりも長い場合に、「スリップラインあり」と判断する。このようにして、図８に示すように、スリップラインを検出することができる（図８の付番１２０参照）。
【００５８】
なお、上述の例では、半導体ウェハ１００の表面から反射された反射光を用いて測定したが、互いに直交する２つの振動面を有する２つの偏光において光路差が生じればよく、半導体ウェハ１００を厚さ方向に通過する透過光を用いる構成であってもよい。
【００５９】
（端部撮像機構４Ａ）
図９は、端部撮像機構の概略構成図である。図１０は、端部撮像機構から光源と受光部と半導体ウェハとを抜き出して示す図であり、端部撮像機構において半導体ウェハ１００の裏面の検査の概略を示す図である。図１１は、図１０に示す半導体ウェハの裏面の検査における光源及びカメラと半導体ウェハとの位置関係を示す図であり、（ａ）はチッピングが検出されないときの位置関係の一例を示す図あり、（ｂ）はチッピングが検出されるときの位置関係の一例を示す図である。図１２は、半導体ウェハの裏面の撮像画像の一例を示す図である。なお、説明の便宜上、図９、図１０において、半導体ウェハ１００の厚みはステージ４１の厚みに対して厚く描いているが、実際はこれよりも薄いものであることに留意されたい。
【００６０】
端部撮像機構４Ａは、半導体ウェハ１００の端部１０１を複数の角度から撮像する検査部である。端部撮像機構４Ａは、エピタキシャル成長の際に基板１０２を固定する治具を取り外すときに半導体ウェハ１００の外周部に生じる欠損（以下、「チッピング」と記載する。）を検出する。チッピングは、ウェハ加工時にワレの原因となることがあるため、半導体ウェハ１００の端部に存在している場合であっても、検出しておくことが必要である。このチッピングである欠損には、欠損の形状や発生している位置に応じて、最もよく見える特定の角度が存在する。
【００６１】
端部撮像機構４Ａは、半導体ウェハ１００の端部１０１を半導体ウェハ１００の主面１００ｄに対して斜めに照射する照射光を出射する光源と、端部１０１の外縁を通過した照射光を受光する受光部を含む光学系機構である。より具体的に、端部撮像機構４Ａは、半導体ウェハ１００の端部１０１を撮像する光学系４３と、半導体ウェハ１００の中心を通りステージ４１に垂直な方向を回転軸としてステージ４１を回転させる回転機構４４と、を備えている。なお、回転機構４４は、斜め反射光学機構２Ａに係る回転機構２５と同一の構成要素につき詳細な説明は省略する。
【００６２】
光学系４３は、光源４３１と、受光部４３２とを備えている。光源４３１には、平行な光を照射するコリメート照明を用いる。受光部４３２には、ラインセンサーカメラを用いる。例えば、Ｂａｓｌｅｒ社製ｒａｌ２０４８−８０ｋｍを用いる。特に限定されるものではないが、縦方向（取得した画像における半導体ウェハ１００の円周方向）および横方向（取得した画像における半導体ウェハ１００の半径方向）に１４マイクロメートルの分解能を有する。受光部４３２は、半導体ウェハ１００側の先端部に図略のレンズを備えている。レンズには、コリメート照明に対応させるため、例えば、主光線が光軸に対して平行となるテレセントリックレンズを用いる。
【００６３】
光源４３１と受光部４３２とは、光源４３１から照射される照射光４３３のうち少なくとも一部が半導体ウェハ１００の端部１０１に当たり、残りの光が受光部４３２に到達できるように配置されている。本実施の形態では、光源４３１と受光部４３２とは、半導体ウェハ１００の端部１０１を挟んで互いに対向する位置、換言すれば、光線と同一直線状に位置するように、配置されている。なお、必ずしもこのような配置に限られるものではなく、例えば、反射板を所定の位置に設置して、照射光４３３のうち少なくとも一部が半導体ウェハ１００の端部１０１に当たり、残りの光が受光部４３２に到達できるようにしてもよい。
【００６４】
このように構成することにより、光源４３１から照射により端部１０１が背面から照射され、撮像画像において、端部１０１により遮られた領域は輝度の低い影像１４０（図１２参照）となり、端部１０１により遮られた領域は輝度の高い光像１５０（図１２参照）となる。チッピング１３０が存在すれば、チッピング１３０による端部１０１の欠損部分を通して照射光４３３が受光部４３２に到達するため、撮像画像において、影像の領域の中に所定の形状を有する光像が現れる。このようにして、チッピング１３０を検出することができる。
【００６５】
光源４３１と受光部４３２とは、光源４３１及び受光部４３２を通る直線と、半導体ウェハ１００の表面とのなす角（以下、「第３の角度」と記載する）φ３が鋭角または鈍角になるように配置されている。
【００６６】
なお、第３の角度φ３が約９０度、すなわち、光源４３１が半導体ウェハ１００の端部１０１の真下にあり、半導体ウェハ１００の端部１０１の真下から垂直に照射する場合、照射光４３３は、ステージ４１と対向する側の面（以下、「主面１００ｄ」と記載する。）の形状に関わらず、端部１０１の底面１０１ａに遮られるため、チッピング１３０を検出は困難である。しかし、第３の角度φ３が鋭角になるように光源４３１及び受光部４３２を配置することで、半導体ウェハ１００の端部１０１を斜め下側から照射することができるため、照射光４３３が主面１００ｄに生じたチッピング１３０の欠損部分を通して受光部４３２に到達することができる。このようにして、光源４３１と受光部４３２とが半導体ウェハ１００に対して直交するように配置されている構成よりも、主面１００ｄに生じたチッピング１３０を検出しやすくすることができる。
【００６７】
端部撮像機構４Ａには、光源４３１と受光部４３２との中心部を通り照射光４３３に垂直な直線を回転軸として、光源４３１と受光部４３２とを一体に回転する図略の第２の回転機構が設けられている（図１０の矢印参照）。第２の回転機構により、図１０に示すように、光源４３１及び受光部４３２を通る直線と、半導体ウェハ１００の表面とのなす角である第３の角度φ３を可変とすることができる。なお、第３の角度φ３の取り得る範囲は特に限定されるものではないが、好ましくは、３０〜１５０度とする。
【００６８】
このような構成とすることにより、半導体ウェハ１００のステージ４１と接する側の面（以下、「下面１００ｅ」と記載する。）にチッピング１３０がある場合であっても、チッピング１３０を検出することができる。具体的に、光源４３１及び受光部４３２が主面１００ｄの撮像を行うときの位置（図１０の実線参照）にあるとき、すなわち、図１１（ａ）に示すように、ウェハ照射光４３３がチッピング１３０の底面１３０ａに対して略垂直に当たるように配置されているときは、チッピング１３０の有無によらず照射光４３３は一律にチッピング１３０の底面１３０ａに遮られるため、チッピング１３０の有無によらず得られる画像が同一となり、チッピング１３０の検出は困難である。第２の回転機構の回転により、受光部４３２が半導体ウェハ１００の径方向において端部１０１よりも外側の位置（図１０の付番４３１ｂ，４３２ｂ参照）に移動し、図１１（ｂ）に示すように、照射光４３３がチッピング１３０の底面１３０ａに対して略平行に入射するように配置されているときは、照射光４３３がチッピング１３０の欠損部分を通して受光部４３２に到達できるため、チッピング１３０の有無により得られる画像が異なり、チッピング１３０の検出が可能となる。
【００６９】
第２の回転機構は、予め定められた角度（以下、「第４の角度」と記載する。）φ４で光源４３１及び受光部４３２を回転させる。第４の角度φ４は、好ましくは、３０度である。なお、この値に限定されるものではなく、チッピングの検出が容易で、かつ、タクトタイムに影響を与えないように、適宜調整することが可能である。
【００７０】
本実施の形態では、まず、主面１００ｄの検査を行う。具体的に、光源４３１及び受光部４３２の位置を初期位置（図１０の付番４３１，４３２参照）に固定した状態で、予め定められた角度で回転機構４４が半導体ウェハ１００の表面と平行な平面内で回転する。この回転の角度は特に限定されるものではないが、受光部４３２のカメラの視野、すなわち半導体ウェハ１００の全周を撮像するための撮像回数と、タクトタイムとを考慮して、適宜調整することが可能である。かかる配置において、受光部４３２で半導体ウェハ１００の端部１０１を撮像する。撮像により、半導体ウェハ１００の周方向における所定の範囲の端部１０１の画像が得られる。次に、再び予め定められた角度で回転機構４４が回転した後、撮像する。これを繰り返し、半導体ウェハ１００の全周に亘って端部１０１の画像を取得する。
【００７１】
主面１００ｄの検査が終了したあと、下面１００ｅの検査を行う。具体的に、第２の回転機構により、光源４３１及び受光部４３２を予め定められた第４の角度φ４（図１０の付番４３１ａ，４３２ａ参照）で回転させる。かかる配置において、前述の回転機構４４の回転と撮像とを繰り返し、半導体ウェハ１００の全周に亘って端部１０１の画像を取得する。次に、再び、第２の回転機構により、光源４３１及び受光部４３２を予め定められた第４の角度φ４で回転させた後、回転機構４４の回転と撮像とを繰り返し、半導体ウェハ１００の全周に亘って端部１０１の画像を取得する。これを繰り返し、半導体ウェハ１００の全周に亘る端部１０１の画像を複数の角度から撮影し、複数の画像を取得する。
【００７２】
上記の半導体ウェハ１００の端部の画像の解析には任意の公知の方法を用いることができる。図１１に示すように、チッピング１３０は、取得した画像において、照射光４３３が半導体ウェハ１００に遮られ受光部４３２に到達せず輝度が低い影像１４０となっている領域と、照射光４３３が受光部４３２に到達し輝度の高い光像１５０となっている領域との間に半円状の形状として現れる。このようにして、チッピングを検出することができる。
【００７３】
（半導体ウェハ１００の処理フロー）
図１３は、半導体ウェハの処理のフローの一例を示す図である。
【００７４】
多関節ロボット６により、所定の直径を有する円環状の搬送領域に半導体ウェハ１００を搬送し、斜め反射光学機構２Ａを有する第１の検査部の第１の半導体ウェハ取込ステージである微分干渉光学機構３Ａのステージ３１を搬送領域に位置させて（ステップＳ１１）、半導体ウェハ１００を取り込む（ステップＳ１２）。次に、半導体ウェハ１００を取り込んだステージ３１を搬送領域の外側に移動させて（ステップＳ１３）、第１の検査項目の検査である半導体ウェハ１００の局部及び全体のくもりの検査を実施する（ステップＳ１４）。次に、半導体ウェハ１００を取り込んだステージ３１を搬送領域に位置させて（ステップＳ１５）、微分干渉光学機構３Ａを有する第２の検査部で第２の検査項目の検査である半導体ウェハ１００のスリップライン及び加工不良の検査を実施する（ステップＳ１６）。次に、端部撮像機構４Ａを有する第３の検査部の第２の半導体ウェハ取込ステージであるステージ４１を搬送領域に位置させて（ステップＳ１７）、半導体ウェハ１００を取り込み（ステップＳ１８）、半導体ウェハ１００を取り込んだステージ４１を搬送領域に位置させて（ステップＳ１９）、第３の検査項目の検査である半導体ウェハ１００の端部１０１のチッピングの検査を実施する（ステップＳ２０）。
【００７５】
上述のように、ステージ３１を搬送領域の外側に移動させて第１の検査項目の検査である半導体ウェハ１００の局部及び全体のくもりの検査を実施する。このため、全体のくもりの検査を実施する斜め反射光学機構２Ａの撮像位置をロボットハンド６５の可動範囲Ｒ外に設置することができる。このような、多関節ロボット６の回動部６２の回転軸Ｏ１を中心から離れた位置に半導体ウェハ１００を直接搬送する必要がなくなるため、ロボットハンド６５の可動範囲Ｒを狭くすることができ、省スペース化を図ることができる。これに加えて、表面検査装置１の設置場所に発生する利用価値のない領域、すなわちデットスペースが存在する場合、複数の検査部のうちいくつかをかかるデットスペースに配置することにより、デットスペースの有効利用ができると共に表面検査装置１の更なる省スペース化を図ることができる。
【００７６】
なお、上述の処理フローは一例でありこれに限定されるものではない。例えば、検査の順番は第１の検査項目の検査から第２及び第２の検査項目の検査の順に必ずしも限られるものではなく、検査の順番は適宜変更することができる。例えば、斜め反射光学機構２Ａ、微分干渉光学機構３Ａ及び端部撮像機構４Ａによる一連の検査を連続で行わずに、その途中で第１のカセットポート５１に設置されたカセットで待機させてもよい。また、斜め反射光学機構２Ａ及び微分干渉光学機構３Ａによる検査と、端部撮像機構４Ａによる検査とを同時に平行して行えるように、１枚目の半導体ウェハ１００が待機している間に、２枚目の半導体ウェハ１００を表面検査装置１内に投入することもできる。処理フローは、複数の検査部の混雑度合い、すなわち検査待ちの半導体ウェハ１００の個数を最小限にしつつ、複数の検査部の非稼働時間が最小限となるように、適宜調整することが可能である。
【００７７】
（変形例）
上記の実施の形態では、制御部７による判定結果に基づいて、半導体ウェハ１００を「良」「不良」等の択一的な形式で出力したが、この出力形式に限られるものではない。例えば、不良の種類や度合いに応じた「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」等のランク付けによる形式や、数値を用いた定量的な形式とすることもできる。
【００７８】
また、制御部７に記憶部（不図示）を設け、半導体ウェハ１００を第１〜第３のカセット５１，５２，５３に設置された各カセットに収容するときに、収容情報として半導体ウェハ１００を収容しカセット番号と、位置情報とを記憶部に記憶すると共に、かかる収容情報と判定結果とを記憶部内で紐づけるようにしてもよい。
【００７９】
記憶部に表面検査装置１以外の装置のデータを収集し、表面検査装置１の検査結果のみならず、他の装置の検査結果や作業者による目視確認の結果を踏まえて総合的に表面の状態の判定を行うようにしてもよい。また、半導体ウェハ１００を他の装置へ受け渡すときに、ハンドリングポート５４を使用することもできる。
【００８０】
また、制御部７に入力部を更に設け、上述した、判定結果の出力形式や、判定の基準となるパラメータ等の設定、すなわち入力や変更ができるようにしてもよい。
【００８１】
（実施の形態の効果）
以上説明した実施の形態及びその変形例によれば、本発明によれば、設置面積や導入コストを大幅に上昇させることなく、検査結果のバラツキを抑えつつ、迅速な検査が可能な半導体ウェハの表面検査装置を提供することができる。また、従来、作業者の目視によって実施していた検査項目のいくつかを自動化することで作業者による目視作業が減ることにより、検査結果のバラツキを抑えつつ、検査に掛かる人員の数や時間を低減することができる。また、多関節ロボット６を複数の検査部に共通の１つのみにすることにより、従来の、各検査装置をベルトコンベヤ等で直線状に並べ各々に装置に搬送機構を設けるような構成と比較して、設置スペースの小型化が可能になると共に、コストの上昇を抑制することができる。これに加えて、表面検査装置１の設置場所に発生する利用価値のない領域、すなわちデットスペースが存在する場合、複数の検査部のうちいくつかをかかるデットスペースに配置することにより、デットスペースの有効利用ができると共に表面検査装置１の更なる省スペース化を図ることができる。
【００８２】
（実施形態のまとめ）
［１］半導体ウェハ（１００）を撮像した結果に基づいて前記半導体ウェハ（１００）が予め定められた条件を満たしているかを検査する複数の検査部（２，３，４）と、前記複数の検査部（２，３，４）の間で前記半導体ウェハ（１００）を搬送する搬送機構（６）とを備え、前記搬送機構（６）は、固定ベース（６０）に対して回転する回動部（６２）と、前記半導体ウェハ（１００）を解放可能に保持する保持部（６５）と、前記回動部（６２）と前記保持部（６５）との間に設けられた腕部（６３，６４）とを有し、前記複数の検査部（２，３，４）は、それぞれが異なる撮像方式によって前記半導体ウェハ（１００）を撮像し、かつ前記半導体ウェハ（１００）を取り込む取込部（３１，４１，８１）が前記回動部（６２）の回転軸（Ｏ１）と中心とする前記保持部（６５）の可動範囲（Ｒ）内に設けられている、半導体ウェハ（１００）の表面検査装置（１）。
【００８３】
［２］前記複数の検査部（２，３，４）のうち少なくとも一つの検査部は、前記取込部（３１，４１，８１）にて取り込まれた前記半導体ウェハ（１００）を前記可動範囲（Ｒ）外の撮像位置に移動し、前記撮像位置において前記半導体ウェハ（１００）を撮像する、［１］に記載の半導体ウェハ（１００）の表面検査装置（１）。
【００８４】
［３］前記複数の検査部（２，３，４）による検査を受けた前記半導体ウェハ（１００）が格納される格納部（５）を備え、前記搬送機構（６）は、格納部（５）の前記複数の部分領域（５１，５２，５３）のうち前記複数の検査部（２，３，４）による検査結果に応じた部分領域に前記半導体ウェハ（１００）を格納する、［１］又は［２］に記載の半導体ウェハ（１００）の表面検査装置（１）。
【００８５】
［４］前記搬送機構（６）は、前記半導体ウェハ（１００）の表裏を反転させる反転機構をさらに備えた、［１］乃至［３］の何れか１つに記載の半導体ウェハ（１００）の表面検査装置（１）。
【００８６】
［５］前記複数の検査部（２，３，４）は、前記半導体ウェハ（１００）の表面から散乱した光を所定の方向から撮像する第１の検査部（２）、前記半導体ウェハ（１００）を透過若しくは前記半導体ウェハの表面で反射した互いに光路差を有する光を合成して取得する第２の検査部（３）、及び前記半導体ウェハ（１００）の端部を複数の角度から撮像する第３の検査部（４）を含む、［１］乃至［４］の何れか１つに記載の半導体ウェハ（１００）の表面検査装置（１）。
【００８７】
［６］半導体ウェハ（１００）を、第１乃至第３の検査項目について、第１乃至第３の検査部（２，３，４）によって検査する、半導体ウェハ（１００）の表面検査方法であって、環状の搬送領域に前記半導体ウェハ（１００）を搬送し、前記第１の検査部（２）の第１の半導体ウェハ取込ステージ（３１）を前記搬送領域に位置させて前記半導体ウェハ（１００）を取り込み、前記半導体ウェハ（１００）を取り込んだ前記第１の半導体ウェハ取込ステージ（３１）を前記搬送領域の外側に移動させて前記第１の検査項目の検査を実施し、前記半導体ウェハ（１００）を取り込んだ前記第１の半導体ウェハ取込ステージ（３１）を前記搬送領域に位置させて前記第２の検査項目の検査を実施し、前記第３の検査部（４）の第２の半導体ウェハ取込ステージ（４１）を前記搬送領域に位置させて前記半導体ウェハ（１００）を取り込み、前記半導体ウェハ（１００）を取り込んだ前記第２の半導体ウェハ取込ステージ（４１）を前記搬送領域に位置させて前記第３の検査項目の検査を実施する、半導体ウェハ（１００）の表面検査方法。
【００８８】
［７］前記第１の検査項目の検査の実施は、前記半導体ウェハ（１００）の局部及び全体のくもりを検査し、前記第２の検査項目の検査の実施は、前記半導体ウェハ（１００）のスリップライン及び加工不良を検査し、前記第３の検査項目の検査の実施は、前記半導体ウェハ（１００）の端部（１０１）のチッピング（１３０）を検査する、［６］に記載の半導体ウェハ（１００）の表面検査方法。
【００８９】
［８］前記第１の検査部（２）は、斜め反射光学機構（２Ａ）を有し、前記第２の検査部（３）は、微分干渉光学機構（３Ａ）を有し、前記第３の検査部（４）は、前記半導体ウェハ（１００）の端部（１０１）を前記半導体ウェハ（１０１）の主面（１００ｄ）に対して斜めに照射する照射光を出射する光源（４３１）と、前記端部（１０１）の外縁を通過した前記照射光を受光する受光部（４３２）を含む光学系機構（４Ａ）を有する、［７］に記載の半導体ウェハ（１００）の表面検査方法。
【００９０】
［９］半導体ウェハ（１００）の基板（１０２）を撮像した結果に基づいて前記半導体ウェハ（１００）が予め定められた条件を満たしているかを検査する複数の検査部（２，３，４）と、前記複数の検査部（２，３，４）の間で前記半導体ウェハ（１００）を搬送する搬送機構（６）とを備え、前記搬送機構（６）は、固定ベース（６０）に対して回転する回動部（６２）と、前記半導体ウェハ（１００）を解放可能に保持する保持部（６５）と、前記回動部（６２）と前記保持部（６５）との間に設けられた腕部（６３，６４）とを有し、前記複数の検査部（２，３，４）は、それぞれが異なる撮像方式によって前記半導体ウェハ（１００）を撮像し、かつ前記半導体ウェハ（１００）を取り込む取込部（３１，４１，８１）が前記回動部（６２）の回転軸（Ｏ１）と中心とする前記保持部（６５）の可動範囲（Ｒ）内に設けられている、半導体ウェハ（１００）の表面検査装置（１）。
【００９１】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されず、発
明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。
【００９２】
また、上記に記載した実施の形態及び変形例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【００９３】
１          表面検査装置
２          第１の検査部
２Ａ        斜め反射光学機構
３          第２の検査部
３Ａ        微分干渉光学機構
３１        ステージ（第１の半導体ウェハ取込ステージ）
４          第３の検査部
４Ａ        端部撮像機構
４１        ステージ（第２の半導体ウェハ取込ステージ）
４３１      光源
４３２      受光部
５          格納領域
５１        第１のカセットポート（部分領域）
５２        第２のカセットポート（部分領域）
５３        第３のカセットポート（部分領域）
５４        ハンドリングポート
６          多関節ロボット（搬送機構）
６０        固定ベース
６２        回動部
６３，６４  腕部
６５        ロボットハンド（保持部）
１００      半導体ウェハ
１００ｄ    主面
１０１      端部
１３０      チッピング
Ｏ１        回転軸
Ｒ          可動範囲
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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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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