(57)【要約】【課題】本発明の目的は、レーザービームを照射する被検査物の表面の平面領域とエッジ部に該当する所定領域との境界位置を正確に判別して検査する被検査物の検査装置を提供する。【解決手段】本発明の検査装置は、レーザービームＬｔを発信して被検査物１の表面に照射するレーザー光源３１と、被検査物１を載置して回転させる回転テーブル２１と、回転テーブルを被検査物１の移送方向に移動させる移動機構２２と、被検査物１の表面に照射されたレーザービームＬｔのレーザースポットＳｐの画像、及び前記レーザースポットＳｐの周辺の画像を撮影するカメラ５００と、レーザースポットＳｐの画像、及び該レーザースポットＳｐの周辺の画像を使用して、前記レーザービームＬｔが照射する被検査物の表面の平坦な平面領域と該平面領域から外れたウエハエッジ部の範囲を得るデータ処理装置５２とを備えるように構成した。【選択図】図６
2011085602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザービームを発信して被検査物の表面に照射するレーザー光源と、
前記被検査物を載置して回転させる回転テーブルと、
前記回転テーブルを被検査物の移送方向に移動させる移動機構と、
被検査物の表面に照射されたレーザービームのレーザースポットの画像、及び前記レーザースポットの周辺の画像を撮影するカメラと、
前記レーザースポットの画像、及び該レーザースポットの周辺の画像を使用して、前記レーザービームが照射する被検査物の表面の平坦な平面領域から外れたウエハエッジ部の範囲を得るデータ処理装置と、を有することを特徴とする検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載した検査装置において、
前記データ処理装置は、前記表面領域と前記ウエハエッジ部との境界位置を得ることを特徴とする検査装置。
【請求項３】
請求項１に記載した検査装置において、
前記データ処理装置は、前記レーザースポットの画像についてパターンマッチングを行うことを特徴とする検査装置。
【請求項４】
請求項１に記載した検査装置において、
前記被検査物の表面に対して上部から鉛直方向に前記レーザービームを照射する光路の途中に設置された前記レーザービームを透過させるハーフミラーを有し、
前記カメラは、前記ハーフミラーに写った前記レーザービームのレーザースポットの画像、及び前記レーザースポットの周辺の画像を撮影することを特徴とする検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハ等の被検査物の検査装置に関し、特にウェーハ等の被検査物の表面にレーザ光を照射して被検査物の表面の平坦な平面領域から外れたウエハエッジ部の範囲を得る被検査物の検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェーハ等の被検査物を検査する検査装置の例として、特開平９−３０４２８９号公報には被検査物のウェーハの表面を検査する被検査物の検査装置の技術が開示されている。
【０００３】
この特開平９−３０４２８９号公報に開示されたウェーハの表面の検査装置の技術では、レーザ光源から出力するレーザビームがレンズ系によりレーザスポットＳｐ（以下スポットＳｐと称する）となって被検査物のウェーハの表面に垂直又は斜めに投射され、ウェーハの移動に応じてウェーハの表面をスパイラル状に走査してウェーハの全面を走査する。
【０００４】
そしてウェーハの表面に異物ｅや、スクラッチ傷、結晶欠陥（ＣＯＰ）等の欠陥が存在すると、レーザ光源から出力されたスポットＳｐが異物ｅやＣＯＰ等の欠陥によって広範囲な角度（方向）に散乱光Ｓｅを発生し、その散乱光Ｓｅの一部が集光レンズによって集光されて光電変換器である受光器の光電子増倍管（以下ＰＭＴと称する）に受光される。
【０００５】
ＰＭＴに入射した散乱光Ｓｅはここで電気信号に変換され、変換された電気信号（受光信号）をデータ処理することによって異物ｅやＣＯＰ等の欠陥の個数と大きさ、異物ｅや前記欠陥の位置を示す異物データを生成して、プリンタあるいはディスプレイ（図示せず）等にこの異物ｅや欠陥の状態をマップ表示するように構成されている。
【０００６】
特開２００６−２０１１７９号公報に開示されたウェーハの表面の検査装置では、ウェーハのエッジ近傍の欠陥を検出する技術として、ウェーハの表面にレーザービームを照射するとウェーハのエッジから発生した散乱光がエッジ法線方向に指向性が強く分布するが、欠陥部から発生した散乱光は顕著な指向性が無いことを利用して、ウェーハのエッジ接線方向に位置する検出器で検出した散乱光の指向性の強弱によってウェーハのエッジ部のみからの散乱光か、欠陥部を含む散乱光かを判定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−３０４２８９号公報
【特許文献２】特開２００６−２０１１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら特開２００６−２０１１７９号公報に記載された検査技術では、被検査物であるウェーハの表面の全面をレーザービームを照射して連続的に検査する場合に、レーザービームの照射によってウェーハのエッジ部から発生する強い回折光の影響を受けるため、ウェーハの表面の異物や傷から発生する散乱光を検出する受光器が比較的短期間で劣化してしまい、この結果、ウェーハのエッジ部に存在する異物やＣＯＰ等の欠陥から発生する散乱光を正確に検出できなくなるのでウェーハのエッジ部の異物やＣＯＰ等の欠陥を検出することが困難になるという問題がある。
【０００９】
同様に、特開平９−３０４２８９号公報に記載された検査技術では、被検査物であるウェーハの表面の全面をレーザービームを照射して連続的に検査する場合に、ウェーハの表面の異物や傷から発生する散乱光を検出する受光器で受光する受光信号がウェーハのエッジ部で発生する強い回折光の影響を受けてノイズ成分が高くなり、ウェーハの表面に存在する異物やＣＯＰ等の欠陥から発生する散乱光がこのノイズ成分に埋れてしまうために、ウェーハのエッジ部の異物やＣＯＰ等の欠陥の有無について正確に検出することは困難になるという問題があった。
【００１０】
ところで、特開２００６−２０１１７９号公報や特開平９−３０４２８９号公報に記載されたようなレーザービームを利用した検査技術では、レーザービームを照射して被検査物のウェーハの表面の異物や傷を検査する領域に該当する平面領域に隣接し、ウェーハのエッジ部の領域に該当する所定領域は、前述したように所定領域から発生する強い回折光が散乱光を検出する受光器（ＰＭＴ）に入射して受光器の故障の原因になることから、異物や傷を走査するためのレーザービームを照射しない非検査領域として扱うことになる。
【００１１】
被検査物における非検査領域となる前記所定領域は、被検査物をレーザビームを照射して測定する対象となる被検査物のウェーハ自身の偏心やウェーハの個体差による外径差によってウェーハの表面の所定領域の大きさに大小が生じる。
【００１２】
この為、被検査物の表面をレーザービームを照射して検査する場合に、被検査物のウェーハの表面の検査対象となる平面領域の範囲を出来るだけ広く設定してこの平面領域をレーザービームで走査して検査する必要があるが、ウェーハの表面の前記平面領域を出来るだけ広く設定して検査するためにはウェーハのエッジ部に該当する前記所定領域の範囲を正確に判別し、即ち、前記平面領域と該平面領域に隣接した所定領域との境界位置を正確に判別して前記所定領域の範囲を可能な限り小さく設定し検査することが望ましい。
【００１３】
本発明の目的は、被検査物の表面をレーザービームを照射して検査する場合に、被検査物の検査対象となる平面領域の範囲をできるだけ広く設定可能にするため、この平面領域と該平面領域に隣接した被検査物のエッジ部に該当する所定領域との境界位置を正確に判別して検査する被検査物の検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の検査装置は、レーザービームを発信して被検査物の表面に照射するレーザー光源と、前記被検査物を載置して回転させる回転テーブルと、前記回転テーブルを被検査物の移送方向に移動させる移動機構と、被検査物の表面に照射されたレーザービームのレーザースポットの画像、及び前記レーザースポットの周辺の画像を撮影するカメラと、前記レーザースポットの画像、及び該レーザースポットの周辺の画像を使用して、前記レーザービームが照射する被検査物の表面の平坦な平面領域と該平面領域から外れたウエハエッジ部の範囲を得るデータ処理装置と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、被検査物の表面をレーザービームを照射して検査する場合に、被検査物の検査対象となる平面領域の範囲をできるだけ広く設定可能にするため、この平面領域と該平面領域に隣接した被検査物のエッジ部に該当する所定領域との境界位置を正確に判別して検査する被検査物の検査装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】被検査物の半導体ウェーハにレーザ光を照射した場合にウェーハのエッジで生じた回折光の強度をあらわした概念図であり、図１（ａ）はウェーハのエッジ領域に生じる回折光の状況を上部から見た上面図、図１（ｂ）はウェーハのエッジ領域に生じた回折光を側面から見た部分的な側面図、図１（ｃ）はウェーハの表面に付着した異物から発生した散乱光の状態を示した説明図。
【図２】図３に示した本発明の実施例の検査装置を構成する受光器の概略を示すものであり、図２（ａ）は受光器の配置状況を示した上面図、図２（ｂ）はウェーハの表面で生じた散乱光を受光器で検出した場合の受光信号の処理の内容を示す概略図。
【図３】本発明の一実施例である被検査物の検査装置を構成する検出光学系の簡略構成図。
【図４】図３に示した本発明の実施例の検査装置によるウェーハのエッジ領域の検査状況を示す説明図であり、図４（ａ）はレーザービームを照射しているウェーハのエッジ領域の概略図、図４（ｂ）は、本実施例の受光器で検出した散乱光の受光信号におけるノイズ成分の強度比を示した図、図４（ｃ）は、図４（ｂ）に示したノイズ成分の強度比の画面における閾値Ｔｈの設定画面例を示した説明図。
【図５】図３に示した本発明の実施例の検査装置におけるウェーハの検査の手順を示すフローチャート。
【図６】本発明の他の実施例である被測定物の検査装置を構成する光学系を示す簡略構成図。
【図７】本発明の更に他の実施例である被測定物の検査装置を構成する光学系を示す簡略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施例である被検査物の検査装置について、図面を参照して以下に説明する。
【実施例１】
【００１８】
本発明の実施例である被検査物の検査装置が適用される被検査物とは、例えば半導体ウェーハやウェーハ状物体、絶縁体ウェーハ（例えば、サファイアガラスウェーハ、石英ガラスウェーハなど）である。
【００１９】
そこで、被検査物として半導体ウェーハの表面検査に適用した本発明の一実施例である被検査物の検査方法及び検査装置について次に説明する。
【００２０】
半導体ＩＣの素材となるシリコンウェーハは、高純度の多結晶シリコンから造られる。このシリコンウェーハは、引き上げ方法により単結晶シリコンのインゴットを作り、この単結晶シリコンのインゴットをスライスして薄板とし、薄板となったシリコンウェーハの表面及びウェーハ外周端部を研磨して鏡面に仕上げる。
【００２１】
さらに、この薄板のシリコンウェーハ表面に付着した異物を洗浄することによってシリコンウェーハが製作される。
【００２２】
これらのシリコンウェーハの製作過程において、ウェーハ外周端部に異物の付着やクラックが発生する場合がある。
【００２３】
ウェーハ外周端部の異物の付着や、クラックやスクラッチ、ＣＯＰ等の欠陥は、特に大口径化（３００ｍｍ）したウェーハなどでは、致命的な欠陥となる可能性が高く、ウェーハ表面の異物や傷の検査の必要性が求められている。
【００２４】
本発明の一実施例である被検査物の検査装置として、被検査物のウェーハの表面を検査する検査装置では、ウェーハ表面をウェーハの中心部から外周部までをレーザービームを照射し、ウェーハの表面で散乱した散乱光を受光して、この受光した散乱光に基づいて被検査物のウェーハの表面を検査する。
【００２５】
ところでウェーハの検査装置では、ウェーハ表面の外周部でレーザービームの照射によってウェーハのエッジ部から発生する強い回折光の影響によってノイズの信号が高くなる領域を非検査領域としてウェーハ表面の検査領域から除外し、ノイズの影響を避けるようにしている。
【００２６】
しかしながら、前述のごとくウェーハ表面の外周部で回折光の影響によりノイズの信号が高くなる領域をウェーハ表面の検査領域から除外すると、回折光の影響を受けてノイズが高くなる領域のウェーハの表面で散乱した散乱光が受光できなくなるので、前記領域のウェーハ表面に付着した異物やウェーハ表面に生じた欠陥の情報を得ることができなくなる。
【００２７】
そこで、本発明の一実施例である被検査物の検査装置では、ウェーハの表面に照射したレーザービームによってウェーハの表面で散乱した散乱光を検出する受光器を複数個設置しておき、レーザービームの照射でウェーハのエッジ部から発生する強い回折光の方向（方位）が常に同一方向（方位）へ放射される特性を生かして、複数の受光器の中からウェーハのエッジ部で発生する回折光の影響を受けない角度（方向）に配置した受光器を選択して散乱光を受光することで、ウェーハ表面に付着した異物やウェーハ表面に生じた欠陥の情報をウェーハ表面の全体に亘って得ることが可能なように構成したものである。
【００２８】
また本発明の一実施例である被検査物の検査装置では、ウェーハの表面に照射したレーザービームによってウェーハの表面で散乱した散乱光を検出する受光器を複数個設置しておき、複数の受光器で受光した散乱光の受光信号に基づいて演算処理することでレーザービームが照射する被検査物の表面の平坦な平面領域と該平面領域から外れたエッジ部に該当する所定領域との境界位置を判別することが可能なように構成したものである。
【００２９】
図１乃至図５を用いて本発明の一実施例である被検査物の検査装置を詳細に説明すると、まず、図１は被検査物として半導体ウェーハ１と、この半導体ウェーハ１に照射するレーザービームＬｔの状況と、レーザービームＬｔの照射によってウェーハ１のエッジ部ｄで生じる回折光ａの強度と、レーザービームＬｔの照射によってウェーハ１の表面の異物から発生する散乱光Ｓｅを示した概念図である。
【００３０】
そして、図１（ａ）はウェーハ１のエッジ部ｄで生じる強い回折光ａと弱い回折光ｂを上方から示した上面図、図１（ｂ）はウェーハ１のエッジ部ｄで生じる強い回折光ａを側面から示した側面図、図１（ｃ）はウェーハ１の表面に存在する異物ｅから発生する散乱光Ｓｅの状態を示した説明図である。
【００３１】
図１（ａ）に示すように、レーザービームＬｔを形成するレーザ光ｃは半径ｒのウェーハ１の表面上に照射されるが、ウェーハ１の半径ｒの外周端部となるエッジ部ｄにこのレーザ光ｃが照射されると、図１（ｂ）に示すようにウェーハ１の直径方向に強い回折光ａが生じ、ウェーハ１の接線方向には弱い（小さい）回折光ｂが生じる。
【００３２】
この強い回折光ａは、ウェーハ１の表面に照射されるレーザービームＬｔであるレーザ光ｃの照射位置が一定に制御され、レーザービームＬｔの照射による走査でウェーハ１が矢印で示す円周方向に回転しながら所定の一定の方位へ直線移動するために、常にウェーハ１の直径方向に存在する。
【００３３】
したがって、強い回折光ａは後述する受光器に対して常に同じ方向に形成される。この回折光ａの影響によって、ウェーハ１の表面に存在する異物ｅ又は欠陥（ＣＯＰ，スクラッチ、クラック等）から発生する散乱光Ｓｅが回折光ａによるノイズの中に埋れてしまうので、散乱光Ｓｅの望ましい検出信号を得ることが困難となる。
【００３４】
図１（ｂ）に示すように、被検査物のウェーハ１にレーザ光ｃのレーザービームＬｔを照射した場合に、ウェーハ１のエッジ部ｄで生じる回折光ａを側面からみると、レーザ光ｃがウェーハ１のエッジ部ｄであるウェーハの半径方向外周端部にて強い回折光ａを生じさせる。
【００３５】
また、図１（ｃ）に示すように、レーザ光ｃのレーザビームＬｔがレーザスポットＳｐとなってウェーハ１の表面に照射されており、このウェーハ１の表面に異物ｅやＣＯＰ等の欠陥が存在すると、異物ｅやＣＯＰ等の欠陥から広範囲な角度（方向）に散乱光Ｓｅが発生する。
【００３６】
ウェーハ１の表面に照射されるレーザビームＬｔのレーザスポットＳｐの位置がウェーハ１の半径方向外径側の端部となるエッジ部ｄの場合には、このウェーハ１の表面のエッジ領域ｄに異物ｅやＣＯＰ等の欠陥が存在すると前述したようにウェーハ１のエッジ部ｄで生じる強い回折光ａの影響で生じたノイズの中に異物ｅやＣＯＰ等の欠陥から発生した散乱光Ｓｅを検出した検出信号が埋れてしまい、望ましい散乱光Ｓｅの検出信号が得られないことになる。
【００３７】
そこで、本発明の実施例である被検査物の検査装置では、以下の構成によってウェーハ１のエッジ部ｄで生じる回折光ａによるノイズの影響を排除或いは低減して、ウェーハ１の表面の異物ｅやＣＯＰ等の欠陥から発生した散乱光Ｓｅを効果的に検出できるようにしている。
【００３８】
図３は本発明の一実施例である被検査物の検査装置を構成する検出光学系の簡略構成図であり、図２は図３に示した本発明の実施例の検査装置を構成する受光器の概略を示すものであって、図２（ａ）は受光器の配置状況を示した上面図、図２（ｂ）はウェーハの表面で生じた散乱光を受光器で検出した場合の受光信号の処理の内容を示す概略図である。
【００３９】
図２及び図３を用いて本発明の一実施例である被検査物としてウェーハ１の表面を検査するウェーハの検査装置の構成を説明すると、図２（ａ）には、ウェーハ１の検査装置を構成する受光器となる散乱光を検出する光電子増倍管（ＰＭＴ）等からなる高角度用の受光器３７１〜３７４、及び同じく散乱光を検出する低角度用の受光器３８１〜３８６をそれぞれ上方から見た配置の一例を示している。
【００４０】
高角度用の受光器３７１〜３７４は、ウェーハ１の表面に照射したレーザビームＬｔがウェーハ１の表面に存在する異物ｅやＣＯＰ等の欠陥で散乱した散乱光Ｓｅとなって入射するウェーハ１の表面から約５０〜７０°の角度に沿って配置された受光器である。
【００４１】
同様に低角度用の受光器３８１〜３８６は、ウェーハ１の表面に照射したレーザビームＬｔがウェーハ１の表面に存在する異物ｅやＣＯＰ等の欠陥で散乱した散乱光Ｓｅとなって入射するウェーハ１の表面から約２０〜４０°の角度に沿って配置された受光器である。
【００４２】
図２（ｂ）は、図２（ａ）に示した高角度用の受光器３７１〜３７４及び低角度用の受光器３８１〜３８６を側方から見た受光器の配置の一例を示しており、高角度用の受光器３７１〜３７４は、上方から見た場合に円周方向に相互に９０°ずつそれぞれの配置方向を異ならせて円周方向に４個配置している。
【００４３】
また、低角度用の受光器３８１〜３８６は、上方から見た場合に円周方向に相互に６０°ずつそれぞれの配置方向を異ならせて円周方向に６個配置している。
【００４４】
そしてこれらの高角度用の受光器３７１〜３７４、及び低角度用の受光器３８１〜３８６のうち、レーザービームの照射によってウェーハ１のエッジ部ｄで生じたウェーハ１の直径方向の強い回折光ａによる大きな影響を受ける受光器は、ウェーハ１の直径方向に沿って配置された高角度用の受光器３７２及び３７４であり、回折光ａによる次に強い影響を受ける受光器は、低角度用の受光器３８２及び３８５、並びに低角度用の受光器３８１及び３８４である。
【００４５】
また、前記した強い回折光ａによる影響が少ない受光器は、ウェーハ１の直径方向とは直角に配置された高角度用の受光器３７１及び３７３であり、回折光ａによる次に影響が少ない受光器は、低角度用の受光器３８３及び３８６である。
【００４６】
次に本実施例のウェーハ表面の検査装置の構成について説明すると、図３に示すようにウェーハ１を載置して回転させる回転テーブル２１と、この回転テーブル２１をウェーハ１の移送方向に移動させる直線移動機構２２と、投光光学系と、データ処理装置５２を備えており、検査対象となる被検査物のウェーハ１は、回転テーブル２１に載置される。
【００４７】
このウェーハ１の上部に配置された投光光学系は、レーザ発振器を備えたレーザ光源３１を備えており、このレーザ光源３１から出力されてウェーハ１の表面を走査のために照射するレーザビームＬｔは、レーザ光源３１から出力されて第１の投光光学系を構成するミラー３３１によって反射し、鉛直方向下方にレーザスポットＳｐ（以下スポットＳｐと称する）を形成してウェーハ１の表面に垂直に投射される（垂直照射）。
【００４８】
また、前記投光光学系を構成する第２の投光光学系では、レーザ光源３１から出力されたレーザビームＬｔの光路から第１の投光光学系を構成するミラー３３１を二点鎖線で示した垂直方向の上方の位置に移動させてレーザ光源３１から照射するレーザビームＬｔが進行する光路を空け、このレーザビームＬｔが進行する光路の延長線上に配置された該第２の投光光学系を構成するミラー３３２によってレーザビームＬｔを鉛直方向下方に反射し、この反射したレーザビームＬｔを第２の投光光学系を構成するもう１つのミラー３５によってウェーハ１の方向に反射して、レーザスポットＳｐとしてウェーハ１の表面に斜めから投射する（斜方照射）。
【００４９】
上記の垂直照射されたレーザビームＬｔのレーザスポットＳｐ、又は斜方照射されたレーザビームＬｔのレーザスポットＳｐは、回転テーブル２１及び直線移動機構２２の駆動によるウェーハ１の移動に応じてウェーハ１の表面を走査する。
【００５０】
ウェーハ１は、回転テーブル２１及び直線移動機構２２の駆動によって回転テーブル２１に載置された状態で回転するとともに、回転テーブル２１の回転速度に応じて直線移動機構２２の駆動によって該回転テーブル２１の半径方向（Ｘ方向：図中の白抜きの矢印方向）に移動するように構成されている。
【００５１】
本実施例のウェーハ表面の検査装置として前記したように第１の投光光学系及び第２の投光光学系を構成することにより、ウェーハ１の表面に照射されるレーザスポットＳｐは、ウェーハ１の表面上をウェーハ１の中心から半径方向外周側にかけてスパイラル状に走査し、その結果、ウェーハ１の表面を全面に亘って走査することができる。
【００５２】
なお、回転テーブル２１及び直線移動機構２２の駆動は、駆動制御器５１を介してデータ処理装置５２によって制御される。
【００５３】
本実施例によるウェーハ表面の検査装置では、前記の図１（ｃ）に示すように、ウェーハ１の表面に異物ｅや欠陥が存在するとレーザビームＬｔのレーザスポットＳｐは異物ｅや欠陥によって広範囲の角度（方向）に散乱光Ｓｅを発生する。
【００５４】
このウェーハ１の表面に存在する異物ｅや欠陥によって広範囲の角度（方向）に散乱した散乱光Ｓｅは、図２（ｂ）に示すように、その散乱光Ｓｅの一部は集光されて光電変換器である光電子増倍管（以下ＰＭＴと称する）等から構成された高角度用の受光器３７１〜３７４、及び低角度用の受光器３８１〜３８６によってそれぞれ受光される。
【００５５】
この高角度用の受光器３７１〜３７４及び低角度用の受光器３８１〜３８６に入射したウェーハ１の表面に存在する異物ｅ又はＣＯＰ等の欠陥から散乱した散乱光Ｓｅは、前記受光器３７１〜３７４及び受光器３８１〜３８６に入射してそこで受光信号にそれぞれ変換され、これらの変換された受光信号（電気信号）が異物検出器４に入力される。
【００５６】
そして異物検出器４に入力した受光信号は異物検出器４からデータ処理装置５２に送られ、このデータ処理装置５２にて、データ処理装置５２に備えられたＡ／Ｄ変換回路（Ａ／Ｄ）７１によりデジタルデータに変換されてから該データ処理装置５２に備えられたメモリ７２に一旦、デジタルデータとして記憶される。
【００５７】
更にデータ処理装置５２に備えられた演算装置（ＭＰＵ）７３によって所定のプログラムを実行することにより、メモリ７２に一旦記録された前記デジタルデータに変換された前記高角度用の受光器３７１〜３７４及び低角度用の受光器３８１〜３８６で受光した各受光信号の検出データは、直線移動機構２２の移動量から入力された、ウェーハ１の表面を走査するレーザビームＬｔのレーザスポットＳｐの走査位置（検出位置）の位置データと共に該データ処理装置５２の演算器（ＭＰＵ）７３で演算することによりデータ処理される。
【００５８】
データ処理装置５２の演算器（ＭＰＵ）７３によって前記のデータ処理を行った結果、前記受光信号の検出データに応じてウェーハ１の表面に存在する異物ｅやＣＯＰ等の欠陥の大きさが判定され、さらに異物ｅやＣＯＰ等の欠陥の個数がカウントされる。
【００５９】
さらに、データ処理装置５２の演算器（ＭＰＵ）７３が所定のプログラムを実行することで、ウェーハ１の表面に存在する異物ｅやＣＯＰ等の欠陥の個数と大きさと、異物ｅや前記欠陥の位置を示す異物データが生成され、プリンタあるいはディスプレイ７５等に出力されて異物や欠陥の状態がマップ表示される。
【００６０】
図２（ａ）及び図３には光電子増倍管（ＰＭＴ）等からなる高角度用の受光器３７１〜３７４及び低角度用の受光器３８１〜３８６をウェーハ１の表面の上方に夫々配置した状況を示しているが、低角度用の受光器３８１〜３８６のグループを構成する６個の受光器３８１〜３８６は、それぞれの受光器が概略６０度の角度をもって円周方向に配置されている。
【００６１】
また、低角度用の受光器３８１〜３８６の上方に配置されている高角度用の受光器３７１〜３７４のグループを構成する４個の受光器３７１〜３７４は、それぞれの受光器が概略９０度の角度をもって円周方向に配置されている。
【００６２】
そして、高角度用の受光器３７１〜３７４のうち、受光器３７２と受光器３７４は、被検査物であるウェーハ１の直径方向（レーザービームＬｔを照射した場合にウェーハ１のエッジ部ｄに該当する所定領域において強い回折光ａが生じる方向）に対して、ウェーハ１の表面を上方から見て同一線上又は平行線上となる位置に配置されている。
【００６３】
また、受光器３７１と受光器３７３は、被検査物であるウェーハ１の接線方向（所定領域において強い回折光ａが生じない方向）に対して、ウェーハ１の表面を上方から見て同一線上又は平行線上となる位置、即ち前記受光器３７２及び受光器３７４の配置方向とは直交する方向に配置されている。
【００６４】
次に図４を用いて図３に示した本発明の実施例の検査装置によるウェーハ１のエッジ部ｄに該当する所定領域の検査状況を説明する。
【００６５】
図４（ａ）はレーザービームＬｔを照射しているウェーハ１のエッジ部ｄの近傍の領域を示した概略図、図４（ｂ）は、高角度用の受光器３７１〜３７４及び低角度用の受光器３８１〜３８６で検出した受光信号のノイズ成分の強度比を示した図、図４（ｃ）は、装置画面上における閾値の設定画面例である。
【００６６】
まず、図４（ａ）を用いてウェーハ１の表面におけるエッジ部ｄに該当する所定領域の定義を説明すると、ウェーハ１の表面に照射されるレーザビームＬｔのレーザスポットＳｐの周縁部が、ウェーハ１の表面の大部分を形成する平面領域からウェーハ１の半径方向外側端に向かって傾斜が始まる部分Ｅｐに差し掛かると、レーザービームＬｔの照射によって発生するウェーハ１の直径方向の回折光ａの強度が急に強くなり、ウェーハ１の表面の前記Ｅｐの部分に存在する異物ｅや欠陥で発生した散乱光Ｓｅの検出に大きな影響が出始める。
【００６７】
そこで、上記したようにウェーハ１の表面の回折光ａが強まる前記した傾斜が始まる部分Ｅｐからウェーハ１の半径方向外側端部までをウェーハ１のエッジ部ｄに該当する所定領域１０、あるいはベベルと定義する。
【００６８】
この場合、ウェーハ１の表面の大部分を形成する平面領域と所定領域１０との境となる前記の傾斜が始まる部分Ｅｐが平面領域と所定領域１０との間の境界位置Ｅｐとなる。
【００６９】
そして図１（ａ）に示したように、このウェーハ１の表面のエッジ部ｄに該当する所定領域１０、あるいはベベルにレーザービームＬｔを照射することにより発生するウェーハ１の接線方向の弱い回折光ｂは、ウェーハ１の直径方向に発生する強い回折光ａに較べると異物ｅや欠陥で発生した散乱光Ｓｅの検出に大きな影響は発生しない。
【００７０】
ウェーハ１の表面に照射されるレーザビームＬｔのレーザスポットＳｐによるウェーハ１の表面の走査（スキャン）が被検査物であるウェーハ１の表面の大部分を形成する平面領域から境界位置Ｅｐを越えて前記所定領域１０にかかる際に、回折光を受けない（又は回折光の影響の少ない）角度に配置された高角度用の受光器（３７１、３７３）及び低角度用の受光器（３８３、３８６）と、回折光を受ける（又は回折光の影響の大きい）角度に配置された高角度用の受光器（３７２、３７４）及び低角度用の受光器（３８１、３８２、３８４、３８５）との間では、ウェーハ１の表面に存在する異物ｅやＣＯＰ等の欠陥から発生した散乱光Ｓｅを検出する受光信号に混入する回折光によるノイズレベルに大きな差異が現れる。
【００７１】
図４（ｂ）は、回折光を受けない（又は回折光の影響の少ない）角度に配置された受光器と、回折光を受ける（又は回折光の影響の大きい）角度に配置された受光器とで、異物ｅやＣＯＰ等の欠陥から発生した散乱光Ｓｅをそれぞれ受光し、図２（ｂ）及び図３に示した異物検出器４にて前記の回折光を受ける（又は回折光の影響の大きい）角度に配置された受光器から出力された出力電圧Ｖ１と、回折光を受けない（又は回折光の影響の少ない）角度に配置された受光器から出力された出力電圧Ｖ２の比を演算した出力電圧の比（Ｖ１／Ｖ２）を閾値Ｔｈと共に表したものである。
【００７２】
ここで、回折光を受けない（又は回折光の影響の少ない）角度に配置された受光器から出力する出力電圧はＶ２、回折光を受ける（又は回折光の影響の大きい）角度に配置された受光器から出力する出力電圧はＶ１である。
【００７３】
図４（ｂ）では、前記受光器で検出したこれらの出力電圧Ｖ１及び出力電圧Ｖ２の比（Ｖ１／Ｖ２）を縦軸に、半径Ｒのウェーハ１の表面の中心から半径方向外方端部に至る距離Ｒを横軸として、異物検出器４にて演算した散乱光の受光信号におけるノイズ成分の強度比を前記出力電圧の比Ｖ１／Ｖ２の値として閾値Ｔｈと共に示している。
【００７４】
図４（ｂ）に示した出力電圧の比Ｖ１／Ｖ２の値から、走査用のレーザビームＬｔのレーザスポットＳｐが照射されるウェーハ１の表面の位置が、前記平面領域からウェーハ１の半径方向の外方端部のエッジ部ｄに該当する所定領域１０に到達すると、図１（ａ）に示したような強い回折光ａが発生し、この強い回折光ａの影響を受けて（又は回折光の影響が大きくなって）急に出力電圧の比の値が大きくなることから、この出力電圧の比Ｖ１／Ｖ２の値を閾値と比較することでウェーハ１の平面領域とウェーハ１の半径方向外方端部のエッジ部ｄに該当する所定領域１０との間の境界位置Ｅｐを正確に判定することが可能となる。
【００７５】
そこで、ウェーハ１の表面をレーザビームＬｔのレーザスポットＳｐを照射させて走査するウェーハ１の検査条件として、丁度、図４（ｃ）に例示したように、出力電圧の比Ｖ１／Ｖ２の値を比較する閾値Ｔｈの値を任意に設定可能としておけば、データ処理装置５２の演算器７３で比較演算することによって図４（ｂ）に示す前記受光器で検出された出力電圧の比Ｖ１／Ｖ２の値が急に大きくなって閾値Ｔｈを越える位置を平面領域と所定領域１０との境界位置Ｅｐと判定し、また前記閾値Ｔｈを越えた領域全体をウェーハ１の表面のエッジ部ｄに該当する所定領域１０と判定することが可能となる。
【００７６】
上記したように前記検出器で受光した受光信号に基づいてデータ処理装置５２の演算器７３で比較演算することによってウェーハ１の表面の平面領域と所定領域１０との間の境界位置Ｅｐを精度良く判定することが可能となる。
【００７７】
この結果、ウェーハ１の表面を走査する範囲はレーザビームＬｔのレーザスポットＳｐを照射して走査するウェーハ１の平面領域として有効な範囲を精度良く限界まで拡張した広い範囲に設定することが出来る。
【００７８】
また、上記したように前記検出器で受光した受光信号に基づいてデータ処理装置５２の演算器７３で比較演算することによってウェーハ１の表面の所定領域１０の範囲を精度良く設定でき、この所定領域１０にレーザビームＬｔのレーザスポットＳｐを照射して走査する際には回折光の影響を受けない又は影響の少ない位置に配置した受光器を選択して受光信号を選別できる。
【００７９】
この結果、所定領域１０に存在する異物ｅやＣＯＰ等の欠陥の状況について回折光による影響を受けずに又は影響を少なくして測定することが可能となる。
【００８０】
即ち、ウェーハ１のエッジ部ｄに該当する所定領域１０にレーザビームＬｔのレーザスポットＳｐを照射して前記所定領域１０に存在する異物ｅやＣＯＰ等の欠陥の有無を測定する場合には、本実施例のウェーハ表面の検査装置に備えられたデータ処理装置５２の演算器７３での選別処理によって前記した高角度用の受光器３７１〜３７４及び低角度用の受光器３８１〜３８６の中から、ウェーハ１の表面のエッジ部ｄで発生する強い回折光ａを受けない（又は回折光の影響の少ない）角度に配置された高角度用の受光器３７１、３７３及び低角度用の受光器３８３、３８６を選択し、この選択された各受光器で検出した受光信号に基づきウェーハ１の表面の所定領域１０に存在する異物ｅやＣＯＰ等の欠陥から発生する散乱光ｅを測定することにより、ウェーハ１のエッジ領域ｄに生じる強い回折光ａによるノイズの影響を受けずに（又は影響を小さくして）、ウェーハ１の表面の所定領域１０に存在する異物ｅやＣＯＰ等の欠陥の状況を精度良く測定することを可能とするものである。
【００８１】
または、データ処理装置５２の演算器７３による選別処理及び感度修正処理によって高角度用の受光器３７１〜３７４及び低角度用の受光器３８１〜３８６の中から、エッジ領域ｄで発生する強い回折光ａを受ける（又は回折光の影響の大きい）角度に配置した高角度用の受光器３７２、３７４（又は低角度用の受光器３８１、３８４及び受光器３８２、３８５）を選択して選択された受光器の受光感度を下げる感度修正処理の操作をさせるか、或いはウェーハ１の表面に照射されるレーザビームＬｔの強度を下げて照射するようにさせる。
【００８２】
そして、更にこの選択され感度を下げる修正処理をした受光器で検出した受光信号、或いは強度を下げて照射したレーザビームＬｔによる散乱光を受光器で検出した受光信号に基づき、ウェーハ１の表面の所定領域１０に存在する異物ｅやＣＯＰ等の欠陥から発生する散乱光ｅを測定することによって、ウェーハ１のエッジ部ｄに生じる強い回折光ａによるノイズの影響を受けずに（又は影響を小さくして）、ウェーハ１の表面の所定領域１０に存在する異物ｅやＣＯＰ等の欠陥の状況を精度良く測定することを可能とするものである。
【００８３】
次に図５に示したフローチャートを用いて、図３に示した本実施例におけるウェーハ表面の検査装置によってウェーハ１の表面に存在する異物ｅやＣＯＰ等の欠陥の有無をレーザビームＬｔのレーザスポットＳｐを照射してウェーハ１の表面を走査する測定の流れを説明する。
【００８４】
まず最初に、ウェーハ平面領域の検査条件を設定のステップ１０１では、図３に示した本実施例であるウェーハ表面の検査装置のデータ処理装置５２によって、被測定物のウェーハ１のウェーハ平面領域の検査条件を設定する。
【００８５】
次に測定開始のステップ１０２では、本実施例であるウェーハ表面の検査装置の回転テーブル２１の回転を駆動制御器５１からの指令によって開始し、回転テーブル２１に載置されたウェーハ１を回転させながらウェーハ１の表面に照射するレーザビームＬｔのレーザスポットＳｐの位置をウェーハ１の半径方向中心部より半径方向外側端部に向けて移動させながら測定（走査）を開始する。
【００８６】
平面領域走査中のステップ１０４では、ウェーハ１の表面の平面領域をレーザビームＬｔのレーザスポットＳｐをウェーハ１の半径方向中心部より半径方向外側端部に向けて移動させながら照射してウェーハ１の表面を走査する。
【００８７】
次の各受光器で受光した検出信号を周回毎に平均化したレベルを算出するステップ１０５では、レーザスポットＳｐがウェーハ１の表面上を一周している間に前記受光器で検出した散乱光Ｓｅの検出信号を平均化したレベルを算出するものである。
【００８８】
レーザビームＬｔのレーザスポットＳｐをウェーハ１の表面に同心円状に連続的に照射し、ウェーハ１の表面に存在する異物ｅ或いは傷から散乱した散乱光Ｓｅは、高角度用の受光器３７１〜３７４及び低角度用の受光器３８１〜３８６によって受光され、これらの受光信号である検出信号を前述したようにデータ処理装置５２によって周回毎に平均化して検出信号の平均レベルを算出する。
【００８９】
次に、ウェーハ１の直径方向に配設されて回折光を受ける（又は回折光の影響の大きい）角度に配置された受光器から出力された出力電圧Ｖ１と、ウェーハ１の半径方向に配設されて回折光を受けない（又は回折光の影響の少ない）角度に配置された受光器から出力された出力電圧Ｖ２との出力電圧の比（Ｖ１／Ｖ２）を算出する、ウェーハ直径方向（Ｖ１）と半径方向（Ｖ２）にある受光器の信号比を算出するステップ１０６に進む。
【００９０】
そして前記データ処理装置５２によってウェーハ１の直径方向に配設された受光器で検出した受光信号と半径方向に配設された受光器で検出した受光信号の出力電圧の比（Ｖ１／Ｖ２）を算出する。
【００９１】
ウェーハ１の表面にレーザビームＬｔのレーザスポットＳｐを照射させる位置は、ウェーハ１の表面の中心から半径方向外周端部に向かって移動するが、このレーザスポットＳｐの位置の移動は直線移動機構２２を駆動することによるウェーハ１の位置の移動に伴なうものである。
【００９２】
よって図３に示した直線移動機構２２の移動量の入力値と、ウェーハ１の中心からウェーハ１の表面の前記所定領域１０までの距離の設定値とを比較しながらレーザビームＬｔのレーザスポットＳｐを移動させながら照射してウェーハ１の表面を走査させ、この照射位置が平面領域から所定領域１０に近接したならばレーザビームＬｔのレーザスポットＳｐを移動させる送り速度を細かく設定してウェーハ１の表面を同心円状に走査できるようにする。
【００９３】
そして、ウェーハ１の表面を走査するレーザビームＬｔのレーザスポットＳｐの走査位置（検出位置）の位置データと共に、受光器で受光したウェーハ１の表面に存在する異物ｅ又はＣＯＰ等の欠陥から散乱した散乱光Ｓｅの検出信号を前記データ処理装置５２の演算器（ＭＰＵ）７３で演算してデータ処理する。
【００９４】
そして次に、閾値（Ｔｈ）＜Ｖ１／Ｖ２を判断するステップ１０７に進み、前記データ処理装置５２の演算器７３によって演算した前記出力電圧の比Ｖ１／Ｖ２の算出値と、図４の（ｂ）に示す予め設定した閾値Ｔｈとを比較して前記出力電圧の比Ｖ１／Ｖ２の算出値が閾値Ｔｈを超えた位置である、現在、レーザビームＬｔのレーザスポットＳｐをウェーハ１の表面に照射させている位置がウェーハ１の表面の平面領域とウェーハ１のエッジｄに該当する所定領域１０との境界位置Ｅｐであると判定する。
【００９５】
前記のウェーハ１の表面の平面領域と所定領域１０との境界位置Ｅｐを正確に測定するために、ウェーハ１の表面に照射するレーザビームＬｔのレーザスポットＳｐが前記所定領域１０の近傍に近付くと、レーザビームＬｔのレーザスポットＳｐの送りを細かくしてウェーハ１の表面に同心円状にレーザビームＬｔのレーザスポットＳｐを照射させる。
【００９６】
このようにレーザビームＬｔのレーザスポットＳｐを照射すれば、この同心円状に走査するウェーハ１の表面の照射位置に異物ｅ又は欠陥が存在する場合であっても、この異物ｅ又は欠陥から発生する散乱光Ｓｅを受光器で検出した検出信号から、ウェーハ１の表面を同心円状に走査した近接する複数の円周上の位置から異物ｅ又は欠陥から発生する散乱光Ｓｅによる検出信号が検出されることから、この異物ｅ又は欠陥から発生する散乱光Ｓｅによる検出信号を前記データ処理装置５２の演算器７３の演算によって削除すれば、ウェーハ１の表面の平面領域とウェーハ１のエッジ部ｄに該当する所定領域１０との境界位置Ｅｐを精度良く判定することが可能となる。
【００９７】
尚、前記所定領域１０の近傍に近付いた場合のウェーハ１の表面に照射するレーザビームＬｔのレーザスポットＳｐの送り量は、通常の送り量の１／４〜１／２と細かく設定すれば良い。
【００９８】
次に、前記出力電圧の比Ｖ１／Ｖ２の算出値が閾値Ｔｈを越えた領域の全体をウェーハ１のエッジ部ｄに該当するウェーハ１の表面の所定領域１０と判断する。
【００９９】
そしてその後、ウェーハ１の表面の前記所定領域１０にレーザビームＬｔを照射して走査する検査に対応するように、所定領域と判別し検査条件を変化させるステップ１０８に進んで、レーザビームＬｔのレーザスポットＳｐを照射して走査する位置が前記平面領域から境界位置Ｅｐを越えて前記所定領域に移行したと前記データ処理装置５２の演算器７３で判断した場合には、該データ処理装置５２の演算器７３にてウェーハ１の所定領域１０にレーザビームＬｔのレーザスポットＳｐを照射して走査する所定領域用の検査条件を変化して設定する。
【０１００】
即ち、ウェーハ１の表面の所定領域１０を走査するレーザビームＬｔのレーザスポットＳｐを照射するレーザー光源３１から照射されるレーザビームＬｔの強度を下げるように調節するか、或いは散乱光Ｓｅを受光する受光器の受光感度を調節してウェーハ１の表面の所定領域１０に存在する異物ｅ又は欠陥から発生する散乱光Ｓｅを受光する位置に配置された受光器の受光感度を下げるように設定する。
【０１０１】
上記のように所定領域１０における検査条件を変化させて設定すれば、ウェーハ１の表面のエッジ部ｄによって発生する強い回折光の影響を少なくしてウェーハ１の表面の所定領域１０に存在する異物ｅ又は欠陥から発生する散乱光Ｓｅを検出することが可能となり、この結果、前記所定領域１０に存在する異物ｅ又は欠陥を検出できるものである。
【０１０２】
そして、前記の所定領域と判別し検査条件を変化させるステップ１０８における検査が終了した場合、並びに、閾値（Ｔｈ）＜Ｖ１／Ｖ２を判断するステップ１０７で前記出力電圧の比Ｖ１／Ｖ２の算出値が閾値Ｔｈより小さな値にしかならない場合には、測定終了位置のステップ１０３に進み、そして、レーザビームＬｔのレーザスポットＳｐの位置がウェーハ１の表面の測定終了位置まで走査を完了していた場合には、測定終了のステップ１０９に進んでウェーハ１の表面の測定は終了する。
【０１０３】
前述した本実施例のウェーハ表面の検査装置では、回転テーブル２１に載置したウェーハ１を回転させてレーザビームＬｔのレーザスポットＳｐをウェーハ１の表面に照射し、ウェーハ１の表面に存在する異物ｅ又は欠陥から発生する散乱光Ｓｅを受光器によって受光して前記異物ｅ又は欠陥の状況を検査するものであるが、この受光器の劣化や散乱光Ｓｅの検出精度の低下を下記した対応によって抑制している。
【０１０４】
即ち、本実施例のウェーハ表面の検査装置では、ウェーハ１のエッジ部ｄに該当するウェーハ１の表面の所定領域１０の検査での前記散乱光Ｓｅの検出感度の低下をおさえるため、ウェーハ１の表面に存在する異物ｅ又は欠陥から発生した散乱光を検出する複数個設置された受光器の中から、ウェーハ１のエッジ部ｄで発生する強い回折光ができるだけ入射しない配置方向の受光器を選定して、選定した受光器によって前記散乱光を検出した受光信号を用いてウェーハ１の表面に存在する異物ｅや、スクラッチ傷や結晶欠陥（ＣＯＰ）等の欠陥を高精度に検出している。
【０１０５】
また、ウェーハ１のエッジ部ｄから発生する強い回折光ａの方向は、ウェーハ１の回転に対して常に同一の方向となるウェーハの直径方向に発生するため、この回折光ａを受ける角度を外した位置に配置されて、ウェーハ１の表面に存在する異物ｅ又は欠陥から発生する散乱光Ｓｅを検出する受光器を選択し、この選択した受光器による散乱光Ｓｅの受光信号に基づいてウェーハ１の表面に存在する異物ｅや欠陥を高精度に検出している。
【０１０６】
即ち、本実施例のウェーハ表面の検査装置では、散乱光Ｓｅを検出する受光器が図１（ａ）に示すウェーハ１のエッジ部ｄで発生した強い回折光ａによる影響を受けないように、ウェーハ１の表面に存在する異物ｅや欠陥から発生した散乱光を検出する受光器として、多数配置された受光器の中から高角度用の受光器３７１、３７３、及び低角度用の受光器３８３、３８６を選択し、これらの選定した受光器によってウェーハ１の表面に存在する異物ｅ又は欠陥から発生する散乱光Ｓｅを効果的に検出することで、前記異物ｅ又は欠陥の状況を高精度に測定（検査）している。
【０１０７】
また、受光器の数や配置する位置については、強い回折光ａを避ける位置に適宜設定してもよい。
【０１０８】
本発明の実施例によれば、被検査物の表面をレーザービームを照射して検査する場合に、被検査物の検査対象となる平面領域の範囲をできるだけ広く設定可能にするため、この平面領域と該平面領域に隣接した被検査物のエッジ部に該当する所定領域との境界位置を正確に判別して検査する被検査物の検査装置が実現できる。
【実施例２】
【０１０９】
次に図６を用いて本発明の他の実施例である被検査物の検査装置を説明する。
【０１１０】
図６に示した本実施例の被検査物の検査装置は、図１乃至図５に示した先の実施例である被検査物の検査装置とその構成及び作用は大部分が共通しているので、両者に共通の構成については説明を省略し、相違する構成についてのみ以下に説明する。
【０１１１】
図６において、本実施例の被検査物の検査装置では、ウェーハ１の表面におけるエッジ部ｄに該当する所定領域１０と平坦な平面領域との間の境界位置Ｅｐの判別は、ウェーハ１の表面に照射したレーザービームＬｔのレーザスポットＳｐの形状及びレーザスポットＳｐの形状の周辺を写すハーフミラー５０１と、このハーフミラー５０１で反射した前記レーザスポットＳｐの形状及びレーザスポットＳｐの形状の周辺を撮影する観察カメラ５００とを設置し、観察カメラ５００で撮影した前記レーザスポットＳｐの形状の画像データ及びレーザスポットＳｐの形状の周辺の画像データをデータ処理装置５２における画像認識技術によって前記境界位置Ｅｐの判別及び所定領域１０の範囲の判別を行うようにしたものである。
【０１１２】
即ち、前記被検査物であるウェーハ１の表面の上部から被検査物の表面に向かって垂直方向に前記レーザービームＬｔを照射する光路にハーフミラー５０１を配置し、このハーフミラー５０１を透過したレーザービームＬｔ、又はミラー３３１を光路から外し、ミラー３３２、３５を介してウェーハ１の表面に向かって斜方方向に照射したレーザービームＬｔのレーザスポットＳｐがウェーハ１の表面に照射されるレーザスポットＳｐの形状の画像及びレーザスポットＳｐの形状の周辺の画像について、前記ハーフミラー５０１を介して反射した前記のレーザスポットＳｐの形状の画像及びレーザスポットＳｐの形状の周辺の画像を撮影する観察カメラ５００を備えたものである。
【０１１３】
ハーフミラー５０１は、投光光学系におけるレーザ光源３１から出力されたレーザビームＬｔをミラー３３１によって反射させてウェーハ１の表面に向かって鉛直方向下方に垂直投射させた場合のレーザビームＬｔと、ウェーハ１の表面に照射されたレーザビームＬｔのレーザスポットＳｐの位置を写す画像とが干渉しないようにするために、レーザビームＬｔは透過させ、且つウェーハ１の表面に照射されるレーザスポットＳｐの位置及びその周辺の画像は観察カメラ５００の配置方向に反射させて撮影させる為に備えたものである。
【０１１４】
この観察カメラ５００は、投光光学系が照射するレーザービームＬｔのレーザスポットＳｐがウェーハ１の表面に照射されたレーザスポットＳｐの形状、並びにこのレーザスポットＳｐの周辺部の画像を撮像できる画素数と解像度を有する。
【０１１５】
本実施例では、レーザビームＬｔのレーザスポットＳｐをウェーハ１の表面に照射して走査（スキャン）中に前記したウェーハ１の表面に照射されたレーザスポットＳｐの形状、並びにこのレーザスポットＳｐの周辺部の画像を観察カメラ５００によって撮影し、逐次、画像データとして取得して、本実施例の検査装置に備えられたデータ処理装置５２で画像認識技術によって前記画像データを解析してウェーハ１の表面の前記平面領域と所定領域との間の境界位置Ｅｐ、並びにウェーハ１のエッジ部に該当する前記所定領域１０の範囲を判別するものである。
【０１１６】
即ち、観察カメラ５００によって撮影される前記レーザービームＬｔのレーザスポットＳｐの形状は、このレーザスポットＳｐが照射される位置がウェーハ１の表面の平面領域に在る場合には円形であるが、このレーザスポットＳｐの照射位置が前記平面領域からウェーハ１のエッジ部ｄに該当する所定領域１０に変わる境界位置Ｅｐに入るとレーザスポットＳｐの形状が前記エッジ部ｄの傾斜した面によって楕円形に変化する。
【０１１７】
このため、前記データ処理装置５２にて観察カメラ５００によって撮影されたレーザスポットＳｐの形状をパターンマッチングさせる画像認識技術を適用すれば、ウェーハ１の表面の前記平面領域と所定領域１０との間の境界位置Ｅｐを高精度に判別することができる。
【０１１８】
また、上記と同様の手法によってウェーハ１のエッジ部ｄに該当する所定領域１０の範囲も判別することができる。
【０１１９】
また、ウェーハ１の表面に存在する異物ｅや、スクラッチ傷や結晶欠陥（ＣＯＰ）等の欠陥で散乱した散乱光Ｓｅは先の実施例と同様に高角度用の受光器３７１〜３７４及び低角度用の受光器３８１〜３８６によって検出され、前記受光器で検出された受光信号が異物検出器４及びデータ処理装置５２に送られて演算処理され、前記異物ｅや欠陥の大きさや位置がディスプレイ７５等に表示されるように構成されている。
【０１２０】
尚、本実施例では前記境界位置Ｅｐの判別、並びにウェーハ１の表面に存在する異物ｅや欠陥の状況の判別は、図１乃至図５を用いて説明した先の実施例と同様であるので説明を省略したが、ウェーハ１の表面の前記平面領域と所定領域１０との間の境界位置Ｅｐを高精度に判別すると共に、ウェーハ１の表面に存在する異物ｅや欠陥から発生する散乱光Ｓｅを受光器で効果的に検出して前記異物ｅや欠陥の状況を高精度に測定することが可能となる。
【０１２１】
本発明の実施例によれば、被検査物の表面をレーザービームを照射して検査する場合に、被検査物の検査対象となる平面領域の範囲をできるだけ広く設定可能にするため、この平面領域と該平面領域に隣接した被検査物のエッジ部に該当する所定領域との境界位置を正確に判別して検査する被検査物の検査装置が実現できる。
【実施例３】
【０１２２】
次に図７用いて本発明の更に他の実施例である被検査物の検査装置を説明する。
【０１２３】
図７に示した本実施例の被検査物の検査装置も、図１乃至図５に示した先の実施例である被検査物の検査装置とその構成及び作用は大部分が共通しているので、両者に共通の構成については説明を省略し、相違する構成についてのみ以下に説明する。
【０１２４】
図７において、本実施例の被検査物の検査装置では、ウェーハ１の表面における平坦な平面領域とエッジ部ｄに該当する所定領域との間の境界位置Ｅｐの判別、及び判別及び所定領域１０の範囲の判別、並びにウェーハ１の表面に存在する異物ｅや欠陥の状況の判別は、ウェーハ１の表面にレーザービームＬｔのレーザスポットＳｐを照射してウェーハ１の表面で散乱した散乱光Ｓｅを受光するために、このウェーハ１の上方に設置されて該散乱光Ｓｅを反射させる複数個の集光ミラー６０１と、これら複数個の集光ミラー６０１で反射された散乱光Ｓｅを受光するために例えば円環状に多数のセンサを配列した構成のラインセンサ６００とを設置し、前記集光ミラー６０１で反射させた散乱光Ｓｅを受光するラインセンサ６００のセンサの位置によって、この受光したセンサの受光信号に基づいて異物検出器４及びデータ処理装置５２に送られて演算処理され、前記異物ｅや欠陥の大きさや位置がディスプレイ７５等に表示されるように構成されている。
【０１２５】
そしてこの結果、ウェーハ１の表面における平坦な平面領域とエッジ部ｄに該当する所定領域１０との間の境界位置Ｅｐの判別、及び所定領域１０の範囲の判別、並びにウェーハ１の表面に存在する異物ｅや欠陥の状況の判別が実行されて、前記境界位置Ｅｐの位置及び、前記異物ｅや欠陥の大きさや位置がディスプレイ７５等に表示されるように構成されている。
【０１２６】
本実施例で散乱光Ｓｅを受光するラインセンサ６００を用いる効果としては、光電子増倍管（ＰＭＴ）を用いた先の実施例の受光器と比較して、強い回折光が入射した場合でも故障しにくい点が上げられる。
【０１２７】
また本実施例のラインセンサ６００においても、先の実施例の受光器によって散乱光Ｓｅを受光する場合と同様に、ウェーハ１の直径方向に発生する強い回折光ａの影響を受ける、又はこの回折光ａの影響を受けやすい領域のウェーハ１の表面から散乱した散乱光Ｓｅの受光信号Ｖ１と、ウェーハ１のエッジ部の接線方向に発生する弱い回折光ｂの影響を受ける、又はこの回折光ｂの影響を受けやすい領域のウェーハ１の表面から散乱した散乱光Ｓｅの受光信号Ｖ２を夫々取得する。
【０１２８】
そして、図１乃至図５に示された先の実施例の場合の演算処理と同様に、ラインセンサ６００の複数のセンサで検出した受光信号の出力電圧Ｖ１及び受光信号の出力電圧Ｖ２の比（Ｖ１／Ｖ２）の値と、任意に設定した閾値Ｔｈとを比較して、閾値Ｔｈを越えたウェーハ１の表面の位置を、ウェーハ１の平坦な表面領域とウェーハ１のエッジ部ｄに該当する所定領域との間の境界位置Ｅｐ正確に判断することが可能となる。
【０１２９】
また本実施例のラインセンサ６００では、ウェーハ１の表面に存在する異物ｅや欠陥で散乱した散乱光Ｓｅを前記した回折光の影響をあまり受けずに受光できるので、これらの異物ｅや欠陥の状況を高精度に検出することが可能となる。
【０１３０】
更にエッジ部に該当する所定領域１０に存在する異物ｅや欠陥の状況を測定する場合には、ラインセンサ６００のうちノイズとなる強い回折光ａの影響を受けない角度の範囲に位置するセンサの部分を選択することにより感度低下を最小限に抑えて、所定領域１０に存在する異物ｅや欠陥の状況の検査を可能にできる。
【０１３１】
このようにウェーハ１の表面領域と所定領域との間の境界位置Ｅｐを正確に判別することにより、ウェーハ１の表面の平坦な平面領域を最大限に利用可能とするだけでなく、従来、測定ができなかったウェーハ１のエッジ部ｄに該当する所定領域における異物ｅや欠陥の状況の管理が可能となり、ウェーハ１の致的な欠陥の見落としがなくなる。
【０１３２】
よって、本実施例を適用して検査したウェーハ１から製造された半導体ＩＣの不良を大幅に低減することが可能となる。
【０１３３】
本発明の実施例によれば、被検査物の表面をレーザービームを照射して検査する場合に、被検査物の検査対象となる平面領域の範囲をできるだけ広く設定可能にするため、この平面領域と該平面領域に隣接した被検査物のエッジ部に該当する所定領域との境界位置を正確に判別して検査する被検査物の検査装置が実現できる。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
本発明はウェーハ等の被検査物の表面の状況を検査する被検査物の検査装置に適用でき、特にレーザ光を照射してウェーハ等の被検査物の表面を検査する被検査物の検査装置に利用可能である。
【符号の説明】
【０１３５】
１：ウェーハ、１０：所定領域、２１：回転テーブル、２２：直線移動機構、３１：レーザ光源、３３１、３３２、３５：ミラー、３７１〜３７４：高角度用受光器、３８１〜３８６：低角度用受光器、４：異物検出器、５１：駆動制御器、５２：データ処理装置、５００：観察カメラ、５０１：ハーフミラー、６００：ラインセンサ、６０１：集光ミラー、７５：ディスプレイ、ａ：強い回折光、ｂ：弱い回折光、ｃ：レーザ光、ｄ：エッジ部、ｅ：異物、Ｓｐ：レーザスポット、Ｌｔ：レーザビーム、Ｓｅ：散乱光、Ｅｐ：境界位置、Ｔｈ：閾値。
【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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