(57)【要約】【課題】電子デバイス等が形成される平板基板に生じた欠陥の種別を識別することのできる平板基板の表面状態検査方法、その方法を利用した表面状態検査装置を提供する。【解決手段】電子デバイス等が形成される平板基板の表面の欠陥種が凹条欠陥又は凸状欠陥のいずれかであるかを検査する平板基板の表面状態検査装置において、前記平板基板の基板法線に対して所定の入射角で前記検出光を照射点に照射する投光系と、投光系と反対側の空間に設けられ、前記散乱光を受光する受光系と、散乱光を検出する複数の散乱光検出器と、各散乱光検出器に同一の前記散乱光が入光しないよう受光範囲を制限する受光範囲制限手段と、各散乱光検出器で検出された散乱光強度の波形を比較し、平板基板の欠陥種が凹状欠陥又は凸状欠陥のいずれであるかを判定する波形比較判定手段とを備える。【選択図】  図４
2015206675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステージの上に載置された平板基板の表面に、投光系により照射される検出光を走査すると共に、所定間隔で前記走査方向と直交する軸方向に送りながら、表面からの散乱光を受光系により検出し、検出した受光系からの出力信号により、前記平板基板の表面の欠陥種が凹条欠陥又は凸状欠陥のいずれかであるかを検査する平板基板の表面状態検査装置において、
前記平板基板の表面に前記平板基板の基板法線に対して所定の入射角で前記検出光を照射点に照射する投光系と、
前記基板法線に対して前記投光系と反対側の空間に設けられ、前記散乱光を受光する受光系と、
前記受光系が受光した散乱光を検出する複数の散乱光検出器と、
前記各散乱光検出器に同一の前記散乱光が入光しないよう受光範囲を制限する受光範囲制限手段と、
前記各散乱光検出器で検出された散乱光強度の波形を比較し、平板基板の欠陥種が凹状欠陥又は凸状欠陥のいずれであるかを判定する波形比較判定手段
とを備えたことを特徴とする平板基板の表面状態検査装置。
【請求項２】
前記照射点と前記散乱光を受光する前記受光系の受光口の下側端部とを結んだときの前記基板法線に対する角度を、前記照射点からの正反射光の基板法線に対する角度よりも小さい角度となるように前記受光系が設定されていることを特徴とする請求項１に記載の平板基板の表面状態検査装置。
【請求項３】
前記複数の散乱光検出器は、前記受光系に備えられ、前記散乱光を分割するハーフミラーにより分光された各散乱光を、それぞれ検出する二つの散乱光検出器であることを特徴とする請求項１に記載の平板基板の表面状態検査装置。
【請求項４】
ステージの上に載置された平板基板の表面に、投光系により照射される検出光を走査すると共に、所定間隔で前記走査方向と直交する軸方向に送りながら、表面からの散乱光を受光系により検出し、検出した受光系からの出力信号により、前記平板基板の表面の欠陥種が凹条欠陥又は凸状欠陥のいずれかであるかを検査する平板基板の表面状態検査装置において、
前記平板基板の表面に前記平板基板の基板法線に対して所定の入射角で前記検出光を照射点に照射する投光系と、
前記基板法線に対して前記投光系と反対側の空間に設けられ、前記散乱光を受光する第１の受光系と、
前記表面側で、前記検出光の照射点のほぼ頭上に設けられ、前記散乱光を受光する第２の受光系と
前記受光系に備えられ、前記各散乱光検出器に同一の前記散乱光が入光しないよう受光範囲を制限する受光範囲制限手段と、
前記各散乱光検出器で検出された散乱光強度の波形を比較し、平板基板の表面欠陥が凹状欠陥又は凸状欠陥のいずれであるかを判定する波形比較判定手段
とを備えたことを特徴とする平板基板の表面状態検査装置。
【請求項５】
前記照射点と前記散乱光を受光する前記受光系の受光口の下側端部とを結んだときの前記基板法線に対する角度を、前記照射点からの正反射光の基板法線に対する角度よりも小さい角度となるように前記受光系が設定されていることを特徴とする請求項４に記載の平板基板の表面状態検査装置。
【請求項６】
ステージの上に載置された平板基板の表面に、投光系により照射される検出光を走査すると共に、所定間隔で前記走査方向と直交する軸方向に送りながら、表面からの散乱光を受光系により検出し、検出した受光系からの出力信号により、前記平板基板の表面の欠陥種が凹状欠陥又は凸状欠陥のいずれかであるかを検査する平板基板の表面状態検査方法において
前記平板基板の表面に前記平板基板の基板法線に対して所定の入射角で前記検出光を照射点に照射し、
前記基板法線に対して前記投光系と反対側の空間に設けられ、前記照射点と前記受光系の前記散乱光を受光する受光口の下側端部とを結んだときの前記基板法線に対する角度を、前記照射点からの正反射光を受光しないよう前記受光系の前記基板放線に対する角度を調整し、
前記受光口から入光した前記散乱光が、重複して前記検出器に入光しないよう受光範囲を制限し、複数の前記検出器により前記散乱光の強度を検出し、
前記各散乱光検出器で検出された散乱光強度の波形を比較し、平板基板の表面欠陥が凹状欠陥又は凸状欠陥のいずれであるかを判定することを特徴とする平板基板の表面状態検査方法。
【請求項７】
前記散乱光をハーフミラーにより二つに分光し、分光された各散乱光の強度を二つの散乱光検出器で検出することを特徴とする請求項６に記載の平板基板の表面状態検査方法。
【請求項８】
ステージの上に載置された平板基板の表面に、投光系により照射される検出光を走査すると共に、所定間隔で前記走査方向と直交する軸方向に送りながら、表面からの散乱光を受光系により検出し、検出した受光系からの出力信号により、前記平板基板の表面の欠陥種が凹状欠陥又は凸状欠陥のいずれかであるかを検査する平板基板の表面状態検査方法において、
前記平板基板の表面に前記平板基板の基板法線に対して所定の入射角で前記検出光を照射点に照射し、
前記基板法線に対して前記投光系と反対側の空間に設けられ、前記照射点と前記受光系の前記散乱光の受光口の下側端部とを結んだときの前記基板法線に対する角度を、前記照射点からの正反射光を受光しないよう設定された第１の受光系により前記散乱光を受光し、
前記表面側で、前記検出光の前記照射点のほぼ頭上に設けられ、前記散乱光を受光する第２の受光系により前記散乱光を受光し、
前記第１の受光系と、前記第２の受光系で検出された前記散乱の強度の波形を比較し、前記平板基板の表面欠陥が凹状欠陥又は凸欠陥ののいずれであるかを判定する
ことを特徴とする平板基板の表面状態検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハ、マスク、ディスク基板、液晶基板、ガラス基板、透明フィルム等のような平板基板の表面に付着している異物、キズ・ヒビ、結晶欠陥等の表面状態の異常を光散乱方式で検査する、平板基板の表面状態検査技術に関し、特に、結晶欠陥、スクラッチ、スリップ、ウォータマーク、積層欠陥など平板基板表面に生じている凹凸の欠陥を識別検査する平板基板の表面状態検出方法、及びその方法を用いた平板基板の表面状態検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイス等が形成される基板に僅かでも異物（ゴミや欠陥）が存在すると、不良品の生成につながるおそれがあるため、基板の異物や表面状態の検査が不可欠になっている。また、基板の表面状態の検査は、不良品の除去とともに電子デバイスの製造工程中における不良発生原因を特定することを目的としているが、そのためには、検出された欠陥の種類・寸法などを知ることが重要となる。
【０００３】
半導体ウェハ等の平板基板上に生じる欠陥種としては、異物、キズ・ヒビなどの他、結晶欠陥、スリップ、研磨傷（スクラッチ）、珪酸の円形模様（ウォータマーク）、積層欠陥、球状異物などがあげられる。ここで、結晶欠陥、スリップ、スクラッチは凹状の欠陥であり、一方、球状異物、ウォータマーク、積層欠陥は凸状の欠陥に分類することができる。
【０００４】
平板基板の表面状態の検査は、指向性の良いレーザ光を基板表面に照射し、基板表面から反射される散乱光を散乱光受光器で検出し、レーザ光の照射点を二次元走査して基板表面全体を検査する方法が一般的に用いられている。例えば、下記特許文献１に記載の透明平板基板の異物検査装置では、透明平板基板に投光系により検出光を照射し、前記透明平板基板に存在する異物による散乱光を、受光系により受光して前記透明平板基板に存在する異物を検出する異物検査装置において、前記透明平板基板の一方の面（以下、表面）に設けられ、前記透明平板基板の基板法線に対して所定の入射角で前記検出光を前記表面に照射する投光系と、前記表面側に設けられ、前記検出光の照射点を基準として、前記投光系と反対側の位置に設けられた前記受光系とを備え、前記受光系は、前記投光系から照射される前記検出光が、前記表面上の異物に照射された際に生じる第１の散乱光と、前記検出光が前記透明平板基板を透過し、他の一方の面（以下、裏面）に存在する異物に照射された際に生じる第２の散乱光とを集光する集光レンズと、前記集光レンズからの前記第１の散乱光と前記第２の散乱光とを、それぞれ２経路に分光する光学素子と、前記第１の散乱光を受光する第１の散乱光受光センサ−と、前記第２の散乱光を受光する第２の散乱光受光センサ−とを備えたことを特徴とする透明平板基板の異物検査装置が開示されている。
【０００５】
特許文献１に記載の異物検査装置は、検出光であるレーザ光を照射する投光器と、レーザ光が照射された異物からの散乱光を受光する受光センサーとからなる一対の散乱光照射・受光システムをＸＹ方向に走査することで、基板に付着する異物等の検査を行うものである。しかし、特許文献１が開示する技術では、ウェハの表面状態に何らかの異常があることが散乱光からわかるが、それらが凸状の欠陥であるのか、あるいは凹状の欠陥であるかを識別できない、という問題がある。
【０００６】
特許文献２には、レーザ光を複数の方向から基板に照射する技術が開示されている。特許文献２は、検査対象物の表面に異なる角度から複数のレーザ光を同一点に照射する複数の投光器と、同一点の異物からの散乱光を検出して散乱光強度に応じた散乱光強度信号を検出する検出器とを備えた異物検査装置に関するものである。かかる特許文献２が開示する技術は、複数のレーザー光源から、レーザ光を同一点に照射し、同一点にレーザ光を照射することで、散乱光強度を検出器が検出できるレベルにまで上げることを目的としている。このため、特許文献２が開示する技術でも、特許文献１が開示する技術と同様に、ウェハの表面状態に異常があることを検出できても、それらが凸状の欠陥であるのか、あるいは凹状の欠陥であるかの識別をすることができない、という問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平２０１３−１４００６１号公報
【特許文献２】特開平１１−２５８１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このように従来の散乱光を用いて透明平板基板の表面状態を検査する技術においては、表面状態に生じている異常が凸状のものか凹状のものであるかを区別することができなかった。そのため、例えば電子デバイス製造工程中におけるどの工程で、どのような不良が発生しているのかを特定することができなかった。
【０００９】
そこで本発明の課題は、例えば電子デバイス等が形成される平板基板に生じた欠陥の種別を識別することのできる平板基板の表面状態検査方法、その方法を利用した表面状態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】
【００１０】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、ステージ上に載置された平板基板の表面に、投光系により照射される検出光を走査すると共に、表面からの散乱光を受光系により検出し、検出した受光系からの出力信号により、前記平板基板の表面の欠陥種が凹条欠陥又は凸状欠陥のいずれかであるかを検査する平板基板の表面状態検査装置において、
前記平板基板の表面に前記平板基板の基板法線に対して所定の入射角で前記検出光を照射点に照射する投光系と、
前記基板法線に対して前記投光系と反対側の空間に設けられ、前記散乱光を受光する受光系と、
前記受光系が受光した散乱光を検出する複数の散乱光検出器と、
前記各散乱光検出器に同一の前記散乱光が入光しないよう受光範囲を制限する受光範囲制限手段と、
前記各散乱光検出器で検出された散乱光強度の波形を比較し、平板基板の欠陥種が凹状欠陥又は凸状欠陥のいずれであるかを判定する波形比較判定手段
とを備えたことを特徴とする平板基板の表面状態検査装置である。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の平板基板の表面状態検査装置であって、前記照射点と前記散乱光を受光する前記受光系の受光口の下側端部とを結んだときの前記基板法線に対する角度を、前記照射点からの正反射光の基板法線に対する角度よりも小さい角度となるように前記受光系が設定されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の平板基板の表面状態検査装置であって、前記複数の散乱光検出器は、前記受光系に備えられ、前記散乱光を分割するハーフミラーにより分光された各散乱光を、それぞれ検出する二つの散乱光検出器であることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、ステージの上に載置された平板基板の表面に、投光系により照射される検出光を走査すると共に、表面からの散乱光を受光系により検出し、検出した受光系からの出力信号により、前記平板基板の表面の欠陥種が凹条欠陥又は凸状欠陥のいずれかであるかを検査する平板基板の表面状態検査装置において、
前記平板基板の表面に前記平板基板の基板法線に対して所定の入射角で前記検出光を照射点に照射する投光系と、
前記基板法線に対して前記投光系と反対側の空間に設けられ、前記散乱光を受光する第１の受光系と、
前記表面側で、前記検出光の照射点のほぼ頭上に設けられ、前記散乱光を受光する第２の受光系と
前記受光系に備えられ、前記各散乱光検出器に同一の前記散乱光が入光しないよう受光範囲を制限する受光範囲制限手段と、
前記各散乱光検出器で検出された散乱光強度の波形を比較し、平板基板の表面欠陥が凹状欠陥又は凸状欠陥のいずれであるかを判定する波形比較判定手段
とを備えたことを特徴とする平板基板の表面状態検査装置である。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の平板基板の表面状態検査装置であって、前記照射点と前記散乱光を受光する前記受光系の受光口の下側端部とを結んだときの前記基板法線に対する角度を、前記照射点からの正反射光の基板法線に対する角度よりも小さい角度となるように前記受光系が設定されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、ステージの上に載置された平板基板の表面に、投光系により照射される検出光を走査すると共に、所定間隔で前記走査方向と直交する軸方向に送りながら、表面からの散乱光を受光系により検出し、検出した受光系からの出力信号により、前記平板基板の表面の欠陥種が凹状欠陥又は凸状欠陥のいずれかであるかを検査する平板基板の表面状態検査方法において
前記平板基板の表面に前記平板基板の基板法線に対して所定の入射角で前記検出光を照射点に照射し、
前記基板法線に対して前記投光系と反対側の空間に設けられ、前記照射点と前記受光系の前記散乱光を受光する受光口の下側端部とを結んだときの前記基板法線に対する角度を、前記照射点からの正反射光を受光しないよう前記受光系の前記基板放線に対する角度を調整し、
前記受光口から入光した前記散乱光が、重複して前記検出器に入光しないよう受光範囲を制限し、複数の前記検出器により前記散乱光の強度を検出し、
前記各散乱光検出器で検出された散乱光強度の波形を比較し、平板基板の表面欠陥が凹状欠陥又は凸状欠陥のいずれであるかを判定することを特徴とする平板基板の表面状態検査方法である。
【００１６】
請求項７記載の発明は、請求項６に記載の平板基板の表面状態検査方法であって、前記散乱光をハーフミラーにより二つに分光し、分光された各散乱光の強度を二つの散乱光検出器で検出することを特徴とする。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、ステージの上に載置された平板基板の表面に、投光系により照射される検出光を走査すると共に、所定間隔で前記走査方向と直交する軸方向に送りながら、表面からの散乱光を受光系により検出し、検出した受光系からの出力信号により、前記平板基板の表面の欠陥種が凹状欠陥又は凸状欠陥のいずれかであるかを検査する平板基板の表面状態検査方法において、
前記平板基板の表面に前記平板基板の基板法線に対して所定の入射角で前記検出光を照射点に照射し、
前記基板法線に対して前記投光系と反対側の空間に設けられ、前記照射点と前記受光系の前記散乱光の受光口の下側端部とを結んだときの前記基板法線に対する角度を、前記照射点からの正反射光を受光しないよう設定された第１の受光系により前記散乱光を受光し、
前記表面側で、前記検出光の前記照射点のほぼ頭上に設けられ、前記散乱光を受光する第２の受光系により前記散乱光を受光し、
前記第１の受光系と、前記第２の受光系で検出された前記散乱の強度の波形を比較し、前記平板基板の表面欠陥が凹状欠陥又は凸欠陥ののいずれであるかを判定する
ことを特徴とする平板基板の表面状態検査方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明により、従来は検出することのできなかった平板基板の欠陥種を識別することができる平板基板の表面状態検査方法、その方法を利用した表面状態検査装置を提供することができる。また、これにより、例えば電子デバイス等の半導体製造工程における不良発生原因を特定することができ半導体デバイス等の製造プロセスを改善することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施の形態である表面状態検査装置の構成を示した図である。
【図２】平板基板１００の表面に微細な凹状の欠陥がある場合に、その凹状の欠陥に検出光１１を照射したときに、散乱光がどのように生じるかを示した図である。
【図３】平板基板１００の表面に微細な凸状の欠陥がある場合に、その凸状の欠陥に検出光１１を照射したときに、散乱光がどのように生じるかを示した図である。
【図４】平板基板１００の表面に微細な凹状の欠陥がある場合に、その凹状の欠陥に検出光１１を照射したときに、散乱光がどのように散乱光検出器に入光するかを示した図である。
【図５】平板基板１００の表面に微細な凸状の欠陥がある場合に、その凸状の欠陥に検出光１１を照射したときに、散乱光がどのように散乱光検出器に入光するかを示した図である。
【図６】本発明の一実施例である平板基板の表面状態検査装置２の構成を示した図である。
【図７】シリコンカーバイドのウェハ１０２の欠陥種（凹状欠陥、凸状欠陥）について平板基板の表面状態検査装置２により検査を行った結果を示した図である。
【図８】平板基板の表面状態検査装置２の検出器３０、検出器４０から出力された一部の波形を示した図である。
【図９】平板基板の表面状態検査装置２の検出器３０、検出器４０から出力された一部の波形を示した図である。
【図１０】図７に示すウェハ１０２の欠陥種（凹状欠陥）が検査された結果に基づいて、レーザ顕微鏡によりウェハ１０２の凹状欠陥を確認した結果を示した図である。
【図１１】図７に示すウェハ１０２の欠陥種（凸状欠陥）が検査された結果に基づいて、レーザ顕微鏡によりウェハ１０２の凸状欠陥を確認した結果を示した図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態である平板基板の表面状態検査装置３の構成を示した図である。
【図１３】本発明の第３の実施の形態である平板基板の表面状態検査装置４の構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。図１は、本発明の一実施の形態である平板基板の表面状態検査装置１の構成を示した図である。平板基板１００の表面に基板に対する法線１０１に対して所定の入射角θで、投光系１０を構成するレーザ光源１１０から検出光（レーザ光）１１が照射される。これにより平板基板１００による正反射光１２、散乱光１３，１４、１５が受光系２０を構成する受光口２１０から受光系２０に入光する。なお、正反射光の基板法線１０１に対する反射角度はθである。
【００２１】
正反射光１２が受光口２１０に入光しないように受光系２０の傾斜角度を調整する。図１においては、照射点９０と受光口２１０の下側端部とを結んだときの法線１０１に対する角度をθよりも小さい角度（θ１）とすることで正反射光１２が受光系２０に受光しないように設定している。ここでこの実施の形態の説明にあたっては、受光系２０に入光する散乱光を受光口２１０の下側端部に入光する散乱光１４、そして受光口２１０の上側端部に入光する散乱光１５とし、散乱光１４と散乱光１５との間にある散乱光の全体を散乱光１３と定義している。
【００２２】
図１において、受光口２１０から入光した散乱光１４は、鏡筒２００から鏡筒２２０に入り、遮光手段であるマスク２４０で遮光される。一方鏡筒２００に設けられているハーフミラー５０により分光された散乱光１４は、鏡筒２２１に入光し、散乱光検出器２３１に入光する。
【００２３】
平板基板の表面状態検査装置１においては、散乱光１３のうち、散乱光１４側の約半分の散乱光は散乱光検出器２３１に入光し、それ以外の散乱光１３（散乱光１５側の約半分の散乱光）は、散乱光検出器２３０に入光する。散乱光検出器２３０、散乱光検出器２３１からは、受光した散乱光の強度に応じた出力信号（電気信号）の波形が出力される。なお、照射点９０が鏡面である場合には散乱光は生じず、正反射光１２のみとなる。
【００２４】
図２は異物や欠陥のない平板基板１００の凹状欠陥９１にレーザ光源１１０から検出光１１を照射したときに生じる散乱光の様子を示した図である。ここで、図２（ａ）は、平板基板１００の凹状欠陥９１の下り面（右肩下がり面）にレーザ光源１１０から検出光１１を照射したときに生じる散乱光１４、散乱光１５、そして散乱光１３の生じる様子を示した図である。
【００２５】
凹状欠陥９１の下り面（右肩下がり面）に検出光１１が照射された場合に生じる散乱光のうち、散乱光１４側の散乱光の強度は強く、散乱光１５側に行く（反時計回り方向になる）に従い散乱光の強度が弱くなることが、本発明においてはじめて知見された。
【００２６】
図２（ｂ）は、平板基板１００の凹状欠陥９１の上り面（右肩上がり面）にレーザ光源１１０から検出光１１を照射したときに生じる散乱光１４−１、散乱光１５−１、散乱光１３の生じる様子を示した図である。凹状欠陥９１の上り面（右肩上がり面）に検出光１１が照射された場合に生じる散乱光のうち散乱光１４−１側の散乱光の強度は強く、散乱光１５−１側に行く（時計回りの方向になる）に従い散乱光１３の強度は弱くなることが、本発明においてはじめて知見された。
【００２７】
図３は凸状欠陥９２にレーザ光源１１０から検出光１１を照射したときに生じる散乱光の様子を示した図である。ここで、図３（ａ）は、平板基板１００の凸状欠陥９２の上り面（右肩上がり面）に検出光１１を照射したときに生じる散乱光１４、散乱光１５、散乱光１４の生じる様子を示した図である。凸状欠陥９２の上り面（右肩上がり面）に検出光１１が照射された場合には、散乱光１４側の散乱光の強度が強く、散乱光１５側に行く（時計回りの方向になる）に従い散乱光１３の強度が弱くなることが、本発明においてはじめて知見された。
【００２８】
図３（ｂ）は、平板基板１００の凸状欠陥９２の下り面（右肩下がり面）にレーザ光源１１０から検出光１１を照射したときに生じる散乱光１４−１、散乱光１５−１、散乱光１３の生じる様子を示した図である。凸状欠陥９２の下り面（右肩下がり面）に検出光１１が照射された場合に生じる散乱光の強度は、散乱光１５−１側に行く（反時計回りの方向になる）に従い、散乱光１３の強度は弱くなることが、本発明においてはじめて知見された。
【００２９】
図４は平板基板の表面状態検査装置１により、平板基板１００の表面の微細な凹状欠陥に検出光１１を照射したときに生じる散乱光がどのように散乱光検出器２３０、散乱光検出器２３１に入光するかを示した図である。
【００３０】
図４（ａ）に示すように、ハーフミラー５０により分光され散乱光１６は散乱光検出器２３１に入光するが、ハーフミラー５０を透過した散乱光１６はマスク２４０により遮光され散乱光検出器２３０には入光しない。即ち、散乱光１６側の散乱光１３は散乱光検出器２３１に入光し、散乱光１７側の散乱光１３は散乱光検出器２３０に入光する。
【００３１】
平板基板１００を移動させ、検出光１１を凹状欠陥９１の下り面から凹状欠陥９１の登り面（右肩上がりの面）へと走査し、検出光１１が凹状欠陥の登り面（右肩上がりの面）に照射されたときの散乱光がどのように散乱光検出器２３０、散乱光検出器２３１に入光するかを示したのが図４（ｂ）である。図４（ｂ）に示すように、凹状欠陥９１の登り面（右肩上がりの面）に検出光１１が照射された場合には、受光口２１０の上側端の散乱光１９は、散乱光検出器２３０に入光する。一方、ハーフミラー５０により分光された散乱光１９は、マスク２４１により遮光され散乱光検出器２３１には入光しない。一方、受光口２１０の下側端部からの散乱光１８のうちハーフミラー５０で分光された散乱光１８は、散乱光検出器２３１に入光するが、ハーフミラー５０を透過した散乱光１８は、散乱光検出器２３０にはマスク２４０により遮光され入光しない。
【００３２】
このようにして凹状欠陥９１に検出光１１を照射し、凹状欠陥９１の下り面（右肩下がり面）から上り面（右肩上がり面）へと検出光１１を走査させたときに、散乱光検出器２３０と散乱光検出器２３１に現れる波形を示したのが図４（ｃ）である。凹状欠陥９１に検出光を照射したときに、散乱光検出器２３０と、散乱光検出器２３１から出力される電気信号の波形を比較すると、先ず散乱光検出器２３１に散乱光の検出波形が現れ、その後散乱光検出器２３０にそれと類似した検出波形が現れる。これは、図４（ａ）に示す散乱光１７側の散乱光１３よりも、散乱光１６側の散乱光１３の強度が強いため、凹状欠陥９１の右肩下がりの面に検出光が照射されたときは散乱光検出器２３１から図４（ｃ）のような信号が出力され、図４（ｂ）に示すように右肩上がりの面に検出光が照射されるようになると散乱光１９側の散乱光１３が、散乱光１８側の散乱光１３よりも強くなるため、散乱光検出器２３１から出力される信号の波形が弱まるに伴い、散乱光検出器２３０からそれと類似した信号の波形が出力さるからである。検出器２３０と検出器２３１との波形を比較することで欠陥種の種別を判断するのが波形比較判定手段（図外）である。なお、波形比較判定手段は、通常用いられている波形チェッカーや波形判定デジタイザーなど、波形比較ができるものであれば良い。
【００３３】
図５は平板基板１００の表面に微細な凸状の欠陥がある場合に、その凸状の欠陥に検出光１１を照射したときに、散乱光がどのように散乱光検出器に入光するかを示した図である。
【００３４】
図５（ａ）に示すように、凸状欠陥９２の上り面（右肩上がり面）に検出光１１が照射された場合には、散乱光１６−１側の散乱光は、ハーフミラー５０により分光された散乱光１６−１は散乱光検出器２３１に入光するが、ハーフミラー５０を透過した散乱光１６−１は、マスク２４０により遮光され散乱光検出器２３０には入光しない。一方、散乱光１７−１側の散乱光１３は散乱光検出器２３０に入光するが、ハーフミラー５０により分光された散乱光１７−１はマスク２４１により遮光され散乱光検出器２３１には入光しない。
【００３５】
平板基板１００を移動させ、検出光１１を凸状欠陥９２の上り面から凸状欠陥９２の下り面（右肩下がりの面）へと走査したときに生じる散乱光がどのように散乱光検出器２３０、散乱光２３１に入光するかを示したのが図５（ｂ）である。図５（ｂ）に示すように、凸状欠陥９２の下り面（右肩下がりの面）に検出光１１が照射された場合には、散乱光１８−１はマスク２４０により遮光され散乱光検出器２３０には入光しないが、ハーフミラー５０により分光された散乱光１８−１は散乱光検出器２３１に入光する。一方、受光口２１０の上側端部に入光する散乱光１９−１は、散乱光検出器２３０の入光するが、ハーフミラー５０で分光された散乱光１９−１はマスク２４１により遮光され、散乱光検出器２３１には入光しない。
【００３６】
このようにして凸状欠陥９２に検出光１１を照射し、凸状欠陥９２の上り面（右肩上がり面）から下り面（右肩下がり面）へと検出光を走査したときに、散乱光検出器２３０と散乱光検出器２３１に現れる波形を示したのが図５（ｃ）である。凸状欠陥９２に検出光１１を照射したときに、散乱光検出器２３０と、散乱光検出器２３１から出力される信号の波形を比較すると、先ず散乱光検出器２３０に散乱光の波形が現れ、その後散乱光検出器２３１にそれと類似した波形が現れることがわかった。これは、図５（ａ）に示す散乱光１６−１側の散乱光１３よりも、散乱光１７−１側の散乱光の強度が強いため、凸状欠陥９２の右肩上がりの面に検出光が照射されたときは散乱光検出器２３０から図５（ｃ）のような信号が出力され、図５（ｂ）に示すように右肩上がりの面に検出光が照射されるようになると散乱光１８−１側の散乱光１３が、散乱光１９−１側の散乱光１３よりも強くなるため、散乱光検出器２３１から散乱光検出器２３０から出力されたような信号波形が出力さる。
【実施例】
【００３７】
図６は本発明の一実施例である平板基板の表面状態検査装置２の構成を示した図である。図６に示す平板基板の表面状態検査装置２は、投光系を構成するレーザ光源１１０、受光系を構成する受光口７０、受光口７０から入光した散乱光を分光するハーフミラー５０、ハーフミラー５０で分光された散乱光をそれぞれ検出する検出器３０、検出器４０、検出器３０又は検出器４０に入光する散乱光の範囲を制限するスリット３２、スリット４２、そしてスリット３２、スリット４２からの散乱光の一部を遮光するマスク３１、マスク４１を備える。また、平板基板の表面状態検査装置２は平板基板１００をＸ軸−Ｙ軸方向移動するＸＹステージ８０、そして投光系と受光系の高さを制御する高さ制御変異センサー６０を備える。なお、波形比較判定手段を備えるが図示されてはいない。
【００３８】
図７は、上述した平板基板の表面状態検査装置２により、シリコンカーバイドのウェハ１０２の欠陥種（凹状欠陥、凸状欠陥）について検査した結果を示した図である。●が凸状欠陥を表しており、×が凹状欠陥を表している。
【００３９】
図８は平板基板の表面状態検査装置２の検出器３０、検出器４０から出力された出力信号の波形を示した図である。図７に示すウェハ１０２の×の箇所からは図８に示すような波形が検出された。このような波形が検出された場合には、上述したようにその欠陥種は凹状欠陥である。
【００４０】
図９は平板基板の表面状態検査装置２の検出器３０、検出器４０から出力された一部の波形を示した図である。図７に示すウェハ１０２の●の箇所からは図９に示すような波形が検出された。このような波形が検出された場合は、上述したようにそこの欠陥種は凸状欠陥である。
【００４１】
平板基板の表面状態検査装置２により、図７に示すウェハ１０２の欠陥種が検査された結果に基づいて、レーザ顕微鏡によりウェハ１０２の凹状欠陥を確認した結果が図１０である。この結果、平板基板の表面状態検査装置２によるウェハ１０２の凹状欠陥とレーザ顕微鏡によるウェハ１０２の凹状欠陥とがほぼ一致した。
【００４２】
同様にレーザ顕微鏡により、ウェハ１０２の凸状欠陥を確認した結果が図１１である。この結果、平板基板の表面状態検査装置２によるウェハ１０２の凸状欠陥とレーザ顕微鏡によるウェハ１０２の凸状欠陥とがほぼ一致した。
【００４３】
図１２は本発明の第２の実施の形態である平板基板の表面状態検査装置３の構成を示した図である。図１２に示す平板基板の表面状態検査装置３は、２つの散乱光検出器３３０ａ、３３０ｂを鏡筒３２０の端部に設け、受光口３１０の下側から反時計回りに略半分の散乱光１３は散乱光検出器３３０ａが受光し、受光口３１０の上側から時計回りに略半分の散乱光１３を散乱光検出器３３０ｂが受光するように構成されている。なお、スリット４１により、検出器３３０ａ、検出器３３０ｂの視野を制限することができるように構成されている。
【００４４】
図１３は本発明の第３の実施の形態である平板基板の表面状態検査装置４の構成を示した図である。図１３に示す平板基板の表面状態検査装置４は、平板基板１００の表面に平板基板の基板法線に対して所定の入射角でレーザ光源１１０から検出光１１を照射し、基板法線に対してレーザ光源１１０と反対側の空間に、照射点からの正反射光を受光しないよう設定された第１の受光系４００により散乱光１３を受光し、受光した散乱光１３を検出器１４００で検出する。また、検出光１１の照射点のほぼ頭上に設け散乱光１３−１を受光する第２の受光系４１０を設け、散乱光検出器１４１０により散乱光１３−１を検出する。そして、第１の受光系４００と、第２の受光系４１０とで検出された散乱光強度の波形である各散乱光検出器１４００、１４１０からの出力信号の波形を比較し、平板基板の表面欠陥種が凹又は凸のいずれであるかを判定する。
【符号の説明】
【００４５】
１  ２  ３  ４  平板基板の表面状態検査装置
１０  投光系
２０  受光系
１２  正反射光
１３  １４  １５  １６  １７  １８  １９  散乱光
４１  スリット
５０  ハーフミラー
８０  ＸＹステージ
９０  照射点
９１  凹状欠陥
９２  凸状欠陥
１００  平板基板
１０１  基板法線
１０２  ウェハ
１１０  レーザ光源
２００  ２２０  ２２１  鏡筒
２１０  受光口
２４０  ２４１  マスク
２３０  ２３１  ３３０ａ  ３３０ｂ  散乱光検出器
１４００  受光系
【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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