(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを対象物に照射する光ビーム光源部と、該対象物の表面で反射した光ビームを検出する光ビーム検出部とを有する光ビーム測定装置において、
前記光ビーム光源部が照射する照射光ビームの光軸とは平行でない面内の第１傾斜軸を中心に前記光ビーム光源部を傾斜させる第１光軸傾斜機構と、前記第１傾斜軸と平行でない前記面内の第２傾斜軸を中心に前記光ビーム光源部を傾斜させる第２光軸傾斜機構とを有する光軸傾斜機構と、
前記光ビーム光源部を平行移動させる平行移動機構と、
前記照射光ビームの光軸の、前記対象物の表面に対する傾斜を検出する傾斜検出部と、
前記平行移動機構を駆動する平行移動駆動部と、
前記傾斜に基き前記平行移動駆動部を制御する照射位置制御部と、
前記対象物の画像を撮影する撮影部と、
前記光ビーム光源部、前記光ビーム検出部及び前記撮影部を一体的に保持する本体部と
を備え、
前記傾斜検出部が、前記撮影部が撮影する前記対象物の画像の輝度に基づき前記傾斜を検出するものであり、
前記光軸傾斜機構が、前記第１傾斜軸を中心に前記本体部を傾斜させ、前記第２傾斜軸を中心に前記本体部を傾斜させることを特徴とする光ビーム測定装置。
【請求項２】
光ビームを対象物に照射する光ビーム光源部と、該対象物の表面で反射した光ビームを検出する光ビーム検出部とを有する光ビーム測定装置において、
前記光ビーム光源部が照射する照射光ビームの光軸とは平行でない面内の第１傾斜軸を中心に前記光ビーム光源部を傾斜させる第１光軸傾斜機構と、前記第１傾斜軸と平行でない前記面内の第２傾斜軸を中心に前記光ビーム光源部を傾斜させる第２光軸傾斜機構とを有する光軸傾斜機構と、
前記光ビーム光源部を平行移動させる平行移動機構と、
前記照射光ビームの光軸の、前記対象物の表面に対する傾斜を検出する傾斜検出部と、
前記平行移動機構を駆動する平行移動駆動部と、
前記傾斜に基き前記平行移動駆動部を制御する照射位置制御部と、
前記対象物の画像を撮影する撮影部と、
前記光ビーム光源部、前記光ビーム検出部及び前記撮影部を一体的に保持する本体部と
を備え、
前記傾斜検出部が、前記撮影部が撮影する前記対象物の画像の輝度に基づき前記傾斜を検出するものであり、
前記平行移動機構が、前記本体部を平行移動させることを特徴とする光ビーム測定装置。
【請求項３】
光ビームを対象物に照射する光ビーム光源部と、該対象物の表面で反射した光ビームを検出する光ビーム検出部とを有する光ビーム測定装置において、
前記光ビーム光源部が照射する照射光ビームの光軸とは平行でない面内の第１傾斜軸を中心に前記光ビーム光源部を傾斜させる第１光軸傾斜機構と、前記第１傾斜軸と平行でない前記面内の第２傾斜軸を中心に前記光ビーム光源部を傾斜させる第２光軸傾斜機構とを有する光軸傾斜機構と、
前記対象物を平行移動させる平行移動機構と、
前記照射光ビームの光軸の、前記対象物の表面に対する傾斜を検出する傾斜検出部と、
前記平行移動機構を駆動する平行移動駆動部と、
前記傾斜に基き前記平行移動駆動部を制御する照射位置制御部と、
前記対象物の画像を撮影する撮影部と
前記光ビーム光源部、前記光ビーム検出部及び前記撮影部を一体的に保持する本体部と
を備え、
前記傾斜検出部が、前記撮影部が撮影する前記対象物の画像の輝度に基づき前記傾斜を検出するものであり、
前記光軸傾斜機構が、前記第１傾斜軸を中心に前記本体部を傾斜させ、前記第２傾斜軸を中心に前記本体部を傾斜させることを特徴とする光ビーム測定装置。
【請求項４】
光ビームを対象物に照射する光ビーム光源部と、該対象物の表面で反射した光ビームを検出する光ビーム検出部とを有する光ビーム測定装置において、
前記光ビーム光源部が照射する照射光ビームの光軸とは平行でない面内の第１傾斜軸を中心に前記光ビーム光源部を傾斜させる第１光軸傾斜機構と、前記第１傾斜軸と平行でない前記面内の第２傾斜軸を中心に前記光ビーム光源部を傾斜させる第２光軸傾斜機構とを有する光軸傾斜機構と、
前記対象物を平行移動させる平行移動機構と、
前記照射光ビームの光軸の、前記対象物の表面に対する傾斜を検出する傾斜検出部と、
前記平行移動機構を駆動する平行移動駆動部と、
前記傾斜に基き前記平行移動駆動部を制御する照射位置制御部と、
前記対象物の画像を撮影する撮影部と、
前記光ビーム光源部、前記光ビーム検出部及び前記撮影部を一体的に保持する本体部と
を備え、
前記傾斜検出部が、前記撮影部が撮影する前記対象物の画像の輝度に基づき前記傾斜を検出するものであり、
前記平行移動機構が、前記本体部を平行移動させることを特徴とする光ビーム測定装置。
【請求項５】
前記対象物の表面で反射した光ビームの光軸と前記照射光ビームの光軸が一致しているときに、該反射した光ビームが前記光ビーム検出部及び前記撮影部に入射するように、前記本体部に対して前記光ビーム光源部、前記光ビーム検出部及び前記撮影部が配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光ビーム測定装置。
【請求項６】
前記第１光軸傾斜機構及び前記第２光軸傾斜機構が部分円筒面をスライドさせる円筒面型二軸ゴニオステージから成ることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光ビーム測定装置。
【請求項７】
前記第１光軸傾斜機構及び前記第２光軸傾斜機構が所定の１点を支点として該支点以外の異なる２点を上下させる面傾斜型二軸ゴニオステージから成ることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光ビーム測定装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の光ビーム測定装置を備えることを特徴とするプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料にレーザ光等の光ビームを照射し、試料から反射してくる光ビームを検出して、それに基づき測定や検査を行う光ビーム測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ビーム測定装置は様々な場面で用いられ、例えば、半導体チップが正しく形成されているか、配線が正しくされているか等の半導体チップの品質検査や、他社製品の半導体の回路構造等を調べるリバースエンジニアリング等に用いられる。また、プラズマ等によるエッチングに際し、エッチング底面からの反射光により、あるいは、表面反射光とエッチング底面反射光との干渉光により、エッチングが目的の深さに達したか否かを判定する終点検出装置（エンドポイントディテクター（ＥＰＤ））も一種の光ビーム測定装置と言うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2006-330210号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ramdane Benferhat,"新しいエッチングモニタ DIGILEM",[online],株式会社堀場製作所,[平成26年6月4日検索],インターネット<URL:http://www.horiba.com/uploads/media/R025-06-025-600_01.pdf>
【非特許文献２】"光学エンドポイント検出器",[online],オックスフォード・インストゥルメンツ株式会社,[平成26年6月4日検索],インターネット<URL:http://www.oxford-instruments.jp/support/plasma-technology-support/upgrade-options/optical-end-point-detectors>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光ビームが照射される試料の部分を、常に、予め目視で確認することができる、或いは予測することができる、とは限らない。例えば、樹脂パッケージの内部に埋め込まれた半導体チップの表面を検査あるいは測定する場合、プラズマ等によってパッケージの樹脂をエッチングし、半導体チップを露出させて光ビームを照射することになるが、パッケージ内で半導体チップが傾いていた場合、反射光がそれてしまい、光ビームが光ビーム測定装置に戻ってこない場合がある。通常、このような樹脂パッケージをエッチングする装置では、エッチングを行う真空チャンバ外から小さな試料窓を通して光ビームを照射することになるため、光ビーム光源部と半導体チップ（試料）の間の距離が長く、反射光の傾きがわずかであっても、光ビームが光ビーム測定装置に戻ってこないことが多い。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、従来の光ビーム測定装置のこのような問題点に鑑み、試料からの反射光を確実に捉えることのできる光ビーム測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために成された本発明に係る光ビーム測定装置は、
光ビームを対象物に照射する光ビーム光源部と、該対象物の表面で反射した光ビームを検出する光ビーム検出部とを有する光ビーム測定装置において、
前記照射光ビームの光軸とは平行でない面内の第１傾斜軸を中心に前記光ビーム光源部を傾斜させる第１光軸傾斜機構と、
前記第１傾斜軸と平行でない前記面内の第２傾斜軸を中心に前記光ビーム光源部を傾斜させる第２光軸傾斜機構と
を有する光軸傾斜機構を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る光ビーム測定装置は、前記第１光軸傾斜機構と前記第２光軸傾斜機構とにより、前記光ビーム光源部を任意に傾けることができる。これにより、前記光ビーム光源部より照射される光ビームの向き、すなわち光軸の向きを任意に傾けることができ、対象物で反射した光ビームを正しく光ビーム検出部に戻すことができる。
【０００９】
本発明に係る光ビーム測定装置は、光軸を傾斜させる機構のみならず、前記光ビーム光源部から照射される光ビームの光軸を平行移動する平行移動機構を備えることが望ましい。前記光軸傾斜機構により光軸の向きが傾斜された場合、対象物上の光ビーム照射位置が移動してしまうことがあるが、該平行移動機構により、照射位置を固定することができる。
【００１０】
このような照射位置の固定を自動的に行うことができるように、照射位置制御部を設け、これにより前記平行移動機構を駆動することができるようにしておくことが望ましい。この照射位置制御部は、前記対象物における光ビームの照射位置や像を画像で確認することにより制御を行ってもよいし、反射光の輝度を検出することにより制御を行ってもよいし、光ビームの照射（傾斜）角度を検出することにより制御を行ってもよい。
【００１１】
前記光軸傾斜機構としては、前記第１傾斜軸及び前記第２傾斜軸においてそれぞれ部分円筒面をスライドさせる機構を有する円筒面型二軸ゴニオステージや、前記面内の所定の１点を支点として該面内の該支点以外の異なる２点を上下動（前記光軸と平行に移動）させる面傾斜型二軸ゴニオステージ等を用いることができる。また、ボールジョイント又はユニバーサルジョイントを用いた傾斜機構を用いることもできる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る光ビーム測定装置によれば、光ビームが照射される対象物の表面がどのように傾いていても、そこで反射した光ビームを光ビーム検出部に戻し、捉えることができるため、確実に測定や検査を行うことができる。
また、本発明に係る光ビーム測定装置においては、光ビームの光軸を傾斜させる際、対象物を動かす必要がないので、対象物等にエッチング等の加工を行いながらの光ビーム測定が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施例に係る表面検査装置の全体構成図。
【図２】本発明の第１実施例に係る表面検査装置本体部等の斜視図。
【図３】円筒面型二軸ゴニオステージにより本体を傾けて反射光を捉える様子の概略図。
【図４】本発明の第２実施例に係る表面検査装置本体部等の斜視図。
【図５】面傾斜型二軸ゴニオステージにより本体を傾けた様子の概略図。
【図６】本発明の第３実施例に係る表面検査装置の全体構成図。
【図７】本発明の第４実施例に係る表面検査装置の全体構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る光ビーム測定装置を半導体デバイス等の表面を検査する装置に適用した第１実施例について図１〜図３を用いて説明する。
図１は、本実施例に係る表面検査装置１の概略的な全体構成図である。表面検査装置１は、本体部１１、ＸＹステージ１２、円筒面型二軸ゴニオステージ１３、レーザ光集光部１４、制御部１５及び真空チャンバ１６を備える。円筒面型二軸ゴニオステージ１３（以下、単に「二軸ゴニオステージ１３」と呼ぶ。）が本発明の光軸傾斜機構である。真空チャンバ１６の底部には検査対象となる試料Ｓを載置するための試料台１６１が設けられ、その上部の真空チャンバ１６の天井壁には、試料Ｓに光を投射し、試料Ｓから反射してきた光を受光するための試料窓１６２が設けられている。なお、真空チャンバ１６は実際にはプラズマ処理装置の一部（プラズマ処理室）となっており、本表面検査装置１は、樹脂パッケージ半導体試料Ｓの樹脂パッケージ及びそれに埋設された半導体チップＣを徐々にエッチングしつつ該半導体チップＣの表面を検査するための装置となっている。
本体部１１はＸＹステージ１２上に載置され、このＸＹステージ１２は更に二軸ゴニオステージ１３上に載置され、真空チャンバ１６の試料窓１６２の横に設置されている。図１では二軸ゴニオステージ１３の上にＸＹステージ１２が載置されているが、この上下は逆でも構わない。制御部１５は本体部１１と一体化されていてもよいし、別体であってもよい。別体とする場合は、パソコンにインストールされた専用ソフトウェアにより制御部１５を実現することができる。本体部１１には、入力部（不図示）及び出力部（不図示）が接続されている。なお、入力部及び出力部は制御部１５に接続されていてもよい。
【００１５】
本体部１１は、ＣＣＤカメラ１１１、レーザダイオードから成るレーザ光源部１１２、レーザ光検出部１１３、可視光源１１４、及びハーフミラー１１５〜１１７を備える。ハーフミラー１１５〜１１７はレーザ光集光部１４の真上に直列に配置されている。可視光源１１４はそれらハーフミラー１１５〜１１７の背後（レーザ光集光部１４の反対側）に設けられている。ＣＣＤカメラ１１１、レーザ光源部１１２、及びレーザ光検出部１１３は、それぞれハーフミラー１１５、１１６、１１７の反射面に対向するように配置されている。レーザ光集光部１４は集光レンズ１４１を備える。
【００１６】
図２に本実施例に係る表面検査装置１の本体部１１、ＸＹステージ１２、二軸ゴニオステージ１３、レーザ光集光部１４の部分の斜視図を示す。
ＸＹステージ１２はＸステージ１２１とＹステージ１２２から成り、Ｘステージ１２１はＸ方向移動ハンドル１２１ａを、Ｙステージ１２２はＹ方向移動ハンドル１２２ａを備える。Ｘ方向移動ハンドル１２１ａを回転させることにより本体部１１をＸ方向に平行移動させ、Ｙ方向移動ハンドル１２２ａを回転させることにより本体部１１をＹ方向に平行移動させる。
【００１７】
二軸ゴニオステージ１３は第１ゴニオステージ１３１と第２ゴニオステージ１３２から成り、第１ゴニオステージ１３１は第１回転ハンドル１３１ａを備え、第２ゴニオステージ１３２は第２回転ハンドル１３２ａを備える。第１ゴニオステージ１３１及び第２ゴニオステージ１３２はそれぞれ、図１及び図２の上部に描かれている、Ｙ軸と平行な軸Ｔ１及びＸ軸と平行な軸Ｔ２を中心とする円筒面をスライドさせる機構である。第１回転ハンドル１３１ａを回転させることにより、第１傾斜軸Ｔ１を中心に本体部１１を回転させ、第２回転ハンドル１３２ａを回転させることにより第２傾斜軸Ｔ２を中心に本体部１１を回転させる。
【００１８】
制御部１５は、光源制御部１５１とデータ処理部１５２を備える。光源制御部１５１はレーザ光源部１１２と可視光源１１４に接続され、データ処理部１５２はＣＣＤカメラ１１１とレーザ光検出部１１３に接続されている。
【００１９】
光源制御部１５１によって、レーザ光源部１１２と可視光源１１４が制御される。可視光源１１４から照射される可視光は試料Ｓ上の広い範囲に照射され、試料窓１６２を通して観察される試料Ｓの像はＣＣＤカメラ１１１により撮影され、データ処理部１５２を介して前記出力部に出力される。レーザ光源部１１２から出射されたレーザ光は、ハーフミラー１１６により反射され、集光レンズ１４１によって集光されて、試料窓１６２を通り試料Ｓに照射される。より詳しくは、試料Ｓの樹脂パッケージが取り除かれ、顔を出している半導体チップＣの表面に照射されて明るい光点が生じる。半導体チップＣの表面が傾いていない場合には、半導体チップＣの表面の光点はＣＣＤカメラ１１１により明確な画像として認識され、半導体チップＣの表面で反射された光は入射光と同じ光軸を戻り、試料窓１６２及びレーザ光集光部１４を通ってハーフミラー１１７により反射され、レーザ光検出部１１３により最大の輝度として検出される。レーザ光検出部１１３の検出信号はデータ処理部１５２に送られる。一方、半導体チップＣの表面が傾いている場合には、ＣＣＤカメラ１１１により半導体チップ表面の光点は歪んだり不鮮明な画像として認識される。例えば、光ビームの光軸の断面の形状が円の場合には、半導体チップＣの表面が傾いていない場合には光点は円として認識される（反射光の輝度は最大値となる）。一方、半導体チップＣの表面が傾いている場合には光点は楕円として認識される（反射光の輝度は光点が円のときに比べて小さくなる）。
【００２０】
以下に、図１と図３を参照しながら光軸Ａ１の傾斜を補正する方法について説明する。なお、図３では制御部１５を省略している。
【００２１】
図１では、プラズマで試料Ｓをパッケージしている樹脂を除去したとき、露出した半導体チップＣの表面が傾いている。この場合、半導体チップＣの表面で反射された光の光軸Ａ２は入射レーザ光の光軸Ａ１からずれ、該反射光は表面検査装置１で捉えられない程度にまで逸れている。
【００２２】
そこで操作者は、前記出力部に出力されている半導体チップＣの表面の光ビーム照射点の画像を観察しつつ、第１ゴニオステージ１３１及び第２ゴニオステージ１３２の各回転ハンドル１３１ａ及び１３２ａを回転することにより徐々に入射光の光軸Ａ１を傾斜させ、反射光の光軸Ａ２が本体部１１に戻ってくるようにする（図３参照）。反射光の光軸Ａ２が本体部１１内に戻ってきたことは、反射光の明るい光点がＣＣＤカメラ１１１で観察されることにより判断したり、半導体チップＣの表面の光ビームの光点の画像を確認して判断したり、あるいは、反射光の輝度を検出して判断したりすることができる。更に微調整を行うことにより反射光の光軸Ａ２を入射光の光軸Ａ１に一致させ、反射光をレーザ光検出部１１３に正しく導入する。
入射光の光軸Ａ１を傾斜させた場合、半導体チップＣ上のレーザ光の照射点が移動してしまうが、ＸＹステージ１２により該照射点を元の位置に戻すことができる。その結果、レーザ光源部１１２から照射されるレーザ光の光軸Ａ１と、その反射光の光軸Ａ２をほぼ一致させた上、目的の点について継続的に検査を行うことができる。
【００２３】
図４に、本発明の第２実施例に係る表面検査装置２の斜視図を示す。本実施例の表面検査装置２は、光軸傾斜機構として前記第１実施例とは別の、面傾斜型二軸ゴニオステージ２３を備える他は、前記第１実施例の表面検査装置１と同じである。従って、本体部１１等の説明は省略する。
本実施例の表面検査装置２の面傾斜型二軸ゴニオステージ２３（以下、単に「二軸ゴニオステージ２３」と呼ぶ。）は、下方に設けられた第１ステージ２３１と上方に設けられた第２ステージ２３２の間に設けられた支点柱２３３と、該支点柱２３３を中心に９０度方向に設けられた第１直動機構２３４と第２直動機構２３５を備える。第１直動機構２３４と第２直動機構２３５は、第１ステージ２３１と第２ステージ２３２の間の距離を変化させるねじである。
【００２４】
支点柱２３３は第１ステージ２３１に固定され、その先端部（上端部）が球面状となっており、第２ステージ２３２の下面に設けられた球面状の凹部にはめられている。第１直動機構２３４で第１ステージ２３１と第２ステージ２３２の間の距離を変えることにより、支点柱２３３の先端部と第２ステージ２３２の接触部分を支点として第１傾斜軸Ｔ１を中心に本体部１１を傾斜させる。同様に、第２直動機構２３５により、第２傾斜軸Ｔ２を中心に本体部１１を傾斜させる。直動機構２３４と２３５には、油圧や空圧ピストンを用いてもよい。図５に、第１直動機構２３４と第２直動機構２３５とによって光軸Ａ１を傾かせ、表面検査装置２で反射光を捉える様子を示す。
【００２５】
図６に、本発明の第３実施例に係る表面検査装置３の概略的な全体構成図を示す。本実施例の表面検査装置３は、基本的なメカニズムは第１実施例の表面検査装置１と同じであるが、ＸＹステージ３２及び二軸ゴニオステージ３３が手動型ではなく、外部からの信号により駆動する自動駆動型となっており、また、制御部３５に平行駆動部３５３及び傾斜駆動部３５４が設けられている点が第１実施例の表面検査装置１と異なる。ＸＹステージ３２のＸステージ３２１とＹステージ３２２にはそれぞれＸ方向駆動部３２１ａとＹ方向駆動部３２２ａが設けられており、それぞれ、平行駆動部３５３からの信号に従って本体部１１をＸ方向及びＹ方向に平行移動させる。また、二軸ゴニオステージ３３の第１ゴニオステージ３３１と第２ゴニオステージ３３２にはそれぞれ第１軸駆動部３３１ａと第２軸駆動部３３２ａが設けられており、それぞれ、傾斜駆動部３５４からの信号に従って本体部１１を第１傾斜軸Ｔ１及び第２傾斜軸Ｔ２回りに回転させる。
【００２６】
本実施例の表面検査装置３における制御部３５の動作を説明する。制御部３５の光源制御部３５１は、レーザ光源部１１２からレーザ光を、可視光源１１４から可視光を、それぞれ射出させる。それらの光はともに試料窓１６２を通り、試料Ｓに照射される。可視光の反射光により形成される試料Ｓを含む広い範囲の画像は、ＣＣＤカメラ１１１により撮影され、データ処理部３５２に入力されてそこで画像解析が行われる。データ処理部３５２では、撮影した画像中において第１所定値以上の輝度の部分を検出する。これにより、試料Ｓの内部から露出している半導体チップＣ上におけるレーザ光の照射点の位置を特定する。なお、レーザ光の照射点の検出は、輝度が所定値以上であるか否かではなく、レーザ光の色（波長）の部分が存在するか否かにより行っても良い。もちろん、両方を併用しても良い。
【００２７】
レーザ光源部１１２から射出されたレーザ光は半導体チップＣの表面で反射され、本体部１１に戻ってくるが、図６に示すように、半導体チップＣの表面が入射レーザ光の光軸Ａ１に垂直ではない場合、反射光はその光軸Ａ１からずれた光軸Ａ２を通るため、レーザ光検出部１１３により検出されない。その場合、ＣＣＤカメラ１１１により撮影される前記画像におけるレーザ光の照射点の輝度は、前記第１所定値以上ではあるものの、レーザ光が直接ＣＣＤカメラ１１１に入射する場合の輝度を勘案して設定された第２所定値よりは低い。そこで、制御部３５は、傾斜駆動部３５４を通じて二軸ゴニオステージ３３を、また、平行駆動部３５３を通じてＸＹステージ３２を、それぞれ駆動することにより、レーザ光照射点の輝度が第２所定値よりも高くなるようにする。レーザ光照射点の輝度が第２所定値よりも高くなった時点で光軸Ａ２が光軸Ａ１と一致したことになり、レーザ光の試料Ｓの表面からの反射光がレーザ光検出部１１３に入射したことになるため、制御部３５は二軸ゴニオステージ３３とＸＹステージ３２の駆動を停止する。
【００２８】
図７に、本発明の第４実施例に係る表面検査装置４の概略的な全体構成図を示す。本実施例の表面検査装置４は、二軸ゴニオステージ４３が外部からの信号により駆動する自動駆動型である点で第３実施例の表面検査装置３と同じであるが、外部からの信号により駆動する自動駆動型のＸＹステージ４２が、本体部１１にではなく、試料台１６１に設けられている点が第３実施例の表面検査装置３と異なる。ＸＹステージ４２のＸステージ４２１とＹステージ４２２にはそれぞれＸ方向駆動入力端子４２１ａとＹ方向駆動入力端子４２２ａが設けられており、それぞれ、平行駆動部４５３からの信号に従って試料台１６１をＸ方向及びＹ方向に平行移動させる。また、二軸ゴニオステージ４３の第１ゴニオステージ４３１と第２ゴニオステージ４３２にはそれぞれ第１軸駆動部４３１ａと第２軸駆動部４３２ａが設けられており、それぞれ、傾斜駆動部４５４からの信号に従って本体部１１を第１傾斜軸Ｔ１及び第２傾斜軸Ｔ２回りに回転させる。
【００２９】
本実施例の表面検査装置４における制御部４５の動作を説明する。制御部４５の光源制御部４５１は、レーザ光源部１１２からレーザ光を、可視光源１１４から可視光を、それぞれ射出させる。それらの光はともに試料窓１６２を通り、試料Ｓに照射される。可視光の反射光により形成される試料Ｓを含む広い範囲の画像は、ＣＣＤカメラ１１１により撮影され、データ処理部４５２に入力されてそこで画像解析が行われる。データ処理部４５２では、撮影した画像中において第１所定値以上の輝度の部分を検出する。これにより、試料Ｓの内部から露出している半導体チップＣ上におけるレーザ光の照射点の位置を特定する。なお、レーザ光の照射点の検出は、輝度が所定値以上であるか否かではなく、レーザ光の色（波長）の部分が存在するか否かにより行っても良い。もちろん、両方を併用しても良い。
【００３０】
レーザ光源部１１２から射出されたレーザ光は半導体チップＣの表面で反射され、本体部１１に戻ってくるが、図７に示すように、半導体チップＣの表面が入射レーザ光の光軸Ａ１に垂直ではない場合、反射光はその光軸Ａ１からずれた光軸Ａ２を通るため、レーザ光検出部１１３により検出されない。その場合、ＣＣＤカメラ１１１により撮影される前記画像におけるレーザ光の照射点の輝度は、前記第１所定値以上ではあるものの、レーザ光が直接ＣＣＤカメラ１１１に入射する場合の輝度を勘案して設定された第２所定値よりは低い。そこで、制御部４５は、傾斜駆動部４５４を通じて二軸ゴニオステージ４３を、また、平行駆動部４５３を通じてＸＹステージ４２を、それぞれ駆動することにより、レーザ光照射点の輝度が第２所定値よりも高くなるようにする。レーザ光照射点の輝度が第２所定値よりも高くなった時点で光軸Ａ２が光軸Ａ１と一致したことになり、レーザ光の試料表面Ｓからの反射光がレーザ光検出部１１３に入射したことになるため、制御部４５は二軸ゴニオステージ４３とＸＹステージ４２の駆動を停止する。
【００３１】
上記第３及び第４実施例の表面検査装置３、４では、レーザ光の光軸Ａ１の傾斜を、試料の画像を解析することにより行ったが、レーザ光の光軸Ａ１の傾斜を直接測定するようにしてもよい。その方法の一つは、二軸ゴニオステージ３３の各軸のステージ３３１、３３２に回転位置センサを設ける方法であり、他の方法は、本体１１に鉛直線又は水平面からの傾斜を検出するセンサを設ける方法である。
【００３２】
以上４つの実施例について説明してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その趣旨の範囲で適宜に追加や変更、修正を行っても本願特許請求の範囲に包含されることは明らかである。
【符号の説明】
【００３３】
１、２、３、４…表面検査装置
１１…本体部
１１１…ＣＣＤカメラ
１１２…レーザ光源部
１１３…レーザ光検出部
１１４… 可視光源
１１５、１１６、１１７…ハーフミラー
１２、３２、４２…ＸＹステージ
１２１、３２１、４２１…Ｘステージ
１２１ａ…Ｘ方向移動ハンドル
３２１ａ、４２１ａ…Ｘ方向駆動部
１２２、３２２、４２２…Ｙステージ
１２２ａ…Ｙ方向移動ハンドル
３２２ａ、４２２ａ…Ｙ方向駆動部
１３、３３、４３…円筒面型二軸ゴニオステージ
１３１、３３１、４３１…第１ゴニオステージ
１３１ａ…第１回転ハンドル
３３１ａ、４３１ａ…第１軸駆動部
１３２、３３２、４３２…第２ゴニオステージ
１３２ａ…第２回転ハンドル
３３２ａ、４３２ａ…第２軸駆動部
１４…レーザ光集光部
１４１…集光レンズ
１５、３５、４５…制御部
１５１、３５１、４５１…光源制御部
１５２、３５２、４５２…データ処理部
３５３、４５３…平行駆動部
３５４、４５４…傾斜駆動部
１６…真空チャンバ
１６１…試料台
１６２…試料窓
２３…面傾斜型二軸ゴニオステージ
２３１…第１ステージ
２３２…第２ステージ
２３３…支点柱
２３４…第１直動機構
２３５…第２直動機構
Ａ１，Ａ２…光軸
Ｔ１…第１傾斜軸
Ｔ２…第２傾斜軸
Ｓ…試料
Ｃ…半導体チップ
【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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