(57)【要約】【課題】クリーン度或いはユーザのニーズに応じて、検査装置の各構成要素を夫々独立して配置自在とした検査装置を提供する。【解決手段】光を照射することにより被検査物の画像を撮像する検査ユニット１００と、検査ユニット１００を制御して撮像した画像を処理する制御ユニット２００と、ユーザが入力操作し或いは処理した画像を表示する表示操作ユニット３００を独立して構成し、各ユニット１００、２００、３００を任意の場所へ別々に配置できる構成を採用する。【選択図】　図４
2004045040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物に対して対物レンズで集光した光を照射する光照射手段と、光を照射された上記被検査物の画像を撮像する撮像手段とを有する検査ユニットと、
受信した制御信号に応じて上記光照射手段並びに上記撮像手段を制御し、上記撮像手段により撮像された画像を取り込んで所定の処理を施す制御ユニットと、
ユーザからの入力に基づき生成した制御信号を上記制御ユニットに送信する入力手段と、上記制御ユニットにより処理された画像を表示する表示手段とを有する表示操作ユニットとを備え、
上記各ユニットは、夫々独立して配置自在であること
を特徴とする検査装置。
【請求項２】
上記光照射手段は、被検査物に対して対物レンズで集光した紫外光を照射し、
上記撮像手段は、上記紫外光を照射された上記被検査物の画像を撮像すること
を特徴とする請求項１記載の検査装置。
【請求項３】
上記検査ユニットは、上記光照射手段及び上記撮像手段の位置に応じて上記被検査物を移動させるステージを備え、
上記制御ユニットは、受信した制御信号に応じて上記ステージを制御すること
を特徴とする請求項１記載の検査装置。
【請求項４】
上記撮像手段は、ＣＣＤカメラであること
を特徴とする請求項１記載の検査装置。
【請求項５】
上記制御ユニットは、上記検査ユニット及び上記表示操作ユニットとケーブルを介して接続されること
を特徴とする請求項１記載の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定のデバイスパターンが形成された半導体ウェハ等の検査に用いられる検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスは半導体ウェハ上に微細なデバイスパターンを形成することにより作製される。このようなデバイスパターンを形成するときに、半導体ウェハ上に塵埃等が付着したり、傷が付いたりして欠陥が生じることがある。このような欠陥が生じた半導体デバイスは、不良デバイスとなり、歩留まりを低下させる。
【０００３】
従って、製造ラインの歩留まりを高い水準で安定させるためには、塵埃や傷等によって発生する欠陥を早期に発見し、その原因を突き止め、製造設備や製造プロセスに対して有効な対策を講じることが好ましい。
【０００４】
そこで、欠陥が発見された場合には、検査装置を用いて、その欠陥が何であるかを調べて分類し、その欠陥の原因となった設備やプロセスを特定するようにしている。この従来における検査装置は、光学顕微鏡の如く欠陥を拡大して観察することにより、当該欠陥の詳細を識別するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この従来における検査装置は、被検査物に対して光を照射し或いは光を照射された被検査物を撮像する検査部、検査部を制御する制御コンピュータ或いは撮像した画像を処理する画像処理用コンピュータ、また検査員が係るコンピュータと対話するためのユーザインターフェース等が、同一のユニット内に配されている。
【０００６】
しかしながら、実際に半導体デバイスを検査する検査部周辺のみにおいてクリーン度を局所的に高め、高精度な検査を実現する必要がある一方で、検査員が出入りするユーザインターフェース近傍において同程度のクリーン度を保つことは困難であることから、クリーン度に応じて検査装置の各構成要素を分離して配置する必要があった。
【０００７】
また、検査装置の各構成要素のレイアウトについてユーザから様々な要望がある場合にその都度検査装置全体の設計をし直さなければならず、生産・開発の効率を改善する必要があった。
【０００８】
また試作・開発段階から量産段階に至るまで、一つの検査装置により半導体デバイスを検査できるようにするため、ユーザ自身が各段階に応じて検査装置の構成要素を自由にレイアウト変更できるようにする必要があった。
【０００９】
さらに、上記従来における検査装置は、同一のユニットによりまとめられているため、一部をメンテナンスする場合でも検査装置全体を休止させなければならず、またメンテナンスする箇所につき他の装置・回路と容易に交換できるようにする必要もあった。
【００１０】
そこで、本発明は上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、クリーン度或いはユーザのニーズに応じて、検査装置の各構成要素を夫々独立して配置自在とした検査装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る検査装置は、上述の課題を解決するために、被検査物に対して対物レンズで集光した光を照射する光照射手段と、光を照射された上記被検査物の画像を撮像する撮像手段とを有する検査ユニットと、受信した制御信号に応じて上記光照射手段並びに上記撮像手段を制御し、上記撮像手段により撮像された画像を取り込んで所定の処理を施す制御ユニットと、ユーザからの入力に基づき生成した制御信号を上記制御ユニットに送信する入力手段と、上記制御ユニットにより処理された画像を表示する表示手段とを有する表示操作ユニットとを備え、上記各ユニットは、夫々独立して配置自在であることを特徴とする。
【００１２】
この検査装置は、光を照射することにより被検査物の画像を撮像する検査ユニットと、検査ユニットを制御して撮像した画像を処理する制御ユニットと、ユーザが入力操作し或いは処理した画像を表示する表示操作ユニットを独立して構成し、各ユニットを任意の場所へ別々に配置できる構成を採用する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
本発明を適用した検査装置の外観を図１に示す。この検査装置１は、所定のデバイスパターンが形成された半導体ウェハの検査を行うためのものであり、半導体ウェハに形成されたデバイスパターンに欠陥が発見された場合に、その欠陥が何であるかを調べて分類分けを行うものである。またこの検査装置１は、複数のユニットにより構成され、使用環境或いはユーザのニーズに応じて各ユニットを夫々独立して配置自在としたものである。
【００１５】
図１に示すように、この検査装置１は、実際に被検査物を検査する検査ユニット１００と、検査ユニット１００を制御する制御ユニット２００と、ユーザインターフェースからなる表示操作ユニット３００とを有する。この制御ユニット２００は、検査ユニット１００及び表示操作ユニット３００と図１に示すようにケーブルを介して接続される。
【００１６】
検査ユニット１００は、半導体ウェハの検査を行う環境をクリーンに保つためのクリーンユニット２を備えている。このクリーンユニット２は、ステンレス鋼板等が折り曲げ加工され、中空の箱状に形成されてなるクリーンボックス３と、このクリーンボックス３の上部に一体に設けられたクリーンエアユニット４とを備えている。
【００１７】
クリーンボックス３には、所定の箇所に窓部３ａが設けられており、検査員がこの窓部３ａからクリーンボックス３の内部を視認できるようになされている。
【００１８】
クリーンエアユニット４は、クリーンボックス３内に清浄な空気を供給するためのものであり、クリーンボックス３の上部の異なる位置にそれぞれ配設された２つの送風機５ａ，５ｂと、これら送風機５ａ，５ｂとクリーンボックス３との間に配設された図示しないエアフィルタとを備えている。エアフィルタは、例えば、ＨＥＰＡフィルタ（Ｈｉｇｈ　Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　Ａｉｒ　Ｆｉｌｔｅｒ）やＵＬＰＡフィルタ（Ｕｌｔｒａ　Ｌｏｗ　Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ　Ａｉｒ　Ｆｉｌｔｅｒ）等の高性能エアフィルタである。そして、このクリーンエアユニット４は、送風機５ａ，５ｂにより送風される空気中の塵埃等を高性能エアフィルタによって除去し、清浄な空気として、クリーンボックス３の内部に供給するようになされている。
【００１９】
本発明を適用した検査装置１では、このクリーンエアユニット４からクリーンボックス３内に供給される清浄な空気の風量を、２つの送風機５ａ，５ｂ毎に個別に制御することによって、クリーンボックス３内の気流を適切にコントロールすることができる、ここでは、クリーンエアユニット４が２つの送風機５ａ，５ｂを備える例を説明するが、送風機の数はクリーンボックス３の大きさや形状に合わせて決定すればよく、３つ以上の送風機を備える構成とされていてもよい。この場合には、クリーンエアユニット４からクリーンボックス３内に供給される清浄な空気の風量が、各送風機毎に個別に制御されることになる。
【００２０】
クリーンボックス３は、支持脚６によって床板上に支持されており、その下端部が開放された構造となっている。そして、クリーンエアユニット４からクリーンボックス３内に供給された空気は、主にこのクリーンボックス３の下端部からクリーンボックス３の外部に排出されるように構成されている。
【００２１】
クリーンユニット２は、以上のように、クリーンボックス３内にクリーンエアユニット４からの清浄な空気を常時供給し、クリーンボックス３内を気流となって循環した空気をクリーンボックス３の外部に排出させる。これによって、クリーンボックス３内にて発生した塵埃等をこの空気と共にクリーンボックス３の外部に排出させ、クリーンボックス３の内部環境を、例えばクラス１程度の非常に高いクリーン度に保つようにしている。
【００２２】
また、クリーンボックス３は、外部から塵埃等を含んだ空気が内部に進入する事を防止するために、内部の気圧が常に陽圧に保たれている。
【００２３】
そして、この検査ユニット１００は、図２に示すように、クリーンボックス３の内部に装置本体１０が収容され、クリーンボックス３の中で、この装置本体１０によって、所定のデバイスパターンが形成された半導体ウェハの検査が行われるようになされている。ここで、被検査物となる半導体ウェハは、所定の密閉式の容器７に入れて搬送され、この容器７を介して、クリーンボックス３の内部に移送される。なお、図２は、クリーンボックス３の内部を図１中矢印Ａ１方向から見た様子を示している。
【００２４】
容器７は、底部７ａと、この底部７ａに固定されたカセット７ｂと、底部７ａに着脱可能に係合されてカセット７ｂを覆うカバー７ｃとを有している。被検査物となる半導体ウェハは、複数枚が所定間隔を存して重ね合わされるようにカセット７ｂに装着され、底部７ａとカバー７ｃとで密閉される。
【００２５】
そして、半導体ウェハの検査を行う際は、先ず、半導体ウェハが入れられた容器７がクリーンボックス３の所定の位置に設けられた容器設置スペース８に設置される。この容器設置スペース８には、後述するエレベータ２２の昇降台２２ａ上面がクリーンボックス３の外部に臨むように配されており、容器７は、その底部７ａがこのエレベータ２２の昇降台２２ａ上に位置するように、容器設置スペース８に設置される。
【００２６】
容器７が容器設置スペース８に設置されると、容器７の底部７ａとカバー７ｃとの係合が解除される。そして、エレベータ２０の昇降台２０ａが図２中矢印Ｂ方向に下降操作されることによって、容器７の底部７ａ及びカセット７ｂが、カバー７ｃから分離してクリーンボックス３の内部に移動する。これにより、被検査物である半導体ウェハが、クリーンボックス３の内部に移送されることになる。
【００２７】
半導体ウェハがクリーンボックス３内に移送されると、後述する搬送用ロボット２３により、検査対象の半導体ウェハがカセット７ｂから取り出されて検査が行われる。
【００２８】
検査装置１における検査ユニット１００は、以上のように、高いクリーン度に保たれたクリーンボックス３の内部で半導体ウェハの検査を行うようにしているので、検査時に半導体ウェハに塵埃等が付着して適切な検査が阻害されるといった不都合を有効に回避することができる。
【００２９】
このように必要な場所のクリーン度だけを局所的に高めるようにすることで、高いクリーン度を実現しつつ、且つクリーン環境を実現するためのコストを大幅に抑えることができる。なお密閉式の容器７とクリーンボックス３との機械的なインターフェースとしては、いわゆるＳＭＩＦ（ｓｔａｎｄａｒｄ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）が好適であり、その場合、密閉式の容器７としては、いわゆるＳＭＩＦ−ＰＯＤが用いられる。
【００３０】
また、この検査装置１は、図１に示すように、検査ユニット１００を制御するためのコンピュータ等が配される制御ユニット２００並びに端末やディスプレイ等ユーザインターフェースからなる表示操作ユニット３００を備えている。この制御ユニット２００及び表示操作部３００は、クリーンボックス３の外部に設置されることとなる。表示操作ユニット３００には、半導体ウェハを撮像した画像等を表示するための表示装置５１や、検査時の各種条件等を表示するための表示装置５２、装置本体１０への指示入力等を行うための入力装置５３等も配されている。そして、半導体ウェハの検査を行う検査員は、表示装置５１，５２を見ながら、表示操作ユニット３００に配された入力装置５３から必要な指示を入力して半導体ウェハの検査を行う。
【００３１】
次に、検査ユニット１００におけるクリーンボックス３の内部に配設された装置本体１０について、詳細に説明する。
【００３２】
装置本体１０は、図２に示すように、支持台１１を備えている。この支持台１１は、装置本体１０の各機構を支持するための台である。この支持台１１の底部には支持脚１２が取り付けられており、支持台１１及び支持台１１上に設けられた各機構は、この支持脚１２によってクリーンボックス３とは独立に床板上に支持される構造となっている。
【００３３】
支持台１１上には、除振台１３を介して、被検査物となる半導体ウェハが載置される検査用ステージ１４が設けられている。
【００３４】
除振台１３は、床からの振動や、検査用ステージ１４を移動操作した際に生じる振動等を抑制するためのものであり、検査用ステージ１４が設置される石定盤１３ａと、この石定盤１３ａを支える複数の可動脚部１３ｂとを備えている。そして、この除振台１３は、振動が生じたときにその振動を検知して可動脚部１３ｂを駆動し、石定盤１３ａ及びこの石定盤１３ａ上に設置された検査用ステージ１４の振動を速やかに打ち消すようにしている。
【００３５】
この検査ユニット１００では、微細なデバイスパターンが形成された半導体ウェハの検査を行うため、僅かな振動でも検査の障害となる場合がある。特に、この検査ユニット１００では、紫外光を用いて高分解能での検査を行うため、振動の影響が大きく現れやすい。そこで、この検査ユニット１００では、除振台１３上に検査用ステージ１４を設置することによって、検査用ステージ１４に僅かな振動が生じた場合であっても、この振動を速やかに打ち消し、振動の影響を抑えて、紫外光を用いて高分解能での検査を行う際の検査能力を向上させるようにしている。
【００３６】
なお、除振台１３上に検査用ステージ１４を安定的に設置するには、除振台１３の重心がある程度低い位置にあることが望ましい。そこで、この検査装置１においては、石定盤１３ａの下端部に切り欠き部１３ｃを設け、可動脚部１３ｂがこの切り欠き部１３ｃにて石定盤１３ａを支えるようにして、除振台１３の重心を下げるようにしている。
【００３７】
なお、検査用ステージ１４を移動操作した際に生じる振動等は、事前にある程度予測することができる。このような振動を事前に予測して除振台１３を動作させるようにすれば、検査用ステージ１４に生じる振動を未然に防止することが可能である。したがって検査装置１は、検査用ステージ１４を移動操作した際に生じる振動等を事前に予測して除振台１３を動作させるようになされていることが望ましい。
【００３８】
検査用ステージ１４は、被検査物となる半導体ウェハを支持するためのステージである。この検査用ステージ１４は、被検査物となる半導体ウェハを支持するとともに、この半導体ウェハを所定の検査対象位置へと移動させる機能も備えている。
【００３９】
具体的には、検査用ステージ１４は、除振台１３上に設置されたＸステージ１５と、Ｘステージ１５上に設置されたＹステージ１６と、Ｙステージ１６上に設置されたθステージ１７と、θステージ１７上に設置されたＺステージ１８と、Ｚステージ１８上に設置された吸着プレート１９とを備えている。
【００４０】
Ｘステージ１５及びＹステージ１６は、水平方向に移動するステージであり、Ｘステージ１５とＹステージ１６とで、被検査物となる半導体ウェハを互いに直交する方向に移動させ、検査対象のデバイスパターンを所定の検査位置へと導くようにしている。
【００４１】
θステージ１７は、いわゆる回転ステージであり、半導体ウェハを回転させるためのものである。半導体ウェハの検査時には、θステージ１７により、例えば、半導体ウェハ上のデバイスパターンが画面に対して水平又は垂直となるように、半導体ウェハを回転させる。
【００４２】
Ｚステージ１８は、鉛直方向に移動するステージであり、ステージの高さを調整するためのものである。半導体ウェハの検査時には、Ｚステージ１８により、半導体ウェハの検査面が適切な高さとなるように、ステージの高さを調整する。
【００４３】
吸着プレート１９は、検査対象の半導体ウェハを吸着して固定するためのものである。半導体ウェハの検査時に、検査対象の半導体ウェハは、この吸着プレート１９上に載置され、この吸着プレート１９により吸着されて、不要な動きが抑制される。
【００４４】
また、除振台１３上には、検査用ステージ１４上に位置するように支持部材２０によって支持された光学ユニット２１が配されている。この光学ユニット２１は、半導体ウェハの検査時に、半導体ウェハの画像を撮像するためのものである。そして、この光学ユニット２１は、検査対象の半導体ウェハの画像の撮像を可視光を用いて低分解能にて行う機能と、検査対象の半導体ウェハの画像の撮像を紫外光を用いて高分解能にて行う機能とを兼ね備えている。
【００４５】
また、支持台１１上には、図２及び図３に示すように、被検査物となる半導体ウェハが装着されたカセット７ｂを容器７から取り出してクリーンボックス３内に移動させるエレベータ２２が設けられている。さらに、支持台１１上には、図３に示すように、半導体ウェハを搬送するための搬送用ロボット２３と、半導体ウェハを検査用ステージ１４上に載置する前にそのセンター出しと位相出しとを行うプリアライナ２４とが設けられている。なお、図３は装置本体１０を上側から見た様子を模式的に示す平面図である。
【００４６】
エレベータ２２は、上昇及び下降動作される昇降台２２ａを有しており、容器７がクリーンボックス３の容器設置スペース８に設置されて容器７の底部７ａとカバー７ｃとの係合が解除されたときに、昇降台２２ａが下降操作されることによって、容器７の底部７ａ及びこれに固定されたカセット７ｂをクリーンボックス３の内部に移動させる。
【００４７】
搬送用ロボット２３は、先端部に吸着機構２３ａが設けられた操作アーム２３ｂを有しており、この操作アーム２３ｂを移動操作して、その先端部に設けられた吸着機構２３ａにより半導体ウェハを吸着し、クリーンボックス３内における半導体ウェハの搬送を行うようになされている。
【００４８】
プリアライナ２４は、半導体ウェハに予め形成されているオリエンテーションフラット及びノッチを基準として、半導体ウェハの位相出し及びセンター出しを行うものである。検査装置１は、半導体ウェハを検査用ステージ１４上に載置する前に、プリアライナ２４によってその位相出し等を行うことにより、検査の効率を向上させることができる。
【００４９】
半導体ウェハを検査用ステージ１４上に設置する際は、先ず、エレベータ２２により容器７の底部７ａ及びカセット７ｂがクリーンボックス３の内部に移動される。そして、カセット７ｂに装着された複数枚の半導体ウェハの中から検査対象の半導体ウェハが選択され、選択された半導体ウェハが搬送用ロボット２３によりカセット７ｂから取り出される。
【００５０】
カセット７ｂから取り出された半導体ウェハは、搬送用ロボット２３によりプリアライナ２４へと搬送される。プリアライナ２４へ搬送された半導体ウェハは、このプリアライナ２４によって位相出しやセンター出しが行われる。そして、位相出しやセンター出しが行われた半導体ウェハが、搬送用ロボット２３により検査用ステージ１４へと搬送され、吸着プレート１９上に載置されて検査が行われる。
【００５１】
検査対象の半導体ウェハが検査用ステージ１４へと搬送されると、搬送用ロボット２３によって次に検査する半導体ウェハがカセット７ｂから取り出され、プリアライナ２４へと搬送される。そして、先に検査用ステージ１４へと搬送された半導体ウェハの検査が行われている間に、次に検査する半導体ウェハの位相出しやセンター出しが行われる。そして、先に検査用ステージ１４へと搬送された半導体ウェハの検査が終了すると、次に検査する半導体ウェハが検査用ステージ１４へと速やかに搬送される。
【００５２】
検査ユニット１００は、以上のように、検査対象の半導体ウェハを検査用ステージ１４へ搬送する前に、予めプリアライナ２４により位相出しやセンター出しを行っておくことにより、検査用ステージ１４による半導体ウェハの位置決めに要する時間を短縮することができる。また、検査ユニット１００は、先に検査用ステージ１４へと搬送された半導体ウェハの検査が行われている時間を利用して、次に検査する半導体ウェハをカセット７ｂから取り出し、プリアライナ２４による位相出しやセンター出しを行うことにより、全体での時間の短縮を図ることができ、効率よく検査を行うことができる。
【００５３】
ところで、この検査装置１の検査ユニット１００において、エレベータ２２と、搬送用ロボット２３と、プリアライナ２４とは、図３に示すように、それぞれが直線上に並ぶように支持台１１上に設置されている。そして、エレベータ２２と搬送用ロボット２３との間の距離Ｌ１と、搬送用ロボット２３とプリアライナ２４との間の距離Ｌ２とが略等しい距離となるように、それぞれの設置位置が決定されている。さらに、搬送用ロボット２３から見て、エレベータ２２やプリアライナ２４が並ぶ方向と略直交する方向に、検査用ステージ１４が位置するような配置とされている。
【００５４】
検査ユニット１００は、各機構が以上のような配置とされていることにより、被検査物である半導体ウェハの搬送を迅速且つ正確に行うことができる。
【００５５】
すなわち、この検査装置１では、エレベータ２２と搬送用ロボット２３との間の距離Ｌ１と、搬送用ロボット２３とプリアライナ２４との間の距離Ｌ２とが略等しい距離となっているので、搬送用ロボット２３のアーム２３ｂの長さを変えることなく、カセット７ｂから取り出した半導体ウェハをプリアライナ２４に搬送することがでる。したがって、この検査装置１では、搬送用ロボット２３のアーム２３ｂの長さを変えたときに生じる誤差等が問題とならないので、半導体ウェハをプリアライナ２４へと搬送する動作を正確に行うことができる。また、エレベータ２２と搬送用ロボット２３とプリアライナ２４とが直線上に並んでいるので、搬送用ロボット２３は直線的な動きのみにより、カセット７ｂから取り出した半導体ウェハをプリアライナ２４に搬送することがでる。したがって、この検査装置１では、半導体ウェハをプリアライナ２４へと搬送する動作を極めて正確に且つ迅速に行うことができる。
【００５６】
さらに、この検査装置１では、搬送用ロボット２３から見て、エレベータ２２やプリアライナ２４が並ぶ方向と略直交する方向に、検査用ステージ１４が位置するような配置とされているので、搬送用ロボット２３が直線的な動きをすることで、半導体ウェハを検査用ステージ１４へ搬送することができる。したがって、この検査装置１では、半導体ウェハを検査用ステージ１４へと搬送する動作を極めて正確に且つ迅速に行うことができる。特に、この検査装置１では、微細なデバイスパターンが形成された半導体ウェハの検査を行うため、被検査物である半導体ウェハの搬送及び位置決めを極めて正確に行う必要があるので、以上のような配置が非常に有効である。
【００５７】
次に、上記検査装置１について、図４のブロック図を参照して更に詳細に説明する。
【００５８】
図４に示すように、検査装置１における表示制御ユニット３００には、表示装置５１及び入力装置５３ａと、表示装置５２及び入力装置５３ｂとが配されている。またこの検査装置１における制御ユニット２００には、表示装置５１及び入力装置５３ａが接続された画像処理用コンピュータ６０と、表示装置５２及び入力装置５３ｂが接続された制御用コンピュータ６１とが配されている。なお、前掲した図１では、画像処理用コンピュータ６０に接続された入力装置５３ａと、制御用コンピュータ６１に接続された入力装置５３ｂとをまとめて、入力装置５３として図示している。
【００５９】
画像処理用コンピュータ６０は、半導体ウェハを検査するときに、光学ユニット２１の内部に設置されたＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ　ｄｅｖｉｃｅ）カメラ３０，３１により半導体ウェハを撮像した画像を取り込んで処理するコンピュータである。すなわち、この検査装置１は、光学ユニット２１の内部に設置されたＣＣＤカメラ３０，３１により撮像した半導体ウェハの画像を、画像処理用コンピュータ６０により処理して解析することにより、半導体ウェハの検査を行う。
【００６０】
なお、画像処理用コンピュータ６０に接続された入力装置５３ａは、ＣＣＤカメラ３０，３１から取り込んだ画像の解析等に必要な指示を、画像処理用コンピュータ６０に対して入力するためのものであり、例えば、マウス等のポインティングデバイスやキーボード等からなる。また、画像処理用コンピュータ６０に接続された表示装置５１は、ＣＣＤカメラ３０，３１から取り込んだ画像の解析結果等を表示するためのものであり、例えば、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ等からなる。
【００６１】
制御用コンピュータ６１は、半導体ウェハを検査するときに、検査用ステージ１４、エレベータ２２、搬送用ロボット２３及びプリアライナ２４、並びに光学ユニット２１の内部の各機器等を制御するためのコンピュータである。すなわち、この検査装置１は、半導体ウェハの検査を行う際に、検査対象の半導体ウェハの画像が、光学ユニット２１の内部に設置されたＣＣＤカメラ３０，３１により撮像されるように、制御用コンピュータ６１により、検査用ステージ１４、エレベータ２２、搬送用ロボット２３及びプリアライナ２４、並びに光学ユニット２１の内部の各機器等を制御する。
【００６２】
また、制御用コンピュータ６１は、クリーンエアユニット４の送風機５ａ，５ｂを制御する機能を有する。すなわち、この検査装置１は、クリーンエアユニット４の送風機５ａ，５ｂを制御用コンピュータ６１が制御することによって、半導体ウェハの検査を行う際に、クリーンボックス３内に清浄な空気を常時供給し、また、クリーンボックス３内の気流をコントロールできるようにしている。
【００６３】
なお、制御用コンピュータ６１に接続された入力装置５３ｂは、検査用ステージ１４、エレベータ２２、搬送用ロボット２３及びプリアライナ２４、光学ユニット２１の内部の各機器、並びにクリーンエアユニット４の送風機５ａ，５ｂ等を制御するのに必要な指示を、制御用コンピュータ６１に対して入力するためのものであり、例えば、マウス等のポインティングデバイスやキーボード等からなる。また、制御用コンピュータ６１に接続された表示装置５２は、半導体ウェハの検査時の各種条件等を表示するためのものであり、例えば、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ等からなる。
【００６４】
また、画像処理用コンピュータ６０と制御用コンピュータ６１とは、メモリリンク機構により、互いにデータのやり取りが可能とされている。すなわち、画像処理用コンピュータ６０と制御用コンピュータ６１は、それぞれに設けられたメモリリンクインターフェース６０ａ，６１ａを介して互いに接続されており、画像処理用コンピュータ６０と制御用コンピュータ５１との間で、互いにデータのやり取りが可能となっている。また、画像処理用コンピュータ６０と制御用コンピュータ６１は、図４に示すように検査ユニット１００及び表示操作ユニット３００とケーブル接続される。
【００６５】
一方、検査ユニット１００のクリーンボックス３の内部には、密閉式の容器７に入れられて搬送されてきた半導体ウェハを、この容器７のカセット７ｂから取り出して検査用ステージ１４に設置する機構として、上述したように、エレベータ２２、搬送用ロボット２３及びプリアライナ２４が配されている。これらは、制御ユニット２００に配された制御用コンピュータ６１に、ロボット制御インターフェース６１ｂを介して接続されている。そして、エレベータ２２、搬送用ロボット２３及びプリアライナ２４には、制御用コンピュータ６１からロボット制御インターフェース６１ｂを介して、制御信号が送られる。
【００６６】
すなわち、密閉式の容器７に入れられて搬送されてきた半導体ウェハを、この容器７のカセット７ｂから取り出して検査用ステージ１４に設置する際は、制御用コンピュータ６１からロボット制御インターフェース６１ｂを介して、エレベータ２２、搬送用ロボット２３及びプリアライナ２４に制御信号が送出される。そして、エレベータ２２、搬送用ロボット２３及びプリアライナ２４がこの制御信号に基づいて動作し、上述したように、密閉式の容器７に入れられて搬送されてきた半導体ウェハを、この容器７のカセット７ｂから取り出して、プリアライナ２５による位相出し及びセンター出しを行い、検査用ステージ１４に設置する。
【００６７】
また、検査ユニット１００のクリーンボックス３の内部には除振台１３が配されており、この除振台１３上に、上述したように、Ｘステージ１５、Ｙステージ１６、θステージ１７、Ｚステージ１８及び吸着プレート１９を備えた検査用ステージ１４が設置されている。
【００６８】
ここで、Ｘステージ１５、Ｙステージ１６、θステージ１７、Ｚステージ１８及び吸着プレート１９は、制御ユニット２００に配された制御用コンピュータ６１に、ステージ制御インターフェース６１ｃを介して接続されている。そして、Ｘステージ１５、Ｙステージ１６、θステージ１７、Ｚステージ１８及び吸着プレート１９には、制御用コンピュータ６１からステージ制御インターフェース６１ｃを介して、制御信号が送られる。
すなわち、半導体ウェハの検査を行う際は、制御用コンピュータ６１からステージ制御インターフェース６１ｃを介して、Ｘステージ１５、Ｙステージ１６、θステージ１７、Ｚステージ１８及び吸着プレート１９に制御信号が送出される。そして、Ｘステージ１５、Ｙステージ１６、θステージ１７、Ｚステージ１８及び吸着プレート１９が、この制御信号に基づいて動作し、吸着プレート１９により検査対象の半導体ウェハを吸着して固定するとともに、Ｘステージ１５、Ｙステージ１６、θステージ１７及びＺステージ１８により、半導体ウェハを所定の位置、角度及び高さとなるように移動する。
【００６９】
また、除振台１３上には、上述したように、光学ユニット２１も設置されている。この光学ユニット２１は、半導体ウェハの検査時に半導体ウェハの画像を撮像するためのものであり、上述したように、検査対象の半導体ウェハの画像の撮像を可視光を用いて低分解能にて行う機能と、検査対象の半導体ウェハの画像の撮像を紫外光を用いて高分解能にて行う機能とを兼ね備えている。
【００７０】
この光学ユニット２１の内部には、可視光にて半導体ウェハの画像を撮像するための機構として、可視光用ＣＣＤカメラ３０と、ハロゲンランプ３２と、可視光用光学系３３と、可視光用対物レンズ３４と、可視光用オートフォーカス制御部３５とが配されている。
【００７１】
そして、可視光にて半導体ウェハの画像を撮像する際は、ハロゲンランプ３２を点灯させる。ここで、ハロゲンランプ３２の駆動源は、制御用コンピュータ６１に、光源制御インターフェース６１ｄを介して接続されている。そして、ハロゲンランプ３２の駆動源には、制御用コンピュータ６１から光源制御インターフェース６１ｄを介して制御信号が送られる。ハロゲンランプ３２の点灯／消灯は、この制御信号に基づいて行われる。
【００７２】
そして、可視光にて半導体ウェハの画像を撮像する際は、ハロゲンランプ３２を点灯させ、このハロゲンランプ３２からの可視光を、可視光用光学系３３及び可視光用対物レンズ３４を介して半導体ウェハにあてて、半導体ウェハを照明する。そして、可視光により照明された半導体ウェハの像を可視光用対物レンズ３４により拡大し、その拡大像を可視光用ＣＣＤカメラ３０により撮像する。
【００７３】
ここで、可視光用ＣＣＤカメラ３０は、画像処理用コンピュータ６０に、画像取込インターフェース６０ｂを介して接続されている。そして、可視光用ＣＣＤカメラ３０により撮像された半導体ウェハの画像は、画像取込インターフェース６０ｂを介して画像処理用コンピュータ６０に取り込まれる。
【００７４】
また、上述のように可視光にて半導体ウェハの画像を撮像する際は、可視光用オートフォーカス制御部３５により、自動焦点位置合わせを行う。すなわち、可視光用オートフォーカス制御部３５により、可視光用対物レンズ３４と半導体ウェハの間隔が可視光用対物レンズ３４の焦点距離に一致しているか否かを検出し、一致していない場合には、可視光用対物レンズ３４又はＺステージ１８を動かして、半導体ウェハの検査対象面が可視光用対物レンズ３４の焦点面に一致するようにする。
【００７５】
ここで、可視光用オートフォーカス制御部３５は、制御用コンピュータ６１に、オートフォーカス制御インターフェース６１ｅを介して接続されている。そして、可視光用オートフォーカス制御部３５には、制御用コンピュータ６１からオートフォーカス制御インターフェース６１ｅを介して制御信号が送られる。可視光用オートフォーカス制御部３５による可視光用対物レンズ３４の自動焦点位置合わせは、この制御信号に基づいて行われる。
【００７６】
また、光学ユニット２１の内部には、紫外光にて半導体ウェハの画像を撮像するための機構として、紫外光用ＣＣＤカメラ３１と、紫外光レーザ光源３６と、紫外光用光学系３７と、紫外光用対物レンズ３８と、紫外光用オートフォーカス制御部３９とが配されている。
【００７７】
そして、紫外光にて半導体ウェハの画像を撮像する際は、紫外光レーザ光源３６を点灯させる。ここで、紫外光レーザ光源３６の駆動源は、制御用コンピュータ６１に、光源制御インターフェース６１ｄを介して接続されている。そして、紫外光レーザ光源３６の駆動源には、制御用コンピュータ６１から光源制御インターフェース６１ｄを介して制御信号が送られる。紫外光レーザ光源３６の点灯／消灯は、この制御信号に基づいて行われる。
【００７８】
なお、紫外光レーザ光源３６には、波長が２６６ｎｍ程度の紫外光レーザを出射するものを用いることが好ましい。波長が２６６ｎｍ程度の紫外光レーザは、ＹＡＧレーザの４倍波として得られる。また、レーザ光源としては、発振波長が１９６ｎｍ程度のものも開発されており、そのようなレーザ光源を上記紫外光レーザ光源３６として用いてもよい。
【００７９】
紫外光にて半導体ウェハの画像を撮像する際は、紫外光レーザ光源３６を点灯させ、この紫外光レーザ光源３６からの紫外光を、紫外光用光学系３７及び紫外光用対物レンズ３８を介して半導体ウェハにあてて、半導体ウェハを照明する。そして、紫外光により照明された半導体ウェハの像を紫外光用対物レンズ３８により拡大し、その拡大像を紫外光用ＣＣＤカメラ３１により撮像する。
【００８０】
ここで、紫外光用ＣＣＤカメラ３１は、画像処理用コンピュータ６０に、画像取込インターフェース６０ｃを介して接続されている。そして、紫外光用ＣＣＤカメラ３１により撮像された半導体ウェハの画像は、画像取込インターフェース６０ｃを介して画像処理用コンピュータ６０に取り込まれる。
【００８１】
また、上述のように紫外光にて半導体ウェハの画像を撮像する際は、紫外光用オートフォーカス制御部３９により、自動焦点位置合わせを行う。すなわち、紫外光用オートフォーカス制御部３９により、紫外光用対物レンズ３８と半導体ウェハの間隔が紫外光用対物レンズ３８の焦点距離に一致しているか否かを検出し、一致していない場合には、紫外光用対物レンズ３８又はＺステージ１８を動かして、半導体ウェハの検査対象面が紫外光用対物レンズ３８の焦点面に一致するようにする。
【００８２】
ここで、紫外光用オートフォーカス制御部３９は、制御用コンピュータ６１に、オートフォーカス制御インターフェース６１ｅを介して接続されている。そして、紫外光用オートフォーカス制御部３９には、制御用コンピュータ６１からオートフォーカス制御インターフェース６１ｅを介して制御信号が送られる。紫外光用オートフォーカス制御部３９による紫外光用対物レンズ３８の自動焦点位置合わせは、この制御信号に基づいて行われる。
【００８３】
また、クリーンエアユニット４には、上述したように、２つの送風機５ａ，５ｂが設けられている。これらの送風機５ａ，５ｂは、制御用コンピュータ６１に、風量制御インターフェース６１ｆを介して接続されている。そして、クリーンエアユニット４の送風機５ａ，５ｂには、制御用コンピュータ６１から風量制御インターフェース６１ｆを介して、制御信号が送られる。送風機５ａ，５ｂの回転数の制御やオン／オフの切り替え等は、この制御信号に基づいて行われる。
【００８４】
次に、上記検査装置１の光学ユニット２１の光学系について、図５を参照して更に詳細に説明する。なお、ここでは、オートフォーカス制御部３５，３９についての説明は省略し、検査対象の半導体ウェハを照明する光学系と、検査対象の半導体ウェハを撮像する光学系とについて説明する。
【００８５】
図５に示すように、光学ユニット２１は、可視光にて半導体ウェハの画像を撮像するための光学系として、ハロゲンランプ３２と、可視光用光学系３３と、可視光用対物レンズ３４とを備えている。
【００８６】
ハロゲンランプ３２からの可視光は、光ファイバ４０によって可視光用光学系３３へと導かれる。可視光用光学系３３へと導かれた可視光は、先ず、２つのレンズ４１，４２を透過してハーフミラー４３に入射する。そして、ハーフミラー４３に入射した可視光は、ハーフミラー４３によって可視光用対物レンズ３４へ向けて反射され、可視光用対物レンズ３４を介して半導体ウェハに入射する。これにより、半導体ウェハが可視光により照明される。
【００８７】
そして、可視光により照明された半導体ウェハの像は、可視光用対物レンズ３４により拡大され、ハーフミラー４３及び撮像用レンズ４４を透過して、可視光用ＣＣＤカメラ３０により撮像される。すなわち、可視光により照明された半導体ウェハからの反射光が、可視光用対物レンズ３４、ハーフミラー４３及び撮像用レンズ４４を介して可視光用ＣＣＤカメラ３０に入射し、これにより、半導体ウェハの拡大像が可視光用ＣＣＤカメラ３０によって撮像される。そして、可視光用ＣＣＤカメラ３０によって撮像された半導体ウェハの画像（以下、可視画像と称する。）は、画像処理用コンピュータ６０へと送られる。
【００８８】
また、光学ユニット２１は、紫外光にて半導体ウェハの画像を撮像するための光学系として、紫外光レーザ光源３６と、紫外光用光学系３７と、紫外光用対物レンズ３８とを備えている。
【００８９】
紫外光レーザ光源３６からの紫外光は、光ファイバ４５によって紫外光用光学系３７へ導かれる。紫外光用光学系３７へと導かれた紫外光は、先ず、２つのレンズ４６，４７を透過してハーフミラー４８に入射する。そして、ハーフミラー４８に入射した可視光は、ハーフミラー４８によって紫外光用対物レンズ３８へ向けて反射され、紫外光用対物レンズ３８を介して半導体ウェハに入射する。これにより、半導体ウェハが紫外光により照明される。
【００９０】
そして、紫外光により照明された半導体ウェハの像は、紫外光用対物レンズ３８により拡大され、ハーフミラー４８及び撮像用レンズ４９を透過して、紫外光用ＣＣＤカメラ３１により撮像される。すなわち、紫外光により照明された半導体ウェハからの反射光が、紫外光用対物レンズ３８、ハーフミラー４８及び撮像用レンズ４９を介して紫外光用ＣＣＤカメラ３１に入射し、これにより、半導体ウェハの拡大像が紫外光用ＣＣＤカメラ３１によって撮像される。そして、紫外光用ＣＣＤカメラ３１によって撮像された半導体ウェハの画像（以下、紫外画像と称する。）は、画像処理用コンピュータ６０へと送られる。
【００９１】
以上のような検査装置１では、可視光よりも短波長の光である紫外光により、半導体ウェハの画像を撮像して検査することができるので、可視光を用いて欠陥の検出や分類分けを行う場合に比べて、より微細な欠陥の検出や分類分けを行うことができる。
【００９２】
しかも、上記検査装置１における検査ユニット１００では、可視光用の光学系と紫外光用の光学系とを兼ね備えており、可視光を用いた低分解能での半導体ウェハの検査と、紫外光を用いた高分解能での半導体ウェハの検査との両方を行うことができる。したがって、上記検査装置１では、可視光を用いた低分解能での半導体ウェハの検査により、大きい欠陥の検出や分類分けを行い、且つ、紫外光を用いた高分解能での半導体ウェハの検査により、小さい欠陥の検出や分類分けを行うといったことも可能である。
【００９３】
なお、上記検査装置１において、紫外光用対物レンズ３８の開口数ＮＡは、大きい方が好ましく、例えば０．９以上とする。このように、紫外光用対物レンズ３８として、開口数ＮＡの大きなレンズを用いることで、より微細な欠陥の検出が可能となる。
【００９４】
ところで、半導体ウェハの欠陥が、引っ掻き傷のように色情報が無く凹凸だけからなる場合、可干渉性を持たない光では、その欠陥を見ることは殆どできない。これに対して、レーザ光のように可干渉性に優れた光を用いた場合には、引っ掻き傷のように色情報が無く凹凸だけからなる欠陥であっても、凹凸の段差近辺で光が干渉することにより、当該欠陥をはっきりと見ることができる。そして、上記検査ユニット１００では、紫外光の光源として紫外域のレーザ光を出射する紫外光レーザ光源３６を用いている。したがって、上記検査装置１では、引っ掻き傷のように色情報が無く凹凸だけからなる欠陥であっても、当該欠陥をはっきりと検出することができる。すなわち、上記検査装置１では、ハロゲンランプ３２からの可視光（インコヒーレント光）では検出が困難な位相情報を、紫外光レーザ光源３６からの紫外光レーザ（コヒーレント光）を用いて、容易に検出することができる。
【００９５】
次に、上記検査装置１で半導体ウェハを検査するときの手順の一例を、図６のフローチャートを参照して説明する。なお、図６のフローチャートでは、検査対象の半導体ウェハが検査用ステージ１４に設置された状態以降の処理の手順を示している。また、図６に示すフローチャートは、半導体ウェハ上の欠陥の位置が予め分かっている場合に、その欠陥を上記検査装置１により検査して分類分けを行うときの手順の一例を示している。またここでは、半導体ウェハ上に同様なデバイスパターンが多数形成されているものとし、欠陥の検出や分類分けは、欠陥がある領域の画像（欠陥画像）と、その他の領域の画像（参照画像）とを撮像し、それらを比較することで行うものとする。
【００９６】
先ず、ステップＳ１−１に示すように、制御用コンピュータ６１に欠陥位置座標ファイルを読み込む。ここで、欠陥位置座標ファイルは、半導体ウェハ上の欠陥の位置に関する情報が記述されたファイルであり、欠陥検出装置等により、半導体ウェハ上の欠陥の位置を予め計測して作成しておく。そして、ここでは、その欠陥位置座標ファイルを制御用コンピュータ６１に読み込む。
【００９７】
次に、ステップＳ１−２において、制御用コンピュータ６１によりＸステージ１５及びＹステージ１６を駆動させ、欠陥位置座標ファイルが示す欠陥位置座標へ半導体ウェハを移動させ、半導体ウェハの検査対象領域が可視光用対物レンズ３４の視野内に入るようにする。
【００９８】
次に、ステップＳ１−３において、制御用コンピュータ６１により可視光用オートフォーカス制御部３５を駆動させ、可視光用対物レンズ３４の自動焦点位置合わせを行う。
【００９９】
次に、ステップＳ１−４において、可視光用ＣＣＤカメラ３０により半導体ウェハの画像を撮像し、撮像した可視画像を画像処理用コンピュータ６０に送る。なお、ここで撮像される可視画像は、欠陥位置座標ファイルが示す欠陥位置座標における画像、すなわち、欠陥があるとされる領域の画像（以下、欠陥画像と称する。）である。
【０１００】
次に、ステップＳ１−５において、制御用コンピュータ６１によりＸステージ１５及びＹステージ１６を駆動させ、参照位置座標へ半導体ウェハを移動させて、半導体ウェハの参照領域が可視光用対物レンズ３４の視野内に入るようにする。ここで、参照領域は、半導体ウェハの検査対象領域以外の領域であって、半導体ウェハの検査対象領域におけるデバイスパターンと同様なデバイスパターンが形成されている領域である。
【０１０１】
次に、ステップＳ１−６において、制御用コンピュータ６１により可視光用オートフォーカス制御部３５を駆動させ、可視光用対物レンズ３４の自動焦点位置合わせを行う。
【０１０２】
次に、ステップＳ１−７において、可視光用ＣＣＤカメラ３０により半導体ウェハの画像を撮像し、撮像した可視画像を画像処理用コンピュータ６０に送る。なお、ここで撮像される可視画像は、半導体ウェハの検査対象領域におけるデバイスパターンと同様なデバイスパターンが形成されている領域の画像（以下、参照画像と称する。）である。
【０１０３】
次に、ステップＳ１−８において、画像処理用コンピュータ６０により、ステップＳ１−４で取り込んだ欠陥画像と、ステップＳ１−７で取り込んだ参照画像とを比較し、欠陥画像から欠陥を検出する。そして、欠陥が検出できた場合には、ステップＳ１−９へ進み、欠陥が検出できなかった場合には、ステップＳ１−１１へ進む。
【０１０４】
ステップＳ１−９では、画像処理用コンピュータ６０により、検出された欠陥が何であるかを調べて分類分けを行う。そして、欠陥の分類分けができた場合には、ステップＳ１−１０へ進み、欠陥の分類分けができなかった場合には、ステップＳ１−１１へ進む。
【０１０５】
ステップＳ１−１０では、欠陥の分類結果を保存する。ここで、欠陥の分類結果は、例えば、画像処理用コンピュータ６０や制御用コンピュータ６１に接続された記憶装置に保存する。なお、欠陥の分類結果は、画像処理用コンピュータ６０や制御用コンピュータ６１にネットワークを介して接続された他のコンピュータに転送して保存するようにしてもよい。
【０１０６】
ステップＳ１−１０での処理が完了したら、半導体ウェハの欠陥の分類分けが完了したこととなるので、これで処理を終了する。ただし、半導体ウェハ上に複数の欠陥がある場合には、ステップＳ１−２へ戻って、他の欠陥の検出及び分類分けを行うようにしてもよい。
【０１０７】
一方、ステップＳ１−８で欠陥検出ができなかった場合や、ステップＳ１−９で欠陥の分類分けができなかった場合には、ステップＳ１−１１以降へ進み、紫外光を用いて高分解能での撮像を行って欠陥の検出や分類分けを行う。
【０１０８】
その場合は、先ず、ステップＳ１−１１において、制御用コンピュータ６１によりＸステージ１５及びＹステージ１６を駆動させ、欠陥位置座標ファイルが示す欠陥位置座標へ半導体ウェハを移動させて、半導体ウェハの検査対象領域が紫外光用対物レンズ３８の視野内に入るようにする。
【０１０９】
次に、ステップＳ１−１２において、制御用コンピュータ６１により紫外光用オートフォーカス制御部３９を駆動させ、紫外光用対物レンズ３８の自動焦点位置合わせを行う。
【０１１０】
次に、ステップＳ１−１３において、紫外光用ＣＣＤカメラ３１により半導体ウェハの画像を撮像し、撮像した紫外画像を画像処理用コンピュータ６０に送る。なお、ここで撮像される紫外画像は、欠陥位置座標ファイルが示す欠陥位置座標における画像、すなわち欠陥画像である。また、ここでの欠陥画像の撮像は、可視光よりも短波長の光である紫外光を用いて、可視光を用いた場合の撮像よりも高分解能にて行う。
【０１１１】
次に、ステップＳ１−１４において、制御用コンピュータ６１によりＸステージ１５及びＹステージ１６を駆動させ、参照位置座標へ半導体ウェハを移動させて、半導体ウェハの参照領域が紫外光用対物レンズ３８の視野内に入るようにする。ここで、参照領域は、半導体ウェハの検査対象領域以外の領域であって、半導体ウェハの検査対象領域におけるデバイスパターンと同様なデバイスパターンが形成されている領域である。
【０１１２】
次に、ステップＳ１−１５において、制御用コンピュータ６１により紫外光用オートフォーカス制御部３９を駆動させ、紫外光用対物レンズ３８の自動焦点位置合わせを行う。
【０１１３】
次に、ステップＳ１−１６において、紫外光用ＣＣＤカメラ３１により半導体ウェハの画像を撮像し、撮像した紫外画像を画像処理用コンピュータ６０に送る。なお、ここで撮像される紫外画像は、半導体ウェハの検査対象領域におけるデバイスパターンと同様なデバイスパターンが形成されている領域の画像、すなわち参照画像である。また、ここでの参照画像の撮像は、可視光よりも短波長の光である紫外光を用いて、可視光を用いた場合よりも高分解能にて行う。
【０１１４】
次に、ステップＳ１−１７において、画像処理用コンピュータ６０により、ステップＳ１−１３で取り込んだ欠陥画像と、ステップＳ１−１６で取り込んだ参照画像とを比較し、欠陥画像から欠陥を検出する。そして、欠陥が検出できた場合には、ステップＳ１−１８へ進み、欠陥が検出できなかった場合には、ステップＳ１−１９へ進む。
【０１１５】
ステップＳ１−１８では、画像処理用コンピュータ６０により、検出された欠陥が何であるかを調べて分類分けを行う。そして、欠陥の分類分けができた場合には、ステップＳ１−１０へ進み、上述したように、欠陥の分類結果を保存する。一方、欠陥の分類分けができなかった場合には、ステップＳ１−１９へ進む。
【０１１６】
ステップＳ１−１９では、欠陥の分類分けができなかったことを示す情報を保存する。ここで、欠陥の分類分けができなかったことを示す情報は、例えば、画像処理用コンピュータ６０や制御用コンピュータ６１に接続された記憶装置に保存する。なお、この情報は、画像処理用コンピュータ６０や制御用コンピュータ６１にネットワークを介して接続された他のコンピュータに転送して保存するようにしてもよい。
【０１１７】
以上のような手順により、先ず、可視光用ＣＣＤカメラ３０により撮像された画像を処理して解析することで低分解能にて半導体ウェハの検査を行い、可視光での欠陥の検出や分類分けができなかった場合に、次に、紫外光用ＣＣＤカメラ３１により撮像された画像を処理して解析することで高分解能にて半導体ウェハの検査を行う。
【０１１８】
ここで、ＣＣＤカメラ３０，３１によって撮像された参照画像及び欠陥画像から欠陥を検出する手法について、図７を参照して説明する。
【０１１９】
図７（ａ）は、検査対象領域におけるデバイスパターンと同様なデバイスパターンが形成されている参照領域の画像、すなわち参照画像の一例を示している。また、図７（ｂ）は、欠陥があるとされる検査対象領域の画像、すなわち欠陥画像の一例を示している。
【０１２０】
このような参照画像及び欠陥画像から欠陥を検出する際は、参照画像から色情報や濃淡情報などに基づいて、図７（ｃ）に示すようにデバイスパターンを抽出する。また、参照画像と欠陥画像から差の画像を求め、差の大きな部分を図７（ｄ）に示すように欠陥として抽出する。
【０１２１】
そして、図７（ｅ）に示すように、図７（ｃ）に示したデバイスパターン抽出結果の画像と、図７（ｄ）に示した欠陥抽出結果の画像とを重ね合わせた画像を得て、欠陥がデバイスパターンに存在する割合などを、欠陥に関する特徴量として抽出する。
【０１２２】
以上のような手法により、ＣＣＤカメラ３０，３１によって撮像された参照画像及び欠陥画像を画像処理用コンピュータ６０で処理し解析することで欠陥を検出し、半導体ウェハの検査を行うことができる。
【０１２３】
検査装置１は、上述したように、先ず、可視光用ＣＣＤカメラ３０により撮像された画像を処理して解析することで低分解能にて半導体ウェハの検査を行い、可視光での欠陥の検出や分類分けができなかった場合に、次に、紫外光用ＣＣＤカメラ３１により撮像された画像を処理して解析することで高分解能にて半導体ウェハの検査を行うようにしているので、可視光だけを用いて欠陥の検出や分類分けを行う場合に比べて、より微細な欠陥の検出や分類分けを行うことができる。
【０１２４】
ただし、可視光を用いて低分解能にて撮像した方が、一度に撮像できる領域が広いので、欠陥が十分に大きい場合には、可視光を用いて低分解能にて半導体ウェハの検査を行った方が効率が良い。したがって、最初から紫外光を用いて欠陥の検査や分類分けを行うのではなく、上述のように、最初に可視光を用いて欠陥の検査や分類分けを行うようにすることで、より効率良く半導体ウェハの検査を行うことができる。
【０１２５】
次に本発明を適用した検査装置１の配置方法について説明をする。
【０１２６】
検査装置１は、検査ユニット１００と、制御ユニット２００と、表示操作ユニット３００を夫々分離・独立させて自由に配置することができる。このため、ユーザは、検査装置１における各ユニット１００、２００、３００を必要に応じて自由に配置することができる。
【０１２７】
ちなみに、上述した図１は、本発明を適用した検査装置１について、各ユニット１００、２００、３００を配置した一例を示している。この図１では、検査ユニット１００における容器設置スペース８と、表示操作ユニット３００における表示装置５１、５２或いは入力装置５３とが同一の面を構成するように配置されている。これにより検査員は、表示操作ユニット３００を介して端末と対話しつつ、半導体ウェハが収められた容器の処理状況を視認することが可能となる。
【０１２８】
なお、この図１では、表示操作ユニット３００は、制御ユニット２００に対して装着されることにより構成されて場合もあり、また例えば表示操作ユニットのみ取り外して操作しても良い。
【０１２９】
図８は、本発明を適用した検査装置１について、各ユニット１００、２００、３００を配置した他の一例を示している。この図８では、検査ユニット１００における容器設置スペース８と、表示操作ユニット３００における表示装置５１、５２或いは入力装置５３とが反対向きになるように配置されている。この図８において例えば検査ユニット１００と、制御ユニット２００、表示操作ユニット３００とを壁で仕切ることにより別々の部屋に配置することも可能である。
【０１３０】
なお、制御ユニット２００を構成する画像処理用コンピュータ６０並びに制御用コンピュータ６１は、他のユニット１００、３００とケーブル接続されるため、ユーザは、このケーブルを延ばすことにより、図９に示すように各ユニット１００、２００、３００を夫々遠隔させて配置することも可能である。
【０１３１】
また、本発明を適用した検査装置１は、各ユニット１００、２００、３００を夫々別の部屋に配置することも可能である。本発明では、夫々クリーン度の異なる部屋毎に、上述した各ユニット１００、２００、３００を別々に配置することにより、クリーン度に応じて検査装置１の各構成要素を分離して配置することも可能である。クリーンボックス３の内部環境を、例えばクラス１程度の非常に高いクリーン度に保つように設定される場合には、特に周囲においても高いクリーン度を維持する必要がある。かかる場合においても本発明では、実際に半導体デバイスを検査する検査ユニット１００について局所的にクリーン度を高めた部屋に配置することができ、高精度な検査を実現することができる。また検査員が出入りする表示操作ユニット周辺のクリーン度は、検査ユニット１００を配置する部屋と同程度までクリーン度を維持することが困難であるため、検査ユニット１００のみを分離してクリーン度の低い部屋に配置することも可能である。制御ユニット２００に関しても同様に検査ユニット１００と異なる部屋へ分離して配置することができる。すなわち、本発明を適用した検査装置１は、クリーン度に応じて各ユニット１００、２００、３００を分離独立させ、自由に配置させることが可能となる。
【０１３２】
すなわち、本発明を適用した検査装置１は、クリーン度或いはユーザのニーズに応じて、各ユニット１００、２００、３００を夫々独立して自在に配置できるため、ユーザの要望に応じてその都度装置全体の設計をし直す労力を軽減させることができ、開発設計、生産の効率を一段と高めることが可能となる。特に各ユニットの底部は支持脚６が配されているため、かかる支持脚を車輪にすることにより、各ユニットを容易に移動させることも可能である。
【０１３３】
また、本発明にかかる検査装置１は、試作・開発段階から量産段階に至るまで、様々なケースにおいて用いられる。特にユーザが試作・開発段階において採用した各ユニット１００、２００、３００のレイアウトを、装置の台数や検査員の人数が増加する量産段階において変更を要望する場合でも、本発明に係る検査装置１は、かかる要望に容易に応えることができる。
【０１３４】
更に本発明に係る検査装置１は、複数のユニット１００、２００、３００に分離することができるため、そのうち一のユニットをメンテナンスする場合でも検査装置１全体を休止させる必要はなくなり、またメンテナンスしたユニットについて異常が認められた場合でも、かかるユニットのみ他の装置・回路と交換すれば良く、検査装置１全体を交換する必要はなくなりコスト面においても期待できる。
【０１３５】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。本発明では、検査装置１を検査ユニット１００と、制御ユニット２００と、表示操作ユニット３００の３つに分離して構成されているが、制御ユニット２００と表示操作ユニット３００を併せて外部ユニットとして構成しても良く、また検査装置１の各構成要素を更に細かく４つ以上に分離してユニットを構成しても良いことは勿論である。
【０１３６】
また、以上の説明では、本発明を適用した検査装置１を、半導体ウェハの欠陥が何であるかを調べるために用いるものとしてきた。しかし、本発明に係る検査装置１の用途は、半導体ウェハの欠陥識別以外の用途にも使用可能である。すなわち、本発明に係る検査装置１は、例えば、半導体ウェハ上に形成したデバイスパターンが、所望するパターン通りに適切な形状に形成されているか否かを検査するのに用いることもできる。更に、本発明に係る検査装置１の用途は、半導体ウェハの検査に限定されるものでもなく、本発明に係る検査装置１は、微細パターンの検査に対して広く適用可能であり、例えば、微細なパターンが形成されたフラットパネルディスプレイの検査などにも有効である。
【０１３７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る検査装置では、光を照射することにより被検査物の画像を撮像する検査ユニットと、検査ユニットを制御して撮像した画像を処理する制御手段と、ユーザが入力操作し或いは処理した画像を表示する表示操作ユニットを独立して構成し、各ユニットを任意の場所へ別々に配置できる構成を採用する。これにより、本発明に係る検査装置は、ユーザにより必要に応じて自由に配置されることが可能となる。
【０１３８】
また、本発明に係る検査装置は、クリーン度に応じて各ユニットを分離独立させ、自由に配置させることが可能となる。これにより、実際に半導体デバイスを検査する検査ユニットについて局所的にクリーン度を高めた部屋に配置することができ、高精度な検査を実現することができる。
【０１３９】
また、本発明に係る検査装置は、クリーン度或いはユーザのニーズに応じて、各ユニットを夫々独立して自在に配置できるため、ユーザの要望に応じてその都度装置全体の設計をし直す労力を軽減させることができ、開発設計、生産の効率を一段と高めることが可能となる。
【０１４０】
更に本発明に係る検査装置１は、複数のユニットに分離することができるため、そのうち一のユニットをメンテナンスする場合でも検査装置１全体を休止させる必要はなくなり、またメンテナンスしたユニットについて異常が認められた場合でも、かかるユニットのみ他の装置・回路と交換すれば良く、検査装置１全体を交換する必要はなくなりコスト面においても期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した検査装置の外観を示す斜視図である。
【図２】上記検査装置のクリーンボックスの内部に配設された装置本体を図１中矢印Ａ１方向から見た様子を示す図である。
【図３】上記検査装置の装置本体を上側から見た様子を模式的に示す平面図である。
【図４】上記検査装置の一構成例を示すブロック図である。
【図５】上記検査装置の光学ユニットの光学系の一構成例を示す図である。
【図６】上記検査装置で半導体ウェハの検査を行うときの手順の一例を示すフローチャートである。
【図７】参照画像と欠陥画像とから欠陥を検出する手法を説明するための図である。
【図８】本発明を適用した検査装置について、各ユニットを配置した他の一例を示した図である。
【図９】本発明を適用した検査装置について、ケーブルを延ばすことにより各ユニットを夫々遠隔させて配置した図である。
【符号の説明】
１　検査装置、２　クリーンユニット、３　クリーンボックス、４　クリーンエアユニット、５ａ，５ｂ　送風機、１０　装置本体、１４　検査用ステージ、２１　光学ユニット、２２　エレベータ、２３　搬送用ロボット、２４　プリアライナ、３０　可視光用ＣＣＤカメラ、３１　紫外光用ＣＣＤカメラ、３２　ハロゲンランプ、３３　可視光用光学系、３４　可視光用対物レンズ、３６　紫外光レーザ光源、３７　紫外光用光学系、３８　紫外光用対物レンズ、５１，５２表示装置、５３　入力装置、６０　画像処理用コンピュータ、６１　制御用コンピュータ、７０　仕切板、７１，７２　パンチングメタル、８０　開口領域、８１　張出部、９０　開口領域、９１　傾斜ガイド部、９２　設置板、９３　仕切壁、１００　検査ユニット、２００　制御ユニット、３００　表示操作ユニット
【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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