(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物の画像を撮像し、この画像を処理して解析することにより、被検査物の検査を行う検査装置において、
支持台上に載置された略方形状の撮像手段と、
上記撮像手段の上記被検査物の画像が取り込まれる前面に固定すると共に、上記支持台上に固定された第１の支持部材と、
上記撮像手段の一方側面を支持すると共に、上記支持台上に固定された第２の支持部材と、
上記撮像手段の上面に固定すると共に、上記第２の支持部材に固定された第３の支持部材とを備え、
上記撮像手段は、可視光用ＣＣＤカメラ及び紫外光用ＣＣＤカメラであり、可視光により照明された上記被検査物の画像を撮像した後、紫外光により照明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】
したがって、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分けを行い、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。ここで、欠陥が何であるかを調べる検査装置は、いわば光学顕微鏡のようなものであり、欠陥を拡大して見ることで、その欠陥が何であるかを識別するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような検査を行う検査装置では、所定のデバイスパターンが形成された半導体ウェハの画像を撮像し、この撮像された画像を処理して解析することにより、半導体ウェハの検査を行っている。
【０００６】
具体的に、この半導体ウェハの画像を撮像する際は、半導体ウェハを照明光により照明し、この照明された半導体ウェハの像を対物レンズにより拡大して、その拡大像をＣＣＤ(charge-coupled device)カメラにより撮像する。そして、ＣＣＤカメラにより撮像された画像を処理して解析することにより、半導体ウェハの検査を行い、欠陥の検出や分類分け等を行っている。
【０００７】
しかしながら、このような検査装置では、半導体ウェハの画像を撮像するための光学ユニットの内部にＣＣＤカメラを設置した際、このＣＣＤカメラに引き回される配線等に伝わる外部からの負荷や振動等によって、ＣＣＤカメラに位置ずれや振動等が発生してしまい、被検査物の鮮明な画像を撮像することができないことがあった。
【０００８】
このため、検査装置では、半導体ウェハ上に形成されたデバイスパターンにおける欠陥の検出や分類分けを適切に行うことができず、検査能力の大幅な低下を招いてしまうことがあった。
【０００９】
特に、半導体ウェハ上に形成されるデバイスパターンは、半導体デバイスの高集積化に伴って益々微細化しており、ＣＣＤカメラの僅かな位置ずれであっても、この半導体ウェハ上に形成されたデバイスパターンを鮮明な画像として撮像することができなくなってしまい、欠陥の検出や分類分けを適切に行うことが困難となってしまう。
【００１０】
そこで、本発明はこのような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、被検査物の画像をより安定した状態で撮像することを可能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】
この目的を達成する本発明に係る検査装置は、被検査物の画像を撮像し、この画像を処理して解析することにより、被検査物の検査を行う検査装置において、支持台上に載置された略方形状の撮像手段と、撮像手段の被検査物の画像が取り込まれる前面に固定すると共に、支持台上に固定された第１の支持部材と、撮像手段の一方側面を支持すると共に、支持台上に固定された第２の支持部材と、撮像手段の上面に固定すると共に、上記第２の支持部材に固定された第３の支持部材とを備え、撮像手段は、可視光用ＣＣＤカメラ及び紫外光用ＣＣＤカメラであり、可視光により照明された被検査物の画像を撮像した後、紫外光により照明された被検査物の画像を撮像することを特徴とする。
【００１２】
以上のように、本発明に係る検査装置では、これら第１の支持部材、第２の支持部材及び第３の支持部材により撮像手段が固定されることから、この撮像手段を支持台上により安定した状態で設置することができる。
【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。
【００１５】
図１に示すように、この検査装置１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。
【００１６】
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、検査者がこの窓部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。
【００１７】
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。
【００１８】
また、このクリーンユニット２では、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可能である。なお、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、検査装置１では、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。
【００１９】
また、クリーンユニット２は、クリーンボックス３が支持脚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、このクリーンユニット２では、クリーンエアユニット４からクリーンボックス３内に供給された空気が、主にクリーンボックス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なされている。また、クリーンボックス３の側面部には、所定の箇所に開口領域３ｂが設けられており、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が、このクリーンボックス３の側面部に設けられた開口領域３ｂからも外部に排出されるようになされている。
【００２０】
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の外部へと排出させる。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。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。
【００２１】
そして、この検査装置１では、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の内部に配設された装置本体１０を図１中矢印Ａ方向から見た様子を示す側面図である。
【００２２】
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とで密閉されている。
【００２３】
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。
【００２４】
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２２の昇降台２２ａ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、外気に晒されることなくクリーンボックス３の内部に移送されることになる。
【００２５】
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。
【００２６】
検査装置１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。しかも、被検査物となる半導体ウェハを密閉式の容器７に入れて搬送し、この容器７を介して半導体ウェハをクリーンボックス３の内部に移送するようにしているので、クリーンボックス３の内部と容器７の内部だけを十分なクリーン度に保っておけば、検査装置１が設置される環境全体のクリーン度を高めなくても、半導体ウェハへの塵埃等の付着を有効に防止することができる。
【００２７】
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。
【００２８】
また、この検査装置１は、図１に示すように、装置本体１０を操作するためのコンピュータ等が配される外部ユニット５０を備えている。この外部ユニット５０は、クリーンボックス３の外部に設置され、支持脚５１によって床板上に支持されている。この外部ユニット５０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５２や、検査時の各種条件等を表示するための表示装置５３、装置本体１０への指示入力等を行うための入力装置５４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者は、外部ユニット５０に配された表示装置５２，５３を見ながら、外部ユニット５０に配された入力装置５４から必要な指示を入力して半導体ウェハの検査を行う。
【００２９】
次に、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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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、僅かな振動でも検査の障害となる場合がある。特に、この検査装置１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、この検査装置１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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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１８により吸着されて、不要な動きが抑制される。
【００４２】
また、除振台１２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。
【００４３】
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はクリーンボックス３の内部に配設された装置本体１０を模式的に示す平面図である。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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ようになされている。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
検査装置１では、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、検査装置１では、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。
【００５１】
ところで、この検査装置１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。
【００５２】
検査装置１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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
なお、検査装置１には、クリーンボックス３、支持台１１及び外部ユニット５０の底部に、それぞれタイヤ２５が配設されている。これにより、検査装置１ででは、クリーンユニット２、装置本体１０及び外部ユニット５０を容易に移動させることが可能となっている。なお、検査装置１を固定する際は、図１及び図２に示すように、支持脚６，１２，５１を床に着けて、タイヤ２５は浮かせておく。
【００５６】
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。
【００５７】
図４に示すように、検査装置１の外部ユニット５０には、表示装置５２及び入力装置５４ａが接続された画像処理用コンピュータ６０と、表示装置５３及び入力装置５４ｂ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５４ａと、制御用コンピュータ６１に接続された入力装置５４ｂとをまとめて、入力装置５４として図示している。
【００５８】
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。
【００５９】
なお、画像処理用コンピュータ６０に接続された入力装置５４ａ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５２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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
なお、制御用コンピュータ６１に接続された入力装置５４ｂ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５３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。
【００６３】
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６１との間で、互いにデータのやり取りが可能となっている。
【００６４】
一方、検査装置１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、外部ユニット５０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。
【００６５】
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。
【００６６】
また、検査装置１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。
【００６７】
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、外部ユニット５０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。
【００６８】
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１２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とを備えている。
【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、外部ユニット５０に配された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、外部ユニット５０に配された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、外部ユニット５０に配された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とを備えている。
【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、外部ユニット５０に配された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１６６ｎｍ程度のものも開発されており、そのようなレーザー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、外部ユニット５０に配された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、外部ユニット５０に配された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、外部ユニット５０に配された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４１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４１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、上記検査装置１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】
ところで、この検査装置１では、上述したように、可視光又は紫外光により半導体ウェハを照明し、この可視光又は紫外光により照明された半導体ウェハの像を拡大して、その拡大像を可視光用ＣＣＤカメラ３０又は紫外光用ＣＣＤカメラ３１により撮像している。
【０１２６】
しかしながら、従来の検査装置では、光学ユニット２１の内部にこのような可視光用ＣＣＤカメラ３０や紫外光用ＣＣＤカメラ３１を設置した際に、これらＣＣＤカメラに引き回される配線等に伝わる外部からの負荷や振動等によって、ＣＣＤカメラの位置ずれや振動等が発生してしまい、半導体ウェハの鮮明な画像を撮像することができないことがあった。
【０１２７】
そこで、この検査装置１では、図８に示すように、これら可視光用ＣＣＤカメラ３０及び紫外光用ＣＣＤカメラ３６が、それぞれ第１の支持部材７０、第２の支持部材７１及び第３の支持部材７２に支持されると共に、光学ユニット２１の所定の位置に固定されている。
【０１２８】
なお、以下の説明において、可視光用ＣＣＤカメラ３０及び紫外光用ＣＣＤカメラ３１は、それぞれ第１の支持部材７０、第２の支持部材７１及び第３の支持部材７２により同様に固定されることから、これら可視光用ＣＣＤカメラ３０及び紫外光用ＣＣＤカメラ３１をＣＣＤカメラ７３として、まとめて説明するものとする。
【０１２９】
このＣＣＤカメラ７３は、全体略方形状を呈しており、その前面に半導体ウェハの画像が取り込まれる受光窓７４と、その背面に上述した画像処理用コンピュータ６０と接続される配線７５とを有している。また、このＣＣＤカメラ７３の前面には、受光窓７４の下方に位置してスペーサー部材７６が取り付けられている。このスペーサー部材７６は、第１の支持部材７０をＣＣＤカメラ７３の前面に取り付けるためのものであり、このスペーサー部材７６の前面には、長手方向の両端部に位置して、第１の支持部材７０を取り付けるための一対の第１のネジ孔７７が設けられている。すなわち、このＣＣＤカメラ７３には、このスペーサー部材７６を介して第１の支持部材７０が取り付けられることとなる。また、ＣＣＤカメラ７１の上面には、略中央部に位置して、第３の支持部材を取り付けるための第２のネジ孔７８が設けられている。
【０１３０】
第１の支持部材７０は、ＣＣＤカメラ７３の前面を支持するためのものであり、金属等からなる略平板状の部材が略Ｌ字状に折り曲げられた形状を有している。このうち、第１の支持部材７０の略Ｌ字状に折り曲げられた一片は、光学ユニット２１の載置面上に固定される第１の固定片部７０ａであり、この第１の固定片部７０ａには、その長手方向の両端部に位置して、この第１の支持部材７０を載置面上に固定するための一対の第１の孔部７９が設けられている。一方、第１の支持部材７０の略Ｌ字状に折り曲げられた他片は、ＣＣＤカメラ７３を支持する第１の支持片部７０ｂであり、この第１の支持片部７０ｂには、その略中央部に位置して、ＣＣＤカメラ７３の受光窓７４に対応した略円形状の開口部８０が設けられている。また、第１の支持片部７０ｂには、開口部８０の下部側の両端部に位置して、スペーサー部材７６のネジ孔７７に対応した一対の第２の孔部８１が設けられている。
【０１３１】
第２の支持部材７１は、ＣＣＤカメラ７３の一方側面を支持するためのものであり、金属等からなる略平板状の部材が略Ｌ字状に折り曲げられた形状を有している。このうち、第２の支持部材７１の略Ｌ字状に折り曲げられた一片は、光学ユニット２１の載置面上に固定される第２の固定片部７１ａであり、この第２の固定片部７１ａには、その長手方向の両端部に位置して、この第２の支持部材７０を載置面上に固定するための一対の第３の孔部８２が設けられている。一方、第２の支持部材７１の略Ｌ字状に折り曲げられた他片は、ＣＣＤカメラ７３を支持する第２の支持片部７１ｂであり、この第２の支持片部７１ｂには、その上部に位置して、第２の固定片部７１ａの折り曲げ方向とは反対の方向に略平行となるように第３の支持部材７２が第１のボルト８３により取り付けられている。
【０１３２】
第３の支持部材７２は、ＣＣＤカメラ７３の上面を支持するためのものであり、金属等が略平板状に形成されてなる。この第３の支持部材７２は、上述したように、第２の支持部材７１に取り付けられることにより、この第２の支持部材７１と一体化され、第２の支持片部７１ａと共に、固定片部７１ａの折り曲げ方向とは反対の方向に略平行となるように略Ｌ字状に折り曲げられた構成となっている。また、この第３の支持部材７２には、その略中央部に位置して、ＣＣＤカメラ７３の第１のネジ孔７８に対応した第４の孔部８４が設けられている。
【０１３３】
この検査装置１では、図８及び図９に示すように、ＣＣＤカメラ７３の前面に、スペーサー部材７６を介して第１の支持部材７０が取り付けられる。
【０１３４】
この第１の支持部材７０を取り付ける際は、第１の支持片部７０ａの開口部８０がＣＣＤカメラ７３の受光窓７４と係合する共に、第１の孔部８１がスペーサー部材７６の第１のネジ孔７７と略一致するように、第１の支持片部７０ａをスペーサー部材７６が取り付けられたＣＣＤカメラ７３の前面に当接させる。そして、第１の孔部８１を通して第１のネジ孔７７に第２のボルト８５を螺合することにより、第１の支持片部７０ａをスペーサー部材７６に固定させる。これにより、ＣＣＤカメラ７３の前面には、スペーサー部材７６を介して第１の支持部材７０が取り付けられることとなる。
【０１３５】
そして、第１の支持部材７０が取り付けられたＣＣＤカメラ７３は、光学ユニット２１の所定の位置に載置される。そして、第１の支持部材７０の第１の固定片部７０ａが、光学ユニット２１の載置面上に、第２の孔部７９を通して第３のボルト８６により固定される。
【０１３６】
これにより、検査装置１では、第１の支持部材７０が第１のＣＣＤカメラ７３の前面を支持すると共に、この第１のＣＣＤカメラ７３を光学ユニット２１の載置面上に固定することになる。
【０１３７】
また、この検査装置１では、ＣＣＤカメラ７３の上面に、第２の支持部材７１と一体化された第３の支持部材７２が取り付けられている。
【０１３８】
この第２の支持部材７１と一体化された第３の支持部材７２を取り付ける際は、第３の支持部材７２の第４の孔部８４がＣＣＤカメラ７３の第２のネジ孔７８と略一致するように、この第３の支持部材７２及び第２の支持部材７１の第２の支持片部７１ａをＣＣＤカメラ７３の上面及び一方側面にそれぞれ当接させる。そして、第４の孔部８４を通して第２のネジ孔７８に第４のボルト８７を螺合することにより、第３の支持部材７２をＣＣＤカメラ７３の上面に固定させる。これにより、ＣＣＤカメラ７３の上面及び一方側面には、第２の支持部材７１及び第３の支持部材７２が取り付けられることとなる。
【０１３９】
そして、第２の支持部材７１の第２の固定片部７０ａが、光学ユニット２１の載置面上に、第３の孔部８２を通して第５のボルト８８により固定される。
【０１４０】
これにより、検査装置１では、第２の支持部材７１及び第３の支持部材７２がＣＣＤカメラ７３の一方側面及び上面を支持すると共に、このＣＣＤカメラ７３を光学ユニット２１の載置面上に固定することになる。
【０１４１】
この検査装置１では、以上のようにして、支持部材７０、第２の支持部材７１及び第３の支持部材７２がＣＣＤカメラ７３を支持すると共に、このＣＣＤカメラ７３を光学ユニット２１の載置面上に固定する。これにより、この検査装置１では、ＣＣＤカメラ７３に位置ずれや振動の発生等が発生してしまうのを防ぐことができる。
【０１４２】
具体的に、この検査装置１では、図９に示すように、第１の支持部材７０により、ＣＣＤカメラ７３が図中Ｘ１方向に移動してしまうのを防ぐことができる。
また、第２の支持部材７１により、ＣＣＤカメラ７３が図中Ｙ１方向に移動してしまうのを防ぐことができる。また、第３の支持部材７２により、ＣＣＤカメラ７３が図中Ｚ１方向に移動してしまうのを防ぐことができる。
【０１４３】
さらに、この検査装置１では、第１の支持部材７０、第２の支持部材７１及び第３の支持部材７２により、ＣＣＤカメラ７３が図中Ｘ２方向に回転してしまうのを防ぐことができる。また、第１の支持部材７０及び第２の支持部材７１により、ＣＣＤカメラ７３が図中Ｚ２方向に回転してしまうのを防ぐことができる。
【０１４４】
このように、検査装置１では、ＣＣＤカメラ７３を光学ユニット２１の内部に安定した状態で設置することができる。したがって、この検査装置１では、半導体ウェハのより鮮明な画像を撮像することができ、半導体ウェハのより微細な欠陥の検出や分類分け等を適切に行うことができる。
【０１４５】
特に、この検査装置１では、紫外光を用いた高分解能での半導体ウェハの検査を行うことから、ＣＣＤカメラ７３の位置ずれや振動等の発生を防ぐことは、このような高分解能での検査を適切に行う上で大変有効である。
【０１４６】
また、従来、このようなＣＣＤカメラを支持部材により固定する際には、このＣＣＤカメラの位置ずれや振動等の発生を防ぐために、ＣＣＤカメラと支持部材とを締結する締結ボルトを強固に締め付けてしまい、このＣＣＤカメラにひずみを生じさせてしまうことがあった。
【０１４７】
それに対して、この検査装置１では、第１の支持部材７０及び第３の支持部材７２とＣＣＤカメラ７３とを締結する第２のボルト８５及び第５のボルト８８を強固に締め付けることなく、ＣＣＤカメラ７３を第１の支持部材７０、第２の支持部材７１及び第３の支持部材７２により強固に固定することができる。
【０１４８】
したがって、この検査装置１では、ＣＣＤカメラ７３にひずみを生じさせることはなく、ＣＣＤカメラ７３を光学ユニット２１の内部に安定した状態で設置することができる。
【０１４９】
なお、上記検査装置１では、第３の支持部材７２が第２の支持部材７１に取り付けられた構成とされるが、必ずしもこのような構成に限定されるものではなく、例えば、第３の支持部材７２が第１の支持部材７０に取り付けられた構成としてもよい。
【０１５０】
この場合、第１の支持部材７０には、第１の支持片部７０ｂの上部に位置して、第１の固定片部７０ａの折り曲げ方向とは反対の方向に略平行となるように第３の支持部材７２が取り付けられることとなる。これにより、上述した検査装置１と同様な効果を得ることができる。
【０１５１】
なお、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。
【０１５２】
【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、第１の支持部材、第２の支持部材及び第３の支持部材により撮像手段が支持台上に安定した状態で設置されることから、この撮像手段に位置ずれや振動等が発生してしまうのを防ぐことができる。したがって、この検査装置では、被検査物のより鮮明な画像を撮像することができ、被検査物のより微細な欠陥の検出や分類分け等を適切に行うことができる。
【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Ａ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】ＣＣＤカメラと、このＣＣＤカメラを固定するための第１の支持部材、第２の支持部材及び第３の支持部材の構成を説明するための分解斜視図である。
【図９】ＣＣＤカメラを第１の支持部材、第２の支持部材及び第３の支持部材により光学ユニットの内部に固定した状態を示す斜視図である。
【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、５０  外部ユニット、５２，５３  表示装置、５４  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  第１の支持部材、７０ａ  第１の固定片部、７０ｂ  第１の支持片部、７１  第２の支持部材、７１ａ  第２の固定片部、７１ｂ  第２の固定片部、７２  第３の支持部材、７３  ＣＣＤカメラ、７４  受光窓
【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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