(57)【要約】【課題】試料の表面及び裏面に存在する欠陥を同時に検出することが可能な外観検査装置及び外観検査方法を提供する。【解決手段】試料２の外面に現れる欠陥を検出する外観検査装置１を、試料２の表面及び裏面のうちの一方の面で反射した反射光学像に現れる第１の欠陥群と試料２を透過した透過光学像に現れる第２の欠陥群とを検出する欠陥検出部（２０ａ、２０ｂ）と、第１の欠陥群と第２の欠陥群とを比較して表面及び裏面のうちの他方の面に現れる欠陥を検出する欠陥比較部（２５）と、を備えて構成する。【選択図】図３
2007294604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料の外面に現れる欠陥を検出する外観検査装置において、
前記試料の表面及び裏面のうちの一方の面で反射した反射光学像に現れる第１の欠陥群と、前記試料を透過した透過光学像に現れる第２の欠陥群と、を検出する欠陥検出部と、
前記第１の欠陥群と前記第２の欠陥群とを比較して、前記試料の表面及び裏面のうちの他方の面に現れる欠陥を検出する欠陥比較部と、
を備えることを特徴とする外観検査装置。
【請求項２】
赤外光を含む照明光を供給する光源部を備え、
前記光源部から供給される前記照明光を前記試料に透過させて前記透過光学像を生成することを特徴とする請求項１に記載の外観検査装置。
【請求項３】
試料の外面に現れる欠陥を検出する外観検査方法において、
前記試料の表面及び裏面のうちの一方の面で反射した反射光学像を生成し、
前記試料を透過した透過光学像を生成し、
前記反射光学像に現れる第１の欠陥群を検出し、
前記透過光学像に現れる第２の欠陥群を検出し、
前記第１の欠陥群と前記第２の欠陥群とを比較して、前記試料の表面及び裏面のうちの他方の面に現れる欠陥を検出する、
ことを特徴とする外観検査方法。
【請求項４】
赤外光を含む照明光を前記試料に透過させて前記透過光学像を生成する前記試料を透過した透過光学像を生成することを特徴とする請求項３に記載の外観検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料の外面に現れる欠陥を検出する外観検査装置及び外観検査方法に関し、特に、半導体ウエハや、フォトマスク用基板、並びに液晶パネル用基板、液晶デバイス用基板などの外面に形成されたパターンの欠陥を検出する外観検査装置及び外観検査方法に関する。より詳しくはこれら試料の表面（おもてめん）及び裏面に存在する欠陥を同時に検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハ、フォトマスク、液晶表示パネルなどの半導体装置の製造は多数の工数から成り立っており、最終及び途中の工程での欠陥の発生具合を検査して製造工程にフィードバックすることが歩留まり向上の上からも重要である。このような欠陥を製造工程の途中で検出するために、半導体ウエハ、フォトマスク用基板、液晶表示パネル用基板及び液晶デバイス用基板などの試料の外面に形成されたパターンの外観に現れる欠陥を検出する、パターン欠陥検査などの外観検査が広く行われている。
以下の説明では半導体ウエハ上に形成されたパターンの欠陥を検査する半導体ウエハ用外観検査装置を例として説明する。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、半導体メモリ用フォトマスク用基板や、液晶表示パネル用基板、液晶デバイス用基板などの半導体装置を検査する外観検査装置にも広く適用可能である。
【０００３】
図１に、本願の出願人が特願２００３−１８８２０９（下記特許文献１）にて提案するものと同様の外観検査装置のブロック図を示す。一般に外観検査装置１は、半導体ウエハ２（以下、単に「ウエハ」と示す）の撮像画像を得るための顕微鏡部１０と、取得した画像を分析してウエハ２の表面に現れる欠陥を検出する画像処理部２０とを備えて構成される。
【０００４】
図１に、本特許出願の出願人が、特願２００３−１８８２０９（下記特許文献１）にて提案する外観検査装置のブロック図を示す。図示するように、２次元方向に自在に移動可能なステージ１１の上面に試料台（チャックステージ）１２が設けられている。ステージ１１は、Ｘ方向及びＹ方向の２次元方向に移動することが可能であると共に試料台１２をＺ方向に昇降させることで、ウエハ２を３次元方向に移動させることが可能である。この試料台の上に、検査対象となる半導体ウエハ２を載置して固定する。ステージの上部には１次元又は２次元のＣＣＤカメラなどを用いて構成される撮像部１３が設けられており、撮像部１３は半導体ウエハ２上に形成されたパターンの画像信号を発生させる。
本実施例では撮像部１３に１次元のＴＤＩカメラを使用し、ステージ１１を移動させることによって、撮像部１３をＸ方向又はＹ方向に一定速度でウエハ２に相対的に走査させて、ウエハ２の２次元画像を得る。
【０００５】
また、以下説明の簡単のために明視野照明光学系を備える外観検査装置を例として説明を行うが、本発明はこれに限定されるものではない。外観検査装置には、照明光を直接捉えない暗視野照明光学系も採用されており、暗視野照明光学系を有する外観検査装置も本発明の対象である。暗視野装置ではイメージセンサを使用しない場合もあるが、これも当然発明の対象である。
【０００６】
図２に示すように、ウエハ２上には複数のダイ（チップ）３がＸ方向とＹ方向にそれぞれ繰返しマトリクス状に配列されている。各ダイには同じパターンが形成されるので、これらのダイを撮像した画像同士は本来同一となるはずであり、各ダイの撮像画像の対応する部分同士の画素値は本来同様の値となる。
【０００７】
そこで、２つのダイの撮像画像の対応する部分同士の画素値の差分（グレイレベル差信号）を検出すれば、両方のダイに欠陥がない場合に比べて一方のダイに欠陥がある場合にグレイレベル差信号が大きくなることにより、ダイ上に存在する欠陥を検出できる（ダイトゥダイ比較）。
また、１つのダイ内にメモリセルのような繰り返しパターンが形成されている場合には、この繰り返しパターン内の本来同一となるべき複数箇所を撮像した画像同士のグレイレベル差を検出しても欠陥を検出できる（セルトゥセル比較）。
なお、ダイトゥダイ比較では、隣り合う２つのダイ同士を撮像した画像を比較するのが一般的である（シングルティテクション）。これではどちらのダイに欠陥があるか分からないので、更に異なる側に隣接するダイとの比較を行ない、再び同じ部分のグレイレベル差が閾値より大きくなればそのダイに欠陥があることが分かる（ダブルディテクション）。セルトゥセル比較の場合も同様である。
【０００８】
図１に戻り、外観検査装置１は、半導体ウエハ２の表面に形成された繰り返しパターンを撮像部１３で撮像した撮像画像において、本来同一となるべき部分同士を比較して、半導体ウエハ２の表面に現れる欠陥を検出する欠陥検出部２０を備える。
撮像部１３から出力される画像信号は、多値のディジタル信号（グレイレベル信号）に変換された後に欠陥検出部２０内の画像記憶部２１に記憶される。
ステージ１１が移動することによって撮像部１３をウエハ２に相対的に走査させ、この間に１次元ＴＤＩカメラである撮像部１３の出力信号を取り込むと、画像記憶部２１にウエハ２の画像が蓄積される。
【０００９】
欠陥検出部２０は、画像記憶部２１に記憶されたウエハ２の画像において、２つのダイの撮像画像の対応する部分同士のグレイレベル差を算出するための差分検出部２２を備える。
ダイトゥダイ比較を行う場合には、差分検出部２２は、隣接する複数のダイの対応する部分の部分画像を画像記憶部２１から取り出し、その一つを検査画像とし残りを参照画像とする。そして検査画像と参照画像との間の対応する画素同士のグレイレベル差信号を算出して、検出閾値計算部２３と検出部２４に出力する。
セルトゥセル比較を行う場合には、差分検出部２２は、同様に、隣接する複数のセルの対応する部分の部分画像を画像記憶部２１から取り出し、その一つを検査画像とし残りを参照画像として上記グレイレベル差を算出する。
【００１０】
検出閾値計算部２３は、グレイレベル差から欠陥検出閾値を決定して検出部２４に出力する。検出部２４は、差分検出部２２から入力したグレイレベル差と検出閾値計算部２３が決定した欠陥検出閾値とを比較して、検査画像に含まれる欠陥を検出する。
すなわち検出部２４は、グレイレベル差信号が欠陥検出閾値を超える場合には、このようなグレイレベル差信号を算出した画素の位置に、検査画像が欠陥を含んでいると判断する。
そして検出部２４は、検出した欠陥の位置、大きさ、検出時のグレイレベル差信号、グレイレベル値等の情報を含む欠陥情報を検出した欠陥毎に作成して出力する。
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−１７７３９７号公報
【特許文献２】特開平２００３−２０３８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記のような外観検査装置は、ウエハの表面及び裏面のうち、パターンが形成される表面に存在する欠陥のみを検出し、その裏面に存在する欠陥については考慮されなかった。裏面に欠陥が存在しても最終的に製造された半導体装置の動作に影響しないからである。
しかし、半導体製造工程の途中においてウエハ裏面にパーティクルが付着すると、ウエハ裏面が新たなパーティクルの発生源となる。すなわちウエハ裏面のパーティクルがウエハ表面に移ることによって、後の工程においてウエハ表面のパターン形成を阻害するおそれがある。
【００１３】
例えば、ウエハ表面をフッ化水素（ＨＦ）で洗浄するウエット洗浄工程では、複数枚のウエハを重ねた状態でまとめて洗浄するバッチ方式が採用されている。このような工程では、あるウエハの裏面が隣のウエハの表面に近接した状態が作られるため、ウエハ裏面のパーティクルが他のウエハ表面に移るおそれが高くなる。
また、フォトリソグラフィ工程では、ウエハを保持する試料台とウエハ裏面との間にパーティクルが介在することによって、ウエハに転写されるパターンの解像性能が低下するという問題もある。
【００１４】
ところが従来の外観検査装置では、ウエハの表面及び裏面のうち、撮像装置側に向いた面か試料台に接する面のどちらか一方しか撮像することができず、いずれの場合もパターンが形成されるウエハ表面に存在する欠陥しか検出できなかった。したがってウエハの両面の欠陥を検出するためには、一方の面について検査を行った後にウエハを裏返して他方の面を検査する必要があり、外観検査のスループット低下を招いた。
上記問題に鑑み、本発明では、試料の表面及び裏面に存在する欠陥を同時に検出することが可能な外観検査装置及び外観検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために本発明では、試料の表面及び裏面のうちの一方の面で反射した反射光学像と試料を透過した透過光学像とにおいて、それぞれの画像に現れる欠陥を検出し、それら検出された欠陥の差分を、表面及び裏面のうちの他方の面に現れる欠陥として検出する。
【００１６】
すなわち、本発明の第１形態によれば、試料の外面に現れる欠陥を検出する外観検査装置において、試料の表面及び裏面のうちの一方の面で反射した反射光学像に現れる第１の欠陥群と試料を透過した透過光学像に現れる第２の欠陥群とを検出する欠陥検出部と、第１の欠陥群と第２の欠陥群とを比較して試料の表面及び裏面のうちの他方の面に現れる欠陥を検出する欠陥比較部と、を備えて構成される外観検査装置が提供される。
【００１７】
また、本発明の第２形態によれば、試料の外面に現れる欠陥を検出する外観検査方法であって、試料の表面及び裏面のうちの一方の面で反射した反射光学像を生成し、試料を透過した透過光学像を生成し、反射光学像に現れる第１の欠陥群を検出し、透過光学像に現れる第２の欠陥群を検出し、第１の欠陥群と第２の欠陥群とを比較して、表面及び裏面のうちの他方の面に現れる欠陥を検出する外観検査方法が提供される。
【００１８】
上記の本発明の各実施形態において、半導体ウエハの材料であるシリコンウエハが赤外光を透過することを利用して、試料に透過させて透過光学像を生成するために、赤外光を含む光を照明光として使用してよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、試料の両面に存在する欠陥を同時に検出することが可能となるため、外観検査のスループットを低下させずに試料の裏面や試料の内部に存在するパーティクル等の欠陥を検出することが可能となる。
また、試料両面の一方の面に存在する欠陥を反射光学像から検出し、他方の面に存在する欠陥を透過光学像から検出する場合を想定すると、透過光学像には、他方の面に存在する欠陥に加えて一方の面に存在する欠陥も現れる。したがって他方の面に存在する欠陥のみを検出するには、透過光学像に現れる一方の面に存在する欠陥を除く処理が必要になる。この処理を、反射光学像及び透過光学像のそれぞれにおいて欠陥を検出してからの差分を第２の面に存在する欠陥として検出することによって、反射光学像及び透過光学像同士を直に比較するよりも少ない処理量で実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付する図面を参照して本発明の実施例を説明する。図３は、本発明の実施例による外観検査装置の第１構成例のブロック図である。図３に示す外観検査装置１の各構成要素のうち、図１に示す外観検査装置に含まれる構成要素と同様の構成要素には、同じ参照番号を付して説明を省略する。
【００２１】
図３に示す外観検査装置１は、試料としてのウエハ２の外面の撮像画像を得るための顕微鏡部４０と、取得した画像を分析してウエハ２の外面に現れる欠陥を検出する画像処理部５０とを備えて構成される。
また顕微鏡部４０は、ウエハ２の外面の光学像を投影する対物レンズ４３と、対物レンズ４３により投影されたウエハ２の外面の光学像を撮像する２つの撮像部１３ａ及び１３ｂと、を備える。撮像部１３ａ及び１３ｂには１次元又は２次元のＣＣＤカメラを使用可能であり、好適にはＴＤＩカメラなどのイメージセンサが使用される。撮像部１３ａ及び１３ｂは、その受光面に結像するウエハ２の外面の光学像を電気信号に変換する。本実施例では撮像部１３ａ及び１３ｂに１次元のＴＤＩカメラを使用し、ステージ１１を移動させることによって、Ｘ方向又はＹ方向に一定速度で撮像部１３ａ及び１３ｂをウエハ２に相対的に走査させる。
【００２２】
ここで、ウエハ２の表面及び裏面の表記に関して、パターンが形成されている面を「表面」（おもてめん）と記すこととし、その反対側の面を「裏面」と記すこととする。また、ウエハ２の表面及び裏面のうち顕微鏡部４０の撮像部側に向いている面を「第１の面」と記すこととし、その反対側の面を「第２の面」と記すこととする。
ウエハ２の表面が、顕微鏡部４０の撮像部側に向いている「第１の面」である必要はなく、ウエハ２の裏面を顕微鏡部４０の撮像部側に向けて外観検査を行ってもよい。
【００２３】
さらに顕微鏡部４０は、ウエハ２を通常の可視光で照明するための通常光光源４１ａ及びその集光レンズ４２ａと、対物レンズ４３の投影光路上に設けられた半透鏡（ビームスプリッタ）４４ａを備える。半透鏡４４ａは、集光レンズ４２ａにより集光された可視光の照明光を対物レンズ４３に向けて反射させるとともに、対物レンズ４３が投影するウエハ２の第１の面の反射光学像の投影光を透過する。
【００２４】
またさらに顕微鏡部４０は、ウエハ２を赤外線領域の波長を有する照明光（以下、単に「赤外光」と記す）で照明するための赤外光光源４１ｂ及びその集光レンズ４２ｂと、対物レンズ４３の投影光路上に設けられた半透鏡（ビームスプリッタ）４４ｂを備える。半透鏡４４ｂは、集光レンズ４２ｂにより集光された赤外光の照明光を対物レンズ４３に向けて反射させる。
対物レンズ４３を通過した赤外光の照明光はウエハ２に照射され、ウエハ２を透過して試料台１２の表面で反射した後に再度ウエハ２を透過する。対物レンズ４３はその透過光学像を投影し、その投影光は半透鏡４４ａ及び４４ｂを透過する。試料台１２は、ウエハ２を透過してきた赤外光を効率よく反射するために、その表面が鏡面仕上げされていることが望ましい。
【００２５】
ウエハ２の第１の面で反射した可視光線による反射光学像とウエハ２を透過した赤外光による透過光学像が合成された投影光は、対物レンズ４３の投影光路上に設けたハーフミラー４５によって分光され、ハーフミラー４５によって反射した投影光は結像光学系４６ａによって通常光撮像部１３ａの受光面に結像する。
通常光撮像部１３ａは白色光用カメラで構成されており、結像した反射光学像と透過光学像のうち、可視光線による反射光学像のみを電気信号に変換してアナログの画像信号を生成し、さらに多値のディジタル信号（グレイレベル信号）に変換して画像処理部５０に出力する。
【００２６】
一方でハーフミラー４５を透過した各光学像は、結像光学系４６ｂによって赤外光用カメラである赤外光撮像部１３ｂの受光面に結像する。このとき赤外光のみを透過する波長選択フィルタ４７を経由させることによって、透過光学像のみを赤外光撮像部１３ｂに結像させる。赤外光撮像部１３ｂは、結像した透過光学像を電気信号に変換してアナログの画像信号を生成し、さらに多値のディジタル信号（グレイレベル信号）に変換して画像処理部５０に出力する。
【００２７】
画像処理部５０に入力された反射光学像の画像信号及び透過光学像の画像信号は、それぞれ通常光画像欠陥検出部２０ａ及び赤外光画像欠陥検出部２０ｂに入力される。
通常光画像欠陥検出部２０ａ及び赤外光画像欠陥検出部２０ｂは、図１に示す欠陥検出部２０と同様の構成で実現されてよい。そして、通常光画像欠陥検出部２０ａは、反射光学像の撮像画像において、本来同一となるべき部分同士を比較することにより、反射光学像に現れる第１の欠陥群を検出し、これら第１の欠陥群に含まれる各欠陥について、上記説明した欠陥情報をそれぞれ出力する。
ここで反射光学像には、ウエハ２の表面及び裏面のうち撮像部１３ａ及び１３ｂの方を向いた第１の面の態様が現れるので、通常光画像欠陥検出部２０ａにより検出される第１の欠陥群は、ウエハ２の第１の面に現れる欠陥のみが含まれる。
【００２８】
一方で赤外光画像欠陥検出部２０ｂは、透過光学像の撮像画像において、本来同一となるべき部分同士を比較することにより、透過光学像に現れる第２の欠陥群を検出し、これら第２の欠陥群に含まれる各欠陥についてそれぞれ欠陥情報を出力する。ここで透過光学像にはウエハ２の表面及び裏面の両面の態様が現れる。したがって赤外光画像欠陥検出部２０ｂにより検出される第２の欠陥群は、ウエハ２の第２の面に現れる欠陥のほか、ウエハ２の第１の面に現れる欠陥も含まれる。
【００２９】
欠陥比較部２５は、通常光画像欠陥検出部２０ａ及び赤外光画像欠陥検出部２０ｂから、それぞれ第１の欠陥群に関する欠陥情報と第２の欠陥群に関する欠陥情報とを入力する。そしてこれら欠陥情報を比較して、第２の欠陥群に含まれる欠陥の中から第１の欠陥群に含まれる欠陥を除去し、残りの欠陥群（すなわち第１の欠陥群と第２の欠陥群との差分）を、ウエハ２の第２の面に存在する欠陥の欠陥情報として抽出する。
このとき欠陥比較部２５は、第２の欠陥群に含まれる欠陥が第１の欠陥群にも含まれるか否かを判定するために、第１の欠陥群に含まれる欠陥と第２の欠陥群に含まれる欠陥との間で、これら欠陥の欠陥情報に含まれる欠陥の位置情報同士を比較することによって、第１の欠陥群に含まれる欠陥と、第２の欠陥群に含まれる欠陥との間の同一性を判断する。
【００３０】
そして画像処理部５０は、通常光画像欠陥検出部２０ａから出力される欠陥情報をウエハ２の第１の面に存在する欠陥の欠陥情報として出力し、欠陥比較部２５から出力される欠陥情報をウエハ２の第２の面に存在する欠陥の欠陥情報として出力する。
【００３１】
図４は、本発明の実施例による外観検査方法の例を示すフローチャートである。
ステップＳ１では、可視光の照明光を与える通常光光源４１ａを含む照明光学系（例えば図３の構成例では、通常光光源４１ａ、集光レンズ４２ａ、半透鏡４４ａ及び対物レンズ４３）によって、ウエハ２を照明する。
ステップＳ２では、赤外光の照明光を与える赤外光光源４１ｂを含む照明光学系（例えば図３の構成例では、赤外光光源４１ｂ、集光レンズ４２ｂ、半透鏡４４ｂ及び対物レンズ４３）によって、ウエハ２を照明する。
【００３２】
ステップＳ３では、可視光の照明光がウエハ２の第１の面で反射することにより生成される反射光学像と、赤外光の照明光がウエハ２を透過して試料台１２の表面で反射した後に再度ウエハ２を透過することにより生成される透過光学像を対物レンズ４３で投影する。そして投影された光学像を通常光撮像部１３ａによって撮像する。例えば図３の構成例では、投影光をハーフミラー４５で反射させ結像光学系４６ａによって通常光撮像部１３ａの受光部に結像する。
結像された反射光学像及び透過光学像を白色光用カメラである通常光撮像部１３ａで撮像することによって、可視光線による反射光学像のみを電気信号に変換してアナログの画像信号を生成し、さらに多値のディジタル信号（グレイレベル信号）に変換して画像処理部５０に出力する。
【００３３】
ステップＳ４では、そして投影された光学像を赤外光撮像部１３ｂによって撮像する。例えば図３の構成例では、対物レンズ４３により投影された反射光学像と透過光学像の投影光のうち、ハーフミラー４５で透過した投影光を、結像光学系４６ａによって赤外光用カメラである赤外光撮像部１３ｂの受光面に結像する。このとき赤外光のみを透過する波長選択フィルタ４７を経由させ、赤外光の透過光学像のみを赤外光撮像部１３ｂで撮像する。得られたアナログの画像信号を多値のディジタル信号（グレイレベル信号）に変換して画像処理部５０に出力する。
【００３４】
ステップＳ５では、画像処理部５０の通常光画像欠陥検出部２０ａは、通常光撮像部１３ａで撮像した反射光学像の撮像画像において、本来同一となるべき部分同士を比較することにより、反射光学像に現れる第１の欠陥群を検出し、これら第１の欠陥群に含まれる各欠陥について、上記説明した欠陥情報をそれぞれ出力する。上述の通り、第１の欠陥群はウエハ２の第１の面に現れる欠陥のみが含まれるので、画像処理部５０は、第１の欠陥群に含まれる各欠陥に関する欠陥情報を、第１の面に現れる欠陥の欠陥情報として出力する。
【００３５】
ステップＳ６では、赤外光画像欠陥検出部２０ｂは、赤外光撮像部１３ｂで撮像した透過光学像の撮像画像において、本来同一となるべき部分同士を比較することにより、透過光学像に現れる第２の欠陥群を検出し、これら第２の欠陥群に含まれる各欠陥について欠陥情報をそれぞれ出力する。ここで上述の通り、第２の欠陥群にはウエハ２の第２の面に現れる欠陥に加えて第１の面に現れる欠陥も含まれている。
【００３６】
ステップＳ７では、欠陥比較部２５は、通常光画像欠陥検出部２０ａ及び赤外光画像欠陥検出部２０ｂから、それぞれ第１の欠陥群に関する欠陥情報と第２の欠陥群に関する欠陥情報とを入力する。そしてこれら欠陥情報の差分を、ウエハ２の第２の面に存在する欠陥の欠陥情報として抽出する。抽出方法は、上記例と同様としてよい。欠陥情報の差分を、第２の面に現れる欠陥の欠陥情報として出力する。
【００３７】
このように、本発明によれば、ウエハ２の表面及び裏面に存在する欠陥を同時に検出することが可能となり、外観検査装置１のスループットを損なうことなくウエハ２の裏面の外観検査を行うことが可能となる。なお、透過光学像にはウエハ２の内部の態様も現れるので、上記第２の欠陥群にはウエハ２の内部の欠陥も含まれる。したがって、欠陥比較部２５によってウエハ２の内部の欠陥も抽出することが可能である。
また、透過光学像から第２の面に現れる欠陥のみを抽出する方法として、透過光学像と反射光学像の差画像を生成する方法も考えられるが、本方法では検出された欠陥情報のみを比較すれば足りるため、このような差画像を利用する方法に比べて処理量が軽減される。またこのような差画像を利用する方法では、透過光学像から第１の面に現れる欠陥だけを正確に除去するために透過光学像と反射光学像との間で画像調整を行う必要があるが、本方法ではそのような微妙な調整処理が不要であるので、第２の面に現れる欠陥のみを正確に抽出することが可能となる。
【００３８】
図５は本発明の実施例による外観検査装置の第２構成例を示すブロック図である。本構成例では、図３に示した通常光撮像部１３ａと赤外光撮像部１３ｂとを、１つの撮像部１３で実現する。このような撮像部１３は、例えば、撮像素子に配列された各受光セルに対して、１つおきに赤外光を透過する波長選択フィルタを設け、このような赤外線透過波長選択フィルタを設けた受光セルのみによって得られた電気信号と、赤外線透過波長選択フィルタがない受光セルのみによって得られた電気信号と、をそれぞれ別個の画像信号として出力するように構成する。
そして、赤外線透過波長選択フィルタがない受光セルのみによって得られた画像信号は、可視光線による反射光学像として、画像処理部５０の通常光画像欠陥検出部２０ａに入力され、赤外線透過波長選択フィルタがない受光セルのみによって得られた画像信号は、赤外光による透過光学像として、画像処理部５０の赤外光画像欠陥検出部２０ｂに入力される。画像処理部５０の構成及び動作は図３の構成例と同様であるため説明を省略する。
【００３９】
図６は本発明の実施例による外観検査装置の第３構成例を示すブロック図である。図３に示した構成例では、赤外光の照明光をウエハ２の第１の面、すなわち赤外光撮像部１３の方を向いた面から照射したが、本実施例では第１の面の裏側の第２の面に照射する。
このため、本構成例では、図示するように赤外光光源４１ｂ及び４２ｂはウエハ２の第２の面側に配置されるか、若しくは赤外光光源４１ｂによる照明光を、ウエハ２の第２の面側に案内して照明光の向きを第２の面側に変更する、光ファイバーなどの光案内手段を備える。
【００４０】
また、第２の面側から照明する照明光を遮らないように、図３に示す試料台１２に代えて、ウエハ２の側面に当接することによってウエハ２を保持するエッジクランプ６０を備える。エッジクランプ６０はウエハ２表面及び裏面のうちのパターンが形成されない周囲領域を把持してもよい。または、ウエハ２の第２の面を支える試料台１２の上面部材を、透明部材により構成して第２の面側から照明する照明光を透過するようにしてもよい。
第１の面から赤外光を照射することによりウエハ２内を２回透過した透過光学像を撮像する図３の構成例に比べて、本構成例では、ウエハ２内の透過回数が１回で済むため、赤外光光源４１ｂの規模を小さくすることができるという利点がある。本構成例の他の構成要素は、図３の構成例と同様であるため説明を省略する。
また、図６に示した赤外光の照明光をウエハ２の第２の面から照明する構成例においても、図５の構成例と同様に、通常光撮像部１３ａと赤外光撮像部１３ｂとを、１つの撮像部で実現することも可能である。
さらに、図３、５及び６の構成例において、光源として赤外光及び通常光の両方の波長帯を含む光源（例えばハロゲンランプなど）を用いることによって、２つの光源４１ａ及び４１ｂを１つの光源ユニットで構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、試料の外面に現れる欠陥を検出する外観検査装置及び外観検査方法に利用可能である。特に、半導体ウエハや、フォトマスク用基板、並びに液晶パネル用基板、液晶デバイス用基板などの外面に形成されたパターンの欠陥を検出する外観検査装置及び外観検査方法に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】従来の外観検査装置のブロック図である。
【図２】半導体ウエハ上のダイの配列を示す図である。
【図３】本発明の実施例による外観検査装置の第１構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施例による外観検査方法の例を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施例による外観検査装置の第２構成例を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施例による外観検査装置の第３構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４３】
１    外観検査装置
２    半導体ウエハ
４０    顕微鏡部
４３    対物レンズ
４７    波長選択フィルタ
５０    画像処理部
【図１】
2007294604.tif 000003
【図２】
2007294604.tif 000004
【図３】
2007294604.tif 000005
【図４】
2007294604.tif 000006
【図５】
2007294604.tif 000007
【図６】
2007294604.tif 000008