【手続補正書】
【提出日】平成26年2月28日(2014.2.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェハの表面における凹凸を検出し、または該凹凸の大きさを測定する半導体ウェハの表面検査システムであって、
半導体ウェハの表面の全域に対して斜め方向から、入射面において平行な光を照射する光源装置と、
前記半導体ウェハの表面全体を撮影する撮影装置と、を備え、
前記撮影装置で前記半導体ウェハの表面の全体を撮影することで得られた、前記光源装置から照射された光の散乱光または反射光の２次元的な強度分布に基づいて、前記凹凸を検出し、または該凹凸の大きさを測定することを特徴とする半導体ウェハの表面検査システム。
【請求項２】
前記光源装置が照射する光の前記半導体ウェハの表面への入射角は７４度以上８５度以下であることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェハの表面検査システム。
【請求項３】
前記半導体ウェハの表面における凹凸は、前記半導体ウェハの表面に生じるソーマークであり、
前記撮影装置で前記半導体ウェハの表面を撮影することで得られた、前記光源装置から照射された光の前記半導体ウェハの表面の各ポイントからの散乱光または反射光の強度に応じた信号を、前記ソーマークに平行方向に積算した平行積算値に基づいて、前記凹凸を検出しまたは該凹凸の大きさを測定することを特徴とする請求項１または２に記載の半導体ウェハの表面検査システム。
【請求項４】
前記散乱光または反射光の２次元的な強度分布より得られた、前記散乱光または反射光の強度分布曲線を積分した曲線に基づいて、前記凹凸を検出し、または該凹凸の大きさを測定することを特徴とする請求項１または２に記載の半導体ウェハの表面検査システム。
【請求項５】
前記散乱光または反射光の２次元的な強度分布より、前記光源装置が照射する光の前記半導体ウェハの表面への入射面と前記半導体ウェハの表面との交線方向についての前記散乱光または反射光の１次元的な強度分布曲線を取得し、該１次元的な強度分布曲線を前記交線方向について積分した曲線に基づいて、前記凹凸を検出し、または該凹凸の大きさを測定することを特徴とする請求項４に記載の半導体ウェハの表面検査システム。
【請求項６】
複数の前記１次元的な強度分布曲線より、前記交線方向についての平均の強度分布曲線を導出し、該平均の強度分布曲線を前記交線方向について積分した曲線を導出することで、前記凹凸を検出し、または該凹凸の大きさを測定することを特徴とする請求項５に記載の半導体ウェハの表面検査システム。
【請求項７】
前記散乱光または反射光の２次元的な強度分布より得られた、前記散乱光または反射光の強度分布曲線または該強度分布曲線を積分した曲線を周波数分析し、各周波数に対する振幅の密度分布に基づいて、前記凹凸を検出し、または該凹凸の大きさを測定することを特徴とする請求項１または２に記載の半導体ウェハの表面検査システム。
【請求項８】
前記散乱光または反射光の２次元的な強度分布より、前記光源装置が照射する光の前記半導体ウェハの表面への入射面と前記半導体ウェハの表面との交線方向についての前記散乱光または反射光の１次元的な強度分布曲線を取得し、該１次元的な強度分布曲線を前記交線方向について積分した曲線を導出し、導出された曲線を周波数分析することを特徴とする請求項７に記載の半導体ウェハの表面検査システム。
【請求項９】
複数の前記１次元的な強度分布曲線を前記交線方向について積分した曲線を導出し、導出された複数の曲線を各々周波数分析して得られた複数の前記密度分布を平均して得られる平均密度分布に基づいて、前記凹凸を検出し、または該凹凸の大きさを測定することを特徴とする請求項８に記載の半導体ウェハの表面検査システム。
【請求項１０】
前記半導体ウェハが多結晶ウェハであり、
前記散乱光または反射光の２次元的な強度分布より得られた、前記散乱光または反射光の強度分布曲線または該強度分布曲線を積分した曲線を周波数分析し、
その中で前記多結晶の結晶粒の周波数成分に相当する第２の強度分布曲線または該第２の強度分布曲線を積分した曲線を導出し、
前記散乱光または反射光の強度分布曲線から前記第２の強度分布曲線に相当する成分を除去することで得られる第３の強度分布曲線または、前記強度分布曲線を積分した曲線から、前記第２の強度分布曲線を積分した曲線に相当する成分を除去することで得られる曲線に基づいて、前記凹凸を検出し、または該凹凸の大きさを測定することを特徴とする請求項７に記載の半導体ウェハの表面検査システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７７】
測定された表面の凹凸の大きさ（ＰＶ値）ＲPVはその定義からも判るように統計的なバラツキを伴っている。さらに、そのバラツキの中にはシステムの測定誤差も含まれている。このことも考慮して全測定データから得られる平均値を（ＲPV）ave、最大値を（ＲPV）max、標準偏差を（ＲPV）devとする。また、ＣＣＤの１画素に対応する半導体ウェハ上の長さをｄとして、上述と同様の考え方に沿えば、θ0の属するべき範囲は（７）式のように表わすことができる。
【数７】
2011203245.tif 000001
すなわち、半導体ウェハ表件検査システム５０において（７）式が成立する範囲にθ0が属するように、光源装置５２からの照射光の角度を調整することで、より精度よく高感
度な測定が可能となる。
なお、以下に、本発明の実施態様の例について列挙する。
〔実施態様１〕
半導体ウェハの表面における凹凸を検出し、または該凹凸の大きさを測定する半導体ウェハの表面検査システムであって、
半導体ウェハの表面の全域に対して斜め方向から、入射面において平行な光を照射する光源装置と、
前記半導体ウェハの表面全体を撮影する撮影装置と、を備え、
前記撮影装置で前記半導体ウェハの表面の全体を撮影することで得られた、前記光源装置から照射された光の散乱光または反射光の２次元的な強度分布に基づいて、前記凹凸を検出し、または該凹凸の大きさを測定することを特徴とする半導体ウェハの表面検査システム。
〔実施態様２〕
前記光源装置が照射する光の前記半導体ウェハの表面への入射角は７４度以上８５度以下であることを特徴とする実施態様１に記載の半導体ウェハの表面検査システム。
〔実施態様３〕
前記半導体ウェハの表面における凹凸は、前記半導体ウェハの表面に生じるソーマークであることを特徴とする実施態様１または２に記載の半導体ウェハの表面検査システム。〔実施態様４〕
前記撮影装置で前記半導体ウェハの表面を撮影することで得られた、前記光源装置から照射された光の前記半導体ウェハの表面の各ポイントからの散乱光または反射光の強度に応じた信号を、前記ソーマークに平行方向に積算した平行積算値に基づいて、前記凹凸を検出しまたは該凹凸の大きさを測定することを特徴とする実施態様３に記載の半導体ウェハの表面検査システム。
〔実施態様５〕
前記光源装置は前記半導体ウェハの法線方向から見て互いに約９０度異なる方向から前記半導体ウェハの表面に光を照射する第１光源装置及び第２光源装置からなり、
前記光源装置から照射された光の前記半導体ウェハの表面の各ポイントからの散乱光または反射光は、前記第１光源装置および前記第２光源装置のうち、前記法線方向から見て前記ソーマークに垂直方向から光を照射する方の光源装置から照射された光の、前記半導体ウェハの表面の各ポイントからの散乱光または反射光としたことを特徴とする実施態様４に記載の半導体ウェハの表面検査システム。
〔実施態様６〕
前記撮影装置で前記半導体ウェハの表面の全体を撮影することで得られた、前記光源装置から照射された光の前記半導体ウェハの表面の各ポイントからの散乱光または反射光の強度に応じた信号を、前記半導体ウェハの表面を分割して得られる複数の領域に相当するよう分割し、分割された各々の領域について前記凹凸を検出し、または該凹凸の大きさを測定することを特徴とする実施態様３から５のいずれか一項に記載の半導体ウェハの表面検査システム。
〔実施態様７〕
前記散乱光または反射光の２次元的な強度分布より得られた、前記散乱光または反射光の強度分布曲線を積分した曲線に基づいて、前記凹凸を検出し、または該凹凸の大きさを測定することを特徴とする実施態様１または２に記載の半導体ウェハの表面検査システム。
〔実施態様８〕
前記散乱光または反射光の２次元的な強度分布より、前記光源装置が照射する光の前記半導体ウェハの表面への入射面と前記半導体ウェハの表面との交線方向についての前記散乱光または反射光の１次元的な強度分布曲線を取得し、該１次元的な強度分布曲線を前記交線方向について積分した曲線に基づいて、前記凹凸を検出し、または該凹凸の大きさを測定することを特徴とする実施態様７に記載の半導体ウェハの表面検査システム。
〔実施態様９〕
複数の前記１次元的な強度分布曲線より、前記交線方向についての平均の強度分布曲線を導出し、該平均の強度分布曲線を前記交線方向について積分した曲線を導出することで、前記凹凸を検出し、または該凹凸の大きさを測定することを特徴とする実施態様８に記載の半導体ウェハの表面検査システム。
〔実施態様１０〕
前記散乱光または反射光の２次元的な強度分布より得られた、前記散乱光または反射光の強度分布曲線または該強度分布曲線を積分した曲線を周波数分析し、各周波数に対する振幅の密度分布に基づいて、前記凹凸を検出し、または該凹凸の大きさを測定することを特徴とする実施態様１または２に記載の半導体ウェハの表面検査システム。
〔実施態様１１〕
前記散乱光または反射光の２次元的な強度分布より、前記光源装置が照射する光の前記半導体ウェハの表面への入射面と前記半導体ウェハの表面との交線方向についての前記散乱光または反射光の１次元的な強度分布曲線を取得し、該１次元的な強度分布曲線を前記交線方向について積分した曲線を導出し、導出された曲線を周波数分析することを特徴とする実施態様１０に記載の半導体ウェハの表面検査システム。
〔実施態様１２〕
複数の前記１次元的な強度分布曲線を前記交線方向について積分した曲線を導出し、導出された複数の曲線を各々周波数分析して得られた複数の前記密度分布を平均して得られる平均密度分布に基づいて、前記凹凸を検出し、または該凹凸の大きさを測定することを特徴とする実施態様１１に記載の半導体ウェハの表面検査システム。
〔実施態様１３〕
前記半導体ウェハが多結晶ウェハであり、
前記散乱光または反射光の２次元的な強度分布より得られた、前記散乱光または反射光の強度分布曲線または該強度分布曲線を積分した曲線を周波数分析し、
その中で前記多結晶の結晶粒の周波数成分に相当する第２の強度分布曲線または該第２の強度分布曲線を積分した曲線を導出し、
前記散乱光または反射光の強度分布曲線から前記第２の強度分布曲線に相当する成分を除去することで得られる第３の強度分布曲線または、前記強度分布曲線を積分した曲線から、前記第２の強度分布曲線を積分した曲線に相当する成分を除去することで得られる曲線に基づいて、前記凹凸を検出し、または該凹凸の大きさを測定することを特徴とする実施態様１０に記載の半導体ウェハの表面検査システム。
〔実施態様１４〕
前記光源装置は、
直線状に構成された光源と、
前記直線と平行方向から見た断面図が放物線形状を示すとともに、前記直線と平行方向には該放物線形状を維持する反射鏡と、を有し、
前記直線と平行方向から見た場合に、前記光源は、前記放物線の焦点に配置されたことを特徴とする実施態様１から１３のいずれか一項に記載の半導体ウェハの表面検査システム。
〔実施態様１５〕
前記光源装置は、
直線状に構成された光源と、
前記直線と平行方向の軸を有するシリンドリカルレンズまたはシリンダフレネルレンズと、を有し、
前記直線と平行方向から見た場合に、前記光源は、前記シリンドリカルレンズまたは前記シリンダフレネルレンズの焦点に配置されたことを特徴とする実施態様１から１３のいずれか一項に記載の半導体ウェハの表面検査システム。
〔実施態様１６〕
前記光源装置は、
直線状に構成された光源と、
前記直線と平行方向の軸を有するとともに前記光源から照射される光を直線状に集光する第一シリンドリカルレンズまたは第一シリンダフレネルレンズと、
前記第一シリンドリカルレンズまたは第一シリンダフレネルレンズに対して前記光源と反対側に配置され前記直線と平行の開口部を有するスリットと、
前記直線と平行方向の軸を有するとともに前記スリットの開口部に焦点が位置するように配置され、前記スリットを通過した後に拡散した前記光源から照射された光を平行光にする第二シリンドリカルレンズまたは第二シリンダフレネルレンズと、
を有することを特徴とする実施態様１から１３のいずれか一項に記載の半導体ウェハの表面検査システム。
〔実施態様１７〕
前記光源装置は、
光の照射面が略長方形状になるように構成された光源と、
前記長方形の一辺と平行方向の軸を有するとともに前記光源から照射される光を直線状に集光する第一シリンドリカルレンズまたは第一シリンダフレネルレンズと、
前記第一シリンドリカルレンズまたは第一シリンダフレネルレンズの焦点部分に前記軸と平行の開口部を有するとともに前記光源から照射された光が直線状に集光した集光部分の幅を制限するスリットと、
前記長方形の一辺と平行方向の軸を有するとともに直線状に集光した後に拡散した前記光源から照射された光を平行光に戻す第二シリンドリカルレンズまたは第二シリンダフレネルレンズと、
を有することを特徴とする実施態様１から１３のいずれか一項に記載の半導体ウェハの表面検査システム。
〔実施態様１８〕
前記光源は、ＬＥＤ素子を直線状に並列させることで構成されることを特徴とする実施態様１４から１６のいずれか一項に記載の半導体ウェハの表面検査システム。
〔実施態様１９〕
前記光源は、ＬＥＤからの光を複数の光ファイバの一端に入射し、該複数の光ファイバの他端を直線状に並列させることで構成されることを特徴とする実施態様１４から１６のいずれか一項に記載の半導体ウェハの表面検査システム。
〔実施態様２０〕
前記光源は、ＬＥＤ素子を平面状に並列させることで構成されることを特徴とする実施態様１７に記載の半導体ウェハの表面検査システム。
〔実施態様２１〕
前記半導体ウェハは、太陽電池用のウェハであることを特徴とする実施態様１から２０のいずれか一項に記載の半導体ウェハの表面検査システム。
〔実施態様２２〕
前記半導体ウェハが載置されるとともに、該半導体ウェハを、前記光源装置が該半導体ウェハの表面に対して斜め方向から光を照射することが可能で且つ前記撮影装置が該半導体ウェハの表面全体を撮影することが可能な位置に導く運搬装置をさらに備え、
インラインで、前記半導体ウェハにおける前記ソーマークを検出し、または該凹凸の大きさを測定することが可能に構成されたことを特徴とする実施態様１から２１のいずれか一項に記載の半導体ウェハの表面検査システム。
〔実施態様２３〕
半導体ウェハの表面における凹凸を検出し、または該凹凸の大きさを測定する半導体ウェハの表面検査方法であって、
半導体ウェハの表面の全域に対して斜め方向から入射面において平行な光を照射し、
前記半導体ウェハの表面全体を撮影し、
前記半導体ウェハの表面の全体を撮影することで得られた、前記照射された光の散乱光または反射光の２次元的な強度分布に基づいて、前記凹凸を検出し、または該凹凸の大き
さを測定することを特徴とする半導体ウェハの表面検査方法。
〔実施態様２４〕
前記半導体ウェハの表面の全域に対して照射する光の入射角は７４度以上８５度以下であることを特徴とする実施態様２３に記載の半導体ウェハの表面検査方法。
〔実施態様２５〕
前記半導体ウェハの表面における凹凸は、前記半導体ウェハの表面に生じるソーマークであることを特徴とする実施態様２３または２４に記載の半導体ウェハの表面検査方法。〔実施態様２６〕
前記半導体ウェハの表面の全体を撮影することで得られた、前記照射された光の前記半導体ウェハの表面の各ポイントからの散乱光または反射光の強度に応じた信号を、前記ソーマークに平行方向に積算した平行積算値に基づいて、前記凹凸を検出しまたは該凹凸の大きさを測定することを特徴とする実施態様２５に記載の半導体ウェハの表面検査方法。〔実施態様２７〕
前記半導体ウェハの法線方向から見て複数の方向から前記半導体ウェハの表面に光を照射し、
前記法線方向から見て前記ソーマークに垂直方向から照射された光の、前記半導体ウェハの表面の各ポイントからの散乱光または反射光の強度に応じた信号を、前記ソーマークに平行方向に積算した平行積算値に基づいて、前記凹凸を検出しまたは該凹凸の大きさを測定することを特徴とする実施態様２６に記載の半導体ウェハの表面検査方法。
〔実施態様２８〕
前記撮影装置で前記半導体ウェハの表面の全体を撮影することで得られた、前記光源装置から照射された光の前記半導体ウェハの表面の各ポイントからの散乱光または反射光の強度に応じた信号を、前記半導体ウェハの表面を分割して得られる複数の領域に相当するよう分割し、分割された各々の領域について前記凹凸を検出し、または該凹凸の大きさを測定することを特徴とする実施態様２５から２７のいずれか一項に記載の半導体ウェハの表面検査方法。
〔実施態様２９〕
前記散乱光または反射光の２次元的な強度分布より得られた、前記散乱光または反射光の強度分布曲線を積分した曲線に基づいて、前記凹凸を検出し、または該凹凸の大きさを測定することを特徴とする実施態様２３または２４に記載の半導体ウェハの表面検査方法。
〔実施態様３０〕
前記散乱光または反射光の２次元的な強度分布より、前記照射される光の前記半導体ウェハの表面への入射面と前記半導体ウェハの表面との交線方向についての前記散乱光または反射光の１次元的な強度分布曲線を取得し、該１次元的な強度分布曲線を前記交線方向について積分した曲線に基づいて、前記凹凸を検出し、または該凹凸の大きさを測定することを特徴とする実施態様２９に記載の半導体ウェハの表面検査方法。
〔実施態様３１〕
複数の前記１次元的な強度分布曲線より、前記交線方向についての平均の強度分布曲線を導出し、該平均の強度分布曲線を前記交線方向について積分した曲線を導出することで、前記凹凸を検出し、または該凹凸の大きさを測定することを特徴とする実施態様３０に記載の半導体ウェハの表面検査方法。
〔実施態様３２〕
前記散乱光または反射光の２次元的な強度分布より得られた、前記散乱光または反射光の強度分布曲線または該強度分布曲線を積分した曲線を周波数分析し、各周波数に対する振幅の密度分布に基づいて、前記凹凸を検出し、または該凹凸の大きさを測定することを特徴とする実施態様２３または２４に記載の半導体ウェハの表面検査方法。
〔実施態様３３〕
前記散乱光または反射光の２次元的な強度分布より、前記照射される光の前記半導体ウェハの表面への入射面と前記半導体ウェハの表面との交線方向についての前記散乱光また
は反射光の１次元的な強度分布曲線を取得し、該１次元的な強度分布曲線を前記交線方向について積分した曲線を導出し、導出された曲線を周波数分析することを特徴とする実施態様３２に記載の半導体ウェハの表面検査方法。
〔実施態様３４〕
複数の前記１次元的な強度分布曲線を前記交線方向について積分した曲線を導出し、導出された複数の曲線を各々周波数分析して得られた複数の前記密度分布を平均して得られる平均密度分布に基づいて、前記凹凸を検出し、または該凹凸の大きさを測定することを特徴とする実施態様３３に記載の半導体ウェハの表面検査方法。
〔実施態様３５〕
前記半導体ウェハが多結晶ウェハであり、
前記散乱光または反射光の２次元的な強度分布より得られた、前記散乱光または反射光の強度分布曲線または該強度分布曲線を積分した曲線を周波数分析し、
その中で前記多結晶の結晶粒の周波数成分に相当する第２の強度分布曲線または該第２の強度分布曲線を積分した積分曲線を導出し、
前記散乱光または反射光の強度分布曲線から前記第２の強度分布曲線に相当する成分を除去することで得られる第３の強度分布曲線または、前記強度分布曲線を積分した曲線から、前記第２の強度分布曲線を積分した積分曲線に相当する成分を除去することで得られる曲線に基づいて、前記凹凸を検出し、または該凹凸の大きさを測定することを特徴とする実施態様３２に記載の半導体ウェハの表面検査方法。
〔実施態様３６〕
前記半導体ウェハの表面の全域に対して斜め方向から、ＬＥＤによって光を照射することを特徴とする実施態様２３から３５のいずれか一項に記載の半導体ウェハの表面検査方法。