(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物が設置されるステージと、
上記ステージを支持する支持台と、
上記被検査物に対して紫外光を出射する紫外光出射手段と、
上記紫外光出射手段から出射された紫外光を上記ステージ上に設置された被検査物に照射し、この被検査物からの反射光を検出する光学ユニットと、
上記紫外光出射手段を上記支持台の内部から外部へと引き出すレール機構とを備え、
上記紫外光出射手段は、上記支持台の内部に引出自在に配設され、振動防止手段を介して上記レール機構上に設置されている検査装置。
【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、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、ますます微細化しており、近年では線幅が０．１８μｍ以下にまでなってきている。そのため、欠陥のサイズも非常に微細なものとなっており、従来の検査装置では、欠陥が何であるか調べて分類分けを行うことが困難になってきている。
【０００６】
そこで、検査装置では、より微細なデバイスパターンの検査を可能とするために、紫外光により被検査物の画像を撮像して検査することが提案されている。すなわち、この検査装置は、被検査物に対して紫外光を照射する、例えば紫外光レーザー装置を備え、この紫外光レーザー装置を用いて被検査物に紫外光を照射し、この被検査物からの反射光又は透過光を検出して被検査物の画像を撮像することにより、被検査物の高分解能での検査を行う。
【０００７】
ところで、この検査装置では、紫外光を用いて高分解能での検査を行うために、振動等の影響を受けやすく、紫外光レーザー装置に対して振動対策を施す必要があった。しかしながら、紫外光レーザー装置は、振動対策が施された状態で検査装置に設置されるものの、経時的な劣化によるメンテナンスや、定期交換等を必要としていた。
【０００８】
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、被検査物に対して紫外光を出射する紫外光出射手段のメンテナンス性を大幅に向上させた検査装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【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、被検査物が設置されるステージと、ステージを支持する支持台と、被検査物に対して紫外光を出射する紫外光出射手段と、紫外光出射手段から出射された紫外光をステージ上に設置された被検査物に照射し、この被検査物からの反射光を検出する光学ユニットと、紫外光出射手段を支持台の内部から外部へと引き出すレール機構とを備え、紫外光出射手段が、支持台の内部に引出自在に配設され、振動防止手段を介してレール機構上に設置されている。
【００１０】
以上のように、本発明に係る検査装置では、紫外光出射手段が支持台の内部に引出自在に配設されていることから、この紫外光出射手段のメンテナンスや定期交換等を容易に行うことができる。また、本発明に係る検査装置では、レール機構上に、振動防止手段を介して紫外光出射手段が設置されているため、紫外光出射手段に対する外部からの振動等の影響を抑えることができ、紫外光を用いて高分解能での検査を行うことができる。
【００１１】
【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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。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。
【００１６】
そして、この検査装置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。
【００１７】
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。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。
【００１８】
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。
【００１９】
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Ａ１方向から見た様子を示す側面図である。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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６０を備えている。この外部ユニット６０は、クリーンボックス３の外部に設置され、支持脚６１によって床板上に支持されている。この外部ユニット６０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６２や、検査時の各種条件等を表示するための表示装置６３、装置本体１０への指示入力等を行うための入力装置６４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６０に配された表示装置６２，５３を見ながら、外部ユニット６０に配された入力装置６４から必要な指示を入力して半導体ウェハの検査を行う。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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を上側から見た様子を模式的に示す平面図である。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
ところで、支持台１１の内部には、図４に示すように、検査対象の半導体ウェハに対して紫外光を照射するための紫外光レーザ装置２５が設けられている。なお、図４は、装置本体１０を図２中矢印Ａ２方向から見た様子を示す側面図である。
【００５４】
この紫外光レーザ装置２５は、固体レーザ光源から出射されたレーザ光を非線形光学結晶を用いて波長変換し、紫外光レーザとして連続発振する、いわゆる遠紫外固体レーザと呼ばれるものである。なお、この紫外光レーザ装置２５では、ＹＡＧレーザの４倍波として、波長が２６６ｎｍ程度の紫外光レーザを得ることが可能である。
【００５５】
この紫外光レーザ装置２５は、各構成要素が全て固体素子により構成されるため、効率が良く、また装置全体を非常に小型化することが可能である。例えば、紫外光レーザを発振するレーザ光源として、アルゴンレーザやエキシマレーザ等のガスレーザを用いることも考えられるが、これらガスレーザは、装置が大型であり、しかも効率が悪く消費電力が高いという問題がある。
【００５６】
さらに、アルゴンレーザの場合には、大量の冷却水が必要という問題もある。また、冷却水を循環させると振動が生じてしまうため、大量の冷却水が必要なアルゴンレーザは、微細構造の検査には不適当である。しかも、アルゴンレーザは、発振波長の安定性が悪いという問題もある。一方、エキシマレーザの場合には、危険物であるフッ化物ガスの供給が必要となるという問題がある。また、エキシマレーザは、ピークパワーの高いパルス発振をするので、半導体ウェハの画像を撮像して検査を行う光源として不適当である。
【００５７】
これに対して、この紫外光レーザ装置２５は、固定レーザ光源からのレーザ光に対して波長変換を行うことにより紫外光レーザを発生させることで、アルゴンレーザやエキシマレーザ等のガスレーザを用いたときの問題を全て解決できる。
【００５８】
そして、この紫外光レーザー装置２５から出射された紫外光は、後述する光ファイバ５４を介して光学ユニット２１内の紫外光用光学系４６へと導かれることとなる。
【００５９】
また、この紫外光レーザ装置２５は、図４及び図５に示すように、支持台１１の内部に、この支持台１１の図１及び図４中矢印Ａ１方向とは反対側の側面部において、図４及び図５中矢印Ｃ方向に引出自在に配設されている。詳述すると、支持台１１の内部には、紫外光レーザ装置２５が載置されると共に、この紫外光レーザ装置２５を外部へと引き出すレール機構２６が設けられている。なお、図５は、装置本体１０を図４中矢印Ａ１方向とは反対の方向から見た様子を模式的に示す斜視図である。
【００６０】
このレール機構２６は、紫外光レーザ装置２５が載置される略平板状の載置台２７と、この載置台２７の両側面に取り付けられた一対の第１のレール２８と、この一対の第１のレール２８と係合する一対の第２のレール２９と、この第２のレール２９と係合すると共に支持台１１の内部に取り付けられた一対のガイドレール３０とを備える。
【００６１】
また、載置台２７には、紫外光レーザ装置２５を支持台１１の外部へと引き出すための取手部３１が取り付けられている。そして、載置台２７上には、防振部材３２を介して、紫外光レーザ装置２５が設置されている。このとき、紫外光レーザ装置２５は、載置台２７上に取り付けられた位置決め金具３３と固定金具３４とにより、載置台２７上の所定の位置に固定されることとなる。
【００６２】
防振部材３２は、図６に示すように、床からの振動や、載置台２７上に載置された紫外光レーザ装置２５を引出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、載置台２７上に設けられた凸部２７ａと係合するゲル部材３５と、このゲル部材３５と係合すると共に紫外光レーザ装置２５を支持する支持部材３６とから構成される。
【００６３】
ゲル部材３５は、ゲル等の弾性材料からなり、略中心部に貫通孔３５ａが穿設された略円柱形状を有している。一方、支持部材３６は、全体略円柱形状を有し、底面部にゲル部材３５の貫通孔３５ａと係合する係合凸部３６ａと、側面部にその全周に亘って形成された溝部３６ｂとを有している。そして、この防振部材３２は、図７に示すように、ゲル部材３５の貫通孔３５ａが載置台２７上に設けられた凸部２７ａと係合すると共に、この貫通孔３５ａに支持部材３６の係合凸部３６ａが係合することにより接合一体化され、この上に紫外光レーザ装置２５が載置されることとなる。
【００６４】
また、載置台２７上には、図８に示すように、この防振部材３２を保持するための保持部材３７が設けられている。この保持部材３７は、略Ｌ状に折り曲げられた一片が載置台２７上に固定される固定部３７ａとして形成され、この固定部３７ａとは反対側に略平行に折り曲げられた一片が防振部材３２を保持する保持部３７ｂとして形成されてなる。また、保持部３７ｂには、上述した支持部材３６に形成された溝部３６ｂと係合する切欠部３７ｃが形成されている。
【００６５】
ここで、図７及び図８に示すように、この保持部３７ｂに形成された切欠部３７ｃの幅をＤとし、支持部材３６の溝部３６ｂが形成された位置での直径をｄとしたとき、Ｄ＞ｄとなることが望ましい。そして、保持部材３７は、切欠部３７ｃを支持部材３６の溝部３６ｂに係合させると共に、固定部３７ａを載置台２７上に固定することにより、防振部材３２を保持することとなる。
【００６６】
レール機構２６において、一対の第１のレール２８は、図４及び図５に示すように、載置台２７の両側面に取り付けられており、第２のレール２９と係合しながら、この第２のレール２９に沿ってスライドする構成とされる。また、第１のレール２８の終端部には、紫外光レーザ装置２５が支持台１１の内部に収納された際に、このレール機構２６を支持台１１に固定するための固定具３８が取り付けられている。
【００６７】
レール機構２６において、一対の第２のレール２９は、第１のレール２８と係合する内形形状を有し、この内形に沿って一対の第１のレール２８がスライドすると共に、ガイドレール３０と係合しながら、このガイドレール３０に沿ってスライドする構成とされる。
【００６８】
レール機構２６において、一対のガイドレール３０は、支持台１１の内側面に取り付けられており、第２のレール２９と係合する内形形状を有し、この内形に沿って第２のレール２９がスライドする構成とされる。
【００６９】
このように、レール機構２６は、支持台１１に固定されたガイドレール３０に対して、第１のレール２８と第２のレール２９とが互いに連動しながらスライドすることにより、載置台２７上に防振部材３２を介して設置された紫外光レーザ装置２５を、支持台１１の内部に対して図４及び図５中矢印Ｃ方向に引出自在としている。なお、一対の第１のレール２８、第２のレール２９及び第３のレール３０の間には、図示を省略するローラが配設されており、レール機構２６の滑らかなスライド動作を可能としている。
【００７０】
以上のように、この検査装置１では、紫外光レーザ装置２５がレール機構２６を介して支持台１１の内部に引出自在に配設されている。このため、この検査装置１では、紫外光レーザ装置２５の経時的な劣化によるメンテナンスや、定期交換等を行う際に、この紫外光レーザ装置２５を装置本体１０の外部へと容易に取り出すことができる。一方、この紫外光レーザ装置２５を装置本体１０の内部に容易に設置することができる。
【００７１】
したがって、この検査装置１では、紫外光レーザ装置２５のメンテナンスや、定期交換等を容易に行うことができ、この紫外光レーザ装置２５のメンテナンス性を大幅に向上させることができる。
【００７２】
また、この検査装置１では、紫外光レーザ装置２５が防振部材３２を介して載置台２７上に設置されている。これにより、検査装置１では、紫外光レーザ装置２５に加わる外部からの振動等の影響を抑えることができ、紫外光を用いて高分解能での検査を行うことができる。
【００７３】
なお、検査装置１において、紫外光レーザ装置２５は、クリーンな環境、振動，音等の影響、電磁波の影響、冷却効率、重量、重心位置を低くする等の観点から、装置本体１０に対してなるべく低位置に設けられていることが望ましい。この場合、紫外光レーザ装置２５の設置場所としては、装置本体１０の各機構を支持する支持台１１の内部が最適である。
【００７４】
なお、検査装置１には、クリーンボックス３、支持台９並びに外部ユニット６０の底部に、それぞれタイヤ３９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並び外部ユニット６０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６，１２，６１を床に着けて、タイヤ３９は浮かせておく。
【００７５】
また、検査装置１では、クリーンボックス３の図１中矢印Ａ１方向とは反対側の支持台１１と対向した側面部に、紫外光レーザ装置２５を支持台１１の外部へと引き出す際に開口可能な開口扉を設けてもよい。これにより、検査装置１では、開口扉を介して紫外光レーザ装置２５を装置本体１０からクリーンボックス３の外部へと容易に取り出すことができる。
【００７６】
次に、上記検査装置１について、図９のブロック図を参照して更に詳細に説明する。
【００７７】
図９に示すように、検査装置１の外部ユニット６０には、表示装置６２及び入力装置６４ａが接続された画像処理用コンピュータ７０と、表示装置６３及び入力装置６４ｂが接続された制御用コンピュータ７１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７０に接続された入力装置６４ａと、制御用コンピュータ７１に接続された入力装置６４ｂとをまとめて、入力装置６４として図示している。
【００７８】
画像処理用コンピュータ７０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４０，４１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４０，４１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７０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。
【００７９】
なお、画像処理用コンピュータ７０に接続された入力装置６４ａは、ＣＣＤカメラ４０，４１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７０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７０に接続された表示装置６２は、ＣＣＤカメラ４０，４１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。
【００８０】
制御用コンピュータ７１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４０，４１により撮像されるように、制御用コンピュータ７１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。
【００８１】
また、制御用コンピュータ７１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７１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。
【００８２】
なお、制御用コンピュータ７１に接続された入力装置６４ｂ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７１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７１に接続された表示装置６３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。
【００８３】
また、画像処理用コンピュータ７０と制御用コンピュータ７１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７０と制御用コンピュータ７１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７０ａ，７１ａ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７０と制御用コンピュータ７１との間で、互いにデータのやり取りが可能となっている。
【００８４】
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６０に配された制御用コンピュータ７１に、ロボット制御インターフェース７１ｂ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７１からロボット制御インターフェース７１ｂを介して、制御信号が送られる。
【００８５】
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７１からロボット制御インターフェース７１ｂ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。
【００８６】
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。
【００８７】
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６０に配された制御用コンピュータ７１に、ステージ制御インターフェース７１ｃ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７１からステージ制御インターフェース７１ｃを介して、制御信号が送られる。
【００８８】
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７１からステージ制御インターフェース７１ｃ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。
【００８９】
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。
【００９０】
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４０と、ハロゲンランプ４２と、可視光用光学系４３と、可視光用対物レンズ４４と、可視光用オートフォーカス制御部４５とから構成されている。
【００９１】
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４２を点灯させる。ここで、ハロゲンランプ４２の駆動源は、外部ユニット６０に配された制御用コンピュータ７１に、光源制御インターフェース７１ｄを介して接続されている。そして、ハロゲンランプ４２の駆動源には、制御用コンピュータ７１から光源制御インターフェース７１ｄを介して制御信号が送られる。ハロゲンランプ４２の点灯／消灯は、この制御信号に基づいて行われる。
【００９２】
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４２を点灯させ、このハロゲンランプ４２からの可視光を、可視光用光学系４３及び可視光用対物レンズ４４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４４により拡大し、その拡大像を可視光用ＣＣＤカメラ４０により撮像する。
【００９３】
ここで、可視光用ＣＣＤカメラ４０は、外部ユニット６０に配された画像処理用コンピュータ７０に、画像取込インターフェース７０ｂを介して接続されている。そして、可視光用ＣＣＤカメラ４０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７０ｂを介して画像処理用コンピュータ７０に取り込まれる。
【００９４】
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４５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４５により、可視光用対物レンズ４４と半導体ウェハの間隔が可視光用対物レンズ４４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４４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４４の焦点面に一致するようにする。
【００９５】
ここで、可視光用オートフォーカス制御部４５は、外部ユニット６０に配された制御用コンピュータ７１に、オートフォーカス制御インターフェース７１ｅ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４５には、制御用コンピュータ７１からオートフォーカス制御インターフェース７１ｅ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４５による可視光用対物レンズ４４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。
【００９６】
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４１と、上述した支持台１１内に設置された紫外光レーザ装置２５と、紫外光用光学系４６と、紫外光用対物レンズ４７と、紫外光用オートフォーカス制御部４８とから構成されている。
【００９７】
そして、紫外光にて半導体ウェハの画像を撮像する際は、紫外光レーザ装置２５を点灯させる。ここで、紫外光レーザ装置２５の駆動源は、外部ユニット６０に配された制御用コンピュータ７１に、光源制御インターフェース７１ｄを介して接続されている。そして、紫外光レーザ装置２５の駆動源には、制御用コンピュータ７１から光源制御インターフェース７１ｄを介して制御信号が送られる。紫外光レーザ装置２５の点灯／消灯は、この制御信号に基づいて行われる。
【００９８】
紫外光にて半導体ウェハの画像を撮像する際は、紫外光レーザ装置２５を点灯させ、この紫外光レーザ装置２５からの紫外光を、紫外光用光学系４６及び紫外光用対物レンズ４７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４７により拡大し、その拡大像を紫外光用ＣＣＤカメラ４１により撮像する。
【００９９】
ここで、紫外光用ＣＣＤカメラ４１は、外部ユニット６０に配された画像処理用コンピュータ７０に、画像取込インターフェース７０ｃを介して接続されている。そして、紫外光用ＣＣＤカメラ４１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７０ｃを介して画像処理用コンピュータ７０に取り込まれる。
【０１００】
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４８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４８により、紫外光用対物レンズ４７と半導体ウェハの間隔が紫外光用対物レンズ４７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４７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４７の焦点面に一致するようにする。
【０１０１】
ここで、紫外光用オートフォーカス制御部４８は、外部ユニット６０に配された制御用コンピュータ７１に、オートフォーカス制御インターフェース７１ｅ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４８には、制御用コンピュータ７１からオートフォーカス制御インターフェース７１ｅ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４８による紫外光用対物レンズ４７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。
【０１０２】
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６０に配された制御用コンピュータ７１に、風量制御インターフェース７１ｆ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７１から風量制御インターフェース７１ｆ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。
【０１０３】
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１０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４５，４８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。
【０１０４】
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４２と、可視光用光学系４３と、可視光用対物レンズ４４とから構成されている。
【０１０５】
ハロゲンランプ４２からの可視光は、光ファイバ４９によって可視光用光学系４３へと導かれる。可視光用光学系４３へと導かれた可視光は、先ず、２つのレンズ５０，５１を透過してハーフミラー５２に入射する。そして、ハーフミラー５２に入射した可視光は、ハーフミラー５２によって可視光用対物レンズ４４へ向けて反射され、可視光用対物レンズ４４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。
【０１０６】
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４４により拡大され、ハーフミラー５２及び撮像用レンズ５３を透過して、可視光用ＣＣＤカメラ４０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４４、ハーフミラー５２及び撮像用レンズ５３を介して可視光用ＣＣＤカメラ４０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４０によって撮像される。そして、可視光用ＣＣＤカメラ４０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７０へと送られる。
【０１０７】
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、上述した支持台１１内に設置された紫外光レーザ装置２５と、紫外光用光学系４６と、紫外光用対物レンズ４７とから構成されている。
【０１０８】
紫外光レーザ装置２５からの紫外光は、光ファイバ５４によって紫外光用光学系４６へ導かれる。紫外光用光学系４６へと導かれた紫外光は、先ず、２つのレンズ５５，５６を透過してハーフミラー５７に入射する。そして、ハーフミラー５７に入射した可視光は、ハーフミラー５７によって紫外光用対物レンズ４７へ向けて反射され、紫外光用対物レンズ４７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。
【０１０９】
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４７により拡大され、ハーフミラー５７及び撮像用レンズ５８を透過して、紫外光用ＣＣＤカメラ４１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４７、ハーフミラー５７及び撮像用レンズ５８を介して紫外光用ＣＣＤカメラ４１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４１によって撮像される。そして、紫外光用ＣＣＤカメラ４１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７０へと送られる。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
なお、上記検査装置１において、紫外光用対物レンズ４７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４７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。
【０１１３】
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装置２５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４２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、紫外光レーザ装置２５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。
【０１１４】
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１１フローチャートを参照して説明する。なお、図１１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１１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。
【０１１５】
先ず、ステップＳ１−１に示すように、制御用コンピュータ７１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７１に読み込む。
【０１１６】
次に、ステップＳ１−２において、制御用コンピュータ７１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４４の視野内に入るようにする。
【０１１７】
次に、ステップＳ１−３において、制御用コンピュータ７１により可視光用オートフォーカス制御部４５を駆動させ、可視光用対物レンズ４４の自動焦点位置合わせを行う。
【０１１８】
次に、ステップＳ１−４において、可視光用ＣＣＤカメラ４０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７０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。
【０１１９】
次に、ステップＳ１−５において、制御用コンピュータ７１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４４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。
【０１２０】
次に、ステップＳ１−６において、制御用コンピュータ７１により可視光用オートフォーカス制御部４５を駆動させ、可視光用対物レンズ４４の自動焦点位置合わせを行う。
【０１２１】
次に、ステップＳ１−７において、可視光用ＣＣＤカメラ４０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７０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。
【０１２２】
次に、ステップＳ１−８において、画像処理用コンピュータ７０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。
【０１２３】
ステップＳ１−９では、画像処理用コンピュータ７０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。
【０１２４】
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７０や制御用コンピュータ７１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７０や制御用コンピュータ７１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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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７１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４７の視野内に入るようにする。
【０１２８】
次に、ステップＳ１−１２において、制御用コンピュータ７１により紫外光用オートフォーカス制御部４８を駆動させ、紫外光用対物レンズ４７の自動焦点位置合わせを行う。
【０１２９】
次に、ステップＳ１−１３において、紫外光用ＣＣＤカメラ４１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７０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。
【０１３０】
次に、ステップＳ１−１４において、制御用コンピュータ７１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４７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。
【０１３１】
次に、ステップＳ１−１５において、制御用コンピュータ７１により紫外光用オートフォーカス制御部４８を駆動させ、紫外光用対物レンズ４７の自動焦点位置合わせを行う。
【０１３２】
次に、ステップＳ１−１６において、紫外光用ＣＣＤカメラ４１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７０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。
【０１３３】
次に、ステップＳ１−１７において、画像処理用コンピュータ７０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。
【０１３４】
ステップＳ１−１８では、画像処理用コンピュータ７０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。
【０１３５】
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７０や制御用コンピュータ７１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７０や制御用コンピュータ７１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。
【０１３６】
以上のような手順により、先ず、可視光用ＣＣＤカメラ４０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４１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。
【０１３７】
ここで、ＣＣＤカメラ４０，４１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１２を参照して説明する。
【０１３８】
図１２（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１２（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。
【０１３９】
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１２（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１２（ｄ）に示すように欠陥として抽出する。
【０１４０】
そして、図１２（ｅ）に示すように、図１２（ｃ）に示したデバイスパターン抽出結果の画像と、図１２（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。
【０１４１】
以上のような手法により、ＣＣＤカメラ４０，４１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７０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。
【０１４２】
検査装置１は、上述したように、先ず、可視光用ＣＣＤカメラ４０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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
【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によれば、紫外光出射手段が支持台の内部に引出自在に配設されていることから、この紫外光出射手段のメンテナンスや定期交換等を容易に行うことができ、この紫外光出射手段のメンテナンス性を大幅に向上させることができる。また、本発明に係る検査装置では、レール機構上に、振動防止手段を介して紫外光出射手段が設置されているため、紫外光出射手段に対する外部からの振動等の影響を抑えることができ、紫外光を用いて高分解能での検査を行うことができる。
【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Ａ１方向から見た様子を示す側面図である。
【図３】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】上記検査装置の装置本体を図２中矢印Ａ２方向から見た様子を示す側面図である。
【図５】上記検査装置の装置本体を図４中矢印Ａ１方向と反対の方向から見た様子を模式的に示す斜視図である。
【図６】防振部材の構成を示す分解斜視図である。
【図７】防振部材の構成を示す断面図である。
【図８】防振部材を保持する保持部材の構成を示す斜視図である。
【図９】上記検査装置の一構成例を示すブロック図である。
【図１０】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１１】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１２】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。
【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、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、２５  紫外光レーザ装置、２６  レール機構、２７  載置台、２８  第１のレール、２９  第２のレール、３０  ガイドレール、３２  防振部材、３５  ゲル部材、３６  支持部材、３７  保持部材、４０  可視光用ＣＣＤカメラ、４１  紫外光用ＣＣＤカメラ、４２  ハロゲンランプ、４３  可視光用光学系、４４  可視光用対物レンズ、４６  紫外光用光学系、４７  紫外光用対物レンズ、６０  外部ユニット、６２，６３  表示装置、６４  入力装置、７０  画像処理用コンピュータ、７１  制御用コンピュータ
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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