(57)【要約】【課題】凹凸を有する被検査物の表面の比較的広範囲の傷等の情報をその全範囲においてピントが合った状態で的確に検出することが可能な表面検査装置を提供する。【解決手段】凹凸を有する被検査物Ｗの表面Ｗｓに光を照射し、該表面Ｗｓでの反射光を受光素子５で検出して被検査物Ｗの表面Ｗｓの検査を行うように構成された表面検査装置１において、束ねられた複数の光ファイバ４１からなり、入力側端部４ａにおけるファイバ位置（ｘ，ｙ）と出力側端部４ｂにおけるファイバ位置（ｘ＊，ｙ＊）とが光学的に１対１に対応付けられ、表面Ｗｓでの反射光Ｌreを受光素子５に導くファイババンドル４を備え、ファイババンドル４の入力側端部４ａが、被検査物Ｗの表面Ｗｓの形状と相補的でありかつ等倍または相似な形状に形成されている。【選択図】図１０
2009063419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹凸を有する被検査物の表面に光を照射し、該表面での反射光を受光素子で検出して前記被検査物の表面の検査を行うように構成された表面検査装置において、
束ねられた複数の光ファイバからなり、入力側端部におけるファイバ位置と出力側端部におけるファイバ位置とが光学的に１対１に対応付けられ、前記表面での反射光を前記受光素子に導くファイババンドルを備え、
前記ファイババンドルの入力側端部が、前記被検査物の表面の形状と相補的でありかつ等倍または相似な形状に形成されていることを特徴とする表面検査装置。
【請求項２】
前記ファイババンドルの入力側端部の形状は、球面形状とされていることを特徴とする請求項１に記載の表面検査装置。
【請求項３】
前記ファイババンドルの入力側端部の形状は、シリンドリカル面形状とされていることを特徴とする請求項１に記載の表面検査装置。
【請求項４】
前記ファイババンドルの入力側端部の形状は、バレルトロイダル面形状とされていることを特徴とする請求項１に記載の表面検査装置。
【請求項５】
前記ファイババンドルの入力側端部の形状は、研磨加工により形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の表面検査装置。
【請求項６】
前記ファイババンドルの入力側端部の形状は、軸方向を法線方向とする平面状の端面をそれぞれ有する前記複数の光ファイバを前記軸方向にずらした状態として形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の表面検査装置。
【請求項７】
前記ファイババンドルは、イメージファイバで構成されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の表面検査装置。
【請求項８】
前記被検査物の表面に光を照射する光照射装置を備え、
前記光照射装置は、検査の対象となる前記被検査物の表面の全域に対して光を照射することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の表面検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面検査装置に係り、特に、ウェーハ外周部の面取り部のような被検査物の表面を検査するための表面検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板材料や精密機械の部品等には高度な表面処理が求められる場合があり、表面の平坦性や平滑性、傷や凹凸のないこと等が要求されることがある。例えば、半導体基板となるウェーエでは、その表面だけでなくウェーハの円板の外周部の面取り部においても欠陥があることは許されない。このような各種の部品等（以下、被検査物という。）の表面を検査する装置として、種々の表面検査装置が知られている。
【０００３】
例えば、ウェーハ外周部の面取り部の傷等を検出するための表面検査装置として、ウェーハ外周部の面取り部にコヒーレント光を照射し、このコヒーレント光がウェーハ外周部の面取り部の傷等で反射した正反射方向への散乱反射光をウェーハ外周部近傍で受光し、この受光量に基づきウェーハの外周部の傷等を検出するようにしたものがある（特許文献１参照）。
【０００４】
また、検査位置での物側焦点面の形状が、ウェーハ外周部の面取り部の湾曲したエッジプロファイルにおおむね合致するように構成されたレンズを介してウェーハ外周部の面取り部の湾曲面に光を照射して、その湾曲面での反射光を検出してウェーハ外周部の面取り部の表面の検査を行う表面検査装置が提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１１−３５１８５０号公報
【特許文献２】特開２００７−２４５２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載の表面検査装置は、ウェーハ外周部の面取り部の傷等を精度良く検出できるという利点を有するが、照射光としてコヒーレント光を用いることから感度が良過ぎて、ウェーハに付着したダスト等があるとそのダスト等も検出してしまい、却って、傷等の検出が困難となる場合がある。また、コヒーレント光のビーム径が小さいため、ウェーハ外周部の面取り部の広い範囲を一時に検査できず、そのため、ウェーハ外周部の面取り部の周囲で装置の位置を移動させたり、或いは複数の装置を用いて検査を行うなどしなければならないという問題があった。
【０００６】
また、特許文献２に記載の表面検査装置は、ウェーハ外周部の面取り部の湾曲した表面にいわばピントがあった状態で光が照射されるため、表面の傷等の情報がその反射光に精度良く反映されるという利点を有する。しかし、その装置では、ウェーハ外周部の面取り部の湾曲した表面上の各点とレンズとの距離がウェーハの厚さ方向で異なるため、レンズを透過した反射光を２次元平面的な形状のＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の受光素子で検出すると、ウェーハの厚さ方向でいわばピントが合う部分とピントが合わない部分が現れる。そのため、表面の傷等の情報がその反射光に精度良く反映されるにもかかわらず、その情報が必ずしも的確に検出できないという問題があった。この場合、例えばＣＣＤ等を曲面状に形成することも考えられなくはないが、現実的とは言い難い。
【０００７】
このように、被検出物の表面に凹凸があり表面上の各点と平面的に形成された受光素子との距離が異なる場合に、そのような被検出物の表面の比較的広範囲に光を照射して、その広範囲の表面から反射され、表面の傷等の情報が反映された反射光を、例えばウェーハの厚さ方向のように被検出物におけるその広範囲のすべてにおいて的確にピントが合った状態で検出することができる表面検査装置は、現在のところ実現されていない。
【０００８】
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、凹凸を有する被検査物の表面の比較的広範囲の傷等の情報をその全範囲においてピントが合った状態で的確に検出することが可能な表面検査装置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】
【０００９】
請求項１に記載の表面検査装置は、
凹凸を有する被検査物の表面に光を照射し、該表面での反射光を受光素子で検出して前記被検査物の表面の検査を行うように構成された表面検査装置において、
束ねられた複数の光ファイバからなり、入力側端部におけるファイバ位置と出力側端部におけるファイバ位置とが光学的に１対１に対応付けられ、前記表面での反射光を前記受光素子に導くファイババンドルを備え、
前記ファイババンドルの入力側端部が、前記被検査物の表面の形状と相補的でありかつ等倍または相似な形状に形成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の表面検査装置は、請求項１に記載の表面検査装置において、前記ファイババンドルの入力側端部の形状は、球面形状とされていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の表面検査装置は、請求項１に記載の表面検査装置において、前記ファイババンドルの入力側端部の形状は、シリンドリカル面形状とされていることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の表面検査装置は、請求項１に記載の表面検査装置において、前記ファイババンドルの入力側端部の形状は、バレルトロイダル面形状とされていることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の表面検査装置は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の表面検査装置において、前記ファイババンドルの入力側端部の形状は、研磨加工により形成されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の表面検査装置は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の表面検査装置において、前記ファイババンドルの入力側端部の形状は、軸方向を法線方向とする平面状の端面をそれぞれ有する前記複数の光ファイバを前記軸方向にずらした状態として形成されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項７に記載の表面検査装置は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の表面検査装置において、前記ファイババンドルは、イメージファイバで構成されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項８に記載の表面検査装置は、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の表面検査装置において、前記被検査物の表面に光を照射する光照射装置を備え、前記光照射装置は、検査の対象となる前記被検査物の表面の全域に対して光を照射することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１から請求項８に記載の表面検査装置によれば、ファイババンドルの入力側端部を被検査物の凹凸を有する表面形状に相補的でありかつ等倍または相似な形状に形成したことで、被検査物の表面で反射された反射光を光学系を介してファイババンドルの入力側端部にすべて焦点が合う状態で入射させることが可能となる。また、検査の対象となる被検査物の表面全域に光を照射することで、被検査物の表面で広範囲にわたって光が散乱して反射光を生じるが、そのように広範囲な被検査物の表面部分から生じた反射光のすべてにおいて的確にピントが合った状態で反射光をファイババンドルの入力側端部に入射させることが可能となる。
【００１８】
さらに、ファイババンドルは、焦点面が被検査物の表面の形状と同様の形状となって入射する反射光の情報を、すべてピントが合った平面的な情報として出力側端部から出力するため、２次元平面的な形状のＣＣＤ等の受光素子を用いても、被検査物の凹凸を有する表面形状の全域にわたってピントが合った状態で反射光を検出することが可能となる。
【００１９】
また、被検査物の表面の広範囲の反射光について検出を行うことが可能となるため、１機の表面検査装置で被検査物の表面の広範囲な部分を検査することが可能となり、被検査物の周囲で装置の位置を移動させたり、複数の装置を用いて検査を行う等の必要がなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る表面検査装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態では、被検査物であるウェーハ外周部の面取り部の表面の傷等を検査する表面検査装置について説明するが、表面検査装置の用途等はこれに限定されない。
【００２１】
（全体構成）
図１は、本実施形態に係る表面検査装置の全体構成を示す図である。表面検査装置１は、光照射装置２と、光学系３と、ファイババンドル４と、受光素子５とを備えている。なお、図１および以下の各図では、各部材やウェーハＷの大きさや長さ、厚さ等の比は必ずしも現実を反映していない。
【００２２】
本実施形態における被検査物であるウェーハＷは、図示しない回転テーブル上に載置されており、回転テーブルの回転に伴って回転テーブルの回転中心を中心として回転するようになっている。
【００２３】
（細部構成）
光照射装置２は、ウェーハＷの外周部の面取り部の湾曲した表面Ｗｓに対して可視光を照射することができる位置に配設されるようになっており、本実施形態では、後述する光学系３の上下に２機の光照射装置２が設けられている。光照射装置２は、被検査物であるウェーハＷの外周部の表面Ｗｓの全域に対して光を照射できるように、ビーム径が十分に大きな光を照射するようになっている。
【００２４】
なお、光照射装置２は、本実施形態のように光学系３の上下からウェーハＷの外周部の面取り部の湾曲した表面Ｗｓに対して光を照射する代わりに、例えば図２に示すように、光学系３の第１レンズ３ａと第２レンズ３ｂとの間に各レンズの光軸に対して傾斜するようにハーフミラー６を設け、アパーチャ３ｅや第３レンズ３ｆ、ファイババンドル３ｇ等を介して図示しない同軸光源からハーフミラー６に同軸光を照射し、ハーフミラー６による反射光を第１レンズ３ａを介してウェーハＷの外周部の表面Ｗｓに照射するように構成することも可能である。
【００２５】
また、以下では、ウェーハＷの外周部の面取り部の表面Ｗｓが湾曲した形状に形成されている場合について説明するが、ウェーハＷの外周部の面取り部は、図３に示すようにウェーハＷの上下の角部がベベル状に面取りされた構造とすることも許容されており、さらに、面取り部のセンター部分の表面Ｗｓ１が曲面状に形成される場合もある。本実施形態に係る表面検査装置１は、このような種々の形状を有するウェーハＷの外周部の面取り部の表面Ｗｓの検査に適用できる。
【００２６】
光学系３は、図１に示すように、少なくとも被検査物であるウェーハＷ側の第１レンズ３ａとファイババンドル４側の第２レンズ３ｂとが並設され、また、被検査物Ｗ側の第１レンズ３ａの焦平面にアパーチャ３ｃが配設されて構成されている。本実施形態では、光学系３は、図１に示すように、第２レンズ３ｂからファイババンドル４に向かう反射光の主光線が平行光となるように第２レンズ３ｂとアパーチャ３ｃとの位置調整がなされた像側テレセントリックとして構成されているが、この他にも、例えば両側テレセントリック光学系として構成することも可能であり、また、後述するように、第２レンズ３ｂから出力される反射光の主光線がファイババンドル４に向かうに従って互いに遠ざかり或いは互いに接近するように構成することも可能である。
【００２７】
光学系３は、光照射装置２から照射された光がウェーハＷの外周部の表面Ｗｓで反射された反射光を下記のファイババンドル４の入力側端部４ａに導くようになっている。
【００２８】
ファイババンドル４は、ウェーハＷの外周部の表面Ｗｓで反射され入力側端部４ａに入力された反射光Ｌreを後述する受光素子５に導くようになっており、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、複数の光ファイバ４１が束ねられて構成されている。同図に示すようにＸ軸およびＹ軸をとる場合、図４（Ａ）に示すファイババンドル４の入力側端部４ａにおけるファイバ位置（ｘ，ｙ）と図４（Ｂ）に示す出力側端部４ｂにおけるファイバ位置（ｘ＊，ｙ＊）とが光学的に１対１に対応付けられている。ファイバ位置は例えば各光ファイバ４１に対応付けられる番号で表すこともできる。
【００２９】
すなわち、本実施形態で用いられるファイババンドル４は、その入力側端部４ａの１つの光ファイバ４１に光が入力された場合に、その光が出力側端部４ｂのどの光ファイバ４１から出力されるかが予め対応付けておくようになっている。
【００３０】
本実施形態では、ファイババンドル４は、イメージファイバで構成されている。入力側端部４ａに入力された像がその位置関係を保ったまま出力側端部４ｂから出力されるため、イメージファイバは上記の条件を満たすだけでなく、反射光の解析を非常に容易に行うことが可能となる。なお、ファイババンドル４をイメージファイバで構成しない場合には、出力側端部４ｂの各光ファイバから出力される反射光の情報を入力側端部４ａにおける光ファイバの配列にあわせて並べ替えることで反射光の解析を行うことができる。
【００３１】
また、ファイババンドル４の入力側端部４ａは、被検査物であるウェーハＷの外周部の表面Ｗｓの形状に相補的でありかつ等倍または相似な形状に形成されている。ここで、「相補的」とは、図５に示すように、仮にファイババンドル４の入力側端部４ａを被検査物Ｗの湾曲した表面Ｗｓに当接させた場合に、それが全面的に被検査物Ｗの表面Ｗｓに合わさるように形成されることをいう。図５では、ファイババンドル４の入力側端部４ａが、被検査物Ｗの表面Ｗｓの形状に相補的でありかつ等倍の形状に形成されている。
【００３２】
また、図１に示すように、ウェーハ等の被検査物Ｗの表面Ｗｓの情報が光学系３により拡大されたり縮小されたりしてファイババンドル４の入力側端部４ａに入力される場合には、その拡大または縮小された被検査物Ｗの表面Ｗｓの形状と、ファイババンドル４の入力側端部４ａの形状とが相補的になるように形成される。そのため、その場合には、ファイババンドル４の入力側端部４ａは、被検査物であるウェーハＷの外周部の表面Ｗｓの形状に相補的でありかつ相似な形状に形成される。
【００３３】
従って、例えば、検査の対象となる被検査物Ｗの表面Ｗｓ部分が球面状に形成されている場合には、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すようにファイババンドル４の入力側端部４ａの形状は球面形状に形成され、また、被検査物Ｗの表面Ｗｓ部分がシリンドリカル面形状すなわち円柱面形状に形成されている場合には、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すようにファイババンドル４の入力側端部４ａの形状もシリンドリカル面形状に形成されることが好ましい。
【００３４】
また、本実施形態の被検査物であるウェーハＷの場合、そのエッジプロファイルは規格化されており、１２インチ（３０４．８ｍｍ）ウェーハでは、その厚さ寸法は０．７７５ｍｍである。そのため、このウェーハＷの外周部の表面Ｗｓの形状に相補的なファイババンドル４の入力側端部４ａの形状は、ウェーハの厚さ方向に０．３８７５ｍｍの曲率半径、およびそれに直交する方向に１５２．４ｍｍの曲率半径をそれぞれ有するバレルトロイダル面形状に形成されることが好ましい。
【００３５】
なお、ウェーハＷの場合、ウェーハＷの厚さ方向の曲率半径に比べてそれに直交する方向の曲率半径が非常に大きいため、その平面図および側面図は、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、図７（Ａ）、（Ｂ）に示したシリンドリカル面形状に似た形状となるが、一般的には、直交する２軸方向の曲率半径に応じてバレルトロイダル面形状が適宜形成される。また、ファイババンドル４の入力側端部４ａは、被検査物Ｗの表面Ｗｓの形状に相補的な形状に形成されていればよく、上記の球面形状やシリンドリカル面形状、バレルトロイダル面形状に限定されない。
【００３６】
さらに、図６〜図８では、ファイババンドル４の入力側端部４ａの形状が被検査物Ｗの表面Ｗｓの球面形状と相補的でありかつ等倍の場合が示されているが、これに限定されず、ファイババンドル４の入力側端部４ａの形状が被検査物Ｗの表面Ｗｓの球面形状と相補的でありかつ相似な場合にも適用されることは言うまでもない。
【００３７】
また、検査の対象となる被検査物Ｗの表面Ｗｓ部分の形状は、通常、一定の範囲で製造誤差が許容された状態で形成され、完全な球面形状やシリンドリカル面形状、バレルトロイダル面形状等に形成されることはない。従って、ファイババンドル４の入力側端部４ａの形状も、被検査物Ｗの表面Ｗｓを一定の許容範囲内の精度で検査できるものであればよく、本発明における「相補的」の用語には、仮にファイババンドル４の入力側端部４ａの形状と被検査物Ｗの表面Ｗｓの形状とを当接させた場合に、許容される誤差範囲のもとで互いが合わさるような形状である場合も含まれる。
【００３８】
さらに、上記の例では被検査物Ｗの表面Ｗｓがファイババンドル４側から見て凸状の形状を有し、ファイババンドル４の入力側端部４ａがそれに相補的に、被検査物Ｗ側から見て凹状の形状を有する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、被検査物Ｗの表面Ｗｓが凹状の形状を有する場合にはファイババンドル４の入力側端部４ａはそれに相補的に凸状の形状を有するように形成される。また、被検査物Ｗの表面Ｗｓが凹凸を有する場合にはファイババンドル４の入力側端部４ａはそれに相補的に凹凸を有するように形成される。
【００３９】
本実施形態では、ファイババンドル４の入力側端部４ａの凹凸形状を、研磨加工により形成することが想定されており、研磨加工によればファイババンドル４の入力側端部４ａに比較的容易に所望の形状を形成することが可能である。この場合、ファイババンドル４を構成する各光ファイバ４１の端部の形状は、図９の円Ａ内に拡大して示すように、各光ファイバ４１の軸方向、すなわち図中矢印Ｚで示される方向に対して傾斜した形状となる。
【００４０】
しかし、これ以外にも、例えば図９の円Ｂ内に拡大して示すように、ファイババンドル４を構成する各光ファイバ４１の端面が軸方向Ｚを法線方向とするように構成し、各ファイバ４１を軸方向Ｚにずらした状態としてファイババンドル４の入力側端部４ａの凹凸形状を形成することも可能である。
【００４１】
本実施形態では、図１に示すように、ファイババンドル４の出力側端部４ｂは平面状に形成されている。そして、ファイババンドル４を構成する各光ファイバの出力側端部４ｂ側の端部から出力された反射光はテレセントリック光学系７を介して受光素子５に入力されるようになっている。
【００４２】
本実施形態では、受光素子５は、通常の２次元平面的な形状のＣＣＤが用いられているが、ラインセンサを用いることも可能である。また、受光素子５を、ＣＣＤ以外の受光素子を用いて構成することも可能である。また、光照射装置２や同軸光源から白色光を照射して、受光素子５でウェーハ等の被検査物Ｗの表面Ｗｓのカラー情報を取得するように構成することも可能である。
【００４３】
（作用）
次に、本実施形態に係る表面検査装置１の作用について説明する。
【００４４】
本実施形態に係る表面検査装置１では、光学系３の上下に設けられた２機の光照射装置２からそれぞれ被検査物であるウェーハＷの外周部の面取り部の表面Ｗｓに可視光が照射される。そして、照射された可視光はウェーハＷの外周部の表面Ｗｓで散乱され、図１０に示すように反射光Ｌreとして光学系３の第１レンズ３ａの方向に向かう。なお、図１０では、ウェーハＷの外周部の表面Ｗｓ上の数個の特定の部分から反射光Ｌreが第１レンズ３ａの方向に向かうように記載されているが、表面Ｗｓの全面で可視光が散乱されることは言うまでもない。
【００４５】
反射光Ｌreは光学系３の第１レンズ３ａで屈折され、アパーチャ３ｃの開口３ｄを通過した反射光Ｌreのみが第２レンズ３ｂに入力してさらに屈折されて、ファイババンドル４の入力側端部４ａに入射する。
【００４６】
その際、第２レンズ３ｂからファイババンドル４の入力側端部４ａに入射する反射光Ｌreは、ウェーハＷの外周部の表面Ｗｓと第１レンズ３ａのウェーハＷ側のレンズ面との距離に応じて焦点が合う第２レンズ３ｂからの距離が変わる。そして、反射光Ｌreの焦点が合う第２レンズ３ｂからの距離の分布は、ウェーハＷの外周部の表面Ｗｓの形状に相補的でありかつ等倍または相似な形状の分布となる。
【００４７】
前述したように、本実施形態では、ファイババンドル４の入力側端部４ａは、図１０に示すように、被検査物であるウェーハＷの外周部の表面Ｗｓの形状に相補的でありかつ等倍または相似な形状に形成されているため、光学系３の第２レンズ３ｂに対してファイババンドル４の入力側端部４ａの位置が適切に位置調整されていれば、第２レンズ３ｂを透過した反射光Ｌreがファイババンドル４の入力側端部４ａ上ですべて焦点が合う状態となる。
【００４８】
なお、従来は、図１０に破線αで示される位置にファイババンドル４の入力側端部が平面状に形成され、或いは破線αの位置にＣＣＤ等の検出面を配置していたため、光学系３の第２レンズ３ｂを透過して入射される反射光Ｌreのうち一部は焦点が合うがその他の反射光Ｌreは焦点が合わない状態となっていた。
【００４９】
ファイババンドル４の入力側端部４ａに焦点が合った状態で入射した反射光Ｌreは、図４や図９等に示したファイババンドル４の各光ファイバ４１中を伝送され、図１に示したようにファイババンドル４の出力側端部４ｂから出力される。そして、反射光Ｌreはテレセントリック光学系７を介してＣＣＤ等で構成される受光素子５に入力されて検出される。
【００５０】
その際、反射光Ｌreは、ファイババンドル４の入力側端部４ａに焦点が合った状態で入射されるため、ファイババンドル４の出力側端部４ｂが平面状に形成されていても、出力側端部４ｂの各光ファイバ４１からはいわばピントが合った状態の反射光Ｌreの情報が出力される。
【００５１】
すなわち、本実施形態では、ファイババンドル４は、焦点面が被検査物Ｗの表面Ｗｓの形状と同様の曲面的な形状となって入射する反射光Ｌreの情報を、すべてピントが合った平面的な情報として出力側端部４ｂから出力するようになっており、いわば反射光Ｌreの焦点面の変換装置のような機能を果たしている。
【００５２】
なお、前述したようにファイババンドル４がイメージファイバで構成されていれば、ファイババンドル４の入力側端部４ａに入力された像がその位置関係を保ったまま出力側端部４ｂから出力され、テレセントリック光学系７を介して受光素子５に入力されることで、被検査物であるウェーハＷの外周部の表面Ｗｓの情報が得られる。
【００５３】
また、ファイババンドル４をイメージファイバで構成しない場合には、出力側端部４ｂから出力され受光素子５に入力された反射光Ｌreの情報を、図４（Ａ）、（Ｂ）に示したファイババンドル４の入力側端部４ａにおけるファイバ位置（ｘ，ｙ）と出力側端部４ｂにおけるファイバ位置（ｘ＊，ｙ＊）との対応付けに基づいて修正することで、被検査物であるウェーハＷの外周部の表面Ｗｓの情報を得ることができる。
【００５４】
（効果）
以上のように、本実施形態に係る表面検査装置１によれば、ファイババンドル４の入力側端部４ａを被検査物Ｗの表面Ｗｓの形状に相補的でありかつ等倍または相似な形状に形成したことで、被検査物Ｗの表面Ｗｓで反射された反射光Ｌreを光学系３を介してファイババンドル４の入力側端部４ａにすべて焦点が合う状態で入射させることが可能となる。
【００５５】
また、検査の対象となる被検査物Ｗの表面Ｗｓ全域に光を照射することで、被検査物Ｗの表面Ｗｓで広範囲にわたって光が散乱して反射光Ｌreを生じるが、本実施形態に係る表面検査装置１によれば、そのように広範囲な被検査物Ｗの表面部分から生じた反射光Ｌreのすべてにおいて的確にピントが合った状態で反射光Ｌreをファイババンドル４の入力側端部４ａに入射させることが可能となる。
【００５６】
さらに、ファイババンドル４は、焦点面が被検査物Ｗの表面Ｗｓの形状と同様の形状となって入射する反射光Ｌreの情報を、すべてピントが合った平面的な情報として出力側端部４ｂから出力するため、２次元平面的な形状のＣＣＤ等の受光素子を用いても、被検査物Ｗの表面Ｗｓの全域にわたってピントが合った状態で反射光Ｌreを検出することが可能となる。
【００５７】
また、被検査物Ｗの表面Ｗｓの広範囲の反射光Ｌreについて検出を行うことが可能となるため、１機の表面検査装置１で被検査物Ｗの表面Ｗｓの広範囲な部分を検査することが可能となり、被検査物Ｗの周囲で装置の位置を移動させたり、複数の装置を用いて検査を行う等の必要がなくなる。
【００５８】
なお、反射光Ｌreの主光線が図１０に１点鎖線で示されるようにファイババンドル４の入力側端部４ａに対してテレセントリックに入射する場合、ファイババンドル４の入力側端部４ａが、例えば図９の円Ｂ内に拡大して示したように反射光Ｌreの主光線に対して直交するように形成されていれば、すなわち各光ファイバ４１の端面の法線方向が反射光Ｌreの主光線の方向に平行であれば、反射光Ｌreのほぼ全量が各光ファイバ４１に入力され、入射効率が高くなる。
【００５９】
しかし、研磨加工等により、ファイババンドル４の入力側端部４ａの各光ファイバ４１の端面が例えば図９の円Ａ内に拡大して示したように反射光Ｌreの主光線に対して傾斜して形成されている場合には、反射光Ｌreの各光ファイバ４１への入射効率が低下してしまう。
【００６０】
そのため、このような場合には、図１１に示すように、反射光Ｌreの主光線がファイババンドル４の入力側端部４ａに向かうに従って互いに遠ざかるように反射光Ｌreを光学系３の第２レンズ３ｂで屈折させるように構成すれば、ファイババンドル４の各光ファイバ４１の傾斜した端面に対してその法線方向から或いはその法線方向により近い方向から反射光Ｌreを各光ファイバ４１に入力させることが可能となり、反射光Ｌreの各光ファイバ４１への入射効率を向上させることが可能となる。
【００６１】
なお、図１１では、ファイババンドル４の入力側端部４ａが被検査物Ｗ側から見て凹状の形状を有する場合を示したが、ファイババンドル４の入力側端部４ａが被検査物Ｗ側から見て凸状の形状を有する場合には、図示を省略するが、反射光Ｌreの主光線がファイババンドル４の入力側端部４ａに向かうに従って互いに接近するように反射光Ｌreを光学系３の第２レンズ３ｂで屈折させるように構成することで、ファイババンドル４の各光ファイバ４１の傾斜した端面に対してその法線方向から或いはその法線方向により近い方向から反射光Ｌreを各光ファイバ４１に入力させることが可能となり、反射光Ｌreの各光ファイバ４１への入射効率を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本実施形態に係る表面検査装置の全体構成を示す図である。
【図２】光照射装置の構成の変形例を示す図である。
【図３】ウェーハの外周部の面取り部における表面形状の変形例を示す図である。
【図４】ファイババンドルの入力側端部と出力側端部を表す図であり、（Ａ）は入力側端部におけるファイバ位置、（Ｂ）は出力側端部におけるファイバ位置を表す図である。
【図５】被検査物の表面の形状に相補的な形状に形成されたファイババンドルの入力側端部を説明する図である。
【図６】入力側端部が球面形状に形成されたファイババンドルを示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図を表す。
【図７】入力側端部がシリンドリカル面形状に形成されたファイババンドルを示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図を表す。
【図８】入力側端部がバレルトロイダル面形状に形成されたファイババンドルを示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図を表す。
【図９】ファイババンドルの入力側端部の構造を示す図であり、円内はその微細構造を示す拡大図である。
【図１０】本実施形態に係る表面検査装置においてファイババンドルの入力側端部に焦点が合う状態で反射光が入射されることの原理を説明する図である。
【図１１】反射光の主光線がファイババンドルの入力側端部に向かうに従って互いに遠ざかるように入射される状態を説明する図である。
【符号の説明】
【００６３】
１  表面検査装置
２  光照射装置
４  ファイババンドル
４ａ  入力側端部
４ｂ  出力側端部
４１  光ファイバ
５  受光素子
Ｌre  反射光
Ｗ  被検査物（ウェーハ）
Ｗｓ  表面
（ｘ，ｙ）  入力側端部におけるファイバ位置
（ｘ＊，ｙ＊）  出力側端部におけるファイバ位置
【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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