JP2003344307A - 光学検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型化に適し低廉化に資するとともに、ウエ
ハの周面のクラックや欠けを簡単に検出できる光学検査
装置を提供する。 【解決手段】 点光源からの光を平行光にして前記ウエ
ハの一面に向けて照射するフレネルレンズ又はフレネル
反射鏡から構成される第１の光学部品を有する光照射手
段と、フレネルレンズ又はフレネル反射鏡から構成され
前記ウエハの外周部外を通る平行光を集光する第２の光
学部品と、前記第２の光学部品からの光を受ける第１の
受光部と、前記ウエハの周面に向けて投光用ファイバを
介して光を投光する第１の投光手段と、前記ウエハの周
面で反射した光を受光用ファイバを介して受ける第２の
受光部とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光学検査装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】今や日常生活の中でなくてはならない存
在にまで普及した製品としてパーソナルコンピュータ
（パソコン）、携帯電話が挙げられる。これらの製品の
進化は、ＣＰＵ、メモリといった各種半導体デバイスの
進化、発展といっても過言ではない。さらにその進化、
発展には、半導体デバイス製造プロセスを支える各種半
導体プロセスが必要不可欠となっていることは周知の事
実である。

【０００３】プロセス装置としては、ドライエッチャ、
アッシャ、プラズマＣＶＤ、スパッタ、イオン注入等の
装置が知られている。そして、これらの装置のうち、プ
ラズマ発光を利用する装置では、ウエハをチャンバへ搬
送する前にウエハの位置の検出（ノッチ、オリフラ（オ
リエンテーションフラット）の位置の検出を含む。）し
て位置（方位を含む。）を揃える工程（アライメント）
を必ず必要としている。

【０００４】これは、チャンバ内のウエハの位置を一定
にすることで、ウエハ結晶の方位に対してのプロセス条
件の安定化とプラズマのユニフォミティの関係からチャ
ンバ内でのウエハの絶対位置確保が必要とされるためで
ある。このアライメントは、殆どのプロセス装置と呼ば
れるものには共通する装置内工程であり、必ずと言って
よいほどアライメントユニットを搭載している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このアライメントは、
通常、ローディング側のカセットから出たウエハに対し
ロボットが一旦アライメントユニットに挿入し、ウエハ
のセンタリングや方位調整を実施し、その終了信号で再
びロボットがウエハを取りに行きチャンバへ運ぶ一連の
作業で実施される。しかしながら、ウエハの位置検出等
にはアライメントユニットに各種光学部品を組み込む必
要があるため、従来、アライメントユニットは比較的に
大きなものとならざるを得なかった。

【０００６】また一方で、ウェーハの周面のクラックや
欠けの検出も重要なものとなっている。クラックや欠け
があると、塵埃が発生し、ウエハの研磨やエピタキシャ
ル層の形成の際にウエハの表裏面にキズができたり、ウ
エハのエピタキシャル層に欠陥が生じたりするからであ
る。

【０００７】本発明は、かかる問題点に鑑みなされたも
ので、小型化に適し低廉化に資するとともに、ウエハの
周面のクラックや欠けを簡単に検出できる光学検査装置
を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の光学検査
装置は、点光源からの光を平行光にして前記ウエハの一
面に向けて照射するフレネルレンズ又はフレネル反射鏡
から構成される第１の光学部品を有する光照射手段と、
フレネルレンズ又はフレネル反射鏡から構成され前記ウ
エハの外周部外を通る平行光を集光する第２の光学部品
と、前記第２の光学部品からの光を受ける第１の受光部
と、前記ウエハの周面に向けて投光用ファイバを介して
光を投光する第１の投光手段と、前記ウエハの周面で反
射した光を受光用ファイバを介して受ける第２の受光部
とを備えることを特徴とする。この場合の第１の光学部
品及び第２の光学部品はそれぞれテレセントリック系を
構成している。

【０００９】ここでの「ウエハの検査」は、ウエハのセ
ンタリングや、ウエハ結晶の方位調整や、ウエハの周面
のクラック及び欠けの検出等を目的として行われるもの
である。また、「点光源」は完全な点光源となっている
必要はなく、実質的に点光源となっていればよく、所望
の精度に応じた点光源であればよい。「平行光」も実質
的に平行光となっていればよく、所望の精度に応じた平
行光となっていればよい。さらに、「受光部」として
は、特に制限はされないが、ＣＣＤ等のセンサが使用さ
れる。また、ウエハを周方向に回転させるための回転手
段を備えることが好ましい。回転手段によりウエハを周
方向に回転させることによって簡単にウエハの欠陥検査
が行えることになるからである。また、投光用ファイバ
及び受光用ファイバとして投受光一体型の光ファイバユ
ニットを使用することが好ましい。その光ファイバユニ
ットとしては、例えば、投光及び受光のファイバ配列が
ランダム型（投光及び受光ファイバーがランダムに配列
されている。）、ハーフ型（投光及び受光ファイバーが
２つ（例えば左右）に分かれて配列されている。）、ド
ーナツ型（投光及び受光のファイバーが中心部、周辺部
に分かれて配列されている）のものが使用できる。

【００１０】この光学検査装置によれば、第１の光学部
品によって平行光とされた光がウエハの一面へ照射され
るので、第１の光学部品とウエハとの間の距離を自由に
設定できることになる。また、第２の光学部品でウエハ
の外周部外を通る平行光を集光しているので、第１の光
学部品とウエハとの間の距離も自由に設定できることに
なる。なお、必要に応じて反射鏡を組み込んで光路を屈
曲させることもできる。その結果、この光学検査装置に
よれば、光学部品の配置の自由度が大きく、小型化及び
低廉化に資する光学検査装置の実現が図れることにな
る。また、投光用ファイバからウエハの周面に光りを照
射し、その反射光を受光用ファイバで受光することによ
り、ウエハの周面のクラック及び欠けを簡単に検出する
ことができる。

【００１１】請求項２記載の光学検査装置は、請求項１
記載の光学検査装置において、前記第１の光学部品及び
前記第２の光学部品の少なくとも一方が矩形となってい
ることを特徴とする。ここで矩形とした光学部品はその
長手方向がウエハの直径方向に対応するように配置する
ことが好ましく、また、その場合の受光部は、矩形とし
た光学部品に対応させて１次元センサを有することが好
ましい。

【００１２】この光学検査装置によれば、第１の光学部
品及び第２の光学部品の少なくとも一方を矩形としてい
るので、光学検査装置のさらなる小型化及び低廉化が図
れることになる。光学部品を矩形にして検査にとって不
要な部分を除去することで、当該光学部品自体の小型化
及び低廉化が図れるからである。

【００１３】請求項３記載の光学検査装置は、点光源か
らの光を平行光にして前記ウエハの一面に向けて照射す
るフレネルレンズ又はフレネル反射鏡から構成される第
１の光学部品を有する光照射手段と、フレネルレンズ又
はフレネル反射鏡から構成され前記ウエハの一面で反射
された光を集光する第２の光学部品と、フレネルレンズ
又はフレネル反射鏡から構成され前記第２の光学部品か
らの光を平行光にする第３の光学部品と、前記第３の光
学部品からの平行光を受ける第１の受光部と、前記ウエ
ハの周面に向けて投光用ファイバを介して光を投光する
投光手段と、前記ウエハの周面で反射した光を受光用フ
ァイバを介して受光する第２の受光部とを備えることを
特徴とする。この場合の第１の光学部品及び第２の光学
部品はそれぞれテレセントリック系を構成している。ま
た、第２の光学部品と第３の光学部品とで両側テレセン
トリック系を構成している。

【００１４】ここでの「ウエハの検査」は、ウエハのセ
ンタリングや、ウエハ結晶の方位調整や、ＩＤの読取り
や、ウエハの周面のクラック及び欠けの検出等を目的と
して行われるものである。また、「点光源」は完全な点
光源となっている必要はなく、実質的に点光源となって
いればよく、所望の精度に応じた点光源であればよい。
「平行光」も実質的に平行光となっていればよく、所望
の精度に応じた平行光となっていればよい。さらに、
「受光部」としては、特に制限はされないが、ＣＣＤ等
のセンサが使用される。また、ウエハを周方向に回転さ
せるための回転手段を備えることが好ましい。回転手段
によりウエハを周方向に回転させることによって簡単に
ウエハの欠陥検査が行えることになるからである。ま
た、投光用ファイバ及び受光用ファイバとして投受光一
体型の光ファイバユニットを使用することが好ましい。
その光ファイバユニットとしては、例えば、投光及び受
光のファイバ配列がランダム型（投光及び受光ファイバ
ーがランダムに配列されている。）、ハーフ型（投光及
び受光ファイバーが２つ（例えば左右）に分かれて配列
されている。）、ドーナツ型（投光及び受光のファイバ
ーが中心部、周辺部に分かれて配列されている）のもの
が使用できる。

【００１５】この光学検査装置によれば、第１の光学部
品によって平行光とされた光がウエハの一面へ照射され
るので、第１の光学部品とウエハとの間の距離を自由に
設定できることになる。また、第２及び第３の光学部品
で両側テレセントリック系を構成しているので、第２の
光学部品とウエハとの間の距離や第３の光学部品と受光
部との間の距離を自由に設定できることになる。なお、
必要に応じて反射鏡を組み込んで光路を屈曲させること
もできる。その結果、この光学検査装置によれば、光学
部品の配置の自由度が大きく、小型化及び低廉化に資す
る光学検査装置の実現が図れることになる。また、投光
用ファイバからウエハの周面に光りを照射し、その反射
光を受光用ファイバで受光することにより、ウエハの周
面のクラック及び欠けを簡単に検出することができる。

【００１６】請求項４記載の光学検査装置は、請求項３
記載の光学検査装置において、前記第１の光学部品、前
記第２の光学部品及び前記第３の光学部品の少なくとも
１つが矩形となっていることを特徴とする。ここで矩形
とした光学部品はその長手方向がウエハの直径方向に対
応するように配置することが好ましい。この光学検査装
置によれば、第１の光学部品、第２の光学部品及び第３
の光学部品の少なくとも１つを矩形としているので、光
学検査装置のさらなる小型化及び低廉化が図れることに
なる。光学部品を矩形にして検査にとって不要な部分を
除去することで、当該光学部品自体の小型化及び低廉化
が図れるからである。

【００１７】請求項５記載の光学検査装置は、請求項３
又は４記載の光学検査装置において、前記第１の光学部
品が同時に前記第２の光学部品となっていることを特徴
とする。この光学検査装置によれば、第１の光学部品が
第２の光学部品も兼ねているので、光学検査装置を構成
する部品点数を減らすことができ、光学検査装置のさら
なる小型化及び低廉化が図れることになる。

【００１８】請求項６の光学検査装置は、請求項３〜５
いずれか記載の光学検査装置において、前記第２の光学
部品の焦点位置又はその近傍に絞りが設けられているこ
とを特徴とする。ここに、「第２の光学部品の焦点位
置」とは像側の焦点位置をいう。この光学検査装置によ
れば、第２の光学部品の焦点位置又はその近傍に絞りが
設けられているので、観察像のコントラスト及び解像度
を向上させることができる。

【００１９】請求項７記載の光学検査装置は、点光源か
らの光を平行光にして前記ウエハの一面に向けて照射す
るフレネルレンズ又はフレネル反射鏡から構成される第
１の光学部品を有する光照射手段と、フレネルレンズ又
はフレネル反射鏡から構成され前記ウエハの外周部外を
通る平行光を集光する第２の光学部品と、前記第２の光
学部品からの光を受ける第１の受光部と、フレネルレン
ズ又はフレネル反射鏡から構成され前記ウエハの一面で
反射された光を集光する第３の光学部品と、フレネルレ
ンズ又はフレネル反射鏡から構成され前記第３の光学部
品からの光を平行光にする第４の光学部品と、前記第４
の光学部品からの平行光を受ける第２の受光部と、前記
ウエハの周面に向けて投光用ファイバを介して光を投光
する投光手段と、前記ウエハの周面で反射した光を受光
用ファイバを介して受光する第３の受光部とを備えるこ
とを特徴とする。この場合の第１の光学部品及び第２の
光学部品はそれぞれテレセントリック系を構成してい
る。また、第３の光学部品はテレセントリック系を構成
し、第３の光学部品と第４の光学部品とで両側テレセン
トリック系を構成している。

【００２０】ここでの「ウエハの検査」は、ウエハのセ
ンタリングや、ウエハ結晶の方位調整、ＩＤの読取り、
ウエハの周面のクラック及び欠けの検出等を目的として
行われるものである。また、「点光源」は完全な点光源
となっている必要はなく、実質的に点光源となっていれ
ばよく、所望の精度に応じた点光源であればよい。「平
行光」も実質的に平行光となっていればよく、所望の精
度に応じた平行光となっていればよい。さらに、「受光
部」としては、特に制限はされないが、ＣＣＤ等のセン
サが使用される。また、ウエハを周方向に回転させるた
めの回転手段を備えることが好ましい。回転手段により
ウエハを周方向に回転させることによって簡単にウエハ
の欠陥検査が行えることになるからである。また、投光
用ファイバ及び受光用ファイバとして投受光一体型の光
ファイバユニットを使用することが好ましい。その光フ
ァイバユニットとしては、例えば、投光及び受光のファ
イバ配列がランダム型（投光及び受光ファイバーがラン
ダムに配列されている。）、ハーフ型（投光及び受光フ
ァイバーが２つ（例えば左右）に分かれて配列されてい
る。）、ドーナツ型（投光及び受光のファイバーが中心
部、周辺部に分かれて配列されている）のものが使用で
きる。

【００２１】この光学検査装置によれば、請求項１及び
３の作用・効果が同時に得られると共に、光照射手段が
１つで済むことになる。また、投光用ファイバからウエ
ハの周面に光りを照射し、その反射光を受光用ファイバ
で受光することにより、ウエハの周面のクラック及び欠
けを簡単に検出することができる。

【００２２】請求項８記載の光学検査装置は、請求項７
記載の光学検査装置において、前記第１の光学部品が同
時に前記第３の光学部品となっていることを特徴とす
る。この光学検査装置によれば、第１の光学部品が第３
の光学部品を兼ねているので、光学検査装置のさらなる
小型化及び低廉化が図れることになる。

【００２３】

【発明の実施の形態】１．全体構成 図１は実施形態に係る光学検査装置のブロック図を示
し、図２は図１の光学検査装置のウエハ吸着盤及びその
近傍の模式的な拡大図である。この光学検査装置は、ウ
エハＷを真空ポンプ１１による真空吸引によって吸着す
るウエハ吸着盤１０と、ウエハ吸着盤１０をＸ−Ｙ面内
で移動させるためのＸＹテーブル２０と、ウエハ吸着盤
１０及びＸＹテーブル２０を所定の軸を中心に回転させ
るための回転テーブル（回転手段）３０と、ウエハＷの
位置を光学的に検出するための位置検出光学系４０と、
ウエハＷのＩＤを光学的に検出するためのＩＤ読取光学
系５０と、ウエハＷの周面のクラックや欠けを検出する
欠陥検出光学系６０と、位置検出光学系４０、ＩＤ読取
光学系５０及び欠陥検出光学系６０によって得られたウ
エハＷの光像等を表示する表示部７０と、回転テーブル
３０の回転量を検出するエンコーダ８０と、光学検査シ
ステムの全体的な動作を統括管理するための処理装置９
０とを備えている。

【００２４】この光学検査装置によれば、真空ポンプ１
１による真空吸引によってウエハ吸着盤１０にウエハＷ
を真空吸着させ、位置検出光学系４０でウエハＷの位置
（ノッチやオリフラの位置を含む。）を光学的に検出し
て位置ずれをＸＹテーブル２０及び／又は回転テーブル
３０を動作させて修正（結晶方位調整を含む。）するこ
とができる。また、ウエハＷの主面に構成されたＩＤを
ＩＤ読取光学系５０にて光学的に検出して読み取ること
ができる。さらに、ウエハＷの周面の欠陥（クラックや
欠け）を欠陥検出光学系６０にて検出することができ
る。

【００２５】以下、本発明の要部の構成等について説明
する。

【００２６】２．本発明の要部の構成 この光学検査装置は位置検出光学系４０、ＩＤ読取光学
系５０及び欠陥検出光学系６０を備えている。以下、こ
の位置検出光学系４０、ＩＤ読取光学系５０及び欠陥検
出光学系６０を中心に説明する。

【００２７】Ａ．位置検出光学系４０ （１）構成 図３はこの位置検出光学系４０を示している。光源４０
ａとしては、特に制限はされないが、ＬＥＤが使用され
ている。ＬＥＤを使用したのは位置検出光学系４０の小
型化及び低廉化を図るためである。この光源４０ａから
の光は実質的な点光源となるようにされている。例え
ば、光源４０ａの前方に図示しないアパーチャが設置さ
れ、光源４０ａから放たれた光がこのアパーチャを通過
することによって実質的な点光源となるようにされてい
る。なお、光源としてハロゲンランプやキセノンランプ
その他の光源を使用し、光ファイバ等を使用することに
よって実質的な点光源を構成してもよい。

【００２８】点光源からの光はウエハＷの外周部（一
面）に向けられるようになっている。その途中にはフレ
ネルレンズ４０ｂが設置され、このフレネルレンズ４０
ｂによって点光源からの光が平行光とされる。つまり、
フレネルレンズ４０ｂはテレセントリック系を構成して
いる。このフレネルレンズ４０ｂは、特に制限はされな
いが、矩形とされ、その長手方向がウエハＷの直径方向
に対応するように設置されている。フレネルレンズ４０
ｂを矩形としたのは、フレネルレンズ自体を小さく構成
でき、位置検出光学系４０の小型化及び低廉化が図れる
からである。なお、フレネルレンズ４０ｂを矩形とする
場合、図８に示すように、輪帯状レンズの中心部分を避
けた方が好ましい。フレネルレンズ４０ｂの代わりに特
に制限はされないが矩形のフレネル反射鏡を使用して、
ウエハＷの外周部に平行光を照射するようにしてもよ
い。この場合にも輪帯状の反射鏡の中心部分を避けた方
が好ましい。

【００２９】ウエハＷを挟んで前記フレネルレンズ４０
ｂと対向する位置には反射鏡（全反射鏡）４０ｃが設置
されている。この反射鏡４０ｃはウエハＷの主面に対し
て４５度の角度となるように設置されている。この反射
鏡４０ｃは前記フレネルレンズ４０ｂからの光をウエハ
Ｗの主面と平行でかつ当該ウエハＷの放射方向に反射さ
せる機能を持つ。この反射鏡４０ｃを入れることで光路
を屈曲させることができる。なお、この反射鏡４０ｃは
必須のものではない。この反射鏡４０ｃの位置にフレネ
ル反射鏡又はフレネルレンズを設置してもよい。このよ
うにすれば、光を反射する機能のみを持つ反射鏡を省略
でき、位置検出光学系４０の部品点数の減少が図れる。

【００３０】反射鏡４０ｃとウエハＷの放射方向で対向
するようにフレネル反射鏡４０ｄが設けられている。こ
のフレネル反射鏡４０ｄは反射鏡４０ｃからの光を下方
に反射させるとともに、集光させる働きを持つ。このフ
レネル反射鏡４０ｄは、特に制限はされないが、矩形と
され、その長手方向がウエハＷの直径方向に対応するよ
うに設置されている。フレネル反射鏡４０ｄを矩形とし
たのは、フレネル反射鏡自体を小さく構成でき、位置検
出光学系４０の小型化及び低廉化が図れるからである。
なお、フレネル反射鏡４０ｄの代わりにフレネルレンズ
を使用してもよい。

【００３１】フレネル反射鏡４０ｄの焦点位置又はその
近傍にはセンサ４０ｅが設けられている。このセンサ４
０ｅはフレネル反射鏡４０ｄからの光を受け、その受け
た光に対応する電気信号を出力する。なお、この場合の
センサ４０ｅとしては、特に制限はされないが、ライン
センサ（１次元センサ）を使用することが好ましい。ラ
インセンサとする場合には、そのラインセンサを構成す
る各センサ（ＣＣＤ等）が図４に示すようにウエハＷの
放射方向に対応して配列されるように構成することが好
ましい。この場合、どの位置のセンサが受光したかによ
ってウエハＷの位置を検出する。

【００３２】以上の位置検出光学系４０は、ウエハＷを
センタリングしたり、ウエハＷのノッチやオリフラを検
出して方位調整をするために使用される。以下、その具
体的方法の一例を説明する。 （２）方法 １）図３に示すようにウエハ吸着盤１０にウエハＷを真
空吸着させた後、光源４０ａからフレネルレンズ４０ｂ
を通してウエハＷの外周部に向けて光を照射するととも
に、ウエハＷを回転させる。２）この場合、ウエハＷの
外周部外を通過する光が反射鏡４０ｃ及びフレネル反射
鏡４０ｄを経てセンサ４０ｅで受光されるが、位置ずれ
がある場合にはラインセンサ出力は全体として図５に示
すように正弦波又は余弦波状となる。なお、同図におい
てＡはノッチ乃至はオリフラ部分のセンサ出力を示して
いる。このセンサ出力の振幅からＸＹ方向の位置ずれを
求めるとともに、ノッチ乃至はオリフラ部分のセンサ出
力位置から結晶方位の位置ずれを求め、制御回路８０に
よって前記位置ずれ量に応じてＸＹテーブル２０及び回
転テーブル３０を適宜に動かすことによって、位置ずれ
を修正する。

【００３３】Ｂ．ＩＤ読取光学系５０ （１）構成 図６はこのＩＤ読取光学系５０を示している。光源５０
ａとしては、特に制限はされないが、ＬＥＤが使用され
る。ＬＥＤを使用したのはＩＤ読取光学系５０の小型化
及び低廉化を図るためである。この光源５０ａからの光
は実質的な点光源となるようにされている。例えば、光
源５０ａの前方には図示しないアパーチャが設置され、
光源５０ａから放たれた光がこのアパーチャを通過する
ことによって実質的な点光源となるようにされている。
なお、光源としてハロゲンランプやキセノンランプその
他の光源を使用し、光ファイバ等を使用することによっ
て実質的な点光源を構成してもよい。また、この光源５
０ａ近くには比較的に径の大きな他のアパーチャ５０ｂ
が設置され、このアパーチャ５０ｂによって迷光を除去
するようになっている。

【００３４】点光源からの光はウエハＷの主面と平行に
且つウエハＷの中心方向に向かうように放たれる。この
点光源から放たれた光は半透鏡（ビームスプリッタ）５
０ｃを通り、ウエハＷの上方に設置されるフレネル反射
鏡５０ｄに当たり、光路が下方に屈曲されるとともに、
平行光とされる。つまりは、フレネル反射鏡５０ｄはテ
レセントリック系を構成している。そして、フレネル反
射鏡５０ｄからの平行光はウエハＷの法線方向から当該
ウエハＷの主面に照射される。このフレネル反射鏡５０
ｄは、特に制限はされないが、矩形とされ、その長手方
向がＩＤを構成する文字や記号の配列方向に対応するよ
うに設置されている。フレネル反射鏡５０ｄを矩形とし
たのは、フレネル反射鏡自体を小さく構成でき、ＩＤ読
取光学系５０のコンパクト化が図れるからである。な
お、フレネル反射鏡５０ｄを矩形とする場合、フレネル
反射鏡５０ｄからの光がＩＤ全体をカバーできるように
しておくことが好ましい。また、フレネル反射鏡５０ｄ
を矩形とする場合、輪帯状反射鏡の中心部分を避けた方
が好ましい。さらに、フレネル反射鏡５０ｄの代わりに
特に制限はされないが矩形のフレネルレンズを使用し
て、ウエハＷの主面に平行光を照射するようにしてもよ
い。この場合にも輪帯状のレンズの中心部分を避けた方
が好ましい。

【００３５】ウエハＷの主面には、フレネル反射鏡５０
ｄからの平行光の他に、ウエハＷの上方に設けた補助光
源５０ｅからの拡散光が照射されるようになっている。
この補助光源５０ｅを設けることで、ＩＤ番号の状態に
よってはコントラスト及び解像度を向上させることがで
きる。なお、補助光源５０ｅとしては、特に制限はされ
ないが、ＬＥＤや白色光源等が使用される。この場合、
ＬＥＤを用いることが好ましい。ＩＤ読取光学系５０の
小型化及び低廉化が図れるからである。

【００３６】ウエハＷの主面に照射され当該ウエハＷの
主面で反射された光はフレネル反射鏡５０ｄに戻り光路
が屈曲され集束光となり、半透鏡５０ｃに当たり、光路
が下方に屈曲される。前記フレネル反射鏡５０ｄの焦点
位置には絞り（空間フィルタ）５０ｆが設けられてい
る。この絞り５０ｆは可変絞りとし、制御回路８０で絞
り５０ｆの開度を変えられることが好ましい。このよう
にすれば、コントラスト及び解像度を自由に選択できる
ことになる。

【００３７】絞り５０ｆを通過した光は、当該絞り５０
ｆの下方に設けられたフレネルレンズ５０ｇに入射され
る。このフレネルレンズ５０ｇは、入射した光を平行光
にする機能を持つ。つまりは、フレネルレンズ５０ｇは
テレセントリック系を構成している。また、フレネルレ
ンズ５０ｇとフレネル反射鏡５０ｄとで両側テレセント
リック系を構成している。フレネルレンズ５０ｇは、特
に制限はされないが、矩形とされ、その長手方向がＩＤ
を構成する文字や記号の配列方向に対応するように設置
されている。フレネルレンズ５０ｇを矩形としたのは、
フレネルレンズ自体を小さく構成でき、ＩＤ読取光学系
５０の低廉化及びコンパクト化が図れるからである。な
お、フレネルレンズ５０ｇを矩形とする場合、ＩＤ全体
をカバーできるようにしておくことが好ましい。また、
フレネルレンズ５０ｇを矩形とする場合、輪帯状レンズ
の中心部分を避けた方が好ましい。さらに、フレネルレ
ンズ５０ｇの代わりに特に制限はされないが矩形のフレ
ネル反射鏡を使用してもよい。この場合にも輪帯状の反
射鏡の中心部分を避けた方が好ましい。フレネル反射鏡
を使用する場合には後述のセンサ５０ｈ等の配置を変え
る必要があることは言うまでもない。

【００３８】フレネルレンズ５０ｇの下方にはセンサ５
０ｈが設けられている。このセンサ５０ｈはフレネルレ
ンズ５０ｇからの光を受け、その受けた光に対応する電
気信号を出力する。なお、この場合のセンサ５０ｇとし
ては、特に制限はされないが、２次元センサを使用する
ことが好ましい。ラインセンサとする場合には、ＩＤ読
み取りのためにラインセンサを走査することが必要とな
るからである。

【００３９】以上のように構成されたＩＤ読取光学系５
０は、ウエハＷのＩＤを検出するのに使用される。

【００４０】（２）方法 １）ウエハＷ上には、図７に示すように、ノッチ又はオ
リフラの近くにＩＤが付されているのが普通である。こ
のＩＤの読取りは位置調整（アライメント）後に行われ
る。２）このＩＤ読取りは自動で行われ、読み取ったＩ
Ｄは外部に出力される。

【００４１】Ｃ．欠陥検出光学系６０ （１）構成 図８はこの欠陥検出光学系６０を示している。この欠陥
検出光学系６０は光ファイバユニット６１を備えてい
る。この光ファイバユニット６１は、投射光路６２ａを
有する投光用光ファイバ６２と反射光路６３ａを有する
受光用光ファイバ６３とによって構成されている。この
光ファイバユニット６１は、図９に示したように、中央
に投光用光ファイバ６２を配置し、周りに受光用光ファ
イバ６３を配置してそれらを合成樹脂等によって一体に
束ねている。つまり、この光ファイバユニット６１はド
ーナツ型投受光一体型光ファイバユニットとなってい
る。そして、光ファイバユニット６１は、図８に示した
ように、１本をウェハＷの周面における中央に向けて配
置させている。なお、図９に示すように、複数本の光フ
ァイバユニット６１をウェハＷの周面に沿って配設して
もよい。いずれの場合にも、光ファイバユニット６１の
先端を受光量が最大になる距離にセットすることが好ま
しい。

【００４２】また、この実施の形態の装置では、投光用
光ファイバ６２のウェハＷ側端部と反対側の端部にフィ
ルタ装置及び光源（図示せず）を設置している。フィル
タ装置は、フィルタを着脱できるように構成され、光源
からの光、例えば白色光をウェハＷの表面の材質に最も
適した波長の光、即ち受光量が最も高い波長の光に選定
できるようにしている。なお、フィルタ装置を使用しな
いで、光源のランプを例えば、ハロゲンランプ，タング
ステンランプ等の特定波長のランプを変更して使用する
ようにしてもよい。

【００４３】この欠陥検出光学系６０に接続される処理
装置９０は、ウェハＷがセットされた後、回転テーブル
２０を回転させるとともに、光源を点灯し、受光用光フ
ァイバ６３を介してＣＣＤ（受光部：図示せず）で受光
した光量に基づく画像情報を表示部７０に表示する。さ
らに、この処理装置９０では、受光用光ファイバ６３で
受光した光量が所定値（閾値）以下の場合には、ウェハ
Ｗの周縁に欠陥があると判断し、それを所定の記憶部
（図示せず）に記録させることもできる。

【００４４】（２）方法 この欠陥検査は、ウエハＷの位置決めをしＩＤを読み取
った後に、回転テーブル３０を回転させるとともに、投
光用光ファイバ６２からの光でウェハＷの周面を照射
し、その反射光を受光用光ファイバ６３を経てＣＣＤで
受光し、光電変換し、その電気的信号を処理装置９０に
入力することによりなされる。なお、この欠陥検査はＩ
Ｄの読取り前に行ってもよい。

【００４５】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である
ことはいうまでもない。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、光学検査装置の低廉化
及び小型化が図れるとともに、周面の欠陥検査が簡単に
行えることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係る光学検査装置のブロック図であ
る。

【図２】図１の光学検査装置におけるウエハ、ＸＹテー
ブル及び回転テーブルの概略構成図である。

【図３】図１の光学検査装置における位置検出光学系を
示す図である。

【図４】図１の光学検査装置におけるセンサとウエハと
の配置関係を説明するための図である。

【図５】図１の光学検査装置においてウエハに位置ずれ
がある場合のセンサ出力を示す図である。

【図６】図１の光学検査装置におけるＩＤ読取光学系を
示す図である。

【図７】ウエハ上のＩＤ番号の位置を説明するための図
である。

【図８】図１の光学検査装置で採用される光ファイバユ
ニットの構造と設置状態を示した配置図である。

【図９】光ファイバユニットの他の設置状態を示した配
置図である。

【符号の説明】

Ｗ ウエハ ４０ 位置検出光学系 ４０ａ 光源 ４０ｂ フレネルレンズ（光学部品） ４０ｄ フレネル反射鏡（光学部品） ４０ｅ センサ（受光部） ５０ ＩＤ読取光学系 ５０ａ 光源 ５０ｄ フレネル反射鏡（光学部品） ５０ｇ フレネルレンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA01 AA03 AA49 CC19 DD02 FF10 FF15 GG02 GG03 GG07 GG12 GG24 HH03 JJ25 JJ26 LL00 LL02 LL10 LL11 LL21 LL30 LL59 MM02 MM04 PP12 QQ08 QQ25 2G051 AA51 AB02 AB11 BB09 BB11 BB17 CA01 CA03 CB05 CC09 CC11 CC17 DA01 DA08 EB01 4M106 AA01 CA46 DB02 DB12 DB13 DB19 DJ07

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 点光源からの光を平行光にして前記ウエ
   ハの一面に向けて照射するフレネルレンズ又はフレネル
   反射鏡から構成される第１の光学部品を有する光照射手
   段と、フレネルレンズ又はフレネル反射鏡から構成され
   前記ウエハの外周部外を通る平行光を集光する第２の光
   学部品と、前記第２の光学部品からの光を受ける第１の
   受光部と、前記ウエハの周面に向けて投光用ファイバを
   介して光を投光する第１の投光手段と、前記ウエハの周
   面で反射した光を受光用ファイバを介して受ける第２の
   受光部とを備えることを特徴とする光学検査装置。
2. 【請求項２】 前記第１の光学部品及び前記第２の光学
   部品の少なくとも一方が矩形となっていることを特徴と
   する請求項１記載の光学検査装置。
3. 【請求項３】 点光源からの光を平行光にして前記ウエ
   ハの一面に向けて照射するフレネルレンズ又はフレネル
   反射鏡から構成される第１の光学部品を有する光照射手
   段と、フレネルレンズ又はフレネル反射鏡から構成され
   前記ウエハの一面で反射された光を集光する第２の光学
   部品と、フレネルレンズ又はフレネル反射鏡から構成さ
   れ前記第２の光学部品からの光を平行光にする第３の光
   学部品と、前記第３の光学部品からの平行光を受ける第
   １の受光部と、前記ウエハの周面に向けて投光用ファイ
   バを介して光を投光する投光手段と、前記ウエハの周面
   で反射した光を受光用ファイバを介して受光する第２の
   受光部とを備えることを特徴とする光学検査装置。
4. 【請求項４】 前記第１の光学部品、前記第２の光学部
   品及び前記第３の光学部品の少なくとも１つが矩形とな
   っていることを特徴とする請求項３記載の光学検査装
   置。
5. 【請求項５】 前記第１の光学部品は同時に前記第２の
   光学部品となっていることを特徴とする請求項３又は４
   記載の光学検査装置。
6. 【請求項６】 前記第２の光学部品の焦点位置又はその
   近傍には絞りが設けられていることを特徴とする請求項
   ３〜５いずれか記載の光学検査装置。
7. 【請求項７】 点光源からの光を平行光にして前記ウエ
   ハの一面に向けて照射するフレネルレンズ又はフレネル
   反射鏡から構成される第１の光学部品を有する光照射手
   段と、フレネルレンズ又はフレネル反射鏡から構成され
   前記ウエハの外周部外を通る平行光を集光する第２の光
   学部品と、前記第２の光学部品からの光を受ける第１の
   受光部と、フレネルレンズ又はフレネル反射鏡から構成
   され前記ウエハの一面で反射された光を集光する第３の
   光学部品と、フレネルレンズ又はフレネル反射鏡から構
   成され前記第３の光学部品からの光を平行光にする第４
   の光学部品と、前記第４の光学部品からの平行光を受け
   る第２の受光部と、前記ウエハの周面に向けて投光用フ
   ァイバを介して光を投光する投光手段と、前記ウエハの
   周面で反射した光を受光用ファイバを介して受光する第
   ３の受光部とを備えることを特徴とする光学検査装置。
8. 【請求項８】 前記第１の光学部品は同時に前記第３の
   光学部品となっていることを特徴とする請求項７記載の
   光学検査装置。