JP2000294608A - 表面画像投影装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フォーカスの振動がなく、所望の層に安定し
てフォーカス合わせができる表面画像投影装置及び方法
の実現。 【解決手段】 板状物体1 の表面の一部を投影する投影
手段21,53,56を、板状物体の表面に沿って相対移動さ
せ、各位置での投影画像を合わせて板状物体の表面全体
の画像を得る表面画像投影装置であって、板状物体の表
面の複数箇所の高さを測定する表面高さ検出手段31〜37
と、測定した複数箇所の高さから板状物体の表面形状を
演算して記憶する表面形状データ記憶手段39と、投影手
段の板状物体の表面に対するフォーカス状態を変化させ
る焦点調整手段10と、投影手段を板状物体の表面に沿っ
て相対移動させる時に、表面形状データ記憶手段に記憶
された板状物体の表面形状に応じて焦点調整手段10を制
御するフォーカス制御手段12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】本発明は、板状物体の表面の
画像を投影する表面画像投影装置及び表面画像投影方法
に関し、特に半導体ウエハ（以下、単にウエハと称す
る。）の表面に形成されたダイ（チップ）の表面画像を
撮像して欠陥の有無などを検査する光学的な半導体ウエ
ハ検査装置（インスペクションマシン）におけるフォー
カス（焦点）調整技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体装置は集積度の向上に応じ
て益々多層化される傾向にあり、半導体装置の生産工程
は数百にも及ぶようになってきた。半導体装置の最終的
な歩留りは、各工程において発生する不良の累積で決定
されるので、各工程における不良の発生を低く抑えるよ
うに管理することが重要である。そのため、各層を形成
した時点でウエハの表面の画像を光学的に捕らえて欠陥
の有無を検査することが行われている。

【０００３】ウエハの表面の画像を光学的に捕らえるに
は、顕微鏡が使用される。以前は顕微鏡が投影したウエ
ハの表面の画像を検査員が肉眼で観察して欠陥の有無を
判定していたが、現在は顕微鏡の投影像を１次元や２次
元のイメージセンサなどで構成される撮像装置で捕ら
え、画像信号をデジタル化した上で画像処理により自動
的に欠陥を検出している。このための装置がインスペク
ションマシンと呼ばれる装置である。

【０００４】図１は、ダイ２が形成された半導体ウエハ
１を示す図である。ウエハ１は薄い板状であり、その上
に図示のように多数のダイ２が形成される。各ダイ２の
間には回路パターンが形成されないスペース３があり、
ダイ２が完成した時点でダイサでこのスペース３の部分
に溝加工して各ダイを切離し、切り離されたダイはパッ
ケージに取り付けられて組み立てられる。

【０００５】近年、半導体装置は集積度の向上に伴って
形成されるパターンは微細化しており、１個のダイ全体
の画像を１個の２次元のイメージセンサで捕らえると解
像度が十分でない。また、１次元のイメージセンサの場
合も同様で、１個の１次元のイメージセンサで１回走査
してダイ全体の画像を捕らえると解像度が十分でない。
そこで、通常は、図１に示すように、ダイを十分な解像
度の得られる１個の１次元のイメージセンサの幅を有す
る複数のストライプに分割し、各ストライブの画像を１
回の走査で捕らえている。

【０００６】欠陥の検出は、マスタとなる画像と実際に
捕らえた画像を比較する場合もあるが、通常は図１のよ
うに軌跡４に沿って各ダイの同じストライプを連続して
走査し、隣接又は近くにあるダイの同じ部分を比較し
て、異なる場合に欠陥であると判定している。図２は、
インスペクションマシンの光学系の構成を示す図であ
る。ウエハ表面に形成された各ダイのパターンは非常に
微細であり、表面の画像の投影には顕微鏡システムが使
用される。図２に示すように、ウエハ１は、上下（Ｚ軸
方向）に移動可能なステージ１０に載置される。ステー
ジ１０は水平面内（ＸＹ平面）に移動可能なＸＹ移動機
構１１に設けられており、ウエハ１はＸＹＺの３軸方向
に移動可能である。実際にはステージ１０の載置面の傾
きやＺ軸に垂直な面内でも回転可能になっているが、こ
こでは省略してある。ステージ１０のＺ軸方向の移動は
ステージＺ移動制御部１２により制御され、ＸＹ移動機
構１１によるステージ１０のＸ軸方向とＹ軸方向の移動
はステージＸＹ移動制御部１３により制御される。

【０００７】白色光源３０からの照明光は、レンズ２９
を通り、明るさ絞り２８の位置に光源３０の像が形成さ
れる。明るさ絞り２８を通過した照明光は、レンズ２
７、視野絞り２６、レンズ２５を通過し、半透鏡（ハー
フミラー）２３で反射され、ハーフミラー２３を通過し
て、対物レンズ２１でウエハ１の表面を照射する。ウエ
ハ１の１点から出た光は、対物レンズ２１で収束され、
ハーフミラー２２、２３を通過してイメージセンサ２４
上に結像される。以上が顕微鏡システムの照明系と撮像
系の基本構成である。高い分解能を得るためには対物レ
ンズ２１としてＮＡ（開口数）の大きなものを使用する
必要があり、使用する対物レンズにもよるが焦点深度は
数μｍ以下である。

【０００８】ウエハ１は薄い板状であり、完全な平面で
はない上、その上にパターンを形成すると反りが発生す
る。そのため、ステージ１０に載置されたウエハ１はウ
エハ上の位置により若干高さが異なる。この高さの変動
量は多くても１００μｍ以下であるが、上記のように焦
点深度が非常に狭いため、ウエハ全面で良好な投影像を
得ることはできない。そこで、自動焦点調整（オートフ
ォーカス）機構が設けられる。オートフォーカス機構に
は、非点収差法やナイフエッジ法や偏心補助光束法(ske
w beam method)などがあり、図２のインスペクションマ
シンに設けられているのは、非点収差法のオートフォー
カス機構である。

【０００９】半導体レーザ３３から出射されたレーザビ
ームはレンズ３２を通過した後ハーフミラー３１で反射
され、ハーフミラー３１に入射する。ハーフミラー２２
は半導体レーザの波長付近の光のみ反射するダイクロイ
ックミラーであり、ハーフミラー２２で反射された半導
体レーザの光は対物レンズ２１によりウエハ１の表面に
小さなスポットになるように収束される。ウエハ１の表
面で反射された半導体レーザの光は、対物レンズ２１を
通り、ハーフミラー２２で反射され、ハーフミラー３１
を通過し、レンズ３４及びシリンドリカルレンズ３５を
通過して４分割素子３６に入射する。

【００１０】図３は非点収差法によるオートフォーカス
機構を説明する図である。図３の（１）に示すように、
ウエハ１の表面に小さなスポットになるように収束され
た光は、ウエハ１の表面で反射され、ウエハ１上に点光
源があるように光ビームを発する。この光ビームは、対
物レンズ２１を通り、レンズ３４によりＰで示す位置に
収束される。この光ビームは、更にシリンドリカルレン
ズ３５で一方の成分のみがＱで示す位置に収束される。
他方の成分はＰで示す位置に収束されるので、光ビーム
は図示のように、方向により収束位置が異なり、Ｑの位
置では一方向に延びる線状に収束され、Ｐの位置ではそ
れに垂直な方向に延びる線状に収束され、中間位置では
断面が円形になる。ここで４分割素子３６を中間の断面
が円形になる位置に、４つの素子の間の不感帯がＰ及び
Ｑの位置の線に対して４５度になるように配置する。半
導体レーザの光のウエハ１上での収束位置がウエハ１に
垂直な方向にずれると、点光源に位置が光軸方向にず
れ、４分割素子３６の上の光ビームは点線で示すように
変化する。すなわち、ウエハ１の表面の手前に収束され
た場合には、ＡとＣの素子の方向に延びる楕円になり、
ウエハ１の表面の先に収束された場合には、ＢとＤの素
子の方向に延びる楕円になる。従って、差動アンプ３８
で、ＡとＣの素子の出力の和とＢとＤの素子の和の差信
号を演算すると、その出力であるＡＦ信号は（２）に示
すように変化するので、ＡＦ信号がゼロになる状態がウ
エハ１の表面にスポットが収束された状態、すなわちフ
ォーカスされた状態を示す。Ｒで示す範囲であれば、Ａ
Ｆ信号はフォーカスのずれに応じて変化するので、ＡＦ
信号応じてステージ１０を上下移動するようにフィード
バック制御を行えば常にフォーカスがあった状態にな
る。例えば、ＡＦ信号が正であればステージ１０を上方
向に移動し、ＡＦ信号が負であればステージ１０を下方
向に移動し、ＡＦ信号がゼロであれば移動しないように
する。いいかえれば、ＡＦ信号はフォーカス位置からの
ずれを示す。

【００１１】ここでは、非点収差法について説明した
が、他の方法であっても同様に常にフォーカスがあった
状態に制御でき、フォーカス位置からのずれを検出する
ことができる。いずれの場合もオートフォーカス機構の
ために照明とは別の半導体レーザなどの光源を使用し、
光源のスポットをウエハ上に収束する。また、上記の例
ではステージを上下移動してフォーカスを調整したが、
顕微鏡全体や対物レンズなどを上下移動させてフォーカ
スを調整することも可能である。いずれにしろオートフ
ォーカス機構を使用することにより、ウエハ表面の位置
（表面形状）にかかわらず、常にフォーカスされた鮮明
な像を投影することが可能である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、いずれ
のオートフォーカス機構を使用する場合も、照明とは別
の半導体レーザなどの光源を使用し、光源のスポットを
ウエハ上に収束する必要がある。近年の半導体装置は、
線幅が０．２μｍ程度になっているが、オートフォーカ
ス機構に使用する光源の光は比較的波長が長く、ウエハ
上に収束されるスポットの直径は線幅の数倍から十数倍
にである。図４は、ウエハ上に収束されたオートフォー
カス用の光ビームのスポット２０の様子を示す図であ
る。

【００１３】図４に示すように、ウエハ上に形成された
ダイの表面にはパターンに応じて凹凸があり、この凹凸
は光ビームのスポット２０より小さなピッチで変化す
る。そのため、オートフォーカス機構によるフォーカス
合わせは、光ビームのスポット２０が照射される範囲の
表面高さの平均にフォーカス合わせを行うことになる。
例えば、表面が透明な層である場合にはその下の不透明
な金属配線層などで反射される分などをすべて平均した
光ビームの反射強度で決まる位置にフォーカスが合わさ
れることになり、検査したい層以外の層にフォーカスが
合うという問題が生じていた。特に、後述するように近
年インスペクションマシンの光学系として共焦点顕微鏡
が使用されるようになっているが、共焦点顕微鏡を使用
すると、ウエハの表面に何層もパターンが形成されてい
る場合、所望の高さの層のみの画像を捕らえることも可
能であるが、各層で反射される光ビームを平均した位置
にフォーカスが合わされるため、検査したい層にフォー
カスを合わせられないという問題が生じていた。

【００１４】また、オートフォーカス機構は常にフォー
カス状態を検出してフィードバック制御しており、フィ
ードバック系の遅れのために常に微少に振動した状態に
なり、投影される画像を劣化するという問題があった。
更に、光ビームのスポットはダイのパターンに比べれば
大きいが、それでも直径は数μｍ以下であるので、照射
される位置に欠陥があったり、他の部分に比べて高さが
異なる時には、他の部分のフォーカスが大きく外れると
いう問題を生じていた。

【００１５】本発明はこのような問題を解決するための
もので、フォーカスの振動がなく、所望の層に安定して
フォーカス合わせができる表面画像投影装置及び方法の
実現を目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を実現するた
め、本発明の表面画像投影装置及び方法は、あらかじめ
板状物体の表面形状を測定して記憶しておき、この表面
形状に応じてフォーカスを制御する。すなわち、本発明
の表面画像投影装置は、板状物体の表面の一部を投影す
る投影手段を、板状物体の表面に沿って相対移動させ、
各位置での投影画像を合わせて板状物体の表面全体の画
像を得る表面画像投影装置であって、板状物体の表面の
複数箇所の高さを測定する表面高さ検出手段と、測定し
た複数箇所の高さから板状物体の表面形状を演算して記
憶する表面形状データ記憶手段と、投影手段の板状物体
の表面に対するフォーカス状態を変化させる焦点調整手
段と、投影手段を板状物体の表面に沿って相対移動させ
る時に、表面形状データ記憶手段に記憶された板状物体
の表面形状に応じて焦点調整手段を制御するフォーカス
制御手段とを備えることを特徴とする。

【００１７】また、本発明の表面画像投影方法は、板状
物体の表面の一部を投影しながら、板状物体の表面に沿
って相対移動させ、各位置での投影画像を合わせて板状
物体の表面全体の画像を得る表面画像投影方法であっ
て、板状物体の表面の複数箇所の高さを測定する表面高
さ検出ステップと、測定した複数箇所の高さから板状物
体の表面形状を演算して記憶する表面形状データ記憶ス
テップと、板状物体の表面に沿って相対移動しながら板
状物体の表面の一部を投影する走査ステップとを備え、
走査ステップ時には、記憶した板状物体の表面形状に応
じてフォーカス状態を変化させることを特徴とする。

【００１８】本発明者は、ウエハの上に形成される各層
の厚さは誤差が少なく、高さの変動は主としてウエハの
表面の高さ変動により生じ、ウエハの表面の高さ変動は
緩やかでダイが形成される以外のパターンのない部分の
高さを測定することにより正確に測定できることに着目
した。本発明の表面画像投影装置及び方法によれば、測
定した板状物体の表面の複数箇所の高さから演算された
板状物体の表面形状があらかじめ記憶されており、走査
時にはこの表面形状に沿ってフォーカスが制御されるの
で、表面の微少な凹凸に影響されずに所望の層にフォー
カスを合わせることが可能であり、フィードバック制御
ではないため、振動は生じない。

【００１９】投影手段として共焦点顕微鏡を使用し、投
影像を検出する光センサを設けた場合には、所望の層を
投影できるが、本発明を適用すればその層にフォーカス
を合わせた後、板状物体の高さ変動のみに応じてフォー
カスを調整するので、その層にフォーカスを合わせて走
査できる。この場合、オペレータが投影したい層にフォ
ーカスを合わせることで投影したい層を指示する。

【００２０】また、本発明は、共焦点顕微鏡を使用しな
いで、通常通りに１次元及び２次元イメージセンサを使
用する場合にも適用できる。半導体ウエハを投影する場
合には、半導体ウエハ上に形成されたダイの周囲のパタ
ーンの形成されていない部分の高さを測定すれば、パタ
ーンに影響されずにウエハの高さが測定できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】図５は、本発明の実施例のインス
ペクションマシンの光学系の構成を示す図である。実施
例のインスペクションマシンは、共焦点顕微鏡を使用
し、ウエハ１の高さを測定する機構として、図２及び図
３で説明した非点収差法による高さ測定機構を使用す
る。従って、参照番号３１から３７の要素で構成される
高さ測定機構についての説明はここでは省略する。

【００２２】白色光源５７からの光はコンデンサレンズ
５６を通過してビームスプリッタ５３で反射され、スピ
ニングディスク５２を照明する。スピニングディスク５
２は回転する円板で、多数のアパーチャ５８が設けられ
ている。アパーチャ５８の像、すなわちアパーチャ５８
を通過した光ビームは、レンズ５１とハーフミラー２２
と対物レンズ２１によりウエハ１上にスポットとして収
束され、ウエハ１上にアパーチャ５８の像が結像され
る。ウエハに照射された光ビームは反射され、上記と逆
の光路を通って対応するアパーチャ５８に収束される。
アパーチャ５８を通過した光は、ビームスプリッタ５３
を通過してレンズ５４により光センサ５５上に収束され
る。スピニングディスク５２が回転して、ウエハ１上の
アパーチャ５８の像が視野内を順に走査する。各位置で
の光センサ５７の信号を合成して強度分布を求めれば２
次元の画像が得られる。

【００２３】ウエハ１上に照射された光ビームのスポッ
トの部分で反射された光は、対応するアパーチャ５８の
部分に収束されるので、他の部分からの反射光は遮断さ
れ、鮮明なコントラストの高い画像が得られる。また、
スポットの位置が光軸方向にずれるとスポットは広がり
広がった部分で反射された光はほとんどアパーチャ５８
を通過しないので、スポットに収束される層のみの画像
を捕らえることができる。

【００２４】前述のように、参照番号３１から３７の要
素で構成される非点収差法による高さ測定機構を使用す
ればＡＦ信号により高さの変化を検出できる。本実施例
では、信号処理回路３７の出力するＡＦ信号をデジタル
信号に変換するアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器３
８と、表面形状測定時にＡ／Ｄ変換器３８の出力する高
さ分布のデータを記憶し、記憶したデータに基づいて演
算した表面形状のデータを記憶する表面形状データ記憶
部３９と、オペレータが画像を捕らえる層にフォーカス
を調整してそのフォーカス位置を維持しながら走査を行
うように指示するフォーカス指示部４０が新たに設けら
れている。ステージ１０の上下方向（Ｚ方向）の移動を
制御するステージＺ移動制御部１２とステージ１０の水
平方向（ＸＹ方向）の移動を制御するステージＸＹ移動
制御部１３は従来と同じもので、表面形状データ記憶部
３９と共に制御用コンピュータのソフトウエアで実現さ
れる。

【００２５】図６は、実施例において、ウエハ上のダイ
の表面画像を得る処理を示すフローチャートである。以
下、このフローチャートに従って処理を説明する。ステ
ップ１０１では、ステージ１０上にウエハ１を載置し、
図示していないＴＶカメラなどを使用してダイの配列方
向などを合わせるアライメントが行われる。

【００２６】ステップ１０２では、ステージ１０をＸＹ
平面内で移動して、ウエハ１上の複数箇所で高さを測定
し、表面形状データ記憶部３９に記憶する。この高さ測
定は、例えば、図７の（１）の参照番号６で示す×印の
部分について行う。この部分は、ウエハ１上に配列され
たダイ２の間のダイサで溝加工する部分で、回路パター
ンは形成されないので、ウエハ１の表面のままの凹凸の
ない平面であり、高さ測定機構により正確に高さを測定
することが可能である。測定は、ダイ２の間のスペース
部分が対物レンズの光軸の下、すなわち高さ測定機構の
レーザビームのスポットがダイ２の間のスペース部分に
照射されるようにしてＸ方向に走査を行い、測定位置で
のＡＦ信号のデジタル値を記憶する。この走査をＹ方向
の位置を変えて行う。以上のようにして図７の（１）の
×印の部分の高さが測定できる。

【００２７】ステップ１０３では、表面形状データ記憶
部３９が、ステップ１０２で測定したウエハ上の複数箇
所の高さから、ウエハ１の全面の高さ分布を演算して記
憶する。例えば、図７の（２）に示すように、あるＹ座
標について９点の高さが測定されるので、その測定デー
タからスプライン関数などを使用して補間し、連続的な
高さ変化を求める。このような演算をウエハ１の全面に
ついて行い、ウエハ１の表面形状データを演算する。

【００２８】ステップ１０４では、オペレータがある部
分の画像を見て、画像を得たい層にフォーカスを合わせ
る。このフォーカス調整は、別に設けたステージのＺ軸
方向の移動機構を調整しても、ステージＺ移動制御部１
２に外部から与えるデータ値を調整して行ってもよい。
調整が終了すると、フォーカス指示部４０のキー操作
で、調整が終了したことを指示する。

【００２９】ステップ１０５では、図７のウエハ１の左
上の位置が走査開始位置になるようにステージのＸＹ座
標を変化させる。この時、表面形状データ記憶部３９に
記憶された表面形状データから、ステップ１０４の指示
が行われた位置とウエハ１の左上の位置の高さの差だけ
ステージ１０のＺ軸方向の位置を変化させる。ステップ
１０６では、ステージＸＹ移動制御部１３が、Ｘ座標を
順次変化させて走査を行う信号を出力し、左端から右端
までの走査が終了すると、Ｙ座標を変化させ、逆方向に
走査を行い、このような動作を繰り返すようにステージ
１０の移動を制御する。この時、表面形状データ記憶部
３９に記憶された表面形状データからステージＺ移動制
御部１２に各走査位置における高さデータを出力し、そ
の高さデータだけステージ１０の高さを変化させる。こ
れにより、光学系のフォーカスは、常にオペレータの指
示した層に合わされる。以上のような処理により、ウエ
ハ全面の表面画像が得られる。

【００３０】なお、本実施例はインスペクションマシン
であり、読み取られた画像データは、マスタデータや隣
接するダイの画像データと比較されて欠陥位置が検出さ
れ、欠陥位置について更に画像データを解析して欠陥の
種類の分類などの各種処理が行われるが、本発明には直
接関係しないので、ここでは詳しい説明は省略する。以
上は、共焦点顕微鏡の光学系を使用する実施例について
説明したが、本発明は共焦点顕微鏡を使用する構成に限
定されるものではなく、通常の１次元イメージセンサや
２次元イメージセンサを使用する構成にも適用可能であ
る。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
表面の微少な凹凸に影響されずに所望の層にフォーカス
を合わせることが可能であり、フィードバック制御では
ないため、振動のない良好な画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】半導体ウエハ上に形成されたダイ（半導体チッ
プ）の表面画像を得るための走査を説明する図である。

【図２】半導体ウエハ上に形成されたダイの表面画像を
得る従来のインスペクションマシンの光学系の構成を示
す図である。

【図３】従来例における非点収差法によるオートフォー
カス機構を説明する図である。

【図４】ウエハ表面とオートフォーカス機構の光ビーム
のスポットの様子を示す図である。

【図５】本発明の実施例のインスペクションマシンの光
学系の構成を示す図である。

【図６】実施例においてウエハ上のダイの表面画像を得
るための処理を示すフローチャートである。

【図７】実施例においてウエハ表面の高さ測定を行う箇
所と表面形状データの例を示す図である。

【符号の説明】

１…板状物体（半導体ウエハ） １０…ステージ １２…ステージＺ移動制御部 １３…ステージＸＹ移動制御部 ２１…対物レンズ ３３…半導体レーザ ３４…レンズ ３５…シリンドリカルレンズ ３６…４分割素子 ３９…表面形状データ記憶手段 ４０…フォーカス指示部

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年２月１７日（２０００．２．１
７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項２

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】半導体レーザ３３から出射されたレーザビ
ームはレンズ３２を通過した後ハーフミラー３１で反射
され、ハーフミラー２２に入射する。ハーフミラー２２
は半導体レーザの波長付近の光のみ反射するダイクロイ
ックミラーであり、ハーフミラー２２で反射された半導
体レーザの光は対物レンズ２１によりウエハ１の表面に
小さなスポットになるように収束される。ウエハ１の表
面で反射された半導体レーザの光は、対物レンズ２１を
通り、ハーフミラー２２で反射され、ハーフミラー３１
を通過し、レンズ３４及びシリンドリカルレンズ３５を
通過して４分割素子３６に入射する。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板状物体の表面の一部を投影する投影手
   段を、前記板状物体の表面に沿って相対移動させ、各位
   置での投影画像を合わせて前記板状物体の表面全体の画
   像を得る表面画像投影装置であって、 前記板状物体の表面の複数箇所の高さを測定する表面高
   さ検出手段と、 測定した前記複数箇所の高さから前記板状物体の表面形
   状を演算して記憶する表面形状データ記憶手段と、 前記投影手段の前記板状物体の表面に対するフォーカス
   状態を変化させる焦点調整手段と、 前記投影手段を前記板状物体の表面に沿って相対移動さ
   せる時に、前記表面形状データ記憶手段に記憶された前
   記板状物体の表面形状に応じて前記焦点調整手段を制御
   するフォーカス制御手段とを備えることを特徴とする表
   面画像投影装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の表面画像投影装置であ
   って、 前記光センサは１次元の画像を検出するイメージセンサ
   であり、 前記投影手段を前記板状物体の表面に沿って相対移動さ
   せた時の１次元の画像を合成して２次元の画像を得る表
   面画像投影装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の表面画像投影装
   置であって、 前記投影手段は共焦点顕微鏡である表面画像投影装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の表面画像投影装置であ
   って、 投影像を検出する２次元イメージセンサを備える表面画
   像投影装置。
5. 【請求項５】 請求項１から４のいずれか１項に記載の
   表面画像投影装置であって、 前記板状物体は半導体ウエハである表面画像投影装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の表面画像投影装置であ
   って、 前記表面高さ検出手段は、前記半導体ウエハ上に形成さ
   れたダイの周囲のパターンの形成されていない部分の高
   さを測定する表面画像投影装置。
7. 【請求項７】 請求項１に記載の表面画像投影装置であ
   って、 前記板状物体は半導体ウエハであり、 前記投影手段は共焦点顕微鏡であり、 投影像を検出する光センサと、 前記投影手段を前記板状物体の表面に沿って相対移動さ
   せる時に、前記半導体ウエハのフォーカスを合わせる層
   を指示するフォーカス指示手段を備える表面画像投影装
   置。
8. 【請求項８】 板状物体の表面の一部を投影しながら、
   前記板状物体の表面に沿って相対移動させ、各位置での
   投影画像を合わせて前記板状物体の表面全体の画像を得
   る表面画像投影方法であって、 前記板状物体の表面の複数箇所の高さを測定する表面高
   さ検出ステップと、 測定した前記複数箇所の高さから前記板状物体の表面形
   状を演算して記憶する表面形状データ記憶ステップと、 前記板状物体の表面に沿って相対移動しながら前記板状
   物体の表面の一部を投影する走査ステップとを備え、 該走査ステップ時には、記憶した前記板状物体の表面形
   状に応じてフォーカス状態を変化させることを特徴とす
   る表面画像投影方法。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の表面画像投影方法であ
   って、 前記板状物体は半導体ウエハであり、 前記表面高さ検出ステップでは、前記半導体ウエハ上に
   形成されたダイの周囲のパターンの形成されていない部
   分の高さを測定する表面画像投影方法。
10. 【請求項１０】 請求項８に記載の表面画像投影方法で
    あって、 前記板状物体は半導体ウエハであり、 投影光学系は、共焦点顕微鏡と、投影像を検出する光セ
    ンサとを有し、 前記走査ステップの前に、前記半導体ウエハのフォーカ
    スを合わせる層を指示するフォーカス位置指示ステップ
    と備える表面画像投影方法。