ウェーハエッジ検査には現在2通りのアプローチがある。ひとつはラインスキャンレーザーで、これは散乱信号を生成し、しきい値化を用いて信号のハイポイントをピックアップし、次にそれらのポイントへ戻り、カメラで写真を撮影する。ウェーハ製造では立証済みの方法ではあるが、これは切りくず、亀裂、粒子など散乱する欠陥を見つけるためのものである。膜欠陥や残留物にはさほど散乱しない傾向がある。

　もうひとつのアプローチであるCCD撮影はデジタル顕微鏡によく似ている。これには二重の欠点がある。ひとつは、欠陥を撮影し検出する能力がウェーハエッジの曲率と形状に左右されることである。2～5μmの欠陥を見るのに必要な倍率では、焦点深度(DoF)によって焦点の視野がひどく制限される。焦点外の欠陥を識別するのは困難で、分析を厄介なものにする。平らな表面では問題にならないが、曲がったエッジでは問題になる。

　CCD方式システムを工程管理に用いた場合、その重大な限界は、正確で信頼できる自動欠陥分類機能(ADC)を欠いていることにある。CCDで撮影したウェーハエッジの写真は実際役に立つが、堅牢な自動欠陥分類機能の不在が工程管理での実用を妨げてきた。工程監視で使い物になるには、正確で信頼性が高く定量化されたエッジ欠陥データが必要である。

　米KLA-Tencor社が導入したエッジ検査システムは、こうしたニーズへの対応を約束するものである。「VisEdge」は、エッジ上の小さいスポット(～5μm)に焦点を合わせる偏光固体レーザー光源を使用する。そこから複数の検出センサーを用いて、相変化やビーム偏向(トポグラフィック特徴により生じる)のほかに、散乱し反射する光を回収する。

　個々の検出チャンネルはウェーハエッジの独特の特徴とそれにともなう欠陥原因を捕らえる。例えば、反射(鏡面)及び相チャンネルは膜や残留物に対してすこぶる敏感で、剥離や薄片の鮮明画像を作る。

　他方、散乱光検知器は粒子、切りくず、亀裂などに最も敏感である。このレーザー方式の撮影システムはウェーハのエッジをスキャンし、360°の連続表示を高解像度で提供する。複数チャンネルの画像が同時に得られるので、各センサーからの信号の比較が可能となり、欠陥を多角的に調べ、高い精度で分類できる。スキャニングスキャタロメーター、リフレクトメーター、エリプソメーター、そしてプロフィロメーターの能力を併せ持ち、ウェーハのエッジにそって独特の欠陥原因を識別できる点が有利である。

　典型的な成果として、エッジ・膜剥離などの欠陥を強調できる。これは、CMPの残留物などの上に膜が堆積された場合に起こる。サーマルサイクルなど、ウェーハが後続の処理を通過する際には、膜の下の残留物からガスが抜け、剥離が起きる。図は、膜の膨れ(ブリスター)を含む特定ウェーハ領域における検出器全4個の出力を示している。ブリスターには薄片がはげ落ちたもの(開放状態)と膜がかぶさったもの(閉鎖状態)のものがあり、これらは同システムのADCソフトウェアを用いて高い純度で分類できる。ウェーハのエッジには著しいばらつきのほかに膜の端部や不完全膜除去が数多くありノイジーだから、高い純度での分類は極めて重要である。

　欠陥を識別、分類し、その位置を突き止めたら、工程管理に役立つデータが生成される。このデータは、ウェーハ前面欠陥をエッジ原因に対比することにより原因識別を促進する。