JP2000207562A

JP2000207562A - ウェハのマクロ検査装置およびその方法

Info

Publication number: JP2000207562A
Application number: JP11012084A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Ueda; 泰広上田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1999-01-20
Filing date: 1999-01-20
Publication date: 2000-07-28

Abstract

(57)【要約】【課題】ランダムパターン部の影響による疑似不良を
抑えることができ、高精度のマクロ検査が可能なウェハ
のマクロ検査装置を提供すること。【解決手段】ウェハのマクロ検査装置は、被検査ウェ
ハ１０を照射する照明部１２と、被検査ウェハ１０を撮
像するＣＣＤカメラ１５と、ＣＣＤカメラ１５によって
出力された画像信号から被検査ウェハ１０の繰り返しパ
ターン部の画像データを抽出し、この抽出された繰り返
しパターン部の画像データに基づいて被検査ウェハ１０
の良否を判定する画像処理部１９とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、露光・現像不良や
レジストの塗布不良等によって発生するウェハのマクロ
欠陥の検出技術に関し、特に、チップ内にメモリセル群
等の繰り返しパターンを含んだウェハのマクロ検査装置
およびその方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報機器や家電機器に多くの半導
体集積回路が搭載されており、半導体集積回路の需要は
多大なものとなっている。半導体集積回路のチップが形
成されたウェハの欠陥をいかに高速に検出できるかが、
半導体集積回路の生産性に与える影響は大きい。

【０００３】図１３（ａ）〜図１３（ｃ）は、チップが
形成されるウェハを拡大した図である。図１３（ａ）に
示すように、ウェハ上には複数のチップが形成されてお
り、点線で囲まれるショット（図１３（ａ）において
は、２×２の計４個のチップ）と呼ばれる単位で露光が
行なわれる。図１３（ｂ）は、その１つのショットに含
まれるチップを示している。さらに、ショットに含まれ
る１つのチップに含まれる回路は、図１３（ｃ）に示す
ように、チップの中央部に配置された格子状の繰り返し
のパターンによって構成されるメモリセル部１００と、
メモルセル部１００の周辺に配置されたランダムなパタ
ーンによって構成される周辺回路部１０１とに大別する
ことができる。繰り返しパターンの回路とランダムパタ
ーンの回路とを含んだチップが形成されるウェハをパタ
ーン付きウェハと呼ばれる。

【０００４】パターン付きウェハの外観検査において、
どの程度の大きさの欠陥を検査対象とするか、またはど
の様な現われ方の欠陥を検査対象とするかによって、ミ
クロ欠陥検査とマクロ欠陥検査とに分類される。マクロ
欠陥は、図１４（ａ）に示すように、ウェハの全体また
は複数のチップにまたがって広範囲に現れるようなレジ
ストの塗布不良や、ショット単位で現れる露光・現像不
良等が原因となる。一方、ミクロ欠陥は、図１４（ｂ）
に示すように、メモリセル部や周辺回路部に現れる数ミ
クロン〜サブミクロンサイズの微小な異物、キズ、また
はパターン欠陥等が原因となる。

【０００５】このうち、ミクロ欠陥検査においては、高
解像度の撮像部によってチップの撮像を行い、得られた
画像と予め用意された参照画像とを用いてダイツーダイ
比較やセル比較等の比較処理を行う自動検査方法が広く
実用化されている。

【０００６】一方、マクロ欠陥検査においては、検査者
が経験に基づいて、ウェハ面に現れる色むら等のマクロ
異常を検出するという検査方法が採られていた。検査者
は、チップを保持するステージの傾斜角度や照明の照射
角度の調整が可能なマクロ検査装置を用い、検査対象で
あるウェハを回転させながらステージの傾斜角度や照明
の照射角度を調整してウェハの観察がしやすい状態にし
た上で、ウェハの良否判定を目視によって行っていた。

【０００７】したがって、検査者によって良否判定の基
準や検査速度が異なるため、ウェハの品質やスループッ
トにばらつきが生じるという問題点があった。また、絶
対的な検査速度を上げるためには、検査者の絶対数を多
くする必要があるという問題点もあった。さらには、長
時間の検査によって、検査者に疲労等が発生するという
問題点もあった。これらの問題点を解決するために、特
開平８−２４７９５８号公報、特開平９−１７２０４４
号公報、および特開平４−２５９８４９号公報の発明が
開示されている。

【０００８】特開平８−２４７９５８号公報に開示され
た発明は、ウェハの光強度データの測定時に、検査エリ
アの大きさに適合するようにＸＹステージの単位駆動量
の設定の制御と自動可変ブラインドのブラインド幅の制
御とを行い、光強度センサによってウェハの光強度を測
定する。そして、測定された光強度データと予め求めら
れているしきい値とを比較することによってウェハの良
否を判定するものである。

【０００９】また、特開平９−１７２０４４号公報に開
示された発明は、受光部の前にスリットとピンホールと
を設け、ウェハの微小領域からの反射光および散乱光を
連続的信号として捉える。そして、この連続信号が予め
設定されたしきい値の上下限を超えたウェハを不良とす
るものである。

【００１０】さらには、特開平４−２５９８４９号公報
に開示された発明は、対象物であるウェハからの正反射
光および散乱光をそれぞれ受けて撮像し、その画像信号
から濃淡輝度値の分散等の特徴量を抽出する。そして、
求められた各特徴量に対して品種等の各条件により選択
するとともに重み付けを行い、この選択重み付けされた
各特徴量から対象物であるウェハの良否を判定するもの
である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平９−１
７２０４４号公報に開示された発明は、ウェハの微小領
域からの反射光および散乱光を連続的信号として捉える
ため、ウェハ表面を一様に検査することになる。また、
特開平４−２５９８４９号公報に開示された発明は、各
チップ毎に画像データを分割し、チップ毎に特徴量を抽
出してウェハの良否を判定している。しかし、上述した
ように、ウェハに形成されるチップ内に繰り返しパター
ン部とランダムパターン部とがある場合に、濃淡輝度値
のばらつきが大きいランダムパターン部で発生するノイ
ズの影響による疑似不良の発生を避けることができな
い。したがって、検査精度が低下するとともに、ウェハ
に含まれるチップ全体を検査するため、検査に要する時
間が多大になるという問題点があった。

【００１２】また、特開平８−２４７９５８号公報に開
示された発明は、チップをＲＯＭ部、ＲＡＭ部、データ
バス部等の輝度分布が揃ったエリアに分割し、それらの
領域の各々にしきい値を設けて検査を行っている。しか
し、チップを多数の領域に分割し、それらの領域に別々
のしきい値を設けて検査を行うため、検査に要する時間
が多大となる。さらに、ランダムパターン部の濃淡輝度
値のばらつきが大きいため、その部分のしきい値によっ
ては疑似不良が発生することも考えられる。

【００１３】レジストの塗布不良や露光・現像不良等の
原因で発生するマクロ欠陥は、ウェハからの正反射光の
観察時に、ウェハ面の濃淡輝度値のムラや上昇という現
象で現れる。特に、チップ内の繰り返しパターン部にお
いて顕著に現れるという特徴がある。また、このような
マクロ欠陥は、ウェハ内の複数のチップにまたがって広
範に発生するため、いずれかのチップ内の繰り返しパタ
ーン部がマクロ欠陥部に必ず含まれるという特徴もあ
る。

【００１４】マクロ検査においては、ミクロ欠陥のよう
な微小な欠陥を撮像する必要がないため、入力画像の分
解能をマクロ異常を捉えることができる程度に低くする
ことができ、１回の撮像でより広範な画像を撮像するこ
とによって検査速度の向上を図ることができる。すなわ
ち、図１５（ａ）に示すように、繰り返しパターン部の
ピッチ（たとえば、１μｍ）に対して画像の分解能を十
分に低くした場合（たとえば、１００μｍ）、繰り返し
パターン部の濃淡輝度値が平均化されるため、比較的濃
淡輝度値が平坦な画像が得られる。

【００１５】一方、ランダムパターン部においては、配
線幅やパターンデザインがランダムであるので、図１５
（ｂ）に示すように、濃淡輝度値のばらつきが大きな画
像が得られる。このため、繰り返しパターン部に比較し
て、ランダムパターン部で疑似不良が多く発生すること
が理解できる。

【００１６】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、第１の目的は、ランダムパターン部
の影響による疑似不良を抑えることができ、高精度のマ
クロ検査が可能なウェハのマクロ検査装置を提供するこ
とである。

【００１７】第２の目的は、検査の高速化が可能であ
り、生産性の向上および品質の安定を図ることが可能な
ウェハのマクロ検査装置を提供することである。

【００１８】第３の目的は、ランダムパターン部の影響
による疑似不良を抑えることができ、高精度のマクロ検
査が可能なウェハのマクロ検査方法を提供することであ
る。

【００１９】第４の目的は、検査の高速化が可能であ
り、生産性の向上および品質の安定を図ることが可能な
ウェハのマクロ検査方法を提供することである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のウェハ
のマクロ検査装置は、被検査ウェハを照射するための照
明手段と、被検査ウェハを撮像するための撮像手段と、
撮像手段によって出力された画像信号から被検査ウェハ
の繰り返しパターン部の画像データを抽出するための抽
出手段と、抽出手段によって抽出された繰り返しパター
ン部の画像データに基づいて被検査ウェハの良否を判定
するための良否判定手段とを含む。

【００２１】良否判定手段は、抽出手段によって抽出さ
れた繰り返しパターン部の画像データに基づいて被検査
ウェハの良否を判定するので、ランダムパターン部の影
響による疑似不良を抑えることができ、高精度のマクロ
検査が可能となる。

【００２２】請求項２に記載のウェハのマクロ検査装置
は、請求項１記載のウェハのマクロ検査装置であって、
良否判定手段は抽出手段によって抽出された繰り返しパ
ターン部の画像データから特性値を算出するために特性
値算出手段と、特性値算出手段によって算出された特性
値に基づいて被検査ウェハの良否を判定するための被検
査ウェハ良否判定手段とを含む。

【００２３】被検査ウェハ良否判定手段は、特性値算出
手段によって算出された特性値に基づいて被検査ウェハ
の良否を判定するので、請求項１記載のウェハのマクロ
検査装置よりもさらに検査の高速化が可能となる。

【００２４】請求項３に記載のウェハのマクロ検査装置
は、請求項２記載のウェハのマクロ検査装置であって、
特性値算出手段は抽出手段によって抽出された繰り返し
パターン部の画像データから濃淡輝度分散値を算出する
ための分散値算出手段を含む。

【００２５】被検査ウェハ良否判定手段は、濃淡輝度分
散値に基づいて被検査ウェハの良否を判定するので、露
光・現像不良等によって現れる繰り返しパターン部の濃
淡輝度値のむら等によるマクロ欠陥を検出することが可
能となる。

【００２６】請求項４に記載のウェハのマクロ検査装置
は、請求項２記載のウェハのマクロ検査装置であって、
特性値算出手段は抽出手段によって抽出された繰り返し
パターン部の画像データから濃淡輝度平均値を算出する
ための平均値算出手段を含む。

【００２７】被検査ウェハ良否判定手段は、濃淡輝度平
均値に基づいて被検査ウェハの良否を判定するので、レ
ジストの塗布不良等によって現れる繰り返しパターン部
における濃淡輝度値の一様な上昇または下降等によるマ
クロ欠陥を検出することが可能となる。

【００２８】請求項５に記載のウェハのマクロ検査装置
は、請求項２記載のウェハのマクロ検査装置であって、
特性値算出手段は抽出手段によって抽出された繰り返し
パターン部の画像データから濃淡輝度標準偏差値を算出
するための標準偏差値算出手段を含む。

【００２９】被検査ウェハ良否判定手段は、濃淡輝度標
準偏差値に基づいて被検査ウェハの良否を判定するの
で、露光・現像不良等によって現れる繰り返しパターン
部の濃淡輝度値のむら等によるマクロ欠陥を検出するこ
とが可能となる。

【００３０】請求項６に記載のウェハのマクロ検査装置
は、請求項２記載のウェハのマクロ検査装置であって、
特性値算出手段は抽出手段によって抽出された繰り返し
パターン部の画像データから濃淡輝度分散値を算出する
ための分散値算出手段と、抽出手段によって抽出された
繰り返しパターン部の画像データから濃淡輝度平均値を
算出するための平均値算出手段とを含む。

【００３１】被検査ウェハ良否判定手段は、濃淡輝度分
散値および濃淡輝度平均値に基づいて被検査ウェハの良
否を判定するので、露光・現像不良等によって現れる繰
り返しパターン部の濃淡輝度値のむら等によるマクロ欠
陥や、レジストの塗布不良等によって現れる繰り返しパ
ターン部における濃淡輝度値の一様な上昇または下降等
によるマクロ欠陥を同時に検出することが可能となる。

【００３２】請求項７に記載のウェハのマクロ検査装置
は、請求項２記載のウェハのマクロ検査装置であって、
特性値算出手段は抽出手段によって抽出された繰り返し
パターン部の画像データから濃淡輝度標準偏差値を算出
するための標準偏差値算出手段と、抽出手段によって抽
出された繰り返しパターン部の画像データから濃淡輝度
平均値を算出するための平均値算出手段とを含む。

【００３３】被検査ウェハ良否判定手段は、濃淡輝度標
準偏差値および濃淡輝度平均値に基づいて被検査ウェハ
の良否を判定するので、露光・現像不良等によって現れ
る繰り返しパターン部の濃淡輝度値のむら等によるマク
ロ欠陥や、レジストの塗布不良等によって現れる繰り返
しパターン部における濃淡輝度値の一様な上昇または下
降等によるマクロ欠陥を同時に検出することが可能とな
る。

【００３４】請求項８に記載のウェハのマクロ検査装置
は、請求項１〜７のいずれかに記載のウェハのマクロ検
査装置であって、抽出手段は撮像手段によって出力され
た画像信号から各画素の輝度をＸ方向に射影したヒスト
グラムおよびＹ方向に射影したヒストグラムを作成する
ためのヒストグラム作成手段と、ヒストグラム作成手段
によって作成されたヒストグラムに基づいて繰り返しパ
ターン部の画像データを抽出するための被検査領域抽出
手段とを含む。

【００３５】被検査領域抽出手段は、ヒストグラム作成
手段によって作成されたヒストグラムに基づいて繰り返
しパターン部の画像データを抽出するので、繰り返しパ
ターン部の抽出を自動的に行うことが可能となる。

【００３６】請求項９に記載のウェハのマクロ検査装置
は、請求項１〜７のいずれかに記載のウェハのマクロ検
査装置であって、ウェハのマクロ検査装置はさらに良品
サンプルウェハの画像信号から良品サンプルウェハの繰
り返しパターン部の領域を抽出するための繰り返しパタ
ーン部抽出手段を含み、抽出手段は繰り返しパターン部
抽出手段によって抽出された繰り返しパターン部の領域
に基づいて被検査ウェハの繰り返しパターン部を抽出す
るための手段を含む。

【００３７】繰り返しパターン部抽出手段によって抽出
された繰り返しパターン部の領域に基づいて被検査ウェ
ハの繰り返しパターン部を抽出するので、繰り返しパタ
ーンの抽出が高速に行えるようになる。

【００３８】請求項１０に記載のウェハのマクロ検査方
法は、被検査ウェハを照射するステップと、被検査ウェ
ハを撮像するステップと、撮像によって得られた画像信
号から前記被検査ウェハの繰り返しパターン部の画像デ
ータを抽出するステップと、抽出された繰り返しパター
ン部の画像データに基づいて被検査ウェハの良否を判定
するステップとを含む。

【００３９】抽出された繰り返しパターン部の画像デー
タに基づいて被検査ウェハの良否を判定するので、ラン
ダムパターン部の影響による疑似不良を抑えることがで
き、高精度のマクロ検査が可能となる。

【００４０】請求項１１に記載のウェハのマクロ検査方
法は、請求項１０記載のウェハのマクロ検査方法であっ
て、被検査ウェハの繰り返しパターン部の画像データを
抽出するステップは撮像によって得られた画像信号から
各画素の輝度をＸ方向に射影したヒストグラムおよびＹ
方向に射影したヒストグラムを作成するステップと、作
成されたヒストグラムに基づいて繰り返しパターン部の
画像データを抽出するステップとを含む。

【００４１】作成されたヒストグラムに基づいて繰り返
しパターン部の画像データを抽出するので、繰り返しパ
ターン部の抽出を自動的に行うことが可能となる。

【００４２】請求項１２に記載のウェハのマクロ検査方
法は、請求項１０記載のウェハのマクロ検査方法であっ
て、ウェハのマクロ検査方法はさらに、良品サンプルウ
ェハの画像信号から良品サンプルウェハの繰り返しパタ
ーン部の領域を抽出するステップを含み、繰り返しパタ
ーン部の画像データを抽出するステップは、抽出された
良品サンプルウェハの繰り返しパターン部の領域に基づ
いて被検査ウェハの繰り返しパターン部を抽出するステ
ップを含む。

【００４３】抽出された繰り返しパターン部の領域に基
づいて被検査ウェハの繰り返しパターン部を抽出するの
で、繰り返しパターンの抽出が高速に行えるようにな
る。

【００４４】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１は、本発明
の実施の形態１におけるウェハのマクロ検査装置の概略
構成を説明するためのブロック図である。このマクロ検
査装置は、被検査ウェハ１０が積載されるステージ１１
と、照明部１２と、照明部１２からの光を反射して上方
から被検査ウェハ１０を照射するハーフミラー１３と、
被検査ウェハ１０からの反射光によって被検査ウェハ１
０の表面を撮像するＣＣＤ（Charge Coupled Device ）
カメラ１５と、ステージ１１をＸ−Ｙ軸方向に位置調整
するステージ制御部１６と、照明部１２の照度等を制御
する照明制御部１７と、ＣＣＤカメラ１５の制御および
ＣＣＤカメラ１５からの画像信号を画像データに変換す
るカメラ制御・画像入力部１８と、カメラ制御・画像入
力部１８から出力された画像データに基づいてウェハの
良否を判定する画像処理部１９と、ウェハのマクロ検査
装置の全体的な制御を行う中央制御部２０とを含む。

【００４５】照明部１２とハーフミラー１３とを用いて
上方から被検査ウェハ１０を照射する代わりに、照射部
１４を用いて斜めから被検査ウェハ１０を照射するよう
にしても良い。また、ステージ制御部１６は、ステージ
１１をＸ−Ｙ軸方向に位置調整するが、必要に応じてＺ
軸（鉛直）方向に位置調整するようにしても良い。

【００４６】カメラ制御・画像入力部１８は、ＣＣＤカ
メラ１５から出力される画像信号を２次元画像データ、
たとえばＭ×Ｎ画素（１画素８ビットのデジタルデー
タ）の画像データに変換し、画像処理部１９へ出力す
る。画像処理部１９は、カメラ制御・画像入力部１８に
よって出力された画像データから被検査領域を抽出し、
その被検査領域の各々に対して画像特性値を算出し、被
検査領域の特性基準値を用いて画像特性値の良否判定を
行うことにより、被検査ウェハ１０の良否を判定する。

【００４７】図２は、図１に示す画像処理部１９をさら
に詳細に説明するためのブロック図である。画像処理部
１９は、良品サンプルデータ３１からメモリセル等の繰
り返しパターン領域を抽出して登録する繰り返しパター
ン領域自動抽出・登録部２１と、繰り返しパターン領域
自動抽出・登録部２１によって抽出された登録済み被検
査領域を参照して被検査データ３２から被検査領域を抽
出する被検査領域抽出部２２と、被検査領域抽出部２２
によって抽出された被検査領域の濃淡輝度平均値を算出
する濃淡輝度平均値算出部２３と、被検査領域抽出部２
２によって抽出された被検査領域の濃淡輝度分散値を算
出する濃淡輝度分散値算出部２４と、濃淡輝度分散値の
基準を作成する濃淡輝度分散値基準作成部２５と、濃淡
輝度分散値基準作成部２５によって作成された濃淡輝度
分散値の基準３４を参照して被検査ウェハ１０の良否を
判定する濃淡輝度分散値良否判定部２６と、濃淡輝度平
均値の基準を作成する濃淡輝度平均値基準作成部２７
と、濃淡輝度平均値基準作成部２７によって作成された
濃淡輝度平均値の基準３５を参照して被検査ウェハ１０
の良否を判定する濃淡輝度平均値良否判定部２８とを含
む。

【００４８】次に、良品サンプルウェハの繰り返しパタ
ーン領域の抽出方法について説明する。最初の方法とし
て、たとえば、カメラ制御・画像入力部１８によって撮
像して得られた良品サンプルウェハの画像データをＴＶ
モニタ等の表示画面上に表示する。そして、作業者が表
示画面上に表示された良品サンプルウェハの画像の中か
ら繰り返しパターンを見つけ出し、マウス等の入力デバ
イスによって繰り返しパターンを指定することによっ
て、繰り返しパターンの抽出が行われる。

【００４９】良品サンプルウェハの繰り返しパターンの
指定方法としては、たとえば繰り返しパターンの形状が
四角形の場合には角４点をクリックするか、または対角
の２点（矩形の場合）をクリックすることによって行な
われる。指定された繰り返しパターンの抽出方法は公知
の画像処理技術によって可能であるので、ここでの詳細
な説明は省略する。なお、抽出する繰り返しパターンの
形状は、四角形に限られるものではなく、三角形、多角
形、円、または楕円等であっても良い。

【００５０】また、良品サンプルウェハの繰り返しパタ
ーンの抽出方法として、繰り返しパターン内の任意の１
点または特定の１点を抽出するようにしても良い。上述
したように、マクロ欠陥は複数のチップにまたがって現
れるため、繰り返しパターン部の任意の１点や、繰り返
しパターン部の重心位置等の特定の１点における濃淡輝
度値を用いても不良部分をある程度の確率で検出するこ
とができるからである。この方法によれば、任意の１点
または特定の１点以外の領域において不良部分がある場
合には検出漏れとなるが、１つの繰り返しパターンの検
査領域を抽出する手間が大幅に削減されるという効果が
ある（四角形の角４点をクリックする場合に比べて、１
／４程度の時間で抽出することが可能である）。

【００５１】以上説明した手作業による処理を、繰り返
しパターン数だけ繰返すことによって良品サンプルウェ
ハ上の被検査領域を抽出して登録することができる。し
かし、近年ウェハの大口径化およびパターンルールの微
細化が進むにしたがって、ウェハ上に形成されるチップ
の数が増加し、登録が必要となる被検査領域の数が増加
する一方である。たとえば、１つのチップ（面積が３０
ｍｍ²）に繰り返しパターン部が２つ含まれる場合、８
インチのウェハ上には２０００個以上もの繰り返しパタ
ーン部が形成されることになる。このような膨大な数の
被検査領域を、作業者が手作業により１つ１つ登録する
ことは非常に非効率的であり、作業者にとって苦痛を伴
うものである。また、検査するウェハの種類が変更され
る場合、セル自体の大きさ、チップの形成位置、および
ウェハ上に形成されるチップの数も変化することがある
ため、被検査領域の登録をやり直さなければならなくな
る。

【００５２】次に、良品サンプルウェハの繰り返しパタ
ーン部の抽出を自動的に行う方法について説明する。図
３は、繰り返しパターン領域自動抽出・登録部２１の処
理手順を説明するためのフローチャートである。まず、
繰り返しパターン領域自動抽出・登録部２１は、ＣＣＤ
カメラ１５によって撮像された良品サンプルウェハの画
像データを取得する。良品サンプルデータ３１は、従来
のマクロ検査等によって予め良品であることが確認され
ているウェハ１０を、カメラ制御・画像入力部１８によ
って撮像して得られた画像データである。

【００５３】繰り返しパターン領域自動抽出・登録部２
１は、取得した良品サンプルウェハの画像データに対し
てアフィン変換等のアライメント処理を行い、繰り返し
パターン部のエッジがＸ軸方向およびＹ軸方向に揃うよ
うにする（Ｓ１）。次に、良品サンプルウェハの画像デ
ータに対して、ウェハ外の領域をマスキングして、繰り
返しパターン登録時におけるウェハ外の領域による影響
をなくすようにする（Ｓ２）。

【００５４】次に、マスキング処理後の画像データに対
してＹ軸方向に射影を行い、Ｙ軸方向画素の累積平均濃
淡輝度値Ｌを求め、そのヒストグラムを作成する（Ｓ
３）。図４（ａ）は、良品サンプルウェハの画像データ
の一例を示している。この良品サンプルウェハには、複
数の繰り返しパターン（８×４＝３２個）が形成されて
いる。ウェハ内の実線が露光の単位であるショット間の
境界を示しており、ウェハが４ショットで構成されてい
る。また、ショット間境界内の点線はチップ間の境界を
示しており、１ショットが４チップで構成されている。
さらには、各チップ内には格子で示された繰り返しパタ
ーンが２個づつ含まれている。

【００５５】図４（ｂ）は、累積平均濃淡輝度値−Ｘ座
標特性を示しており、マスキング後の良品サンプルウェ
ハの画像データをＹ軸方向に射影したものである。累積
平均濃淡輝度値とは、各Ｘ座標におけるＹ＝０〜Ｙ_nの
各画素の濃淡輝度値を累積し、その平均値を算出したも
のである。この処理はソフトウェアによって実現される
が、ハードウェアによって実現するのであれば、Ｘ座標
およびＹ座標をそれぞれ画像データが格納されるメモリ
の行（ＲＡＷ）アドレスおよび列（ＣＯＬＵＭＮ）アド
レスに対応させる。そして、Ｘ座標を固定してＹ座標を
０からＹ_nまで変化させながらメモリに格納される濃淡
輝度値を読み出して加算すれば、そのＸ座標における累
積平均濃淡輝度値Ｌを算出することができる。

【００５６】このようにして算出された累積平均濃淡輝
度値Ｌを、横軸のＸ座標に対応させてプロットすると、
図４（ｂ）に示す累積平均濃淡輝度値−Ｘ座標特性を示
すヒストグラムを作成することができる。また、図４
（ｂ）に示すヒストグラムから、累積平均濃淡輝度値と
その度数との関係を示すヒストグラム（図４（ｄ）に示
す）を作成することができる。このヒストグラムは、濃
淡輝度値が低くなる繰り返しパターン部（累積平均濃淡
輝度値がＬ_Lの部分）に起因するピークと、濃淡輝度値
が高くなるランダムパターン部（累積平均濃淡輝度値Ｌ
_Hの部分）に起因するピークとにより構成される双峰性
のグラフとなる。

【００５７】次に、繰り返しパターン領域自動抽出・登
録部２１は、累積平均濃淡輝度値−Ｘ座標特性を示すヒ
ストグラムを用いて、累積平均濃淡輝度値Ｌ＝Ｌ_Mとな
るＸ座標を抽出する。繰り返しパターン部における濃淡
輝度値は低く、ランダムパターン部における濃淡輝度値
は高くなる傾向にあるため、図４（ｄ）に示すように２
つの峰を分割するように累積平均濃淡輝度値Ｌ_M（Ｌ_L
＜Ｌ_M＜Ｌ_H）を決定すれば、繰り返しパターン部とラ
ンダムパターン部との境界を抽出することができる。な
お、本実施の形態においては、単に濃淡輝度値を用いる
のではなく、累積平均濃淡輝度値を用いているため、低
レベルＬ_Lと高レベルＬ_Hとの差（ダイナミックレン
ジ）を大きくすることができ、Ｌ_Mの値を比較的簡単に
決定することができる。

【００５８】再び、図３に示すフローチャートの説明に
戻る。次に、繰り返しパターン領域自動抽出・登録部２
１は、累積平均濃淡輝度値Ｌ_Mを用いることによって、
被検査領域のＸ座標を抽出する（Ｓ４）。たとえば、図
４（ａ）に示すように、被検査領域のＸ座標（Ｘ₁，Ｘ
₂）を求めることができる。

【００５９】次に、マスキング処理後の画像データに対
してＸ軸方向に射影を行い、Ｘ軸方向画素の累積平均濃
淡輝度値Ｌを求め、図４（ｃ）に示すようにそのヒスト
グラムを作成する（Ｓ５）。そして、被検査領域のＸ座
標を抽出する処理と同様の処理を行って、被検査領域の
Ｙ座標を抽出する（Ｓ６）。たとえば、図４（ｃ）に示
すように、被検査領域のＹ座標（Ｙ₁，Ｙ₂）を求める
ことができる。

【００６０】次に、被検査領域のＸ座標およびＹ座標か
ら、被検査領域の抽出を行う（Ｓ７）。図４（ｂ）およ
び図４（ｃ）に示すように、被検査領域のＸ座標
（Ｘ₁，Ｘ ₂）およびＹ座標（Ｙ₁，Ｙ₂）が抽出され
ているので、被検査領域の4 つの座標（Ｘ₁，Ｙ₁）、
（Ｘ₁，Ｙ₂）、（Ｘ₂，Ｙ₁）および（Ｘ₂，Ｙ₂）
を抽出することができる。

【００６１】最後に作業者は、以上の処理によって得ら
れた被検査領域の中に不要な被検査領域があれば、その
被検査領域を削除して被検査領域の登録を終了する（Ｓ
８）。この不要な被検査領域として、良品サンプルウェ
ハの外周部やテストチップ等が挙げられる。

【００６２】図５は、画像処理部１９の処理手順を説明
するためのフローチャートである。被検査領域抽出部２
２は、検査対象であるウェハの被検査データ３２を入力
し、被検査データ３２に対してアライメントを行う。そ
して、被検査領域抽出部２２は、繰り返しパターン領域
自動抽出・登録部２１によって抽出された登録済み被検
査領域３３を教示データとして入力し、アライメント後
の被検査データ３２と登録済み被検査領域３３とを比較
することによって、検査対象のウェハの被検査領域（繰
り返しパターン部）を抽出する（Ｓ１１）。なお、繰り
返しパターン領域自動抽出・登録部２１は、被検査領域
抽出部２２によって抽出された被検査領域を教示用デー
タとして入力し、登録済み被検査領域３３を適宜修正す
るようにしても良い。

【００６３】次に、濃淡輝度平均値算出部２３は、被検
査領域抽出部２２によって抽出された被検査領域の濃淡
輝度平均値Ｙ_AVEを算出する（Ｓ１２）。この濃淡輝度
平均値Ｙ_AVEは、被検査領域内の各画素の輝度値の総和
を求め、その総和を画素数で割ったものである。濃淡輝
度平均値算出部２３は、被検査ウェハ内の全ての被検査
領域の濃淡輝度平均値を算出する。

【００６４】次に、濃淡輝度分散値算出部２４は、被検
査領域抽出部２２によって抽出された被検査領域の濃淡
輝度分散値を算出する（Ｓ１３）。この濃淡輝度分散値
は、被検査領域内の各画素の輝度値をＹ_iとすると、被
検査領域内の各画素の（Ｙ_i−Ｙ_AVE）²の総和であ
る。濃淡輝度分散値算出部２４は、ウェハ内の全ての被
検査領域の濃淡輝度分散値を算出する。

【００６５】次に、濃淡輝度分散値良否判定部２６は、
ステップＳ１３において算出された被検査領域の濃淡輝
度分散値が濃淡輝度分散値の基準３４の範囲内にあるか
否かによって良否を判定する（Ｓ１４）。被検査ウェハ
が良品であると判定された場合、ステップＳ１５へ進
む。また、被検査ウェハが不良品であると判定された場
合、そのウェハを不良品に分類して検査を終了する（Ｓ
１７）。

【００６６】ここで、上記濃淡輝度分散値の基準３４の
作成方法について説明する。濃淡輝度分散値基準作成部
２５は、良品サンプルウェハを用いて統計的に十分な数
の被検査領域の濃淡輝度分散値を算出する。この濃淡輝
度分散値の算出は、ステップＳ１３において説明したの
同じ処理によって行われる。濃淡輝度分散値基準作成部
２５は、良品サンプルウェハの被検査領域の濃淡輝度分
散値から図６（ａ）に示すようなヒストグラムを作成す
る。図６（ａ）に示すように、このヒストグラムはある
程度のばらつきを持った正規分布に近いグラフとなり、
良品サンプルウェハの被検査領域の濃淡輝度分散値は最
小値ＤＥＶ_min〜最大値ＤＥＶ_maxのいずれかの値を有
する。濃淡輝度分散値基準作成部２５は、ウェハの工程
のばらつきを考慮して以下のような濃淡輝度分散値の基
準３４を設定する。なお、工程のばらつきによる濃淡輝
度分散値の許容誤差をαとする。

【００６７】ＤＥＶ_min−α≦被検査領域の濃淡輝度分散値≦ＤＥＶ_max＋α…（１）このように、濃淡輝度分散値を用いて検査を行うことに
よって、露光・現像不良等によって現れる繰り返しパタ
ーン部の濃淡輝度値のむらによるマクロ欠陥を検出する
ことが可能となる。また、繰り返しパターン部における
キズ・異物の付着等によるマクロ欠陥がある場合にも濃
淡輝度分散値が大きくなるため、これらの欠陥の検出も
可能となる。なお、繰り返しパターン部のみを抽出せず
に、被検査領域にランダムパターン部を含んだまま濃淡
輝度分散値を算出してヒストグラムを作成すると、ラン
ダムパターン部のノイズによって濃淡輝度分散値のばら
つきが大きくなる。したがって、ＤＥＶ_min−ＤＥＶ
_maxの幅が広くなり、マクロ欠陥を見逃す可能性が高く
なる。

【００６８】次に、濃淡輝度分散値良否判定部２６は、
ステップＳ１２において算出された被検査領域の濃淡輝
度平均値が濃淡輝度平均値の基準３５の範囲内にあるか
否かによって良否を判定する（Ｓ１５）。被検査ウェハ
が良品であると判定された場合、そのウェハを良品に分
類して検査を終了する（Ｓ１６）。また、被検査ウェハ
が不良品であると判定された場合、そのウェハを不良品
に分類して検査を終了する（Ｓ１７）。

【００６９】ここで、上記濃淡輝度平均値の基準３５の
作成方法について説明する。濃淡輝度平均値基準作成部
２７は、良品サンプルウェハを用いて統計的に十分な数
の被検査領域の濃淡輝度平均値を算出する。この濃淡輝
度分散値の算出は、ステップＳ１２において説明したの
同じ処理によって行われる。濃淡輝度平均値基準作成部
２７は、良品サンプルウェハの被検査領域の濃淡輝度平
均値から図６（ｂ）に示すようなヒストグラムを作成す
る。図６（ｂ）に示すように、このヒストグラムはある
程度のばらつきを持った正規分布に近いグラフとなり、
良品サンプルウェハの被検査領域の濃淡輝度平均値は最
小値ＡＶＥ_min〜最大値ＡＶＥ_maxのいずれかの値を有
する。濃淡輝度平均値基準作成部２５は、ウェハの工程
のばらつきを考慮して以下のような濃淡輝度平均値の基
準３４を設定する。なお、工程のばらつきによる濃淡輝
度平均値の許容誤差をβとする。

【００７０】ＡＶＥ_min−β≦被検査領域の濃淡輝度平均値≦ＡＶＥ_max＋β…（２）このように、濃淡輝度平均値を用いて検査を行うことに
よって、塗布不良等によって現れる繰り返しパターン部
における濃淡輝度値の一様な上昇または下降等によるマ
クロ欠陥を検出することが可能となる。なお、繰り返し
パターン部のみを抽出せずに、被検査領域にランダムパ
ターン部を含んだまま濃淡輝度平均値を算出してヒスト
グラムを作成すると、ランダムパターン部のノイズによ
って濃淡輝度平均値のばらつきが大きくなる。したがっ
て、ＡＶＥ_min−ＡＶＥ_maxの幅が広くなり、マクロ欠
陥を見逃す可能性が高くなる。

【００７１】以上説明したように、本実施の形態におけ
るウェハのマクロ検査装置によれば、マクロ欠陥が顕著
に現れる繰り返しパターン部のみを抽出し、その濃淡輝
度平均値および濃淡輝度分散値によって良品であるか否
かを判定するようにしたので、ランダムパターン部の影
響による疑似不良を抑えることが可能になり、高精度の
マクロ検査が行えるようになった。また、繰り返しパタ
ーン部のみを抽出して良品であるか否かを判定するの
で、検査面積の縮小による検査の高速化が可能となり、
生産性の向上および品質の安定を図ることが可能となっ
た。（実施の形態２）実施の形態１におけるウェハのマクロ
検査装置は、良品サンプルウェハの被検査領域を抽出し
て予め登録しておき、この登録済み被検査領域３３と被
検査ウェハの被検査データ３２とを比較することによっ
て被検査領域を抽出するものである。しかし、被検査ウ
ェハをステージ１１に設置する時の位置座標が、良品サ
ンプルウェハをステージ１１に設置した時の位置座標と
異なると、実際の被検査領域（繰り返しパターン部）の
位置と抽出された被検査領域の位置とがずれるため、正
確な検査が行えなくなる。また、被検査ウェハの種類が
変更される場合にはそのウェハの被検査領域の座標を登
録し直す必要があるため、被検査ウェハの種類が頻繁に
変更される状況下においては検査プログラムの変更また
はメモリ内容の変更を頻繁に行わなければならない。

【００７２】これらの問題のうち、前者はアフィン変換
等の画像処理によって対応することもできるが、後者は
作業者が検査プログラムまたはメモリ内容の変更を行わ
なければならないため、完全自動化が不可能となる。本
発明の実施の形態２におけるウェハのマクロ検査装置
は、これらの問題を解決したものである。

【００７３】図７は、本発明の実施の形態２におけるウ
ェハのマクロ検査装置の概略構成を説明するためのブロ
ック図である。図２に示す実施の形態１におけるウェハ
のマクロ検査装置と比較して、画像処理部１９内の繰り
返しパターン領域自動抽出・登録部２１を削除した点、
および被検査領域抽出部２２を繰り返しパターン領域自
動抽出部４１に置換した点のみが異なる。したがって、
画像処理部の参照符号を１９’とし、重複する構成およ
び機能の詳細な説明は繰返さない。

【００７４】図８は、本実施の形態におけるウェハのマ
クロ検査装置の処理手順を説明するためのフローチャー
トである。図５に示す実施の形態１におけるウェハのマ
クロ検査装置のフローチャートと比較して、ステップＳ
１１がステップＳ２１に置換された点のみが異なる。し
たがって、重複する処理手順の詳細な説明は繰り返さな
い。

【００７５】繰り返しパターン領域自動抽出部４１は、
被検査ウェハの被検査データ３２を用いて被検査領域
（繰り返しパターン）を抽出する（Ｓ２１）。この被検
査領域の抽出方法は、図３に示すフローチャートを用い
て説明した方法と同じであるので詳細な説明は繰り返さ
ない。

【００７６】以上説明したように、本実施の形態におけ
るウェハのマクロ検査装置によれば、実施の形態１にお
いて説明した効果に加えて、被検査領域の抽出がさらに
正確に行えるようになるため、検査の精度をさらに向上
させることが可能となった。また、被検査ウェハの種類
が頻繁に変更される状況下においてもウェハのマクロ検
査を完全に自動化することが可能になった。

【００７７】（実施の形態３）実施の形態１および２に
おけるウェハのマクロ検査装置は、濃淡輝度分散値によ
る判定と濃淡輝度平均値による判定を別々に行っていた
が、実施の形態３におけるウェハのマクロ検査装置はこ
れらの判定を同時に行うものである。図９に示すよう
に、濃淡輝度平均値を横軸に、濃淡輝度分散値を縦軸に
して、複数の良品サンプルウェハ（統計的に十分有意な
数のウェハ）の被検査領域の濃淡輝度平均値および濃淡
輝度分散値を測定してプロットすると、楕円に近い形状
のグラフが作成できる。これは、濃淡輝度平均値および
濃淡輝度分散値がともに正規分布に近づくためである。

【００７８】図１０は、実施の形態３におけるウェハの
マクロ検査装置の概略構成を説明するためのブロック図
である。図７に示す実施の形態２におけるウェハのマク
ロ検査装置と比較して、画像処理部１９’内の濃淡輝度
分散値基準作成部２５、濃淡輝度分散値良否判定部２
６、濃淡輝度平均値基準作成部２７および濃淡輝度平均
値良否判定部２８が、濃淡輝度分散値・平均値基準作成
部５１および濃淡輝度分散値・平均値良否判定部５２に
置換された点のみが異なる。したがって、画像処理部の
参照符号を１９”とし、重複する構成および機能の詳細
な説明は繰り返さない。

【００７９】濃淡輝度分散値・平均値基準作成部５１
は、複数の良品サンプルウェハの被検査領域の濃淡輝度
平均値および濃淡輝度分散値を測定し、濃淡輝度分散値
の最小値および最大値をそれぞれＤＥＶ_minおよびＤＥ
Ｖ_maxとし、濃淡輝度平均値の最小値および最大値をそ
れぞれＡＶＥ_minおよびＡＶＥ_maxとする。そして、工
程のばらつきを考慮して、濃淡輝度分散値の許容誤差α
および濃淡輝度平均値の許容誤差βを付加することによ
り、以下の式で表される濃淡輝度分散値・平均値の基準
５３を作成する。

【００８０】（濃淡輝度平均値−ＡＶＥ_mid）²／（ＡＶＥ_hwid＋β）²＋（濃淡輝度分散値−ＤＥＶ_mid）²／（ＤＥＶ_hwid＋α）²≦１…（３）ＡＶＥ_mid＝（ＡＶＥ_max＋ＡＶＥ_min）／２…（４）ＡＶＥ_hwid＝（ＡＶＥ_max−ＡＶＥ_min）／２…（５）ＤＥＶ_mid＝（ＤＥＶ_max＋ＤＥＶ_min）／２…（６）ＤＥＶ_hwid＝（ＤＥＶ_max−ＤＥＶ_min）／２…（７）図１１は、実施の形態３におけるウェハのマクロ検査装
置の処理手順を説明するためのフローチャートである。
図８に示す実施の形態２におけるウェハのマクロ検査装
置のフローチャートと比較して、ステップＳ１４および
Ｓ１５がステップＳ３１に置換された点のみが異なる。
したがって、重複する処理手順の詳細な説明は繰り返さ
ない。

【００８１】濃淡輝度分散値・平均値良否判定部５２
は、濃淡輝度平均値算出部２３および濃淡輝度分散値算
出部２４によって算出された濃淡輝度平均値および濃淡
輝度分散値が、濃淡輝度分散値・平均値基準作成部５１
によって作成された濃淡輝度分散値・平均値の基準５３
の範囲内にあるか否かによって被検査ウェハの良否を判
定する（Ｓ３１）。被検査ウェハが良品であると判定さ
れた場合、そのウェハを良品に分類して検査を終了する
（Ｓ１６）。また、被検査ウェハが不良品であると判定
された場合、そのウェハを不良品に分類して検査を終了
する（Ｓ１７）。

【００８２】以上説明したように、本実施の形態におけ
るウェハのマクロ検査装置によれば、濃淡輝度分散値と
濃淡輝度平均値とを同時に判定することにより、両値が
ボーダーライン上にあるような被検査領域に対しては不
良品であると判定するようになるので、実施の形態２に
おけるウェハのマクロ検査装置よりもさらに判定条件が
厳しくなり、より精度の高い検査が行えるようになっ
た。

【００８３】以上、実施の形態１〜３におけるウェハの
マクロ検査装置について詳細に説明した。以下に、実施
の形態３におけるウェハのマクロ検査装置に実際の被検
査ウェハを検査させた場合のデータについて説明する。
なお、被検査領域の濃淡輝度分散値の代わりに濃淡輝度
標準偏差値を用いているが、これによっても実施の形態
３におけるウェハのマクロ検査装置と全く同じ効果が得
られることを付け加えておく。

【００８４】被検査の画像データとして、被検査ウェハ
内の約５０ｍｍ×５０ｍｍの領域を分解能が縦横ともに
１００μｍのＣＣＤカメラで撮像したものが使用され
る。ウェハ上のチップには繰り返しパターン部（メモリ
セル部）が２個含まれており、被検査画像データには約
１３０箇所程度の被検査領域が含まれる。

【００８５】最初に、良品サンプルウェハを用いて濃淡
輝度標準偏差値および濃淡輝度平均値を求め、それぞれ
を縦軸および横軸としてプロットすると図１２（ａ）に
示すグラフが作成できる。良品サンプルから得られた値
および工程のばらつきを考慮して設定された許容誤差
は、以下に示す通りとなる。

【００８６】良品ウェハの濃淡輝度標準偏差値の最大値
ＤＥＶ_max＝４．１０１良品ウェハの濃淡輝度標準偏差値の最小値ＤＥＶ_min＝
１．６７２良品ウェハの濃淡輝度平均値の最大値ＡＶＥ_max＝１２
３．２７良品ウェハの濃淡輝度平均値の最小値ＡＶＥ_min＝９
４．４６濃淡輝度標準偏差値の許容誤差α＝５．０００濃淡輝度平均値の許容誤差β＝２０．００良品サンプルから得られたこれらの値および許容誤差か
ら、各規準値を作成すると以下の通りとなる。これらの
基準値の範囲は、図１２（ａ）内の楕円形点線枠で示さ
れている。この楕円形点線枠の内側に入った被検査領域
が良品として判定される。

【００８７】０≦被検査領域の濃淡輝度標準偏差値≦９．１０１…（１４）７４．４６≦被検査領域の濃淡輝度平均値≦１４３．２７…（１５）次に、不良品ウェハ内の被検査領域における濃淡輝度標
準偏差値および濃淡輝度平均値について説明する。不良
品ウェハ１は、ウェハの一部に露光・現像不良によるマ
クロ欠陥が発生しているものであり、被検査領域の幾つ
かに濃淡輝度値のムラが発生している。また、不良品ウ
ェハ２は、ウェハの全面にレジスト塗布不良によるマク
ロ欠陥が発生しているものであり、ほぼ全ての被検査領
域で濃淡輝度値の上昇が発生している。

【００８８】不良品ウェハ１および不良ウェハ２の被検
査領域における濃淡輝度標準偏差値および濃淡輝度平均
値をプロットすると、図１２（ｂ）に示すグラフが得ら
れる。なお、不良品ウェハ１内の被検査領域の値を△で
プロットし、不良品ウェハ２内の被検査領域の値を□で
プロットしている。

【００８９】不良品ウェハ１の被検査領域における濃淡
輝度値の各特性値は、以下に示す通りとなる。

【００９０】不良品ウェハ１の濃淡輝度標準偏差値の最
大値ＤＥＶ_max＝３１．０５０不良品ウェハ１の濃淡輝度標準偏差値の最小値ＤＥＶ
_min＝１．６１０不良品ウェハ１の濃淡輝度平均値の最大値ＡＶＥ_max＝
１４５．９８不良品ウェハ１の濃淡輝度平均値の最小値ＡＶＥ_min＝
８７．１９不良品ウェハ１の濃淡輝度標準偏差値の最大値ＤＥＶ
_max（３１．０５０）は、良品ウェハのＤＥＶ_max＋α
（９．１０１）を大きく上回っているため、濃淡輝度分
散値（濃淡輝度標準偏差値）による判定によって不良品
と判定される。なお、不良品ウェハ１のマクロ欠陥はウ
ェハの一部に発生しているため、被検査領域の一部は楕
円形点線枠内に入っている。

【００９１】また、不良品ウェハ２の被検査領域におけ
る濃淡輝度値の各特性値は、以下に示す通りとなる。

【００９２】不良品ウェハ２の濃淡輝度標準偏差値の最
大値ＤＥＶ_max＝９．４２２不良品ウェハ２の濃淡輝度標準偏差値の最小値ＤＥＶ
_min＝２．３１４不良品ウェハ２の濃淡輝度平均値の最大値ＡＶＥ_max＝
２０９．３７不良品ウェハ２の濃淡輝度平均値の最小値ＡＶＥ_min＝
１６２．６８不良品ウェハ２の濃淡輝度標準偏差値の最大値ＤＥＶ
_max（９．４２２）は、良品ウェハのＤＥＶ_max＋α（９．１０１）をわずかに
上回っているため、濃淡輝度分散値（濃淡輝度標準偏差
値）による判定によって不良品と判定される。しかし、
工程のばらつきによる濃淡輝度標準偏差値の許容誤差α
に６．０００が設定されていれば、濃淡輝度標準偏差値
による判定は良品となり得る。

【００９３】一方、不良品２の濃淡輝度平均値の最大値
ＡＶＥ_max（２０９．３７）は、良品のＡＶＥ_max＋β
（１４３．２７）を十分に上回っているため、濃淡輝度
平均値による判定で不良品となる。なお、不良品ウェハ
２のマクロ欠陥はウェハの全面に発生しているため、被
検査領域の全てが楕円形点線枠外に分布する。

【００９４】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１におけるウェハのマクロ
検査装置の概略構成を説明するためのブロック図であ
る。

【図２】画像処理部１９をさらに詳細に説明するための
ブロック図である。

【図３】繰り返しパターン領域自動抽出・登録部２１の
処理手順を説明するためのフローチャートである。

【図４】（ａ）は、良品サンプルウェハの画像データの
一例を示す図である。（ｂ）は、累積平均濃淡輝度値−
Ｘ座標特性を示すグラフである。（ｃ）は、累積平均濃
淡輝度値−Ｙ座標特性を示すグラフである。（ｄ）は、
累積平均濃淡輝度値とその度数の関係を示すグラフであ
る。

【図５】画像処理部１９の処理手順を説明するためのフ
ローチャートである。

【図６】（ａ）は、良品サンプルウェハの濃淡輝度分散
値とその度数との関係を示すヒストグラムである。
（ｂ）は、良品サンプルの濃淡輝度平均値とその度数と
の関係を示すグラフである。

【図７】本発明の実施の形態２における画像処理部１
９’の概略構成を説明するためのブロック図である。

【図８】本発明の実施の形態２における画像処理部１
９’の処理手順を説明するためのフローチャートであ
る。

【図９】濃淡輝度平均値と濃淡輝度分散値との関係を説
明するためのグラフである。

【図１０】本発明の実施の形態３における画像処理部１
９”の概略構成を説明するためのブロック図である。

【図１１】本発明の実施の形態３における画像処理部１
９”の処理手順を説明するためのフローチャートであ
る。

【図１２】（ａ）は、実施の形態３におけるウェハのマ
クロ検査装置に良品サンプルウェハを検査させた時に生
成されるグラフを示す図である。（ｂ）は、実施の形態
３におけるウェハのマクロ検査装置に不良品ウェハを検
査させた時に生成されるグラフを示す図である。

【図１３】（ａ）は、ウェハ全体を示す図である。
（ｂ）は、１つのショットに含まれるチップを示す図で
ある。（ｃ）は、１つのチップに含まれる回路構成を示
す図である。

【図１４】（ａ）は、マクロ欠陥の一例を示す図であ
る。（ｂ）は、ミクロ欠陥の一例を示す図である。

【図１５】（ａ）は、ウェハ内の繰り返しパターン部に
おける濃淡輝度値を説明するための図である。（ｂ）
は、ウェハ内のランダムパターン部における濃淡輝度値
を説明するための図である。

【符号の説明】

１０被検査ウェハ１１ステージ１２，１４照明部１３ハーフミラー１５ＣＣＤカメラ１６ステージ制御部１７照明制御部１８カメラ制御・画像入力部１９画像処理部２０中央制御部２１繰り返しパターン領域自動抽出・登録部２２被検査領域抽出部２３濃淡輝度平均値算出部２４濃淡輝度分散値算出部２５濃淡輝度分散値基準作成部２６濃淡輝度分散値良否判定部２７濃淡輝度平均値基準作成部２８濃淡輝度平均値良否判定部４１繰り返しパターン領域自動抽出部５１濃淡輝度分散値・平均値基準作成部５２濃淡輝度分散値・平均値良否判定部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検査ウェハを照射するための照明手段
と、前記被検査ウェハを撮像するための撮像手段と、前記撮像手段によって出力された画像信号から前記被検
査ウェハの繰り返しパターン部の画像データを抽出する
ための抽出手段と、前記抽出手段によって抽出された繰り返しパターン部の
画像データに基づいて前記被検査ウェハの良否を判定す
るための良否判定手段とを含むウェハのマクロ検査装
置。
【請求項２】前記良否判定手段は、抽出手段によって
抽出された繰り返しパターン部の画像データから特性値
を算出するために特性値算出手段と、前記特性値算出手段によって算出された特性値に基づい
て前記被検査ウェハの良否を判定するための被検査ウェ
ハ良否判定手段とを含む、請求項１記載のウェハのマク
ロ検査装置。
【請求項３】前記特性値算出手段は、前記抽出手段に
よって抽出された繰り返しパターン部の画像データから
濃淡輝度分散値を算出するための分散値算出手段を含
む、請求項２記載のウェハのマクロ検査装置。
【請求項４】前記特性値算出手段は、前記抽出手段に
よって抽出された繰り返しパターン部の画像データから
濃淡輝度平均値を算出するための平均値算出手段を含
む、請求項２記載のウェハのマクロ検査装置。
【請求項５】前記特性値算出手段は、前記抽出手段に
よって抽出された繰り返しパターン部の画像データから
濃淡輝度標準偏差値を算出するための標準偏差値算出手
段を含む、請求項２記載のウェハのマクロ検査装置。
【請求項６】前記特性値算出手段は、前記抽出手段に
よって抽出された繰り返しパターン部の画像データから
濃淡輝度分散値を算出するための分散値算出手段と、前記抽出手段によって抽出された繰り返しパターン部の
画像データから濃淡輝度平均値を算出するための平均値
算出手段とを含む、請求項２記載のウェハのマクロ検査
装置。
【請求項７】前記特性値算出手段は、前記抽出手段に
よって抽出された繰り返しパターン部の画像データから
濃淡輝度標準偏差値を算出するための標準偏差値算出手
段と、前記抽出手段によって抽出された繰り返しパターン部の
画像データから濃淡輝度平均値を算出するための平均値
算出手段とを含む、請求項２記載のウェハのマクロ検査
装置。
【請求項８】前記抽出手段は、前記撮像手段によって
出力された画像信号から各画素の輝度をＸ方向に射影し
たヒストグラムおよびＹ方向に射影したヒストグラムを
作成するためのヒストグラム作成手段と、前記ヒストグラム作成手段によって作成されたヒストグ
ラムに基づいて前記繰り返しパターン部の画像データを
抽出するための被検査領域抽出手段とを含む、請求項１
〜７のいずれかに記載のウェハのマクロ検査装置。
【請求項９】前記ウェハのマクロ検査装置はさらに、
良品サンプルウェハの画像信号から前記良品サンプルウ
ェハの繰り返しパターン部の領域を抽出するための繰り
返しパターン部抽出手段を含み、前記抽出手段は、前記繰り返しパターン部抽出手段によ
って抽出された繰り返しパターン部の領域に基づいて被
検査ウェハの繰り返しパターン部を抽出するための手段
を含む、請求項１〜７のいずれかに記載のウェハのマク
ロ検査装置。
【請求項１０】被検査ウェハを照射するステップと、前記被検査ウェハを撮像するステップと、前記撮像によって得られた画像信号から前記被検査ウェ
ハの繰り返しパターン部の画像データを抽出するステッ
プと、前記抽出された繰り返しパターン部の画像データに基づ
いて前記被検査ウェハの良否を判定するステップとを含
むウェハのマクロ検査方法。
【請求項１１】前記被検査ウェハの繰り返しパターン
部の画像データを抽出するステップは、前記撮像によっ
て得られた画像信号から各画素の輝度をＸ方向に射影し
たヒストグラムおよびＹ方向に射影したヒストグラムを
作成するステップと、前記作成されたヒストグラムに基づいて前記繰り返しパ
ターン部の画像データを抽出するステップとを含む、請
求項１０記載のウェハのマクロ検査方法。
【請求項１２】前記ウェハのマクロ検査方法はさら
に、良品サンプルウェハの画像信号から前記良品サンプ
ルウェハの繰り返しパターン部の領域を抽出するステッ
プを含み、前記繰り返しパターン部の画像データを抽出するステッ
プは、前記抽出された良品サンプルウェハの繰り返しパ
ターン部の領域に基づいて前記被検査ウェハの繰り返し
パターン部を抽出するステップを含む、請求項１０記載
のウェハのマクロ検査方法。