JP2003121380A

JP2003121380A - 表面検査装置および表面検査方法

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Publication number: JP2003121380A
Application number: JP2001313875A
Authority: JP
Inventors: Mari Yamamoto; 麻理山本
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2001-10-11
Filing date: 2001-10-11
Publication date: 2003-04-23

Abstract

(57)【要約】【課題】基板などの被検物体の種類(製造工程の種類)
を検査員が知らなくても、回折画像の明暗差（コントラ
スト差）が良好な最適条件の下で、自動的に繰り返しパ
ターンの欠陥検査を行える表面検査装置および表面検査
方法を提供する。【解決手段】回折光Ｌ２の進行方向と集光光学系２７
の光軸方向Ｏ２との間の角度に関わる第１装置条件、お
よび、撮像手段２８から出力される画像信号の出力レベ
ルに関わる第２装置条件を最適条件に設定する。また、
第２装置条件を一定に保ちながら第１装置条件を予め定
めた一定範囲内で変化させて該第１装置条件の最適条件
を少なくとも１つ決定し、該決定により得られた最適条
件の任意の１つに第１装置条件を保ちながら第２装置条
件を変化させて該第２装置条件の最適条件を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体回路素子や
液晶表示素子の製造工程において基板の表面を検査する
表面検査装置および表面検査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体回路素子や液晶表示素
子の製造工程では、基板(ウエハやプレート)の表面に形
成された繰り返しパターンの欠陥検査が行われる。この
欠陥検査は目視観察でも行えるが、検査員の技能や体調
により検査基準が変化して、検査結果にばらつきが生じ
やすい。このため、近年では、基板の表面の欠陥検査を
自動化することが検討されている。

【０００３】自動化された従来の表面検査装置は、例え
ば特開平１０−３２５８０５号公報に開示されている通
り、基板上の繰り返しパターンから発生する回折光に基
づいて基板の像（回折像）を撮像し、得られた回折画像
の明暗差（コントラスト差）により、繰り返しパターン
の欠陥箇所を特定するものである。ちなみに、回折画像
の明暗差（コントラスト差）は、繰り返しパターンの欠
陥箇所と正常箇所とで回折効率が異なることに起因して
現れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の表面検査装置は、基板の種類(製造工程の種
類)、つまり基板に形成されたレジスト層の繰り返しパ
ターンのピッチに関する設計値に応じて、基板の回折像
を撮像する際の装置条件（例えば基板のチルト角や基板
に対する照明光量など）を最適条件に自動設定するもの
であった。

【０００５】このため、検査員が基板の種類(製造工程
の種類)を知らない場合は、装置条件を最適条件に自動
設定することができず、結果として、繰り返しパターン
の欠陥箇所を自動的に特定できなかった。最適条件と
は、基板の回折像を撮像して得られる回折画像の明暗差
（コントラスト差）が良好となる条件である。本発明の
目的は、基板などの被検物体の種類(製造工程の種類)を
検査員が知らなくても、回折画像の明暗差（コントラス
ト差）が良好な最適条件の下で、自動的に繰り返しパタ
ーンの欠陥検査を行える表面検査装置および表面検査方
法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の表面検
査装置は、被検物体に照明光を照射する照明光学系と、
前記被検物体からの回折光を集光して被検物体像を形成
する集光光学系と、前記被検物体像を撮像して画像信号
を出力する撮像手段と、前記撮像手段から前記画像信号
を入力して前記被検物体の欠陥を検出する検出手段と、
前記回折光の進行方向と前記集光光学系の光軸方向との
間の角度に関わる第１装置条件を調整する第１調整手段
と、前記撮像手段から出力される前記画像信号の出力レ
ベルに関わる第２装置条件を調整する第２調整手段と、
前記撮像手段が前記検出手段による欠陥検出のための前
記被検物体像を撮像する前に、前記第１調整手段を制御
して前記第１装置条件を最適条件に設定し、前記第２調
整手段を制御して前記第２装置条件を最適条件に設定す
る設定手段と、前記設定手段による条件設定に用いられ
る前記第１装置条件の最適条件と前記第２装置条件の最
適条件との組み合わせを少なくとも１つ決定する決定手
段とを備えたものであり、前記決定手段が、前記第２装
置条件を一定に保ちながら前記第１装置条件を予め定め
た一定範囲内で変化させて該第１装置条件の最適条件を
少なくとも１つ決定し、該決定により得られた最適条件
の任意の１つに前記第１装置条件を保ちながら前記第２
装置条件を変化させて該第２装置条件の最適条件を決定
するものである。

【０００７】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の表面検査装置において、前記決定手段が、前記第２装
置条件の最適条件を決定する際、前記第２装置条件を変
化させる毎に前記撮像手段から前記画像信号を入力し、
該画像信号の出力レベルが予め定めた一定範囲内に収束
したときの前記第２装置条件を最適条件として決定する
ものである。

【０００８】請求項３に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の表面検査装置において、前記第２調整
手段が、前記照明光の光量と前記撮像手段の露光時間と
感度との少なくとも１つを前記第２装置条件として調整
するものである。

【０００９】請求項４に記載の表面検査方法は、被検物
体に照明光を照射する照明工程と、記被検物体からの回
折光を集光する集光光学系によって形成される被検物体
像を撮像して画像信号を出力する撮像工程と、前記画像
信号を入力して前記被検物体の欠陥を検出する検出工程
と、前記撮像工程で前記検出工程における欠陥検出のた
めの前記被検物体像を撮像する前に、前記回折光の進行
方向と前記集光光学系の光軸方向との間の角度に関わる
第１装置条件を制御して該第１装置条件を最適条件に設
定し、前記撮像工程で出力される前記画像信号の出力レ
ベルに関わる第２装置条件を制御して該第２装置条件を
最適条件に設定する設定工程と、前記設定工程における
条件設定に用いられる前記第１装置条件の最適条件と前
記第２装置条件の最適条件との組み合わせを少なくとも
１つ決定する決定工程とを備えたものであり、前記決定
工程が、前記第２装置条件を一定に保ちながら前記第１
装置条件を予め定めた一定範囲内で変化させて該第１装
置条件の最適条件を少なくとも１つ決定し、該決定によ
り得られた最適条件の任意の１つに前記第１装置条件を
保ちながら前記第２装置条件を変化させて該第２装置条
件の最適条件を決定するものである。

【００１０】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の表面検査方法において、前記決定工程が、前記第２装
置条件の最適条件を決定する際、前記第２装置条件を変
化させる毎に前記撮像手段から前記画像信号を入力し、
該画像信号の出力レベルが予め定めた一定範囲内に収束
したときの前記第２装置条件を最適条件として決定する
ものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
形態を詳細に説明する。本発明の実施形態は、請求項１
〜請求項５に対応する。本実施形態の表面検査装置１０
は、図１に示すように、被検物体であるウエハ１１を保
持するホルダ１２と、ホルダ１２上のウエハ１１の表面
に照明光Ｌ１を照射する照明光学系１３と、照明光Ｌ１
が照射されたウエハ１１の表面からの回折光Ｌ２を受光
する受光光学系１４と、画像処理装置１５とで構成され
ている。

【００１２】本実施形態の表面検査装置１０は、半導体
回路素子の製造工程において、ウエハ１１の表面に形成
された繰り返しパターンの欠陥検査を自動的に行うため
の装置である。繰り返しパターンとは、周期的に繰り返
される線配列形状の回路パターンのことである。表面検
査装置１０のホルダ１２には、不図示のチルト機構と回
転機構とが設けられる。このため、ホルダ１２は、チル
ト機構によって、ウエハ１１の表面を通る軸Ａｘ２のま
わりに所定の角度範囲（２０°〜７５°）内でチルト可
能であり、回転機構によって、ウエハ１１の表面に垂直
な軸Ａｘ１のまわりに回転可能である。

【００１３】なお、ホルダ１２は、不図示の搬送装置に
よって搬送されてきたウエハ１１を上面に載置し、真空
吸着によって固定保持する。ホルダ１２は、請求項の
「第１調整手段」に対応する。ホルダ１２（ウエハ１
１）のチルト角Ｔは、請求項の「第１装置条件」に対応
する。ここで、ホルダ１２（ウエハ１１）の軸Ａｘ２に
平行な方向をＸ方向とする。また、ホルダ１２（ウエハ
１１）が水平に保たれた状態での法線（基準法線）に平
行な方向をＺ方向とする。さらに、Ｘ方向およびＺ方向
に直交する方向をＹ方向とする。

【００１４】表面検査装置１０の照明光学系１３は、光
源２１とライトガイド２２と凹面反射鏡２３とで構成さ
れた偏心光学系であり、光源２１は、放電ランプ２４と
波長選択フィルタ２５とニュートラルデンシティ(ＮＤ)
フィルタ２６とで構成されている。このうち、放電ラン
プ２４は、例えばメタルハライドランプや水銀ランプで
ある。波長選択フィルタ２５は、透過波長域が異なる複
数種類のフィルタと、これらのフィルタを切り換える機
構とで構成され、放電ランプ２４から射出された光の波
長選択を行う。この波長選択フィルタ２５は、照明光Ｌ
１の波長を調整する手段である。

【００１５】ＮＤフィルタ２６は、透過濃度が周方向に
順次変化する１枚の円盤状フィルタと、これを回転させ
る機構とで構成され、円盤状フィルタの回転角に応じて
波長選択フィルタ２５からの光の光量調整を行う。ＮＤ
フィルタ２６による光量調整は、０〜６５０００の範囲
の各段階で行われる。このＮＤフィルタ２６は、照明光
Ｌ１の光量を調整する手段であり、請求項の「第２調整
手段」に対応する。照明光Ｌ１の光量は、請求項の「第
２装置条件」に対応する。

【００１６】ライトガイド２２は、光源２１からの光を
伝送して、端面２２ａから凹面反射鏡２３に向けて射出
する。ライトガイド２２の端面２２ａは、凹面反射鏡２
３の前側焦点位置に配置されている。凹面反射鏡２３
は、球面の内側を反射面とした反射鏡であり、ホルダ１
２の斜め上方に配置される。つまり、凹面反射鏡２３の
中心とホルダ１２の中心とを通る軸（光軸Ｏ１）は、Ｚ
方向に対して所定の角度だけ傾けられている。

【００１７】また、凹面反射鏡２３は、光軸Ｏ１がホル
ダ１２の軸Ａｘ２（Ｘ方向）に対して直交するように配
置されている。このため、光軸Ｏ１とウエハ１１の法線
（軸Ａｘ１）とを含む面（入射面）は、ＹＺ面に平行と
なる。さらに、凹面反射鏡２３は、後側焦点面がウエハ
１１と略一致するように配置されている。このため、表
面検査装置１０の照明光学系１３は、ウエハ１１側に対
してテレセントリックな光学系となっている。

【００１８】上記の照明光学系１３において、光源２１
からの光は、ライトガイド２２と凹面反射鏡２３とを介
して、ウエハ１１の表面全体に照射される（照明光Ｌ
１）。照明光Ｌ１は、ウエハ１１上の任意の点に到達す
る光束の中心線が光軸Ｏ１に略平行な光束である。照明
光Ｌ１の入射角(θｉ−Ｔ)は、ウエハ１１の表面に垂直
な軸Ａｘ１と光軸Ｏ１との間の角度に相当する。

【００１９】このようにして照明光Ｌ１が照射される
と、ウエハ１１の表面に形成された繰り返しパターンか
らは、後述する回折の条件にしたがって、回折光Ｌ２が
発生する。回折光Ｌ２の強度は、繰り返しパターンの欠
陥箇所と正常箇所とで異なる。回折光Ｌ２の回折角(θ
ｒ＋Ｔ)は、ウエハ１１の表面に垂直な軸Ａｘ１と回折
光Ｌ２の進行方向との間の角度に相当する。ちなみに、
回折光Ｌ２を発生させる繰り返しパターンの直線方向
は、ホルダ１２の軸Ａｘ２に略平行である。

【００２０】ここで、回折の条件は、照明光Ｌ１の波長
λおよび入射角(θｉ−Ｔ)、回折光Ｌ２の回折角(θｒ
＋Ｔ)および回折次数ｎ、繰り返しパターンのピッチｐ
を用いると、次式(１)で表すことができる。 sin(θi−Ｔ) − sin(θｒ＋Ｔ) ＝ｎλ/ｐ …(１) 式(１)において、入射角(θi−Ｔ)および回折角(θｒ＋
Ｔ)は、ウエハ１１の表面に垂直な軸Ａｘ１を基準とし
て入射側に見込む角度方向をプラス、反射側に見込む角
度方向をマイナスとする。回折次数ｎは、ｎ＝０の０次
回折光（正反射光）を基準として入射側に見込む角度方
向をプラス、反射側に見込む角度方向をマイナスとす
る。

【００２１】また、式(１)において、θｉは基準法線
(Ｚ方向)と光軸Ｏ１との間の角度を表し、θｒは基準法
線(Ｚ方向)と回折光Ｌ２の進行方向との間の角度を表
し、Ｔはホルダ１２のチルト角を表している。チルト角
Ｔは、所定の角度範囲(２０°〜７５°)内において可変
であり、ホルダ１２が水平状態に保たれたときをＴ＝０
とし、入射側への角度方向をプラス、反対側への角度方
向をマイナスとする。θｉは、表面検査装置１０におけ
る固定値であり、チルト角Ｔ＝０のときの照明光Ｌ１の
入射角に相当する。θｒは、チルト角Ｔ＝０のときの回
折光Ｌ２の回折角に相当する。

【００２２】式(１)からも分かるように、チルト角Ｔを
変化させることにより、照明光Ｌ１の入射角(θi−Ｔ)
をチルト角Ｔに応じて変化させることができ、結果とし
て、回折光Ｌ２の回折角(θｒ＋Ｔ)も変化させることが
できる。

【００２３】表面検査装置１０の受光光学系１４は、回
折光Ｌ２を受光する光学系であり、凹面反射鏡２７（集
光光学系）と、ＣＣＤカメラ２８（撮像手段）とで構成
された偏心光学系である。凹面反射鏡２７は、上記の凹
面反射鏡２３と同様の反射鏡であり、ホルダ１２の斜め
上方に配置される。つまり、凹面反射鏡２７の中心とホ
ルダ１２の中心とを通る軸（光軸Ｏ２）が基準法線(Ｚ
方向)に対して所定の角度θｄだけ傾くように配置され
ている。

【００２４】θｄは、表面検査装置１０における固定値
である。以下、ウエハ１１の表面に垂直な軸Ａｘ１と光
軸Ｏ２との間の角度(θｄ＋Ｔ)を受光角という。この受
光角(θｄ＋Ｔ)も、上記の入射角(θi−Ｔ)と同様、チ
ルト角Ｔに応じて変化する。また、ＣＣＤカメラ２８
は、その撮像面が凹面反射鏡２３の焦点面と略一致する
ように配置される。ＣＣＤカメラ２８の撮像面には、複
数の画素が２次元的に配列されている。

【００２５】上記の受光光学系１４において、ウエハ１
１の繰り返しパターンから発生した回折光Ｌ２は、凹面
反射鏡２３を介して集光され、ＣＣＤカメラ２８の撮像
面上に到達する。ＣＣＤカメラ２８の撮像面上には、回
折光Ｌ２によるウエハ１１の像（ウエハ回折像）が形成
される。ＣＣＤカメラ２８は、ウエハ回折像を撮像し
て、画像信号を画像処理装置１５に出力する。

【００２６】ここで、回折光Ｌ２の強度は、ウエハ１１
の繰り返しパターンの欠陥箇所と正常箇所とで異なる。
このため、ＣＣＤカメラ２８の撮像面に形成されるウエ
ハ回折像には、繰り返しパターンの欠陥箇所と正常箇所
とに起因する明暗差（コントラスト差）が生じることに
なる。表面検査装置１０の画像処理装置１５は、制御部
１６と、条件決定部１７と、欠陥検出部１８と、メモリ
１９とで構成されている。

【００２７】このうち制御部１６は、ホルダ１２(ウエ
ハ１１)の軸Ａｘ２まわりのチルト制御や軸Ａｘ１まわ
りの回転制御、ＮＤフィルタ２６の回転制御、波長選択
フィルタ２５の切り換え制御を行う。つまり、制御部１
６は、ＣＣＤカメラ２８がウエハ回折像を撮像する際の
装置条件（後述するチルト角Ｔ,照明光量Ｉ）を設定す
る手段であり、請求項の「設定手段」に対応する。

【００２８】また、制御部１６は、ＣＣＤカメラ２８か
ら得られるウエハ回折像の画像信号を所定ビット（例え
ば８ビット）のディジタル画像に変換して、メモリ１９
に記憶させる。さらに、上記の装置条件（後述するチル
ト角Ｔ,照明光量Ｉ）も併せてメモリ１９に記憶させ
る。条件決定部１７は、ＣＣＤカメラ２８がウエハ回折
像を撮像する際の最適な装置条件（後述する最適チルト
角Ｔｓ,最適照明光量Ｉｓ）の決定処理を行う。欠陥検
出部１８は、ウエハ１１の繰り返しパターンの欠陥検出
処理を行う。条件決定部１７における条件決定や欠陥検
出部１８における欠陥検出についての詳細は、後述す
る。条件決定部１７と制御部１６とは、請求項の「決定
手段」に対応する。欠陥検出部１８と制御部１６とは、
請求項の「検出手段」に対応する。

【００２９】ところで、本実施形態の表面検査装置１０
では、上記の照明光学系１３と受光光学系１４とが固定
されている（θｉ,θｄは固定値）。このため、入射角
(θｉ−Ｔ)および受光角(θｄ＋Ｔ)の調整は、ホルダ１
２（ウエハ１１）を軸Ａｘ２のまわりにチルトさせるこ
とで行われる。ただし、入射角(θｉ−Ｔ)と受光角(θ
ｄ＋Ｔ)との和は常に一定である。

【００３０】この表面検査装置１０では、回折光Ｌ２の
回折角(θｒ＋Ｔ)が受光角(θｄ＋Ｔ)と一致するように
ホルダ１２（ウエハ１１）をチルトさせれば、つまり、
式(１)のθｒにθｄ(固定値)を代入したときの解Ｔにし
たがってホルダ１２（ウエハ１１）をチルトさせれば、
ウエハ１１の繰り返しパターンから発生した回折光Ｌ２
を受光光学系１４の光軸Ｏ２に沿って進行させることが
できる。

【００３１】そして、受光光学系１４の光軸Ｏ２に沿っ
て導かれる回折光Ｌ２の光量が適量である場合には、Ｃ
ＣＤカメラ２８によって、コントラストの良好なウエハ
回折像を撮像することができる。回折光Ｌ２の光量は、
ウエハ１１に照射される照明光Ｌ１の光量（照明光量
Ｉ）を調整することで、適量に設定できる。なお、照明
光量Ｉの調整は、ＮＤフィルタ２６を用いて行われる。

【００３２】このように、ＣＣＤカメラ２８により撮像
されるウエハ回折像のコントラストが良好か否かは、ウ
エハ回折像を撮像する際の装置条件（ウエハ１１のチル
ト角Ｔ,照明光量Ｉ）に左右される。つまり、コントラ
ストの良好なウエハ回折像を撮像するためには、チルト
角Ｔを最適条件（最適チルト角Ｔｓ）に設定すると共
に、照明光量Ｉを最適条件（最適照明光量Ｉｓ）に設定
することが必要となる。ちなみに、最適チルト角Ｔｓ
は、ウエハ１１に形成された繰り返しパターンのピッチ
ｐによって異なる。

【００３３】次に、本実施形態の表面検査装置１０にお
ける最適な装置条件（最適チルト角Ｔｓ,最適照明光量
Ｉｓ）の決定方法について説明する。最適な装置条件
（最適チルト角Ｔｓ,最適照明光量Ｉｓ）の決定は、画
像処理装置１５の制御部１６と条件決定部１７とが、図
２,図３に示すフローチャートの手順にしたがって行
う。図２のステップＳ１〜Ｓ７は、最適チルト角Ｔｓを
決定する手順である。図２のステップＳ８〜Ｓ１３およ
び図３は、最適照明光量Ｉｓを決定する手順である。

【００３４】ウエハ１１がホルダ１２上に固定される
と、制御部１６は、まず、ウエハ１１のチルト角Ｔを初
期値(２０°)に設定する（図２のステップＳ１）。そし
て、ＣＣＤカメラ２８からウエハ回折像の画像信号を取
り込み（ステップＳ２）、ディジタル画像に変換してメ
モリ１９に記憶させる。また、このときのチルト角Ｔも
メモリ１９に記憶させる。メモリ１９内のディジタル画
像を「ウエハ回折画像」という。

【００３５】次に、制御部１６は、ステップＳ３におい
て、現在のチルト角Ｔが終了値(７５°)か否かを判断す
る。そして、未だ終了値(７５°)に達していない場合は
（Ｓ３がＮ）、ウエハ１１のチルト角Ｔを所定角度（例
えば０.２度）だけ変化させて（ステップＳ４）、ステ
ップＳ２の処理に戻る。すなわち、制御部１６は、ウエ
ハ１１のチルト角Ｔを初期値(２０°)から終了値(７５
°)までの一定範囲ΔＴ内で所定角度（例えば０.２度）
おきに変化させながら、順次にウエハ回折像の画像信号
を取り込み、チルト角Ｔが異なるときのウエハ回折画像
とチルト角Ｔとをメモリ１９に順次記憶させる（ステッ
プＳ１〜Ｓ４）。この間、照明光Ｌ１の光量（照明光量
Ｉ）は一定に保たれる。

【００３６】そして、ウエハ１１のチルト角Ｔが終了値
(７５°)に達すると（Ｓ３がＹ）、次のステップＳ５の
処理に進む。この時点で、チルト角Ｔの変動範囲ΔＴ
（２０°〜７５°）の全範囲について、ウエハ回折像の
画像信号の取り込みが終了したことになる。その結果、
メモリ１９には、変動範囲ΔＴの全範囲についてのウエ
ハ回折画像とチルト角Ｔとが記憶される。

【００３７】次に、ステップＳ５では、メモリ１９内の
全てのウエハ回折画像とチルト角Ｔとが条件決定部１７
に順次読み出される。そして、条件決定部１７は、チル
ト角Ｔが異なる各ウエハ回折画像ごとに、全画素の輝度
値を調べて、最大輝度値を求める。なお、各画素の輝度
値は、ウエハ回折画像が８ビットの場合、２５６段階
（０〜２５５）である。

【００３８】このようにして各ウエハ回折画像ごとの最
大輝度値を求めた結果、チルト角Ｔの変動範囲ΔＴ（２
０°〜７５°）の全範囲において、チルト角Ｔと最大輝
度値との関係が得られる。図４は、チルト角Ｔに対する
最大輝度値の変化をグラフ化したものである。次に、条
件決定部１７は、ステップＳ６において、チルト角Ｔに
対する最大輝度値の変化（図４）を示す波形に対して二
次微分処理を施し、最大輝度値の変化点（ピーク）を検
出する。図４に示す波形の例では、変化点（ピーク）と
して、チルト角Ｔ＝ｔ１,ｔ２,ｔ３,ｔ４の４つが検出
される。

【００３９】最大輝度値の各々の変化点（ピーク）は、
ウエハ１１の繰り返しパターンから発生した回折光Ｌ２
が受光光学系の光軸Ｏ２に沿って導かれたときに得られ
る。また、ウエハ１１の繰り返しパターンから発生する
回折光Ｌ２の進行方向は、繰り返しパターンのピッチｐ
によって異なる。このため、図４の例は、ウエハ１１の
表面に少なくとも４種類のピッチｐの繰り返しパターン
が存在することを示している。

【００４０】したがって、条件決定部１７は、上記した
４つの変化点（ピーク）のチルト角Ｔ＝ｔ１,ｔ２,ｔ
３,ｔ４を、ウエハ１１の表面に形成された４種類の繰
り返しパターンの欠陥を検査するために最適な装置条件
（最適チルト角Ｔｓ）として決定する。そして、これら
の最適チルト角Ｔｓ(＝ｔ１,ｔ２,ｔ３,ｔ４）を制御部
１６に出力し、メモリ１９に記憶させる（ステップＳ
７）。

【００４１】上記のステップＳ１〜Ｓ７によって最適チ
ルト角Ｔｓ(＝ｔ１〜ｔ４)を決定し終えると、制御部１
６は、この決定により得られた最適チルト角Ｔｓ(＝ｔ
１〜ｔ４)の各々における最適照明光量Ｉｓを決定する
ために、次のステップＳ８〜Ｓ１３および図３を実行す
る。つまり、制御部１６は、まず、最適チルト角Ｔｓ
(＝ｔ１〜ｔ４)の中の任意の１つを最適照明光量Ｉｓの
決定対象として選択し（ステップＳ８）、ここで選択し
た最適チルト角ｔｉをメモリ１９から読み出して、ホル
ダ１２をチルト制御する。そして、ウエハ１１のチルト
角Ｔを最適チルト角ｔｉに設定する（ステップＳ９）。

【００４２】このとき、ウエハ１１の表面に形成された
４種類の繰り返しパターンのうち任意の１種類から発生
した回折光Ｌ２が、受光光学系の光軸Ｏ２に沿って導か
れることになる。そして、制御部１６は、この状態を保
ちながら、つまり、ウエハ１１のチルト角Ｔを最適チル
ト角ｔｉに保ちながら、ステップＳ１０において、最適
照明光量Ｉｓの探索処理を実行する。

【００４３】詳細は後述するが、最適照明光量Ｉｓの探
索処理（ステップＳ１０）とは、照明光量Ｉを変化させ
る毎にＣＣＤカメラ２８から画像信号を入力し、この画
像信号の出力レベルが一定範囲内に収束したときの照明
光量Ｉを最適照明光量Ｉｓとして決定する処理である。
制御部１６は、ステップＳ１０における最適照明光量Ｉ
ｓの探索処理が終了すると、探索結果の照明光量Ｉを最
適照明光量Ｉｓとしてメモリ１９に記憶させる（ステッ
プＳ１１）。これにより、最適チルト角Ｔｓ(＝ｔ１〜
ｔ４)の中の任意の１つにおける最適照明光量Ｉｓの決
定が終了したことになる。

【００４４】次に、制御部１６は、ステップＳ１２にお
いて、全ての最適チルト角Ｔｓ(＝ｔ１〜ｔ４)における
最適照明光量Ｉｓの決定が終了したか否かを判断する。
そして、未だ終了していない場合は（Ｓ１２がＮ）、次
の最適チルト角ｔ(ｉ＋１）を最適照明光量Ｉｓの決定
対象として選択し（ステップＳ１３）、ステップＳ９の
処理に戻る。

【００４５】このように、ステップＳ９〜Ｓ１３の処理
を繰り返すことで、全ての最適チルト角Ｔｓ(＝ｔ１〜
ｔ４)の各々における最適照明光量Ｉｓを決定し、メモ
リ１９に記憶させることができる。その結果、全ての最
適チルト角Ｔｓ(＝ｔ１〜ｔ４)における最適照明光量Ｉ
ｓの決定が終了すると（Ｓ１２がＹ）、メモリ１９に
は、最適チルト角Ｔｓと最適照明光量Ｉｓとの組み合わ
せが４通り記憶されたことになる。

【００４６】さて次に、ステップＳ１０における最適照
明光量Ｉｓの探索処理について、図３を用いて詳細に説
明する。図３の探索処理は、二分探索処理の例である。
また、ここでは、ＣＣＤカメラ２８から出力される画像
信号の出力レベルの大小を判断するために、ウエハ回折
画像の平均輝度値（０〜２５５）を求め、この平均輝度
値が一定の最適輝度範囲（閾値±α）内に収束したとき
の照明光量Ｉを最適照明光量Ｉｓとして決定する。

【００４７】制御部１６は、まず、照明光量Ｉを最大光
量に設定する（ステップＳ２１）。つまり、ＮＤフィル
タ２６を回転制御して、ＮＤフィルタ２６による光量調
整の段階を最大値（６５０００）に設定する。そして、
ＣＣＤカメラ２８からウエハ回折像の画像信号を取り込
み、ディジタル画像に変換してメモリ１９に記憶させる
（ステップＳ２２）。このときの照明光量Ｉ(＝最大光
量)も併せてメモリ１９に記憶させる。

【００４８】次のステップＳ２３では、メモリ１９内の
ウエハ回折画像と照明光量Ｉとが条件決定部１７に読み
出される。そして、条件決定部１７は、最大光量の照明
光Ｌ１が照射されたときのウエハ回折画像において、全
画素の輝度値(０〜２５５）を調べて、平均輝度値Ｋmax
を求める。次に、条件決定部１７は、ステップＳ２３で
求めた最大照明時の平均輝度値Ｋmaxと最適輝度範囲
（閾値±α）との比較を行い（ステップＳ２４）、最大
照明時の平均輝度値Ｋmaxが最適輝度範囲の下限値（閾
値−α）以下である場合（Ｓ２４がＮ）には、光量不足
と判断して探索を終了する。

【００４９】一方、最大照明時の平均輝度値Ｋmaxが最
適輝度範囲の下限値（閾値−α）より大きい場合（Ｓ２
４がＹ）には、次のステップＳ２５に進み、照明光量Ｉ
の探索範囲の設定を行う。つまり、上限値(Upper)を最
大光量に設定し、下限値(Lower)を最小光量に設定す
る。最大光量,最小光量とは、各々、ＮＤフィルタ２６
による光量調整段階の最大値(６５０００),最小値(０)
のことである。

【００５０】そして、条件決定部１７は、ステップＳ２
６において、照明光量Ｉの探索範囲（Upper,Lower）の
半分に相当する光量Ｌ＝(Upper＋Lower)/２を求め、こ
の光量Ｌを制御部１６に出力する。制御部１６は、条件
決定部１７から光量Ｌに関する情報を受け取ると、ＮＤ
フィルタ２６を回転制御して、照明光量Ｉを光量Ｌに設
定する（ステップＳ２７）。このとき、ＮＤフィルタ２
６による光量調整段階は中間値（３２５００）に設定さ
れる。

【００５１】次いで、制御部１６は、上記したステップ
Ｓ２２と同様に、ＣＣＤカメラ２８からウエハ回折像の
画像信号を取り込み、ディジタル画像に変換してメモリ
１９に記憶させる（ステップＳ２８）。このときの照明
光量Ｉ(＝光量Ｌ)も併せてメモリ１９に記憶させる。そ
して、次のステップＳ２９では、メモリ１９内のウエハ
回折画像と照明光量Ｉとが条件決定部１７に読み出され
る。条件決定部１７は、光量Ｌ＝(Upper＋Lower)/２の
照明光Ｌ１が照射されたときのウエハ回折画像におい
て、全画素の輝度値(０〜２５５）を調べて、平均輝度
値Ｋ_Lを求める。

【００５２】次に、条件決定部１７は、ステップＳ２９
で求めた平均輝度値Ｋ_Lと最適輝度範囲（閾値±α）と
の比較を行い（ステップＳ３０）、その平均輝度値Ｋ_L
が最適輝度範囲（閾値±α）内に収束している場合（Ｓ
３０がＹ）には、このときの照明光量Ｉ(＝光量Ｌ)を最
適照明光量Ｉｓと決定して探索を終了する。一方、照明
光量Ｉ(＝光量Ｌ)のときの平均輝度値Ｋ_Lが最適輝度範
囲（閾値±α）から外れている場合（Ｓ３０がＮ）、条
件決定部１７は、ステップＳ３１〜Ｓ３３において、照
明光量Ｉの探索範囲（Upper,Lower）を変更する。

【００５３】つまり、照明光量Ｉ(＝光量Ｌ)のときの平
均輝度値Ｋ_Lが最適輝度範囲の閾値より大きい場合（ス
テップＳ３１がＹ）には、ステップＳ３２において、探
索範囲（Upper,Lower）の上限値(Upper)を光量Ｌに設定
する。逆に、平均輝度値Ｋ_Lが最適輝度範囲の閾値より
小さい場合（Ｓ３１がＮ）は、ステップＳ３３におい
て、探索範囲（Upper,Lower）の下限値(Lower)を光量Ｌ
に設定する。

【００５４】そして、ステップＳ２６〜Ｓ３３のループ
を実行した回数が２０回に達していなければ（ステップ
Ｓ３４がＹ）、ステップＳ２６に戻り、新たに設定され
た照明光量Ｉの探索範囲（Upper,Lower）に対して、ス
テップＳ２６〜Ｓ３３の処理を繰り返す。

【００５５】このようにして、照明光量Ｉ(＝光量Ｌ)の
ときの平均輝度値Ｋ_Lが最適輝度範囲（閾値±α）内に
収束するまで、照明光量Ｉの探索範囲（Upper,Lower）
を半分に狭めながら、ステップＳ２６〜Ｓ３３の処理が
繰り返される。その結果、通常は、ステップＳ２６〜Ｓ
３３のループ回数が２０回より少ないうちに、平均輝度
値Ｋ_Lが最適輝度範囲（閾値±α）内に収束する（Ｓ３
０がＹとなる）。そして、そのときの照明光量Ｉ(＝光
量Ｌ)を最適照明光量Ｉｓと決定して探索を終了する。

【００５６】既に説明したように、最適照明光量Ｉｓの
探索処理(図３)(図２のＳ１０)が終了すると、制御部１
６は、探索結果の照明光量Ｉ(＝光量Ｌ)を最適照明光量
Ｉｓとしてメモリ１９に記憶させる（図２のＳ１１）。
そして、図２のＳ９〜Ｓ１３の処理を繰り返すことで、
全ての最適チルト角Ｔｓ(＝ｔ１〜ｔ４)の各々におい
て、探索結果の照明光量Ｉ(＝光量Ｌ)を最適照明光量Ｉ
ｓとしてメモリ１９に記憶させることができる。

【００５７】最後に、本実施形態の表面検査装置１０に
おけるウエハ１１の繰り返しパターンの欠陥検出につい
て、簡単に説明する。繰り返しパターンの欠陥検出は、
画像処理装置１５の制御部１６と欠陥検出部１８とが行
う。制御部１６は、ウエハ１１の繰り返しパターンの欠
陥検出時、ＣＣＤカメラ２８からウエハ回折像の画像信
号を取り込み、ディジタル画像に変換して得られるウエ
ハ回折画像を欠陥検出部１８に出力する。

【００５８】また、制御部１６は、ウエハ１１の繰り返
しパターンの欠陥検出時、ＣＣＤカメラ２８が欠陥検出
のためのウエハ回折像を撮像する前に、メモリ１９内の
最適な装置条件（最適チルト角Ｔｓと最適照明光量Ｉｓ
との組み合わせ）を用いて条件設定を行う。すなわち、
制御部１６は、メモリ１９から最適チルト角Ｔｓと最適
照明光量Ｉｓとの組み合わせを１つ読み出し、最適チル
ト角Ｔｓに基づいてホルダ１２をチルト制御すると共
に、最適照明光量Ｉｓに基づいてＮＤフィルタ２６を回
転制御する。そして、ウエハ１１のチルト角Ｔを最適チ
ルト角ｔｉに、また、照明光量Ｉを最適照明光量Ｉｓ
(＝光量Ｌ)に設定する。

【００５９】このとき、ウエハ１１の表面に形成された
任意の１種類の繰り返しパターンから発生した回折光Ｌ
２が、受光光学系の光軸Ｏ２に沿って導かれる。また、
このときのウエハ１１には最適照明光量Ｉｓの照明光Ｌ
１が照射されているため、ウエハ１１から発生する回折
光Ｌ２の光量は適量である。その結果、ＣＣＤカメラ２
８によって、コントラストの良好なウエハ回折像を撮像
することができる。

【００６０】したがって、ウエハ１１の繰り返しパター
ンの欠陥検出時、制御部１６は、ＣＣＤカメラ２８から
コントラストの良好なウエハ回折像の画像信号を取り込
むことができる。このとき取り込まれる画像信号の出力
レベルは、予め定めた一定範囲内に収束している。そし
て、制御部１６は、上記したコントラストの良好なウエ
ハ回折像の画像信号をディジタル画像に変換して、ウエ
ハ回折画像を欠陥検出部１８に出力する。このとき欠陥
検出部１８に出力されるウエハ回折画像は、平均輝度値
が最適輝度範囲（閾値±α）内に収束している。

【００６１】このため、図５(ａ)に示すように、ウエハ
回折画像には、ウエハ１１の繰り返しパターンの欠陥箇
所と正常箇所とに起因する明暗差（コントラスト差）が
明確に現れることになる。繰り返しパターンの欠陥箇所
とは、デフォーカスによる膜厚むら、パターン形状の異
常、傷などである。したがって、欠陥検出部１８では、
明暗差（コントラスト差）が明確なウエハ回折画像と、
予め記憶されている良品ウエハの表面の画像（検査基準
画像）とのパターンマッチングを行ったり、予め学習さ
せておいた検査基準画像の特徴との相違点の有無を検出
したりすることで、ウエハ１１の繰り返しパターンの欠
陥箇所を精度良く検出することができる。

【００６２】ここで、ウエハ１１に対する照明光量Ｉが
最適照明光量Ｉｓより小さい場合はウエハ回折画像が著
しく暗くなり（図５(ｂ)）、逆に、照明光量Ｉが最適照
明光量Ｉｓより大きい場合はウエハ回折画像が著しく明
るくなり（図５(ｃ)）、何れにしても明暗差（コントラ
スト差）が小さく不明確になってしまう。このため、ウ
エハ１１の繰り返しパターンの欠陥箇所を認識すること
が困難となる。

【００６３】本実施形態の表面検査装置１０では、ウエ
ハ１１の繰り返しパターンの欠陥検出時に、ウエハ１１
のチルト角Ｔが最適チルト角Ｔｓに設定され、かつ、ウ
エハ１１への照明光量Ｉが最適照明光量Ｉｓに設定され
た状態で、コントラストの良好なウエハ回折像を撮像す
るため、回折効率が異なる繰り返しパターンであって
も、ウエハ回折画像の明暗差（コントラスト差）が良好
な最適条件の下で、一定の精度により欠陥を検出するこ
とができ、信頼性の高い検査結果が得られる。

【００６４】また、条件決定部１７と制御部１６とによ
り最適チルト角Ｔｓおよび最適照明光量Ｉｓが決定さ
れ、制御部１６によりチルト角Ｔが最適チルト角Ｔｓに
照明光量Ｉが最適照明光量Ｉｓに自動設定されるので、
検査員の能力や熟練によらない安定した検査結果を自動
的に得ることもできる。なお、上記した実施形態では、
最適照明光量Ｉｓの探索処理（図２のＳ１０）として二
分探索処理（図３）を用いたが、本発明はこれに限定さ
れない。最適照明光量Ｉｓの探索処理（図２のＳ１０）
の別の例について、図６のフローチャートを用いて説明
する。

【００６５】ここでは、ＣＣＤカメラ２８から出力され
る画像信号の出力レベルの大小を判断するために、ウエ
ハ回折画像を二値化したときの明部（ウエハ回折画像を
背景部と回折信号部とに分けたときの回折信号部）にお
ける平均輝度値ＭＩ_Cを求め、この明部の平均輝度値Ｍ
Ｉ_Cが一定の最適輝度範囲（閾値±α）内に収束したと
きの照明光量Ｉを最適照明光量Ｉｓとして決定する。

【００６６】制御部１６は、まず、照明光量Ｉを初期値
（光量Ｌ）に設定する（ステップＳ４１）。そして、Ｃ
ＣＤカメラ２８からウエハ回折像の画像信号を取り込
み、ディジタル画像に変換してメモリ１９に記憶させる
（ステップＳ４２）。このときの照明光量Ｉ(＝光量Ｌ)
も併せてメモリ１９に記憶させる。次のステップＳ４３
では、メモリ１９内のウエハ回折画像と照明光量Ｉとが
条件決定部１７に読み出される。そして、条件決定部１
７は、光量Ｌの照明光Ｌ１が照射されたときのウエハ回
折画像において、全画素の輝度値(０〜２５５）を調べ
て、明部の平均輝度値ＭＩｃを求める。

【００６７】次に、条件決定部１７は、ステップＳ４３
で求めた明部の平均輝度値ＭＩｃと最適輝度範囲（閾値
±α）との比較を行う（ステップＳ４４）。ここでは、
最適輝度範囲の上限値（閾値＋α）をＴ３、下限値（閾
値−α）をＴ２と定義している。そして、明部の平均輝
度値ＭＩｃが最適輝度範囲（Ｔ２≦ＭＩｃ≦Ｔ３）内に
収束している場合（Ｓ３４がＹ）には、このときの照明
光量Ｉ(＝光量Ｌ)を最適照明光量Ｉｓと決定して探索を
終了する。

【００６８】一方、明部の平均輝度値ＭＩｃが最適輝度
範囲（Ｔ２≦ＭＩｃ≦Ｔ３）から外れている場合（Ｓ４
４がＮ）、条件決定部１７は、ステップＳ４５〜Ｓ４９
において、照明光量Ｉの設定を変更する。照明光量Ｉの
設定変更に当たっては、最適輝度範囲（Ｔ２≦ＭＩｃ≦
Ｔ３）の上限値Ｔ３より大きい閾値Ｔ４と、下限値Ｔ２
より小さい閾値Ｔ１とを比較基準として用いる（Ｔ１＜
Ｔ２＜Ｔ３＜Ｔ４）。

【００６９】まず、条件決定部１７は、明部の平均輝度
値ＭＩｃを閾値Ｔ１と比較して（ステップＳ３５）、平
均輝度値ＭＩｃが閾値Ｔ１より小さい場合（Ｓ４５が
Ｙ）は、現在の照明光量Ｉ(＝光量Ｌ)が低すぎると判断
し、ステップＳ４６において、現在の光量Ｌの３倍を新
たな照明光量Ｉ(＝光量Ｌ)に設定する。また、明部の平
均輝度値ＭＩｃが閾値Ｔ１以上の場合（Ｓ４５がＮ）、
条件決定部１７は、平均輝度値ＭＩｃを閾値Ｔ４と比較
して（ステップＳ４７）、平均輝度値ＭＩｃが閾値Ｔ４
より大きい場合（Ｓ４７がＹ）は、現在の照明光量Ｉ
(＝光量Ｌ)が高すぎると判断し、ステップＳ４８におい
て、現在の光量Ｌの１/４倍を新たな照明光量Ｉ(＝光量
Ｌ)に設定する。

【００７０】さらに、明部の平均輝度値ＭＩｃが閾値Ｔ
４以下の場合（Ｓ４７がＮ）は、平均輝度値ＭＩｃがＴ
１≦ＭＩｃ＜Ｔ２またはＴ３＜ＭＩｃ≦Ｔ４を満足する
場合であり、平均輝度値ＭＩｃが最適輝度範囲（Ｔ２≦
ＭＩｃ≦Ｔ３）に近いことを意味している。この場合、
条件決定部１７は、ステップＳ４９において、現在の光
量Ｌの｛(Ｔ２＋Ｔ３)/２｝/ＭＩｃ倍を新たな照明光量
Ｉ(＝光量Ｌ)に設定する。

【００７１】このようにして、ステップＳ４６,Ｓ４８,
Ｓ４９の何れかにおいて、新たな照明光量Ｉ(＝光量Ｌ)
に設定されると、条件決定部１７は、ステップＳ４２の
処理に戻り、新たな照明光量Ｉ(＝光量Ｌ)に対するステ
ップＳ４２〜Ｓ３９の処理を繰り返す。ステップＳ４２
〜Ｓ３９の処理は、ステップＳ４３で求められる明部の
平均輝度値ＭＩｃが最適輝度範囲（Ｔ２≦ＭＩｃ≦Ｔ
３）内に収束する（Ｓ３４がＹとなる）まで繰り返され
る。その結果、最終的には、平均輝度値ＭＩｃが最適輝
度範囲（Ｔ２≦ＭＩｃ≦Ｔ３）内に収束するときの照明
光量Ｉ(＝光量Ｌ)を得ることができ、最適照明光量Ｉｓ
と決定して探索を終了する。

【００７２】さらに、上記した実施形態では、最適照明
光量Ｉｓの探索処理（図２のＳ１０）において、ＣＣＤ
カメラ２８から出力される画像信号の出力レベルの大小
を判断するために、ウエハ回折画像の平均輝度値を求め
て一定の最適輝度範囲（閾値±α）と比較したが、ウエ
ハ回折画像の最大輝度値を求めて、これに対応する別の
最適輝度範囲と比較してもよい。

【００７３】また、上記した実施形態では、ウエハ回折
画像の最大輝度値（図４）が変化点（ピーク）となるチ
ルト角Ｔを最適チルト角Ｔｓに決定した（図２のＳ５〜
Ｓ７）が、ウエハ回折画像の平均輝度値が変化点（ピー
ク）となるチルト角Ｔを最適チルト角Ｔｓに決定しても
よい。

【００７４】さらに、上記した実施形態では、各ウエハ
回折画像の全画素の輝度値を調べて最大輝度値や平均輝
度値を求める例を説明したが、各ウエハ回折画像の中の
適当な部分領域に含まれる一部の画素の輝度値を調べて
最大輝度値や平均輝度値を求めても良い。ウエハ回折る
画像の部分領域としては、例えば、ウエハ１１上の繰り
返しパターンが形成された領域に対応する部分が考えら
れる。

【００７５】また、上記した実施形態では、照明光学系
１３および受光光学系１４が固定された装置を例に説明
したが、照明光学系１３および受光光学系１４をＸ方向
に沿った軸まわりに回転可能に構成することもできる。
この場合、ウエハ１１（ホルダ１２）が固定されていて
も、照明光学系１３と受光光学系１４との少なくとも一
方を回転させることで、回折光Ｌ２の進行方向と受光光
学系１４の光軸Ｏ２の方向との間の角度に関わる第１装
置条件（θｉとθｄとの少なくとも一方）を調整するこ
とができる。

【００７６】さらに、上記した実施形態では、波長選択
フィルタ２５を切り換えることによって照明光Ｌ１の波
長λを調整できるため、照明光Ｌ１の波長λを調整する
ことで、上記の第１装置条件を調整することもできる。
また、上記した実施形態では、照明光Ｌ１の光量（照明
光量Ｉ）を調整するに当たってＮＤフィルタ２６を回転
制御したが、放電ランプ２４の電圧制御によって照明光
量Ｉを調整しても良い。

【００７７】さらに、上記した実施形態では、照明光Ｌ
１の光量（照明光量Ｉ）を調整することで、ＣＣＤカメ
ラ２８から出力される画像信号の出力レベルに関わる第
２装置条件を調整したが、ＣＣＤカメラ２８の露光時間
や感度によって上記の第２装置条件を調整することもで
きる。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被検物体の種類(製造工程の種類)を検査員が知らなくて
も、回折画像の明暗差（コントラスト差）が良好な最適
条件の下で、自動的に繰り返しパターンの欠陥検査を行
えるため、検査員の能力や熟練によらない安定した検査
結果を得ることができ、検査結果の信頼性向上が図られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】表面検査装置１０の構成を示す図である。

【図２】表面検査装置１０において最適な装置条件を決
定する手順を示すフローチャートである。

【図３】表面検査装置１０において最適な装置条件（最
適照明光量）を決定する手順を示すフローチャートであ
る。

【図４】チルト角Ｔに対する最大輝度値の関係を示すグ
ラフである。

【図５】ウエハ１１に対する照明光量Ｉが最適照明光量
Ｉｓのとき(ａ)、最適照明光量Ｉｓより小さいとき
(ｂ)、最適照明光量Ｉｓより大きいとき(ｃ)に得られる
ウエハ回折画像の例を示す図である。

【図６】表面検査装置１０において最適な装置条件（最
適照明光量）を決定する別の手順を示すフローチャート
である。

【符号の説明】

１０表面検査装置１１ウエハ１２ホルダ１３照明光学系１４受光光学系１５画像処理装置１６制御部１７条件決定部１８欠陥検出部１９メモリ２１光源２２ライドガイド２３，２７凹面反射鏡２４放電ランプ２５波長選択フィルタ２６ＮＤフィルタ２８ＣＣＤカメラ

フロントページの続きＦターム(参考） 2G051 AA51 AB02 BB07 BB11 BB17 BC01 BC04 CA04 CB05 DA01 EA14 EA16 EB01 EC03 4M106 AA01 CA39 DB04 DB13 DB19 DB20 DJ11 DJ13 DJ14 DJ20 DJ21 DJ39 5B047 AA12 AB02 BA02 BB04 BC07 BC08 BC09 BC11 BC14 CA17 CA19 CB22 DC02 5B057 AA03 BA02 BA11 BA17 BA30 CA02 CA08 CA12 CA16 DA03 DB02 DB05 DB09 DC22 DC33

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検物体に照明光を照射する照明光学系
と、前記被検物体からの回折光を集光して被検物体像を形成
する集光光学系と、前記被検物体像を撮像して画像信号を出力する撮像手段
と、前記撮像手段から前記画像信号を入力して前記被検物体
の欠陥を検出する検出手段と、前記回折光の進行方向と前記集光光学系の光軸方向との
間の角度に関わる第１装置条件を調整する第１調整手段
と、前記撮像手段から出力される前記画像信号の出力レベル
に関わる第２装置条件を調整する第２調整手段と、前記撮像手段が前記検出手段による欠陥検出のための前
記被検物体像を撮像する前に、前記第１調整手段を制御
して前記第１装置条件を最適条件に設定し、前記第２調
整手段を制御して前記第２装置条件を最適条件に設定す
る設定手段と、前記設定手段による条件設定に用いられる前記第１装置
条件の最適条件と前記第２装置条件の最適条件との組み
合わせを少なくとも１つ決定する決定手段とを備え、前記決定手段は、前記第２装置条件を一定に保ちながら
前記第１装置条件を予め定めた一定範囲内で変化させて
該第１装置条件の最適条件を少なくとも１つ決定し、該
決定により得られた最適条件の任意の１つに前記第１装
置条件を保ちながら前記第２装置条件を変化させて該第
２装置条件の最適条件を決定することを特徴とする表面
検査装置。
【請求項２】請求項１に記載の表面検査装置におい
て、前記決定手段は、前記第２装置条件の最適条件を決定す
る際、前記第２装置条件を変化させる毎に前記撮像手段
から前記画像信号を入力し、該画像信号の出力レベルが
予め定めた一定範囲内に収束したときの前記第２装置条
件を最適条件として決定することを特徴とする表面検査
装置。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の表面検
査装置において、前記第２調整手段は、前記照明光の光量と前記撮像手段
の露光時間と感度との少なくとも１つを前記第２装置条
件として調整することを特徴とする表面検査装置。
【請求項４】被検物体に照明光を照射する照明工程
と、前記被検物体からの回折光を集光する集光光学系によっ
て形成される被検物体像を撮像し、画像信号を出力する
撮像工程と、前記画像信号を入力して前記被検物体の欠陥を検出する
検出工程と、前記撮像工程で前記検出工程における欠陥検出のための
前記被検物体像を撮像する前に、前記回折光の進行方向
と前記集光光学系の光軸方向との間の角度に関わる第１
装置条件を制御して該第１装置条件を最適条件に設定
し、前記撮像工程で出力される前記画像信号の出力レベ
ルに関わる第２装置条件を制御して該第２装置条件を最
適条件に設定する設定工程と、前記設定工程における条件設定に用いられる前記第１装
置条件の最適条件と前記第２装置条件の最適条件との組
み合わせを少なくとも１つ決定する決定工程とを備え、前記決定工程は、前記第２装置条件を一定に保ちながら
前記第１装置条件を予め定めた一定範囲内で変化させて
該第１装置条件の最適条件を少なくとも１つ決定し、該
決定により得られた最適条件の任意の１つに前記第１装
置条件を保ちながら前記第２装置条件を変化させて該第
２装置条件の最適条件を決定することを特徴とする表面
検査方法。
【請求項５】請求項４に記載の表面検査方法におい
て、前記決定工程は、前記第２装置条件の最適条件を決定す
る際、前記第２装置条件を変化させる毎に前記撮像手段
から前記画像信号を入力し、該画像信号の出力レベルが
予め定めた一定範囲内に収束したときの前記第２装置条
件を最適条件として決定することを特徴とする表面検査
方法。