JP2003139718A

JP2003139718A - 表面検査装置および表面検査方法

Info

Publication number: JP2003139718A
Application number: JP2001332499A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Matsumoto; 広行松本
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2001-10-30
Filing date: 2001-10-30
Publication date: 2003-05-14

Abstract

(57)【要約】【課題】画像処理により欠陥を抽出する装置にとって
最適な装置条件の下で、基板の表面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】被検物体１１に照明光Ｌ１を照射する照
明手段１３と、照明光が照射された被検物体の像を撮像
する撮像手段２８と、撮像手段により撮像される像の画
像を取り込み、該画像の品質の良否を判断する判断手段
１６,１７と、判断手段による判断の結果に基づいて、
撮像手段が像を撮像する際の装置条件に関する最適条件
を決定する決定手段１６,１７と、装置条件を最適条件
に設定する設定手段１６と、装置条件が最適条件に設定
されたときに、撮像手段により撮像される像の画像を取
り込み、該画像を画像処理して被検物体の欠陥を検出す
る検出手段１６,１８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、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、基板の表面に検査用の照明光を照射し、そのとき基
板上の繰り返しパターンから発生する回折光または反射
光に基づいて基板の像を撮像し、得られた基板画像を自
動的に画像処理して欠陥を抽出するものである。一般
に、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が特定される。

【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では、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）を自動設定してい
た。

【０００５】このため、自動設定された装置条件の下で
基板の像を撮像し、得られた基板画像を画像処理して
も、欠陥箇所を見逃す場合や、良品箇所を欠陥箇所と判
断して疑似欠陥を発生させてしまう場合があった。本発
明の目的は、画像処理により欠陥を抽出する装置にとっ
て最適な装置条件の下で、基板の表面の欠陥検査を行え
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手段と、前
記照明光が照射された前記被検物体の像を撮像する撮像
手段と、前記撮像手段により撮像される前記像の画像を
取り込み、該画像の品質の良否を判断する判断手段と、
前記判断手段による判断の結果に基づいて、前記撮像手
段が前記像を撮像する際の装置条件に関する最適条件を
決定する決定手段と、前記装置条件を前記決定手段によ
って決定された前記最適条件に設定する設定手段と、前
記装置条件が前記最適条件に設定されたときに、前記撮
像手段により撮像される前記像の画像を取り込み、該画
像を画像処理して前記被検物体の欠陥を検出する検出手
段とを備えたものである。

【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、前記判断手段が、前記画像の
うち、輝度階調が閾値以上の画素の割合に基づいて、前
記画像の品質の良否を判断するものである。請求項３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、前記判断手段が、前記画像の平均輝度を計算し、前
記画像のうち、輝度階調が前記平均輝度を含む所定範囲
の外にある画素の割合に基づいて、前記画像の品質の良
否を判断するものである。

【０００８】請求項４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、前記判断手段が、前記画像を
複数の微小領域に分割して各々の微小領域の平均輝度を
計算し、得られた平均輝度の分布に基づいて、前記画像
の品質の良否を判断するものである。請求項５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
判断手段が、前記画像を複数の微小領域に分割して各々
の微小領域の平均輝度を計算し、隣接する微小領域どう
しの平均輝度の差に基づいて、前記画像の品質の良否を
判断するものである。

【０００９】請求項６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、前記判断手段が、前記画像を
複数の副領域に分割すると共に各々の副領域を複数の微
小領域に分割し、かつ、各々の微小領域の平均輝度を計
算し、前記複数の副領域の各々について得られた平均輝
度の分布の差異に基づいて、前記画像の品質の良否を判
断するものである。

【００１０】請求項７に記載の発明は、請求項１から請
求項６の何れか１項に記載の表面検査装置において、前
記判断手段が、前記画像の有効検査領域を用いて、前記
画像の品質の良否を判断するものである。請求項８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、前記照明光が照射された前記被検物体の像を撮
像する撮像工程と、前記撮像工程で撮像される前記像の
画像を取り込み、該画像の品質の良否を判断する判断工
程と、前記判断工程における判断の結果に基づいて、前
記撮像工程で前記像を撮像する際の装置条件に関する最
適条件を決定する決定工程と、前記装置条件を前記決定
工程で決定された前記最適条件に設定する設定工程と、
前記装置条件が前記最適条件に設定されたときに、前記
撮像工程で撮像される前記像の画像を取り込み、該画像
を画像処理して前記被検物体の欠陥を検出する検出工程
とを備えたものである。

【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。 (第１実施形態)本発明の第１実施形態は、請求項１,請
求項２,請求項７,請求項８に対応する。第１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１
３と、照明光Ｌ１が照射されたウエハ１１の表面からの
回折光や反射光を受光する受光光学系１４と、制御装置
(１６〜１９)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
にウエハ１１の表面内で回転可能である。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。

【００１３】ここで、ホルダ１２（ウエハ１１）の軸Ａ
ｘ２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。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。

【００１４】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Ｌ１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。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、基
準法線(Ｚ方向)に対して所定の角度θｉだけ傾けられて
いる。θｉは固定値である。

【００１７】また、凹面反射鏡２３は、光軸Ｏ１がホル
ダ１２の軸Ａｘ２（Ｘ方向）に対して直交すると共に、
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。表面検査装置１０の照明光学系１３は、ウエハ１
１側に対してテレセントリックな光学系である。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Ｌ１）。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し、ホルダ１２のチルト角Ｔに応じ
て変化する。

【００１８】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、回折光や反射光（総じて「戻り光Ｌ２」という）
が発生する。戻り光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。戻り光Ｌ２の射出角
(θｒ＋Ｔ)は、ウエハ１１の表面に垂直な軸Ａｘ１と戻
り光Ｌ２の進行方向との間の角度に相当し、チルト角Ｔ
に応じて変化する。なお、θｒは基準法線(Ｚ方向)と戻
り光Ｌ２の進行方向との間の角度を表している。

【００１９】表面検査装置１０の受光光学系１４は、戻
り光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。θｄは固定値である。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。

【００２０】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。ＣＣＤカメラ２８は、その露出
時間や電気的な感度が調節可能である。上記の受光光学
系１４において、ウエハ１１の表面から発生した戻り光
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、戻り光Ｌ２によるウエハ１１の像（ウエハ
像）が形成される。

【００２１】ＣＣＤカメラ２８は、撮像面に形成された
ウエハ像を撮像して、画像信号を出力する。ＣＣＤカメ
ラ２８から出力された画像信号は、不図示の画像取り込
みボードによって所定ビット(例えば８ビット)のデジタ
ルフォーマットに変換され、制御装置(１６〜１９)に出
力される。表面検査装置１０の制御装置(１６〜１９)
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。

【００２２】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、ＣＣＤカメラ２８の露出
時間制御や感度制御を行う。つまり、制御部１６は、Ｃ
ＣＤカメラ２８がウエハ像を撮像する際の装置条件を設
定する手段であり、請求項の「設定手段」に対応する。

【００２３】装置条件とは、ホルダ１２(ウエハ１１)の
チルト角Ｔ、照明光量Ｉ、照明波長λ、ウエハ１１への
照明光Ｌ１の入射角、ＣＣＤカメラ２８の露出時間や電
気的な感度などのパラメータである。また、制御部１６
は、ＣＣＤカメラ２８から不図示の画像取り込みボード
を介して得られるディジタルフォーマット(例えば８ビ
ット)のウエハ画像を取り込み、メモリ１９に記憶させ
る。さらに、上記の装置条件（チルト角Ｔや照明光量Ｉ
など）も併せてメモリ１９に記憶させる。

【００２４】条件決定部１７は、ＣＣＤカメラ２８がウ
エハ像を撮像する際の最適な装置条件（最適チルト角Ｔ
や最適照明光量Ｉなど）の決定処理を行う。条件決定部
１７における条件決定の詳細は後述する。条件決定部１
７と制御部１６とは、請求項の「判断手段」および「決
定手段」に対応する。欠陥検出部１８は、ウエハ画像に
対する画像処理によってウエハ１１の繰り返しパターン
の欠陥検出処理を行う。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。欠陥検出部１８における欠陥検出の
詳細は後述する。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。

【００２５】ここで、上記のように構成された表面検査
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）ため、戻り
光Ｌ２の射出角(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、
ウエハ１１の繰り返しパターンから発生した戻り光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。

【００２６】そして、受光光学系１４の光軸Ｏ２に沿っ
て導かれる戻り光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像
を撮像することができ、コントラストの良好なウエハ画
像を制御部１６に取り込むことができる。戻り光Ｌ２の
光量は、ウエハ１１に照射される照明光Ｌ１の光量を調
整することで、適量に設定できる。なお、照明光Ｌ１の
光量調整は、ＮＤフィルタ２６を用いて行われる。

【００２７】このように、コントラストの良好なウエハ
画像を制御部１６に取り込むためには、ＣＣＤカメラ２
８がウエハ像を撮像する際の装置条件（例えばチルト角
Ｔや照明光量Ｉ）を最適条件に設定することが必要とな
る。第１実施形態の表面検査装置１０では、ウエハ画像
の品質の良否も考慮して最適条件が決定される。次に、
第１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Ｔや最適照明光量Ｉなど）の決定方法
について説明する。最適な装置条件の決定は、実際の検
査対象となる任意のウエハ１１に対する検査の前に、テ
スト用のウエハ１１を用いて、制御部１６と条件決定部
１７とが行う。

【００２８】まず、制御部１６は、テスト用のウエハ１
１がホルダ１２上に固定されると、装置条件(チルト角
Ｔや照明光量Ｉなど)を変化させながら、順次に、ＣＣ
Ｄカメラ２８からウエハ画像を取り込み、このウエハ画
像を装置条件と共にメモリ１９に記憶させる。そして、
条件決定部１７は、メモリ１９に記憶された複数のウエ
ハ画像の中から、最適条件の候補となる装置条件（以下
「最適候補条件」という）を１つ以上決定し、メモリ１
９に記憶させる。ウエハ１１の表面に複数の繰り返しパ
ターンが存在する場合には、複数の装置条件が最適候補
条件として決定される。

【００２９】次に、制御部１６と条件決定部１７とは、
図２に示すフローチャート（画像品質判断処理）の手順
にしたがって最適候補条件を絞り込み、最終的に、画像
処理を行う欠陥検出部１８にとって最適な装置条件を最
適条件として決定する。具体的に説明すると、制御部１
６は、まず、メモリ１８から最適候補条件を１つ読み出
し、表面検査装置１０の装置条件(チルト角Ｔや照明光
量Ｉなど)を最適候補条件に設定する。そして、制御部
１６は、ＣＣＤカメラ２８からウエハ画像を取り込み
（図２のステップＳ１）、このウエハ画像を条件決定部
１７に出力する。

【００３０】条件決定部１７は、制御部１６からウエハ
画像を入力すると、このウエハ画像の有効検査領域内に
含まれる画素の輝度階調を調べ、各輝度階調ごとに画素
数を計数して、輝度階調ごとのヒストグラムを作成する
（ステップＳ２）。なお、ウエハ画像の画像フォーマッ
トが８ビットの場合、画素の輝度階調は２５６段階（０
〜２５５）となる。

【００３１】次に、条件決定部１７は、ステップＳ２で
作成したヒストグラムに基づいて、輝度階調が閾値Ｉａ
以上の画素（飽和画素）の数Ｎａを計数する（ステップ
Ｓ３）。ウエハ画像の画像フォーマットが８ビットの場
合、閾値Ｉａを「２５４」に設定することが好ましい。
そして、条件決定部１７は、ステップＳ３で求めた飽和
画素の数Ｎａをウエハ画像の有効検査領域内に含まれる
全画素数で除算することにより、飽和画素の割合Ｐａを
計算する（ステップＳ４）。

【００３２】次に、条件決定部１７は、ステップＳ５に
おいて、飽和画素の割合Ｐａを予め定めた閾値Ｉｂ（例
えば１０％）と比較する。ここで、飽和画素は、本来の
輝度階調を反映していないため、飽和画素の割合Ｐａが
高いと情報量が減少し、欠陥検出部１８における画像処
理に適しない。このため、条件決定部１７は、飽和画素
の割合Ｐａが閾値Ｉｂ以上の場合（Ｓ５がＮ）、ステッ
プＳ１で取り込んだウエハ画像の品質は不良である（画
像処理に適しない）と判断して（ステップＳ７）、画像
品質判断処理を終了する。このとき、条件決定部１７
は、ステップＳ１でＣＣＤカメラ２８がウエハ像を撮像
する際に設定された装置条件（最適候補条件の１つ）を
候補から除外する。

【００３３】逆に、条件決定部１７は、飽和画素の割合
Ｐａが閾値Ｉｂより小さい場合（Ｓ５がＹ）、ステップ
Ｓ１で取り込んだウエハ画像の品質は良好である（画像
処理に適している）と判断して（ステップＳ６）、画像
品質判断処理を終了する。このとき、条件決定部１７
は、ステップＳ１で設定された装置条件（最適候補条件
の１つ）を最適条件に決定する。

【００３４】このように、上記した画像品質判断処理
（図２）によれば、飽和画素の割合Ｐａが閾値Ｉｂ（例
えば１０％）より小さいウエハ画像（画像処理に適して
いるウエハ画像）を取り込むことができる最適候補条件
を選択し、最適条件として決定することができる。最終
的に決定された最適条件は、メモリ１９に記憶され、任
意のウエハ１１に対する欠陥検査時に読み出される。

【００３５】最後に、第１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、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、ＣＣ
Ｄカメラ２８が欠陥検出のためのウエハ像を撮像する前
に、メモリ１９内の最適条件を用いて条件設定を行い、
表面検査装置１０の装置条件を最適条件に設定する。こ
のとき設定される最適条件は、上記した画像品質判断処
理（図２）を経て最終的に決定された条件である。

【００３６】条件設定が終了すると、制御部１６は、Ｃ
ＣＤカメラ２８からウエハ画像を取り込み、欠陥検出部
１８に出力する。このとき出力されるウエハ画像は、飽
和画素の割合Ｐａが閾値Ｉｂ（例えば１０％）より小さ
く、画像処理に適した良質画像である。したがって、欠
陥検出部１８では、制御部１６から取り込んだ上記のウ
エハ画像に対して良好な画像処理を行うことができ、こ
の画像処理により、ウエハ１１の繰り返しパターンの欠
陥箇所を正確に検出することができる。その結果、欠陥
検出率が向上し、疑似欠陥の発生を回避できる。また、
半導体プロセスでの歩留まり向上が図られると同時に、
無駄な戻り作業を減少させ、コスト削減が可能となる。

【００３７】上記した第１実施形態では、飽和画素の割
合Ｐａに基づいてウエハ画像の品質の良否を判断した
が、最大輝度の大きさに基づいて判断してもよい。この
場合、ウエハ画像の最大輝度が所定輝度以下であれば
（飽和していなければ）、ウエハ画像の品質を良好とを
判断することができる。 (第２実施形態)次に、本発明の第２実施形態（請求項
１,請求項３,請求項７,請求項８に対応）について説明
する。

【００３８】第２実施形態では、画像品質判断処理の別
の例について、図３に示すフローチャートを用いて説明
する。制御部１６と条件決定部１７とは、図３に示すフ
ローチャート（画像品質判断処理）の手順にしたがって
最適候補条件を絞り込み、最終的に、画像処理を行う欠
陥検出部１８にとって最適な装置条件を最適条件として
決定する。

【００３９】具体的に説明すると、制御部１６は、ま
ず、メモリ１８から最適候補条件を１つ読み出し、表面
検査装置１０の装置条件(チルト角Ｔや照明光量Ｉなど)
を最適候補条件に設定する。そして、制御部１６は、Ｃ
ＣＤカメラ２８からウエハ画像を取り込み（図３のステ
ップＳ１１）、このウエハ画像を条件決定部１７に出力
する。

【００４０】条件決定部１７は、制御部１６からウエハ
画像を入力すると、このウエハ画像の有効検査領域内に
含まれる画素の輝度階調を調べ、各輝度階調ごとに画素
数を計数して、輝度階調ごとのヒストグラムを作成する
（ステップＳ１２）。次に、条件決定部１７は、ステッ
プＳ１２で作成したヒストグラムに基づいて、ウエハ画
像の平均輝度Ｉmeanを計算する（ステップＳ１３）。

【００４１】そして、ステップＳ１２で作成したヒスト
グラムとステップＳ１３で計算された平均輝度Ｉmeanと
に基づいて、各画素単位の輝度階調Ｉが「平均輝度Ｉme
an±閾値Ｉthre」の範囲外にある画素（閾値外画素）の
数Ｎｂを計数する。第２実施形態において、閾値Ｉthre
は２５％に設定される。

【００４２】次に、条件決定部１７は、ステップＳ１４
で求めた閾値外画素の数Ｎｂをウエハ画像の有効検査領
域内に含まれる全画素数で除算することにより、閾値外
画素の割合Ｐｂを計算する（ステップＳ１５）。そし
て、条件決定部１７は、ステップＳ１６において、閾値
外画素の割合Ｐｂを予め定めた閾値Ｉｃ（例えば２０
％）と比較する。ここで、閾値外画素の割合Ｐｂが高い
と、ウエハ画像の輝度分布（ばらつき）が広すぎるた
め、欠陥検出部１８における画像処理に適しない。つま
り、欠陥を検出し難くなる。

【００４３】このため、条件決定部１７は、閾値外画素
の割合Ｐｂが閾値Ｉｃ以上の場合（Ｓ１６がＮ）、ステ
ップＳ１１で取り込んだウエハ画像の品質は不良である
（画像処理に適しない）と判断して（ステップＳ１
８）、画像品質判断処理を終了する。このとき、条件決
定部１７は、ステップＳ１１でＣＣＤカメラ２８がウエ
ハ像を撮像する際に設定された装置条件（最適候補条件
の１つ）を候補から除外する。

【００４４】逆に、条件決定部１７は、閾値外画素の割
合Ｐｂが閾値Ｉｃより小さい場合（Ｓ１６がＹ）、ステ
ップＳ１１で取り込んだウエハ画像の品質は良好である
（画像処理に適している）と判断して（ステップＳ１
７）、画像品質判断処理を終了する。このとき、条件決
定部１７は、ステップＳ１１で設定された装置条件（最
適候補条件の１つ）を最適条件に決定する。

【００４５】このように、上記した画像品質判断処理
（図３）によれば、閾値外画素の割合Ｐｂが閾値Ｉｃ
（例えば２０％）より小さいウエハ画像（画像処理に適
しているウエハ画像）を取り込むことができる最適候補
条件を選択し、最適条件として決定することができる。
最終的に決定された最適条件は、メモリ１９に記憶さ
れ、任意のウエハ１１に対する欠陥検査時に読み出され
る。

【００４６】したがって、ウエハ１１の繰り返しパター
ンの欠陥検出時、表面検査装置１０の装置条件が上記し
た画像品質判断処理（図３）を経て最終的に決定された
最適条件に設定されると、制御部１６は、ＣＣＤカメラ
２８からウエハ画像を取り込み、欠陥検出部１８に出力
する。このとき出力されるウエハ画像は、閾値外画素の
割合Ｐｂが閾値Ｉｃ（例えば２０％）より小さく、画像
処理に適した良質画像である。

【００４７】このため、欠陥検出部１８では、制御部１
６から取り込んだ上記のウエハ画像に対して良好な画像
処理を行うことができ、この画像処理により、ウエハ１
１の繰り返しパターンの欠陥箇所を正確に検出すること
ができる。その結果、欠陥検出率が向上し、疑似欠陥の
発生を回避できる。また、半導体プロセスでの歩留まり
向上が図られると同時に、無駄な戻り作業を減少させ、
コスト削減が可能となる。

【００４８】上記した第２実施形態では、閾値Ｉthreを
２５％に設定したが、本発明はこれに限定されない。 (第３実施形態)次に、本発明の第３実施形態（請求項
１,請求項４,請求項７,請求項８に対応）について説明
する。

【００４９】第３実施形態では、画像品質判断処理の別
の例について、図４に示すフローチャートを用いて説明
する。制御部１６と条件決定部１７とは、図４に示すフ
ローチャート（画像品質判断処理）の手順にしたがって
最適候補条件を絞り込み、最終的に、画像処理を行う欠
陥検出部１８にとって最適な装置条件を最適条件として
決定する。

【００５０】具体的に説明すると、制御部１６は、ま
ず、メモリ１８から最適候補条件を１つ読み出し、表面
検査装置１０の装置条件(チルト角Ｔや照明光量Ｉなど)
を最適候補条件に設定する。そして、制御部１６は、Ｃ
ＣＤカメラ２８からウエハ画像を取り込み（図４のステ
ップＳ２１）、このウエハ画像を条件決定部１７に出力
する。

【００５１】条件決定部１７は、制御部１６からウエハ
画像を入力すると、まず、このウエハ画像の有効検査領
域を適当な複数の微小領域（例えばウエハ１１の機能チ
ップ単位の領域）に分割する（ステップＳ２２）。次
に、複数の微小領域の各々に対して、ステップＳ２３〜
Ｓ３０の処理を実行する。すなわち、ステップＳ２３で
処理対象となる１つの微小領域を指定し（chip_count＝
０）、この微小領域内に含まれる画素の輝度階調を調べ
て、平均輝度Ｍ(cc)を計算する（ステップＳ２４）。そ
して、ステップＳ２５〜Ｓ２８の処理（次に説明する）
を経てからステップＳ２９に進み、複数の微小領域の全
てについて処理が終わったかを判定する。

【００５２】未処理の微小領域が残っている場合（Ｓ２
９がＹ）には、ステップＳ３０において、その中から１
つの微小領域を処理対象として新たに指定し（chip_cou
nt＋＋）、ステップＳ２４の処理に戻る。このように、
ステップＳ２４,Ｓ２９,Ｓ３０の処理を繰り返すことに
より、微小領域ごとの平均輝度Ｍ(cc)を計算する。その
結果、全ての微小領域の平均輝度Ｍ(cc)の分布が得られ
る。

【００５３】一方、条件決定部１７は、微小領域ごとの
平均輝度Ｍ(cc)を計算する繰り返し処理の中で、ステッ
プＳ２５〜Ｓ２８の処理を実行する。つまり、各々の微
小領域の平均輝度Ｍ(cc)を最大値max,最小値minと比較
して、全ての微小領域の平均輝度Ｍ(cc)の中から最大値
maxと最小値minとを探索する。ウエハ画像の画像フォー
マットが８ビットの場合、最大値maxの初期値は０であ
り、最小値minの初期値は２５５である。

【００５４】そして、複数の微小領域の全てについてス
テップＳ２３〜Ｓ３０の処理が終わると（Ｓ２９が
Ｎ）、条件決定部１７は、ステップＳ３１において、平
均輝度Ｍ(cc)の最大値maxと最小値minとの差を求め、得
られた平均輝度差(max−min)を予め定めた閾値Ｉｄと比
較する。

【００５５】この閾値Ｉｄは、ウエハ画像の画像フォー
マットのダイナミックレンジ内の所定範囲を定める値で
あり、２０％程度に設定することが好ましい。画像フォ
ーマットが８ビットの場合、ダイナミックレンジは２５
６階調であり、上記の閾値Ｉｄは５２階調となる。ここ
で、複数の微小領域の平均輝度差(max−min)が画像フォ
ーマットのダイナミックレンジに対して広い場合は、ウ
エハ画像が不均一であるため、欠陥検出部１８における
画像処理に適しない。つまり、欠陥を検出し難くなる。

【００５６】このため、条件決定部１７は、平均輝度差
(max−min)が閾値Ｉｄ以上の場合（Ｓ３１がＮ）、ステ
ップＳ２１で取り込んだウエハ画像の品質は不良である
（画像処理に適しない）と判断して（ステップＳ３
３）、画像品質判断処理を終了する。このとき、条件決
定部１７は、ステップＳ２１でＣＣＤカメラ２８がウエ
ハ像を撮像する際に設定された装置条件（最適候補条件
の１つ）を候補から除外する。

【００５７】逆に、条件決定部１７は、平均輝度差(max
−min)が閾値Ｉｄより小さい場合（Ｓ３１がＹ）、ステ
ップＳ２１で取り込んだウエハ画像の品質は良好である
（画像処理に適している）と判断して（ステップＳ３
２）、画像品質判断処理を終了する。このとき、条件決
定部１７は、ステップＳ２１で設定された装置条件（最
適候補条件の１つ）を最適条件に決定する。

【００５８】このように、上記した画像品質判断処理
（図４）によれば、平均輝度差(max−min)が閾値Ｉｄ
（例えば５２階調）より小さいウエハ画像（画像処理に
適しているウエハ画像）を取り込むことができる最適候
補条件を選択し、最適条件として決定することができ
る。最終的に決定された最適条件は、メモリ１９に記憶
され、任意のウエハ１１に対する欠陥検査時に読み出さ
れる。

【００５９】したがって、ウエハ１１の繰り返しパター
ンの欠陥検出時、表面検査装置１０の装置条件が上記し
た画像品質判断処理（図４）を経て最終的に決定された
最適条件に設定されると、制御部１６は、ＣＣＤカメラ
２８からウエハ画像を取り込み、欠陥検出部１８に出力
する。このとき出力されるウエハ画像は、平均輝度差(m
ax−min)が閾値Ｉｄ（例えば５２階調）より小さく、画
像処理に適した均一性の高い良質画像である。

【００６０】このため、欠陥検出部１８では、制御部１
６から取り込んだ上記のウエハ画像に対して良好な画像
処理を行うことができ、この画像処理により、ウエハ１
１の繰り返しパターンの欠陥箇所を正確に検出すること
ができる。その結果、欠陥検出率が向上し、疑似欠陥の
発生を回避できる。また、半導体プロセスでの歩留まり
向上が図られると同時に、無駄な戻り作業を減少させ、
コスト削減が可能となる。

【００６１】(第４実施形態)次に、本発明の第４実施形
態（請求項１,請求項５,請求項７,請求項８に対応）に
ついて説明する。第４実施形態では、画像品質判断処理
の別の例について、図５に示すフローチャートを用いて
説明する。

【００６２】制御部１６と条件決定部１７とは、図５に
示すフローチャート（画像品質判断処理）の手順にした
がって最適候補条件を絞り込み、最終的に、画像処理を
行う欠陥検出部１８にとって最適な装置条件を最適条件
として決定する。具体的に説明すると、制御部１６は、
まず、メモリ１８から最適候補条件を１つ読み出し、表
面検査装置１０の装置条件(チルト角Ｔや照明光量Ｉな
ど)を最適候補条件に設定する。そして、制御部１６
は、ＣＣＤカメラ２８からウエハ画像を取り込み（図５
のステップＳ４１）、このウエハ画像を条件決定部１７
に出力する。

【００６３】条件決定部１７は、制御部１６からウエハ
画像を入力すると、このウエハ画像の有効検査領域内に
含まれる画素の輝度階調を調べて、ウエハ画像の全体の
平均輝度ＭＩを計算する（ステップＳ４２）。さらに、
条件決定部１７は、このウエハ画像の有効検査領域を適
当な複数の微小領域（例えばウエハ１１の機能チップ単
位の領域）に分割する（ステップＳ４３）。そして、複
数の微小領域の各々において、微小領域内に含まれる画
素の輝度階調を調べて、平均輝度Ｍ(cc)を計算する（ス
テップＳ４４）。

【００６４】次に、条件決定部１７は、複数の微小領域
の各々に対して、順次、ステップＳ４５〜Ｓ４９の処理
を実行する。すなわち、ステップＳ４５で処理対象とな
る１つの微小領域を指定し（chip_count＝０）、この指
定された微小領域の平均輝度Ｍ(cc)と、隣接する８方向
の微小領域の平均輝度Ｍ(1)〜Ｍ(8)とを用いて、次の計
算を行う（ステップＳ４６）。つまり、平均輝度Ｍ(cc)
と平均輝度Ｍ(1)〜Ｍ(8)との差の絶対値を各々計算し
て、その中の最大値Dif（階調数）を求める。

【００６５】そして、ステップＳ４７において、条件決
定部１７は、ステップＳ４６で求めた平均輝度差の絶対
値の最大値Difを予め定めた閾値Ｉｅと比較する。この
閾値Ｉｅは、ステップＳ４２で計算した画像全体の平均
輝度ＭＩの１０％程度に設定することが好ましい。ここ
で、微小領域どうしの平均輝度差の絶対値の最大値Dif
が、画像全体の平均輝度ＭＩの所定範囲（例えば１０
％）から外れている場合は、ウエハ画像が不均一である
ため、欠陥検出部１８における画像処理に適しない。つ
まり、欠陥を検出し難くなる。

【００６６】このため、条件決定部１７は、平均輝度差
の絶対値の最大値Difが閾値Ｉｅ以上の場合（Ｓ４７が
Ｙ）、ステップＳ４１で取り込んだウエハ画像の品質は
不良である（画像処理に適しない）と判断して（ステッ
プＳ５０）、画像品質判断処理を終了する。このとき、
条件決定部１７は、ステップＳ４１でＣＣＤカメラ２８
がウエハ像を撮像する際に設定された装置条件（最適候
補条件の１つ）を候補から除外する。

【００６７】逆に、平均輝度差の絶対値の最大値Difが
閾値Ｉｅより小さい場合（Ｓ４７がＮ）、条件決定部１
７は、ステップＳ４８に進み、複数の微小領域の全てに
ついて処理が終わったかを判定する。未処理の微小領域
が残っている場合（Ｓ４８がＹ）には、ステップＳ４９
において、その中から１つの微小領域を処理対象として
新たに指定し（chip_count＋＋）、ステップＳ４６の処
理に戻って、上記ステップＳ４６〜Ｓ４９の処理を繰り
返す。

【００６８】そして、平均輝度差の絶対値の最大値Dif
が閾値Ｉｅより小さい（Ｓ４７がＮ）ままで、複数の微
小領域の全てについてステップＳ４６〜Ｓ４９の処理が
終わると（Ｓ４８がＮ）、条件決定部１７は、ステップ
Ｓ４１で取り込んだウエハ画像の品質は良好である（画
像処理に適している）と判断して（ステップＳ５１）、
画像品質判断処理を終了する。このとき、条件決定部１
７は、ステップＳ４１で設定された装置条件（最適候補
条件の１つ）を最適条件に決定する。

【００６９】このように、上記した画像品質判断処理
（図５）によれば、平均輝度差の絶対値の最大値Difが
閾値Ｉｅ（例えばＭＩ×０.１）より小さいウエハ画像
（画像処理に適しているウエハ画像）を取り込むことが
できる最適候補条件を選択し、最適条件として決定する
ことができる。最終的に決定された最適条件は、メモリ
１９に記憶され、任意のウエハ１１に対する欠陥検査時
に読み出される。

【００７０】したがって、ウエハ１１の繰り返しパター
ンの欠陥検出時、表面検査装置１０の装置条件が上記し
た画像品質判断処理（図５）を経て最終的に決定された
最適条件に設定されると、制御部１６は、ＣＣＤカメラ
２８からウエハ画像を取り込み、欠陥検出部１８に出力
する。このとき出力されるウエハ画像は、平均輝度差の
絶対値の最大値Difが閾値Ｉｅ（例えばＭＩ×０.１）よ
り小さく、画像処理に適した均一性の高い良質画像であ
る。

【００７１】このため、欠陥検出部１８では、制御部１
６から取り込んだ上記のウエハ画像に対して良好な画像
処理を行うことができ、この画像処理により、ウエハ１
１の繰り返しパターンの欠陥箇所を正確に検出すること
ができる。その結果、欠陥検出率が向上し、疑似欠陥の
発生を回避できる。また、半導体プロセスでの歩留まり
向上が図られると同時に、無駄な戻り作業を減少させ、
コスト削減が可能となる。

【００７２】(第５実施形態)次に、本発明の第５実施形
態（請求項１,請求項６〜請求項８に対応）について説
明する。第５実施形態では、画像品質判断処理の別の例
について、図６に示すフローチャートを用いて説明す
る。

【００７３】制御部１６と条件決定部１７とは、図６に
示すフローチャート（画像品質判断処理）の手順にした
がって最適候補条件を絞り込み、最終的に、画像処理を
行う欠陥検出部１８にとって最適な装置条件を最適条件
として決定する。具体的に説明すると、制御部１６は、
まず、メモリ１８から最適候補条件を１つ読み出し、表
面検査装置１０の装置条件(チルト角Ｔや照明光量Ｉな
ど)を最適候補条件に設定する。そして、制御部１６
は、ＣＣＤカメラ２８からウエハ画像を取り込み（図６
のステップＳ６１）、このウエハ画像を条件決定部１７
に出力する。

【００７４】条件決定部１７は、制御部１６からウエハ
画像を入力すると、このウエハ画像の有効検査領域を適
当な複数の副領域に分割する（ステップＳ６２）。複数
の副領域は、例えば図７に示すように、半径ごとに同心
円状に分割された５つの領域３１〜３５である。次に、
条件決定部１７は、複数の副領域(３１〜３５)をさらに
複数の微小領域（例えばウエハ１１の機能チップ単位の
領域）に分割する（ステップＳ６３）。そして、複数の
微小領域の各々において、微小領域内に含まれる画素の
輝度階調を調べて、平均輝度Ｍ(cc)を計算する（ステッ
プＳ６４）。これにより、複数の副領域(３１〜３５)の
各々において、副領域に含まれる全ての微小領域の平均
輝度Ｍ(cc)の分布が得られる。

【００７５】次に、条件決定部１７は、複数の副領域
(３１〜３５)の各々に対して、順次、ステップＳ６５〜
Ｓ６８の処理を実行する。すなわち、ステップＳ６５で
処理対象となる１つの副領域を指定し（ｉ＝０）、この
指定された副領域ｉに属する微小領域の平均輝度Ｍ(cc)
の分布から、平均値ＭＩｉと標準偏差ＳＴＤｉとを計算
する（ステップＳ６６）。

【００７６】そして、条件決定部１７は、ステップＳ６
７に進み、複数の副領域(３１〜３５)の全てについて処
理が終わったかを判定する。未処理の副領域が残ってい
る場合（Ｓ６７がＮ）には、ステップＳ６８において、
その中から１つの副領域を処理対象として新たに指定し
（ｉ＋＋）、ステップＳ６６の処理に戻って、上記ステ
ップＳ６６〜Ｓ６８の処理を繰り返す。

【００７７】複数の副領域(３１〜３５)の全てについて
ステップＳ６６〜Ｓ６８の処理が終わると（Ｓ６７が
Ｙ）、条件決定部１７は、複数の副領域(３１〜３５)ど
うし、平均輝度Ｍ(cc)の分布の差異（平均値ＭＩｉと標
準偏差ＳＴＤｉ）を調べる。まず、ステップＳ６９にお
いて、複数の副領域(３１〜３５)の平均値ＭＩの最大値
max(ＭＩｉ)と最小値min(ＭＩｉ)との差を求め、得られ
た平均値差(max(ＭＩｉ)−min(ＭＩｉ))を予め定めた閾
値Ｉｆと比較する。

【００７８】この閾値Ｉｆは、ウエハ画像の画像フォー
マットのダイナミックレンジ内の所定範囲を定める値で
あり、２０％程度に設定することが好ましい。画像フォ
ーマットが８ビットの場合、ダイナミックレンジは２５
６階調であり、上記の閾値Ｉｄは５２階調となる。ここ
で、複数の副領域(３１〜３５)の平均値差(max(ＭＩｉ)
−min(ＭＩｉ))が画像フォーマットのダイナミックレン
ジに対して広い場合は、ウエハ画像が不均一であるた
め、欠陥検出部１８における画像処理に適しない。つま
り、欠陥を検出し難くなる。

【００７９】このため、条件決定部１７は、平均値差(m
ax(ＭＩｉ)−min(ＭＩｉ))が閾値Ｉｆ以上の場合（Ｓ６
９がＮ）、ステップＳ６１で取り込んだウエハ画像の品
質は不良である（画像処理に適しない）と判断して（ス
テップＳ７１）、画像品質判断処理を終了する。このと
き、条件決定部１７は、ステップＳ６１でＣＣＤカメラ
２８がウエハ像を撮像する際に設定された装置条件（最
適候補条件の１つ）を候補から除外する。

【００８０】逆に、条件決定部１７は、平均値差(max
(ＭＩｉ)−min(ＭＩｉ))が閾値Ｉｆより小さい場合（Ｓ
６９がＹ）、条件決定部１７は、ステップＳ７０におい
て、複数の副領域(３１〜３５)の標準偏差ＳＴＤの最大
値max(ＳＴＤｉ)と最小値min(ＳＴＤｉ)との比を求め、
得られた標準偏差比(max(ＳＴＤｉ)/min(ＳＴＤｉ))を
予め定めた閾値Ｉｇと比較する。この閾値Ｉｇは、２倍
に設定することが好ましい。

【００８１】ここで、複数の副領域(３１〜３５)の標準
偏差比(max(ＳＴＤｉ)/min(ＳＴＤｉ))が大きい場合
は、ウエハ画像が不均一であるため、欠陥検出部１８に
おける画像処理に適しない。つまり、欠陥を検出し難く
なる。このため、条件決定部１７は、標準偏差比(max
(ＳＴＤｉ)/min(ＳＴＤｉ))が閾値Ｉｇ以上の場合（Ｓ
７０がＮ）、ステップＳ６１で取り込んだウエハ画像の
品質は不良である（画像処理に適しない）と判断して
（ステップＳ７１）、画像品質判断処理を終了する。こ
のときも、条件決定部１７は、ステップＳ６１でＣＣＤ
カメラ２８がウエハ像を撮像する際に設定された装置条
件（最適候補条件の１つ）を候補から除外する。

【００８２】逆に、標準偏差比(max(ＳＴＤｉ)/min(Ｓ
ＴＤｉ))が閾値Ｉｇより小さい場合（Ｓ７０がＮ）、条
件決定部１８は、ステップＳ６１で取り込んだウエハ画
像の品質は良好である（画像処理に適している）と判断
して（ステップＳ７２）、画像品質判断処理を終了す
る。このとき、条件決定部１７は、ステップＳ６１で設
定された装置条件（最適候補条件の１つ）を最適条件に
決定する。

【００８３】このように、上記した画像品質判断処理
（図６）によれば、平均値差(max(ＭＩｉ)−min(ＭＩ
ｉ))が閾値Ｉｆ（例えば２０％）より小さく、かつ、標
準偏差比(max(ＳＴＤｉ)/min(ＳＴＤｉ))が閾値Ｉｇ
（例えば２倍）より小さいウエハ画像（画像処理に適し
ているウエハ画像）を取り込むことができる最適候補条
件を選択し、最適条件として決定することができる。最
終的に決定された最適条件は、メモリ１９に記憶され、
任意のウエハ１１に対する欠陥検査時に読み出される。

【００８４】したがって、ウエハ１１の繰り返しパター
ンの欠陥検出時、表面検査装置１０の装置条件が上記し
た画像品質判断処理（図６）を経て最終的に決定された
最適条件に設定されると、制御部１６は、ＣＣＤカメラ
２８からウエハ画像を取り込み、欠陥検出部１８に出力
する。このとき出力されるウエハ画像は、副領域の平均
値差(max(ＭＩｉ)−min(ＭＩｉ))が閾値Ｉｆ（例えば２
０％）より小さく、かつ、標準偏差比(max(ＳＴＤｉ)/m
in(ＳＴＤｉ))が閾値Ｉｇ（例えば２倍）より小さく、
画像処理に適した均一性の高い良質画像である。

【００８５】このため、欠陥検出部１８では、制御部１
６から取り込んだ上記のウエハ画像に対して良好な画像
処理を行うことができ、この画像処理により、ウエハ１
１の繰り返しパターンの欠陥箇所を正確に検出すること
ができる。その結果、欠陥検出率が向上し、疑似欠陥の
発生を回避できる。また、半導体プロセスでの歩留まり
向上が図られると同時に、無駄な戻り作業を減少させ、
コスト削減が可能となる。

【００８６】上記した第５実施形態では、ウエハ画像の
有効検査領域を同心円状に５つの領域３１〜３５に分割
したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図８に
示すように、ウエハ画像の有効検査領域を扇形状の８つ
の副領域４１〜４８に分割しても良い。

【００８７】さらに、上記した第１〜第５実施形態の画
像品質判断処理（図２〜図６）の全てまたは複数を併用
しても良い。例えば、上記した画像品質判断処理（図２
〜図６の何れか）を経て最終的に決定された最適条件の
数が所望の検査数より多く存在する場合には、別の画像
品質判断処理を組み合わせることで、さらに絞り込むこ
とができる。

【００８８】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。

【００８９】さらに、上記した実施形態では、ウエハ１
１から発生した戻り光Ｏ２を受光光学系１４の光軸Ｏ２
に沿って進行させるために、ホルダ１２(ウエハ１１)を
チルトさせたが、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を調整することで、戻り
光Ｌ２の射出角(θｒ＋Ｔ)を受光角(θｄ＋Ｔ)と一致さ
せることもできる。

【００９０】また、上記した実施形態では、戻り光Ｌ２
の光量を適量にするために、ＮＤフィルタ２６を回転制
御して照明光Ｌ１の光量（照明光量Ｉ）を調整したが、
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。さらに、ＣＣＤカメラ２８の露光時間や電気
的な感度によってウエハ画像のコントラスト調整を行う
こともできる。

【００９１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像処理により欠陥を抽出する装置にとって最適な装置
条件の下で基板の表面の欠陥検査を行えるため、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】第１実施形態の画像品質判断処理の手順を示す
フローチャートである。

【図３】第２実施形態の画像品質判断処理の手順を示す
フローチャートである。

【図４】第３実施形態の画像品質判断処理の手順を示す
フローチャートである。

【図５】第４実施形態の画像品質判断処理の手順を示す
フローチャートである。

【図６】第５実施形態の画像品質判断処理の手順を示す
フローチャートである。

【図７】ウエハ画像の副領域の一例を示す図である。

【図８】ウエハ画像の副領域の別の例を示す図である。

【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１６制御部１７条件決定部１８欠陥検出部１９メモリ２８ＣＣＤカメラ

フロントページの続きＦターム(参考） 2F065 AA49 AA61 BB02 BB03 CC19 FF04 GG03 GG22 HH12 JJ03 JJ26 LL19 LL22 LL24 QQ31 UU04 UU07 2G051 AA51 AB02 AB11 BB17 CA04 CA06 CB01 CB06 CC15 EA11 EA12 EA14 EA16 EC02 EC03 ED07 4M106 AA01 BA04 CA39 CA41 DB04 DB07 DB30 DJ11 DJ17 DJ18 DJ21 DJ23 5B047 AA12 CA17 CA19 CB21 5B057 AA03 BA02 BA15 CA12 CA16 DA03 DB02

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手段
と、前記照明光が照射された前記被検物体の像を撮像する撮
像手段と、前記撮像手段により撮像される前記像の画像を取り込
み、該画像の品質の良否を判断する判断手段と、前記判断手段による判断の結果に基づいて、前記撮像手
段が前記像を撮像する際の装置条件に関する最適条件を
決定する決定手段と、前記装置条件を前記決定手段によって決定された前記最
適条件に設定する設定手段と、前記装置条件が前記最適条件に設定されたときに、前記
撮像手段により撮像される前記像の画像を取り込み、該
画像を画像処理して前記被検物体の欠陥を検出する検出
手段とを備えた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、前記判断手段は、前記画像のうち、輝度階調が閾値以上
の画素の割合に基づいて、前記画像の品質の良否を判断
することを特徴とする表面検査装置。
【請求項３】請求項１に記載の表面検査装置におい
て、前記判断手段は、前記画像の平均輝度を計算し、前記画
像のうち、輝度階調が前記平均輝度を含む所定範囲の外
にある画素の割合に基づいて、前記画像の品質の良否を
判断することを特徴とする表面検査装置。
【請求項４】請求項１に記載の表面検査装置におい
て、前記判断手段は、前記画像を複数の微小領域に分割して
各々の微小領域の平均輝度を計算し、得られた平均輝度
の分布に基づいて、前記画像の品質の良否を判断するこ
とを特徴とする表面検査装置。
【請求項５】請求項１に記載の表面検査装置におい
て、前記判断手段は、前記画像を複数の微小領域に分割して
各々の微小領域の平均輝度を計算し、隣接する微小領域
どうしの平均輝度の差に基づいて、前記画像の品質の良
否を判断することを特徴とする表面検査装置。
【請求項６】請求項１に記載の表面検査装置におい
て、前記判断手段は、前記画像を複数の副領域に分割すると
共に各々の副領域を複数の微小領域に分割し、かつ、各
々の微小領域の平均輝度を計算し、前記複数の副領域の
各々について得られた平均輝度の分布の差異に基づい
て、前記画像の品質の良否を判断することを特徴とする
表面検査装置。
【請求項７】請求項１から請求項６の何れか１項に記
載の表面検査装置において、前記判断手段は、前記画像の有効検査領域を用いて、前
記画像の品質の良否を判断することを特徴とする表面検
査装置。
【請求項８】被検物体に照明光を照射する照明工程
と、前記照明光が照射された前記被検物体の像を撮像する撮
像工程と、前記撮像工程で撮像される前記像の画像を取り込み、該
画像の品質の良否を判断する判断工程と、前記判断工程における判断の結果に基づいて、前記撮像
工程で前記像を撮像する際の装置条件に関する最適条件
を決定する決定工程と、前記装置条件を前記決定工程で決定された前記最適条件
に設定する設定工程と、前記装置条件が前記最適条件に設定されたときに、前記
撮像工程で撮像される前記像の画像を取り込み、該画像
を画像処理して前記被検物体の欠陥を検出する検出工程
とを備えたことを特徴とする表面検査方法。