(57)【要約】【課題】所定サイズ以上の大欠陥がある場合に対応して検査時間を短縮することができる欠陥検出装置および欠陥検出方法を提供する。【解決手段】１次欠陥検出部３６は、検査対象物上の所定サイズ以上の大欠陥の有無を検出する１次欠陥検出処理を実行する。２次欠陥検出部３７は、検査対象物の画像データを用いて検査対象物上の欠陥を検出する２次欠陥検出処理を実行する。処理制御部３８は、２次欠陥検出処理の開始前に１次欠陥検出処理で大欠陥が検出された場合に２次欠陥検出処理を省略する、または２次欠陥検出処理の開始後に１次欠陥検出処理で大欠陥が検出された場合に２次欠陥検出処理を途中で終了する。【選択図】図１
2008203034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物上の所定サイズ以上の大欠陥の有無を検出する１次欠陥検出処理を実行する１次欠陥検出手段と、
前記検査対象物の画像データを用いて前記検査対象物上の欠陥を検出する２次欠陥検出処理を実行する２次欠陥検出手段と、
前記１次欠陥検出処理および前記２次欠陥検出処理の実行を制御する処理制御手段とを備え、
前記処理制御手段は、前記２次欠陥検出処理の開始前に前記１次欠陥検出処理で前記大欠陥が検出された場合に前記２次欠陥検出処理を省略する、または前記２次欠陥検出処理の開始後に前記１次欠陥検出処理で前記大欠陥が検出された場合に前記２次欠陥検出処理を途中で終了する
ことを特徴とする欠陥検出装置。
【請求項２】
前記１次欠陥検出手段は、良品の画像データと前記検査対象物の画像データを比較することによって前記検査対象物上の大欠陥の有無を検出することを特徴とする請求項１に記載の欠陥検出装置。
【請求項３】
良品および前記検査対象物を撮像するときの撮像条件を制御値に基づいて制御する撮像条件制御手段をさらに備え、
前記１次欠陥検出手段は、前記良品の撮像に係る前記制御値と、前記検査対象物の撮像に係る前記制御値とを比較することによって前記検査対象物上の大欠陥の有無を検出する
ことを特徴とする請求項１に記載の欠陥検出装置。
【請求項４】
前記良品の画像データおよび前記検査対象物の画像データの画素数を削減する画素数削減手段をさらに備え、
前記１次欠陥検出手段は、画素数が削減された前記良品の画像データと前記検査対象物の画像データを比較することによって前記検査対象物上の大欠陥の有無を検出する
ことを特徴とする請求項２に記載の欠陥検出装置。
【請求項５】
前記１次欠陥検出手段は、画素数が削減された前記良品の画像データと前記検査対象物の画像データを画素毎に比較し、各画素の比較結果に基づいて、前記検査対象物上の大欠陥の有無および位置を検出することを特徴とする請求項４に記載の欠陥検出装置。
【請求項６】
複数の検査領域の位置を示す領域位置情報を記憶する記憶手段をさらに備え、
前記１次欠陥検出手段は、画素数が削減された前記良品の画像データと前記検査対象物の画像データを画素毎に比較し、各画素の比較結果および前記領域位置情報に基づいて、前記検査領域毎に前記検査対象物上の大欠陥の有無を検出する
ことを特徴とする請求項４に記載の欠陥検出装置。
【請求項７】
検査対象物上の所定サイズ以上の大欠陥の有無を検出する１次欠陥検出処理と、前記検査対象物の画像データを用いて前記検査対象物上の欠陥を検出する２次欠陥検出処理とを実行する欠陥検出方法であって、
前記２次欠陥検出処理の開始前に前記１次欠陥検出処理で前記大欠陥が検出された場合に前記２次欠陥検出処理を省略する、または前記２次欠陥検出処理の開始後に前記１次欠陥検出処理で前記大欠陥が検出された場合に前記２次欠陥検出処理を途中で終了する
ことを特徴とする欠陥検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造に用いられる半導体ウェハや、液晶表示装置の製造に用いられるガラス基板等の検査対象物の表面にある欠陥を検出する欠陥検出装置および欠陥検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置等の製造工程においては、半導体ウェハ等の基板に塗布されたレジスト等の膜ムラや、異物、汚れ、キズ等の欠陥の検査が行われている。一般に、ウェハ全面に対する欠陥検出の画像処理には時間がかかるため、短時間で欠陥検査を行うことができるようにすることが求められている。例えば特許文献１には、短時間で欠陥検査を行う以下の技術が記載されている。すなわち、ウェハ搬送装置によって半導体ウェハを移動させつつ、ＣＣＤラインセンサが複数のチップを同時に走査して複数のチップの画像情報を同時に取得し、ＣＣＤラインセンサの出力信号を画像データとしてバッファメモリが一時的に保持する。そして、処理装置は、欠陥解析を行うときに、バッファメモリから出力される各チップの画像データを標準パターンと同時に比較して、各チップにおける欠陥の有無を検査する。
【特許文献１】特開平９−６４１３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の検査では、定まった処理を順に全て行うため、製造工程の次工程に進めない所定サイズ以上の大欠陥が検査の後半部分で見つかる場合などに、途中までの欠陥検出の画像処理が無駄となり、検査時間がかかるといった課題があった。本発明は、この点に鑑みてなされたものであって、所定サイズ以上の大欠陥がある場合に対応して検査時間を短縮することができる欠陥検出装置および欠陥検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、検査対象物上の所定サイズ以上の大欠陥の有無を検出する１次欠陥検出処理を実行する１次欠陥検出手段と、前記検査対象物の画像データを用いて前記検査対象物上の欠陥を検出する２次欠陥検出処理を実行する２次欠陥検出手段と、前記１次欠陥検出処理および前記２次欠陥検出処理の実行を制御する処理制御手段とを備え、前記処理制御手段は、前記２次欠陥検出処理の開始前に前記１次欠陥検出処理で前記大欠陥が検出された場合に前記２次欠陥検出処理を省略する、または前記２次欠陥検出処理の開始後に前記１次欠陥検出処理で前記大欠陥が検出された場合に前記２次欠陥検出処理を途中で終了することを特徴とする欠陥検出装置である。
【０００５】
また、本発明は、検査対象物上の所定サイズ以上の大欠陥の有無を検出する１次欠陥検出処理と、前記検査対象物の画像データを用いて前記検査対象物上の欠陥を検出する２次欠陥検出処理とを実行する欠陥検出方法であって、前記２次欠陥検出処理の開始前に前記１次欠陥検出処理で前記大欠陥が検出された場合に前記２次欠陥検出処理を省略する、または前記２次欠陥検出処理の開始後に前記１次欠陥検出処理で前記大欠陥が検出された場合に前記２次欠陥検出処理を途中で終了することを特徴とする欠陥検出方法である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、後工程に影響を与える大欠陥が１次欠陥検出処理で検出された場合に、２次欠陥検出処理を省略する、または２次欠陥検出処理を途中で終了することによって、所定サイズ以上の大欠陥がある場合に対応して検査時間を短縮することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。
【０００８】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態を説明する。図１は、本実施形態による基板検査システムの構成を示している。図１に示した基板検査システム１は装置制御部２とメインコンピュータ３（本発明の欠陥検出装置に相当）を備えている。この基板検査システム１は、検査対象物（被検体）である半導体ウェハ（以下、ウェハと記す）に照明光を照射し、ウェハから出射される反射光、散乱光、回折光、透過光等を撮像して取得した画像に対して画像処理を行い、欠陥検査を行うものである。
【０００９】
装置制御部２において、カメラ２１はＣＣＤ（Charge Coupled Devices）等の撮像素子を有し、ウェハを撮像する。カメラ２１はＣＣＤカメラに限らず、試料からの光を検出可能なフォトマルやレーザ光のＰＤ（Photo Detector）等のセンサを用い、ガルバノミラー等で走査することにより２次元画像を取得するようにしてもよい。また、基板検査システム１内にセンサを設けておかずに、既にセンサで取得された画像データを、ネットワークで接続された画像ファイルサーバから入力したり、リムーバブルメディアから入力したりしてもよい。つまり、同一の基板検査システムで一度撮像を行い、図示しない記憶装置に画像を記憶しておき、その画像について本実施形態の検査を行うものとしてもよい。
【００１０】
照明設定部２２は、ウェハに照射する照明光の明るさを設定する。ステージ部２３は、ウェハを固定するステージを有している。照明角度設定部２４は、ウェハに照射する照明光の照射角度を設定する。
【００１１】
フィルタ設定部２５は、ウェハから出射される光の波長や偏光状態を調節するフィルタを設定する。試料方向位置合わせ部２６はウェハのアライメントを行い、ウェハのＸＹ方向およびθ方向の位置を調節する。Ｈ／Ｗ制御部２７（ハードウェア制御部）は、より効果的に検査を行うために、カメラ２１の撮像条件や、ステージの移動、フィルタの選択、照明の角度設定、および照明の明るさ設定等の制御を設定値（制御値）に基づいて行う。
【００１２】
メインコンピュータ３において、画像入力部３１は、カメラ２１の各画素に対応する入力画像（画像サイズを［Ｍ×Ｎ］とする。ただし、Ｍ，Ｎは整数）を取得し、画素位置（ｉ，ｊ）の輝度データを二次元配列Ｉｉｎ（ｉ，ｊ）（ｉ，ｊは、１≦ｉ≦Ｍ、１≦ｊ≦Ｎを満たす整数）に格納する。画像サイズは、画像入力部３１によってメインコンピュータ３に入力された画像のサイズである。
【００１３】
以降の画像処理では、カメラ２１によって撮像された全画像範囲を処理対象としてもよいし、その一部でもよい。また、全画像範囲の一部のみを以降の処理で用いてもよいし、以下で説明する処理を、分割した画像の数だけ繰り返すことにより、全画像範囲を以降の処理で用いてもよい。
【００１４】
パラメータ入力部３２は、操作者が入力に使用する入力装置を有している。操作者は、表示部３３の表示画面を参照しながら、パラメータ入力部３２によって、検査領域の設定を行うと共に、後述する１次欠陥検出処理および２次欠陥検出処理で使用する閾値を入力する。設定された検査領域や閾値の情報は欠陥検出データ記憶部３５に格納される。なお、このパラメータ入力部３２は、ＰＣ（Personal Computer）の入力装置として一般的なマウスやキーボードに限定されない。例えば、表示装置も兼ねるタッチパネルを使用して入力したり、メインコンピュータ３にネットワークで接続された別のＰＣ等から入力したりしてもよい。
【００１５】
表示部３３は、検査領域や閾値等を設定するための設定画面を表示する。また、場合によっては、１次欠陥検出処理および２次欠陥検出処理の結果を表示してもよい。なお、この表示部３３は、ＰＣの表示装置として一般的なＣＲＴや液晶ディスプレイモニタ等に限定されない。例えば、ＷＥＢサービスソフトとＧＵＩサービスプログラム等をメインコンピュータ３に用意し、ネットワークに接続され、かつＷＥＢアプリケーションの画面を表示可能な別のＰＣや携帯端末等から設定を行うようにしてもよい。
【００１６】
画像演算部３４は、画像入力部３１から入力された画像データと、パラメータ入力部３２から入力されたデータとに基づいて、１次欠陥検出部３６が欠陥検出を行う際に使用するデータを生成する。生成されたデータは欠陥検出データ記憶部３５に格納される。なお、この画像演算部３４は、ＰＣの演算装置として一般的なＣＰＵ（中央処理装置）と、ＣＰＵにバスで接続されたメインメモリとを備えたものに限定されない。例えば、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のＨ／Ｗ回路で実現した画像処理ボードを、ＰＣＩスロット等を介してメインコンピュータ３に接続してもよい。
【００１７】
欠陥検出データ記憶部３５は、画像入力部３１から入力された画像データ、画像演算部３４の演算処理結果、およびパラメータ入力部３２から入力された各種の情報を記憶する。欠陥検出データ記憶部３５からは、画像演算部３４、１次欠陥検出部３６、および２次欠陥検出部３７が処理に必要なデータを適宜読み出すことが可能となっている。なお、この欠陥検出データ記憶部３５は、ＰＣの記憶装置として一般的なハードディスクやリムーバブルメディア等に限定されない。例えば、ネットワークでメインコンピュータ３と接続された別のＰＣやＮＡＳ（Network Attached Storage）等のファイルサーバ等でもよい。
【００１８】
１次欠陥検出部３６は、ウェハ上の所定サイズ（例えば単一または複数のチップもしくはダイのサイズ）以上の大欠陥の有無を検出する１次欠陥検出処理を実行する。大欠陥は、ウェハ表面に塗布されたレジスト膜の膜ムラや未露光に起因する欠陥である。ウェハに大欠陥が発見された場合、そのウェハは後工程に進めず、レジスト膜を剥離して再度塗布したり、露光をやり直したりする必要がある。
【００１９】
上記のような大欠陥が存在するウェハに対して詳細な欠陥検出を行っても、前工程のやり直しの後に詳細な欠陥検出を再度行うことになり、無駄が生じる。そこで、本実施形態では、詳細な欠陥検出である２次欠陥検出を行う前に、２次欠陥検出よりも短時間で完了する大欠陥の検出である１次欠陥検出を行い、大欠陥が検出された場合には、詳細な２次欠陥検出を省略する。
【００２０】
２次欠陥検出部３７は、ウェハの画像データを用いてウェハ上の欠陥を詳細に検出する２次欠陥検出処理を実行する。１次欠陥検出部３６および２次欠陥検出部３７は画像演算部３４と同様の範囲で変形可能とする。処理制御部３８は、１次欠陥検出部３６による１次欠陥検出処理と、２次欠陥検出部３７による２次欠陥検出処理との実行を制御する。
【００２１】
次に、本実施形態による基板検査システム１の動作を図２に従って説明する。良品画像入力処理（ステップＳ１０１）から閾値設定処理（ステップＳ１０５）までが、欠陥検出処理を行う前の前準備処理１００であり、検査画像入力処理（ステップＳ２０１）以後が、実際に検査画像に対して欠陥検出を行う欠陥検出処理２００である。まず、前準備処理１００の内容を処理の順番に説明する。
【００２２】
良品画像入力処理（ステップＳ１０１）では、欠陥のない良品であるウェハが撮像され、画像入力部３１から入力された画像データ（以下、良品のウェハを撮像した画像データを良品画像データと記す）が欠陥検出データ記憶部３５に格納される。
【００２３】
続いて、検査領域設定処理（ステップＳ１０２）では、検査領域が設定される。検査領域の設定は、具体的には以下のようにして行われる。表示部３３の画面には、図３に示す設定画面４００が表示される。操作者は、パラメータ入力部３２が有する入力装置を操作し、ウェハの画像内に検査領域を設定するための情報をＷａｆｅｒ設計情報画面４０１に入力する。入力する情報は、ウェハサイズを示すウェハの半径と、画像内のウェハ中心の位置を示すウェハ中心Ｘ座標およびウェハ中心Ｙ座標である。各情報はテキストボックス４０２〜４０４に入力される。
【００２４】
入力された値に応じて、検査領域表示画面４０５に表示された検査領域４０６の大きさと位置が変更される。入力値が正しいかどうか確認するために、操作者が良品画像オーバレイチェックボックス４０７をチェックすると、欠陥検出データ記憶部３５から良品画像データが読み出され、良品画像が検査領域表示画面４０５に表示される。図４は検査領域４０６に良品画像４０８をオーバレイ表示した様子を示している。オーバレイ表示によって、検査領域と画像内のウェハの位置とのずれを確認することができる。
【００２５】
操作者は、検査領域４０６とウェハの間のずれをなくし、検査領域４０６とウェハの外周が一致するように、Ｗａｆｅｒ設計情報４０１に情報を入力する。入力作業が終了したら、検査領域登録ボタン４０９が押され、ウェハの半径、ウェハ中心Ｘ座標、およびウェハ中心Ｙ座標の値が欠陥検出データ記憶部３５に格納される。
【００２６】
続いて、良品画像の画像演算処理（ステップＳ１０３）では、画像演算部３４は、欠陥検出データ記憶部３５に格納されている良品画像データを読み出し、検査領域内の全画素の輝度値の平均値、最大値、および最小値を算出する。算出された値は、図３に示す１次閾値選択＆設定画面４１０の良品画像値４１１〜４１３に表示される。
【００２７】
続いて、画像演算結果記憶処理（ステップＳ１０４）では、画像演算部３４は、良品画像の画像演算処理（ステップＳ１０３）で算出した値を欠陥検出データ記憶部３５に格納する。
【００２８】
続いて、閾値設定処理（ステップＳ１０５）では、１次欠陥検出処理および２次欠陥検出処理で使用する閾値を設定するため、操作者がパラメータ入力部３２から閾値を入力する。本実施形態の１次欠陥検出処理では、良品画像データと検査画像データのそれぞれの特徴を表す代表値を用いて良品画像データと検査画像データが比較される。この代表値として使用可能なパラメータとして、輝度の平均値、最大値、および最小値があり、操作者はチェックボタン４１４〜４１６をチェックし、適宜パラメータを選択する。図３では、一例として、輝度の平均値と最小値が選択されている。
【００２９】
また、検査者は、１次欠陥検出処理で使用したい各パラメータについて、検査対象のウェハが良品であるために満たすべき輝度範囲の上限および下限を閾値としてパラメータ入力部３２から入力する。各閾値は、テキストボックス４１７〜４２２に入力される。図３では、１次欠陥検出処理で使用するパラメータとして輝度の平均値と最小値が選択されているので、テキストボックス４１７，４１８，４２１，４２２に閾値が入力される。
【００３０】
さらに、操作者は、２次欠陥検出処理で使用する閾値を２次閾値設定画面４２３のテキストボックス４２４に入力する。入力が完了したら、閾値情報登録ボタン４２５が押され、上記のようにして入力された閾値が欠陥検出データ記憶部３５に格納される。
【００３１】
以上の処理によって、欠陥検出処理を行う前の前準備処理１００が終了する。ただし、前準備処理１００で行われる処理の手順は、上述した手順に限定されず、１次欠陥検出処理および２次欠陥検出処理で必要なデータが欠陥検出データ記憶部３５に格納できる手順であればどのような手順で行ってもよい。同様の理由で、設定画面４００の表示内容と、それに対応したデータの設定方法も適宜変更可能である。
【００３２】
以下、欠陥検出処理２００の内容を処理の順番に説明する。検査画像入力処理（ステップＳ２０１）では、検査対象のウェハが良品の撮像時と同一の撮像条件で撮像され、画像入力部３１から入力された画像データ（以下、検査対象のウェハを撮像した画像データを検査画像データと記す）が欠陥検出データ記憶部３５に格納される。
【００３３】
続いて、検査画像の画像演算処理（ステップＳ２０２）では、画像演算部３４は、欠陥検出データ記憶部３５に格納されている検査画像データを読み出し、検査領域内の全画素の輝度値の平均値、最大値、および最小値のいずれかを算出する。算出された値は欠陥検出データ記憶部３５に格納される。３つの値のうち、どの値を算出するのかは、図３に示した１次閾値選択＆設定画面４１０で設定された情報に従う。図３のように設定された場合、画像演算部３４は、検査領域内の全画素の輝度値の平均値と最小値を算出する。
【００３４】
続いて、１次欠陥検出処理（ステップＳ２０３）では、処理制御部３８の制御によって１次欠陥検出部３６が１次欠陥検出処理を開始する。この１次欠陥検出処理では、１次欠陥検出部３６は、検査画像の画像演算処理（ステップＳ２０２）で算出された代表値（平均値、最大値、および最小値のいずれか）と、閾値設定処理（ステップＳ１０５）で設定された閾値とを欠陥検出データ記憶部３５から読み出して両者の値を比較し、比較結果に基づいて大欠陥の有無を判定する。
【００３５】
図３の例では、１次欠陥検出部３６は、検査画像データの輝度値の平均値が、上限と下限の閾値で示される輝度範囲内であるか否かを判定すると共に、検査画像データの輝度値の最小値が、上限と下限の閾値で示される輝度範囲内であるか否かを判定する。本実施形態では、検査画像データから算出した代表値のどちらか一方でも輝度範囲外であった場合には、大欠陥を検出したと判定され、両方とも輝度範囲内であった場合には、大欠陥は未検出であると判定される。判定結果は処理制御部３８に通知される。
【００３６】
良品の画像と比較して、検査画像の輝度値が検査領域内で全体的に低い場合には、上記の方法によると、大欠陥を検出したと判定される。ただし、大欠陥の検出方法は上記の方法に限定されず、大欠陥の有無が一意に決まる方法であれば何でもよい。なお、なるべく検査領域の全体のデータを総合して大欠陥の有無を判定した方が大欠陥の検出精度が上がるので、輝度値の平均値を必須的に用いるようにし、最大値と最小値は任意付加的に用いることがより望ましい。
【００３７】
続いて、処理制御部３８は、１次欠陥検出部３６から通知された判定結果に基づいて、処理の分岐判定を行う（ステップＳ２０４）。大欠陥が検出された場合には、処理制御部３８は欠陥検出処理を終了する。この場合には、２次欠陥検出部３７が２次欠陥検出処理を開始することなく、２次欠陥検出処理が省略される。
【００３８】
また、大欠陥が検出されなかった場合には、処理制御部３８は２次欠陥検出部３７に２次欠陥検出処理（ステップＳ２０５）を開始させる。この２次欠陥検出処理では、２次欠陥検出部３７は、検査画像の検査領域内の欠陥の有無を詳細に検出する。２次欠陥検出処理が終了したら、２次欠陥検出部３７は、処理が終了したことを処理制御部３８に通知する。この通知に基づいて、処理制御部３８は欠陥検出処理を終了する。
【００３９】
図５は２次欠陥検出処理の詳細な内容を示している。以下、図５に従って２次欠陥検出部３７の動作を説明する。２次欠陥検出部３７は、検査画像データ、良品画像データ、および閾値設定処理（ステップＳ１０５）で設定された閾値を欠陥検出データ記憶部３５から読み出し、検査領域内の全画素のデータについて以下の処理を実行する。
【００４０】
具体的には、２次欠陥検出部３７は、良品画像データの各画素の輝度値に対して、２次閾値設定画面４２３のテキストボックス４２４に入力された２次欠陥検出の閾値を足した値（上限値）と、各画素の輝度値からこの閾値を引いた値（下限値）とを算出する。２次欠陥検出部３７は、検査領域内の全画素について、画素毎に上記の輝度値の範囲を設定する。そして、２次欠陥検出部３７は、検査画像データの良品画像データと同じ位置の各画素の輝度値がこの上限値と下限値の範囲内にあるか否かを判定する。その結果、検査画像データの判定した画素の輝度値が上限値と下限値の範囲内にあった場合には、２次欠陥検出部３７はその画素を良品画素と判定し、検査画像データの判定した画素の輝度値が上限値と下限値の範囲外にあった場合には、２次欠陥検出部３７はその画素を欠陥画素と判定する（ステップＳ２０５ａ）。
【００４１】
なお、上記と同じ意味であるが、良品画像データの各画素の輝度値から検査画像データの同じ位置の各画素の輝度値を引いた値の絶対値と閾値を比較し、絶対値が閾値以下であるか否かによって欠陥の有無を判定するようにしてもよい。
【００４２】
また、２次欠陥検出処理よりも１次欠陥検出処理が確実に早く終了するのであれば、１次欠陥検出処理で使用するパラメータとして、輝度の平均値、最大値、最小値以外にも、検査領域内の画素の輝度値の全体的な傾向が把握できる他の指標を用いてもよい。例えば、輝度の分散値や中央値等を用いてもよい。
【００４３】
また、１次欠陥検出処理で使用する閾値は、合否判定を排他的に行えるものであれば、何でもよい。例えば、良品画像の輝度値に対して下限値を９０％の値、上限値を１２０％の値とするというような閾値の設定の仕方を行ってもよい。
【００４４】
また、１次欠陥検出処理と２次欠陥検出処理で同一の検査領域を対象に欠陥検出処理を行うものとしたが、致命的な欠陥が発生する領域が限定的（特に、２次欠陥検出処理の欠陥検出対象領域よりも小さい）場合には、１次欠陥検出処理の検査領域＜２次欠陥検出処理の検査領域を満たす範囲内で１次欠陥検出処理の検査領域と２次欠陥検出処理の検査領域を別々に設定してもよい。
【００４５】
上述したように、本実施形態によれば、後工程に影響を与える大欠陥が１次欠陥検出処理で検出された場合に、２次欠陥検出処理が省略される。これによって、２次欠陥検出処理を無駄に行うことがなくなり、検査時間を短縮することができる。
【００４６】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。図６は、本実施形態による基板検査システムの構成を示している。図６において、図１と同一の名称の構成には同一の符号を付与している。本実施形態では、Ｈ／Ｗ制御部２７が欠陥検出データ記憶部３５に接続されており、Ｈ／Ｗ制御部２７が各部の制御に用いる制御データを欠陥検出データ記憶部３５に格納することが可能となっている。
【００４７】
以下、本実施形態による基板検査システム１の動作を図７に従って説明する。図７において、図２と同一の名称の処理には同一の符号を付与している。ただし、名称が同一であっても、処理内容に変更が施されていることを強調するため、異なる符合を付与している箇所もある。また、処理内容が図２と特に変わっていない処理の説明は省略する。
【００４８】
前準備処理１００において、まず、良品画像入力処理（ステップＳ１０１）では、画像演算部３４によって、良品画像データの画像の明るさの指標値（画像データの輝度値の積分値または平均値等）が算出される。算出された指標値は欠陥検出データ記憶部３５に格納され、適宜Ｈ／Ｗ制御部２７へ出力される。設定値記憶処理（ステップＳ１１１）では、良品のウェハを撮像したときの撮像条件の設定値（制御値）がＨ／Ｗ制御部２７から出力され、欠陥検出データ記憶部３５に格納される。撮像条件の設定値は、特にカメラ２１に入射する光の光量または画像の明るさに係る設定値であり、具体的には、カメラ２１のゲイン設定値、オフセット設定値、シャッタスピード、露光時間の設定値、撮像光学系内に設けられたＮＤフィルタ（減光フィルタ）の光の透過量（透過率）、照明が電気制御照明の場合の電圧／電流値等である。
【００４９】
閾値設定処理（ステップＳ１１２）では、１次欠陥検出処理で検査対象のウェハが良品であると判定されるために満たすべき撮像条件の設定値の上限および下限が閾値としてパラメータ入力部３２から入力される。ここで、第１の実施形態と同様に、良品画像の撮像時の値が参考として表示されて、それをもとに上記の閾値を設定することが可能である。設定された閾値は欠陥検出データ記憶部３５に格納される。また、２次欠陥検出処理で使用する閾値も入力され、欠陥検出データ記憶部３５に格納される。
【００５０】
欠陥検出処理２００において、検査画像入力処理（ステップＳ２０１）では、予め設定された撮像条件の設定値の初期値で撮像が行われ、画像演算部３４によって、検査画像データの画像の明るさの指標値（画像データの輝度値の積分値または平均値等）が算出される。算出された指標値は欠陥検出データ記憶部３５に格納され、適宜Ｈ／Ｗ制御部２７へ出力される。
【００５１】
Ｈ／Ｗ制御部２７は、良品画像を撮像したときの指標値と、検査画像を撮像したときの指標値とがほぼ同一となるまで、撮像条件の設定値の変更を繰り返す。両方の指標値がほぼ同一となったときの撮像条件の設定値が設定値記憶処理（ステップＳ２１１）で欠陥検出データ記憶部３５に格納される。
【００５２】
１次欠陥検出処理（ステップＳ２１２）では、１次欠陥検出部３６は、設定値記憶処理（ステップＳ１１１）で欠陥検出データ記憶部３５に格納された、良品画像を撮像したときの撮像条件の設定値と、設定値記憶処理（ステップＳ２１１）で欠陥検出データ記憶部３５に格納された、良品画像を撮像したときの指標値と検査画像の指標値がほぼ同一となる撮像条件の設定値と、閾値設定処理（ステップＳ１１２）で設定された閾値とを欠陥検出データ記憶部３５から読み出して値を比較し、比較結果に基づいて大欠陥の有無を判定する。
【００５３】
具体的には、１次欠陥検出部３６は、検査画像の撮像時の設定値が、良品画像の撮像時の設定値と閾値の差および和で示される範囲内であるか否かを判定する。検査画像の撮像時の設定値が、良品画像の撮像時の設定値と閾値で決まる範囲に含まれない場合には、大欠陥を検出したと判定され、検査画像の撮像時の設定値が、良品画像の撮像時の設定値と閾値で決まる範囲に含まれる場合には、大欠陥は未検出であると判定される。
【００５４】
なお、上記の２次欠陥検出処理（ステップＳ２０５）での欠陥検出方法は、画像データを用いて行う方法であれば何でもよい（特開平１０−３５４６号公報に記載の方法等）。
【００５５】
上述したように、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に検査時間を短縮することができる。特に、基板検査システムのカメラの設定値のゲインやシャッタスピードを高速に変更しながら１ラインずつ撮像することが可能で１ライン毎の１次欠陥検出となるので、検査時間をより短縮することが可能となる。
【００５６】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態を説明する。本実施形態による基板検査システムの構成は図１と同様であるため、図示を省略する。以下、本実施形態による基板検査システム１の動作を図８に従って説明する。図８において、図２と同一の名称の処理には同一の符号を付与している。ただし、名称が同一であっても、処理内容に変更が施されていることを強調するため、異なる符合を付与している箇所もある。また、処理内容が図２と特に変わっていない処理の説明は省略する。
【００５７】
まず、前準備処理１００の処理内容を説明する。良品画像入力処理（ステップＳ１０１）に続いて検査領域設定処理（ステップＳ１２１）では、検査領域が設定される。本実施形態では、ウェハ内の製品として切り出す最小単位であって、かつ繰り返しパターンであるダイを複数検査するための検査領域が設定される。検査領域の設定は、具体的には以下のようにして行われる。
【００５８】
表示部３３の画面には、図９に示す設定画面１１００が表示される。操作者は、パラメータ入力部３２が有する入力装置を操作し、ウェハの画像内に検査領域を設定するための情報をＷａｆｅｒ設計情報画面１１０１に入力する。テキストボックス１１０２〜１１０４にはそれぞれ、ウェハの半径、ウェハ中心Ｘ座標、およびウェハ中心Ｙ座標の値が入力される。
【００５９】
テキストボックス１１０５，１１０６にはそれぞれ、ダイのサイズを示す幅と高さの値が入力される。テキストボックス１１０７，１１０８にはそれぞれ、ショットレイアウト（ショット内のダイの数）を決定するＸ方向ダイ数とＹ方向ダイ数が入力される。テキストボックス１１０９，１１１０にはそれぞれ、マトリックスレイアウト（ウェハ内のショット数）を決定するＸ方向ショット数とＹ方向ショット数が入力される。
【００６０】
テキストボックス１１１１，１１１２にはそれぞれ、マトリックスシフト量（ウェハ中心に対するショットレイアウト中心のずれ量）を示すＸ方向シフト量とＹ方向シフト量が入力される。テキストボックス１１１３にはエッジカット量が入力される。上記のテキストボックス１１０２〜１１１３には、ウェハの設計情報に基づいた値が操作者によって入力される。
【００６１】
上記の値が入力されると、入力値に対応したウェハマップが設計情報表示＆各チップの選択画面１１１４に表示される。設計情報表示＆各チップの選択画面１１１４に表示された検査領域の所望のダイを操作者が選択すると、そのダイが検査領域から除外される。また、操作者がそのダイを再度選択すると、そのダイが検査領域に再登録される。このようにして設定された検査領域内のダイの総数がダイ総数表示ボックス１１１５に表示される。
【００６２】
設計情報表示＆各チップの選択画面１１１４のウェハマップには、試料の搬送誤差等によって良品画像と検査画像の間で発生するずれをマッチング画像処理で補正するためのマッチング領域１１１６〜１１１９も表示されている。１つのマッチング領域だけでは、検査画像によっては、その場所でマッチングを行うことができない可能性があるため、複数のマッチング領域を設定できるようになっている。
【００６３】
本実施形態では、４つのマッチング領域が設定可能となっているが、１つ以上であればいくつのマッチング領域を設定してもよい。また、不要であれば、マッチング領域を設定しなくてもよい。マッチング領域の設定位置は変更可能である。また、マッチング領域のサイズは固定でも可変でもよい。ただし、マッチング領域のサイズが大きくなるのに比例してマッチング処理時間が長くなることに留意する必要がある。
【００６４】
上記の入力作業が終了したら、検査領域登録ボタン１１２０が押され、入力された値が欠陥検出データ記憶部３５に格納される。
【００６５】
続いて、良品画像の画像演算処理（ステップＳ１２２）では、画像演算部３４は、良品画像データを欠陥検出データ記憶部３５から読み出し、検査領域設定処理（ステップＳ１２１）で設定された検査領域内の全画素のデータから輝度のヒストグラムを生成する。このヒストグラムの生成処理に先立って、以下のようにヒストグラムの設定が行われる。
【００６６】
操作者が、図９に示した設定画面１１００内の１次閾値設定画面１１２１にある設定画面表示ボタン１１２２を押すと、図１０に示す設定画面１２００が表示される。ヒストグラムの設定は以下の手順で行われる。まず、操作者が１次閾値選択＆設定画面１２０１内のテキストボックス１２０２に数値を入力すると、その数値がヒストグラムの分級数（分割数）に設定される。
【００６７】
続いて、各分級の輝度範囲を設定するために、操作者は分級番号の選択ボタン１２０３を押して、設定したい分級の番号を選択し、その分級の輝度範囲の下限値と上限値をそれぞれテキストボックス１２０４，１２０５に入力する。図１０に示した例では、ヒストグラムの分級数が８であるが、分級数は、輝度の範囲を超えない自然数ならいくつでもよい。
【００６８】
全ての分級に対する輝度範囲の設定が終了したら、操作者は設定登録ボタン１２０６を押し、分級を確定する。分級が確定すると、画像演算部３４は、上記の設定内容に基づいて良品画像のヒストグラムを生成する。生成されたヒストグラムは１次欠陥検出用ヒストグラム表示画面１２０７に表示される。本実施形態では、操作者がヒストグラムの設定を確認できるようにするため、良品画像のヒストグラムを表示しているが、不要であれば表示しなくてもよい。
【００６９】
続いて、画像演算結果記憶処理（ステップＳ１２３）では、ヒストグラムの設定に係る情報が欠陥検出データ記憶部３５に格納される。
【００７０】
続いて、閾値設定処理（ステップＳ１２４）では、１次欠陥検出処理と２次欠陥検出処理で使用する閾値が設定される。まず、操作者は、図１０に示した１次閾値選択＆設定画面１２０１内のテキストボックス１２０８〜１２１２に、１次欠陥検出処理で使用する各分級の閾値を入力する。図１０では、良品画像の画素数に対する上限・下限の割合の値が閾値として設定されている。これに限らず、各分級について合否判定が一意に決定できる値であれば、閾値は何でもよく、画素数の上限数・下限数等でもよい。
【００７１】
以上の手順で１次欠陥検出の閾値が設定された後、閉じるボタン１２１３が押され、設定画面１２００が閉じる。続いて、図９に示した設定画面１１００により、２次欠陥検出の閾値が設定される。操作者は２次閾値設定画面１１２３内のテキストボックス１１２４に２次欠陥検出の閾値を入力する。２次欠陥検出の閾値も、合否判定が一意に決定できる値であれば何でもよい。操作者が閾値情報登録ボタン１１２５を押すと、上記のようにして入力された閾値が欠陥検出データ記憶部３５に格納される。
【００７２】
以上の処理によって、欠陥検出処理を行う前の前準備処理１００が終了する。ただし、前準備処理１００で行われる処理の手順は、上述した手順に限定されず、１次欠陥検出処理および２次欠陥検出処理で必要なデータが欠陥検出データ記憶部３５に格納できる手順であればどのような手順で行ってもよい。同様の理由で、設定画面１１００，１２００の表示内容と、それに対応したデータの設定方法も適宜変更可能である。また、本実施形態の欠陥検出処理２００では良品画像データが不要であるため、前準備処理１００を再度行う必要がなければ、欠陥検出データ記憶部３５に格納されている良品画像データを削除してもよい。
【００７３】
以下、欠陥検出処理２００の内容を説明する。本実施形態では、第１の実施形態よりもさらに検査時間を短縮するため、検査画像入力処理（ステップＳ２０１）に続いて、検査画像の画像演算処理（ステップＳ２２１）と２次欠陥検出処理（ステップＳ２２２）を並行して行うものとする。
【００７４】
検査画像の画像演算処理（ステップＳ２２１）では、画像演算部３４は、ヒストグラムの設定に係るデータと検査画像データを欠陥検出データ記憶部３５から読み出し、検査領域内の全画素の輝度値に基づいてヒストグラムを生成する。生成されたヒストグラムのデータは欠陥検出データ記憶部３５に格納される。
【００７５】
続いて、１次欠陥検出処理（ステップＳ２２３）では、１次欠陥検出部３６は、ヒストグラムのデータと閾値を欠陥検出データ記憶部３５から読み出し、ヒストグラムの各分級の度数が、閾値で決まる度数範囲内であるか否かによって、大欠陥の有無を判定する。本実施形態では、ヒストグラムの分級の中で、度数が度数範囲外となる分級が１つでもあれば大欠陥を検出したと判定され、全ての分級の度数が度数範囲内であれば大欠陥は未検出であると判定される。判定結果は処理制御部３８に通知される。
【００７６】
例えば、良品の画像と比較して、検査画像の輝度値が検査領域のチップ部分で全体的に高い場合には、上記の方法によると、大欠陥を検出したと判定される。大欠陥の有無の検出方法は上記の方法に限らず、大欠陥の有無が一意に決まる方法であれば何でもよい。
【００７７】
続いて、処理制御部３８は、１次欠陥検出部３６から通知された判定結果に基づいて、処理の分岐判定を行う（ステップＳ２０４）。大欠陥が検出された場合には、処理制御部３８は２次欠陥検出部３７に２次欠陥検出処理の中止を指示する。指示を受けた２次欠陥検出部３７は２次欠陥検出処理を途中で終了する（ステップＳ２２４）。その後、処理制御部３８は欠陥検出処理を終了する。
【００７８】
また、大欠陥が検出されなかった場合には、処理制御部３８は２次欠陥検出部３７から、２次欠陥検出処理が終了した旨の通知を待つ。２次欠陥検出部３７は、検査画像入力処理（ステップＳ２０１）に続いて２次欠陥検出処理を開始しており、２次欠陥検出処理が終了したら、処理が終了したことを処理制御部３８に通知する。この通知に基づいて、処理制御部３８は欠陥検出処理を終了する。
【００７９】
図１１は２次欠陥検出処理の詳細な内容を示している。以下、図１１に従って２次欠陥検出部３７の動作を説明する。２次欠陥検出部３７は、検査画像データと良品画像データを欠陥検出データ記憶部３５から読み出し、ステップＳ１２１で設定されたマッチング領域のデータ（以下、マッチングデータと記す）を用いて検査画像の位置ずれ補正を行う（ステップＳ２２２ａ）。
【００８０】
これは、画像処理で一般的な類似パターン検索方法等で行われる。具体的には、良品画像内でのマッチング領域の位置情報を使って、検査画像に対してマッチング処理を行い、検査画像内で良品画像と同じ位置付近でマッチングデータと類似度が高い場所を検索する方法である。
【００８１】
このようにして求められた良品画像内での位置と検査画像内での位置のずれが補正量となる。本実施形態では４つのマッチングデータを用いて上記の検索を行い、その結果の中で類似度が高い位置でのずれ量の平均値等を補正量とするものとする。あるいは、検索によって得られた全てのずれ量の平均値を補正量としてもよい。
【００８２】
位置ずれ補正に続いて、２次欠陥検出部３７は、ステップＳ１２１で設定されたデータを欠陥検出データ記憶部３５から読み出し、検査領域内の画像をダイサイズの小画像（以下、ダイサイズ画像と記す）に分割する（ステップＳ２２２ｂ）。続いて、２次欠陥検出部３７は、全てのダイサイズ画像について、ステップＳ２２２ｃ〜Ｓ２２２ｄの処理を繰り返す。
【００８３】
ステップＳ２２２ｃでは、２次欠陥検出部３７は、隣り合うダイサイズ画像同士で全画素の輝度を比較する。ステップＳ２２２ｄでは、２次欠陥検出部３７は、輝度差が閾値の範囲内であれば対象画素を欠陥なしの画素と判定し、輝度差が閾値の範囲外であれば対象画素を欠陥画素と判定する。
【００８４】
本実施形態の２次欠陥検出処理は、良品画像を使用しない他の欠陥検出処理（例えば、前述した特許文献１や特開平９−２０３６２１号公報を参照）に代替可能である。また、照明角度の情報を欠陥検出データ記憶部３５に格納できるよう構成し、照明角度を変えながら良品画像と検査画像のそれぞれを撮像した上で、１次欠陥検出処理において、照明角度を横軸、その照明角度で撮像した検査画像の平均輝度値を縦軸としたグラフのデータを輝度ヒストグラムの代わりに用いて、良品画像と検査画像の間で照明角度毎に平均輝度値を比較することにより大欠陥の有無を検出するようにしてもよい。
【００８５】
上述したように、本実施形態によれば、１次欠陥検出処理と２次欠陥検出処理の開始後に１次欠陥検出処理で大欠陥が検出された場合に２次欠陥検出処理が途中で終了するので、検査時間を短縮することができる。また、１次欠陥検出処理と同時に２次欠陥検出処理が開始されるので、大欠陥が検出されなかった場合の検査時間を短縮することができる。
【００８６】
また、検査画像内のパターン同士を比較する欠陥検出方法では、大欠陥を検出できないことがあるが、本実施形態のように、大欠陥検出用の１次欠陥検出処理と、検査画像内のパターン比較による２次欠陥検出処理との両方を行うことによって、大欠陥を確実に検出することができる。
【００８７】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態を説明する。本実施形態による基板検査システムの構成は図１と同様であるため、図示を省略する。以下、本実施形態による基板検査システム１の動作を図１２に従って説明する。図１２において、図２や図８と同一の名称の処理には同一の符号を付与している。ただし、名称が同一であっても、処理内容に変更が施されていることを強調するため、異なる符合を付与している箇所もある。また、処理内容が図２や図８と特に変わっていない処理の説明は省略する。
【００８８】
まず、前準備処理１００の処理内容を説明する。良品画像入力処理（ステップＳ１０１）に続いて検査領域設定処理（ステップＳ１３１）では、検査領域が設定される。本実施形態では、検査領域内に複数種類の領域が設定され、各領域において大欠陥の有無が検出される。検査領域の設定は、具体的には以下のようにして行われる。
【００８９】
表示部３３の画面には、図１３に示す設定画面１６００が表示される。操作者は、パラメータ入力部３２が有する入力装置を操作し、ウェハの画像内に検査領域を設定するための情報をＷａｆｅｒ設計情報画面１６０１に入力する。Ｗａｆｅｒ設計情報画面１６０１において、図９に示したＷａｆｅｒ設計情報画面１１０１と同様の部分の説明は省略する。
【００９０】
図１４の画像１７００が示すように、ノッチ１７０１が下向きの状態でウェハを撮像するのではなく、斜めになっている状態で撮像した方が、欠陥検出がより良好となる場合がある。例えば、ウェハ上のパターンに対応して回折光の出射方向が異なる場合に、その方向に対応した方向からウェハを撮像することが望ましい。そこで、ウェハの回転角度を変更することが可能となっている。図１３のテキストボックス１６０２には、ウェハのノッチが下向きのときを０度としたウェハの回転角度が入力される。
【００９１】
テキストボックス１６０３，１６０４にはそれぞれ、ダイの中に含まれるチップのサイズを示す幅と高さの値が入力される。一般的に、基板検査で一番重要な検査領域はチップであるため、本実施形態では、ダイ領域とは別にチップ領域を設定することができるようになっている。なお、チップサイズとダイサイズは以下の関係を満たすものとする。
チップサイズ幅（高さ）≦ダイサイズ幅（高さ）
【００９２】
テキストボックス１６０５，１６０６にはそれぞれ、ダイの中に含まれるスクライブ領域（後工程でチップを切り出すときに切断される領域）のサイズ（スクライブサイズ）を示す幅と高さの値が入力される。一般的に、基板検査では、スクライブ領域を検査対象から除きたいが、スクライブ領域は、大欠陥等の致命的な欠陥のみを検出することが多い領域であるため、本実施形態ではスクライブ領域を検査領域に設定することが可能となっている。なお、スクライブサイズとダイサイズは以下の関係を満たすものとする。
スクライブサイズ幅（高さ）＋チップサイズ幅（高さ）≦ダイサイズ幅（高さ）
【００９３】
チップサイズとスクライブサイズのパラメータを使って、ウェハのノッチが下向きであるときのダイの左下を原点として、原点からスクライブサイズ幅だけ右およびスクライブサイズ高さだけ上にずれた位置をチップの左下と定義する。図１３の設計情報＆各チップの選択画面１６０７に表示されたウェハマップが示すように、上記の定義に従って、ウェハがチップ領域１６０８、スクライブ領域１６０９、エクストラ領域１６１０、およびエッジカット領域１６１１の４つの領域に分割される。
【００９４】
本実施形態では、ダイ単位ではなくチップ単位で検査領域が設定される。設計情報＆各チップの選択画面１６０７で設定されたチップ領域１６０８が１次欠陥検出処理および２次欠陥検出処理の検査領域に設定され、それ以外の３つの領域（スクライブ領域１６０９、エクストラ領域１６１０、およびエッジカット領域１６１１）は、１次欠陥検出処理の検査領域として操作者が選択できるものとする。
【００９５】
検査領域登録ボタン１６１２が押されると、上記のようにして設定された検査領域のデータが欠陥検出データ記憶部３５に格納される。このデータは、図１３の設計情報＆各チップの選択画面１６０７に表示されたウェハマップを再構成することが可能なデータであり、このデータから、ウェハ内のチップ領域、スクライブ領域、エクストラ領域、およびエッジカット領域の位置を識別することが可能である。
【００９６】
続いて、良品画像の画像演算処理（ステップＳ１３２）では、画像演算部３４は、良品画像データを欠陥検出データ記憶部３５から読み出し、以下の画像変換処理（解像度変換処理）を行う。以下、図１５に従って画像変換処理の内容を説明する。
【００９７】
画像変換処理では、例えば４×４画素のデータを１画素のデータに変換することによって、画素数を削減する処理が行われる。欠陥検出データ記憶部３５には、１画素のデータに変換する画素の数を示す縮小サイズパラメータが予め格納されている。画像演算部３４は、その縮小サイズパラメータを欠陥検出データ記憶部３５から読み出し（ステップＳ１３２ａ）、ウェハ内の全画素について、縮小サイズパラメータが示す所定数の画素毎に１画素のデータを生成する処理を行う（ステップＳ１３２ｂ）。
【００９８】
この処理において、例えば４×４画素の全画素の輝度値の平均値を画像変換後の１画素の輝度値としたり、４×４画素の常に先頭の１画素の輝度値を画像変換後の１画素の輝度値としたりすることが行われる。なお、縮小サイズパラメータは固定的でもよいし、操作者が変更できるようにしてもよい。
【００９９】
上記の良品画像の画像演算処理（ステップＳ１３２）によって、画素数の削減された良品画像データ（以下、縮小良品画像データと記す）が生成されると、画像演算結果記憶処理（ステップＳ１３３）において、縮小良品画像データが欠陥検出データ記憶部３５に格納される。
【０１００】
続いて、閾値設定処理（ステップＳ１３４）では、１次欠陥検出処理と２次欠陥検出処理で使用する閾値が設定される。閾値の設定と同時に検査領域の選択も行われる。検査領域の選択および各検査領域の閾値の設定は図１３の閾値設定＆１次検査領域選択画面１６１３で行われる。
【０１０１】
チップ領域に関しては、テキストボックス１６１４，１６１５のそれぞれに１次欠陥検出処理の閾値、２次欠陥検出処理の閾値が入力される。その他の３つの領域に関しては、チェックボックス１６１６〜１６１８の選択により、１次欠陥検出処理の検査領域に設定する領域が選択される。図１３では、エクストラ領域とエッジカット領域が検査領域に選択されている。また、テキストボックス１６１９〜１６２１には、各領域の１次欠陥検出処理の閾値が入力される。閾値情報登録ボタン１６２２が押されると、上記のようにして設定された検査領域の選択情報および閾値が欠陥検出データ記憶部３５に格納される。
【０１０２】
以上の処理によって、欠陥検出処理を行う前の前準備処理１００が終了する。ただし、前準備処理１００で行われる処理の手順は、上述した手順に限定されず、１次欠陥検出処理および２次欠陥検出処理で必要なデータが欠陥検出データ記憶部３５に格納できる手順であればどのような手順で行ってもよい。同様の理由で、設定画面１６００の表示内容と、それに対応したデータの設定方法も適宜変更可能である。
【０１０３】
以下、欠陥検出処理２００の内容を説明する。本実施形態でも、第３の実施形態と同様に、検査画像入力処理（ステップＳ２０１）に続いて、検査画像の画像演算処理（ステップＳ２３１）と２次欠陥検出処理（ステップＳ２２２）を並行して行うものとする。
【０１０４】
検査画像の画像演算処理（ステップＳ２３１）では、画像演算部３４は、検査画像データを欠陥検出データ記憶部３５から読み出し、前述した画像変換処理を検査画像データに対して行う。画素数の削減された検査画像データ（以下、縮小検査画像データと記す）は欠陥検出データ記憶部３５に格納される。
【０１０５】
続いて、１次欠陥検出処理（ステップＳ２３２）では、１次欠陥検出部３６は、縮小良品画像データ、縮小検査画像データ、検査領域設定処理（ステップＳ１３１）で設定された検査領域のデータ、および閾値設定処理（ステップＳ１３４）で設定された閾値等のデータを欠陥検出データ記憶部３５から読み出し、それらを用いて大欠陥の有無を判定する。具体的には、１次欠陥検出部３６は、検査領域のデータに基づいて検査領域の位置を識別し、図５に示した手順と同様にして、検査領域内の全画素について、画素毎に縮小良品画像データと縮小検査画像データの輝度値を比較する。
【０１０６】
１次欠陥検出部３６は、輝度差が閾値の範囲内であれば対象画素を欠陥なしの画素と判定し、輝度差が閾値の範囲外であれば対象画素を欠陥画素と判定する。また、１次欠陥検出部３６は、各検査領域について、欠陥画素の数が所定数以上であるか否か（あるいは検査領域内の全画素に占める欠陥画素の割合が所定値以上であるか否か）によって、検査領域毎に大欠陥の有無を判定する。
【０１０７】
なお、本実施形態の画像変換処理をＦＰＧＡ等のＨ／Ｗ回路で実行し、高速に処理してもよい。また、１次欠陥検出処理で用いる画像の画素数を、２次欠陥検出処理で用いる画像よりも削減する方法は上記の方法に限定されない。例えば、図１６の符号１９０１が示す無色の丸と、符号１９０２が示す斜線付きの丸とがカメラの各画素の検出素子を表しているものとすると、１次欠陥検出処理では斜線付きの丸が示す検出素子から出力された情報で画像を構成し、２次欠陥検出処理では無色の丸と斜線付きの丸のそれぞれが示す検出素子から出力された情報で画像を構成するようにしてもよい。
【０１０８】
上述したように、本実施形態によれば、画素数が削減された縮小良品画像データと縮小検査画像データを用いて１次欠陥検出処理が行われるので、１次欠陥検出処理の処理時間を短縮することができる。さらに、本実施形態では以下のような効果も得られる。
【０１０９】
第１〜第３の実施形態では、１次欠陥検出処理によって大欠陥の有無を検出できるが、大欠陥が存在する場合にその位置までは検出できない。これに対して、本実施形態では、画素数の削減によって１次欠陥検出処理の処理時間を短縮できる分、画素毎に欠陥画素であるか否かの判定を行っても処理時間を抑えられるので、画素毎の判定結果から大欠陥の位置までも検出することができる。
【０１１０】
また、本実施形態では、各画素の比較結果と各検査領域（チップ領域、スクライブ領域、エクストラ領域、およびエッジカット領域）の位置に基づいて、検査領域毎にウェハ上の大欠陥の有無を検出することができる。検査領域毎の大欠陥の検出結果は、前工程のどの製造装置でどのような異常が発生しているのかを推測するのに役立つ。さらに、検査領域の位置が分かっていることから、各画素と各検査領域を一意に対応付け、検査領域毎に閾値を設定することが可能となる。したがって、検査領域毎に大欠陥の検出感度をコントロールすることができる。
【０１１１】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、基板検査では、品種や工程によって、用意する良品画像が異なるため、図２等に示した前準備処理１００は、良品画像と関連付けられる検査画像についての欠陥検出処理２００の前に行えばよく、前準備処理１００で良品画像の処理を繰り返し実行してもよい。具体的には、２種類以上の良品画像に関して前準備処理１００をまとめて行っておき、検査画像が取得できたときに適宜、欠陥検出処理２００を行ってもよい。また、２次欠陥検出処理については実施形態毎に異なる処理を開示したが、１次欠陥検出処理と２次欠陥検出処理の組合せは、各実施形態に示した組合せに限定されるものではなく、他の周知の欠陥検出処理を含め、適宜選択が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明の第１の実施形態による基板検査システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による基板検査システムの動作の手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施形態において、設定画面を示す参考図である。
【図４】本発明の第１の実施形態において、良品画像のオーバレイの様子を示す参考図である。
【図５】本発明の第１の実施形態において、２次欠陥検出処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施形態による基板検査システムの構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施形態による基板検査システムの動作の手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第３の実施形態による基板検査システムの動作の手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第３の実施形態において、設定画面を示す参考図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態において、設定画面を示す参考図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態において、２次欠陥検出処理の手順を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第４の実施形態による基板検査システムの動作の手順を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第４の実施形態において、設定画面を示す参考図である。
【図１４】本発明の第４の実施形態において、斜め方向からウェハを撮像した画像を示す参考図である。
【図１５】本発明の第４の実施形態において、画像変換処理の手順を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の第４の実施形態において、画素数の削減方法を説明するための参考図である。
【符号の説明】
【０１１３】
１・・・基板検査システム、２・・・装置制御部（撮像条件制御手段）、３・・・メインコンピュータ、２７・・・Ｈ／Ｗ制御部（撮像条件制御手段）、３４・・・画像演算部（画素数削減手段、領域分割手段）、３５・・・欠陥検出データ記憶部（記憶手段）、３６・・・１次欠陥検出部（１次欠陥検出手段）、３７・・・２次欠陥検出部（２次欠陥検出手段）、３８・・・処理制御部（処理制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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