(57)【要約】【課題】試料の観察点の画像を常に鮮明な状態で取得できる観察装置を提供すること。【解決手段】試料１０Ａの一部領域に関わる画像信号を生成する生成手段１５，１８と、一部領域を試料の予め定めた観察点に移動させる移動手段１２，１３，１７，２３と、観察点への一部領域の到達による画像信号の変動が収束したタイミングを検出する検出手段２３と、検出手段により変動の収束が検出された後、画像信号を観察点の画像として取得する取得手段２３とを備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料の一部領域に関わる画像信号を生成する生成手段と、
前記一部領域を前記試料の予め定めた観察点に移動させる移動手段と、
前記観察点への前記一部領域の到達による前記画像信号の変動が収束したタイミングを検出する検出手段と、
前記検出手段により前記変動の収束が検出された後、前記画像信号を前記観察点の画像として取得する取得手段とを備えた
ことを特徴とする観察装置。
【請求項２】
請求項１に記載の観察装置において、
前記観察点の画像を表示する表示手段を備え、
前記取得手段は、１フレーム分の前記画像信号を取得し、
前記表示手段は、前記１フレーム分の画像信号に基づいて、前記観察点の画像をフリーズ状態で表示する
ことを特徴とする観察装置。
【請求項３】
請求項１に記載の観察装置において、
前記観察点の画像を表示する表示手段を備え、
前記取得手段は、複数フレーム分の前記画像信号を連続的に取得し、
前記表示手段は、前記複数フレーム分の画像信号に基づいて、前記観察点の画像をスルー状態で表示する
ことを特徴とする観察装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の観察装置において、
前記移動手段は、前記試料の複数の前記観察点に前記一部領域を順に移動させ、
前記表示手段は、少なくとも前記一部領域が１つの前記観察点に到達してから前記変動が収束するまでの期間、前の前記観察点の画像をフリーズ状態で表示して、前記変動の収束後、現在の前記観察点の画像に切り替えて表示する
ことを特徴とする観察装置。
【請求項５】
試料の一部領域に関わる画像信号を生成する生成手段と、
前記一部領域を前記試料の予め定めた観察点に移動させる移動手段と、
前記観察点への前記一部領域の到達による前記画像信号の変動を補正する補正手段と、
前記補正手段による補正後の前記画像信号を前記観察点の画像として取得する取得手段とを備えた
ことを特徴とする観察装置。
【請求項６】
請求項５に記載の観察装置において、
前記観察点の画像を表示する表示手段を備え、
前記取得手段は、１フレーム分の前記補正後の画像信号を取得し、
前記表示手段は、前記１フレーム分の補正後の画像信号に基づいて、前記観察点の画像をフリーズ状態で表示する
ことを特徴とする観察装置。
【請求項７】
請求項５に記載の観察装置において、
前記観察点の画像を表示する表示手段を備え、
前記取得手段は、複数フレーム分の前記補正後の画像信号を連続的に取得し、前記表示手段は、前記複数フレーム分の補正後の画像信号に基づいて、前記観察点の画像をスルー状態で表示する
ことを特徴とする観察装置。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の観察装置において、
前記変動が収束したタイミングを検出する検出手段を備え、
前記取得手段は、前記変動の収束後、１フレーム分の未補正の前記画像信号を前記観察点の画像として取得し、
前記表示手段は、前記変動が収束するまでの期間、前記補正後の画像信号に基づいて前記観察点の画像を表示し、前記変動の収束後、前記１フレーム分の未補正の画像信号に切り替えて前記観察点の画像をフリーズ状態で表示する
ことを特徴とする観察装置。
【請求項９】
請求項６または請求項７に記載の観察装置において、
前記変動が収束したタイミングを検出する検出手段を備え、
前記取得手段は、前記変動の収束後、複数フレーム分の未補正の前記画像信号を前記観察点の画像として連続的に取得し、
前記表示手段は、前記変動が収束するまでの期間、前記補正後の画像信号に基づいて前記観察点の画像を表示し、前記変動の収束後、前記複数フレーム分の未補正の画像信号に切り替えて前記観察点の画像をスルー状態で表示する
ことを特徴とする観察装置。
【請求項１０】
請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の観察装置において、
前記一部領域が前記観察点に到達してからの経過時間を計測する計測手段をさらに備え、
前記検出手段は、前記経過時間を前記変動の収束特性に応じた所定時間と比較することにより、前記変動が収束したタイミングを検出する
ことを特徴とする観察装置。
【請求項１１】
請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の観察装置において、
前記生成手段から複数フレーム分の前記画像信号を連続的に取得し、隣接するフレーム間で各画素の信号レベル差を前記画像信号によって形成される画面内の領域で積分して変動信号を算出する算出手段をさらに備え、
前記検出手段は、前記変動信号を前記変動の収束特性に応じた所定レベル差と比較することにより、前記変動が収束したタイミングを検出する
ことを特徴とする観察装置。
【請求項１２】
請求項１〜請求項４，請求項８，請求項９の何れか１項に記載の観察装置において、
前記生成手段から複数フレーム分の前記画像信号を連続的に取得し、隣接するフレーム間での動きベクトルを算出する算出手段をさらに備え、
前記検出手段は、前記動きベクトルを積分したベクトルを前記変動の収束特性に応じた所定ベクトルと比較することにより、前記変動が収束したタイミングを検出する
ことを特徴とする観察装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試料を観察するために試料の予め定めた観察点の画像を取得する観察装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の観察装置では、例えば撮像素子に対して試料を移動させながら、試料の複数の観察点の画像を順に取得し、各画像を表示装置にフリーズ状態（またはスルー状態）で表示させたり、コンピュータに出力させたりすることで、試料の観察が行われる（例えば特許文献１を参照）。また、各画像の取得は、試料を移動させるステージが予め定めた目標位置に到達したときに行われる。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１７４４１８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の観察装置では、ステージが目標位置に到達した際の機械的な振動（試料と撮像素子との相対的な位置関係の変動）などに起因して、取得した画像が不鮮明になってしまうことがあった。
【０００５】
本発明の目的は、試料の観察点の画像を常に鮮明な状態で取得できる観察装置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に記載の観察装置は、試料の一部領域に関わる画像信号を生成する生成手段と、前記一部領域を前記試料の予め定めた観察点に移動させる移動手段と、前記観察点への前記一部領域の到達による前記画像信号の変動が収束したタイミングを検出する検出手段と、前記検出手段により前記変動の収束が検出された後、前記画像信号を前記観察点の画像として取得する取得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に記載の観察装置において、前記観察点の画像を表示する表示手段を備え、前記取得手段は、１フレーム分の前記画像信号を取得し、前記表示手段は、前記１フレーム分の画像信号に基づいて、前記観察点の画像をフリーズ状態で表示するものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の観察装置において、前記観察点の画像を表示する表示手段を備え、前記取得手段は、複数フレーム分の前記画像信号を連続的に取得し、前記表示手段は、前記複数フレーム分の画像信号に基づいて、前記観察点の画像をスルー状態で表示するものである。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、請求項２または請求項３に記載の観察装置において、前記移動手段は、前記試料の複数の前記観察点に前記一部領域を順に移動させ、前記表示手段は、少なくとも前記一部領域が１つの前記観察点に到達してから前記変動が収束するまでの期間、前の前記観察点の画像をフリーズ状態で表示して、前記変動の収束後、現在の前記観察点の画像に切り替えて表示するものである。
【０００９】
請求項５に記載の観察装置は、試料の一部領域に関わる画像信号を生成する生成手段と、前記一部領域を前記試料の予め定めた観察点に移動させる移動手段と、前記観察点への前記一部領域の到達による前記画像信号の変動を補正する補正手段と、前記補正手段による補正後の前記画像信号を前記観察点の画像として取得する取得手段とを備えたものである。
【００１０】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の観察装置において、前記観察点の画像を表示する表示手段を備え、前記取得手段は、１フレーム分の前記補正後の画像信号を取得し、前記表示手段は、前記１フレーム分の補正後の画像信号に基づいて、前記観察点の画像をフリーズ状態で表示するものである。
請求項７に記載の発明は、請求項５に記載の観察装置において、前記観察点の画像を表示する表示手段を備え、前記取得手段は、複数フレーム分の前記補正後の画像信号を連続的に取得し、前記表示手段は、前記複数フレーム分の補正後の画像信号に基づいて、前記観察点の画像をスルー状態で表示するものである。
【００１１】
請求項８に記載の発明は、請求項６または請求項７に記載の観察装置において、前記変動が収束したタイミングを検出する検出手段を備え、前記取得手段は、前記変動の収束後、１フレーム分の未補正の前記画像信号を前記観察点の画像として取得し、前記表示手段は、前記変動が収束するまでの期間、前記補正後の画像信号に基づいて前記観察点の画像を表示し、前記変動の収束後、前記１フレーム分の未補正の画像信号に切り替えて前記観察点の画像をフリーズ状態で表示するものである。
【００１２】
請求項９に記載の発明は、請求項６または請求項７に記載の観察装置において、前記変動が収束したタイミングを検出する検出手段を備え、前記取得手段は、前記変動の収束後、複数フレーム分の未補正の前記画像信号を前記観察点の画像として連続的に取得し、前記表示手段は、前記変動が収束するまでの期間、前記補正後の画像信号に基づいて前記観察点の画像を表示し、前記変動の収束後、前記複数フレーム分の未補正の画像信号に切り替えて前記観察点の画像をスルー状態で表示するものである。
【００１３】
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の観察装置において、前記一部領域が前記観察点に到達してからの経過時間を計測する計測手段をさらに備え、前記検出手段は、前記経過時間を前記変動の収束特性に応じた所定時間と比較することにより、前記変動が収束したタイミングを検出するものである。
【００１４】
請求項１１に記載の発明は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の観察装置において、前記生成手段から複数フレーム分の前記画像信号を連続的に取得し、隣接するフレーム間で各画素の信号レベル差を前記画像信号によって形成される画面内の領域で積分して変動信号を算出する算出手段をさらに備え、前記検出手段は、前記変動信号を前記変動の収束特性に応じた所定レベル差と比較することにより、前記変動が収束したタイミングを検出するものである。
【００１５】
請求項１２に記載の発明は、請求項１〜請求項４，請求項８，請求項９の何れか１項に記載の観察装置において、前記生成手段から複数フレーム分の前記画像信号を連続的に取得し、隣接するフレーム間での動きベクトルを算出する算出手段をさらに備え、前記検出手段は、前記動きベクトルを積分したベクトルを前記変動の収束特性に応じた所定ベクトルと比較することにより、前記変動が収束したタイミングを検出するものである。
【００１６】
【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４，請求項１０に対応する。ここでは、観察装置の一例として外観検査装置を説明する。
【００１７】
第１実施形態の外観検査装置１０は、図１に示すように、制振ユニット１１の上にＸＹθステージ１２とウエハホルダ１３とが順に配置され、さらに、不図示の固定部材を介して制振ユニット１１の上に対物レンズ１４とカメラ１５とを含む顕微鏡が配置されたものである。また、制振ユニット１１の上にはプリアライメント用のセンサ１６も配置される。制振ユニット１１は、外部からの機械的な振動を遮断するための機構である。
【００１８】
外観検査装置１０の試料は、ウエハ１０Ａであり、不図示のウエハ搬送機構によってウエハホルダ１３の上に載置される。このウエハ１０Ａは、外観検査装置１０による後述の観察工程が終了すると、ウエハ搬送機構によってウエハホルダ１３から回収される。外観検査装置１０による観察工程では、概略、ウエハ１０Ａの予め定めた観察点Ａ，Ｂ，Ｃ，…（図２参照）の画像が順に取得される。
【００１９】
なお、外観検査装置１０の制振ユニット１１とＸＹθステージ１２とウエハホルダ１３と顕微鏡（１４，１５）とセンサ１６と不図示のウエハ搬送機構は、その周囲を壁によって覆われ、クリーンルーム内に設置されている。
【００２０】
外観検査装置１０には、その他、ＸＹθステージ１２に接続された位置制御部１７と、カメラ１５に接続された画像処理部１８と、操作部１９と、確認スイッチ２０と、時間計測部２１と、表示装置２２と、制御装置２３とが設けられる。制御装置２３には、図３に示すように、メモリ３１と、切替スイッチ３２〜３４と、表示制御部３５とが設けられる。
【００２１】
次に、外観検査装置１０の各構成要素について順に説明する。
対物レンズ１４は、ウエハ１０Ａの一部領域の像（例えば拡大像）を形成する光学系である。一部領域は、対物レンズ１４の直下に位置する局所領域であり、その中心付近に光軸４Ａを含む。この一部領域内には、ウエハ１０Ａの移動により、例えば図２に示す観察点Ａ，Ｂ，Ｃ，…の何れかを位置決めすることができる（詳細は後述する）。例えば観察点Ａが位置決めされると、対物レンズ１４の像面には、観察点Ａの像が形成される。
【００２２】
カメラ１５の内部には、不図示の撮像素子が設けられている。カメラ１５は、撮像素子の撮像面が対物レンズ１４の像面と一致するように配置される。そして、対物レンズ１４の像面に形成された一部領域の像（例えば観察点Ａの像）を撮像し、撮像信号を画像処理部１８に出力する。
また、カメラ１５には、撮像信号の明るさを一定に保つための機能（オートゲインコントロール機能）が組み込まれている。この機能を以下「ＡＧＣ機能」という。ＡＧＣ機能は、撮像信号の全体または一部の画素の明るさ（信号レベル）を検出し、この検出結果に基づいて撮像信号の増幅度を変更するものである。ＡＧＣ機能を組み込むことで、後述の表示装置２２に表示される画像の明るさを一定に保つことができる。
【００２３】
画像処理部１８は、カメラ１５から出力される撮像信号にγ処理などの画像処理を施して、ウエハ１０Ａの一部領域（光軸４Ａを含む局所領域）に関わる画像信号を生成する。この画像信号は、例えば観察点Ａに関わる画像信号であり、制御装置２３に出力される。カメラ１５および画像処理部１８は、請求項の「生成手段」に対応する。
【００２４】
画像処理部１８の出力端子は、Ｒ色の画像信号を出力する端子と、Ｇ色の画像信号を出力する端子と、Ｂ色の画像信号を出力する端子との３つである。各々の出力端子は、図３に示すように、制御装置２３の切替スイッチ３２〜３４のＥ端子に接続されている。各々のＥ端子は、画像処理部１８からのＲ色，Ｇ色，Ｂ色の画像信号を入力する端子である。
【００２５】
また、切替スイッチ３２〜３４の各々には、Ｅ端子の他に、Ｆ端子とＧ端子とが設けられている。Ｆ端子の各々は、メモリ３１を介して、画像処理部１８からのＲ色，Ｇ色，Ｂ色の画像信号を入力する端子である。Ｇ端子の各々は、Ｅ端子またはＦ端子に入力されたＲ色，Ｇ色，Ｂ色の画像信号を表示装置２２に出力する端子である。
【００２６】
切替スイッチ３２〜３４のＧ端子にＥ端子を接続するかＦ端子を接続するかの選択は、表示制御部３５からの制御信号に基づいて切り替えられる。つまり、切替スイッチ３２〜３４では、Ｅ端子とＦ端子との何れか一方が選択的にＧ端子に接続される。そしてＧ端子に接続された方（Ｅ端子またはＦ端子）の画像信号が表示装置２２に出力される。
【００２７】
メモリ３１は、例えば書き込みと読み出しが同時に行える記憶素子であり、少なくとも１フレーム分のＲ色，Ｇ色，Ｂ色の画像信号を記憶可能な容量を有している。メモリ３１への画像信号の書き込みは、表示制御部３５からの制御信号に基づいて許可／禁止される。
ここで、切替スイッチ３２〜３４のＦ端子がＧ端子に接続されているとき、表示装置２２には、メモリ３１に書き込まれた１フレーム分の画像信号（例えば観察点Ａに関わる画像信号）に基づいて、観察画像（例えば観察点Ａの画像）がフリーズ状態で表示される。つまり、表示装置２２には静止画像が表示される。そして、メモリ３１に新たな画像信号（１フレーム分）が書き込まれると、メモリ３１の記憶内容の更新に応じて、表示装置２２における静止画像も更新される。
【００２８】
また、切替スイッチ３２〜３４のＥ端子がＧ端子に接続されているとき、表示装置２２には、画像処理部１８から連続的に出力される複数フレーム分の画像信号（例えば観察点Ａに関わる画像信号）に基づいて、観察画像（例えば観察点Ａの画像）がスルー状態で表示される。つまり、表示装置２２にはライブ画像（動画像）が表示される。
【００２９】
このように、外観検査装置１０の制御装置２３では、切替スイッチ３２〜３４のＦ端子がＧ端子に接続されているときに１フレーム分の画像信号を取得して表示装置２２に出力し、Ｅ端子がＧ端子に接続されているときに複数フレーム分の画像信号を連続的に取得して表示装置２２に出力している。
制御装置２３における画像信号の取得状態の切り替え（つまり切替スイッチ３２〜３４のＦ端子またはＥ端子の選択）は、表示制御部３５が操作部１９と確認スイッチ２０からの出力（後述）を参照して生成した制御信号に基づいて行われる。制御装置２３は、請求項の「取得手段」に対応する。
【００３０】
また、表示装置２２は、制御装置２３における画像信号の取得状態の切り替え（つまり切替スイッチ３２〜３４のＦ端子またはＥ端子の選択）に応じて、観察画像（例えば観察点Ａの画像）をフリーズ状態またはスルー状態で表示する。表示装置２２と制御装置２３とは、請求項の「表示手段」に対応する。
外観検査装置１０のＸＹθステージ１２は、ウエハホルダ１３と共にウエハ１０ＡをＸＹθ方向に移動させるための機構である。図１において、Ｘ方向は紙面に平行な左右方向、Ｙ方向は紙面に垂直な方向、θ方向はＸＹ方向に垂直な軸（対物レンズ１４の光軸４Ａに平行な軸）を中心とする回転方向である。
【００３１】
ＸＹθステージ１２に接続された位置制御部１７は、制御装置２３からの制御信号に基づいてＸＹθステージ１２をＸＹ方向またはθ方向に駆動する。ＸＹ方向への駆動は、ウエハ１０Ａの観察時およびプリアライメント時に行われる。またθ方向への駆動は、プリアライメント時に行われる。ウエハホルダ１３とＸＹθステージ１２と位置制御部１７と制御装置２３は、請求項の「移動手段」に対応する。
【００３２】
ここで、ウエハ１０Ａの観察時、ＸＹθステージ１２のＸＹ方向への駆動は、ウエハ１０Ａの観察点Ａ，Ｂ，Ｃ，…（図２）の何れかを対物レンズ１４の直下（光軸４Ａ上）に移動させるために行われる。これは、外観検査装置１０のカメラ１５による撮像対象の一部領域をウエハ１０Ａの観察点Ａ，Ｂ，Ｃ，…に移動させることに相当する。
【００３３】
また、位置制御部１７には、観察点Ａ，Ｂ，Ｃ，…（図２）の各々が対物レンズ１４の直下に位置するときのＸＹθステージ１２のＸＹ位置が“目標位置”として予め記憶されている。そして、この目標位置にしたがって、ＸＹθステージ１２のＸＹ方向への駆動が行われる。
さらに、ＸＹθステージ１２が目標位置に到達したとき、位置制御部１７は、制御装置２３の表示制御部３５（図３）に対して、到達信号を出力する。到達信号は、表示制御部３５が後述の時間計測部２１を制御する際のトリガー信号として用いられる（詳細は後述する）。
【００３４】
ところで、ＸＹθステージ１２が目標位置に到達して停止すると、外観検査装置１０では、そのときの衝撃に起因して機械的な振動が発生し、ウエハ１０Ａとカメラ１５の撮像面との相対的な位置関係が変動してしまう。その結果、カメラ１５から出力される撮像信号も、画像処理部１８から出力される画像信号も、時間的に変動する不安定なものとなる。そして、この不安定な画像信号が制御装置２３のメモリ３１と切替スイッチ３２〜３４のＥ端子に入力される。
【００３５】
しかし、第１実施形態の外観検査装置１０では、ＸＹθステージ１２が目標位置に到達したことによる振動が収束するまでの期間、制御装置２３による不安定な画像信号の取得を禁止する。すなわち、制御装置２３の切替スイッチ３２〜３４のＦ端子をＧ端子に接続させ、かつ、メモリ３１への画像信号の書き込みを禁止させる。そして振動が収束した後、安定した画像信号を制御装置２３が取得するようになっている（詳細は後述する）。
【００３６】
振動が収束したタイミングは、表示制御部３５（図３）が時間計測部２１を利用して検出する（詳細は後述する）。時間計測部２１は、表示制御部３５からの制御信号に基づいて時間の計測を開始し、計測時間を表示制御部３５に出力する。なお、時間計測部２１は請求項の「計測手段」に対応し、表示制御部３５は「検出手段」に対応する。
【００３７】
構成説明の最後に、操作部１９と確認スイッチ２０について説明する。
操作部１９は、例えばジョイスティックであり、操作者がウエハ１０Ａの観察点の周辺領域を観察したいときに手動で操作される。この操作の結果、操作部１９から制御装置２３には、所望の周辺領域を対物レンズ１４の直下に移動させるために必要な移動量の指令が入力される。確認スイッチ２０は、操作者がウエハ１０Ａのある観察点の観察を終了して次の観察点の観察に移行したいときに手動で操作される。
【００３８】
次に、第１実施形態の外観検査装置１０によるウエハ１０Ａの観察工程について説明する。この説明に当たり、図４のタイミングチャートを参照する。図４には、例えばウエハ１０Ａの観察点Ａ，Ｂ，Ｃ（図２）の画像をＡ→Ｂ→Ｃの順に取得する場合のタイミングが示されている。観察点Ａ，Ｂ，Ｃの位置や観察順序は、予め登録されたレシピまたは操作者の入力によって指定されたものである。
【００３９】
まず初めに、制御装置２３は、位置制御部１７に制御信号を出力して、ウエハ１０Ａのプリアライメントを行う。このとき位置制御部１７は、ＸＹθステージ１２をＸＹ方向に駆動して、ウエハ１０Ａの外縁部をセンサ１６の直下に移動させる。そして、この状態でＸＹθステージ１２をθ方向に駆動して、ウエハ１０Ａを回転させる。
【００４０】
したがって、センサ１６から制御装置２３には、ウエハ１０Ａの外縁部の形状変化に関する検出信号が出力される。制御装置２３は、センサ１６の出力に基づいて、ウエハ１０Ａとウエハホルダ１３の中心ずれ量を算出する。中心ずれ量は、ウエハ１０Ａの観察工程でＸＹθステージ１２の目標位置を補正するために用いられる。そして、プリアライメントの最後に、ウエハ１０Ａの外縁部のノッチ方向が所定方向に位置決めされる。
【００４１】
プリアライメントの終了後、制御装置２３は、ウエハ１０Ａの１つ目の観察点Ａの画像を取得するため、位置制御部１７に制御信号を出力する。このとき位置制御部１７は、予め記憶している観察点Ａ用の目標位置を読み出し、プリアライメント時に算出した中心ずれ量で補正し、補正後の目標位置（Ａ）に基づいてＸＹθステージ１２を駆動して、観察点Ａを対物レンズ１４の直下に移動させる（図４の期間Ｈ１）。
【００４２】
このとき表示制御部３５は、メモリ３１への画像信号の書き込みを禁止すると共に、切替スイッチ３２〜３４のＦ端子を選択してＧ端子に接続している。したがって、表示装置２２には、何の画像も表示されない。つまり、ＸＹθステージ１２の移動中の画像（ウエハ１０Ａの観察とは無関係な画像）が表示装置２２に表示されることはない。
【００４３】
そして、ＸＹθステージ１２が目標位置（Ａ）に到達し、観察点Ａが対物レンズ１４の直下に到達すると、位置制御部１７は、制御装置２３の表示制御部３５に対して、到達信号を出力する。なお、この時点でも、メモリ３１への画像信号の書き込みは禁止され、切替スイッチ３２〜３４のＦ端子がＧ端子に接続されている。
【００４４】
したがって、観察点Ａが対物レンズ１４の直下に到達（つまりＸＹθステージ１２が目標位置（Ａ）に到達）したことによる振動が発生し、ウエハ１０Ａとカメラ１５との相対的な位置関係が変動し、画像処理部１８から制御装置２３のメモリ３１と切替スイッチ３２〜３４のＥ端子に入力される画像信号が不安定なものとなっても、表示装置２２に不鮮明な画像が表示されることはない。
【００４５】
表示制御部３５は、位置制御部１７から到達信号を受け取ると、時間計測部２１を制御して時間の計測を開始させる。時間計測部２１による計測時間Ｔ１は、観察点Ａが対物レンズ１４の直下に到達してからの経過時間であり、表示制御部３５に逐次出力される。
ここで、観察点Ａが対物レンズ１４の直下に到達してから振動が収束するまでの時間Ｔ２は、装置ごとの振動の収束特性に応じた固有値と考えることができる。また、装置の剛性が方向によって異なる場合には、ＸＹθステージ１２の移動方向（Ｘ方向とＹ方向）ごとに振動の収束特性が異なり、振動が収束するまでの時間Ｔ２も異なることになる。
【００４６】
したがって、表示制御部３５では、上記の時間Ｔ２よりも長い時間Ｔ３を振動が確実に収束する目安の時間（以下「所定時間Ｔ３」）として設定し、この所定時間Ｔ３と時間計測部２１による計測時間Ｔ１を比較する。そして計測時間Ｔ１が所定時間Ｔ３を超えた時点で、このタイミングＴＡ（図４）を振動が収束したタイミングとして検出する。
【００４７】
振動が収束したタイミングＴＡで、表示制御部３５はメモリ３１を制御し、メモリ３１への画像信号の書き込みを１フレーム分だけ許可する。このとき書き込まれる画像信号は、観察点Ａに関わる画像信号であり、時間的な変動成分を含まない安定したものである。また、表示制御部３５がメモリ３１を制御する際、切替スイッチ３２〜３４の入力端子は、Ｆ端子が選択された状態のまま保たれる。
【００４８】
その結果、表示装置２２には、メモリ３１に書き込まれた１フレーム分の画像信号（観察点Ａに関わる安定した画像信号）に基づいて、観察点Ａのカラー画像がフリーズ状態で表示される。つまり、観察点Ａの静止画像が表示される。上記のように、振動の収束後に（タイミングＴＡで）観察点Ａの安定した画像信号を取得するため、観察点Ａの鮮明な画像を表示できる。このため操作者は、観察点Ａの観察（良・不良の判断）を快適に行うことができる。
【００４９】
その後、操作者によって確認スイッチ２０が操作されると、制御装置２３は、次の観察点Ｂの画像を取得するため、位置制御部１７を制御する。位置制御部１７は、上記と同様に、観察点Ｂ用の目標位置を読み出し、中心ずれ量で補正した後の目標位置（Ｂ）に基づいてＸＹθステージ１２を駆動して、観察点Ｂを対物レンズ１４の直下に移動させる（図４の期間Ｈ２）。
【００５０】
期間Ｈ２においても、メモリ３１への画像信号の書き込みは禁止され、切替スイッチ３２〜３４のＦ端子がＧ端子に接続されている。したがって、表示装置２２には、観察点Ａの鮮明な画像がフリーズ状態で継続して表示され、ＸＹθステージ１２の移動中の画像（ウエハ１０Ａの観察とは無関係な画像）が表示装置２２に表示されることはない。
【００５１】
その後、ＸＹθステージ１２が目標位置（Ｂ）に到達し、観察点Ｂが対物レンズ１４の直下に到達すると、位置制御部１７は、表示制御部３５に到達信号を出力する。この時点でも、メモリ３１への画像信号の書き込みは禁止され、切替スイッチ３２〜３４のＦ端子が選択的にＧ端子に接続されている。
したがって、観察点Ｂが対物レンズ１４の直下に到達（つまりＸＹθステージ１２が目標位置（Ｂ）に到達）したことによる振動が発生し、ウエハ１０Ａとカメラ１５との相対的な位置関係が変動し、画像処理部１８から制御装置２３のメモリ３１と切替スイッチ３２〜３４のＥ端子に入力される画像信号が不安定なものとなっても、表示装置２２には前の観察点Ａの鮮明な画像がフリーズ状態で継続して表示され、不鮮明な画像が表示されることはない。
【００５２】
表示制御部３５は、位置制御部１７から到達信号を受け取ると、時間計測部２１を制御して時間の計測を開始させ、時間計測部２１による計測時間Ｔ１と所定時間Ｔ３を比較する。そして計測時間Ｔ１が所定時間Ｔ３を超えた時点で、このタイミングＴＢ（図４）を振動が収束したタイミングとして検出する。
振動が収束したタイミングＴＢで、表示制御部３５はメモリ３１への画像信号の書き込みを１フレーム分だけ許可する。このときメモリ３１の記憶内容が書き換えられる。新たな画像信号は、観察点Ｂに関わる画像信号であり、時間的な変動成分を含まない安定したものである。また、表示制御部３５がメモリ３１を制御する際、切替スイッチ３２〜３４の入力端子は、Ｆ端子が選択された状態のまま保たれる。
【００５３】
その結果、表示装置２２には、メモリ３１に書き込まれた１フレーム分の画像信号（観察点Ｂに関わる安定した画像信号）に基づいて、観察点Ｂのカラー画像がフリーズ状態で表示される。つまり、現在の観察点Ｂの静止画像に切り替えて表示される。上記のように、振動の収束後に（タイミングＴＢで）観察点Ｂの安定した画像信号を取得するため、観察点Ｂの鮮明な画像を表示できる。このため操作者は、観察点Ｂの観察（良・不良の判断）を快適に行うことができる。
【００５４】
その後、操作者によって操作部１９が操作されると、制御装置２３は、現在の観察点Ｂの周辺の画像を取得するため、操作部１９からの指令に基づいて位置制御部１７を制御する。位置制御部１７は、制御装置２３からの制御信号に基づいて、操作部１９の操作量で決定される移動量だけ、ＸＹθステージ１２を駆動する（図４の期間Ｈ３）。
【００５５】
一方、表示制御部３５は、操作者によって操作部１９が操作されると、メモリ３１への画像信号の書き込みを禁止した状態のまま、切替スイッチ３２〜３４を制御し、Ｆ端子に代えてＥ端子をＧ端子に接続させる。
したがって、表示装置２２には、観察点Ｂの周辺領域の画像がスルー（動画）状態で表示される。操作者は、観察点Ｂの周辺領域の観察（良・不良の判断）を快適に行うことができる。なお、メモリ３１への画像信号の書き込みは禁止状態のため、メモリ３１の記憶内容は観察点Ｂの画像信号のまま保たれる。
【００５６】
その後、操作者によって確認スイッチ２０が操作されると、制御装置２３は、次の観察点Ｃの画像を取得するため、位置制御部１７を制御する。位置制御部１７は、上記と同様に、観察点Ｃ用の目標位置を読み出し、中心ずれ量で補正した後の目標位置（Ｃ）に基づいてＸＹθステージ１２を駆動して、観察点Ｃを対物レンズ１４の直下に移動させる（図４の期間Ｈ４）。
【００５７】
一方、表示制御部３５は、操作者によって確認スイッチ２０が操作されると、メモリ３１への画像信号の書き込みを禁止した状態のまま、切替スイッチ３２〜３４を制御し、Ｅ端子に代えてＦ端子を選択的にＧ端子に接続させる。したがって、表示装置２２には、再び、観察点Ｂの鮮明な画像がフリーズ状態で表示され、ＸＹθステージ１２の移動中の画像（ウエハ１０Ａの観察とは無関係な画像）が表示装置２２に表示されることはない。
【００５８】
その後、ＸＹθステージ１２が目標位置（Ｃ）に到達し、観察点Ｃが対物レンズ１４の直下に到達すると、上記と同様に、振動が収束する（つまり時間計測部２１による計測時間Ｔ１が所定時間Ｔ３を超える）までの期間、表示装置２２には前の観察点Ｂの鮮明な画像がフリーズ状態で継続して表示される。そして振動が収束したタイミングＴＣで、表示装置２２の表示内容が更新され、現在の観察点Ｃの鮮明な静止画像が表示される。このため操作者は、観察点Ｃの観察（良・不良の判断）を快適に行うことができる。
【００５９】
なお、上記した第１実施形態では、ある観察点が対物レンズ１４の直下に到達してから振動が収束するまでの時間Ｔ２に基づいて、振動の収束タイミングＴＡ，ＴＢ，ＴＣ…（図４）を検出するための基準（所定時間Ｔ３）を設定したが、本発明はこれに限定されない。
第１実施形態の外観検査装置１０では、カメラ１５にＡＧＣ機能が組み込まれているため、ＡＧＣ機能の応答時間（時定数）を加味して所定時間Ｔ３を設定することもできる。応答時間とは、カメラ１５から出力される撮像信号の明るさが安定するまでの時間である。所定時間Ｔ３は、例えば“時間Ｔ２＋応答時間”よりも長い時間となる。
【００６０】
一般に、ＸＹθステージ１２が目標位置に到達して移動状態から静止状態に移行するときに、ＡＧＣ機能の増幅度の変化が大きくなり、カメラ１５から出力される撮像信号の明るさが不安定になりやすい。したがって、ＡＧＣ機能の応答時間を加味して所定時間Ｔ３を設定することにより、表示装置２２にフリーズ状態で表示される観察点の画像がさらに鮮明なものとなる。
【００６１】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態は、請求項１，請求項２，請求項４，請求項１１に対応する。
第２実施形態の外観検査装置４０は、図５，図６に示すように、第１実施形態の時間計測部２１に代えて変化検出部４１を設け、変化検出部４１と表示制御部３５の間に入力許可部４２を設けたものである。このため、表示制御部３５は、入力許可部４２を介して変化検出部４１によって制御され、変化検出部４１を利用して振動の収束タイミングを検出する。
【００６２】
まず、変化検出部４１について説明する。変化検出部４１は、画像処理部１８から連続的に出力される複数フレーム分の画像信号（例えば観察点Ａに関わる画像信号）を順に取得し、隣接するフレーム間で各画素（画面内の同一位置の画素どうし）の信号レベル差を算出する。そして、各々の信号レベル差を画面内の領域で積分し、変動信号Ｓ１を算出する。信号レベル差を画面内の領域で積分することにより変動信号Ｓ１のノイズ成分を低減できる。変化検出部４１は、請求項１１の「算出手段」に対応する。
【００６３】
このような変化検出部４１による変動信号Ｓ１の算出処理は、画像処理部１８から画像信号が出力される間、継続的に繰り返されている。しかし、変化検出部４１から表示制御部３５への変動信号Ｓ１の取り込みは、入力許可部４２が許可したときのみ実際に行われる。入力許可部４２における許可／禁止の制御は、表示制御部３５が行う。
【００６４】
次に、第２実施形態の外観検査装置４０によるウエハ１０Ａの観察工程について説明する。この説明に当たり、図７のタイミングチャートを参照する。図７には、例えばウエハ１０Ａの観察点Ａ，Ｂ，Ｃ（図２）の画像をＡ→Ｂ→Ｃの順に取得する場合のタイミングが示されている。
第１実施形態と同様のプリアライメント後、制御装置２３は、ウエハ１０Ａの１つ目の観察点Ａの画像を取得するため、位置制御部１７を制御する。位置制御部１７は、上記の目標位置（Ａ）に基づいてＸＹθステージ１２を駆動して、観察点Ａを対物レンズ１４の直下に移動させる（図７の期間Ｈ１）。このとき表示装置２２には、何の画像も表示されない。
【００６５】
そして、ＸＹθステージ１２が目標位置（Ａ）に到達し、観察点Ａが対物レンズ１４の直下に到達すると、位置制御部１７は、表示制御部３５に到達信号を出力する。このとき、メモリ３１は書き込み禁止状態で、切替スイッチ３２〜３４はＦ端子が選択されているため、振動によって画像処理部１８からの画像信号が不安定となっても、表示装置２２に不鮮明な画像が表示されることはない。
【００６６】
表示制御部３５は、位置制御部１７から到達信号を受け取ると、入力許可部４２を「許可」の状態に切り替え、入力許可部４２を介して、変化検出部４１からの変動信号Ｓ１の取り込みを開始する。変動信号Ｓ１は、観察点Ａが対物レンズ１４の直下に到達したことによる画像信号の変動成分の大きさ（信号レベル差）を表す信号であり、表示制御部３５に逐次出力される。
【００６７】
そして、表示制御部３５では、装置ごとの振動の収束特性に応じた所定レベル差Ｓ２と変化検出部４１からの変動信号Ｓ１とを比較し、変動信号Ｓ１が所定レベル差Ｓ２よりも小さくなった時点で、このタイミングＴＡ（図７）を振動が収束したタイミングとして検出する。
【００６８】
振動が収束したタイミングＴＡで、表示制御部３５がメモリ３１を１フレームの間、書き込み許可状態に切り替えると、スイッチ３２〜３４の各Ｇ端子が継続的にＦ端子に接続されているので、表示装置２２には、現在の観察点Ａの鮮明な静止画像が表示される。このため操作者は、観察点Ａの観察（良・不良の判断）を快適に行うことができる。なお、振動の収束タイミングＴＡで、入力許可部４２は「禁止」の状態に切り替えられる。
【００６９】
その後、操作者によって確認スイッチ２０が操作されると、第１実施形態と同様に、目標位置（Ｂ）に基づいてＸＹθステージ１２が駆動され、次の観察点Ｂが対物レンズ１４の直下に移動する（図７の期間Ｈ２）。このとき、表示装置２２には、観察点Ａの鮮明な静止画像が継続して表示される。
そしてＸＹθステージ１２が目標位置（Ｂ）に到達し、振動が収束する（変動信号Ｓ１＜所定レベル差Ｓ２）と、このタイミングＴＢで、表示装置２２の表示内容が更新され、現在の観察点Ｂの鮮明な静止画像が表示される。このため操作者は、観察点Ｂの観察（良・不良の判断）を快適に行うことができる。
【００７０】
さらに、操作者によって操作部１９が操作されると（図７の期間Ｈ３）、表示制御部３５はスイッチ３２〜３４の各Ｅ端子とＧ端子が接続されるようにスイッチ３２〜３４を制御し、表示装置２２には、観察点Ｂの周辺領域の画像がスルー状態で表示される。操作者は、観察点Ｂの周辺領域の観察（良・不良の判断）を快適に行うことができる。
【００７１】
また、操作者によって確認スイッチ２０が操作されると、第１実施形態と同様に、目標位置（Ｃ）に基づいてＸＹθステージ１２が駆動され、次の観察点Ｃが対物レンズ１４の直下に移動する（図７の期間Ｈ４）。このとき、表示装置２２には、観察点Ｂの鮮明な静止画像が継続して表示される。
そしてＸＹθステージ１２が目標位置（Ｃ）に到達し、振動が収束する（変動信号Ｓ１＜所定レベル差Ｓ２）と、このタイミングＴＣで、表示装置２２の表示内容が更新され、スイッチ３２〜３４の各Ｇ端子が継続的にＦ端子に接続されているので、現在の観察点Ｃの鮮明な静止画像が表示される。このため操作者は、観察点Ｃの観察（良・不良の判断）を快適に行うことができる。
【００７２】
第２実施形態の外観検査装置４０では、変化検出部４１からの変動信号Ｓ１を所定レベル差Ｓ２と比較するため、ＸＹθステージ１２が目標位置（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）…に到達した後、振動が収束したタイミングＴＡ，ＴＢ，ＴＣ…（図７）を遅延なく検出できる。したがって、振動が収束した後の安定した観察画像を即座に取得でき、ウエハ１０Ａの観察の高速化が図られる。
【００７３】
なお、上記した第２実施形態では、装置ごとの振動の収束特性に応じた所定レベル差Ｓ２を基準にして振動の収束タイミングＴＡ，ＴＢ，ＴＣ…（図７）を検出したが、本発明はこれに限定されない。カメラ１５のＡＧＣ機能による信号レベルの変動特性を加味して基準の所定レベル差Ｓ２を決めてもよい。
さらに、上記した第１実施形態および第２実施形態では、ウエハ１０Ａの観察点Ａ，Ｂ，Ｃ，…の観察時、各々の鮮明な観察画像をフリーズ状態で表示させたが、本発明はこれに限定されない。振動が収束したタイミングＴＡ，ＴＢ，ＴＣ…から確認スイッチ２０が操作される（次の観察点への移動開始）までの間に、観察点Ａ，Ｂ，Ｃ，…の画像をスルー状態で表示させても構わない（請求項３）。この場合の画像も鮮明なものである。
【００７４】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態は、請求項５，請求項７，請求項９，請求項１２に対応する。
第３実施形態の外観検査装置５０は、図８，図９に示すように、第２実施形態の変化検出部４１に代えて動きベクトル算出部５１を設け、切替スイッチ３２〜３４に代えて切替スイッチ５２〜５４を設け、切替スイッチ５２〜５４のＨ端子と画像処理部１８との間に動き補正部５５を設けたものである。表示制御部３５は、入力許可部４２を介して動きベクトル算出部５１を制御し、動きベクトル算出部５１を利用して振動の収束タイミングを検出する。
【００７５】
まず、動きベクトル算出部５１について説明する。動きベクトル算出部５１は、画像処理部１８から連続的に出力される複数フレーム分の画像信号（例えば観察点Ａに関わる画像信号）を順に取得して、隣接するフレーム間での相関演算により動きベクトルを算出する。例えば図１０には、隣接するフレームの特徴部５６が時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間に移動した量を動きベクトルＭ１とする例を示した。動きベクトル算出部５１は、請求項１２の「算出手段」に対応する。
【００７６】
このような動きベクトル算出部５１による動きベクトルＭ１の算出処理は、画像処理部１８から画像信号が出力される間、継続的に繰り返されている。しかし、動きベクトル算出部５１から表示制御部３５への動きベクトルＭ１の取り込みは、入力許可部４２が許可したときのみ実際に行われる。入力許可部４２における許可／禁止の制御は、表示制御部３５が行う。
【００７７】
また、第３実施形態の外観検査装置５０では、入力許可部４２が「許可」の状態のとき、動きベクトル算出部５１からの動きベクトルＭ１は、動き補正部５５にも取り込まれる。動き補正部５５は、切替スイッチ５２〜５４のＨ端子と画像処理部１８との間に設けられている。
動き補正部５５は、画像処理部１８から連続的に出力される画像信号（例えば観察点Ａに関わる画像信号）を、動きベクトルＭ１に基づいて空間的にシフトさせることにより画像信号の変動を補正する。例えば図１０の例では、時刻ｔ１のフレームと時刻ｔ２のフレームとで特徴部５６の位置が動かないように、時刻ｔ２のフレームの画像信号を動きベクトルＭ１に基づいて補正する。動き補正部５５は、請求項の「補正手段」に対応する。
【００７８】
次に、切替スイッチ５２〜５４の説明を行う。切替スイッチ５２〜５４のＥ端子，Ｆ端子，Ｇ端子は、上述した切替スイッチ３２〜３４のものと同じである。切替スイッチ５２〜５４の各々には、Ｅ端子，Ｆ端子，Ｇ端子の他に、Ｈ端子が設けられている。
【００７９】
Ｈ端子の各々は、動き補正部５５を介して、画像処理部１８からのＲ色，Ｇ色，Ｂ色の画像信号を入力する端子である。このためＧ端子の各々は、Ｅ端子またはＦ端子またはＨ端子に入力されたＲ色，Ｇ色，Ｂ色の画像信号を表示装置２２に出力する端子となる。
切替スイッチ５２〜５４のＧ端子にＥ端子を接続するかＦ端子を接続するかＨ端子を接続するかの選択は、表示制御部３５からの制御信号に基づいて切り替えられる。つまり、切替スイッチ５２〜５４では、Ｅ端子とＦ端子とＨ端子との何れか１つが選択的にＧ端子に接続される。そしてＧ端子に接続された端子（Ｅ端子またはＦ端子またはＨ端子）の画像信号が表示装置２２に出力される。
【００８０】
ここで、切替スイッチ５２〜５４のＨ端子がＧ端子に接続されているとき、表示装置２２には、動き補正部５５から連続的に出力される複数フレーム分の補正後の画像信号（例えば観察点Ａに関わる画像信号）に基づいて、観察画像（例えば観察点Ａの画像）がスルー状態で表示される。つまり、表示装置２２には動き補正後のライブ画像（動画像）が表示される。
【００８１】
このように、外観検査装置５０の制御装置２３では、切替スイッチ５２〜５４のＦ端子がＧ端子に接続されているときに１フレーム分の画像信号を取得して表示装置２２に出力し、Ｅ端子がＧ端子に接続されているときに動き補正のなされていない未補正の画像信号を連続的に取得して表示装置２２に出力し、Ｈ端子がＧ端子に接続されているときに複数フレーム分の動き補正後の画像信号を連続的に取得して表示装置２２に出力している。
【００８２】
次に、第３実施形態の外観検査装置５０によるウエハ１０Ａの観察工程について説明する。この説明に当たり、図１１のタイミングチャートを参照する。図１１には、例えばウエハ１０Ａの観察点Ａ，Ｂ，Ｃ（図２）の画像をＡ→Ｂ→Ｃの順に取得する場合のタイミングが示されている。
【００８３】
上記と同様のプリアライメント後、制御装置２３は、ウエハ１０Ａの１つ目の観察点Ａの画像を取得するため、位置制御部１７を制御する。位置制御部１７は、上記の目標位置（Ａ）に基づいてＸＹθステージ１２を駆動して、観察点Ａを対物レンズ１４の直下に移動させる（図１１の期間Ｈ１）。このとき表示装置２２には、何の画像も表示されない。
【００８４】
そして、ＸＹθステージ１２が目標位置（Ａ）に到達し、観察点Ａが対物レンズ１４の直下に到達すると、位置制御部１７は、表示制御部３５に到達信号を出力する。また、表示制御部３５は、位置制御部１７から到達信号を受け取ると、切替スイッチ５２〜５４のＨ端子をＧ端子に接続させ、入力許可部４２を「許可」の状態に切り替える。
【００８５】
その結果、動きベクトル算出部５１からの動きベクトルＭ１が、入力許可部４２を介して表示制御部３５と動き補正部５５に取り込まれる。動きベクトルＭ１は、観察点Ａが対物レンズ１４の直下に到達したことによる画像信号の変動成分の大きさを表す信号である。表示制御部３５では、動きベクトルＭ１に基づいて、振動の収束タイミングの検出を開始する。また、動き補正部５５は、動きベクトルＭ１に基づいて、画像信号の変動の補正処理を開始する。
【００８６】
このとき、画像処理部１８から連続的に出力される複数フレーム分の画像信号（観察点Ａに関わる画像信号）は、動き補正部５５において動きベクトルＭ１に基づく補正が行われ、切替スイッチ５２〜５４のＨ端子に入力する。そして表示装置２２には、補正後の画像信号に基づいて、観察点Ａのカラー画像がスルー状態で表示される。
【００８７】
したがって、観察点Ａが対物レンズ１４の直下に到達（つまりＸＹθステージ１２が目標位置（Ａ）に到達）したことによる振動が発生し、ウエハ１０Ａとカメラ１５との相対的な位置関係が変動し、画像処理部１８から制御装置２３に入力される画像信号が不安定なものとなっても、動き補正部５５によって変動成分の低減された鮮明な画像をスルー状態で表示できる。このため操作者は、観察点Ａの観察（良・不良の判断）を快適に行うことができる。
【００８８】
一方、表示制御部３５は、入力許可部４２を「許可」の状態に切り替えた後の動きベクトル算出部５１からの動きベクトルＭ１の積分値と、装置ごとの振動の収束特性に応じた所定ベクトルＭ２とを比較し、振動の収束を監視する。そして動きベクトルＭ１の積分値が所定ベクトルＭ２よりも小さくなった時点で、このタイミングＴＡ（図１１）を振動が収束したタイミングとして検出する。
【００８９】
振動が収束したタイミングＴＡで、表示制御部３５はメモリ３１を制御し、メモリ３１への画像信号の書き込みを１フレーム分だけ許可する。このとき書き込まれる画像信号は、観察点Ａに関わる画像信号であり、時間的な変動成分を含まない安定したものである。この画像信号は、後述するＸＹθステージ１２の移動期間Ｈ２において、フリーズ状態での表示に用いられる。
【００９０】
また、振動が収束したタイミングＴＡで、表示制御部３５は、切替スイッチ５２〜５４のＥ端子をＧ端子に接続させる。したがって、表示装置２２には、観察点Ａの動き補正のなされていない未補正の画像がスルー状態で表示される。この画像は、動きベクトルＭ１が所定ベクトルＭ２よりも小さく、変動しているとは認識できない程度の鮮明なものである。このため操作者は、観察点Ａの観察（良・不良の判断）を快適に行うことができる。
【００９１】
さらに、振動の収束タイミングＴＡで、入力許可部４２は「禁止」の状態に切り替えられる。つまり、動きベクトルＭ１の入力が禁止され、動き補正部５５における動き補正処理が停止される。
その後、観察点Ａの観察の終了後、操作者によって確認スイッチ２０が操作されると、上記と同様に、目標位置（Ｂ）に基づいてＸＹθステージ１２が駆動され、次の観察点Ｂが対物レンズ１４の直下に移動する（図１１の期間Ｈ２）。このとき、表示制御部３５は、切替スイッチ５２〜５４のＦ端子をＧ端子に接続させる。したがって、表示装置２２には、観察点Ａの鮮明な静止画像が表示される。
【００９２】
そしてＸＹθステージ１２が目標位置（Ｂ）に到達すると、振動が収束するタイミングＴＢまでの期間、動き補正部５５によって変動成分の低減された鮮明な画像（補正後）をスルー状態で表示し、振動が収束した（動きベクトルＭ１の積分値＜所定ベクトルＭ２）後は、動き補正のなされていない未補正の画像をスルー状態で表示する。このため操作者は、観察点Ｂの観察（良・不良の判断）を快適に行うことができる。
【００９３】
その後、操作者によって操作部１９が操作されると（図１１の期間Ｈ３）、切替スイッチ５２〜５４のＥ端子を選択した状態のまま、表示装置２２には、観察点Ｂの周辺領域の動き補正のなされていない未補正の画像がスルー状態で表示される。操作者は、観察点Ｂの周辺領域の観察（良・不良の判断）を快適に行うことができる。
【００９４】
また、操作者によって確認スイッチ２０が操作されると、上記と同様に、目標位置（Ｃ）に基づいてＸＹθステージ１２が駆動され、次の観察点Ｃが対物レンズ１４の直下に移動する（図１１の期間Ｈ４）。このとき表示制御部３５は、切替スイッチ５２〜５４のＦ端子を選択する。したがって、表示装置２２には、観察点Ｂの鮮明な静止画像が表示される。この静止画像はタイミングＴＢで取得したものである。
【００９５】
そしてＸＹθステージ１２が目標位置（Ｃ）に到達すると、振動が収束するタイミングＴＣまでの期間、動き補正部５５によって変動成分の低減された鮮明な画像をスルー状態で表示し、振動が収束した（動きベクトルＭ１の積分値＜所定ベクトルＭ２）後は、動き補正のなされていない未補正の画像をスルー状態で表示する。このため操作者は、観察点Ｃの観察（良・不良の判断）を快適に行うことができる。
【００９６】
第３実施形態の外観検査装置５０では、ＸＹθステージ１２が目標位置（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）…に到達した直後から動き補正部５５による変動成分の補正が開始されるため、変動成分の低減された鮮明な画像を早く取得でき、ウエハ１０Ａの観察の高速化が図られる。
なお、上記した第３実施形態では、ウエハ１０Ａの観察点Ａ，Ｂ，Ｃ，…の観察時、各々の鮮明な観察画像をスルー状態で表示させたが、本発明はこれに限定されない。振動が収束するまでの期間に、動き補正後の観察画像をフリーズ状態で表示させても構わない（請求項６）。また、振動が収束した後、動き補正のなされていない未補正の観察画像をフリーズ状態で表示させても構わない（請求項８）。
【００９７】
また、上記した第３実施形態では、動きベクトルＭ１の積分値の大きさと所定ベクトルＭ２との比較により、振動の収束タイミングＴＡ，ＴＢ，ＴＣ…（図１１）を検出したが、本発明はこれに限定されない。隣接するフレーム間の動きベクトルＭ１自体の大きさを加味して、収束タイミングＴＡ，ＴＢ，ＴＣ…を検出してもよい。その結果、ＸＹθステージ１２が目標位置（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）…に到達したことによる振動が長く継続する場合でも、正確に収束タイミングＴＡ，ＴＢ，ＴＣ…を検出することができる。
【００９８】
さらに、上記した第３実施形態では、動きベクトルＭ１を算出する際に、画像処理部１８から出力されるフレーム内のパターン（例えば図１０の特徴部５６）を参照したが、本発明はこれに限定されない。例えば、前の観察点の画像に現れたアライメントマークを基準にして動きベクトルを算出してもよい。
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態は、請求項１，請求項２，請求項１１に対応する。
【００９９】
第４実施形態では、第２実施形態の外観検査装置４０（図５，図６）による別の観察工程について説明する。この説明に当たり、図１２のタイミングチャートを参照する。図１２には、例えばウエハ１０Ａの観察点Ａ，Ｂ，Ｃ（図２）の画像をＡ→Ｂ→Ｃの順に取得する場合のタイミングが示されている。
【０１００】
まず、目標位置（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）…に基づいてＸＹθステージ１２が駆動され、観察点Ａ，Ｂ，Ｃ，…が対物レンズ１４の直下に移動する（期間Ｈ１，Ｈ２，Ｈ４，…）。そして、ＸＹθステージ１２が目標位置（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）…に到達し、観察点Ａ，Ｂ，Ｃ，…が対物レンズ１４の直下に到達すると、表示制御部３５は、１フレームの間のメモリ３１への画像信号の書き込みを許可する。
【０１０１】
また、表示制御部３５は、変化検出部４１からの変動信号Ｓ１と所定レベル差Ｓ２との比較を開始し、変動信号Ｓ１が所定レベル差Ｓ２よりも小さくなった時点で、このタイミングＴＡ，ＴＢ，ＴＣ，…を振動が収束したタイミングとして検出する。そして、切替スイッチ５２〜５４のＥ端子を選択し、表示装置２２に観察点Ａ，Ｂ，Ｃ，…の鮮明な画像をスルー状態で表示させる。
【０１０２】
第４実施形態では、振動が収束するまでの期間、表示装置２２に不鮮明な静止画像が表示されてしまうが、振動が収束した後には鮮明な画像に切り替えて表示させることができる。このため操作者は、観察点Ａの観察（良・不良の判断）を快適に行うことができる。
なお、次の観察点への移動中にフリーズ状態で表示する画像は、振動が収束した後で再びメモリ３１を書き込み許可状態に切り替えて取得したものを用いることが好ましい。また、振動が収束する前に、操作部１９が操作された場合、表示制御部３５は切替スイッチ３２〜３４のＥ端子を選択して、即座に表示画像をスルー状態とし、操作部１９により指示された位置への移動を開始し、観察点Ａ，Ｂ，Ｃ，…の周辺を観察可能な状態とする。
【０１０３】
（変形例）
なお、上記した実施形態では、ウエハ１０Ａを試料とする外観検査装置を例に説明を行ったが、本発明はこれに限定されない。例えば、液晶基板を試料とする検査装置や、基板に実装された電子部品を試料として観察する検査装置など、試料の局所領域を観察・検査する装置であれば、本発明を適用できる。
【０１０４】
また、上記した実施形態では、撮像素子に対して試料を移動させたが、試料を固定して撮像素子を移動させても構わない。また、試料と撮像素子との両方を移動させてもよい。
さらに、上記した実施形態では、表示装置を備えた観察装置の例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば試料の観察点の画像を取得してコンピュータなどに出力するキャプチャ装置のように、表示装置を必須要件としない観察装置にも、本発明は適用できる。
【０１０５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、試料の観察点の画像を常に鮮明な状態で取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の外観検査装置１０の構成を示すブロック図である。
【図２】ウエハ１０Ａの観察点Ａ，Ｂ，Ｃ，…を説明する図である。
【図３】外観検査装置１０の制御装置２３の内部構成を示すブロック図である。
【図４】外観検査装置１０のタイミングチャートである。
【図５】第２実施形態の外観検査装置４０の構成を示すブロック図である。
【図６】外観検査装置４０の制御装置２３の内部構成を示すブロック図である。
【図７】外観検査装置４０のタイミングチャートである。
【図８】第３実施形態の外観検査装置５０の構成を示すブロック図である。
【図９】外観検査装置５０の制御装置２３の内部構成を示すブロック図である。
【図１０】動きベクトルＭ１の算出例を説明する図である。
【図１１】外観検査装置５０のタイミングチャートである。
【図１２】第４実施形態の外観検査装置のタイミングチャートである。
【符号の説明】
１０，外観検査装置
１１  制振ユニット
１２  ＸＹθステージ
１３  ウエハホルダ
１４  対物レンズ
１５  カメラ
１６  プリアライメント用のセンサ
１９  操作部
２０  確認スイッチ
３２，３３，３４  切替スイッチ
【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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