(57)【要約】      （修正有）【課題】被検査体に存在する真の欠陥に対応しない画素を欠陥として誤って認定することを防止するとともに、真の欠陥に対応する画素であって第一認定工程において欠陥として認定されなかった画素も欠陥として正しく認定することができる外観検査方法を提供する。【解決手段】中央処理部７は、被検査画像機億部６の被検査画像とその画像の対応するリファレンス画像記憶部６の画像との画素の階調値の差分を求め、その差分の絶対値が第一閾値αよりも大きいか否かを判定する。中央処理部７は、差分の絶対値が第一閾値αよりも大きい画素を欠陥として認定する。中央処理部７は、欠陥の画素から所定画素数の範囲内にある画素についてリファレンス画像の階調値と被検査画像の階調値との差分を求め、その差分の絶対値が第二閾値βよりも大きいか否かを判定する。中央処理部７は、差分の絶対値が第二閾値βよりも大きい画素をさらに欠陥として認定する。【選択図】図１
2007208050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象となる被検査体の被検査画像と、前記被検査画像と比較される正常な被検査体のリファレンス画像とを比較する外観検査方法であって、
前記被検査画像は複数の画素を含み前記画素ごとに階調化され、前記リファレンス画像は前記複数の画素にそれぞれ対応する別の複数の画素を含み前記別の画素ごとに階調化され、前記被検査画像と前記リファレンス画像との対応する画素同士の階調の差分を第一閾値と比較することによって、前記第一閾値よりも差分の大きい画素を欠陥として認定する第一認定工程と、
前記第一認定工程において欠陥として認定された画素の周囲の画素について前記被検査画像と前記リファレンス画像との対応する画素同士の階調の差分を前記第一閾値よりも小さい第二閾値と比較することによって、前記第二閾値よりも差分の大きい画素もまた欠陥として認定する第二認定工程とを含むことを特徴とする外観検査方法。
【請求項２】
請求項１に記載の外観検査方法において、
前記第一乃至第二認定工程において認定された一の欠陥の周囲の所定範囲内に該工程において認定された他の欠陥がある場合に、
前記第二認定工程の後に、さらに、
これらの欠陥と、これらの欠陥同士の間の画素とを含めたひとまとまりをみなし欠陥とするみなし欠陥作成工程を含むことを特徴とする外観検査方法。
【請求項３】
請求項２に記載の外観検査方法において、
前記みなし欠陥作成工程の後に、さらに、
前記みなし欠陥の形状と所定形状とが一致する割合を表すみなし欠陥の所定形状率を、前記所定形状に関する形状率閾値と比較する形状率比較工程を含むことを特徴とする外観検査方法。
【請求項４】
請求項３に記載の外観検査方法において、
前記形状率比較工程において前記みなし欠陥の所定形状率が前記形状率閾値より大きいか又は同じ場合に、
前記形状率比較工程の後に、さらに、
前記欠陥同士の間の画素について前記被検査画像と前記リファレンス画像との対応する画素同士の階調の差分を前記第二閾値よりも小さい第三閾値と比較することによって、前記第三閾値よりも差分の大きい画素もまたさらに欠陥として認定する第三認定工程を含むことを特徴とする外観検査方法。
【請求項５】
請求項４に記載の外観検査方法において、
前記第三認定工程の後に、さらに、
前記第一乃至第二認定工程において認定された複数の欠陥同士が、前記第三認定工程においてまたさらに認定された欠陥を挟んで繋がったか否かを判定する第一判定工程を含むことを特徴とする外観検査方法。
【請求項６】
請求項３〜５の何れか一項に記載の外観検査方法において、
前記形状率比較工程において前記みなし欠陥の所定形状率が前記形状率閾値より小さい場合に、
前記形状率比較工程の後に、さらに、
前記第一認定工程において認定された複数の欠陥同士が、前記第二認定工程においてまた認定された欠陥を挟んで繋がったか否かを判定する第二判定工程を行うことを特徴とする外観検査方法。
【請求項７】
請求項１に記載の外観検査方法において、
前記第二認定工程の後に、さらに、
前記第一認定工程において認定された複数の欠陥同士が、前記第二認定工程においてまた認定された欠陥を挟んで繋がったか否かを判定する第二判定工程を含むことを特徴とする外観検査方法。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一項に記載の外観検査方法において、
前記所定形状は円形であることを特徴とする外観検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ウエハといった被検査体の外観検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウエハといった被検査体の外観に欠陥があるか否かを調べるために、種々の外観検査方法がある。例えば、特許文献１に示されているように、撮像素子によって撮像された被検査体の画像と正常な状態の画像の対応する画素階調の差分を求め、差分を閾値と比較することによって、被検査体の外観を検査していた。
【特許文献１】特開平４−１０７９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のような外観検査方法では、被検査体表面における真の欠陥に対応していると推定された画素を欠陥として認定し、その形状によって、線形欠陥、円形欠陥、独立欠陥に分類する処理が自動的に行われる。この場合、欠陥に対応していると推定された複数の画素同士が互いに隣接する場合には、このひとまとまりを１つの欠陥として認定する。その後、欠陥の個数や形状、大きさからその欠陥が発生した工程を推定し、ウエハといった被検査体の製造装置の点検を行ったり、製造工程を見直すといった作業が行われる。従って、欠陥の個数や形状、大きさなどが誤って認定されると、これら後段の管理工程に悪影響を及ぼすため、欠陥の個数や形状、大きさは、できる限り正確に認定されることが望ましい。
【０００４】
ところが、従来、欠陥を認定する際に、複数の欠陥に対して１つの所定閾値のみを用いて、それとの差分が大きい画素だけを欠陥として認定していたため、閾値を大きくすると、欠陥として認定される部分が減ってしまい、真の欠陥が認定されないことがある一方で、閾値を小さくすると、欠陥として認定される部分が増えてしまい、真の欠陥以外の部分も欠陥として検出されてしまうという問題があった。例えば、被検査体の表面の色が均一な濃さでなく、被検査体の表面には色の濃淡が存在し、濃淡が異なる領域にまたがって真の欠陥が存在するような場合、被検査体の画像と正常な状態の画像の全ての部分について１つの所定閾値のみを用いてそれとの差分を求めると、真の欠陥を正しく検出することができないという問題があった。これは、所定閾値を大きく設定すると、表面の色が淡い部分の欠陥のみが認定されるためである（図１１（ａ），（ｂ）参照）。このとき、所定閾値を小さく設定すると、表面の色が濃い部分の欠陥が認定される一方で、表面の色が淡い部分において、真の欠陥ではない部分が欠陥として認定されてしまう。
【０００５】
また、上述の１つの所定閾値を用いて認定された欠陥のうち、互いに近傍の所定範囲内に存在する欠陥同士は適宜連結され、この連結後の欠陥のサイズが所定閾値以上となる欠陥を真の欠陥に対応するものとして認定していた。しかしながら、被検査体表面に色の濃淡が存在する場合には、上述の通り、１つの真の欠陥が分断されて複数の欠陥として認定されることがあり、これらの欠陥が所定範囲内に存在しないために正しく連結されず、欠陥のサイズに対する所定の閾値との比較において閾値より小さいために欠陥と判定されなくなってしまい、このような欠陥が判定から漏れるという問題があった。更に、これらの判定漏れとなる欠陥同士を連結するために、上記所定範囲を広く設定すると、異なる真の欠陥に対応する欠陥同士が誤って連結されることによって、真の欠陥の形状とは大きく異なる形状の欠陥として誤って認定され、上述の管理工程に悪影響を及ぼすという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、被検査体の表面に存在する真の欠陥に対応しない部分が誤って認定されることを防止するとともに、真の欠陥に対応する部分を正しく認定することができる外観検査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】
【０００７】
以上の課題を解決するために、請求項１に係る発明の外観検査方法は、検査対象となる被検査体の被検査画像と、前記被検査画像と比較される正常な被検査体のリファレンス画像とを比較する外観検査方法であって、
前記被検査画像は複数の画素を含み前記画素ごとに階調化され、前記リファレンス画像は前記複数の画素にそれぞれ対応する別の複数の画素を含み前記別の画素ごとに階調化され、前記被検査画像と前記リファレンス画像との対応する画素同士の階調の差分を第一閾値と比較することによって、前記第一閾値よりも差分の大きい画素を欠陥として認定する第一認定工程と、
前記第一認定工程において欠陥として認定された画素の周囲の画素について前記被検査画像と前記リファレンス画像との対応する画素同士の階調の差分を前記第一閾値よりも小さい第二閾値と比較することによって、前記第二閾値よりも差分の大きい画素もまた欠陥として認定する第二認定工程とを含むことを特徴とする。
【０００８】
以上のように、第一認定工程において、被検査画像とリファレンス画像との対応する画素の階調の差分を第一閾値と比較することによって、被検査画像に含まれる画素のうち、被検査体に存在する真の欠陥に対応しない画素を欠陥として誤って認定することを防止することができる。その後、第二認定工程においては、第一認定工程において欠陥として認定された欠陥に含まれる任意の画素の周囲の画素について被検査画像とリファレンス画像の階調の差分を前記第一閾値よりも小さい第二閾値と比較することによって、被検査体に存在する真の欠陥に対応する画素であって第一認定工程において欠陥として認定されなかった画素も欠陥として正しく認定することができる。従って、被検査体に存在する真の欠陥をより正確に真の形状に近い状態で検出することができる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の外観検査方法において、前記第一乃至第二認定工程において認定された一の欠陥の周囲の所定範囲内に該工程において認定された他の欠陥がある場合に、
前記第二認定工程の後に、さらに、
これらの欠陥と、これらの欠陥同士の間の画素とを含めたひとまとまりをみなし欠陥とするみなし欠陥作成工程を含むことを特徴とする。
【００１０】
以上のように、一の欠陥の周囲の所定範囲内に他の欠陥がある場合に、これらの欠陥とその間の画素とを含めたひとまとまりをみなし欠陥とすることで、互いに所定範囲内に存在する欠陥だけを、同一の真の欠陥に対応する欠陥群であるとみなすことができる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の外観検査方法において、前記みなし欠陥作成工程の後に、さらに、
前記みなし欠陥の形状と所定形状とが一致する割合を表すみなし欠陥の所定形状率を、前記所定形状に関する形状率閾値と比較する形状率比較工程を含むことを特徴とする。
【００１２】
以上のように、形状率比較工程において、みなし欠陥作成工程において作成されたみなし欠陥の形状と所定形状とが一致する割合を表すみなし欠陥の所定形状率を、その所定形状に関する形状率閾値と比較することで、みなし欠陥の形状が所定形状であるか否かを判定することができる。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の外観検査方法において、前記形状率比較工程において前記みなし欠陥の所定形状率が前記形状率閾値より大きいか又は同じ場合に、
前記形状率比較工程の後に、さらに、
前記欠陥同士の間の画素について前記被検査画像と前記リファレンス画像との対応する画素同士の階調の差分を前記第二閾値よりも小さい第三閾値と比較することによって、前記第三閾値よりも差分の大きい画素もまたさらに欠陥として認定する第三認定工程を含むことを特徴とする。
【００１４】
以上のように、みなし欠陥の所定形状率が形状率閾値より大きいか又は同じ場合に、第三認定工程において、みなし欠陥に含まれる任意の画素の周囲の画素について被検査画像とリファレンス画像との対応する画素の階調の差分を前記第二閾値よりも小さい第三閾値と比較することによって、被検査体に存在する真の欠陥に対応する画素であって前記第一乃至第二認定工程において欠陥として認定されなかった画素もまた欠陥として認定することができる。従って、被検査体に存在する真の欠陥をさらにより正確に真の形状に近い状態で検出することができる。
【００１５】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載の外観検査方法において、前記第三認定工程の後に、さらに、
前記第一乃至第二認定工程において認定された複数の欠陥同士が、前記第三認定工程においてまたさらに認定された欠陥を挟んで繋がったか否かを判定する第一判定工程を含むことを特徴とする。
【００１６】
以上のように、第一判定工程において、複数の欠陥同士が前記第三認定工程においてまたさらに認定された欠陥を挟んで繋がったか否かを判定することで、被検査体に存在する真の欠陥が所定形状であると判定することができる。
【００１７】
請求項６に係る発明は、請求項３〜５の何れか一項に記載の外観検査方法において、前記形状率比較工程において前記みなし欠陥の所定形状率が前記形状率閾値より小さい場合に、
前記形状率比較工程の後に、さらに、
前記第一認定工程において認定された複数の欠陥同士が、前記第二認定工程においてまた認定された欠陥を挟んで繋がったか否かを判定する第二判定工程を行うことを特徴とする。
【００１８】
以上のように、第二判定工程を、形状率比較工程の後に行うことで、形状率比較工程においてみなし欠陥の所定形状率が形状率閾値より小さい場合に、みなし欠陥の形状が線形であるか否かを判定することができる。従って、被検査体に存在する真の欠陥が線形であると判定することができる。
【００１９】
請求項７に係る発明は、請求項１に記載の外観検査方法において、前記第二認定工程の後に、さらに、
前記第一認定工程において認定された複数の欠陥同士が、前記第二認定工程においてまた認定された欠陥を挟んで繋がったか否かを判定する第二判定工程を含むことを特徴とする。
【００２０】
以上のように、第二判定工程を、形状率比較工程の後に行うことで、前記形状率比較工程において前記欠陥の所定形状率が前記形状率閾値より小さい場合に、みなし欠陥の形状が線形であるか否かを判定することができる。従って、被検査体に存在する真の欠陥が線形であると判定することができる。
【００２１】
請求項８に係る発明は、請求項１〜７の何れか一項に記載の外観検査方法において、前記所定形状は円形であることを特徴とする。
【００２２】
以上のように、前記所定形が円形であるので、被検査体に存在する真の欠陥が円形であると判定することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、被検査体に存在する真の欠陥に対応しない画素を欠陥として誤って認定されることを防止するとともに、真の欠陥に対応する画素であって第一認定工程において欠陥として認定されなかった画素も欠陥として正しく認定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００２５】
図１は、外観検査装置の全体構成図である。図１に示すように、この外観検査装置は、水平面内の直交する二方向に移動するステージ１と、ステージ１に載置された試料台２と、試料台２に載置された被検査体９９の像を画素ごとに受像して対応する電気的なアナログ信号を信号制御部４に送出する画像入力部３と、画像入力部３から受信した電気的なアナログ信号を画素ごとに階調値である電気的なデジタル信号に変換して被検査画像記憶部５に送出する信号制御部４と、信号制御部４から受信した画素ごとのデジタル信号の階調値を記憶する被検査画像記憶部５と、上述の被検査体９９の像と同様に、正常な被検査体の像を画素ごとに変換したデジタル信号の階調値を記憶するリファレンス画像記憶部６と、リファレンス画像記憶部６に記憶された階調値と被検査画像記憶部５に記憶された階調値とを比較する中央処理部７とを備える。ステージ１は被検査体の位置合わせ等のため、更に上記二方向に直交する方向に移動してもよく、上記二方向を含む平面内で回転移動してもよい。
後述の通り、画像はマトリクスアレイ状に配置される多数の画素によって構成され、この画像は画像入力部３の結像レンズによって結像される像に対応したものであるが、本発明の実施形態においては、特に、被検査画像記憶部５に記憶されて被検査体９９の像に対応する画像を被検査画像といい、リファレンス画像記憶部６に記憶されて正常な被検査体９９の像に対応する画像をリファレンス画像という。
【００２６】
画像入力部３は、シリコンウエハといった被検査体の像を撮像素子に結像する結像レンズと、ＣＣＤ型撮像素子といったライン状（一次元）又はマトリクスアレイ状（二次元）に多数の画素が配列されて画素ごとに光電変換によって光量を電気量に変換する撮像素子等とを具備する。なお、画像入力部３が一次元の像を入力するものである場合、画像入力部３に対してステージ１を相対的に移動させることで被検査体の二次元像を走査する。
【００２７】
信号制御部４は、所定分解能（例えば、モノクロの場合には８ビット）でサンプリングを行うＡ／Ｄ変換器を有し、画像入力部３で変換された検査対象となる被検査体の像に対応するアナログ電気信号を、階調値であるデジタル信号に順次変換して、画素ごとの階調値を被検査画像記憶部５に送出するものである。
【００２８】
被検査画像記憶部５は、半導体メモリ、磁気抵抗メモリといった読み書き可能なメモリであり、信号制御部４から受信した画素ごとの階調値を順次記憶することで、被検査体９９の被検査画像を記憶するものである。
【００２９】
リファレンス画像記憶部６は不揮発性の記憶媒体であり、欠陥のない正常な被検査体の像に対応するリファレンス画像がリファレンス画像記憶部６に記憶されている。
【００３０】
中央処理部７はＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を有し、被検査画像記憶部５に記憶された被検査画像を読み込むとともに、リファレンス画像記憶部６に記憶されたリファレンス画像を読み込むものである。また、中央処理部７は、読み込んだ被検査画像とリファレンス画像の対応する画素ごとに階調値の差分を求め、その差分の絶対値を閾値と比較するものである。
【００３１】
以下、外観検査装置を用いた外観検査方法について図２を用いて説明する。ここで、図２は、外観検査方法における中央処理部７の処理を示したフローチャートである。
【００３２】
まず、作業者が被検査体９９を試料台２に載置して位置合わせした後、画像入力部３にて被検査体９９の像が入力され、その像の画素ごとのアナログ信号が信号制御部４でそれぞれデジタル信号に変換され、デジタル変換された被検査画像が被検査画像記憶部５に記憶される。
【００３３】
被検査画像記憶部５には、被検査体９９の全部または一部の被検査画像がまず記憶される。この被検査画像は、必要に応じてマトリクス状である複数のエリアに分割されて、各エリアを個別に検査するエリア（検査対象エリア）として、検査対象エリアごとに外観検査処理が行われる。このとき、リファレンス画像も上記被検査画像の検査対象エリアに対応した複数のエリアに分割されて、対応する被検査画像とリファレンス画像とが比較される。また、一つのエリアに対する後述する一連の外観検査処理が終了すると、次の検査対象エリアに対する外観検査処理を開始する。これを繰り返すことにより、被検査体の全領域に対する外観検査処理が完了される。
【００３４】
被検査画像が被検査画像記憶部５に記憶された後、中央処理部７が被検査画像記憶部５から一の検査対象エリアの被検査画像を読み込むとともに、リファレンス画像記憶部６からリファレンス画像のうち、この一の検査対象エリアに対応したエリアのリファレンス画像を読み込む。ここで、リファレンス画像の一例を図３に示し、被検査画像の幾つかの例を図４に示す。図３では、一例として縞模様のリファレンス画像を示す。また、被検査体９９に円状のバブル欠陥が存在する場合には、被検査画像が図４（ａ）に示すようになり、バブル欠陥の縁部分の階調が内側部分の階調よりも濃い。被検査体９９に線状の欠陥が存在する場合には、被検査画像が図４（ｂ）に示すようになる。被検査体９９に独立した欠陥が点在する場合には、被検査画像が図４（ｃ）に示すようになる。
【００３５】
中央処理部７は、被検査画像のうち欠陥に対応していると推定される画素を認定する（ステップＳ１）。即ち、中央処理部７は、まず、リファレンス画像と被検査画像の対応する画素の階調値の差分を求め、その差分の絶対値が第一閾値αよりも大きいか否かを判定する。判定の結果、中央処理部７は、差分の絶対値が第一閾値αよりも大きい画素を真の欠陥に対応する画素であると推定し、この推定された画素を１つの欠陥として認定する。ただし、真の欠陥に対応すると推定された複数の画素同士が互いに隣接する場合には、これらのひとまとまりを１つの欠陥として認定する（第一認定工程）。なお、図５は、図４の各被検査画像に対してステップＳ１の処理の結果、欠陥として認定された画素と欠陥と認定されなかった画素を示す図面であり、図５（ａ）〜（ｃ）が図４（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ対応する。更に、中央処理部７は、上記第一認定工程で認定された欠陥の数を計数して、これを中央処理部７のＲＡＭに一時的に記憶する。図５（ａ）では欠陥が３つ、図５（ｂ）では欠陥が２つ、図５（ｃ）では欠陥が２つと計数される。
【００３６】
次に、中央処理部７は、被検査画像のエリアに欠陥と認定された画素がない場合には（ステップＳ３：Ｎｏ）、被検査画像のエリアに欠陥がないと判定し（ステップＳ５）、判定結果を中央処理部７のＲＡＭに記憶する。そしてこの検査対象エリアに対する処理を終了し、次の検査対象エリアに対する外観検査処理を開始する。
【００３７】
一方、被検査画像のエリアに欠陥と認定された画素がある場合には（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、引き続きステップＳ７に移行する。
ステップＳ７において、中央処理部７は、ステップＳ１において認定された欠陥に含まれる任意の画素から所定画素数の範囲内にある画素についてリファレンス画像の階調値と被検査画像の階調値との差分を求め、その差分の絶対値が第一閾値αよりも小さい第二閾値βよりも大きいか否かを判定する。そして、中央処理部７は、差分の絶対値が第二閾値βよりも大きい画素を真の欠陥に対応する画素であると推定し、この推定された画素を１つの欠陥として認定する。ただし、この場合も、真の欠陥に対応すると推定された複数の画素同士が互いに隣接する場合には、これらの画素のひとまとまりを１つの欠陥として認定する（第二認定工程）。図６は、欠陥に含まれる画素から所定画素数の範囲を示す図面であり、図６（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ図５（ａ）〜（ｃ）に対応する。図６（ａ）の場合には、中央処理部７は、欠陥に含まれる画素から５画素四方の範囲内の画素についてリファレンス画像の階調値と被検査画像の階調値の差分の絶対値が第二閾値βよりも大きいか否かを判定するとし、図６（ｂ）、（ｃ）の場合には、欠陥に含まれる画素から７画素四方の範囲内の画素について判定する。ここでは、説明のために便宜上、画素範囲が異なっているが、実際は上記画素範囲は全ての検査対象エリアに対して１つの所定値を使用してよい。
【００３８】
ここで、第二閾値βは第一閾値αよりも小さくしているので、リファレンス画像と被検査画像の対応する画素の階調値の差分が小さいために、真の欠陥に対応しているにもかかわらず、第一認定工程では欠陥として認定されなかった画素も、新たに欠陥として認定することができる。なお、図７は、図４の各被検査画像に対してステップＳ７の処理の結果、欠陥として認定された画素と欠陥と認定されなかった画素を示す図面であり、図７（ａ）〜（ｃ）が図４（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ対応する。図７（ａ）、（ｂ）はともに第二認定工程で新たな欠陥が認定された場合、図７（ｃ）は新たな欠陥が認定されなかった場合を示す。また、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、第二認定工程で新たに欠陥として認定された画素が、第一認定工程においてすでに認定された欠陥と隣接する位置に存在する場合は、各認定工程で認定された欠陥を併せて１つの欠陥と認定する。更に、中央処理部７は、上記第二認定工程で認定された欠陥の数を計数して、これを中央処理部７のＲＡＭに一時的に記憶する。図７（ａ）では欠陥が３つ、図７（ｂ）では欠陥が１つ、図７（ｃ）では欠陥が２つと計数される。
【００３９】
次に、中央処理部７は、ステップＳ９に移行するが、後述の形状率比較工程を行う必要がない場合、即ち、線形欠陥又は独立欠陥のみ検出すればよい場合は、ステップＳ２７に移行してよい。
形状率比較工程を行う場合（ステップＳ７からの実線）、中央処理部７は、欠陥に含まれる任意の画素を中心とした所定画素数四方の範囲内に別の欠陥があるか否かを判定する処理に移行する（ステップＳ９）。欠陥に含まれる任意の画素を中心とした所定画素数四方の範囲内に別の欠陥がない場合に（ステップＳ９：Ｎｏ）、中央処理部７の処理がステップＳ１３に移行する。一方、欠陥に含まれる任意のを中心とした所定画素数四方の範囲内に別の欠陥がある場合に（ステップＳ９：Ｙｅｓ）、中央処理部７の処理がステップＳ１１に移行し、所定の処理を行った後、後述のステップＳ１３に移行する。図８は、欠陥に含まれる任意の画素から所定画素数四方の範囲を示す図面であり、図８（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ図７（ａ）〜（ｃ）に対応する。例えば、図８（ａ）に示すような場合、欠陥に含まれる任意の画素を中心とした所定画素数（２画素）四方の範囲内に別の欠陥があるので、中央処理部７は、後述するステップＳ１１に移行する。一方、図８（ｂ）、（ｃ）に示すような場合、欠陥に含まれる任意の画素を中心とした所定画素数（２画素）四方の範囲内に別の欠陥がないので、中央処理部７は、ステップＳ１１の処理を省略し、後述のステップＳ１３に移行する。
【００４０】
ステップＳ１１においては、中央処理部７は、互いに所定画素数四方の範囲内にある複数の欠陥を、何れも１つの真の欠陥に対応する一の群に属する欠陥であるとみなす。例えば、図８（ａ）に示すような場合、中央処理部７は、３つの欠陥を、１つの真の欠陥に対応する一の群に属する欠陥（欠陥群）とみなす。
【００４１】
ステップＳ１１の後、中央処理部７は、上述の欠陥群に対応する１つの真の欠陥が所定形状であるか否かを判定する（ステップＳ１３、形状率比較工程）。中央処理部７は、まず、ステップＳ１１において１つの真の欠陥に対応するとみなした複数の欠陥同士の間に存在する各画素を抽出する。このとき、上述のステップＳ１１において一の群に属するとみなした欠陥群を内側に含む最短の閉曲線を仮定し、この閉曲線内にあって且つ前段の各ステップにおいて欠陥として認定されていない画素（抽出画素）を抽出する。上述の最短の閉曲線と抽出画素とを図９に示す。
【００４２】
また、抽出画素は前段のステップで欠陥として認定されていないが、欠陥の間にあるため、真の欠陥に対応する可能性が高いと考えられる。そこで、以下では、これら抽出画素と前段のステップにおいてすでに認定された欠陥とからなる全体をみなし欠陥といい、この抽出画素を抽出してみなし欠陥を作成する工程をみなし欠陥作成工程という。
【００４３】
次に、上述のみなし欠陥が所定の形状であるか否かを判定する（形状率比較工程）。尚、本実施形態においては、所定形状として円形の場合、即ち、所定形状率として円形率を用いて、円形であるか否かを判定する場合について例示するが、所定形状は円形に限るものではなく、他の所定形状率を用いて、みなし欠陥の形状が他の所定形状であるか否かを判定してもよい。
【００４４】
みなし欠陥が円形であるか否かを判定するには、まず最外周を構成する画素数Ｌと、この図形の最外周を含む全体を構成する画素数Ｓとをカウントし、これらの画素数Ｌ及びＳを用いて、次の式によって円形率を算出する。
円形率＝（４×π×Ｓ）／（Ｌ×Ｌ）・・・（式）
更に、この算出した円形率と所定の閾値（形状率閾値）とを比較し、算出された円形率が所定の円形率閾値以上である場合に、みなし欠陥が円形であると判定する（形状比較工程）。
図９のみなし欠陥の場合、Ｌ＝４３、Ｓ＝１０５であるから、円形率＝（４×π×１０５）／（４３×４３）＝０．７１となる。従って、円形率閾値を０．７０とした場合には、この図形は円形であると判定される。同様に、図７（ｂ）、（ｃ）に示すみなし欠陥は、何れも円形でないと判定される。
【００４５】
上記ステップＳ１３における判定の結果、上述のみなし欠陥が所定形状（本実施形態においては円形）でないと判定した場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、中央処理部７の処理が後述のステップＳ２７に移行する。一方、このみなし欠陥が所定形状であると判定した場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、ステップＳ１５に移行する。
【００４６】
以下では、まず、ステップＳ１５に移行してから欠陥の形状を判定するまでの処理を記載し、次に、ステップＳ２７に移行してから欠陥の形状を判定するまでの処理を記載する。尚、上述のステップＳ９において、一の欠陥に含まれる任意の画素を中心とした所定画素数四方の範囲内に別の欠陥がなかった場合は、後述の通り、処理の一部（ステップＳ１５、ステップＳ１７）は省略することができるため、これらの処理を省略してさらに後述のステップＳ２１に移行する。
【００４７】
ステップＳ１５においては、上述のステップＳ１１において抽出された各抽出画素について、リファレンス画像の階調値と被検査画像の階調値との差分を求め、その差分の絶対値が第二閾値βよりも小さい第三閾値γよりも大きいか否かを判定する。そして、中央処理部７は、差分の絶対値が第三閾値γよりも大きい画素を欠陥として認定する（第三認定工程）。ここで、第三閾値γは第二閾値βよりも小さくしているので、リファレンス画像と被検査画像との対応する画素の階調値の差分が小さいために、真の欠陥に対応しているにもかかわらず第一認定工程及び第二認定工程では欠陥として認定されなかった画素も、またさらに欠陥として認定することができる。なお、図１０は、図４（ａ）の被検査画像に対してステップＳ１５の処理を行った結果、欠陥として認定された画素と欠陥でないと認定された画素を示す図面である。このときも、上述のステップＳ１またはステップＳ７と同様に、中央処理部７は、差分の絶対値が第三閾値γよりも大きい画素を真の欠陥に対応する画素であると推定し、この推定された画素を１つの欠陥として認定する。ただし、この場合も、真の欠陥に対応すると推定された複数の画素同士が互いに隣接する場合には、これらの画素のひとまとまりを１つの欠陥として認定する。また、認定された欠陥の数を計数し、これを中央処理部７のＲＡＭに一時的に記憶する。図１０では欠陥が１つと計数される。
【００４８】
次に、中央処理部７は、上述のステップＳ１及びステップＳ７で認定された欠陥同士が、上述のステップＳ１５において繋がったか否かを判定する（ステップＳ１７、第一判定工程）。具体的には、中央処理部７は、ステップＳ１５において中央処理部７のＲＡＭに一時記憶した欠陥の数を、ステップＳ７における欠陥の数と比較し、ステップＳ１５における欠陥の数の方が少ない場合に欠陥同士が繋がったと判定し、ステップＳ１５における欠陥の数と同じか又は増えた場合に欠陥同士が繋がらないと判定する。例えば、検査対象エリア内の欠陥の数は、図８（ａ）は３つであり、図９は１つである。このとき、欠陥の数が減っているので、欠陥同士が繋がったと判定される。
【００４９】
上述の第一判定工程において欠陥同士が繋がらない場合（ステップＳ１７：Ｎｏ）、中央処理部７は、各欠陥をそれぞれ独立欠陥であるとみなし、各欠陥の大きさと、独立欠陥のサイズに関する所定のサイズ閾値とを比較する第三サイズ比較工程（ステップＳ１９）へ移行する。一方、欠陥同士が繋がった場合（ステップＳ１７：Ｙｅｓ）、中央処理部７は、各欠陥をそれぞれ所定形状の欠陥（本実施形態においては円形欠陥）であるとみなし、各欠陥の大きさと、円形欠陥のサイズに関する所定のサイズ閾値とを比較する第一サイズ比較工程（ステップＳ２１）へ移行する。
【００５０】
第一サイズ比較工程においては、例えば、各欠陥に含まれる画素の個数、外周を構成する画素の個数、又はこの欠陥を含む最小の矩形の二辺の長さなどのうち何れかが所定閾値より大きい場合に、中央処理部７はその欠陥が真の欠陥であり、尚かつ、円形欠陥であると判定する（ステップＳ２５）。また、第三サイズ比較工程においても、同様に、上述の要素のうち何れかが所定閾値より大きい場合に、中央処理部７はその欠陥が真の欠陥であり、尚かつ、独立欠陥であると判定する（ステップＳ１９）。尚、上述の所定形状が円形以外の場合には、ステップＳ２５において、その欠陥が真の欠陥であり、尚かつ、その所定形状をした欠陥であると判定する。
以上が、ステップＳ１３において、みなし欠陥が所定形状（本実施形態においては円形）であると判定した場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）の処理である。
【００５１】
次に、ステップＳ１３において、みなし欠陥が所定形状でないと判定した場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）に、後述するステップＳ２７に移行した後の処理を記載する。尚、欠陥に対する上述の形状率比較工程を行わない場合（図２のステップＳ７からの点線）も、このステップＳ２７に移行する。
【００５２】
ステップＳ２７においては、中央処理部７は、ステップＳ１において認定された欠陥同士が、ステップＳ７において繋がったか否かを判定する（第二判定工程）。具体的には、中央処理部７は、ステップＳ１において中央処理部７のＲＡＭに一時記憶した欠陥の数をステップＳ７における欠陥の数と比較し、ステップＳ７で記憶した欠陥の数の方が少ない場合に欠陥同士が繋がったと判定し、ステップＳ７で記憶した欠陥の数と同じか又は増えたときに欠陥同士が繋がらないと判定する。例えば、図５（ｂ）は検査対象エリア内の欠陥が２つであり、これらの欠陥に対応する欠陥は、図７（ｂ）においては検査対象エリア内の１つしかない。この場合、欠陥の数が１つ減るので、欠陥同士が繋がったと判定される。
【００５３】
上記第二判定工程において欠陥同士が繋がらない場合（ステップＳ２７：Ｎｏ）、中央処理部７は、各欠陥をそれぞれ独立欠陥であるとみなし、各欠陥の大きさと、独立欠陥のサイズに関する所定のサイズ閾値とを比較する第三サイズ比較工程（ステップＳ１９）へ移行する。一方、欠陥同士が繋がった場合（ステップＳ２７：Ｙｅｓ）、中央処理部７は、各欠陥をそれぞれ線形欠陥であるとみなし、各欠陥の大きさと、線形欠陥のサイズに関する所定のサイズ閾値とを比較する第二サイズ比較工程（ステップＳ２９）へ移行する。
【００５４】
第二サイズ比較工程においては、各欠陥の幅及び長さを画素の個数で計数して、何れかが所定閾値より大きい場合に、中央処理部７はその欠陥を真の欠陥であり、尚かつ、線形欠陥であると判定する（ステップＳ３１）。第三サイズ比較工程の処理は上述した通りであるので、記載を省略する。
【００５５】
以上の通り、一の検査対象エリアに存在する各欠陥について形状を判定すると、そのエリアに対する処理が終了する。その後、次の検査対象エリアの被検査画像に対する同様な処理が中央処理部７によって開始される。また、被検査画像記憶部５に記録された被検査画像の全ての検査対象エリアについて処理が終了したら、被検査体９９の別の部分の像が画像入力部３によって入力され、同様な処理が中央処理部７によって行われる。以上の処理を繰り返して、被検査体９９の全体の外観検査処理が実行される。
【００５６】
以上のように本実施形態によれば、ステップＳ１において、被検査画像とリファレンス画像の対応する画素の階調の差分を第一閾値αと比較し、被検査体９９に存在する真の欠陥に対応しない画素を欠陥として誤って認定することを防止することができる。そして、ステップＳ７において、ステップＳ１において認定された欠陥に含まれる任意の画素から所定範囲内の画素について、被検査画像とリファレンス画像の階調の差分を第一閾値αよりも小さい第二閾値βと比較することによって、被検査体９９の表面に存在する真の欠陥に対応する画素であって第一認定工程において欠陥として認定されなかった画素も欠陥として正しく認定することができる。
【００５７】
また、ステップＳ１３において、ステップＳ１及びステップＳ７で認定された欠陥についての所定形状率を所定の形状率閾値と比較することによって、被検査体９９の表面に存在する欠陥の形状が所定形状であるかどうかを判定することができる。ここで、ステップＳ７で欠陥として認定された一の欠陥に含まれる任意の画素の周囲の所定範囲内に別の欠陥が存在するときは、ステップＳ１１において、これら複数の欠陥を１つの真の欠陥に対応する欠陥群であるとみなし、一の群に属する欠陥同士の間の画素を抽出画素として、抽出画素とこれら欠陥とからなるみなし欠陥の形状が、所定形状であるかどうかを判定することができる。
【００５８】
さらに、ステップＳ２７ではステップＳ１の処理直後とステップＳ７の処理直後の欠陥の数の変化を、ステップＳ１７ではステップＳ７の処理直後とステップＳ１５の処理直後の欠陥の数の変化を検出することによって、被検査体９９の表面に存在する真の円形欠陥（真の線形欠陥）が、ステップＳ１（ステップＳ７）においてそれぞれ複数の欠陥として認識されていた場合にも、真の欠陥の個数や形状、大きさを、より正確に判定することができる。
【００５９】
尚、上記実施形態では、ステップＳ１７又はステップＳ２７の後に、認定された欠陥のサイズを所定閾値と比較するサイズ比較工程を行ったが、この工程を省略してもよい。この場合、真の欠陥のサイズが小さい場合に、その欠陥を検査結果から不用意に除外することを防ぐことができる。
【００６０】
また、上述の実施形態と変形例では、欠陥として認定された画素をそのまま欠陥であるとみなしたが、上述の手順によって認定された画素を、真の欠陥に対応する欠陥の候補（欠陥候補）であるとみなすようにしてもよい。この場合は、さらに精度良く欠陥を検出するために、上述の手順の後、ウエハといった被検査体の表面におけるこれら欠陥候補が認定された箇所の表面形状を測定する等、他の検査を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】外観検査装置の構成を示したブロック図である。
【図２】外観検査方法における中央処理部７の処理を示したフローチャートである。
【図３】リファレンス画像の一例を示した図面である。
【図４】被検査画像を示した図面である。
【図５】第一認定工程において欠陥として認定された画素と欠陥と認定されなかった画素を示す図面である。
【図６】第二認定工程における第二閾値の適用範囲の一例を示す図面である。
【図７】第一及び第二認定工程において欠陥として認定された画素と欠陥と認定されなかった画素を示す図面である。
【図８】互いに一の群に属する欠陥の検索範囲の一例を示す図面である。
【図９】みなし欠陥作成工程において作成されたみなし欠陥を示す図面である。
【図１０】第三認定工程において欠陥として認定された画素と欠陥でないと認定された画素を示す図面である。
【図１１】従来の外観検査方法を示す図面である。
【符号の説明】
【００６２】
３  画像入力部
４  信号制御部
５  被検査画像記憶部
６  リファレンス画像記憶部
７  中央処理部
９９  被検査体
【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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