(57)【要約】      （修正有）【課題】プロセッサエレメントの一過性動作エラーの発生に対する信頼性を向上させる半導体基板外観検査装置および半導体基板外観検査方法を提供する。【解決手段】外観観察装置１０によって取得されるウェーハの表面外観の観察画像を画像生成分割回路３２により複数の分割観察画像に分割し、それぞれの分割観察画像の欠陥検査処理を複数のＰＥ３３に分担させて実行することにより、半導体基板外観検査装置１００において、ＰＥ３３の１つの動作エラーが発生した場合、制御コンピュータ３１は、動作エラーが発生したＰＥ３３に対しては、診断プログラムを配信して、その診断プログラムを実行させ、また、動作エラーが発生していないＰＥ３３に対しては、前記観察画像をそれまでよりも１つ少ない分割数で分割し、その分割した分割観察画像を前記動作エラーが発生していないＰＥ３３に配信し、その分割画像の欠陥検査処理をさせる。【選択図】図２
2013239662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の区画に区分された半導体基板の表面の１の区画に光または荷電粒子を照射することにより、前記区画の表面から発せられる光または電子を検出するセンサの検出信号に基づき、前記区画の表面の外観状態を表す観察信号を出力する外観観察装置と、
前記外観観察装置から出力される観察信号から前記区画の表面の観察画像を生成するとともに、前記生成した観察画像を、複数の領域の分割観察画像に分割する画像生成分割回路と、
前記画像生成分割回路によって分割された複数の分割観察画像の中から選択された１つの分割観察画像の配信を受けて、前記配信を受けた分割観察画像についての欠陥検査処理を、それぞれ独立に実行する複数のプロセッサエレメントと、
前記観察画像を構成する前記分割観察画像をそれぞれ１つずつ、前記複数のプロセッサエレメントそれぞれに配信し、その配信した前記分割観察画像についての欠陥検査処理を前記複数のプロセッサエレメントそれぞれに実行させ、前記複数のプロセッサエレメントのそれぞれからその欠陥検査処理の結果の情報を収集し、統合することによって、前記観察画像全体の欠陥検査処理の結果を取得する制御コンピュータと、
を備え、
前記制御コンピュータは、
前記複数のプロセッサエレメントの動作エラーの発生状況を監視し、前記複数のプロセッサエレメントのいずれにも動作エラーが発生していない場合には、前記画像生成分割回路に、前記観察画像を、前記プロセッサエレメントの数と同数の分割観察画像に分割させ、前記分割されたそれぞれの分割観察画像を１つずつ、それぞれ異なるプロセッサエレメントに配信して、それぞれの分割観察画像の欠陥検査処理を実行させ、
前記複数のプロセッサエレメントのいずれに動作エラーが発生した場合には、前記画像生成分割回路に、前記観察画像を、前記プロセッサエレメントの数からそのとき動作エラーが発生しているプロセッサエレメントの数を差し引いた数の分割観察画像に分割させ、前記分割されたそれぞれの分割観察画像を１つずつ、それぞれ異なる前記動作エラーが発生していないプロセッサエレメントに配信して、それぞれの分割観察画像の欠陥検査処理を実行させるとともに、前記動作エラーが発生したプロセッサエレメントには、前記プロセッサエレメントの動作状態を診断するための診断プログラムを配信して、実行させること
を特徴とする半導体基板外観検査装置。
【請求項２】
前記制御コンピュータは、
前記動作エラーが発生したプロセッサエレメントから前記診断プログラムの実行結果情報を取得し、その実行結果情報に基づき、当該プロセッサエレメントにおける動作エラーが消失したと判定した場合には、前記画像生成分割回路に前記観察画像を分割させる分割数を１つ増加させ、その後、当該プロセッサエレメントにも前記分割観察画像を配信し、前記欠陥検査処理を実行させること
を特徴とする請求項１に記載の半導体基板外観検査装置。
【請求項３】
前記制御コンピュータは、前記プロセッサエレメントにおける動作エラーの発生または動作エラーの消失を検出したときには、そのとき検査対象となっている前記半導体基板および前記区画を識別する識別番号、ならびに、前記動作エラーが発生したプロセッサエレメントを識別する識別番号を記憶装置に記録するとともに、表示装置に表示すること
を特徴とする請求項１に記載の半導体基板外観検査装置。
【請求項４】
複数の区画に区分された半導体基板の表面の１の区画に光または荷電粒子を照射することにより、前記区画の表面から発せられる光または電子を検出するセンサの検出信号に基づき、前記区画の表面の外観状態を表す観察信号を出力する外観観察装置と、
前記外観観察装置から出力される観察信号から前記区画の表面の観察画像を生成するとともに、前記生成した観察画像を、複数の領域の分割観察画像に分割する画像生成分割回路と、
前記画像生成分割回路によって分割された複数の分割観察画像の中から選択された１つの分割観察画像の配信を受けて、前記配信を受けた分割観察画像についての欠陥検査処理を、それぞれ独立に実行する複数のプロセッサエレメントと、
前記観察画像を構成する前記分割観察画像をそれぞれ１つずつ、前記複数のプロセッサエレメントそれぞれに配信し、その配信した前記分割観察画像についての欠陥検査処理を前記複数のプロセッサエレメントにそれぞれ実行させ、前記複数のプロセッサエレメントのそれぞれからその欠陥検査処理の結果の情報を収集し、統合することによって、前記観察画像全体の欠陥検査処理の結果を取得する制御コンピュータと、
を備える半導体基板外観検査装置において、
前記制御コンピュータは、
前記複数のプロセッサエレメントの動作エラーの発生状況を監視し、前記複数のプロセッサエレメントのいずれにも動作エラーが発生していない場合には、前記画像生成分割回路に、前記観察画像を、前記プロセッサエレメントの数と同数の分割観察画像に分割させ、前記分割されたそれぞれの分割観察画像を１つずつ、それぞれ異なるプロセッサエレメントに配信して、それぞれの分割観察画像の欠陥検査処理を実行させ、
前記複数のプロセッサエレメントのいずれに動作エラーが発生した場合には、前記画像生成分割回路に、前記観察画像を、前記プロセッサエレメントの数からそのとき動作エラーが発生しているプロセッサエレメントの数を差し引いた数の分割観察画像に分割させ、前記分割されたそれぞれの分割観察画像を１つずつ、それぞれ異なる前記動作エラーが発生していないプロセッサエレメントに配信して、それぞれの分割観察画像の欠陥検査処理を実行させるとともに、前記動作エラーが発生したプロセッサエレメントには、前記プロセッサエレメントの動作状態を診断するための診断プログラムを配信して、実行させること
を特徴とする半導体基板外観検査方法。
【請求項５】
前記制御コンピュータは、
前記動作エラーが発生したプロセッサエレメントから前記診断プログラムの実行結果情報を取得し、その実行結果情報に基づき、当該プロセッサエレメントにおける動作エラーが消失したと判定した場合には、前記画像生成分割回路に前記観察画像を分割させる分割数を１つ増加させ、その後、当該プロセッサエレメントにも前記分割観察画像を配信し、前記欠陥検査処理を実行させること
を特徴とする請求項４に記載の半導体基板外観検査方法。
【請求項６】
前記制御コンピュータは、前記プロセッサエレメントにおける動作エラーの発生または動作エラーの消失を検出したときには、そのとき検査対象となっている前記半導体基板および前記区画を識別する識別番号、ならびに、前記動作エラーが発生したプロセッサエレメントを識別する識別番号を記憶装置に記録するとともに、表示装置に表示すること
を特徴とする請求項４に記載の半導体基板外観検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板外観検査装置および半導体基板外観検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体ウェーハなどの半導体基板を検査する半導体基板外観検査装置においては、光または荷電粒子線を用いた画像センサによって、検査対象となる半導体基板の表面の外観画像が取得され、その外観画像から欠陥が抽出され、その欠陥の特徴情報などに基づき分類される。
【０００３】
とくに、半導体ウェーハを検査する半導体基板外観検査装置では、半導体ウェーハにおける回路パターンの微細化の進展、ウェーハサイズの大型化のために、検査対象の画像に含まれる情報量が増大し、検査時間も長大化するばかりであった。特許文献１には、この問題の解決策として、外観画像から欠陥を抽出し分類する検査処理を、複数のプロセッサエレメントを用いて並列処理化する技術が開示されている。すなわち、外観画像に含まれる欠陥を検査するプロセッサエレメントを複数個用意しておき、検査対象の外観画像を複数の領域に分割し、複数のプロセッサエレメントそれぞれに、分割された領域の外観画像を１つずつ分担させて検査する。
【０００４】
このように、複数のプロセッサエレメントを導入し、検査処理を並列処理化すれば、検査時間の短縮を図ることができる。しかしながら、他方において、このような並列処理システムでは、複数のプロセッサエレメントのうちの１つのプロセッサエレメントの故障により、当該並列処理システム全体が動作不能になるような事態が生じる。そこで、例えば、特許文献２には、システム全体が動作不能になる事態を防止するために、予備のプロセッサエレメントを用意しておき、複数のプロセッサエレメントのうち、あるプロセッサエレメントに故障が生じた場合、その故障したプロセッサエレメントが処理すべき内容を予備のプロセッサエレメントに代替させ、並列処理システム全体の高信頼化を図る技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２８４１０
【特許文献２】特開２０１０−１４０９６１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
プロセッサエレメントの動作エラーとして、一般には、致命的な回復不可能なエラーだけでなく、一過性のエラーが生じる。一過性のエラーとは、ある時間が経過したり、プロセッサエレメントをリセットしたりすれば、解消するエラーである。
【０００７】
ちなみに、引用文献１に記載の発明では、プロセッサエレメントに動作エラーが発生することすら考慮されていない。また、特許文献２には、あるプロセッサエレメントに動作エラーや故障が発生したときの対処については記載されているが、その動作エラーや故障がある時間経過して自然に復旧すること、すなわち、一過性の動作エラーが発生したときの対処については記載されていない。
【０００８】
また、引用文献２に記載の発明では、プロセッサエレメントに故障が発生することに備えて、あらかじめ予備のプロセッサエレメントを用意しておくために、半導体基板外観検査装置全体としての製造コストを押上げるという問題がある。
【０００９】
以上の従来技術の問題点に鑑み、本発明は、あるプロセッサエレメントに一過性の動作エラーが発生しても外観検査処理を継続して実施することが可能な高信頼の半導体基板外観検査装置および半導体基板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】
【００１０】
本発明に係る半導体基板外観検査装置は、複数の区画に区分された半導体基板の表面の１の区画に光または荷電粒子を照射することにより、前記区画の表面から発せられる光または電子を検出するセンサの検出信号に基づき、前記区画の表面の外観状態を表す観察信号を出力する外観観察装置と、前記外観観察装置から出力される観察信号から前記区画の表面の観察画像を生成するとともに、前記生成した観察画像を、複数の領域の分割観察画像に分割する画像生成分割回路と、前記画像生成分割回路によって分割された複数の分割観察画像の中から選択された１つの分割観察画像の配信を受けて、前記配信を受けた分割観察画像についての欠陥検査処理を、それぞれ独立に実行する複数のプロセッサエレメントと、前記観察画像を構成する前記分割観察画像をそれぞれ１つずつ、前記複数のプロセッサエレメントそれぞれに配信し、その配信した前記分割観察画像についての欠陥検査処理を前記複数のプロセッサエレメントそれぞれに実行させ、前記複数のプロセッサエレメントのそれぞれからその欠陥検査処理の結果の情報を収集し、統合することによって、前記観察画像全体の欠陥検査処理の結果を取得する制御コンピュータと、を備える。
【００１１】
そして、前記制御コンピュータは、前記複数のプロセッサエレメントの動作エラーの発生状況を監視し、前記複数のプロセッサエレメントのいずれにも動作エラーが発生していない場合には、前記画像生成分割回路に、前記観察画像を、前記プロセッサエレメントの数と同数の分割観察画像に分割させ、前記分割されたそれぞれの分割観察画像を１つずつ、それぞれ異なるプロセッサエレメントに配信して、それぞれの分割観察画像の欠陥検査処理を実行させ、また、前記複数のプロセッサエレメントのいずれに動作エラーが発生した場合には、前記画像生成分割回路に、前記観察画像を、前記プロセッサエレメントの数からそのとき動作エラーが発生しているプロセッサエレメントの数を差し引いた数の分割観察画像に分割させ、前記分割されたそれぞれの分割観察画像を１つずつ、それぞれ異なる前記動作エラーが発生していないプロセッサエレメントに配信して、それぞれの分割観察画像の欠陥検査処理を実行させるとともに、前記動作エラーが発生したプロセッサエレメントには、前記プロセッサエレメントの動作状態を診断するための診断プログラムを配信して、実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、あるプロセッサエレメントに一過性の動作エラーが発生しても外観検査処理を継続して実施することが可能な高信頼の半導体基板外観検査装置および外観検査方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る半導体基板外観検査装置の全体構成の例を模式的に示した図。
【図２】本発明の実施形態に係る半導体基板外観検査装置における画像処理装置の詳細な構成の例を模式的に示した図。
【図３】半導体ウェーハの外観検査の手順の概要を示した図。
【図４】動作エラーのプロセッサエレメントが存在しない場合の制御コンピュータにおける欠陥検査処理の制御フローの例を示した図。
【図５】動作エラーのプロセッサエレメントが生じた場合の制御コンピュータにおける欠陥検査処理の制御フローの例を示した図。
【図６】半導体基板外観検査装置における半導体ウェーハの外観検査実施時に表示装置に表示される動作エラー情報の例を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態に係る半導体基板外観検査装置の全体構成の例を模式的に示した図である。図１に示すように、本実施形態に係る半導体基板外観検査装置１００は、外観観察装置１０、画像処理装置３０、表示装置４０などを含んで構成される。ここで、外観観察装置１０は、光学式の外観観察装置の例であり、レーザー光源１１、レンズ１２、光電変換センサ１３、試料ステージ１４、ＡＤ（Analog to Digital）変換器２０などを含んで構成される。
【００１６】
外観観察装置１０において、レーザー光源１１から発せられたレーザー光は、レンズ１２によって集束されて、試料ステージ１４上に載置された半導体ウェーハ６０などの試料に照射される。このとき、照射されたレーザー光は、半導体ウェーハ６０（半導体基板）によって反射または散乱されるので、光電変換センサ１３は、その反射光または散乱光を受光し、その強度に応じた電気信号を出力する。
【００１７】
ＡＤ変換器２０は、光電変換センサ１３から出力された電気信号を増幅するとともに、ディジタル信号に変換し、その変換したディジタル信号を、外観観察装置１０の外観観察信号として画像処理装置３０へ送信する。画像処理装置３０は、受信した外観観察信号から二次元の観察画像を生成し、生成した観察画像から欠陥の判定、抽出、分類などの欠陥検査処理を実行し、欠陥検査結果の情報や、その欠陥検査処理で抽出した欠陥を含む観察画像などを表示装置４０に表示する。
【００１８】
なお、図１には、レーザー光源１１、レンズ１２および光電変換センサ１３の組が２セット記載されているが、これは、複数の条件で観察画像を容易に取得できるようにするためのものである。例えば、それぞれのレーザー光源１１は、そのレーザー光の波長や半導体ウェーハ６０に対する照射角度が異なるものであってもよく、また、それぞれの光電変換センサ１３は、一方が反射光受光専用、他方が散乱光受光専用などであってもよい。また、当然ながら、レーザー光源１１、レンズ１２および光電変換センサ１３は、１セットであってもよい。
【００１９】
また、外観観察装置１０は、光学式に限定されず、例えば、走査型電子顕微鏡を用いたＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）式の外観観察装置であってもよい。その場合、図１におけるレーザー光源１１、レンズ１２、光電変換センサ１３のそれぞれには、電子銃、電磁レンズ、二次電子（反射電子）検出器などが対応する。
【００２０】
図２は、図１の半導体基板外観検査装置１００における画像処理装置３０の詳細な構成の例を模式的に示した図である。図２に示すように、画像処理装置３０は、制御コンピュータ３１、画像生成分割回路３２、数１０から数１００に及ぶ多数のプロセッサエレメント３３（以下、本明細書では、ＰＥ３３と略称）を含んで構成される。そして、制御コンピュータ３１は、通信バス３５を介して、画像生成分割回路３２、各ＰＥ３３および表示装置４０と接続されている。なお、本実施形態における通信バス３５は、パソコンなどで一般的に用いられているＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）バスであるとするが、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）やイーサネット（登録商標）など他の形式の通信バスであってもよい。
【００２１】
ここで、画像生成分割回路３２は、ＡＤ変換器２０から出力されるディジタル信号の外観観察信号を用いて、半導体ウェーハ６０の二次元の観察画像を生成し、図示しない自身の画像メモリに格納する。さらに、画像生成分割回路３２は、その観察画像を、制御コンピュータ３１から通知されるＰＥ３３の数で分割し、分割した各領域の分割観察画像を制御コンピュータ３１へ送信する。
【００２２】
制御コンピュータ３１は、図示しないＣＰＵ、メモリ、ハードディスク装置などを有する一般的なコンピュータによって構成され、画像生成分割回路３２から送信される各領域の分割観察画像を受信し、自身の図示しないメモリに格納する。さらに、制御コンピュータ３１は、各領域の分割観察画像をそれぞれ１つずつ各ＰＥ３３に配信し、各ＰＥ３３のメモリ３３２にアップロードし、各ＰＥ３３に対し、欠陥検査処理の実行を指示する。
【００２３】
ここで、ＰＥ３３は、ＣＰＵ３３１とメモリ３３２とを含んで構成され、制御コンピュータ３１の指示を受けて、配信された分割観察画像から欠陥を抽出し、分類するなどの欠陥検査処理を実行し、その結果を制御コンピュータ３１に報告する。なお、図２では、ＰＥ３３は、６４個設けられているものとして描かれているが、ＰＥ３３の数は、６４個に限定されず、６４個より多くても少なくてもよい。
【００２４】
制御コンピュータ３１は、外観観察装置１０によって次々に取得される半導体ウェーハ６０の観察画像について欠陥抽出、分類などの欠陥検査処理を、オンライン、リアルタイムの処理として、複数のＰＥ３３に分担させながら実行する。従って、本実施形態では、１つのＰＥ３３が担当する検査対象領域が小さくなり、さらに、複数のＰＥ３３に各領域の分割観察画像の検査処理を並行して実行させるので、全体の観察画像の欠陥検査に要する処理時間が短縮される。
【００２５】
また、本実施形態では、制御コンピュータ３１は、各ＰＥ３３における動作エラーの発生状況を監視し、欠陥検査処理ができないような動作エラーが発生したＰＥ３３については、そのＰＥ３３を欠陥検査処理に参加させないなどの処理を行う。その詳細については、別途図面を参照して説明する。
【００２６】
なお、以上の説明では、画像生成分割回路３２により生成された観察画像は、画像生成分割回路３２の図示しない画像メモリに記憶され、この観察画像を複数の領域に分割した分割観察画像は、制御コンピュータ３１の図示しないメモリに記憶されるものとしたが、その構成に限定されることはない。例えば、画像生成分割回路３２により生成された観察画像も、複数の領域に分割された分割観察画像も、画像生成分割回路３２と制御コンピュータ３１とで共有する共有メモリに記憶されるものとしてもよい。
【００２７】
図３は、半導体ウェーハ６０の外観検査の手順の概要を示した図である。図３に示すように、検査対象の半導体ウェーハ６０は、複数の集積回路などのチップ６１によって構成されている。なお、チップ６１の「チップ」という呼称は、半導体ウェーハ６０がダイシングされ、ばらばらに切り離された状態になったときの呼称である。しかしながら、本実施形態で半導体ウェーハ６０の外観検査を実施する段階では、チップ６１は、ダイシングされる前で、１つの半導体ウェーハ６０上に形成されたままの状態にある。従って、本実施形態では「チップ」は、半導体ウェーハ６０を複数の同じ大きさの区画に区分したときの１つの区画に相当する。
【００２８】
半導体ウェーハ６０の外観検査は、一般には、１つのチップ６１をさらに複数の領域に分割して、そのそれぞれの領域ごとの観察画像を取得し、その観察画像を用いて欠陥の抽出、分類などが行われることが多い。ただし、本実施形態では、説明を分かり易くするために、外観検査は、１つのチップ６１を単位として実施されるものとする。
【００２９】
すなわち、本実施形態では、制御コンピュータ３１は、外観観察装置１０を介して、検査対象のチップ６１全体の外観画像を取得し、そのチップ６１全体の外観画像をＰＥ３３の数で分割し、その分割した各分割外観画像を各ＰＥ３３に配信し、各ＰＥ３３には、その分割し、配信した外観画像につて欠陥検査処理を実行させる。図３には、チップ６１の拡大図の例を付しているが、その拡大図において、チップ６１を破線で分割した各領域６２が、各ＰＥ３３が分担して欠陥検査処理を行う外観画像領域に相当する。
【００３０】
また、図３において、チップ６１の横並びの方向（Ｘ方向）に示した矢印は、各チップ６１の外観検査を行うときの走査方向（検査方向）を示したものである。図３の例では、外観検査は、最下行の左端のチップ６１１から開始され、順次、右隣のチップ６１へ移動しつつ実施される。そして、その行のチップ６１についての外観検査が済むと、１つ上の行のチップ６１の外観検査に移り、その外観検査は、順次、右端から左隣のチップ６１へ移動しつつ実施される。そして、その行のチップ６１の外観検査が済むと、さらに１つ上の行のチップ６１の外観検査に移り、その外観検査は、順次、左端から右隣のチップ６１へ移動しつつ実施される。以下、同様に、チップ６１の外観検査が進められ、図３の例では、チップ６１２の外観検査をもって、当該半導体ウェーハ６０における外観検査を終了する。
【００３１】
本実施形態では、外観観察装置１０が試料ステージ１４（図１参照）を備え、試料ステージ１４は、その上面に載置した半導体ウェーハ６０をＸＹ方向に自在に移動させることができるので、半導体基板外観検査装置１００は、以上のような外観検査を、無人状態、すなわち、検査管理オペレータが何らの操作もすることなしに実施することができる。
【００３２】
さらに、外観観察装置１０は、検査対象の複数の半導体ウェーハ６０を収納するストッカと、そのストッカから１つの半導体ウェーハ６０を取り出し、試料ステージ１４へ載置するとともに、外観検査実施後、試料ステージ１４に載置されている半導体ウェーハ６０をもとのストッカへ戻す搬送機構と、を備えているものとする。なお、このような搬送機構は、従来の一般的な半導体基板外観検査装置にも設けられているものである。
【００３３】
従って、このような半導体ウェーハ６０のストッカおよび搬送装置が設けられている場合には、半導体基板外観検査装置１００は、複数の半導体ウェーハ６０の外観検査を、検査管理オペレータが何時間もの長い間、何らの操作もすることなしに実施することができる。
【００３４】
さて、このような環境で、ＰＥ３３の１つに動作エラーが生じた場合を想定する。そして、その結果、そのＰＥ３では、検査対象のチップ６１の分担した領域の観察画像についての検査処理が不能になったとする。
【００３５】
ここで、半導体基板外観検査装置１００おいて何らの対策も採られていない場合には、動作エラー発生時に、検査管理オペレータが呼ばれ、さらに、その動作エラーが復旧するまで、半導体基板外観検査装置１００における半導体ウェーハ６０の外観検査を停止せざるを得ない。これでは、半導体ウェーハ６０の外観検査の効率が低下してしまう。
【００３６】
そこで、本実施形態では、次の（イ）〜（ハ）の対策を講じている。なお、以下の説明においてＰＥ３３の動作エラーといえば、ＰＥ３３における検査処理が不能になるような動作エラーを指すものとする。単に、１〜２回のリトライで復旧するようなエラーは、動作エラーに含めないものとする。
【００３７】
（イ）あるＰＥ３３に動作エラーが生じた場合には、その動作エラーを生じたＰＥ３３を除く正常に動作しているＰＥ３３を用いて欠陥検査処理を継続する。その場合、画像生成分割回路３２は、チップ６１の全体の観察画像を、それまで正常動作していたＰＥ３３の数から１つ減じた数で分割する。そして、制御コンピュータ３１は、その分割した分割観察画像を、そのとき正常に動作しているＰＥ３３のそれぞれに配信する。従って、この場合には、１つの正常なＰＥ３３が分担する検査対象の観察画像の領域は、大きくなるので、その処理負荷は増大する。
【００３８】
（ロ）制御コンピュータ３１は、動作エラーが生じ、欠陥検査処理が不能になったＰＥ３３に対し、その動作エラーの原因を突き止めたり、そのＰＥ３３が正常であることを診断したりするための各種の診断プログラムを配信し、そのＰＥ３３に対し診断プログラムの実行を求める。
【００３９】
（ハ）制御コンピュータ３１は、診断プログラムを配信したＰＥ３３から、診断プログラムの実行結果を取得し、その実行結果からＰＥ３３の動作エラーが復旧したか否かを判定し、ＰＥ３３の動作エラーが復旧した場合には、そのＰＥ３３を正常なＰＥ３３として、欠陥検査処理を実行するＰＥ３３のグループに戻す。従ってこの場合には、欠陥検査処理を実行するＰＥ３３の数は、それまでより１つ増加する。
【００４０】
以上の対策により、本実施形態では、ＰＥ３３の１つに動作エラーが生じた場合であっても、正常に動作するＰＥ３３を用いて、半導体ウェーハ６０の外観検査を継続して行うことが可能になる。このとき、半導体基板外観検査装置１００の外観検査の効率は、ＰＥ３３の数が少なくなる分だけ低下する。
【００４１】
また、以上の対策では、動作エラーが生じたＰＥ３３に対し、診断プログラムを配信して、その診断プログラムを実行させ、その結果を制御コンピュータ３１により取得する。従って、制御コンピュータ３１は、動作エラーが生じたＰＥ３３における動作エラーからの復旧を知ることができるので、その時点で、そのＰＥ３３を、再度、欠陥検査処理に参加させることができる。このとき、ＰＥ３３の数が元に戻るので、半導体基板外観検査装置１００の外観検査の効率も元に復旧する。
【００４２】
本実施形態における以上の対策は、ＰＥ３３に生じた動作エラーが一過性のエラーである場合、とくに効果が大きいと考えられる。すなわち、本実施形態では、あるＰＥ３３に欠陥検査処理が不能になるほどの一過性のエラーが生じた場合であっても、一時期、半導体基板外観検査装置１００の外観検査の効率が多少低下するだけで、その後、そのＰＥ３３が一過性のエラーから復旧した場合には、外観検査の効率も元に戻ることになる。しかも、その間、検査管理オペレータの手を煩わせることはない。
【００４３】
なお、図３において、灰色に着色したチップ６１ａについては、ある１つのＰＥ３３が動作エラーのため、外観検査の分担処理から除外された状態で外観検査が行われたことを表している。すなわち、図３の例では、チップ６１３の外観検査時に一過性のエラーが検出され、チップ６１４の外観検査時には一過性のエラーから復旧していることになる。
【００４４】
また、一過性のエラーについて補足すると、動作エラーが一過性のエラーであるか否かは、その動作エラーが検出されたときに、すぐに判断できるとは限らない。むしろ、本実施形態で示したように、診断プログラムなどを用いて、いったん生じた動作エラーが、その後消失したことをもって、結果的に一過性のエラーと判断するのが妥当である。
【００４５】
続いて、図４および図５を参照して、半導体ウェーハ６０の外観検査を行うときの制御コンピュータ３１における欠陥検査処理の制御フローについて説明する。ここで、図４は、動作エラーのＰＥ３３が存在しない場合の制御コンピュータ３１における欠陥検査処理の制御フローの例を示した図である。
【００４６】
まず、初期状態では、すべてのＰＥ３３は正常に動作しているとする。この場合には、図４に示すように、制御コンピュータ３１は、まず、画像処理装置３０に含まれる各ＰＥ３３に検査プログラムを配信する（ステップＳ１）。なお、ここでいう検査プログラムとは、別途配信される分割観察画像について、欠陥検査（欠陥抽出、分類など）をするプログラムである。
【００４７】
次に、制御コンピュータ３１は、検査対象の半導体ウェーハ６０上のチップ６１から取得され、画像生成分割回路３２によって分割された各領域の分割観察画像を各ＰＥ３３に配信し（ステップＳ２）、各ＰＥ３３に対し、検査プログラムの実行を指示する（ステップＳ３）。このとき、検査プログラムの実行の指示を受けた各ＰＥ３３は、事前に配信された検査プログラムを実行することにより、それぞれ配信された分割観察画像について欠陥検査（欠陥抽出、分類など）を実施する。
【００４８】
次に、制御コンピュータ３１は、各ＰＥから検査結果を収集する（ステップＳ４）。このとき、各ＰＥ３３は、検査結果として、欠陥の有無、欠陥の位置、欠陥の特徴情報、欠陥の種別、欠陥部分の画像などの情報を制御コンピュータ３１に報告する。また、各ＰＥ３３は、検査結果を得るまでのプログラム実行過程において、何らかの原因で正常な検査結果を得ることができないようなエラーが発生していた場合には、「動作エラーあり」の情報を制御コンピュータ３１に報告する。
【００４９】
なお、制御コンピュータ３１は、ＰＥ３３から有意の報告を受けなかったとき、すなわち、制御コンピュータ３１がＰＥ３３に検査結果の報告を求めても、ＰＥ３３から何らの応答もされなかったときや、無意味な情報が応答されときも、そのＰＥ３３からは「動作エラーあり」の報告がされたものとみなす。
【００５０】
次に、制御コンピュータ３１は、各ＰＥ３３から取得した検査結果に基づき、「動作エラーあり」の報告を受けたＰＥ３３の有無を判定する（ステップＳ５）。その判定の結果、「動作エラーあり」のＰＥ３３がなかった場合には（ステップＳ５でＮｏ）、ステップＳ２以下の処理を繰り返し実行する。なお、その繰り返しは、検査対象の半導体ウェーハ６０上のチップ６１がなくなるまで継続される。一方、「動作エラーあり」のＰＥ３３があった場合には（ステップＳ５でＹｅｓ）、その処理の流れを図５に示す処理に移す。
【００５１】
図５は、動作エラーのＰＥ３３が生じた場合の制御コンピュータ３１における欠陥検査処理の制御フローの例を示した図である。画像処理装置３０に含まれるＰＥ３３に動作エラーが生じた場合には、制御コンピュータ３１は、まず、動作エラーが発生したＰＥを特定する（ステップＳ１１）。
【００５２】
次に、制御コンピュータ３１は、特定したＰＥ３３の動作エラーが致命的エラーであるか否かを判定する（ステップＳ１２）。ここで、致命的エラーとは、ＰＥ３３が内部回路の故障などで、ほとんど動作不能になったときに判定される動作エラーである。例えば、制御コンピュータ３１からそのＰＥ３３に検査結果の応答を求めても、そのＰＥ３３が何らの応答もしない場合には、そのＰＥ３３で致命的エラーが発生している判定される。
【００５３】
そこで、制御コンピュータ３１は、ステップＳ１２において、動作エラーが特定されたＰＥ３３に対し、例えば、検査結果の応答を求めるなどの処理を実行する。そして、その応答が得られなかった場合、あるいは、それを所定回数（例えば、３回）以上リトライしても、何らの応答も得られなかった場合には、そのＰＥ３３の動作エラーは、致命的エラーであると判定する。
【００５４】
次に、ステップＳ１２の判定で、ＰＥ３３の動作エラーが致命的エラーであった場合には（ステップＳ１２でＹｅｓ）、制御コンピュータ３１は、その動作エラーを復旧不可能と判断する（ステップＳ１３）。その場合、そのＰＥ３３を観察画像の欠陥検査処理に参加させることができなくなるので、欠陥検査処理に参加可能なＰＥ３３の数、すなわち、観察画像の分割数を１つ減少させる（ステップＳ１４）。そして、その後、制御コンピュータ３１は、一過性エラーが生じたＰＥ３３はなくなったものとして、その処理の流れを図４に示した処理に戻す。また、このとき、制御コンピュータ３１は、復旧不可能なＰＥ３３が発生した旨を、例えば、表示装置などに表示して、検査管理オペレータに報知するようにするのが好ましい。
【００５５】
一方、ステップＳ１２の判定で、ＰＥ３３の動作エラーが致命的エラーでなかった場合には（ステップＳ１２でＮｏ）、その動作エラーは、一過性エラーである可能性があるので、制御コンピュータ３１は、ステップＳ１５以下の処理を実行する。ここで、制御コンピュータ３１の処理は、動作エラーが発生したＰＥ３３に対する処理（ステップＳ１８〜ステップＳ２０）と、動作エラーが発生していない、つまり、正常動作するＰＥ３３に対する処理（ステップＳ１５〜ステップＳ１７）とで、それぞれ相違したものとなる。
【００５６】
まず、正常動作するＰＥ３３に対する処理では、動作エラーが生じたＰＥ３３には欠陥検査処理をさせることができないことを考慮し、制御コンピュータ３１は、その欠陥検査処理に参加可能なＰＥ３３の数、すなわち、観察画像の分割数を１つ減少させる（ステップＳ１５）。
【００５７】
次に、制御コンピュータ３１は、正常動作をするＰＥ３３に対して、画像生成分割回路３２によって分割された各分割観察画像を配信し、欠陥検査処理の実行を指示し（ステップＳ１６）、その後、それぞれの正常動作をするＰＥ３３から検査結果を収集する（ステップＳ１７）。なお、このステップＳ１６およびステップＳ１７の処理は、実質的に図４に示したステップＳ２〜ステップＳ４の処理に相当する。
【００５８】
一方、動作エラーが発生したＰＥ３３に対する処理では、制御コンピュータ３１は、まず、その動作エラーが発生したＰＥ３３に対し、診断プログラムを配信する（ステップＳ１８）。なお、ここでいう診断プログラムは、少なくとも、ＰＥ３３における動作の正常性を確認するプログラムあり、さらには、ＰＥ３３における動作エラーの原因を突き止めるためのプログラムをいう。
【００５９】
次に、制御コンピュータ３１は、動作エラーが発生したＰＥ３３に対し、診断プログラムの実行を指示し（ステップＳ１９）、その後、その診断プログラムを実行した結果得られる診断結果を取得する（ステップＳ２０）。次に、制御コンピュータ３１は、その診断結果に基づき、動作エラーが発生したＰＥ３３における動作エラーが消失したか否かを判定する（ステップＳ２１）。
【００６０】
その判定の結果、動作エラーが消失していない場合には（ステップＳ２１でＮｏ）、制御コンピュータ３１は、正常動作するＰＥ３３に対する処理をステップＳ１６に戻し、ステップＳ１６以下の処理を繰り返し実行する。また、動作エラーが発生したＰＥ３３に対する処理をステップＳ１９に戻し、ステップＳ１９以下の処理を繰り返し実行する。
【００６１】
一方、ステップＳ２１の判定で、動作エラーが発生したＰＥ３３の動作エラーが消失していた場合には（ステップＳ２１でＹｅｓ）、制御コンピュータ３１は、そのＰＥ３３を欠陥検査処理に参加させることが可能になったと判断し、欠陥検査処理に参加可能なＰＥ３３の数、すなわち、観察画像の分割数を１つ増加させる（ステップＳ２２）。
【００６２】
この場合、動作エラーが発生したＰＥ３３の動作エラーが復旧し、画像処理装置３０に含まれるＰＥ３３は、すべて正常に動作をするようになったことを意味する。従って、制御コンピュータ３１は、その処理の流れを図４に示す処理に移す。
【００６３】
なお、図５において、各ＰＥ３３側から見れば、ステップＳ１５〜ステップＳ１７の処理とステップＳ１８〜ステップＳ２０の処理とは、並列に、同期して実行される。
【００６４】
また、図５の処理フローでは、ステップＳ２１におけるＰＥ３３の動作エラーが消失したか否かの判定を、１回の判定だけで行っているが、例えば、３回以上連続して成功したときをもって、ＰＥ３３の動作エラーが消失したと判断するようにしてもよい。なお、この場合の処理の流れは、ステップＳ２１の判定で１回または２回連続して「動作エラーが消失した」と判定されても、「動作エラーはまだ消失していない」とみなされ、ステップＳ２１でＮｏの方向に分岐し、３回連続して「動作エラーが消失した」とき初めて、ステップＳ２１でＹｅｓの方向に分岐する。
【００６５】
また、図５の処理フローにおいて、ステップＳ２１の判定で、動作エラーがいつまでも消失しない場合には、ステップＳ１６〜ステップＳ１７およびステップＳ１９〜ステップＳ２０が何回も繰り返し実行されることになる。その場合には、その動作エラーが一過性でない可能性が大きい。そこで、例えば、検査対象のウェーハ６０におけるすべてのチップ６１の外観検査処理が終わった時点で、ステップＳ２１の判定で動作エラーが消失していない状況であった場合には、当該ＰＥ３３の動作エラーは、復旧不能なエラーとみなしてもよい。すなわち、この場合には、ステップＳ１３以下の処理が実行される。
【００６６】
以上、本実施形態では、画像処理装置３０に含まれるＰＥ３３の１つに動作エラーが発生しても、半導体ウェーハ６０に対する観察画像の欠陥検査処理は、残りの正常動作するＰＥ３３によって継続される。また、動作エラーが発生したＰＥ３３の動作エラーが復旧した場合には、再び、観察画像の欠陥検査処理は、全部のＰＥ３３によって分担して実行される。この間、検査管理オペレータは、何ら操作をする必要はない。
【００６７】
従って、このような一過性の動作エラーがＰＥ３３に発生しても、検査管理オペレータは、そのＰＥ３３における動作エラーの発生を知ることができない。そこで、本実施形態では、ＰＥ３３に動作エラーが発生した場合には、その動作エラー情報を表示装置４０に表示する。
【００６８】
図６は、半導体基板外観検査装置１００における半導体ウェーハ６０の外観検査実施時に表示装置４０に表示される動作エラー情報の例を示した図である。図６に示すように、動作エラー情報としては、まず、致命エラー／一過性エラーの種別が表示され、さらに、半導体ウェーハ６０の外観検査にとくに関連の深い情報として、エラー発生／復旧チップ情報が表示される。ただし、致命エラーの場合には、エラー復旧に関する情報は表示されない。
【００６９】
図６において、外観画像保存名は、あるＰＥ３３に動作エラーが発生したとき、検査対象となっていたチップ６１の観察画像のデータを保存したファイル名、または、その保存パス名である。また、エラー発生チップ番号は、動作エラーが発生したとき、検査対象となっていたチップ６１を識別する識別番号である。また、エラー発生スキャン番号は、動作エラーが発生したとき、外観観察装置１０で用いられていた観察条件を識別する識別番号である。また、エラー発生ＰＥ番号は、動作エラーが発生したＰＥ３３を識別する識別番号である。また、エラー復旧チップ番号は、動作エラーが復旧したとき、検査対象となっていたチップ６１を識別する識別番号である。また、診断プログラム番号は、動作エラーの判定や原因特定などに寄与した診断プログラムを識別する識別番号である。なお、図３では、エラー発生チップ番号は、チップ６１３のチップ番号に対応し、エラー復旧チップ番号は、チップ６１４のチップ番号に対応する。
【００７０】
制御コンピュータ３１は、以上のような情報を表示装置４０に表示するが、同様の情報をメモリやハードディスク装置などに記憶するのが好ましい。また、表示または記憶する情報は、図６に示す情報に限定されず、さらに多くの情報を表示または記憶するようにしてもよい。
【００７１】
以上により、検査管理オペレータは、外観検査実施中に生じた動作エラー情報を取得することができるので、その動作エラー情報を統計的な手法などにより解析することにより、動作エラー発生の原因などのより詳しい解析が可能となる。
【００７２】
以上、本発明の効果をまとめると、次の通りである。
（１）画像処理装置３０を構成する複数のＰＥ３３の１つに一過性の動作エラーが発生しても、検査管理オペレータの手を煩わせることなく、そのＰＥ３３を除外して外観検査処理を継続して行うことができる。また、一過性の動作エラーの復旧を検出して、そのＰＥ３３を再度外観検査処理に参加させることができる。従って、本実施形態では、画像処理装置３０の処理能力の低下を抑制しつつ、画像処理装置３０の動作の高信頼化を図ることができる。
（２）また、動作エラーが生じたときには、その動作エラーが生じたＰＥ３３を除外した他の正常動作するＰＥ３３を用いて外観検査を継続する。この場合、１つのＰＥ３３が担当する観測画像領域が大きくなるため、検査処理時間はやや長くなるが、予備のＰＥを設ける必要がないので、画像処理装置３０あるいは半導体基板外観検査装置１００の製造コストを上昇させることがない。
【００７３】
なお、本発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものでなく、さらに様々な変形例が含まれる。例えば、前記の実施形態は、本発明を分かりやすく説明するために、詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成の一部で置き換えることが可能であり、さらに、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成の一部または全部を加えることも可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１０    外観観察装置
１１    レーザー光源
１２    レンズ
１３    光電変換センサ（センサ）
１４    試料ステージ
２０    ＡＤ変換器
３０    画像処理装置
３１    制御コンピュータ
３２    画像生成分割回路
３３    プロセッサエレメント（ＰＥ）
３５    通信バス
４０    表示装置
６０    半導体ウェーハ（半導体基板）
１００  半導体基板外観検査装置
【図１】
2013239662.tif 000003
【図２】
2013239662.tif 000004
【図３】
2013239662.tif 000005
【図４】
2013239662.tif 000006
【図５】
2013239662.tif 000007
【図６】
2013239662.tif 000008