(57)【要約】【課題】コントラストが低いパターンをアライメントマークとして指定しても、そのアライメントマークを確実に認識できる外観検査装置を提供する。【解決手段】本発明に係る外観検査装置は、半導体ウエハを撮像する撮像部と、前記撮像部で撮像された半導体ウエハの検査領域内におけるパターン領域Ａ１と前記パターン領域Ａ１より階調の高いパターン領域Ｂとを有するパターンの画像データをアライメントマークとして指定し、アライメントマークにおいてパターン領域Ａ１をより高い階調に変換し、パターン領域Ｂを同一階調とした画像登録用アライメントマークの登録画像データを作製する演算処理手段とを具備し、パターン領域Ａ１とパターン領域Ｂの合計面積は、アライメントマークの全体面積に対する５０％以上であり、パターン領域Ａ１とパターン領域Ｂの合計面積に対するパターン領域Ａ１の面積比率は２０％以上８０％以下である。【選択図】      図１
2009250650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハの検査領域の外観検査を行う外観検査装置において、
前記半導体ウエハを撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像された前記半導体ウエハの検査領域内における第１領域と前記第１領域より階調の低い第２領域とを有するパターンの画像データをアライメントマークとして指定し、前記アライメントマークにおいて前記第２領域をより低い階調に変換し、前記第１領域を同一階調とした画像登録用アライメントマークの登録画像データを作製する演算処理手段と、
を具備し、
前記第１領域と前記第２領域の合計面積は、前記アライメントマークの全体面積に対する５０％以上であり、
前記第１領域と前記第２領域の合計面積に対する前記第１領域の面積比率は２０％以上８０％以下であり、
前記登録画像データを用いて前記半導体ウエハの検査領域のアライメントを行い、前記検査領域の外観検査を実施することを特徴とする外観検査装置。
【請求項２】
半導体ウエハの検査領域の外観検査を行う外観検査装置において、
前記半導体ウエハを撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像された前記半導体ウエハの検査領域内における第１領域と前記第１領域より階調の低い第２領域とを有するパターンの画像データをアライメントマークとして指定し、前記アライメントマークにおいて前記第１領域をより高い階調に変換し、前記第２領域を同一階調とした画像登録用アライメントマークの登録画像データを作製する演算処理手段と、
を具備し、
前記第１領域と前記第２領域の合計面積は、前記アライメントマークの全体面積に対する５０％以上であり、
前記第１領域と前記第２領域の合計面積に対する前記第１領域の面積比率は２０％以上８０％以下であり、
前記登録画像データを用いて前記半導体ウエハの検査領域のアライメントを行い、前記検査領域の外観検査を実施することを特徴とする外観検査装置。
【請求項３】
半導体ウエハの検査領域の外観検査を行う外観検査装置において、
前記半導体ウエハを撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像された前記半導体ウエハの検査領域内における第１領域と前記第１領域より階調の低い第２領域とを有するパターンの画像データをアライメントマークとして指定し、前記アライメントマークにおいて前記第２領域をより低い階調に変換し、前記第１領域をより高い階調に変換した画像登録用アライメントマークの登録画像データを作製する演算処理手段と、
を具備し、
前記第１領域と前記第２領域の合計面積は、前記アライメントマークの全体面積に対する５０％以上であり、
前記第１領域と前記第２領域の合計面積に対する前記第１領域の面積比率は２０％以上８０％以下であり、
前記登録画像データを用いて前記半導体ウエハの検査領域のアライメントを行い、前記検査領域の外観検査を実施することを特徴とする外観検査装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項において、前記アライメントマークは階調が異なる３種類以上の領域を有し、前記第１領域及び前記第２領域それぞれは１種類の階調を有する領域であることを特徴とする外観検査装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか一項において、前記第１領域は２種類以上の階調を有する領域であることを特徴とする外観検査装置。
【請求項６】
請求項１乃至３、５のいずれか一項において、前記第２領域は２種類以上の階調を有する領域であることを特徴とする外観検査装置。
【請求項７】
半導体ウエハの検査領域内における第１領域と前記第１領域より階調の低い第２領域とを有するパターンの画像データをアライメントマークとして指定し、前記アライメントマークにおいて前記第２領域をより低い階調に変換し、前記第１領域を同一階調とした画像登録用アライメントマークの登録画像データを作製し、前記登録画像データを用いて前記半導体ウエハの検査領域のアライメントを行い、前記検査領域の外観検査を実施する工程を具備する半導体装置の製造方法であって、
前記第１領域と前記第２領域の合計面積は、前記アライメントマークの全体面積に対する５０％以上であり、
前記第１領域と前記第２領域の合計面積に対する前記第１領域の面積比率は２０％以上８０％以下であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
半導体ウエハの検査領域内における第１領域と前記第１領域より階調の低い第２領域とを有するパターンの画像データをアライメントマークとして指定し、前記アライメントマークにおいて前記第１領域をより高い階調に変換し、前記第２領域を同一階調とした画像登録用アライメントマークの登録画像データを作製し、前記登録画像データを用いて前記半導体ウエハの検査領域のアライメントを行い、前記検査領域の外観検査を実施する工程を具備する半導体装置の製造方法であって、
前記第１領域と前記第２領域の合計面積は、前記アライメントマークの全体面積に対する５０％以上であり、
前記第１領域と前記第２領域の合計面積に対する前記第１領域の面積比率は２０％以上８０％以下であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
半導体ウエハの検査領域内における第１領域と前記第１領域より階調の低い第２領域とを有するパターンの画像データをアライメントマークとして指定し、前記アライメントマークにおいて前記第２領域をより低い階調に変換し、前記第１領域をより高い階調に変換した画像登録用アライメントマークの登録画像データを作製し、前記登録画像データを用いて前記半導体ウエハの検査領域のアライメントを行い、前記検査領域の外観検査を実施する工程を具備する半導体装置の製造方法であって、
前記第１領域と前記第２領域の合計面積は、前記アライメントマークの全体面積に対する５０％以上であり、
前記第１領域と前記第２領域の合計面積に対する前記第１領域の面積比率は２０％以上８０％以下であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外観検査装置及び半導体装置の製造方法に係わり、特に、コントラストが低いパターンをアライメントマークとして指定しても、そのアライメントマークを確実に認識できる外観検査装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図９に示すように、従来の外観検査装置は、照明部１００と、撮像部２００と、移動部３００と、演算処理手段４００と、モニタ５００と、入力部６００とから構成されている。この外観検査装置は、図１０に示すウエハ３３０を検査するものである。
【０００３】
照明部１００は、移動部３００のステージ３１０上に載置されたウエハ３３０を照明するためのものである。撮像部２００は、移動部３００上に載置されたウエハ３３０を撮像するためのものであって、ＣＣＤセンサと撮像光学系とを備えている。移動部３００は、ステージ３１０上に載置されたウエハ３３０を移動させるためのもので、Ｘ−Ｙ方向に平行移動させたり、所望の角度回転させることもできる。これらの移動は演算処理手段４００に接続された制御部４１０が、ドライバ３２０を介して、移動部３００を制御駆動する様になっている。
【０００４】
演算処理手段４００は、画像処理等を行ったり、外観検査装置の制御等を司るものである。演算処理手段４００は、ＣＰＵを含み、記憶部４２０等が接続されている。
モニタ５００は、撮像部２００で撮像された画像や、演算処理手段４００で実行された画像処理の結果等を表示し、観察することができる。入力部６００はキーボード、マウス等から構成されており、オペレータが、外観検査装置に指令を命令等することができる。（例えば特許文献１参照）
【０００５】
上記従来の外観検査装置を用いて検査対象であるウエハ３３０上に形成された微細な電子回路パターンを検査する場合、小さな欠陥を検査するために撮像部２００の顕微鏡の倍率を上げる必要がある。その場合、顕微鏡の検査視野内が小さくなり、そのため、検査するウエハ３３０上の１個の半導体チップ８００が検査視野内に収まらないことがある。この場合は、１個のチップ８００を数視野に分割し、分割した各検査視野毎に外観検査を行い、その後、各検査視野毎の検査結果を１個のチップ８００へ合成している。
【０００６】
前記分割した各検査視野毎にアライメントマークを用いてアライメントを実施しており、そのアライメントマークは、アライメントマーク専用のパターンを形成するのではなく、各検査視野内の検査領域内で特徴あるパターンを選択して指定し、画像登録をしておき、そのパターンをアライメントマークとして利用している。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−８５５４３号公報（段落００２０〜００２７、図１〜２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように各検査視野内の検査領域内で特徴あるパターンをアライメントマークとして指定しようとした際、検査領域内の特徴あるパターンにはコントラスト差が低いパターンしか存在しないことがある。その理由は、アライメントマークとしては主に、最上層の配線の特徴あるパターンを選択することが多いが、通常、ＣＭＰ(Chemical Mechanical Polishing)により配線層間の層間絶縁膜を平坦化しているため、下地段差が少なくなり、その結果、コントラスト差が低いパターンとなってしまうからである。このような事情から、コントラスト差の低いパターンをアライメントマークとして指定して画像登録することがある。その場合、検査視野内の検査領域を検査する際に、その検査領域にあるはずのアライメントマークを確実に認識することができないことがある。そのため、擬似欠陥が増加して検査精度が低下するという問題がある。
【０００９】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、コントラストが低いパターンをアライメントマークとして指定しても、そのアライメントマークを確実に認識できる外観検査装置及び半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明に係る外観検査装置は、半導体ウエハの検査領域の外観検査を行う外観検査装置において、
前記半導体ウエハを撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像された前記半導体ウエハの検査領域内における第１領域と前記第１領域より階調の低い第２領域とを有するパターンの画像データをアライメントマークとして指定し、前記アライメントマークにおいて前記第２領域をより低い階調に変換し、前記第１領域を同一階調とした画像登録用アライメントマークの登録画像データを作製する演算処理手段と、を具備し、
前記第１領域と前記第２領域の合計面積は、前記アライメントマークの全体面積に対する５０％以上であり、前記第１領域と前記第２領域の合計面積に対する前記第１領域の面積比率は２０％以上８０％以下であり、前記登録画像データを用いて前記半導体ウエハの検査領域のアライメントを行い、前記検査領域の外観検査を実施することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る外観検査装置は、半導体ウエハの検査領域の外観検査を行う外観検査装置において、
前記半導体ウエハを撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像された前記半導体ウエハの検査領域内における第１領域と前記第１領域より階調の低い第２領域とを有するパターンの画像データをアライメントマークとして指定し、前記アライメントマークにおいて前記第１領域をより高い階調に変換し、前記第２領域を同一階調とした画像登録用アライメントマークの登録画像データを作製する演算処理手段と、を具備し、
前記第１領域と前記第２領域の合計面積は、前記アライメントマークの全体面積に対する５０％以上であり、前記第１領域と前記第２領域の合計面積に対する前記第１領域の面積比率は２０％以上８０％以下であり、前記登録画像データを用いて前記半導体ウエハの検査領域のアライメントを行い、前記検査領域の外観検査を実施することを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る外観検査装置は、半導体ウエハの検査領域の外観検査を行う外観検査装置において、
前記半導体ウエハを撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像された前記半導体ウエハの検査領域内における第１領域と前記第１領域より階調の低い第２領域とを有するパターンの画像データをアライメントマークとして指定し、前記アライメントマークにおいて前記第２領域をより低い階調に変換し、前記第１領域をより高い階調に変換した画像登録用アライメントマークの登録画像データを作製する演算処理手段と、を具備し、
前記第１領域と前記第２領域の合計面積は、前記アライメントマークの全体面積に対する５０％以上であり、前記第１領域と前記第２領域の合計面積に対する前記第１領域の面積比率は２０％以上８０％以下であり、前記登録画像データを用いて前記半導体ウエハの検査領域のアライメントを行い、前記検査領域の外観検査を実施することを特徴とする。
【００１３】
上記本発明に係る外観検査装置によれば、アライメントマークにおいて階調が低い領域をより低い階調に変換するか、又は、階調が高い領域をより高い階調に変換するか、又は、階調が低い領域をより低い階調に変換し且つ階調が高い領域をより高い階調に変換することにより、階調が高い領域と階調が低い領域とのコントラスト差を大きくすることができる。従って、検査領域を検査する際に、その検査領域にあるはずのアライメントマークを確実に認識することができる。
【００１４】
また、本発明に係る外観検査装置において、前記アライメントマークは階調が異なる３種類以上の領域を有し、前記第１領域及び前記第２領域それぞれは１種類の階調を有する領域であることも可能である。
【００１５】
また、本発明に係る外観検査装置において、前記第１領域は２種類以上の階調を有する領域であることも可能であし、また、前記第２領域は２種類以上の階調を有する領域であることも可能である。
【００１６】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体ウエハの検査領域内における第１領域と前記第１領域より階調の低い第２領域とを有するパターンの画像データをアライメントマークとして指定し、前記アライメントマークにおいて前記第２領域をより低い階調に変換し、前記第１領域を同一階調とした画像登録用アライメントマークの登録画像データを作製し、前記登録画像データを用いて前記半導体ウエハの検査領域のアライメントを行い、前記検査領域の外観検査を実施する工程を具備する半導体装置の製造方法であって、
前記第１領域と前記第２領域の合計面積は、前記アライメントマークの全体面積に対する５０％以上であり、
前記第１領域と前記第２領域の合計面積に対する前記第１領域の面積比率は２０％以上８０％以下であることを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体ウエハの検査領域内における第１領域と前記第１領域より階調の低い第２領域とを有するパターンの画像データをアライメントマークとして指定し、前記アライメントマークにおいて前記第１領域をより高い階調に変換し、前記第２領域を同一階調とした画像登録用アライメントマークの登録画像データを作製し、前記登録画像データを用いて前記半導体ウエハの検査領域のアライメントを行い、前記検査領域の外観検査を実施する工程を具備する半導体装置の製造方法であって、
前記第１領域と前記第２領域の合計面積は、前記アライメントマークの全体面積に対する５０％以上であり、
前記第１領域と前記第２領域の合計面積に対する前記第１領域の面積比率は２０％以上８０％以下であることを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体ウエハの検査領域内における第１領域と前記第１領域より階調の低い第２領域とを有するパターンの画像データをアライメントマークとして指定し、前記アライメントマークにおいて前記第２領域をより低い階調に変換し、前記第１領域をより高い階調に変換した画像登録用アライメントマークの登録画像データを作製し、前記登録画像データを用いて前記半導体ウエハの検査領域のアライメントを行い、前記検査領域の外観検査を実施する工程を具備する半導体装置の製造方法であって、
前記第１領域と前記第２領域の合計面積は、前記アライメントマークの全体面積に対する５０％以上であり、
前記第１領域と前記第２領域の合計面積に対する前記第１領域の面積比率は２０％以上８０％以下であることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１による外観検査装置の構成は、図９に示す外観検査装置とほぼ同様であるが、図９に示す演算処理手段４００において各検査視野内の検査領域内における特徴あるパターンをアライメントマークとして指定して画像登録する際に階調変換を行う点が異なる。以下、指定したアライメントマークの階調変換について図１及び図２を参照しつつ詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態１による外観検査装置において指定したアライメントマークの階調変換の前後を示す模式図である。図２は、図１に示す階調変換の前後における入力レベル（階調）と出力レベル（階調）の関係を示す図（階調変換テーブル）である。
【００２１】
図１〈前〉は、検査領域内における特徴あるパターンを指定したアライメントマークであって階調変換前のアライメントマークを示している。このアライメントマークは、明るさが１００階調のパターン領域Ａ１と、明るさが２００階調のパターン領域Ｂとから構成されており、パターン領域Ａ１の面積比率が７７．３％であり、パターン領域Ｂの面積比率が２０．１％であり、パターン領域Ｅの面積比率が２．６％である。このアライメントマークにおけるコントラスト差は１００階調であるから、コントラスト差の低いアライメントマークといえる。
【００２２】
図１〈後〉は、階調変換後のアライメントマークであって、図１〈前〉のアライメントマークのパターン領域Ａ１の１００階調を０階調に変換した後のアライメントマークを示している。この階調変換後のアライメントマークは、明るさが０階調のパターン領域Ａ２と、明るさが２００階調のパターン領域Ｂとから構成されており、パターン領域Ａ２の面積比率が７７．３％であり、パターン領域Ｂの面積比率が２０．１％であり、パターン領域Ｅの面積比率が２．６％である。このアライメントマークにおけるコントラスト差は２００階調となるから、コントラスト差の高いアライメントマークといえる。
【００２３】
図１に示す階調変換の前後の状態を入力レベルと出力レベルとの関係で表わすと図２に示すようになる。パターン領域Ａ１の入力レベルが１００階調であるのを、０階調の出力レベルに変換したものがパターン領域Ａ２となる。パターン領域Ｂについては入力レベルと出力レベルともに２００階調である。
【００２４】
上述したように各検査視野内の検査領域内における特徴あるパターンをアライメントマークとして指定し、この指定したアライメントマークを階調変換エリアに設定し、このアライメントマークの階調が低いパターン領域Ａ１をより低い階調に変換したパターン領域Ａ２とすることにより、パターン領域Ａ２とパターン領域Ｂとのコントラスト差を大きくすることができる。そして、階調変換後のアライメントマークを画像登録用アライメントマークとし、この画像登録用アライメントマークの登録画像データを作製して演算処理手段によって画像登録する。この登録画像データを用いて半導体ウエハの検査領域のアライメントを行い、検査視野内の検査領域の外観検査を実施する。従って、前記検査領域を検査する際に、その検査領域にあるはずのアライメントマークを確実に認識することができる。このようにアライメントマークの認識率を向上させることにより検査精度を向上させることができる。
【００２５】
尚、上記実施の形態１では、アライメントマークにおいて階調の低いパターン領域Ａ１をより低い階調に変換し、階調の高いパターン領域Ｂを同一階調としているが、アライメントマークにおいて階調の高いパターン領域をより高い階調に変換し、階調の低いパターン領域を同一階調としても良いし、アライメントマークにおいて階調の低いパターン領域をより低い階調に変換し、階調の高いパターン領域をより高い階調に変換しても良い。
【００２６】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２による外観検査装置において指定したアライメントマークの階調変換の前後を示す模式図である。図４は、図３に示す階調変換の前後における入力レベル（階調）と出力レベル（階調）の関係を示す図（階調変換テーブル）である。実施の形態２においては、実施の形態１と同様の部分の説明を省略し、異なる部分について説明する。
【００２７】
図３〈前〉は、検査領域内における特徴あるパターンを指定したアライメントマークであって階調変換前のアライメントマークを示している。このアライメントマークは、明るさが１００階調のパターン領域Ａ３と、明るさが２００階調のパターン領域Ｂ１と、明るさが５０階調のパターン領域Ｃとから構成されており、パターン領域Ａ３の面積比率が７３．７％であり、パターン領域Ｂ１の面積比率が２０．１％であり、パターン領域Ｃの面積比率が３．６％であり、パターン領域Ｅの面積比率が２．６％である。このアライメントマークにおけるパターン領域Ａ３とパターン領域Ｂ１とのコントラスト差は１００階調であるから、コントラスト差の低いアライメントマークといえる。
【００２８】
図３〈後〉は、階調変換後のアライメントマークであって、図３〈前〉のアライメントマークのパターン領域Ａ３の１００階調を０階調に変換し、且つパターン領域Ｂ１の２００階調を２５５階調に変換した後のアライメントマークを示している。この階調変換後のアライメントマークは、明るさが０階調のパターン領域Ａ４と、明るさが２５５階調のパターン領域Ｂ２と、明るさが５０階調のパターン領域Ｃとから構成されており、パターン領域Ａ４の面積比率が７３．７％であり、パターン領域Ｂ２の面積比率が２０．１％であり、パターン領域Ｃの面積比率が３．６％であり、パターン領域Ｅの面積比率が２．６％である。このアライメントマークにおけるパターン領域Ａ４とパターン領域Ｂ２のコントラスト差は２５５階調となるから、コントラスト差の高いアライメントマークといえる。パターン領域Ａ４とパターン領域Ｂ２とのコントラストを比較しているのは、階調の高いパターン領域と低いパターン領域の合計面積に対する前記階調の高いパターン領域の面積比率が２０％以上８０％以下であることがアライメントマークとして好ましいからである。また、階調の高いパターン領域と低いパターン領域の合計面積は、アライメントマークの全体面積に対して５０％以上が好ましい。
【００２９】
図３に示す階調変換の前後の状態を入力レベルと出力レベルとの関係で表わすと図４に示すようになる。パターン領域Ａ３の入力レベルが１００階調であるのを、０階調の出力レベルに変換したものがパターン領域Ａ４となり、パターン領域Ｂ１の入力レベルが２００階調であるのを、２５５階調の出力レベルに変換したものがパターン領域Ｂ２となる。パターン領域Ｃについては入力レベルと出力レベルともに５０階調である。
【００３０】
上述したように各検査視野内の検査領域内における特徴あるパターンをアライメントマークとして指定し、この指定したアライメントマークの階調が低いパターン領域Ａ３をより低い階調に変換したパターン領域Ａ４とし、階調が高いパターン領域Ｂ１をより高い階調に変換したパターン領域Ｂ２とすることにより、パターン領域Ａ４とパターン領域Ｂ２とのコントラスト差を大きくすることができる。そして、階調変換後のアライメントマークを画像登録用アライメントマークとし、この画像登録用アライメントマークの登録画像データを作製して演算処理手段によって画像登録する。この登録画像データを用いて半導体ウエハの検査領域のアライメントを行い、検査視野内の検査領域の外観検査を実施する。従って、前記検査領域を検査する際に、その検査領域にあるはずのアライメントマークを確実に認識することができる。
【００３１】
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３による外観検査装置において指定したアライメントマークの階調変換の前後を示す模式図である。図６は、図５に示す階調変換の前後における入力レベル（階調）と出力レベル（階調）の関係を示す図（階調変換テーブル）である。実施の形態３においては、実施の形態１と同様の部分の説明を省略し、異なる部分について説明する。
【００３２】
図５〈前〉は、検査領域内における特徴あるパターンを指定したアライメントマークであって階調変換前のアライメントマークを示している。このアライメントマークは、明るさが１００階調のパターン領域Ａ５と、明るさが２００階調のパターン領域Ｂ１と、明るさが５０階調のパターン領域Ｃ１と、明るさが７５階調のパターン領域Ｄ１とから構成されており、パターン領域Ａ５の面積比率が５８．９％であり、パターン領域Ｂ１の面積比率が２０．１％であり、パターン領域Ｃ１の面積比率が３．６％であり、パターン領域Ｄ１の面積比率が１４．８％であり、パターン領域Ｅの面積比率が２．６％である。このアライメントマークにおけるパターン領域Ａ５とパターン領域Ｂ１とのコントラスト差は１００階調であるから、コントラスト差の低いアライメントマークといえる。
【００３３】
図５〈後〉は、階調変換後のアライメントマークであって、図５〈前〉のアライメントマークのパターン領域Ａ５の１００階調を０階調に変換し、且つパターン領域Ｃ１の５０階調を０階調に変換し、且つパターン領域Ｄ１の７５階調を０階調に変換した後のアライメントマークを示している。この階調変換後のアライメントマークは、明るさが０階調のパターン領域Ａ６、パターン領域Ｃ２、パターン領域Ｄ２と、明るさが２００階調のパターン領域Ｂ１とから構成されており、パターン領域Ａ６、パターン領域Ｃ２及びパターン領域Ｄ２の合計の面積比率が７７．３％であり、パターン領域Ｂ１の面積比率が２０．１％であり、パターン領域Ｅの面積比率が２．６％である。このアライメントマークにおけるパターン領域Ａ６、パターン領域Ｃ２及びパターン領域Ｄ２とパターン領域Ｂ１のコントラスト差は２００階調となるから、コントラスト差の高いアライメントマークといえる。
【００３４】
図５に示す階調変換の前後の状態を入力レベルと出力レベルとの関係で表わすと図６に示すようになる。パターン領域Ａ５の入力レベルが１００階調であるのを、０階調の出力レベルに変換したものがパターン領域Ａ６となり、パターン領域Ｄ１の入力レベルが７５階調であるのを、０階調の出力レベルに変換したものがパターン領域Ｄ２となり、パターン領域Ｃ１の入力レベルが５０階調であるのを、０階調の出力レベルに変換したものがパターン領域Ｃ２となる。パターン領域Ｂ１については入力レベルと出力レベルともに２００階調である。
【００３５】
上述したように各検査視野内の検査領域内における特徴あるパターンをアライメントマークとして指定し、この指定したアライメントマークの階調が低いパターン領域Ａ５、パターン領域Ｃ１及びパターン領域Ｄ１それぞれをより低い階調に変換したパターン領域Ａ６、パターン領域Ｃ２及びパターン領域Ｄ２とすることにより、パターン領域Ａ６、パターン領域Ｃ２及びパターン領域Ｄ２とパターン領域Ｂ１とのコントラスト差を大きくすることができる。そして、階調変換後のアライメントマークを画像登録用アライメントマークとし、この画像登録用アライメントマークの登録画像データを作製して演算処理手段によって画像登録する。この登録画像データを用いて半導体ウエハの検査領域のアライメントを行い、検査視野内の検査領域の外観検査を実施する。従って、前記検査領域を検査する際に、その検査領域にあるはずのアライメントマークを確実に認識することができる。
【００３６】
（実施の形態４）
図７は、本発明の実施の形態４による外観検査装置において指定したアライメントマークの階調変換の前後を示す模式図である。図８は、図７に示す階調変換の前後における入力レベル（階調）と出力レベル（階調）の関係を示す図（階調変換テーブル）である。実施の形態４においては、実施の形態１と同様の部分の説明を省略し、異なる部分について説明する。
【００３７】
図７〈前〉は、検査領域内における特徴あるパターンを指定したアライメントマークであって階調変換前のアライメントマークを示している。このアライメントマークは、明るさが１００階調のパターン領域Ａ５と、明るさが２００階調のパターン領域Ｂ１と、明るさが５０階調のパターン領域Ｃと、明るさが７５階調のパターン領域Ｄと、明るさが１２５階調のパターン領域Ｅとから構成されており、パターン領域Ａ５の面積比率が５８．９％であり、パターン領域Ｂ１の面積比率が２０．１％であり、パターン領域Ｃの面積比率が３．６％であり、パターン領域Ｄの面積比率が１４．８％であり、パターン領域Ｅの面積比率が２．６％である。このアライメントマークにおけるパターン領域Ａ５とパターン領域Ｂ１とのコントラスト差は１００階調であるから、コントラスト差の低いアライメントマークといえる。
【００３８】
図７〈後〉は、階調変換後のアライメントマークであって、図７〈前〉のアライメントマークのパターン領域Ａ５の１００階調を０階調に変換し、且つパターン領域Ｂ１の２００階調を２５５階調に変換した後のアライメントマークを示している。この階調変換後のアライメントマークは、明るさが０階調のパターン領域Ａ６と、明るさが２５５階調のパターン領域Ｂ２と、明るさが５０階調のパターン領域Ｃと、明るさが７５階調のパターン領域Ｄと、明るさが１２５階調のパターン領域Ｅとから構成されており、パターン領域Ａ６の面積比率が５８．９％であり、パターン領域Ｂ２の面積比率が２０．１％である。このアライメントマークにおけるパターン領域Ａ６とパターン領域Ｂ２のコントラスト差は２５５階調となるから、コントラスト差の高いアライメントマークといえる。
【００３９】
図７に示す階調変換の前後の状態を入力レベルと出力レベルとの関係で表わすと図８に示すようになる。パターン領域Ａ５の入力レベルが１００階調であるのを、０階調の出力レベルに変換したものがパターン領域Ａ６となり、パターン領域Ｂ１の入力レベルが２００階調であるのを、２５５階調の出力レベルに変換したものがパターン領域Ｂ２となる。パターン領域Ｃについては入力レベルと出力レベルともに５０階調であり、パターン領域Ｄについては入力レベルと出力レベルともに７５階調であり、パターン領域Ｅについては入力レベルと出力レベルともに１２５階調である。
【００４０】
上述したように各検査視野内の検査領域内における特徴あるパターンをアライメントマークとして指定し、この指定したアライメントマークの階調が低いパターン領域Ａ５をより低い階調に変換したパターン領域Ａ６とし、階調が高いパターン領域Ｂ１をより高い階調に変換したパターン領域Ｂ２とすることにより、パターン領域Ａ６とパターン領域Ｂ２とのコントラスト差を大きくすることができる。そして、階調変換後のアライメントマークを画像登録用アライメントマークとし、この画像登録用アライメントマークの登録画像データを作製して演算処理手段によって画像登録する。この登録画像データを用いて半導体ウエハの検査領域のアライメントを行い、検査視野内の検査領域の外観検査を実施する。従って、前記検査領域を検査する際に、その検査領域にあるはずのアライメントマークを確実に認識することができる。
【００４１】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５による半導体装置の製造方法は、上記実施の形態１乃至４のいずれかの外観検査装置によって半導体ウエハの検査領域のアライメントを行い、前記検査領域の外観検査を実施する工程を有するものである。この工程以外の製造工程は、公知の技術を用いることとする。
【００４２】
上記実施の形態５においても実施の形態１乃至４のいずれかと同一の効果を得ることができる。
【００４３】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。例えば、実施の形態１乃至４それぞれの内容を適宜組み合わせて実施することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態１による外観検査装置において指定したアライメントマークの階調変換の前後を示す模式図。
【図２】図１に示す階調変換の前後における入力レベルと出力レベルの関係を示す図。
【図３】本発明の実施の形態２による外観検査装置において指定したアライメントマークの階調変換の前後を示す模式図。
【図４】図３に示す階調変換の前後における入力レベルと出力レベルの関係を示す図。
【図５】本発明の実施の形態３による外観検査装置において指定したアライメントマークの階調変換の前後を示す模式図。
【図６】図５に示す階調変換の前後における入力レベルと出力レベルの関係を示す図。
【図７】本発明の実施の形態４による外観検査装置において指定したアライメントマークの階調変換の前後を示す模式図。
【図８】図７に示す階調変換の前後における入力レベルと出力レベルの関係を示す図。
【図９】従来の外観検査装置の構成を模式的に示す図。
【図１０】図９に示す外観検査装置で検査される半導体ウエハを示す平面図。
【符号の説明】
【００４５】
Ａ１，Ａ３，Ａ５…１００階調のパターン領域、Ａ２，Ａ４，Ａ６，Ｃ２，Ｄ２…０階調のパターン領域、Ｂ，Ｂ１…２００階調のパターン領域、Ｂ２…２５５階調のパターン領域、Ｃ，Ｃ１…５０階調のパターン領域、Ｄ，Ｄ１…７５階調のパターン領域、Ｅ…１２５階調のパターン領域、２００…撮像部、３３０…半導体ウエハ、４００…演算処理手段、８００…半導体チップ
【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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