表面にパターンが形成された試料に光を照射するレーザ光源を備える照明光学系と、前記照明光学系により照明された該試料から発生する光を検出するセンサを備える検出光学系と、前記検出光学系により検出された光に基づく画像から欠陥を抽出する信号処理手段と、を備え、前記検出光学系にて光を検出する間に前記センサの増幅率を動的に変化させることを特徴とする欠陥検査装置。請求項1記載の欠陥検査装置であって、前記センサの増幅率を、前記照明光学系により照明された該試料から発生する光に基づき変えることを特徴とする欠陥検査装置。請求項1または2に記載の欠陥検査装置であって、前記センサの増幅率を、前記照明光学系により照明された該試料から発生する光の大きさに基づき変えることを特徴とする欠陥検査装置。請求項1記載の欠陥検査装置であって、前記センサの増幅率を、予め定めた該試料の複数の領域ごとに変えることを特徴とする欠陥検査装置。請求項1記載の欠陥検査装置であって、前記センサの増幅率を、該試料の所定の画素数から発生する光の強度に基づき動的に変更することを特徴とする欠陥検査装置。請求項1乃至5のいずれかに記載の欠陥検査装置であって、前記センサはAPDであることを特徴とする欠陥検査装置。請求項1乃至6のいずれかに記載の欠陥検査装置であって、前記レーザ光源はパルス光源であり、前記センサは前記パルス光源のパルス間隔よりも短い時間内にON/OFFを切り替えることを特徴とする欠陥検査装置。請求項1乃至7のいずれかに記載の欠陥検査装置であって、前記レーザ光源はパルス光源であり、前記センサは前記パルス光源のパルスが到達するタイミングでサンプリングを行うことを特徴とする欠陥検査装置。請求項1乃至8のいずれかに記載の欠陥検査方法であって、前記検出光学系は、該試料の表面に対して異なる仰角方向に散乱する光をそれぞれ検出する複数のセンサを備え、前記信号処理手段は、前記複数のセンサでそれぞれ検出した光を統合処理することを特徴とする欠陥検査装置。表面にパターンが形成された試料に光を照射する照明工程と、前記照明工程により照明された該試料から発生する光を検出する検出工程と、前記検出工程により検出された光に基づく画像から欠陥を抽出する信号処理工程と、を備え、前記検出工程にて光を検出する間に前記センサの増幅率を動的に変化させることを特徴とする欠陥検査方法。請求項10記載の欠陥検査方法であって、前記センサの増幅率を、前記照明光学系により照明された該試料から発生する光に基づき変えることを特徴とする欠陥検査方法。請求項10または11に記載の欠陥検査方法であって、前記センサの増幅率を、前記照明光学系により照明された該試料から発生する光の大きさに基づき変えることを特徴とする欠陥検査方法。請求項10記載の欠陥検査方法であって、前記センサの増幅率を、予め定めた該試料の複数の領域ごとに変えることを特徴とする欠陥検査方法。請求項10記載の欠陥検査方法であって、前記センサの増幅率を、該試料の所定の画素数から発生する光の強度に基づき動的に変更することを特徴とする欠陥検査方法。請求項10乃至14のいずれかに記載の欠陥検査方法であって、前記センサはAPDであることを特徴とする欠陥検査方法。請求項10乃至15のいずれかに記載の欠陥検査方法であって、前記レーザ光源はパルス光源であり、前記センサは前記パルス光源のパルス間隔よりも短い時間内にON/OFFを切り替えることを特徴とする欠陥検査方法。請求項10乃至16のいずれかに記載の欠陥検査方法であって、前記レーザ光源はパルス光源であり、前記センサは前記パルス光源のパルスが到達するタイミングでサンプリングを行うことを特徴とする欠陥検査方法。請求項10乃至17のいずれかに記載の欠陥検査方法であって、前記検出工程では、該試料の表面に対して異なる仰角方向に散乱する光をそれぞれ検出し、前記信号処理工程では、前記検出工程で検出した異なる仰角方向に散乱する光を統合処理することを特徴とする欠陥検査方法。検査対象物例えば半導体パターンの微細化により、検査すべき欠陥の大きさも微小化し、欠陥からの散乱光の強度が大幅に減少する。この欠陥からの微小な散乱光を検出には、既存のCCDChargeCoupledDeviceアレイセンサ、TDITimeDelayIntegrationアレイセンサでは、感度が不足する。特許文献1では、感度向上のために増幅型センサをアレイ状に配置した素子を用いているが、以下の課題がある。検査対象物の部位により散乱光の光量が大きく異なる場合、センサが飽和しないように明部に感度を合わせると、ますます暗部の感度が低下する。また、レンズ等の反射があり、微弱な欠陥散乱光がこれらの反射光に埋もれてしまい感度が低下する。本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次の通りである。1表面にパターンが形成された試料に光を照射するレーザ光源を備える照明光学系と、前記照明光学系により照明された該試料から発生する光を検出するセンサを備える検出光学系と、前記検出光学系により検出された光に基づく画像から欠陥を抽出する信号処理手段と、を備え、前記検出光学系にて光を検出する間に前記センサの増幅率を動的に変化させることを特徴とする欠陥検査装置である。本発明によれば、高感度欠陥検出精度を実現する欠陥検査装置および欠陥検査方法を提供することができる。以下、実施例を図面を用いて説明する。本発明に係る光学式検査装置の第1の実施例を、図1乃至図15を用いて説明する。以下では、半導体ウエハの暗視野検査装置による検査を例にとって説明する。図1は、本発明に係る光学式検査装置の第1の実施例を示す図である。実施例1に係る光学式検査装置は、斜方照明光学系110a及び落射照明光学系110b分岐ミラー116、ミラー117、線状照明系118、ウエハ上への照明ミラー119、対物レンズ121を備えて構成される、ステージ部170、撮像光学系検出光学系120及び信号処理制御系250とを備えて構成されている。照明光学系110は、ステージ部170に載置された被検査対象物である試料半導体ウエハ100に照明光を半導体ウエハ100の表面の法線方向に対して傾いた方向から照明斜方照明、もしくは法線方向から落射照明線状ビームを照明し、照射された半導体ウエハ100から散乱する散乱光を検出光学系120により検出する。検出光学系のセンサには増幅率が高く、増幅率を高速に制御できるAPDAvalanchePhotodiodeアレイなどを用いて、高感度にウエハからの散乱光のみを検出する。その際、ステージ部170を平面内で駆動することによりステージ部170に載置された半導体ウエハ100上を照明光学系110a又は110bからの照明光で走査する。信号処理制御系250は、検出光学系120により検出された半導体ウエハ100からの散乱光を処理して半導体ウエハ100上に存在する欠陥を検出する。斜方照明光学系110a照明光学系110aは、レーザ光源111、光量調節手段アッテネータ、NDNeutralDensityフィルタ112、ビームエキスパンダ113、偏光板や波長板を備えてなる偏光生成部114、検査対象半導体ウエハ100に線状のビームを照射するための線状ビーム生成部線状照明系115を備えて構成される。レーザ光源111は、レーザビームを出射する。このとき、光源111には、気体レーザ、半導体レーザ、固体レーザや、面発光レーザなどが利用可能である。波長は赤外、可視域、紫外を用いることができるが、波長が短くなるほど光学的な分解能が向上するため、微細欠陥を見る際にはUVUltraViolet紫外線、DUVDeepUltraViolet深紫外線、VUVVacuumUltraViolet真空紫外線、EUVExtremeUltraViolet極端紫外線などの紫外域の光を用いるとよい。ビーム整形手段113は、レーザ光源111から出射されたレーザビームを整形する。図2は照明光学系110の平面図、図3はその側面図であり、本実施例では、ビーム成形手段113を、図2及び図3に示すようにレーザ光源111から出射されたレーザビームの径を拡大するビームエキスパンダ1131と拡大されたレーザを平行光に成形するコリメートレンズ1132で構成する。偏光生成部114は、偏光板1141や波長板1142を備えて構成され、ビーム成形手段113のビームエキスパンダ1131でビーム径を拡大された光の偏光特性を調整する。線状ビーム生成部115はシリンドリカルレンズ等より構成される。上記した構成において、レーザ光源111から出射されたレーザビームは、光量調整手段アッテネータ、NDフィルタ112で光量が調整され、ビーム成形手段113でビームエキスパンダ1131によりビーム径が拡大されてコリメ-トレンズ1132で平行光に成形され、偏光制御部114で偏光の状態が制御され、線状ビーム生成部115により一方向に集光され、y軸と平行な線状ビーム101となって半導体ウエハ100の表面の線状の領域に照射される。このとき、図2に示す照明光学系のy軸からの照明方位βは、y軸方向を含む任意の方向から照射することができる。また、図3に示す照明光学系のz軸からの角度である極角γについては、0から90度の範囲内にて選択する。なお、照明方位β、極角γは、検出光学系120と干渉しないように設定する。このとき、偏光生成部114は線状ビーム生成部115の後におかれていても良い。このようにして形成された線状ビーム101は、ステージy方向が線状ビーム101の長手方向となるように半導体ウエハ100の表面に照射される。落射照明光学系110b落射照明光学系110bは、斜方照明光学系110aより光路分岐する分岐ミラー116、光路を曲げるミラー117、線状照明系線状ビーム生成部118、ウエハ上への照明ミラー119、検出光学系120の対物レンズ121を備えてなり、ウエハ上に線状ビーム101を形成する。斜方照明系110aを用いる場合は、分岐ミラー116及び照明ミラー119は、光学系より退避させる。分岐ミラー116の配置箇所は、偏光生成部114やビーム成形手段113より前でもよいが、その場合には、落射照明光学系用に偏光生成部およびビーム成形手段が必要となる。なお、線状照明を用いた光学系では、線状ビームの線幅とサイドローブの違いが、試料散乱光の違いとなり、検出感度の違いが生じる。線幅とサイドローブは線状照明光学系115及び118の瞳面とフーリエ変換の関係にあることから、瞳面形状にて制御できる。図4は、本発明の実施例1に係る照明の細線幅調整機構を示す図であり、図5は、本発明の実施例1に係る照明のサイドローブ抑制機構を示す図である。図4のように、線幅は照明NAに依存するため、瞳を瞳径1151よりも小さい径のアパーチャ1152で制限することで、線幅が太くなる方向に制御できる。図5のようにサイドローブ1153は、瞳の境界から中心に向けての透過率を連続的に変化させることにより、低減することができる。また、同様の効果を得るため、瞳に瞳径や波長で決まる微小構造を設ける手法もある。検出光学系120図1を用いて検出光学系120について詳細に説明する。検出光学系120は、対物レンズ121、空間フィルタ123、偏光解析器124、結像レンズ125、増幅型センサアレイ126、ビームサンプラー127、瞳観察光学系128とを備えて構成される。瞳観察光学系128は、対物レンズ121の出射側の瞳を観察する。瞳観察光学系128へは検出光学系120の光路中に出し入れ可能なビームサンプラー127を用いて検出光学系120から瞳観察光学系128へ光を導く。なお、瞳観察光学系128の代わりに空間フィルタ123の位置および形状と、ラインセンサにて取得される画像の強度の関係をあらかじめ求めておいて、その関係から瞳位置での強度分布を把握することが出来れば、瞳面を直接観察する瞳観察光学系128を省略することができる。対物レンズ121は、半導体ウエハ100の表面から散乱した反射、散乱、回折光を集光する。空間フィルタ123は、対物レンズ121にて集光された半導体ウエハ100の表面からの反射、散乱、回折光の一部を遮光する。ここで、空間フィルタ123は、対物レンズ121の出射側の瞳位置又は瞳位置と等価共役な位置に配置される。空間フィルタ123は縦横の方向に複数の本数、太さにて配置できる棒状の遮光フィルタ、瞳面にて2次元に所望の箇所を透過、遮光させることができるフィルタなどを用いる。特に2次元フィルタには、液晶などの電気光学効果を利用したものや、磁気光学効果を利用したもの、及びMEMSMicroElectroMechanicalSystemsシャッタなどを用いる。なお、本実施例では、照明光をy方向が長手となる線状にするため、線状ビーム生成部115にてy方向に集光している。したがって、瞳面の回折パターンは集光NAに依存したy方向に広がりを持つ回折パターンとなる。この場合には、一方向に配置した棒状のフィルタにより適切に回折光を除去することができる。偏光解析器124は、偏光板や波長板を備えて構成され、空間フィルタ123で遮光されなかった散乱光の偏光特性を調整する。偏光生成部124は、例えば1/4波長板や1/2波長板、偏光板を備えて構成され、これらはそれぞれが個別に回転制御し、任意の偏光を透過させることが可能となる。結像レンズ125は、空間フィルタ124で遮光されなかった散乱光を透過させてその光学像を結像させる。ここで、偏光解析部空間フィルタ124と結像レンズ125との位置は逆であっても良い。増幅型センサアレイ126は、結像レンズ125により集光された結像された散乱光の像が増幅型センサアレイ126の検出面上に結像されるような位置に配置されており、散乱光の光学像を検出する。増幅型センサアレイ126としては、電圧により増幅率が画素ごとに高速に可変可能、かつセンサon/offを電気信号にて高速に制御可能なAPDAvalanchePhotodiodeアレイなどを用いる。APDアレイの増幅率は、温度に依存して変化するため増幅回路191には温度モニタ部193の温度補正も加味された電圧が電圧制御器192より印加される。センサアレイ126の電圧による増幅率制御機能を用いることにより、センサのダイナミックレンジを拡大することができる。図6は、本発明の実施例1に係るセンサアレイの増幅率による画像の違いを示す図であり、図7は、本発明の実施例1に係るセンサアレイの増幅率調整結果を示す図である。る。図6では、検査にて取得した画像プロファイルとセンサ増幅率の関係を示す。取得画像中には、空間フィルタ挿入の効果もあり、センサアレイ126まで到達する散乱光強度が強い領域明部30と弱い領域暗部31がある。増幅率を低くして散乱光強度が強い領域30を取得すると、散乱光強度が弱い領域31にて強度が弱く、欠陥を見逃す恐れがある。一方、増幅率を高くして散乱光強度が低い領域31の感度を上げると、散乱光強度が強い領域30では信号が飽和してしまい、欠陥検査をすることができない。そこで、散乱光強度が強い領域30では増幅率を低く、散乱光強度が弱い領域31では増幅率を高く設定することで、ダイナミックレンジの広い検査を可能とする。つまり、散乱光強度とセンサ増幅率の関係を、図7のようにセンサ飽和強度に達しないようセンサ増幅率をスキャンしながら動的に変化させて画像取得する。センサ増幅率の設定方法を詳細に説明する。各画素のみの検出強度に従って増幅率を可変すると、強度の高い欠陥信号を低い増幅率で検出してしまい感度が低下する可能性がある。そこで、増幅率は図6の明部30、暗部31散乱光強度が同様な領域ごとに設定し、検査を行う。図8は、本発明の実施例1に係る増幅率決定のフロー図である。検査前には、偏光生成部114、空間フィルタ123、偏光解析部124の条件を決めるため、被検査物をテストスキャンするS101。このとき得られた検査条件でのスキャン画像中の明暗部の境界を求め、増幅率の設定領域を決める。ここで、明暗部の境界は、画像中の明暗情報を統計処理することにより求めるS102。例えば、画像の明暗差が少ない箇所では分散が小さく、境界付近では明暗差が大きく分散が大きくなることを利用して、一定面積の分散値を画像全体で算出し、分散の大小により明暗部の境界値を判定し、領域を設定する。次に、検査スキャンを実施し、S102にて設定した各領域の中で、最初に取得した特定画素数の強度を元に、その領域を検出する際の増幅率を決定するS103。検出強度と増幅率の関係を最初に決めておき、ある領域の最初のn画素スキャン分の平均強度を求め、飽和していたら増幅率を減らし、一定以下の強度なら増幅率を増やし、検出強度が適切となるように増幅率を決める。これを走査中に繰り返し行うS104。リアルタイムに増減率を設定しつづけることで、境界付近を除く被検査体のほとんどの面積で適切な増減率を設定できる。半導体パターンのように複数個所に同様のパターンが存在するときは、最初のパターンにおいて決定した増幅率を同様パターンに適用してもよい。また、領域を設定する際には、設計データを用いてあらかじめ設定しておいてもよい。欠陥からの微弱な散乱光を検出する際には、各光学素子にて発生する反射光などが迷光となり、欠陥からの散乱光が埋もれてしまう。この迷光を、レーザ光源111にパルス光源を用いて、センサアレイ126にてパルス光源111のパルス間隔よりも短い時間内に検出のon/offを切り替える高速応答を行うことで低減できる。パルス照明光による欠陥からの散乱光がセンサアレイ126に届くタイミング付近だけを検出するゲートモードを用いればよい。図9および図10は、本発明の実施例1に係る斜方照明系によるゲートモードサンプリングを示す図である。図9を用いて斜方照明光学系110aとアレイセンサ126のゲートモードを組み合わせることによる迷光除去について説明する。レーザ光源111よりパルスが発生してから被検査体を経てセンサアレイ126に到達する時間光路差は、光学素子の厚さと屈折率、空気中の伝播距離より容易に計算できる。斜方照明光学系110aでは、各光学素子にて発生する微弱な反射光も被検査体を照射する。また、被検査体からの散乱光が検出光学系120内を伝播する際にも各光学素子にて反射光が発生し、被検査体からの直接の散乱光50以外もセンサアレイ126まで到達し迷光51となる。そこで、検出すべき被検査体からの散乱光がセンサアレイ126に到達する時間が既知なので、到達するタイミング前後理想的には被検査体からの直接の散乱光50のみでサンプリングを行うことで迷光51を除去できる。この各光学素子に起因する迷光は、落射照明光学系110bでより感度低下原因となる。落射照明光学系110bでは、検出系の検出レンズを照明時にも利用することで落射照明系と上方検出系を両立させるTTLThroughTheLens方式を用いているが、図10に示すように被検査体の散乱光に比べて光量の大きい入射光が検出レンズを透過する際に生じる反射光53がセンサアレイ126に到達することで大きな感度低下要因となる。このようにして検出された散乱光に基づく信号は、A/D変換部129でセンサアレイ126から出力されたアナログ信号が増幅された後にデジタル信号に変換されて信号処理制御部250に送られて処理される。ステージ部170ステージ部170は、xステージ170a、yステージ170b、zステージ170c、θステージ170dを備えて構成される。xステージ170aは、検査対象試料である表面に微細なパターンが形成された半導体ウエハ100を載置してx方向に移動可能なステージである。yステージ170b、zステージ170c、θステージ170dもそれぞれ同様に、検査対象試料である表面に微細なパターンが形成された半導体ウエハ100を載置してy方向、z方向、θ方向に移動可能なステージである。反射光解析部300検出光学系120にて得られる画像は、被検査体表面の薄膜の干渉によりその強度が決まる。そのため、膜厚ムラがあると、得られる画像の明るさにムラが生じる。後述するが被検査体のダイ比較により正常部と欠陥部の明るさの違いから欠陥検出を行うが、画像全体に明るさムラがあると欠陥検出性能が低下することがある。そこで、斜方照明光学系110aによる照明光の被検査体からの直接反射光を反射光解析部300にて膜厚を推定し、検出光学系120にて検出される画像の膜厚ムラに起因する明るさムラを補正する。図11は、本発明の実施例1に係る膜厚解析部を示す図である。明るさムラの補正の詳細について図11にて説明する。斜方照明光学系110aからの直接反射光をレンズ310にてセンサ320上に結像する。センサ320の各画素前面にはマイクロ直線偏光子、マイクロ円偏光子のいずれかが配置されている。透過軸方位の異なるマイクロ直線偏光子321~323、およびマイクロ円偏光子324の4つの組み合わせを1組とし、これら4画素で決まる範囲を空間分解能とし複数状態の偏光検出を行うことから、膜厚分析の一般的な方法であるエリプソメトリーの手法を用いて膜厚推定部330により膜厚を推定する。膜厚変化による散乱光量の違いは、被検査体の構造が既知であれば、光学シミュレーションにて想定でき、これは画像の明るさムラに対応する。ここで求めた画像の明るさムラを画像処理を行う前に補正しておく。もしくは、センサアレイ126の増幅率にフィードバックし明るさムラを補正した画像を直接取得してもよい。落射照明光学系110bを用いる際は、分岐ミラー116を正反射光が検出できる光量透過するビームスプリッターとし、斜方照明光学系110aと同様に明るさムラを低減する。この際、斜方照明光学系110aの散乱光もセンサアレイ126に到達するが、前記センサアレイ126のゲートモードサンプリングにより検出を回避する。信号処理制御部250信号処理制御部250は、画像処理部200、操作部210、制御部220、表示部230、高さ検出部160とを備えて構成される。図12から図15に、信号処理部の具体的な例を示す。図12乃至15は、本発明の実施例1に係る画像処理構成を示すブロック図である。図12に示す信号処理部200aは、一般的にはダイ比較処理として知られている。即ち、あるダイの画像を遅延メモリ32に記憶し、隣接ダイの画像が取得されたら、振動などに起因した位置ずれを補正するために、位置合せ回路33にて位置合せを行い、得られた画像を減算回路34にて減算処理する。並行して位置合わせされた画像をメモリ35に記憶し、しきい値処理回路36にてしきい値を算出する。上記減算処理された信号と前記しきい値は、比較回路37にて比較処理され、欠陥判定部38により、異物信号や欠陥信号が抽出される。該抽出された異物欠陥信号は、そのまま欠陥マップとして出力されたり、分類サイジング処理部39にて、異物種、欠陥種ごとに分類されたり、異物や欠陥の大きさが求められる。図13に示す信号処理部200bは、一般的にはセル比較処理として知られている。即ち、得られた画像に本来同一形状であるパターンからの信号が含まれていた場合、画像シフト回路40によりが画像をシフトし、シフト前の画像とシフト後の画像の対応点を取るために、位置合せ回路33により位置合せを行い、得られた画像を減算回路34にて減算処理する。並行して位置合わせされた画像をメモリ35に記憶し、しきい値処理回路36にてしきい値を算出する。上記減算処理された信号と前記しきい値は、比較回路37にて比較処理され、欠陥判定部38により、異物信号や欠陥信号が抽出される。該抽出された異物欠陥信号は、そのまま欠陥マップとして出力されたり、分類サイジング処理部39にて、異物種、欠陥種ごとに分類されたり、異物や欠陥の大きさが求められる。図14に示す信号処理部200cは、一般的には設計データ比較処理として知られている。即ち、設計データ41からの設計データを、参照画像生成部42に送り参照画像を生成する。該参照画像は実画像との対応点を取るために位置合せを行い、得られた画像を減算回路34にて減算処理する。並行して位置合わせされた画像をメモリ35に記憶し、しきい値処理回路36にてしきい値を算出する。上記減算処理された信号と前記しきい値は、比較回路37にて比較処理され、欠陥判定部38により、異物信号や欠陥信号が抽出される。該抽出された異物欠陥信号は、そのまま欠陥マップとして出力されたり、分類サイジング処理部39にて、異物種、欠陥種ごとに分類されたり、異物や欠陥の大きさが求められる。図15に示す信号処理部200dは、一般的には自己参照方式として知られている。即ち、得られた画像の中で類似パターンを探索し、該類似パターン同士を比較処理することで欠陥判定をしたり、パターンと欠陥の特徴量に基づき欠陥を判定したりするものである。この他に、図示はしていないが、複数の類似パターンの平均値より作成し画像を参照画像として比較処理を行う処理方式も知られている。本発明に係る光学式検査装置の第2の実施例を、図16乃至図17を用いて説明する。図16は、本発明の実施例2に係る光学式検査装置の検出器構成を示すブロック図であり、図17は、本発明の実施例2に係る画像処理構成を示すブロック図である。以下では、半導体ウエハの暗視野検査装置による検査を例にとって説明する。実施例1では検出光学系が1つであったが、実施例2の光学系では複数の検出系を持つ。図16に検出系のみを示す。実施例と同様の上方検出系120の他に斜方検出系120x、120yを持つ、斜方検出系120x、120yの構成は上方検出系120と同様である。ただし、斜方検出レンズの焦点面と被検査物の共通部分は線状となるため、照明光の細線の幅は検出系の焦点深度と同レベルまで細くしないと、焦点ずれした光もアレイセンサにて検出され、コントラストの高い画像が得られない。欠陥の散乱光は、その形状や媒質により散乱する方向が異なる。そのため、複数検出器にて複数の方位の散乱光を検出することで、捕捉率の向上が見込まれる。また、各検出器で得られた欠陥信号の比を用いることで欠陥分類、サイジング等の精度が向上する。以下、2画像を取得した際の画像処理部200の説明を詳細に行う。検出光学系120において取得した散乱光に基づく画像1261と、隣接するダイやセルなどにおいて画像1261の取得箇所と同形状の部位にて取得した参照画像1261rとを生成し、画像位置合せ処理部2011aで、この生成した画像1261と参照画像1261rとをセンサの画素単位以下の精度で位置合わせし、明るさ補正部2012aで試料表面及び表層の薄膜の厚さなどの試料起因もしくは検査時のレンズとウエハとの高さの違いなどの光学系起因による検査画像1261と参照画像1261rの明るさを補正し、差分処理部2013aで検査画像1261と参照画像1261rの対応する画素同士を引き算する差分処理を施して差分画像1261dを得る。この場合、隣接するダイやセルなどにおいて画像1261の取得箇所と同形状の部位にて検出光学系120において取得した散乱光に基づいて生成した参照画像1261rは、図示していない画像メモリに一旦記憶され、画像メモリから画像位置合わせ処理部2011aに呼び出されて画像1261との画素単位以下の精度で位置合わせ処理が行われる。また、検出光学系120xより取得した信号から欠陥を含む画像1263と参照画像1263rを生成し、この画像1263と参照画像1263rについても同様の構成により処理が施されて差分画像1263dが得られる。次に、欠陥判定部2014において、差分画像1261dの輝度値を横軸x1とし、差分画像1263dの輝度値を縦軸x2とする直交座標系を構成して2つの差分画像1261d及び1263dの対応する画素の輝度をこの直交座標系x1、x2とするにプロットする。直交座標系のx1、x2空間にて、ノイズは欠陥画像と参照画像の引き残しであるためx1、x2成分共に小さく、原点付近に分布する。一方、欠陥画像は輝度が強度はノイズと比較し大きく、x1、x2空間において原点より離れた位置となるにプロットされる。そこで、直交座標系の原点付近に境界350を設けることでノイズ322と欠陥321を分離し、欠陥判定する2014。境界350には円や直線の組み合わせ等を使用することができる。例えば、円を用いる場合には、半径をAとし、境界線は次式数1を満たす領域に引けばよい。とする。ここでは2枚の画像についての例を示したが、3枚以上の画像を用いても同様の処理を用いることができる。この抽出した欠陥候補の散乱光分布や強度などの特徴から、分類サイジング処理部2015において欠陥判定、分類サイジングが行われる。