JP2011029324A - レシピ更新方法およびレシピ更新システム - Google Patents

Abstract

【課題】回路パターンが形成された半導体基板を光学条件が格納されたレシピに基づいて検査する外観検査装置において、回路パターンの欠陥をより検出し易くするために、検査時間を削ることなく、レシピに格納された光学条件を更新することが可能なレシピ更新方法およびレシピ更新システムを提供すること。
【解決手段】レシピに基づいて半導体基板を検査する外観検査装置において前記レシピを更新するレシピ更新方法であって、レシピ格納手段に格納された光学条件に従って、前記半導体基板を撮像して第１の画像を取得し、前記取得した第１の画像に欠陥が存在するか否かを検出し、前記欠陥が存在することを検出した場合、前記光学条件を変更し、前記変更した光学条件に従って、前記半導体基板を撮像して第２の画像を取得し、前記レシピ格納手段に格納された光学条件を、前記変更した光学条件に更新する。
【選択図】図１

Description

本発明は、回路パターンが形成された半導体基板を、光学条件が格納されたレシピに基づいて検査する外観検査装置において、そのレシピを更新するレシピ更新方法およびレシピ更新システムに関し、特に、回路パターンの欠陥をより検出し易くするために前記レシピを更新するレシピ更新方法およびレシピ更新システムに関する。

従来、半導体装置を製造する半導体製造工程において、高い歩留りを確保するためには、製造工程中の半導体基板に発生する、傷、塵、むら、汚れ等の欠陥を的確に検出することが重要である。

これらの欠陥を検出するためには、半導体基板の表面に照明光を照射して、その正反射光、回折光、散乱光等をラインセンサカメラ等の撮像装置で撮像し、撮像した画像データを画像処理することにより欠陥を検出するのが一般的である。例えば、上位の検査装置で検出した欠陥位置をもとに、半導体基板を載置したステージを移動して、半導体基板が視野内に入る程度の低倍率で撮像する。さらに、その撮像画像に対して、画像処理によって欠陥位置を自動的に検出し、グラフィカルユーザインタフェースを介して表示画面に表示する。そして、この撮像は、所定の光学条件に基づいて実行される。

このような欠陥検出工程において、良品の半導体基板を使用して正反射光や回折光を検出するための光学条件を自動的に検出する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、検出系のノイズをレシピのパラメータのチューニング（更新）によって自動的に解消する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
また、複数の光学条件で検査することにより、欠陥の見逃しや重複検出がない欠陥検出検査の技術が開示されている（例えば、特許文献３参照。）。

ＷＯ２００２／０２７３０５ 特開２００６−１７７４４号公報 特開２００５−１７１５９号公報

しかしながら、上述のような従来の技術において良好な光学条件を得るためには、検査対象である半導体基板の回路パターンが、単純であることや、予めパターンピッチなどの設計情報が必要であるが、実際の半導体基板の場合、回路パターンが複雑であったり、複数の製造工程を実施した多層ウェハなどは、表層の設計情報だけでは良好な光学条件が見つけない場合があったりする、という問題点があった。

また、検出センサのノイズ除去のみに着目しているために、より検出感度の高い光学条件が選択できなかったり、欠陥の見逃しを防ぐためにより多い光学条件で複数の検査を実施するため、検査時間が長くなってしまう場合があったりする、という問題点があった。

本発明は、上述のような実状に鑑みたものであり、回路パターンが形成された半導体基板を光学条件が格納されたレシピに基づいて検査する外観検査装置において、回路パターンの欠陥をより検出し易くするために、検査時間を削ることなく、レシピに格納された光学条件を更新することが可能なレシピ更新方法およびレシピ更新システムを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、下記のような構成を採用した。
すなわち、本発明の一態様によれば、本発明のレシピ更新方法は、レシピに基づいて半導体基板を検査する外観検査装置において前記レシピを更新するレシピ更新方法であって、レシピ格納手段に格納された光学条件に従って、前記半導体基板を撮像して第１の画像を取得し、前記取得した第１の画像に欠陥が存在するか否かを検出し、前記欠陥が存在することを検出した場合、前記光学条件を変更し、前記変更した光学条件に従って、前記半導体基板を撮像して第２の画像を取得し、前記レシピ格納手段に格納された光学条件を、前記変更した光学条件に更新することを特徴とする。

また、本発明のレシピ更新方法は、前記第１の画像に表れている欠陥に比べより顕著な欠陥が前記第２の画像に表れているか否かを判断し、前記第１の画像に表れている欠陥に比べより顕著な欠陥が前記第２の画像に表れていると判断した場合、前記レシピ格納手段に格納された光学条件を、前記変更した光学条件に更新することが望ましい。

また、本発明のレシピ更新方法は、前記第２の画像が、前記欠陥が存在することを検出した半導体基板を撮像して取得した画像であることが望ましい。
また、本発明のレシピ更新方法は、前記第２の画像が、前記欠陥が存在することを検出した半導体基板と同一種類の他の半導体基板を撮像して取得した画像であることが望ましい。

また、本発明のレシピ更新方法は、前記外観検査装置が半導体基板を順に検査する際、所定回数毎に、前記取得した第１の画像に欠陥が存在するか否かを検出することが望ましい。

また、本発明のレシピ更新方法は、前記外観検査装置が半導体基板を順に検査する際、所定回数毎に、前記光学条件を変更することが望ましい。
また、本発明のレシピ更新方法は、前記欠陥が存在することを検出した場合、前記光学条件を複数変更し、前記第１の画像に表れている欠陥に比べより顕著な欠陥が前記第２の画像に表れていると判断した場合、前記レシピ格納手段に格納された光学条件を、前記変更した光学条件のうち欠陥が最も顕著に表れた光学条件に更新することが望ましい。

また、本発明のレシピ更新方法は、前記欠陥が存在することを検出した場合、グラフィカルユーザインターフェースを用いて前記光学条件を変更することが望ましい。
また、本発明の一態様によれば、本発明のレシピ更新システムは、レシピに基づいて半導体基板を検査する外観検査装置において前記レシピを更新するレシピ更新システムであって、光学条件を格納したレシピ格納手段と、前記レシピ格納手段に格納された光学条件に従って、前記半導体基板を撮像して第１の画像を取得する第１の画像取得手段と、前記第１の画像取得手段によって取得した第１の画像に欠陥が存在するか否かを検出する欠陥検出手段と、前記欠陥検出手段によって欠陥が存在することを検出した場合、前記レシピ格納手段に格納された光学条件を変更する光学条件変更手段と、前記光学条件変更手段によって変更した光学条件に従って、前記欠陥が存在することを検出した半導体基板を撮像して第２の画像を取得する第２の画像取得手段と、前記第１の画像取得手段によって取得した第１の画像に表れている欠陥に比べ、前記第２の画像取得手段によって取得した第２の画像に、より顕著な欠陥が表れているか否かを判断する判断手段と、前記判断手段によって前記第１の画像に表れている欠陥に比べより顕著な欠陥が前記第２の画像に表れていると判断された場合、前記レシピ格納手段に格納された光学条件を、前記変更した光学条件に更新する光学条件更新手段とを備えることを特徴とする。

本発明は、半導体基板上の回路パターンの欠陥を検出した際に、その光学条件を変更し、その後の半導体基板の検査においては、変更後の光学条件をレシピとして用いるので、より精密により多くの回路パターンの欠陥を見つけることができる、という効果を奏する。

本発明を適用した第１の実施の形態における外観検査装置の概略を示す図である。 撮像手段７による撮像の概要を説明するための図である。 第１の実施の形態における光学条件更新手段１６が提供するＧＵＩの例を示す図である。 外観検査装置１において実行される検査処理の流れを示すフローチャートである。 本発明を適用した第２の実施の形態における外観検査装置の概略を示す図である。 第２の実施の形態における光学条件更新手段１６が提供するＧＵＩの例を示す図である。 解析データ取得処理を自動化するために必要なデータ一覧表を示す図である。 光学条件更新処理を自動化するために必要なデータ一覧表を示す図である。 第３の実施の形態の変形例で光学条件更新処理を自動化するために必要なデータ一覧表を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、全ての図面おいて、実施の形態が異なる場合であっても、同一または、相当する部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明を適用した第１の実施の形態における外観検査装置の概略を示す図である。

図１において、外観検査装置１は、様々な回路パターンが形成された半導体基板、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ；Liquid Crystal Display）、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、ＳＥＤ（Surface-conduction Electron-emitter Display）などのＦＰＤ（Flat Panel Display）の基板や、半導体ウェハ、プリント回路基板等の半導体基板を、レシピに基づいて検査するための装置である。そして、前記外観検査装置１は、図１に示すように、円形の半導体基板である半導体ウェハＷ（以下、ウェハＷという）の検査を行う検査部２と、検査部２の制御や各種データ処理を行う制御部３とを備え、後述するように、前記レシピを更新することができる。

検査部２は、一軸方向に移動可能な操作手段であるスキャンステージ４を有する。スキャンステージ４には、例えば、リニアガイドなどが用いられる。スキャンステージ４上には、ウェハＷを載置するための回転ステージ５が設けられている。回転ステージ５は、回転機構にウェハＷと同心円状の載置部６が取り付けられた回転手段である。

回転ステージ５の上方には、撮像手段７が配置されている。撮像手段７は、像面がウェハＷの中心を通るように配置されたラインセンサカメラ８と、シリンドリカルレンズ９によって構成されている。

前記検査部２は、さらに、前記載置部６を挟んで前記撮像手段７の反対側に、像面を照明する照明手段としてのライン照明１１を有する。ライン照明１１と載置部６との間には、図示していないが、検出する光の波長を選択するための、偏光板の挿抜機構や、複数バンドパスフィルタの選択機構を有している。

図２は、撮像手段７による撮像の概要を説明するための図である。
前記撮像手段７が正反射光の画像を撮像する際には、ラインセンサカメラ８は、ウェハＷの表面の正反射画像を撮像することが可能な撮像角度に設定されている。さらに、前記ラインセンサカメラ８は、図２に示した通り、ウェハＷの表面の正反射以外の画像を撮像するために、像面中心にて回転する回動手段１０を有しており、像面の正反射光だけでなく回折光を撮像する事ができる。また、前記検査部２は、像面に対して正反射光及び回折光撮像用のライン照明１１のほかに、散乱光撮影用の照明１２を有している。

図１の説明に戻る。
ラインセンサカメラ８の撮像素子は、その長手方向がスキャンステージ４の移動方向と直行するように配置されている。さらに、ラインセンサカメラ８のウェハＷ表面の撮像範囲は、直線状になっており、その長さがウェハＷの直径よりも長くなっている。なお、スキャンステージ４の走査範囲は、ウェハＷの全面をラインセンサカメラ８で撮像できるような範囲である。

制御部３は、中央処理装置、内部メモリ、外部記憶装置などを有する制御コンピュータである。そして、前記制御部３は、解析データ取得手段１３と、検査情報記憶手段１４と、欠陥抽出手段１５と、光学条件更新手段１６と、レシピ情報記憶手段１７とを備える。

このような外観検査装置１は、レシピ情報記憶手段１７に格納されている光学条件、例えば、カメラ揺動角度、ステージ回転角度、照明光量、偏光板、バンドパスフィルタ等に従ってウェハＷを撮像し、その画像に欠陥が存在するか否かを検出し、欠陥が存在することを検出した場合に前記光学条件を変更する。そして、その変更した光学条件に従って、ウェハＷを再度撮像し、より顕著な欠陥が画像に表れていると判断すると、その変更後の光学条件に更新する。

解析データ取得手段１３は、ラインセンサカメラ８および回転ステージ５に接続されており、ラインセンサカメラ８から１ラインずつの画像データを出力させる出力指示と、回転ステージ５の駆動指示とを連動して画像を生成する。ここでは、この動作によって得られる画像をステージ回転画像と呼ぶ。また同様に、解析データ取得手段１３は、回動手段１０の駆動指示と連動して画像を生成することもできる。ここでは、この動作によって得られる画像をカメラ揺動画像と呼ぶ。さらに、解析データ取得手段１３は、スキャンステージ４にも接続されており、ラインセンサカメラ８の出力とスキャンステージ４の走査とを連動して画像を生成することができるようになっている。ここでは、この動作によって得られる画像を、目的によって検査画像または解析用画像と呼ぶ。

さらに、解析データ取得手段１３は、上述したステージ回転画像、カメラ揺動画像および、検査画像または解析用画像の各画像データを内部メモリに保持することができる。なお、解析データ取得手段１３の具体的な構成例としては、コンピュータにラインセンサカメラ８を制御する撮像ボードと、スキャンステージ４、回転ステージ５の回転駆動、及び回動手段１０の回動駆動とを制御する３軸モータ制御ボードなどを有し、それぞれのボードを個別に動作させるドライバソフトウェアと、それらドライバソフトウェアを連動させるアプリケーションソフトウェアがインストールされたシステムなどが上げられる。

欠陥抽出手段１５は、解析データ取得手段１３で予め良品のウェハＷを撮像した良品画像と、検査の実施に際して解析データ取得手段１３で撮像した検査画像との画素比較などを公知の画像処理技術によって実施し、ウェハＷの合否判定情報や、欠陥位置情報を作成し、それらの情報を検査情報記憶手段１４に保存する。

レシピ情報記憶手段１７は、撮像手段７によって前記各画像を撮像した際の光学条件や欠陥検出感度などのパラメータを含めたレシピ情報を保存する。また、レシピ情報記憶手段１７は、後述する図７及び図８に示した情報も保存している。

光学条件更新手段１６は、レシピ情報記憶手段１７に保存されている光学条件を更新する。その際、ＧＵＩ（Graphical User Interface）を提供し、表示可能な座標系及び各種情報を選択入力させ、その内容を表示することもできる。

図３は、第１の実施の形態における光学条件更新手段１６が提供するＧＵＩの例を示す図である。
図３に示したＧＵＩの例では、画面の上３分の１の領域にステージ回転撮像部１８、画面の中央３分の１の領域にカメラ揺動撮像部１９、画面の下３分の１の領域にレシピ光学条件更新部２０を有している。これらの詳細については後述する。

図１の説明に戻る。
検査情報記憶手段１４は、解析データ取得手段１３で内部メモリに保持した、ステージ回転画像、カメラ揺動画像、検査画像、解析用画像などの画像データを外部記憶装置などに記憶する。さらに、検査情報記憶手段１４は、欠陥抽出手段１５で生成した検査画像データや欠陥位置データ、解析データ取得手段１３で得られた光学条件データも併せて記憶する。

以上、本発明を適用した第１の実施の形態における外観検査装置１について説明した。
次に、上述の外観検査装置１において実行される検査処理の流れについて説明する。
図４は、外観検査装置１において実行される検査処理の流れを示すフローチャートである。

まず、ステップＳ２１において、画像撮像処理を実行する。すなわち、検査対象であるウェハＷに対応したレシピ情報をレシピ情報記憶手段１７から読み出し、読み出したレシピ情報に含まれる光学条件に従って、解析データ取得手段１３によってウェハＷの検査画像を取得する。

次に、ステップＳ２２において、欠陥抽出処理を実行する。すなわち、ステップＳ２１で取得した検査画像を用いて、欠陥抽出手段１５によって欠陥の抽出を行う。なお、欠陥の抽出のアルゴリズムは、公知である任意のアルゴリズムを用いる。

そして、ステップＳ２３において、ステップＳ２２で実行した欠陥抽出処理によって欠陥が抽出されたか否かを判断する。
欠陥が抽出されたと判断された場合（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）は、次に、ステップＳ２４の解析データ取得処理およびステップＳ２５の光学条件更新処理を実行する。その際、外観検査装置１は、図３に例示したようなＧＵＩを表示する。

まず、ステップＳ２４において、解析データを取得する。具体的には、まず操作者がＧＵＩを用いて解析データを取得するための条件を設定する。
すなわち、解析に用いる光の種類である測定光条件２６として、「正反射光２７」「散乱光２８」「回折光２９」の何れかを選択入力する。なお、正反射光２７を選択入力した場合のみ、図３に表示した各項目のうち、カメラ角度入力３１、カメラ揺動撮像の撮像開始ボタン３２、設定角度３３への選択入力が不可となり、固定の角度が表示される。これら以外の項目の操作は、全ての測定光条件２６で共通して選択入力可能となる。

次に、ステージ回転撮像部１８の操作を行う。具体的には、バンドパスフィルタ３０の選択入力、偏光板３４のオンまたはオフの選択入力、カメラ角度３１の選択入力を設定した上で、撮像開始ボタン３５を押す。この操作によって、解析データ取得手段１３は、設定された光学条件に従って、ステージ回転画像を撮像して表示画面３６に撮像したステージ回転画像を表示する。また、表示画面３６には、画像の水平方向のラインデータを垂直方向に平均化したラインプロファイルデータ３７を画像データにオーバレイして表示する。

さらに、表示画面３６の下方にはスクロールバー３８があり、回転ステージ５の回転角度を任意の角度に設定可能である。そして、設定した角度に対応したライン３９が、表示画面３６にオーバレイされるのと同時に選択角度４０のテキストボックスにその設定した角度が表示される。一般的にはパターンウェハに対してステージ回転画像を撮像した場合、正反射光や回折光であれば、ピーク４１のような前述のラインプロファイルの極大ピークの角度で欠陥検出が高くなる事が分かっている。暗視野の場合は、ピーク４２のような極小ピークで欠陥検出が高くなる。

そして、追加ボタン４４を押す事によって、前記表示画面３６に表示された画像データにおける回転ステージ５の回転角度、偏光板のオンまたはオフ等をリスト４３に追加することができる。なお、不要な角度は、リスト内選択項目の削除ボタン４５を押す事によって削除することができる。

以上の操作によって、必要な角度のみがリスト４３に表示された状態で、ステージ回転角度条件確定ボタン４６を押す。すると、解析データ取得手段１３は、リスト４３に表示した情報及びステージ回転画像データを検査情報記憶手段１４に記憶し、リスト４３に表示された全てのリストＩＤ４７が選択できるようにメニューリストの内容を更新する。

次に、カメラ揺動撮像部１９の操作を行う。まず、ステージ回転角度をリストＩＤ４８のメニューリストから選択入力して、撮像開始ボタン３２を押す。この操作によって、解析データ取得手段１３は、設定された光学条件に従ってカメラ揺動画像を撮像して表示画面３６ａに表示する。なお、必要なカメラ角度をリストに登録する操作は、ステージ回転撮像と同様の操作のため省略する。ただし、カメラ角度の設定角度３３は、上述の選択角度４０と同様の操作を行う。また、リストに追加ボタン４４ａを押す際に、解析用撮像画像内の最大輝度値の目標輝度値４９も併せてリスト４３ａに追加する。

以上の操作によって、必要な角度のみリスト４３ａに表示された状態で、「カメラ揺動角度設定確定→光量自動調整→解析データ取得情報の保存」ボタン５０を押す。すると、解析データ取得手段１３は、リスト４３ａに表示した情報及びカメラ揺動画像を検査情報記憶手段１４に記憶した後、バイナリサーチなどで求める光量自動調整処理を行って決定した照明光量値５１を、目標輝度値４９に一番近い照明光量値として解析用データリスト５２に追加して表示する。すなわち、変更した光学条件に従って、前記欠陥が存在することを検出した半導体基板を再度撮像し、変更前後で取得した画像に表れている欠陥に比べて、撮像し直した画像に、より顕著な欠陥が表れているか否かを判断すると、その変更した光学条件に更新する。そして、解析用のデータリスト５２から追加ボタン５４や削除ボタン５５などによって、現在レシピに登録されている光学条件リスト５３の内容を更新する。これにより、以降の検査において、この更新された光学条件リスト５３の光学条件を用いることができるので、より精密により多くの欠陥を見つける可能性が高くなる。

以上の操作でレシピの更新作業が完了したら、解析データ取得のタイミング５６を選択する。なお、ここで、欠陥ウェハ検出時５７を選択した場合は、上述したため説明を省略する。指定処理ウェハ間隔５８を指定した場合は、欠陥を有するウェハＷの有無にかかわらず、テキストボックス５９に入力した値のウェハＷの枚数を検査するごとに、ステップＳ２４の解析データ取得処理およびステップＳ２５の光学条件更新処理を実施することとする。

そして、最後にレシピ保存＆終了ボタン６０を押す事で、ステップＳ２５の光学条件更新処理として、更新したレシピ情報をレシピ情報記憶手段１７に保存し、解析用のデータリスト５１の内容と解析用画像データを検査結果情報記憶手段１４に保存した後、ＧＵＩ６１を閉じて処理を終了する。

以上の操作を行った以降は、ウェハＷの欠陥検出後に保存した最新のタイミング５６（欠陥有り／指定枚数のウェハ処理）で、ステップＳ２３の判断を実施する。
（第１の実施の形態の変形例）
上述の第１の実施の形態においては、ステージ回転画像撮像とカメラ揺動撮像の光学条件を同一であるとしたが、これらは必ずしも同一である必要はなく、例えば、偏光板３４の設定を、ステージ回転撮像ではオフとし、カメラ揺動撮像ではオンとするなど異なった設定でも良い。

さらに、図２に示したようなライン照明１１及び照明１２のように、固定位置に複数の照明手段がある構成ではなく、カメラ駆動と同様に回動動作できる構成で、かつ、カメラ角度と照明角度が像面を基準に正反射光の位置を常に保つ状態で回動動作させるようにしても良い。これにより、正反射光の場合もカメラ角度を固定とすることなく、ＧＵＩ６１を回折光や散乱光と同様の操作で、ステップＳ２４の解析データ取得処理およびステップＳ２５の光学条件更新処理を実行することができる。
（第２の実施の形態）
図５は、本発明を適用した第２の実施の形態における外観検査装置の概略を示す図である。

図５に示したように、第２の実施の形態における外観検査装置１ａは、第１の実施の形態における外観検査装置１が備える検査部２と、第１の実施の形態における外観検査装置１が備える制御部３の代わりに、ネットワークで接続された制御部３ａとデータ処理部６２とを備える。

そして、制御部３ａが、解析データ取得手段１３と、欠陥抽出手段１５とを備え、データ処理部６２が、検査情報記憶手段１４と、光学条件更新手段１６と、レシピ情報記憶手段１７とを備える。データ処理部６２は、制御部３と同様に中央処理装置、内部メモリ、及び、外部記憶装置などを有する制御コンピュータである。

図６は、第２の実施の形態における光学条件更新手段１６が提供するＧＵＩの例を示す図である。
図６に示した第２の実施の形態における光学条件更新手段１６のＧＵＩ６３には、図３に示した第１の実施の形態における光学条件更新手段１６のＧＵＩ６１に存在するステージ回転撮像部１８およびカメラ揺動撮像部１９は存在しない。また、ＧＵＩ６３は、検査情報記憶手段１４に記憶された解析データを表示できることにより、容易な操作でレシピの更新ができる構成となっている。なお、解析データを自動で取得するために、レシピ情報記憶手段１７には図７に示したデータを予め設定しておく必要がある。

次に、本第２の実施の形態の作用について説明する。
図７は、解析データ取得処理を自動化するために必要なデータ一覧表を示す図である。
第２の実施の形態においては、図４を用いて説明した第１の実施の形態におけるステップＳ２２の欠陥抽出処理が終了するたびに、図７の解析データ取得開始条件６４に一致したか確認する。

解析データ取得開始条件６４が欠陥ウェハ検出６５の場合は、検査情報記憶手段１４から必要な検査情報を読み出し、合否判定でFail（否）となった回数を算出する。そして、算出された回数が設定されたウェハ数６７の値以上の場合に、ステップＳ２４の解析データ取得処理を開始する。他方、解析データ取得開始条件６４が指定ウェハ処理６６の場合は、検査情報記憶手段１４に保存された検査画像数を読み出し、読み出された検査画像数が設定されたウェハ数６７の値以上の場合に、ステップＳ２４の解析データ取得処理を開始する。

そして、ステップＳ２４の解析データ取得処理において、まず、予め設定した内容に従って各情報を収集する。これは図７の光学条件選択数６８と各条件設定６９の設定値によって決定される。例えば、正反射光と散乱光を収集したい場合は、光学条件選択数６８を２に設定し、各条件設定６９［１］に正反射光を、各条件設定６９［２］に散乱光を設定しておく。

次に、ステージ回転撮像を行う際のカメラ角度を、図７のカメラ角度選択数７０とステージ回転撮像数のカメラ角度設定７１に従って設定する。例えば、正反射光と散乱光を収集したい場合は、カメラ角度設定７１に２を設定（ｉ＝２）する。そして、正反射光では、カメラ角度が固定であるため、カメラ角度選択数７０を常に１に設定し、カメラ角度４０度と７０度で散乱光を撮像したい場合は、カメラ角度選択数７０の値を２に設定し、カメラ角度設定７１［１］に４０．０を、カメラ角度設定７２［２］に７０．０を設定する。

さらに、図７に示した照明光量設定７２、バンドパスフィルタ設定７３、偏光板設定７４を予め設定しておくことで、ステージ回転画像を取得する事ができる。そして、撮像したステージ回転画像は、ステージ回転画像データ７５に格納しておく。

さらに、このステージ回転画像を元に、上述した第１の実施の形態と同様のラインプロファイルデータ３７を生成して、輝度値のピークを検出する。ピークの検出方法は、ピーク検出ルール７６及びピーク検出の最大個数７７に予め設定しておく。検出ルール７６が極小ピーク７９であり、ピーク検出の最大個数７７が１０個の場合、見つかった極小ピークから輝度値の小さい順に１０個のそれぞれピーク位置の回転ステージ角度量をステージ回転角度８０に格納する。同様に、検出ルール７６が極大ピーク７８であり、最大個数７７が７個と設定されている場合は、見つかった極大ピークから輝度値の大きい順に７個のピーク位置の回転ステージ角度量をステージ回転角度８０に格納する。

カメラ揺動撮像はさらに、図７に示した光量設定８１、Ｆｉｌｔｅｒ設定８２、偏光板設定８３を予め設定しておくことにより撮像する事ができる。ただし、各条件設定６９が正反射光の場合のみ、カメラ揺動撮像は行わず、解析用画像のカメラ揺動角度を固定とする。他方、正反射光以外、すなわち、各条件設定６９が回折光又は散乱光の場合は、カメラ角度画像をカメラ揺動画像データ８４に格納しておく。

さらに、このカメラ揺動画像を元に、上述した第１の実施の形態と同様のラインプロファイルデータ３７を生成して、輝度値のピークを検出する。ピーク検出方法はステージ回転撮像の場合と同様のため、説明は省略する。

以上のようにして得られたステージ回転角度８５、カメラ揺動角度８６、照明光量設定８７、バンドパスフィルタ設定８８、偏光板設定８９および目標画像輝度値９０を予め設定しておくことにより、上述した第１の実施の形態と同様の光量自動調整処理後の画像を解析用撮像画像データ９１に保存することができる。

以上によって解析データを自動的に取得ことができる。
次に、図６に示した光学条件更新手段１６のＧＵＩ６３が有するレシピ光学条件更新部２０ａに、既に検査情報記憶手段１４に保存された解析用撮像画像データ９１から２つの解析用撮像画像を、それぞれ設定ボタン９４及び設定ボタン９５で読み出す。そして、それぞれの解析用撮像画像が表示されたウェハマップ表示画面９２及びウェハマップ表示画面９３で指定したウェハＷのサムネイル１２０を、撮像画像数だけ表示する。

また、解析用撮像画像を撮像した際に保存したステージ回転画像１２１およびカメラ揺動画像９６をそれぞれ表示する。さらに、サムネイル１２０をクリック（指示）すると、選択されたその画像のステージ回転角度の位置をライン９７としてステージ回転画像１２１に、カメラ角度をライン９８としてカメラ揺動画像９６にオーバレイして表示する。さらに、ヒストグラム表示９９を指定することにより、サムネイル１２０から表示切替え可能となっている。

このようなＧＵＩ６３を用いて、例えば欠陥があるチップとそうでないチップのサムネイル１２０を比較し、その輝度値の差異が大きい条件を、欠陥検出感度がより高い条件とする。

これによって、上述の第１の実施の形態で説明したＧＵＩ６１よりも、より容易に欠陥検出に良好な光学条件を決定することができる。
そして、最後に現在のレシピの光学条件に対して追加ボタン５４ａや削除ボタン５５ａによって最良の条件を登録し、レシピ保存＆終了ボタン６０ａによって作業を終了する事ができる。
（第２の実施の形態の変形例）
上述の第２の実施の形態においては、解析用撮像画像データ９１に含まれる解析用画像の比較を２つの画像で行っているが、これに限定する必要はなく、３つ以上の解析用撮像画像を同時に比較してもよい。

さらに、比較対象となった解析用撮像画像の欠陥検出結果（見つかった欠陥位置や欠陥名、個々の大きさなどの情報）をウェハマップにオーバレイ表示できる機能を追加してもよい。この場合、ウェハＷを表示する位置を、欠陥が見つかったウェハＷのみに表示選択を制限する機能や、解析用撮像画像に含まれる各ウェハＷの全画素に対して、比較画像間の差分を求めて差分が一定量以上のウェハＷのみに表示選択を制限する機能を追加しても良い。

また、ステージ回転撮像画像やカメラ揺動画像を元に生成するラインプロファイルから極大ピークを求める前に、ラインプロファイルに対して、例えばノイズカットフィルタで微小変動ノイズをカットしても良い。また、求めたピークを指定した角度間隔に丸める（ピーク角度が３３．４度で丸め角度間隔が１０度なら３０度）といった処理を追加しても良い。

さらに、検出したピークの輝度値に対する閾値を設けて、極大ピークの場合、輝度値が閾値以上、極小ピークの場合、輝度値が闘値以下のピークのみカウントするなどの処理を追加しても良い。
（第３の実施の形態）
本発明を適用した第３の実施の形態における外観検査装置は、第２の実施の形態における外観検査装置１ａと同様の構成であるので、その説明は省略する。

本第３の実施の形態の作用について説明する。
図８は、光学条件更新処理を自動化するために必要なデータ一覧表を示す図である。
本発明を適用した第３の実施の形態は、上述の第２の実施の形態で、ステップＳ２２の欠陥検出処理が終了するたびに、図８のチューニング開始条件１００に一致したか否かを確認する。そのため、本第３の実施の形態では、上述の第２の実施の形態におけるレシピ情報記憶手段１７に、図８に示したようなデータを予め格納しておく必要がある。

まず、図８のチューニング開始条件１００が欠陥ウェハ検出１０１の場合は、検査情報記憶手段１４から必要な検査情報を読み出し、合否判定でFailとなった回数を算出する。そして、算出された回数が設定されたウェハ数１０３の値以上の場合に、ステップＳ２５の光学条件更新処理を開始する。他方、チューニング開始条件１００が指定ウェハ処理毎１０２の場合は、検査情報記憶手段１４に保存された検査画像数を読み出し、読み出された検査画像数が設定されたウェハ数１０３以上の場合に、ステップＳ２５の光学条件更新処理を開始する。

次に、検査情報記憶手段１４から、光学条件選択１０４の設定に対応した解析用画像と、その解析用画像を撮像した光学条件データを読出し、後述する光学条件選択ルール１０５に従って、解析用画像に対する優先順位付けを実施する。

光学条件選択ルール１０５にＳＮ降順１０６が設定されていた場合は、これまでの検査で検査情報記憶手段１４に保存された解析用画像の平均値との偏差総和が大きい順に、条件候補を順位付けする。この降順の順位付け設定は、パターン付きのウェハＷに対して光学条件選択１０４が正反射光及び回折光の場合に有効である。

また、光学条件選択ルール１０５にＳＮ昇順１０７が設定されている場合は、各解析用画像に対して、平均値との偏差総和が小さい順に順位付けを実行する。この昇順の順位付け設定は、パターンがないベアウェハＷであり、かつ、光学条件選択１０４が正反射光及び回折光の場合や、散乱光の場合に有効である。

また、光学条件選択ルール１０５がレシピ画像との輝度差降順１０８に設定されている場合は、レシピに含まれる良品画像とこれまでの検査で検査情報記憶手段１４に保存された解析用画像との間で、全画素に対して同じ位置の画素同士の輝度差を算出し、その平均値が大きい順に順位付けする。この輝度差降順の順位付け設定は、ウェハＷの特徴及び、光学条件の設定に依存しない。

また、光学条件選択ルール１０５がFailウェハ数降順１０９に設定されている場合は、解析用画像に対して、ステップＳ２２の欠陥抽出処理を実行し、各条件ごとにFailとなったウェハ数をカウントして降順に順位付けする。このFailウェハ数降順の順位付け設定も、レシピ画像や輝度差降順の場合と同様に、ウェハＷの特徴及び、光学条件設定に依存しない設定である。

そして、以上のようにして決定した条件候補の順位の高い順に、レシピの光学条件を更新する。
（第３の実施の形態の変形例）
図９は、第３の実施の形態の変形例で光学条件更新処理を自動化するために必要なデータ一覧表を示す図である。

上述の第３の実施の形態においては、光学条件の選択ルールが予め決められた設定であるため、ステップＳ２５の光学条件更新処理を実行する際に選択ルールが同一であったが、例えば、図９に示したように、初回の光学条件選択ルール１０５ａ、処理ウェハ総数で選択ルールを変更する回数１１０、及びルールの適応を開始するウェハ処理総数１１１を新たに設定しておくことにより、検査したウェハ数によって初回の光学条件選択ルール１０５ａから光学条件選択ルール１０５ｂに変更することができる。

これによって、例えば最初の検査の実施においては、ＳＮ昇順１０７ａ、または、ＳＮ降順１０６ａで光学条件を選択し、検査ウェハ数が１０での検査の実施においては、レシピ画像と輝度差降順１０８ｂで光学条件を選択し、検査ウェハ数が１００での検査の実施においては、Failウェハ数降順１０９ｂで光学条件を選択する、などの設定ができる。これにより、より精度の高い順位付けを行うことができる。

さらに、上述の第３の実施の形態においては、光学条件選択ルール１０５でFailウェハ数降順１０９が設定されていた場合、ステップＳ２５の光学条件更新処理を実行する際に、対象となる解析用画像に対してステップＳ２２の欠陥抽出処理を行っているが、光学条件選択ルール１０５は予め決まっている。そこで、例えば、検査処理の度にステップＳ２２の欠陥抽出処理を実施しておけば、ステップＳ２５の光学条件更新処理の時間を短縮する事ができる。

また、光学条件選択ルール１０５、１０５ａ、１０５ｂは、上述に示した例の手法に限定されることは無く、例えば、Failウェハ数降順１０９、１０９ａ、１０９ｂの代わりに、検出した欠陥面積の総和の降順など、条件候補に対して、外観検査装置１ａがより欠陥を検出できるための順位付けができる方法であればなんでも良い。

以上、本発明を適用した各実施の形態を説明してきたが、これらに限定されるものではない。
例えば、ステージ回転画像撮像とカメラ揺動撮像の光学条件は同一であるとしたが、これらは必ずしも同一である必要ななく、例えば、ステージ回転撮像では偏光板設定がオフであり、カメラ揺動撮像では偏光板設定がオンであるなどのように、これらが異なった設定であっても良い。

さらに、図２に示したライン照明１１及び照明１２のように、これらが特定の位置に固定して複数ある構成ではなく、カメラ駆動と同様に回動動作できる構成で、かつ、カメラ角度と照明角度が像面を基準に正反射の位置を常に保つ状態で回動動作させてもよい。このようにさせることで、正反射光の場合もカメラ角度を固定とすることなく、ステップＳ２４の解析データ取得処理及び、ステップＳ２５の光学条件更新処理を実施してもよい。

すなわち、本発明は、以上に述べた各実施の形態等に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の構成または形状を取ることができる。

Ｗ 半導体ウェハ（ウェハ）
１、１ａ 外観検査装置
２ 検査部
３、３ａ 制御部
４ スキャンステージ
５ 回転ステージ
６ 載置部
７ 撮像手段
８ ラインセンサカメラ
９ シリンドリカルレンズ
１０ 回動手段
１１ ライン照明
１２ 照明
１３ 解析データ取得手段
１４ 検査情報記憶手段
１５ 欠陥抽出手段
１６ 光学条件更新手段
１７ レシピ情報記憶手段
１８ ステージ回転撮像部
１９ カメラ揺動撮像部
２０、２０ａ レシピ光学条件更新部
２６ 測定光条件
２７ 正反射光
２８ 散乱光
２９ 回折光
３０ バンドパスフィルタ
３１ カメラ角度
３２ 撮像開始ボタン
３３ 設定角度
３４ 偏光板
３５ 撮像開始ボタン
３６、３６ａ 表示画面
３７、３７ａ ラインプロファイルデータ
３８、３８ａ スクロールバー
３９、３９ａ ライン
４０ 選択角度
４１、４１ａ ピーク
４２、４２ａ ピーク
４３、４３ａ リスト
４４、４４ａ 追加ボタン
４５、４５ａ リスト内選択項目の削除ボタン
４６ ステージ回転角度条件確定ボタン
４７ リストＩＤ
４８ リストＩＤ
４９ 目標輝度値
５０ カメラ揺動角度設定確定→光量自動調整→解析データ取得情報の保存ボタン
５１ 照明光量値
５２ データリスト
５３ 光学条件リスト
５４、５４ａ 追加ボタン
５５、５５ａ 削除ボタン
５６ タイミング
５７ 欠陥ウェハ検出時
５８ 指定処理ウェハ間隔
５９ テキストボックス
６０、６０ａ レシピ保存＆終了ボタン
６１ ＧＵＩ
６２ データ処理部
６３ ＧＵＩ
６４ 解析データ取得開始条件
６５ 欠陥ウェハ検出
６６ 指定ウェハ処理
６７ ウェハ数
６８ 光学条件選択数
６９ 各条件設定
７０ カメラ角度選択数
７１ カメラ角度設定
７２ 照明光量設定
７３ バンドパスフィルタ設定
７４ 偏光板設定
７５ ステージ回転画像データ
７６、７６ａ ピーク検出ルール
７７、７７ａ ピーク検出の最大個数
７８ 極大ピーク
７９ 極小ピーク
８０ ステージ回転角度
８１ 光量設定
８２ Ｆｉｌｔｅｒ設定
８３ 偏光板設定
８４ カメラ揺動画像データ
８５ ステージ回転角度
８６ カメラ揺動角度
８７ 照明光量設定
８８ バンドパスフィルタ設定
８９ 偏光板設定
９０ 目標画像輝度値
９１ 解析用撮像画像データ
９２、９３ ウェハマップ表示画面
９４、９５ 設定ボタン
９６ カメラ揺動画像
９７、９８ ライン
９９ ヒストグラム表示
１００ チューニング開始条件
１０１、１０１ａ 欠陥ウェハ検出
１０２、１０２ａ 指定ウェハ処理毎
１０３ ウェハ数
１０４、１０４ａ 光学条件選択
１０５、１０５ｂ 光学条件選択ルール
１０５ａ 初回の光学条件選択ルール
１０６、１０６ａ、１０６ｂ ＳＮ降順
１０７、１０７ａ、１０７ｂ ＳＮ昇順
１０８、１０８ａ、１０８ｂ レシピ画像との輝度差降順
１０９、１０９ａ、１０９ｂ Failウェハ数降順
１１０ 処理ウェハ総数で選択ルールを変更する回数
１１１ ルールの適応を開始するウェハ処理総数
１２０ サムネイル
１２１ ステージ回転画像

Claims (9)

1. レシピに基づいて半導体基板を検査する外観検査装置において前記レシピを更新するレシピ更新方法であって、
   レシピ格納手段に格納された光学条件に従って、前記半導体基板を撮像して第１の画像を取得し、
   前記取得した第１の画像に欠陥が存在するか否かを検出し、
   前記欠陥が存在することを検出した場合、前記光学条件を変更し、
   前記変更した光学条件に従って、前記半導体基板を撮像して第２の画像を取得し、
   前記レシピ格納手段に格納された光学条件を、前記変更した光学条件に更新する、
   ことを特徴とするレシピ更新方法。
2. 前記第１の画像に表れている欠陥に比べより顕著な欠陥が前記第２の画像に表れているか否かを判断し、
   前記第１の画像に表れている欠陥に比べより顕著な欠陥が前記第２の画像に表れていると判断した場合、前記レシピ格納手段に格納された光学条件を、前記変更した光学条件に更新する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のレシピ更新方法。
3. 前記第２の画像は、前記欠陥が存在することを検出した半導体基板を撮像して取得した画像である、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のレシピ更新方法。
4. 前記第２の画像は、前記欠陥が存在することを検出した半導体基板と同一種類の他の半導体基板を撮像して取得した画像である、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のレシピ更新方法。
5. 前記外観検査装置が半導体基板を順に検査する際、所定回数毎に、前記取得した第１の画像に欠陥が存在するか否かを検出する、
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のレシピ更新方法。
6. 前記外観検査装置が半導体基板を順に検査する際、所定回数毎に、前記光学条件を変更する、
   ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のレシピ更新方法。
7. 前記欠陥が存在することを検出した場合、前記光学条件を複数変更し、
   前記第１の画像に表れている欠陥に比べより顕著な欠陥が前記第２の画像に表れていると判断した場合、前記レシピ格納手段に格納された光学条件を、前記変更した光学条件のうち欠陥が最も顕著に表れた光学条件に更新する、
   ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のレシピ更新方法。
8. 前記欠陥が存在することを検出した場合、グラフィカルユーザインターフェースを用いて前記光学条件を変更する、
   ことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載のレシピ更新方法。
9. レシピに基づいて半導体基板を検査する外観検査装置において前記レシピを更新するレシピ更新システムであって、
   光学条件を格納したレシピ格納手段と、
   前記レシピ格納手段に格納された光学条件に従って、前記半導体基板を撮像して第１の画像を取得する第１の画像取得手段と、
   前記第１の画像取得手段によって取得した第１の画像に欠陥が存在するか否かを検出する欠陥検出手段と、
   前記欠陥検出手段によって欠陥が存在することを検出した場合、前記レシピ格納手段に格納された光学条件を変更する光学条件変更手段と、
   前記光学条件変更手段によって変更した光学条件に従って、前記欠陥が存在することを検出した半導体基板を撮像して第２の画像を取得する第２の画像取得手段と、
   前記第１の画像取得手段によって取得した第１の画像に表れている欠陥に比べ、前記第２の画像取得手段によって取得した第２の画像に、より顕著な欠陥が表れているか否かを判断する判断手段と、
   前記判断手段によって前記第１の画像に表れている欠陥に比べより顕著な欠陥が前記第２の画像に表れていると判断された場合、前記レシピ格納手段に格納された光学条件を、前記変更した光学条件に更新する光学条件更新手段と、
   を備えることを特徴とするレシピ更新システム。