在半导体装置等的制造工序中，对涂布在半导体晶片等基板上的抗 蚀膜等的膜不均匀、杂物、污垢、损伤等缺陷进行检查。通常，对晶片 整个面的缺陷检测的图像处理耗费时间，因而希望能以短时间进行缺陷 检查。
例如，在日本特许申请公开9-64130号中记载了一种以短时间进行 缺陷检查的以下技术。即，在利用晶片输送装置使半导体晶片移动的同 时，CCD行传感器同时扫描多个芯片来同时取得多个芯片的图像信息， CCD行传感器的输出信号作为图像数据由缓冲存储器临时保持。然后， 处理装置在进行缺陷分析时，同时将从缓冲存储器输出的各芯片的图像 数据与标准图形进行比较，检测各芯片中有无缺陷。
但是，在以往的检查中，由于依次进行全部规定的处理，因而在检 查的后半部分发现使制造步骤的后续步骤不能进行的规定尺寸以上的大 缺陷的情况等下，中途之前的缺陷检测的图像处理白白浪费，存在耗费 检查时间的问题。

本发明是鉴于这一点而完成的，其目的是提供能应对有规定尺寸以 上的大缺陷的情况而缩短检查时间的缺陷检测装置和缺陷检测方法。
本发明是为了解决上述课题而完成的，本发明是一种缺陷检测装置， 其特征在于，该缺陷检测装置包含：一次缺陷检测单元，其执行检测检 查对象物上有无规定尺寸以上的大缺陷的一次缺陷检测处理；二次缺陷 检测单元，其执行使用上述检查对象物的图像数据来检测上述检查对象 物上的缺陷的二次缺陷检测处理；以及处理控制单元，其控制上述一次 缺陷检测处理和上述二次缺陷检测处理的执行；上述处理控制单元在上 述二次缺陷检测处理开始前在上述一次缺陷检测处理中检测出上述大缺 陷的情况下，省略上述二次缺陷检测处理，或者在上述二次缺陷检测处 理开始后在上述一次缺陷检测处理中检测出上述大缺陷的情况下，中途 结束上述二次缺陷检测处理。
并且，本发明是一种缺陷检测方法，该缺陷检测方法执行：一次缺 陷检测处理，其检测检查对象物上有无规定尺寸以上的大缺陷；以及二 次缺陷检测处理，其使用上述检查对象物的图像数据来检测上述检查对 象物上的缺陷；上述缺陷检测方法的特征在于，在上述二次缺陷检测处 理开始前在上述一次缺陷检测处理中检测出大缺陷的情况下，省略上述 二次缺陷检测处理，或者在上述二次缺陷检测处理开始后在上述一次缺 陷检测处理中检测出上述大缺陷的情况下，中途结束上述二次缺陷检测 处理。
根据本发明，在一次缺陷检测处理中检测出给后期工序带来影响的 大缺陷的情况下，省略二次缺陷检测处理，或者途中结束二次缺陷检测 处理，从而可应对有规定尺寸以上的大缺陷的情况来缩短检查时间。
关于本发明的上述和其他目的、作用、效果等，本领域普通技术人 员从附图和本发明的实施方式的记载中将会明白。

图1是示出根据本发明的第1实施方式的基板检查系统的结构的框 图。
图2是示出根据本发明的第1实施方式的基板检查系统的动作步骤 的流程图。
图3是示出本发明的第1实施方式中的设定画面的参考图。
图4是示出本发明的第1实施方式中的合格品图像的覆盖状况的参 考图。
图5是示出本发明的第1实施方式中的二次缺陷检测处理步骤的流 程图。
图6是示出根据本发明的第2实施方式的基板检查系统的结构的框 图。
图7是示出根据本发明的第2实施方式的基板检查系统的动作步骤 的流程图。
图8是示出根据本发明的第3实施方式的基板检查系统的动作步骤 的流程图。
图9是示出本发明的第3实施方式中的设定画面的参考图。
图10是示出本发明的第3实施方式中的设定画面的参考图。
图11是示出本发明的第3实施方式中的二次缺陷检测处理步骤的流 程图。
图12是示出根据本发明的第4实施方式的基板检查系统的动作步骤 的流程图。
图13是示出本发明的第4实施方式中的设定画面的参考图。
图14是示出本发明的第4实施方式中从倾斜方向拍摄晶片后的图像 的参考图。
图15是示出本发明的第4实施方式中的图像转换处理步骤的流程 图。
图16是用于说明本发明的第4实施方式中的像素数削减方法的参考 图。
标号说明
1：基板检查系统；2：装置控制部(摄像条件控制单元)；3：主计 算机；27：H/W控制部(摄像条件控制单元)；34：图像运算部(像素数 削减单元、区域分割单元)；35：缺陷检测数据存储部(存储单元)；36： 一次缺陷检测部(一次缺陷检测单元)；37：二次缺陷检测部(二次缺陷 检测单元)；38：处理控制部(处理控制单元)。

以下，参照附图说明本发明的多个实施方式。但是，本发明本身当 然不限于此。
(第1实施方式)
首先，说明本发明的第1实施方式。图1示出根据本实施方式的基 板检查系统的结构。图1所示的基板检查系统1具有装置控制部2和主 计算机3(相当于本发明的缺陷检测装置)。该基板检查系统1向作为检 查对象物(被检体)的半导体晶片(以下称为晶片)照射照明光，对拍 摄从晶片射出的反射光、散射光、衍射光、透射光等而取得的图像进行 图像处理，从而进行缺陷检查。
在装置控制部2中，照相机21具有CCD(Charge Coupled Device： 电荷耦合装置)等摄像元件，用于拍摄晶片。照相机21不限于CCD照 相机。可以使用能检测来自试样的光的光电倍增器和激光PD(Photo Detector：光电检测器)等传感器，利用电流镜等进行扫描来取得二维图 像。
可以代替在基板检查系统1内设置传感器，而是从通过网络连接的 图像文件服务器输入已由传感器取得的图像数据，或者从可移动介质输 入该图像数据。即，可以在同一基板检查系统中进行一次摄像，将图像 存储在未作图示的存储装置内，对该图像进行本实施方式的检查。
照明设定部22设定向晶片照射的照明光的亮度。工作台部23具有 使晶片固定的工作台。照明角度设定部24设定向晶片照射的照明光的照 射角度。
滤光器设定部25设定用于调节从晶片射出的光的波长和偏光状态 的滤光器。试样方向对位部26进行晶片的对准，调节晶片的XY方向和 θ方向的位置。为了更有效地进行检查，H/W控制部27(硬件控制部) 根据设定值(控制值)对照相机21的摄像条件、工作台的移动、滤光器 的选择、照明角度设定、以及照明亮度设定等进行控制。
在主计算机3中，图像输入部31取得与照相机21的各像素对应的 输入图像(将图像尺寸设定为[M×N]。其中，M，N是整数)，将像素 位置(i，j)的亮度数据存储为二维排列Iin(i，j)(i、j是满足1≤i≤M、 1≤j≤N的整数)。图像尺寸是由图像输入部31输入到主计算机3的图像 的尺寸。
在以下的图像处理中，可以将照相机21所拍摄的全部图像范围作为 处理对象，也可以是其中的一部分。并且，在以后的处理中可以仅使用 全部图像范围的一部分，通过按分割后的图像数重复进行以下说明的处 理，可以在以后的处理中使用全部图像范围。
参数输入部32具有由操作者在输入中使用的输入装置。操作者在参 照显示部33的显示画面的同时，利用参数输入部32进行检查区域的设 定，并输入在后述的一次缺陷检测处理和二次缺陷检测处理中使用的阈 值。所设定的检查区域和阈值的信息存储在缺陷检测数据存储部35内。 另外，该参数输入部32不限于PC(Personal Computer：个人计算机)的 输入装置即通常的鼠标和键盘。例如，可以使用也兼作显示装置的触摸 面板来输入，也可以从通过网络与主计算机3连接的其他的PC等输入。
显示部33显示用于设定检查区域和阈值等的设定画面。并且，根据 情况，可以显示一次缺陷检测处理和二次缺陷检测处理的结果。另外， 该显示部33不限于PC的显示装置即通常的CRT和液晶显示监视器等。 例如，可以在主计算机3内准备WEB服务软件和GUI服务程序等，从与 网络连接且能显示WEB应用画面的其他的PC和移动终端等进行设定。
图像运算部34根据从图像输入部31输入的图像数据和从参数输入 部32输入的数据，生成在一次缺陷检测部36进行缺陷检测时使用的数 据。所生成的数据被存储在缺陷检测数据存储部35内。另外，该图像运 算部34不限于PC的运算装置即具有通常的CPU(中央处理装置)和通 过总线与CPU连接的主存储器的图像运算部。例如，可以使由FPGA (Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)等H/W电路实现 的图像处理板经由PCI槽等与主计算机3连接。
缺陷检测数据存储部35存储从图像输入部31输入的图像数据、图 像运算部34的运算处理结果、以及从参数输入部32输入的各种信息。 图像运算部34、一次缺陷检测部36以及二次缺陷检测部37可从缺陷检 测数据存储部35中适当读出处理所需要的数据。另外，该缺陷检测数据 存储部35不限于PC的存储装置即通常的硬盘和可移动介质等。例如， 可以是通过网络与主计算机3连接的其他的PC和NAS(Network Attached Storage：网络附设存储器)等文件服务器等。
一次缺陷检测部36执行一次缺陷检测处理，即检测晶片上有无规定 尺寸(例如单一或多个芯片或模片的尺寸)以上的大缺陷。大缺陷是由 涂布在晶片表面上的抗蚀膜的膜不均匀和未曝光引起的缺陷。在晶片上 发现了大缺陷的情况下，该晶片不进入后期工序，而需要剥离抗蚀膜并 再次涂布，或者重新进行曝光。
例如，在使用了正常的晶片的拍摄图像的情况下，且在以相同条件 拍摄了未曝光的晶片的情况下，得到整体亮度分布不同的图像。
即使对上述那样的存在大缺陷的晶片进行详细的缺陷检测，也将在 重新执行前期步骤后再次进行详细的缺陷检测，产生浪费。因此，在本 实施方式中，在进行详细的缺陷检测即二次缺陷检测之前，进行以比二 次缺陷检测短的时间完成的大缺陷检测即一次缺陷检测，在检测出大缺 陷的情况下，省略详细的二次缺陷检测。
二次缺陷检测部37执行二次缺陷检测处理，即，使用晶片的图像数 据来详细地检测晶片上的缺陷。一次缺陷检测部36和二次缺陷检测部37 可在与图像运算部34相同的范围内进行变形。处理控制部38控制一次 缺陷检测部36的一次缺陷检测处理和二次缺陷检测部37的二次缺陷检 测处理的执行。
下面，参照图2说明根据本实施方式的基板检查系统1的动作。从 合格品图像输入处理(步骤S101)到阈值设定处理(步骤S105)是进行 缺陷检测处理之前的前期准备处理100，检查图像输入处理(步骤S201) 以后是对检查图像实际进行缺陷检测的缺陷检测处理200。首先，按处理 顺序说明前期准备处理100的内容。
在合格品图像输入处理(步骤S101)中，拍摄作为无缺陷的合格品 的晶片，从图像输入部31输入的图像数据(以下将拍摄合格品的晶片所 得的图像数据称为合格品图像数据)被存储在缺陷检测数据存储部35内。
接下来，在检查区域设定处理(步骤S102)中设定检查区域。检查 区域的设定具体按以下进行。在显示部33的画面上显示图3所示的设定 画面400。操作者操作参数输入部32具有的输入装置，在晶片设计信息 画面401中输入用于在晶片图内设定检查区域的信息。输入的信息是表 示晶片尺寸的晶片半径、以及表示图像内的晶片中心位置的晶片中心X 坐标和晶片中心Y坐标。各信息被输入到文本框402～404。
根据所输入的值变更显示在检查区域显示画面405上的检查区域 406的大小和位置。为了确认输入值是否正确，由操作者选中合格品图像 覆盖复选框407后，从缺陷检测数据存储部35中读出合格品图像数据， 并在检查区域显示画面405上显示合格品图像。图4示出在检查区域406 上覆盖显示合格品图像408的状况。通过覆盖显示，可确认检查区域和 图像内的晶片的位置之间的偏差。
操作者向晶片设计信息画面401输入信息，以便消除检查区域406 和晶片之间的偏差，使检查区域406和晶片的外周一致。在输入作业结 束后，按下检查区域登记按钮409，晶片半径、晶片中心X坐标和晶片 中心Y坐标的值被存储在缺陷检测数据存储部35内。
接下来，在合格品图像的图像运算处理(步骤S 103)中，图像运算 部34读出存储在缺陷检测数据存储部35内的合格品图像数据，计算检查 区域内的全部像素的亮度值的平均值、最大值和最小值。计算出的值显示 为图3所示的一次阈值选择和设定画面410的合格品图像值411～413。
接下来，在图像运算结果存储处理(步骤S104)中，图像运算部34 将在合格品图像的图像运算处理(步骤S103)中计算出的值存储在缺陷 检测数据存储部35内。
接下来，在阈值设定处理(步骤S105)中，为了设定在一次缺陷检 测处理和二次缺陷检测处理中使用的阈值，操作者从参数输入部32输入 阈值。在本实施方式的一次缺陷检测处理中，使用表示合格品图像数据 和检查图像数据的各自的特征的代表值对合格品图像数据和检查图像数 据进行比较。作为可用作该代表值的参数，有亮度的平均值、最大值和 最小值，操作者选中复选框414～416，选择适当参数。在图3中，作为 一示例，选择亮度的平均值和最小值。
并且，关于在一次缺陷检测处理中想要使用的各参数，检查者将为 使检查对象的晶片是合格品而应满足的亮度范围的上限和下限设定为阈 值，并从参数输入部32输入。各阈值被输入到文本框417～422。在图3 中，作为在一次缺陷检测处理中使用的参数，选择亮度的平均值和最小 值，因而阈值被输入到文本框417、418、421、422。
然后，操作者将在二次缺陷检测处理中使用的阈值输入到二次阈值 设定画面423的文本框424。当输入完成后，按下阈值信息登记按钮425， 按上述输入的阈值被存储在缺陷检测数据存储部35内。
通过以上的处理，进行缺陷检测处理之前的前期准备处理100结束。 但是，在前期准备处理100中进行的处理的步骤不限于上述步骤，只要 是一次缺陷检测处理和二次缺陷检测处理所需要的数据可存储在缺陷检 测数据存储部35内的步骤，就可以按任何步骤进行。根据相同理由，还 能适当变更设定画面400的显示内容和与其对应的数据设定方法。
以下，按处理顺序说明缺陷检测处理200的内容。在检查图像输入 处理(步骤S201)中，在与合格品的摄像时相同的摄像条件下拍摄检查 对象晶片，从图像输入部31输入的图像数据(以下将拍摄检查对象晶片 所得的图像数据称为检查图像数据)被存储在缺陷检测数据存储部35内。
接下来，在检查图像的图像运算处理(步骤S202)中，图像运算部 34读出存储在缺陷检测数据存储部35内的检查图像数据，计算检查区域 内的全部像素的亮度值的平均值、最大值和最小值中的任意哪个。计算 出的值被存储在缺陷检测数据存储部35内。计算3个值中的哪个值是根 据在图3所示的一次阈值选择和设定画面410中所设定的信息来进行的。 在按图3那样进行设定的情况下，图像运算部34计算检查区域内的全部 像素的亮度值的平均值和最小值。
接下来，在一次缺陷检测处理(步骤S203)中，根据处理控制部38 的控制，一次缺陷检测部36开始一次缺陷检测处理。在该一次缺陷检测 处理中，一次缺陷检测部36从缺陷检测数据存储部35中读出在检查图 像的图像运算处理(步骤S202)中计算出的代表值(平均值、最大值和 最小值中的任意哪个)、以及在阈值设定处理(步骤S105)中设定的阈值， 将两者的值进行比较，根据比较结果判定有无大缺陷。
在图3的示例中，一次缺陷检测部36判定检查图像数据的亮度值的 平均值是否在由上限和下限的阈值表示的亮度范围内，并判定检查图像 数据的亮度值的最小值是否在由上限和下限的阈值表示的亮度范围内。 在本实施方式中，在根据检查图像数据计算出的代表值中的任一个处于亮 度范围外的情况下，则判定为检测出大缺陷，在两者都处于亮度范围内的 情况下，则判定为未检测出大缺陷。判定结果被通知给处理控制部38。
在与合格品的图像相比较，检查图像的亮度值在检查区域内整体上 较低的情况下，则使用上述方法判定为检测出大缺陷。但是，大缺陷的 检测方法不限于上述方法，只要是唯一决定有无大缺陷的方法，就可以 是任何方法。另外，尽量将检查区域整体的数据综合起来判定有无大缺 陷，可提高大缺陷的检测精度，因而必须使用亮度值的平均值，更期望 的是任意附加地使用最大值和最小值。
接下来，处理控制部38根据从一次缺陷检测部36通知的判定结果， 进行处理的分支判定(步骤S204)。在检测出大缺陷的情况下，处理控制 部38结束缺陷检测处理。在该情况下，二次缺陷检测部37不会开始二 次缺陷检测处理，而省略了二次缺陷检测处理。
并且，在未检测出大缺陷的情况下，处理控制部38使二次缺陷检测 部37开始二次缺陷检测处理(步骤S205)。在该二次缺陷检测处理中， 二次缺陷检测部37详细地检测检查图像的检查区域内有无缺陷。当二次 缺陷检测处理结束时，二次缺陷检测部37将处理结束的旨意通知给处理 控制部38。根据该通知，处理控制部38结束缺陷检测处理。
图5示出二次缺陷检测处理的详细内容。以下，根据图5说明二次 缺陷检测部37的动作。二次缺陷检测部37从缺陷检测数据存储部35中 读出检查图像数据、合格品图像数据、以及在阈值设定处理(步骤S105) 中所设定的阈值，针对检查区域内的全部像素的数据执行以下处理。
具体地说，二次缺陷检测部37计算出使合格品图像数据的各像素的 亮度值与输入到二次阈值设定画面423的文本框424中的二次缺陷检测 阈值相加后的值(上限值)、以及从各像素的亮度值中减去该阈值后的值 (下限值)。二次缺陷检测部37针对检查区域内的全部像素，对各像素 设定上述的亮度值范围。然后，二次缺陷检测部37判定检查图像数据的 与合格品图像数据相同位置的各像素的亮度值是否在该上限值和下限值 的范围内。其结果是，在检查图像数据的判定后的像素的亮度值在上限 值和下限值的范围内的情况下，二次缺陷检测部37将该像素判定为合格 品像素，在检查图像数据的判定后的像素的亮度值在上限值和下限值的 范围外的情况下，二次缺陷检测部37将该像素判定为缺陷像素(步骤 S205a)。
另外，与上述意思相同，可以将从合格品图像数据的各像素的亮度 值中减去检查图像数据的相同位置的各像素的亮度值所得值的绝对值与 阈值相比较，根据绝对值是否为阈值以下来判定有无缺陷。
并且，当一次缺陷检测处理确实比二次缺陷检测处理早结束时，作 为在一次缺陷检测处理中使用的参数，除了亮度的平均值、最大值和最 小值以外，还可以使用能掌握检查区域内的像素的亮度值的整体倾向的 其他指标。例如，可以使用亮度的分散值和中央值等。
并且，在一次缺陷检测处理中使用的阈值只要是能排他地进行合格 与否判定的阈值，就可以是任何阈值。例如，可以执行将合格品图像的 亮度值的下限值设定为90％的值、并将上限值设定为120％的值的阈值设 定方法。
并且，假定在一次缺陷检测处理和二次缺陷检测处理中以同一检查 区域为对象进行缺陷检测处理，但是在发生致命缺陷的区域受限的(特 别是比二次缺陷检测处理的缺陷检测对象区域更小的)情况下，可以在 满足一次缺陷检测处理的检查区域＜二次缺陷检测处理的检查区域的范 围内分别设定一次缺陷检测处理的检查区域和二次缺陷检测处理的检查 区域。
如上所述，根据本实施方式，在一次缺陷检测处理中检测出给后期 工序带来影响的大缺陷的情况下，省略二次缺陷检测处理。由此，不会 白白地进行二次缺陷检测处理，可缩短检查时间。
(第2实施方式)
下面，说明本发明的第2实施方式。图6示出根据本实施方式的基 板检查系统的结构。在图6中，对与图1相同的名称的结构赋予相同标 号。在本实施方式中，H/W控制部27与缺陷检测数据存储部35连接， 可将H/W控制部27对各部分的控制所使用的控制数据存储在缺陷检测 数据存储部35内。
以下，根据图7说明根据本实施方式的基板检查系统1的动作。在 图7中，对与图2名称相同的处理赋予相同标号。但是，由于强调即使 名称相同也对处理内容实施变更，因而也有赋予不同标号之处。并且， 省略说明处理内容与图2没有特别不同的处理。
在前期准备处理100中，首先，在合格品图像输入处理(步骤S101) 中，由图像运算部34计算合格品图像数据的图像亮度的指标值(图像数 据的亮度值的积分值或平均值等)。计算出的指标值被存储在缺陷检测数 据存储部35内，并被适当输出到H/W控制部27。在设定值存储处理(步 骤S111)中，拍摄了合格品晶片时的摄像条件的设定值(控制值)从H/W 控制部27输出，并被存储在缺陷检测数据存储部35内。摄像条件的设 定值是尤其涉及入射到照相机21的光的光量或者图像亮度的设定值，具 体地说，是照相机21的增益设定值、偏移设定值、快门速度、曝光时间 设定值、设置在摄像光学系统内的ND滤光器(减光滤光器)的光透射 量(透射率)、在照明是电控制照明的情况下的电压/电流值等。
在阈值设定处理(步骤S112)中，为了在一次缺陷检测处理中判定 出检查对象晶片是合格品而应满足的摄像条件的设定值的上限和下限作 为阈值从参数输入部32被输入。这里，与第1实施方式一样，合格品图 像拍摄时的值作为参考被显示，可根据该值设定上述阈值。所设定的阈 值被存储在缺陷检测数据存储部35内。并且，在二次缺陷检测处理中使 用的阈值也被输入，并被存储在缺陷检测数据存储部35内。
在缺陷检测处理200中，在检查图像输入处理(步骤S201)中，使 用预先设定的摄像条件的设定值的初始值进行摄像，由图像运算部34计 算检查图像数据的图像亮度的指标值(图像数据的亮度值的积分值或平 均值等)。计算出的指标值被存储在缺陷检测数据存储部35内，并被适 当输入到H/W控制部27。
H/W控制部27反复进行摄像条件的设定值的变更，直到拍摄了合格 品图像时的指标值与拍摄了检查图像时的指标值大致相同。两者的指标 值大致相同时的摄像条件的设定值在设定值存储处理(步骤S211)中被 存储在缺陷检测数据存储部35内。
在一次缺陷检测处理(步骤S212)中，一次缺陷检测部36从缺陷 检测数据存储部35中读出：在设定值存储处理(步骤S111)中存储在缺 陷检测数据存储部35内的、拍摄了合格品图像时的摄像条件的设定值， 在设定值存储处理(步骤S211)中存储在缺陷检测数据存储部35内的、 拍摄了合格品图像时的指标值和检查图像的指标值大致相同的摄像条件 的设定值，以及在阈值设定处理(步骤S112)中所设定的阈值，将这些 值进行比较，根据比较结果判定有无大缺陷。
具体地说，一次缺陷检测部36判定检查图像拍摄时的设定值是否处 于用合格品图像拍摄时的设定值和阈值之差及和表示的范围内。在检查 图像拍摄时的设定值未包含在由合格品图像拍摄时的设定值和阈值所决 定的范围内的情况下，判定为检测出大缺陷，在检查图像拍摄时的设定 值包含在由合格品图像拍摄时的设定值和阈值所决定的范围内的情况 下，判定为未检测出大缺陷。
另外，上述的二次缺陷检测处理(步骤S205)中的缺陷检测方法只 要是使用图像数据进行的方法，就可以是任何方法(日本特许申请公开 10-3546号记载的方法等)。
如上所述，根据本实施方式，与第1实施方式一样可缩短检查时间。 特别是，在高速变更基板检查系统的照相机的设定值的增益和快门速度 的同时，可一行一行地拍摄，成为每一行的一次缺陷检测，因而能进一 步缩短检查时间。
(第3实施方式)
下面，说明本发明的第3实施方式。由于根据本实施方式的基板检 查系统的结构与图1相同，因而省略图示。以下，参照图8说明根据本 实施方式的基板检查系统1的动作。在图8中，对与图2相同的名称的 处理赋予相同标号。但是，由于强调即使名称相同也对处理内容实施变 更，因而也有赋予不同标号之处。并且，省略说明处理内容与图2没有 特别不同的处理。
首先，说明前期准备处理100的处理内容。继合格品图像输入处理 (步骤S101)之后，在检查区域设定处理(步骤S121)中设定检查区域。 在本实施方式中，设定用于检查多个模片(die)的检查区域，该模片是 晶片内的作为制品而切出的最小单位，而且是重复图形。检查区域的设 定具体按以下进行。
在显示部33的画面上显示图9所示的设定画面1100。操作者操作参 数输入部32具有的输入装置，在晶片设计信息画面1101中输入用于在 晶片的图像内设定检查区域的信息。在文本框1102～1104中分别输入晶 片半径、晶片中心X坐标和晶片中心Y坐标的值。
在文本框1105、1106中分别输入表示模片尺寸的宽度和高度的值。 在文本框1107、1108中分别输入决定照射布局(照射范围内的模片数) 的X方向模片数和Y方向模片数。在文本框1109、1110中分别输入决定 矩阵布局(晶片内的照射数)的X方向照射数和Y方向照射数。
在文本框1111、1112中分别输入表示矩阵移动量(照射布局中心相 对于晶片中心的偏移量)的X方向移动量和Y方向移动量。在文本框1113 中输入边缘切割量。基于晶片设计信息的值由操作者输入到上述的文本 框1102～1113。
当输入了上述值时，与输入值对应的晶片图显示在设计信息显示和 各芯片的选择画面1114上。当操作者选择了显示在设计信息显示和各芯 片的选择画面1114上的检查区域的期望模片时，该模片从检查区域中移 除。并且，当操作者再次选择了该模片时，该模片被再次登记在检查区 域内。这样设定后的检查区域内的模片总数显示在模片总数显示框1115 上。
在设计信息显示和各芯片的选择画面1114的晶片图上还显示匹配区 域1116～1119，该匹配区域用于在匹配图像处理中校正由于试样的输送 误差等而在合格品图像和检查图像之间产生的偏差。若仅有1个匹配区 域，则有可能不能根据检查图像在该部位进行匹配，因而可设定多个匹 配区域。
在本实施方式中，可设定4个匹配区域，但只要是1个以上，就可 以设定若干匹配区域。并且，如果不需要，也可以不设定匹配区域。匹 配区域的设定位置是可变更的。并且，匹配区域的尺寸既可以是固定的， 也可以是可变的。但是，有必要注意的是，匹配处理时间与匹配区域的 尺寸增大成正比地延长。
当上述的输入作业结束后，按下检查区域登记按钮1120，输入值被 存储在缺陷检测数据存储部35内。
接下来，在合格品图像的图像运算处理(步骤S122)中，图像运算 部34从缺陷检测数据存储部35中读出合格品图像数据，根据在检查区 域设定处理(步骤S121)中设定的检查区域内的全部像素的数据生成亮 度的直方图。在该直方图的生成处理之前，按以下进行直方图的设定。
当操作者按下了位于图9所示的设定画面1100内的一次阈值设定画 面1121上的设定画面显示按钮1122时，显示图10所示的设定画面1200。 直方图的设定按以下步骤进行。首先，当操作者将数值输入到一次阈值 选择和设定画面1201内的文本框1202时，该数值被设定为直方图的分 级数(分割数)。
接下来，为了设定各分级的亮度范围，操作者按下分级编号选择按 钮1203，选择想要设定的分级编号，将该分级的亮度范围的下限值和上 限值分别输入到文本框1204、1205。在图10所示的示例中，直方图的分 级数是8，但是分级数只要是不超过亮度范围的自然数，就可以是若干个。
当针对全部分级的亮度范围设定结束时，操作者按下设定登记按钮 1206，确定分级。当确定了分级时，图像运算部34根据上述的设定内容 生成合格品图像的直方图。所生成的直方图显示在一次缺陷检测用直方 图显示画面1207上。在本实施方式中，为使操作者能确认直方图的设定， 显示了合格品图像的直方图，但是如果不需要，也可以不显示。
接下来，在图像运算结果存储处理(步骤S123)中，直方图的设定 所涉及的信息被存储在缺陷检测数据存储部35内。
接下来，在阈值设定处理(步骤S124)中，设定在一次缺陷检测处 理和二次缺陷检测处理中使用的阈值。首先，操作者将在一次缺陷检测 处理中使用的各分级的阈值输入到图10所示的一次阈值选择和设定画面 1201内的文本框1208～1212。在图10中，针对合格品图像的像素数的 上限和下限的比值被设定为阈值。不限于此，只要是能针对各分级唯一 决定合格与否判定的值，阈值就可以是任何值，可以是像素数的上限数 和下限数等。
在按以上步骤设定了一次缺陷检测阈值之后，按下关闭按钮1213， 关闭设定画面1200。接下来，通过图9所示的设定画面1100设定二次缺 陷检测阈值。操作者将二次缺陷检测阈值输入到二次阈值设定画面1123 内的文本框1124。二次缺陷检测阈值只要是能唯一决定合格与否判定的 值，就可以是任何值。当操作者按下了阈值信息登记按钮1125时，按上 述输入的阈值被存储在缺陷检测数据存储部35内。
通过以上处理，进行缺陷检测处理之前的前期准备处理100结束。 但是，在前期准备处理100中进行的处理步骤不限于上述步骤，只要是 一次缺陷检测处理和二次缺陷检测处理所需要的数据可存储在缺陷检测 数据存储部35内的步骤，就可以按任何步骤进行。根据相同理由，还能 适当变更设定画面1100、1200的显示内容和与其对应的数据设定方法。 并且，在本实施方式的缺陷检测处理200中，合格品图像数据是不需要 的，因而当无需再次进行前期准备处理100时，可以删除存储在缺陷检 测数据存储部35内的合格品图像数据。
以下，说明缺陷检测处理200的内容。在本实施方式中，为了比第 1实施方式进一步缩短检查时间，假定继检查图像输入处理(步骤S201) 之后，并行进行检查图像的图像运算处理(步骤S221)和二次缺陷检测 处理(步骤S222)。
在检查图像的图像运算处理(步骤S221)中，图像运算部34从缺 陷检测数据存储部35中读出直方图的设定所涉及的数据和检查图像数 据，根据检查区域内的全部像素的亮度值生成直方图。所生成的直方图 的数据被存储在缺陷检测数据存储部35内。
接下来，在一次缺陷检测处理(步骤S223)中，一次缺陷检测部36 从缺陷检测数据存储部35中读出直方图的数据和阈值，根据直方图的各 分级的度数是否在由阈值决定的度数范围内来判定有无大缺陷。在本实 施方式中，在直方图的分级中，即使度数在度数范围外的分级是1个， 也判定为检测出大缺陷，当全部分级的度数在度数范围内时，判定为未 检测出大缺陷。判定结果被通知给处理控制部38。
例如，在与合格品图像相比较，检查图像的亮度值在检查区域的芯 片部分整体上较高的情况下，则使用上述方法判定为检测出大缺陷。有 无大缺陷的检测方法不限于上述方法，只要是唯一决定有无大缺陷的方 法，就可以是任何方法。
接下来，处理控制部38根据从一次缺陷检测部36通知的判定结果， 进行处理的分支判定(步骤S204)。在检测出大缺陷的情况下，处理控制 部38向二次缺陷检测部37指示中止二次缺陷检测处理。接收到指示的 二次缺陷检测部37中途结束二次缺陷检测处理(步骤S224)。之后，处 理控制部38结束缺陷检测处理。
并且，在未检测出大缺陷的情况下，处理控制部38等待来自二次缺 陷检测部37的表示结束了二次缺陷检测处理的旨意的通知。二次缺陷检 测部37继检查图像输入处理(步骤S201)之后开始二次缺陷检测处理， 当二次缺陷检测处理结束后，将处理结束的旨意通知给处理控制部38。 处理控制部38根据该通知结束缺陷检测处理。
图11示出二次缺陷检测处理的详细内容。以下，根据图11说明二 次缺陷检测部37的动作。二次缺陷检测部37从缺陷检测数据存储部35 中读出检查图像数据和合格品图像数据，使用在步骤S121中所设定的匹 配区域的数据(以下称为匹配数据)进行检查图像的位置偏差校正(步 骤S222a)。
这在图像处理中使用通常的类似图形检索方法等来进行。具体地说， 是以下方法，即：使用合格品图像内的匹配区域的位置信息，对检查图 像进行匹配处理，在检查图像内检索在与合格品图像相同的位置附近与 匹配数据类似度高的部位。
这样求出的合格品图像内的位置与检查图像内的位置之间的偏差为 校正量。在本实施方式中，使用4个匹配数据进行上述检索。假定将该 结果中类似度高的位置上的偏差量的平均值等用作校正量。或者，可以 将通过检索得到的全部偏差量的平均值用作校正量。
继位置偏差校正之后，二次缺陷检测部37从缺陷检测数据存储部 35中读出在步骤S121中设定的数据，将检查区域内的图像分割成模片尺 寸的小图像(以下称为模片尺寸图像)(步骤S222b)。接下来，二次缺陷 检测部37针对全部模片尺寸图像重复步骤S222c～S222d的处理。
在步骤S222c中，二次缺陷检测部37对相邻模片尺寸图像之间比较 全部像素的亮度。在步骤S222d中，当亮度差在阈值范围内时，二次缺 陷检测部37将对象像素判定为无缺陷的像素，当亮度差在阈值范围外时， 将对象像素判定为缺陷像素。
本实施方式的二次缺陷检测处理可代替为不使用合格品图像的其他 缺陷检测处理(例如，参照上述的日本特许申请公开9-64130号和日本 特许申请公开9-203621号)。并且，可以构成为，能够将照明角度信息 存储在缺陷检测数据存储部35内，在改变照明角度的同时，分别拍摄合 格品图像和检查图像，之后在一次缺陷检测处理中，使用以照明角度为 横轴、并以根据该照明角度拍摄的检查图像的平均亮度值为纵轴的曲线 图的数据(代替亮度直方图)，在合格品图像和检查图像之间对每个照明 角度比较平均亮度值，从而检测有无大缺陷。
如上所述，根据本实施方式，在一次缺陷检测处理和二次缺陷检测 处理开始后在一次缺陷检测处理中检测出大缺陷的情况下，中途结束二 次缺陷检测处理，因而可缩短检查时间。并且，由于与一次缺陷检测处 理同时开始二次缺陷检测处理，因而可缩短在未检测出大缺陷的情况下 的检查时间。
并且，在对检查图像内的图形之间进行比较的缺陷检测方法中，有 时不能检测大缺陷，但是如本实施方式那样，通过进行大缺陷检测用的 一次缺陷检测处理和利用检查图像内的图形比较的二次缺陷检测处理这 两者，能可靠地检测大缺陷。
而且，在本实施方式中，如图10所示，可在一次阈值设定画面1200 的一次阈值选择和设定画面1201内的下方追加图形匹配失误框2001的 复选框按钮2002，并切换为接通或断开。这是在匹配处理中在NG(不 能进行匹配的情况)时想要发现大缺陷的情况下，将复选框设定为接通 (ON)。如上所述，本来匹配的目的是晶片的输送误差校正，但是，例 如在相对于合格品图像将裸晶片等图像误认为检查对象的情况下，在晶 片上拍摄无图形的图像。另外，在将芯片设计完全不同的晶片等误认为 检查对象的情况下，拍摄完全不同的图像。在发生这种状况的情况下， 由于最初没有必要判断晶片上是否有缺陷，因而视为产生了大缺陷，有 时可以省略二次缺陷检测，或者可以在已开始的情况下中断。在该情况 下，图形匹配失误框2001的复选框按钮2002的接通/断开状态被重新存 储在缺陷检测数据存储部35内。
另外，在进行缺陷检测的情况下，在一次缺陷检测的最初读出复选 框按钮2002的状态之后，只有在接通状态的情况下，才实施在图11记 载的二次缺陷检测的最初进行的匹配处理，在匹配失败的情况下视为产 生大缺陷。在该情况下，如上所述，不仅只是检测大缺陷，还能检测检 查对象的选择错误。
(第4实施方式)
下面，说明本发明的第4实施方式。由于根据本实施方式的基板检 查系统的结构与图1相同，因而省略图示。以下，根据图12说明根据本 实施方式的基板检查系统1的动作。在图12中，对与图2和图8相同的 名称的处理赋予相同标号。但是，由于强调即使名称相同也对处理内容 实施变更，因而也有赋予不同标号之处。并且，省略处理内容与图2和 图8没有特别不同的处理的说明。
首先，说明前期准备处理100的处理内容。继合格品图像输入处理 (步骤S101)之后，在检查区域设定处理(步骤S131)中设定检查区域。 在本实施方式中，在检查区域内设定多种区域，在各区域中检测有无大 缺陷。检查区域的设定具体按以下进行。
在显示部33的画面上显示图13所示的设定画面1600。操作者操作 参数输入部32具有的输入装置，并将用于在晶片的图像内设定检查区域 的信息输入到晶片设计信息画面1601。在晶片设计信息画面1601中，省 略与图9所示的晶片设计信息画面1101相同的部分的说明。
如图14的图像1700所示，有时不是在切口1701向下的状态下拍摄 晶片，而是在倾斜状态下拍摄会更良好地进行缺陷检测。例如，在衍射 光的出射方向对应于晶片上的图形而不同的情况下，期望的是从与该方 向对应的方向拍摄晶片。因此，可变更晶片的旋转角度。向图13的文本 框1602输入晶片切口向下时为0度的晶片的旋转角度。
在文本框1603、1604中分别输入表示模片中所包含的芯片尺寸的宽 度和高度的值。通常，在基板检查中最重要的检查区域是芯片，因而在 本实施方式中，可与模片区域区分开设定芯片区域。另外，假定芯片尺 寸和模片尺寸满足以下关系。
芯片尺寸宽度(高度)≤模片尺寸宽度(高度)
在文本框1605、1606中分别输入表示模片中所包含的划线区域(在 后期工序中切出芯片时被切断的区域)的尺寸(划线尺寸)的宽度和高 度的值。通常，在基板检查中，要将划线区域从检查对象中去除，但是 划线区域往往是仅检测大缺陷等致命缺陷的区域，因而在本实施方式中， 可将划线区域设定为检查区域。另外，假定划线尺寸和模片尺寸满足以 下关系。
划线尺寸宽度(高度)+芯片尺寸宽度(高度)≤模片尺寸宽度(高 度)
使用芯片尺寸和划线尺寸的参数，以晶片切口向下时的模片的左下 方为原点，将从原点朝右偏离划线尺寸宽度和朝上偏离划线尺寸高度的 位置定义为芯片的左下方。如图13的设计信息和各芯片的选择画面1607 上显示的晶片图所示，根据上述定义，晶片被分割为芯片区域1608、划 线区域1609、附加区域1610以及边缘切割区域1611这4个区域。
在本实施方式中，不是以模片为单位而是以芯片为单位设定检查区 域。假定，设定在设计信息和各芯片的选择画面1607上的芯片区域1608 被设定为一次缺陷检测处理和二次缺陷检测处理的检查区域，除此以外 的3个区域(划线区域1609、附加区域1610以及边缘切割区域1611) 作为一次缺陷检测处理的检查区域可由操作者选择。
当按下了检查区域登记按钮1612时，按上述设定的检查区域的数据 被存储在缺陷检测数据存储部35内。该数据是能再构成显示在图13的 设计信息和各芯片的选择画面1607上的晶片图的数据，可根据该数据识 别晶片内的芯片区域、划线区域、附加区域以及边缘切割区域的位置。
接下来，在合格品图像的图像运算处理(步骤S132)中，图像运算 部34从缺陷检测数据存储部35中读出合格品图像数据，进行以下的图 像转换处理(分辨率转换处理)。以下，根据图15说明图像转换处理的 内容。
在图像转换处理中，例如通过将4×4像素的数据转换成1像素的数 据，进行削减像素数的处理。在缺陷检测数据存储部35内预先存储有表 示要转换成1像素的数据的像素数的缩小尺寸参数。图像运算部34从缺 陷检测数据存储部35中读出该缩小尺寸参数(步骤S132a)，针对晶片内 的全部像素，进行使缩小尺寸参数表示的各规定数的像素生成1像素的 数据的处理(步骤S132b)。
在该处理中，例如将4×4像素的全部像素的亮度值的平均值用作图 像转换后的1像素的亮度值，或者将4×4像素的总是在前头的1像素的 亮度值用作图像转换后的1像素的亮度值。另外，缩小尺寸参数可以是 固定的，也可以能由操作者变更。
当通过上述的合格品图像的图像运算处理(步骤S132)生成了像素 数被削减后的合格品图像数据(以下称为缩小合格品图像数据)时，在 图像运算结果存储处理(步骤S133)中，缩小合格品图像数据被存储在 缺陷检测数据存储部35内。
接下来，在阈值设定处理(步骤S134)中，设定在一次缺陷检测处 理和二次缺陷检测处理中使用的阈值。在阈值设定的同时也能进行检查 区域的选择。检查区域的选择和各检查区域的阈值设定在图13的阈值设 定和一次检查区域选择画面1613上进行。
关于芯片区域，在文本框1614、1615中分别输入一次缺陷检测处理 的阈值和二次缺陷检测处理的阈值。关于其他3个区域，通过选择复选 框1616～1618来选择被设定为一次缺陷检测处理的检查区域的区域。在 图13中，附加区域和边缘切割区域被选择为检查区域。并且，在文本框 1619～1621中输入各区域的一次缺陷检测处理的阈值。当按下了阈值信 息登记按钮1622时，按上述设定的检查区域的选择信息和阈值被存储在 缺陷检测数据存储部35内。
通过以上处理，进行缺陷检测处理之前的前期准备处理100结束。 另外，在前期准备处理100中进行的处理步骤不限于上述的步骤，只要 是一次缺陷检测处理和二次缺陷检测处理所需要的数据可存储在缺陷检 测数据存储部35内的步骤，就可以按任何步骤进行。根据相同理由，还 能适当变更设定画面1600的显示内容和与其对应的数据设定方法。
以下，说明缺陷检测处理200的内容。在本实施方式中，与第3实 施方式一样，假定继检查图像输入处理(步骤S201)之后，并行进行检 查图像的图像运算处理(步骤S231)和二次缺陷检测处理(步骤S222)。
在检查图像的图像运算处理(步骤S231)中，图像运算部34从缺 陷检测数据存储部35中读出检查图像数据，并对检查图像数据进行上述 的图像转换处理。像素数削减后的检查图像数据(以下称为缩小检查图 像数据)被存储在缺陷检测数据存储部35内。
接下来，在一次缺陷检测处理(步骤S232)中，一次缺陷检测部36 从缺陷检测数据存储部35中读出缩小合格品图像数据、缩小检查图像数 据、在检查区域设定处理(步骤S131)中所设定的检查区域的数据、以 及在阈值设定处理(步骤S134)中所设定的阈值等的数据，使用这些数 据来判定有无大缺陷。具体地说，一次缺陷检测部36根据检查区域的数 据识别检查区域的位置，与图5所示的步骤一样，针对检查区域内的全 部像素，按照每个像素比较缩小合格品图像数据和缩小检查图像数据的 亮度值。
当亮度差在阈值范围内时，一次缺陷检测部36将对象像素判定为无 缺陷的像素，当亮度差在阈值范围外时，将对象像素判定为缺陷像素。 并且，一次缺陷检测部36针对各检查区域，根据缺陷像素的数量是否为 规定数以上(或者检查区域内的缺陷像素占全部像素的比例是否为规定 值以上)，对每个检查区域判定有无大缺陷。
另外，本实施方式的图像转换处理使用FPGA等H/W电路执行，可 以进行高速处理。并且，与在二次缺陷检测处理中使用的图像相比，削 减在一次缺陷检测处理中使用的图像的像素数的方法不限于上述方法。 例如，假定图16的标号1901表示的无色的圆圈和标号1902表示的带斜 线的圆圈表示照相机的各像素的检测元件，可以在一次缺陷检测处理中， 使用从带斜线的圆圈表示的检测元件输出的信息构成图像，在二次缺陷 检测处理中，使用从无色的圆圈和带斜线的圆圈各自表示的检测元件输 出的信息构成图像。
如上所述，根据本实施方式，由于使用像素数削减后的缩小合格品 图像数据和缩小检查图像数据来进行一次缺陷检测处理，因而可缩短一 次缺陷检测处理的处理时间。而且，在本实施方式中，还取得以下效果。
在第1～第3实施方式中，可通过一次缺陷检测处理检测有无大缺 陷，但是在存在大缺陷的情况下，连大缺陷的位置都不能检测。与此相 对，在本实施方式中，可通过削减像素数来缩短一次缺陷检测处理的处 理时间，即使对每个像素进行是否为缺陷像素的判定，也能抑制处理时 间，因而根据各像素的判定结果，连大缺陷的位置也都能检测。
并且，在本实施方式中，可根据各像素的比较结果和各检查区域(芯 片区域、划线区域、附加区域以及边缘切割区域)的位置，对每个检查 区域检测晶片上有无大缺陷。每个检查区域的大缺陷的检测结果有助于 推测在前期工序的哪个制造装置中发生什么样的异常。而且，由于知道 检查区域的位置，因而能使各像素和各检查区域唯一对应，对每个检查 区域设定阈值。因此，可对每个检查区域控制大缺陷的检测灵敏度。
而且，在图13的阈值设定和一次阈值选择画面1613上设置图形匹 配失误框2201和复选框按钮2202，在一次缺陷检测的前头进行匹配处理， 从而可以进行检查对象的选择错误的检测。
而且，只有在实施针对裸晶片的最初曝光(首次照射)的情况下， 才相对于切口方向和晶片中心决定曝光位置，因而有时发生误差大，例 如如图14所示的图形朝切口方向大幅倾斜的不良情况。顺便说一下，在 第2次以后的曝光中，准备了用于进行与前一次的曝光相对定位的对准 标记，通过使对准标记的尺寸为微小尺寸，可进行高精度的对位，因而 大体上不会发生上述这种不良情况。因此，在图13的阈值设定和一次阈 值选择画面1613上将首次照射框2203、复选框按钮2204以及阈值角度 文本框2205设置在与先前所述的图形匹配失误框2201的复选框按钮 2202的右边相邻的位置上。保持该设定值，在一次缺陷检测处理的前头 进行匹配处理，在通过此时的匹配处理计算出的旋转校正量是阈值以上 的情况下，检测为大缺陷，从而还能检测出发生了首次照射偏差。
以上，参照附图详述了本发明的实施方式，但是具体的结构不限于 上述的实施方式，还包含不背离本发明的宗旨的范围的设计变更等。例 如，在基板检查中，由于准备的合格品图像根据品种和步骤而不同，因 而图2等所示的前期准备处理100只要在针对与合格品图像相关联的检 查图像的缺陷检测处理200之前进行即可，可以在前期准备处理100中 重复执行合格品图像的处理。具体地说，针对2种以上的合格品图像统 一进行前期准备处理100，当可取得检查图像时，可以适当进行缺陷检测 处理200。并且，针对二次缺陷检测处理，每个实施方式公开了不同的处 理，但是一次缺陷检测处理和二次缺陷检测处理的组合不限于各实施方 式所示的组合，可包含其他公知的缺陷检测处理，并可适当选择。
以上，参照特定的实施方式详细记载和图示了本发明，但是并不意 味着其他的记载以限定的意思来解释，本发明的其他实施方式对本领域 的技术人员来说，通过参照本申请的说明书是是显而易见的。即，公开 的实施方式可进行各种变更，因此，在不背离本发明的权利要求书记载 的发明范围的情况下，可进行这种变更。
本专利申请根据于2007年2月19日在日本申请的日本特願2007- 038214号要求优先权，并将其内容引用于此。