特許 6012655 ウエーハ検査装置の検査条件データ生成方法及び検査条件データ生成システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6012655

(24)【登録日】2016年9月30日

(45)【発行日】2016年10月25日

(54)【発明の名称】ウエーハ検査装置の検査条件データ生成方法及び検査条件データ生成システム

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/66 20060101AFI20161011BHJP

   G01N 21/956 20060101ALI20161011BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/66 J

   G01N21/956 A

【請求項の数】4

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2014-68580(P2014-68580)

(22)【出願日】2014年3月28日

(65)【公開番号】特開2015-192046(P2015-192046A)

(43)【公開日】2015年11月2日

【審査請求日】2015年12月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000219314

【氏名又は名称】東レエンジニアリング株式会社

(72)【発明者】

【氏名】山本 比佐史

【審査官】 堀江 義隆

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２３９０４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公平０６−０７４９７２（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２００５−１５８７８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６６

Ｇ０１Ｎ ２１／９５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

先に稼働している他のウエーハ検査装置と同じ検査条件で検査を行う一のウエーハ検査装置の検査条件データを生成する検査条件データ生成方法であって、
前記他のウエーハ検査装置及び前記一のウエーハ検査装置を用い、各々に対して、
第１の反射率の成膜が施された第１反射部を備えたサンプルと、当該第１の反射率とは異なる第２の反射率の成膜が施された第２反射部を備えたサンプルを準備し、
前記第１反射部に向けて照明光を第１の明るさ設定値に設定して照射し、当該第１反射部から反射される光の強度を、第１反射部における第１の明るさ設定値に対する反射輝度として取得するステップと、
前記第１反射部に向けて照明光を第２の明るさ設定値に設定して照射し、当該第１反射部から反射される光の強度を、第１反射部における第２の明るさ設定値に対する反射輝度として取得するステップと、
前記第２反射部に向けて照明光を第１の明るさ設定値に設定して照射し、当該第２反射部から反射される光の強度を、第２反射部における第１の明るさ設定値に対する反射輝度として取得するステップと、
前記第２反射部に向けて照明光を第２の明るさ設定値に設定して照射し、当該第２反射部から反射される光の強度を、第２反射部における第２の明るさ設定値に対する反射輝度として取得するステップと、
前記第１反射部における第１の明るさ設定値に対する反射輝度及び
前記第１反射部における第２の明るさ設定値に対する反射輝度に基づいて、
第１反射部における任意の明るさ設定値に対する反射輝度の特性を算出するステップと、
前記第２反射部における第１の明るさ設定値に対する反射輝度及び
前記第２反射部における第２の明るさ設定値に対する反射輝度に基づいて、
第２反射部における任意の明るさ設定値に対する反射輝度の特性を算出するステップと、
前記第１反射部における任意の明るさ設定値に対する反射輝度の特性及び
前記第２反射部における任意の明るさ設定値に対する反射輝度の特性に基づいて、
任意の明るさ設定値における任意の反射率の検査対象部位に対する反射輝度の特性を算出するステップを実行し、
前記一のウエーハ検査装置を用い、
当該一のウエーハ検査装置で算出した任意の明るさ設定値における任意の反射率の検査対象部位に対する反射輝度の特性及び
前記他のウエーハ検査装置で算出した任意の明るさ設定値における任意の反射率の検査対象部位に対する反射輝度の特性に基づいて、
当該一のウエーハ検査装置における検査対象部位に対する反射輝度が、当該他のウエーハ検査装置における検査対象部位に対する反射輝度と同じになる様に、検査対象部位の反射率の異なる部位毎に反射輝度レベルを合わせる処理ステップを実行する
ことを特徴とする、ウエーハ検査装置の検査条件データ生成方法。

【請求項2】

前記第１反射部における任意の明るさ設定値に対する反射輝度の特性を一次関数で定義し、当該反射輝度の特性を定義した一次関数における傾き成分及び切片成分を算出するステップと、
前記第２反射部における任意の明るさ設定値に対する反射輝度の特性を一次関数で定義し、当該反射輝度の特性を定義した一次関数における傾き成分及び切片成分を算出するステップとを実行する
ことを特徴とする、請求項１に記載のウエーハ検査装置の検査条件データ生成方法。

【請求項3】

先に稼働している他のウエーハ検査装置と同じ検査条件で検査を行う一のウエーハ検査装置の検査条件データを生成する検査条件データ生成システムであって、
前記他のウエーハ検査装置及び前記一のウエーハ検査装置を用い、各々に対して、
第１の反射率の成膜が施された第１反射部に向けて照明光を第１の明るさ設定値に設定して照射し、当該第１反射部から反射される光の強度を、第１反射部における第１の明るさ設定値に対する反射輝度として取得する手段と、
前記第１反射部に向けて照明光を第２の明るさ設定値に設定して照射し、当該第１反射部から反射される光の強度を、第１反射部における第２の明るさ設定値に対する反射輝度として取得する手段と、
前記第１の反射率とは異なる第２の反射率の成膜が施された第２反射部に向けて照明光を第１の明るさ設定値に設定して照射し、当該第２反射部から反射される光の強度を、第２反射部における第１の明るさ設定値に対する反射輝度として取得する手段と、
前記第２反射部に向けて照明光を第２の明るさ設定値に設定して照射し、当該第２反射部から反射される光の強度を、第２反射部における第２の明るさ設定値に対する反射輝度として取得する手段と、
前記第１反射部における第１の明るさ設定値に対する反射輝度及び前記第１反射部における第２の明るさ設定値に対する反射輝度に基づいて、第１反射部における任意の明るさ設定値に対する反射輝度の特性を算出する手段と、
前記第２反射部における第１の明るさ設定値に対する反射輝度及び前記第２反射部における第２の明るさ設定値に対する反射輝度に基づいて、第２反射部における任意の明るさ設定値に対する反射輝度の特性を算出する手段と、
前記第１反射部における任意の明るさ設定値に対する反射輝度の特性及び
前記第２反射部における任意の明るさ設定値に対する反射輝度の特性に基づいて、
任意の明るさ設定値における任意の反射率の検査対象部位に対する反射輝度の特性を算出する手段を備え、
前記一のウエーハ検査装置を用い、
当該一のウエーハ検査装置で算出した任意の明るさ設定値における任意の反射率の検査対象部位に対する反射輝度の特性及び
前記他のウエーハ検査装置で算出した任意の明るさ設定値における任意の反射率の検査対象部位に対する反射輝度の特性に基づいて、
当該一のウエーハ検査装置における検査対象部位に対する反射輝度が、当該他のウエーハ検査装置における検査対象部位に対する反射輝度と同じになる様に、検査対象部位の反射率の異なる部位毎に反射輝度レベルを合わせる処理手段を備えた
ことを特徴とするウエーハ検査システム。

【請求項4】

前記第１反射部における任意の明るさ設定値に対する反射輝度の特性を一次関数で定義し、当該反射輝度の特性を定義した一次関数における傾き成分及び切片成分を算出する手段と、
前記第２反射部における任意の明るさ設定値に対する反射輝度の特性を一次関数で定義し、当該反射輝度の特性を定義した一次関数における傾き成分及び切片成分を算出する手段とを備えた
ことを特徴とする、請求項３に記載のウエーハ検査装置の検査条件データ生成システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体デバイスやＬＥＤチップなどの製造工程において、ウエハーなどの基板上に形成された微細な回路パターンやデバイスチップなどの外観を自動で検査するウエーハ検査装置の、検査条件データ生成方法及び検査条件データ生成システムに関する。

【背景技術】

【0002】

半導体デバイスやＬＥＤチップ（以下、デバイスチップという）は、シリコンウエハーやガラス基板などの基板上に、回路パターンが幾重にも積層形成されて製造されている。これらデバイスチップは、製造過程において回路パターン形成と検査が所定回数交互に行われ、後に基板からデバイスチップを所定の寸法に切り出し、パッケージングされる。そして、この回路パターン形成過程において、基板上の傷や異物、回路パターンの崩れなどの、欠陥の有無について、自動外観検査装置を用いた検査が行われている（例えば、特許文献１）。

【0003】

図１０は、検査対象となる複数のパターンが配置された半導体ウエハの平面図である。
図１０は、検査対象となる半導体ウェハＷｚが、載置テーブル２０の上に載置されている様子が示されている。半導体ウエハＷｚには、複数のチップＤｚ（ｎ）（ｎ＝１〜Ｎ）がパターニングされている。また、チップＤｚ（ｎ）は、図中に破線で示す矢印Ｖｓの方向・順序、つまり、Ｄｚ（１）、Ｄｚ（２）、Ｄｚ（３）、Ｄｚ（４）、・・・、Ｄｚ（Ｎ）の順で、逐次撮像が行われる。上述の順に移動しながら撮像された各チップＤｚ（１）〜Ｄｚ（Ｎ）は、撮像された画像に基づいて、所定の検査が行われる。

【0004】

また、自動外観検査装置では、同一パターンとなる様に被検査対象物上に形成された回路パターンなどの欠陥を検出するために、検査対象となる検出画像の輝度値と参照画像の輝度値とを、明るさ補正しつつ比較し、パターン欠陥を検査している（例えば、特許文献２）。

【0005】

さらに、複数の検査装置を用いて検査する場合に、各検査装置毎の機差を考慮し、既に設定されている検査条件データと、装置毎の機差補正データに基づいて、他の検査装置の検査条件データを生成して検査が行われている（例えば、特許文献３）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特公平６−７４９７２号公報

【特許文献2】特開２００５−１５８７８０号公報

【特許文献3】特開２０１０−２３９０４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

図１１は、従来技術における装置毎の明るさ設定値の補正の様子を示す概念図である。従来の技術では、所定の反射率のある部位で明るさ設定値を変化させ、装置間の機差補正を行っていた。

【0008】

つまり、既に設定されている検査条件データと、機差補正データに基づいて、他のウエーハ検査装置の検査条件データを生成（いわゆる、検査条件データを共有化）して検査する形態において、明るさ補正に着目すると、検査対象領域の１つの反射面における反射率を、全体の代表値として取り扱われていた。そのため、従来技術による明るさ補正では、各検査対象部位の反射率の違いに関わらず、画一的な明るさ補正が行われていた。そして、各検査対象部位の良否判定を行う上では、この様な形態でも問題はなかった。

【0009】

しかし、反射率の異なる各検査対象部位が混在する場合、従来の様な明るさ補正（つまり、画一的な明るさ補正）をしてしまうと、反射率の補正に誤差が生じる。

【0010】

図１２は、従来技術における装置毎の明るさ設定値の補正の様子を示す概念図であり、反射率の高い部位と、反射率の低い部位とで、補正特性が僅かながら異なっている様子が示されている。

【0011】

つまり、複数のウエーハ検査装置を用いた場合、当該検査対象部位の良否判定をより正しく行うためには、反射率に応じた補正が必要となる。

【0012】

そこで、本発明は、複数のウエーハ検査装置を用いる場合でも、反射率の異なる各検査対象部位について輝度情報に含まれる誤差を少なくし、各検査装置の検査条件データが共有化できる、検査条件データ生成方法及び検査条件データ生成システム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】

【0013】

以上の課題を解決するために、本発明に係る第１の態様は、
先に稼働している他のウエーハ検査装置と同じ検査条件で検査を行う一のウエーハ検査装置の検査条件データを生成する検査条件データ生成方法及び検査条件データ生成システムであって、
前記他のウエーハ検査装置及び前記一のウエーハ検査装置を用い、各々に対して、
第１の反射率の成膜が施された第１反射部を備えたサンプルと、当該第１の反射率とは異なる第２の反射率の成膜が施された第２反射部を備えたサンプルを準備し、
前記第１反射部に向けて照明光を第１の明るさ設定値に設定して照射し、当該第１反射部から反射される光の強度を、第１反射部における第１の明るさ設定値に対する反射輝度として取得し、
前記第１反射部に向けて照明光を第２の明るさ設定値に設定して照射し、当該第１反射部から反射される光の強度を、第１反射部における第２の明るさ設定値に対する反射輝度として取得し、
前記第２反射部に向けて照明光を第１の明るさ設定値に設定して照射し、当該第２反射部から反射される光の強度を、第２反射部における第１の明るさ設定値に対する反射輝度として取得し、
前記第２反射部に向けて照明光を第２の明るさ設定値に設定して照射し、当該第２反射部から反射される光の強度を、第２反射部における第２の明るさ設定値に対する反射輝度として取得し、
前記第１反射部における第１の明るさ設定値に対する反射輝度及び
前記第１反射部における第２の明るさ設定値に対する反射輝度に基づいて、
第１反射部における任意の明るさ設定値に対する反射輝度の特性を算出し、
前記第２反射部における第１の明るさ設定値に対する反射輝度及び
前記第２反射部における第２の明るさ設定値に対する反射輝度に基づいて、
第２反射部における任意の明るさ設定値に対する反射輝度の特性を算出し、
前記第１反射部における任意の明るさ設定値に対する反射輝度の特性及び
前記第２反射部における任意の明るさ設定値に対する反射輝度の特性に基づいて、
任意の明るさ設定値における任意の反射率の検査対象部位に対する反射輝度の特性を算出し、
前記一のウエーハ検査装置を用い、
当該一のウエーハ検査装置で算出した任意の明るさ設定値における任意の反射率の検査対象部位に対する反射輝度の特性及び
前記他のウエーハ検査装置で算出した任意の明るさ設定値における任意の反射率の検査対象部位に対する反射輝度の特性に基づいて、
当該一のウエーハ検査装置における検査対象部位に対する反射輝度が、当該他のウエーハ検査装置における検査対象部位に対する反射輝度と同じになる様に、検査対象部位の反射率の異なる部位毎に反射輝度レベルを合わせる。

【0014】

この構成によれば、これから稼働させようとする一のウエーハ検査装置は、ウエーハ内に反射率の異なる各検査対象部位が混在する場合であっても、先に稼働している他のウエーハ検査装置を用いて検査した場合と同じ検査結果を得ることができる、検査条件データを生成することができるようになる。

【0015】

また、第２の態様は、第１の態様に加えて、
前記第１反射部における任意の明るさ設定値に対する反射輝度の特性を一次関数で定義し、当該反射輝度の特性を定義した一次関数における傾き成分及び切片成分を算出し、
前記第２反射部における任意の明るさ設定値に対する反射輝度の特性を一次関数で定義し、当該反射輝度の特性を定義した一次関数における傾き成分及び切片成分を算出する。

【0016】

また、第３の態様は、第１の態様又は第２の態様における、一のウエーハ検査装置である。

【0017】

また、第４の態様は、第１の態様又は第２の態様における、他のウエーハ検査装置である。

【発明の効果】

【0018】

複数のウエーハ検査装置を用いる場合でも、反射率の異なる各検査対象部位について輝度情報に含まれる誤差が少なくし、各検査装置が検査条件データを共有化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明を具現化に用いる他のウエーハ検査装置の一例を示す概念図

【図2】本発明を具現化に用いる一のウエーハ検査装置の一例を示す概念図

【図3】本発明を具現化に用いるサンプルの一例を示す平面図

【図4】ウエーハの上にパターニングされた半導体チップの一例を示した図

【図5】本発明を具現化する形態の一例におけるフロー図

【図6】反射率と明るさ設定値毎の反射輝度特性を示す概念図

【図7】明るさ設定値と反射率毎の反射輝度特性を示す概念図

【図8】本発明を具現化して検査を行う基板の外観イメージ図

【図9A】本発明を具現化するための反射輝度レベル合わせ処理に関する概念図

【図9B】本発明を具現化するための反射輝度レベル合わせ処理に関する概念図

【図10】検査対象となる複数のパターンが配置されたウエーハ一例を示すの平面図

【図11】従来技術における装置毎の明るさ設定値の補正の様子を示す概念図

【図12】従来技術における装置毎の明るさ設定値の補正の様子を示す概念図

【発明を実施するための形態】

【0020】

本発明を実施するための形態について、図を用いながら説明する。
図１は、本発明を具現化に用いる他のウエーハ検査装置の一例を示す概念図である。
図１には、撮像画像に基づく検査を行うと共に検査条件データを生成するウエーハ検査システムに用いるウエーハ検査装置Ａ１について、各構成機器の斜視図と、画像取得して検査に必要な構成のブロック図が複合的に記載されている。なお、各図においては、直交座標系の３軸をＸ、Ｙ、Ｚとし、ＸＹ平面を水平面、Ｚ方向を鉛直方向とする。特にＺ方向は矢印の方向を上とし、その逆方向を下と表現する。

【0021】

本発明を具現化する形態の一例に係るウエーハ検査装置Ａ１は、載置テーブルＡ２０と、移動ステージ部Ａ２と、照明部Ａ３と、撮像部Ａ４と、画像処理部Ａ５と、画像取得部Ａ６と、検査部Ａ７と、照明強度調節部Ａ８と、数値演算部Ａ９と、制御部Ａ１０を含んで構成されている。さらに、ウエーハ検査装置Ａ１には、必要に応じて、登録部Ａ１１，入力部Ａ１２，表示部Ａ１３などが備えられている。

【0022】

載置テーブルＡ２０は、検査対象となる基板Ｗを載置するものであり、ＸＹ方向に平坦な面をなしている。載置テーブルＡ２０は、検査対象となる基板が載置される部分に溝や細孔が形成されている。さらに当該溝や細孔は、開閉バルブを経由して、真空源や圧空源に接続されている。

【0023】

移動ステージ部Ａ２は、載置テーブルＡ２０をＸＹ平面の任意の位置に移動させるものである。移動ステージ部Ａ２は、Ｘ軸ステージ部Ａ２１と、Ｙ軸ステージ部Ａ２２と、θ軸テーブルＡ２３とを含んで構成されている。Ｘ軸ステージ部Ａ２１は、装置フレームＡ１８の上に取り付けられており、Ｘ方向に延びるガイドレールと、このガイドレール上を所定の速度で移動し、任意の位置で静止することができる、Ｘ軸スライダー（不図示）とを備えている。Ｙ軸スライダーＡ２２は、このＸ軸スライダーの上に取り付けられており、Ｙ方向に延びるガイドレールと、このガイドレール上を所定の速度で移動し、任意の位置で静止することができる、Ｙ軸スライダー（不図示）とを備えている。θ軸テーブルＡ２３は、このＹ軸スライダー上に取り付けられており、θ軸テーブルＡ２３に取り付けられた載置テーブルＡ２０を、ｚ軸を回転軸とするθ方向に回転させたり静止させたりすることができる。

【0024】

この様な構成をしているため、移動ステージ部Ａ２は、載置テーブルＡ２０をＸ方向，Ｙ方向，θ方向に独立して或いは複合的に所定の速度で移動・回転させ、任意の位置・角度で静止させることができる。

【0025】

照明部Ａ３は、検査対象となる基板Ｗに向けて光を照射するものであり、光源部Ａ３１を含んで構成されている。光源部Ａ３１は、後述する照明強度調節部８と接続されている。そして、光源部Ａ３１は、照明強度調節部８から送られる電圧・電流の大小に応じて、基板Ｗに向けて照射する光の強度が変化する。

【0026】

光源部Ａ３１は、鏡筒Ａ４０に取り付けられており、光源部Ａ３１から放出された光Ａ３２は、鏡筒Ａ４０に組み込まれたハーフミラーＡ４１で反射され、対物レンズＡ４４ａを通過して基板Ｗに照射される。

【0027】

具体的には、光源部Ａ３１は、ＬＥＤや蛍光灯、水銀ランプ、メタルハライドランプ、白熱ランプ、レーザダイオードなどが例示でき、後述する撮像部Ａ４の撮像素子Ａ４６の受光感度に応じた波長・強度の光を放射するものであれば良い。また、光源部Ａ３１は、連続点灯するもの、点滅するもの、外部からの制御信号により適宜発光するもの（いわゆる、ストロボ照明）が例示できる。ここではストロボ照明を用いた例で説明する。

【0028】

当該ストロボ照明は、移動ステージ部Ａ２のＸ軸スライダーＡ２１やＹ軸スライダーＡ２２の移動と連携して、所定の送りピッチ毎に発光を繰り返す様に構成される。なお、光源部Ａ３１は、鏡筒Ａ４０に直接取り付ける形態に限られず、別の場所に設置した光源からライトガイドを用いて導光する形態のものでも良い。

【0029】

撮像部Ａ４は、検査対象となる基板Ｗ上のパターンを撮像するものであり、鏡筒Ａ４０と、ハーフミラーＡ４１と、対物レンズＡ４４ａと、撮像カメラＡ４５とを含んで構成されている。撮像カメラＡ４５は、受光素子Ａ４６を含んで構成されており、基板Ｗに照射された光Ａ３５のうち、基板Ｗ上の観察領域Ｖで反射された光Ａ４２が、対物レンズＡ４２ａ、ハーフミラーＡ４１、鏡筒Ａ４３を通過して、受光素子Ａ４６に照射された画像を、外部に画像データとして出力する。

【0030】

具体的には、撮像カメラＡ４５は、前記ストロボ照明の発光と同時に撮像を行い、撮像した画像の映像信号や画像データを外部へ出力する。このとき、ストロボ照明の発光時間は極めて短いため、移動中に撮像された画像であっても、静止画の様な状態で撮像される。

【0031】

画像処理部Ａ５は、撮像カメラＡ４５から出力された検査対象の画像を取得し、予め設定された手順に則って、いわゆる画像処理を行い、判定や検査を行うものであり、後述の画像取得部Ａ６と検査部Ａ７を含んで構成されている。

【0032】

具体的には、画像処理部Ａ５は、いわゆる画像処理装置と呼ばれる機器（ハードウェア）とその実行プログラム（ソフトウェア）とを用いて構成されている。より具体的には、この画像処理装置は、画像処理機能を有するユニット型の形態のものや、画像処理ボードと呼ばれる基板をパソコンやワークステーションなどに組み込んで使用する形態ものが例示できる。

【0033】

画像取得部Ａ６は、撮像カメラＡ４５の受光素子Ａ４６で撮像された基板Ｗ上の観察領域Ｖに含まれるパターンを画像データとして取得するものである。具体的には、画像処理部Ａ５を構成するハードウェアの映像入力ポートや画像データ入力ポートが例示できる。

【0034】

検査部Ａ７は、検査対象となる撮像画像に対して良否判定を行うものである。具体的な撮像画像の良否判定については、種々の形態が例示できる。例えば、撮像画像に対して所定の画像処理を行い、輝度値や分散値、ＣＶ値などに基づいて良否判定を行ったり、予め登録された検査基準画像や隣接画像と比較して良否判定を行ったりする形態などが例示できる。

【0035】

照明強度調節部Ａ８は、照明部Ａ３の発光強度を調節するものである。具体的には、照明強度調節部８は、ランプ電源と呼ばれるユニットが例示でき、外部機器（図１の構成では制御部Ａ１０）から送られる制御信号やデータに応じて、照明部Ａ３へ供給する電圧・電流の大きさを調節することができる構成をしている。

【0036】

数値演算部Ａ９は、予め登録されたプログラムや後述する検査条件データに基づいて、接続された各部から送られてくる信号やデータに対して、所定の演算処理を行い、演算処理結果に応じて、接続された各部に対して信号やデータを出力するものである。

【0037】

具体的には、数値演算部Ａ９は、パソコンやワークステーション（ハードウェア）とその実行プログラム（ソフトウェア）とを含んで構成されている。そして、詳細は後述するが、この実行プログラムは、本発明を具現化するために必要な一連のステップ（ｓ１１〜ｓ１９）が実行できるようにプログラミングされている。

【0038】

制御部Ａ１０は、予め登録されたプログラムの動作パターンや後述する検査条件データに基づいて、接続された各部の機器を制御するものである。ここで例示するウエーハ検査装置Ａ１の場合、制御部Ａ１０は、移動ステージ部Ａ２、検査部Ａ７、照明強度調節部８、数値演算部Ａ９、登録部Ａ１１，入力部Ａ１２，表示部Ａ１３などと接続されている。

【0039】

具体的には、制御部Ａ１０は、パソコンやワークステーションに搭載された制御ボード、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）、モーションコントローラなどの制御用機器が例示できる。

【0040】

登録部Ａ１１は、検査条件データ、数値演算部Ａ９における演算処理結果、取得画像や画像処理後の画像、各反射部における反射輝度の特性、各種情報、各種データなどを登録するものである。具体的には、登録部Ａ１１は、ハードディスク、半導体メモリーなどが例示できる。

【0041】

入力部Ａ１２は、ウエーハ検査装置Ａ１の稼働に必要な情報を、作業者が入力するためのものである。具体的には、入力部Ａ１２は、キーボード、マウス、タッチパネル、スイッチなどの、文字・数字入力、位置指定、ＯＮ／ＯＦＦ選択などを行う入力用デバイスが例示できる。

【0042】

表示部Ａ１３は、ウエーハ検査装置Ａ１の稼働状況、検査結果、ステータス、その他準備・稼働のために必要な情報を、作業者に通知するためのものである。具体的には、表示部Ａ１３は、液晶モニタやランプなどの、表示用デバイスが例示できる。なお、上述のウエーハ検査装置Ａ１は、表示部Ａ１３に替えて、若しくは表示部Ａ１３と併用して、ブザーやスピーカーなどの音声出力部を備えた構成としても良い。

【0043】

ウエーハ検査装置Ａ１は、上記の様な構成をしているので、検査対象となる基板Ｗを載置した載置テーブルＡ２０を所定の速度で移動させながら連続撮像して、検査対象パターンに対応する画像データを取得することができる。さらに取得した撮像画像に基づく検査を行うことができる。なお、ウエーハ検査装置１Ａに用いる、検査条件データの生成については、詳細を後述する。

【0044】

図２は、本発明を具現化に用いる一のウエーハ検査装置の一例を示す概念図である。
図２には、撮像画像に基づく検査を行うと共に検査条件データを生成するために用いるウエーハ検査装置Ｂ１の各機器の斜視図と、画像取得して検査に必要な構成のブロック図が複合的に記載されている。

【0045】

本発明を具現化する形態の一例に係るウエーハ検査装置Ｂ１は、載置テーブルＢ２０と、移動ステージ部Ｂ２と、照明部Ｂ３と、撮像部Ｂ４と、画像処理部Ｂ５と、画像取得部Ｂ６と、検査部Ｂ７と、照明強度調節部Ｂ８と、制御部Ｂ９を含んで構成されている。さらに、ウエーハ検査装置Ｂ１には、登録部Ｂ１０，入力部Ｂ１２，表示部Ｂ１３などが備えられている。なお、ウエーハ検査装置Ｂ１の各構成の詳細については、上述のウエーハ検査装置１Ａと同様であるため、説明を省略する。なお、ウエーハ検査装置１Ｂに用いる、検査条件データの生成については、詳細を後述する。

【0046】

なお、これ以外に、ウエーハ検査装置Ａ１，Ｂ１と同様の構成の、ウエーハ検査装置Ｃ１があっても良い。この場合、本発明を適用する上では、ウエーハ検査装置Ｃ１が一のウエーハ検査装置に対応し、ウエーハ検査装置Ａ１，Ｂ１が他のウエーハ検査装置に対応する。

【0047】

（ウエーハと撮像の様子）
図３は、本発明を具現化する形態の一部であるウエーハの一例を示す平面図である。
ウエーハＷ上には、所定の大きさのチップＤ（１）〜Ｄ（５２）が所定の間隔でマトリクス状に配列されている。これらチップＤ（１）〜Ｄ（５２）は、成膜、露光、現像、エッチングなどによるパターニング工程が複数回行われて形成される。そのため、配線パターンの材質やその上の成膜の材質、それらの膜厚の違いなどにより、チップ内の部位毎に異なる反射率となる。

【0048】

なお、ここでは説明を簡素にするために、各チップについてはイメージ図で表し、各チップには第１の反射率ｒ１の部位Ｗｓ１、第２の反射率ｒ２の部位Ｗｓ２、第３の反射率ｒ３の部位Ｗｓ３が存在する様子を示す。また、本発明に用いるサンプルは、実際の半導体デバイスの製造工程で製造された内から抜き出されたものであっても良いし、特別に作られた異なる反射率の部位を備えたウエーハ（いわゆる、基準ワーク）であっても良い。なお、本発明に用いるサンプルとしては、少なくとも２水準の異なる反射率ｒ１，ｒ２を備えた部位（Ｗｓ１，Ｗｓ２）があれば良い。

【0049】

図４は、本発明を具現化する形態の一例における撮像の様子を示す概念図である。
図４には、撮像カメラＡ４５，Ｂ４５が、ウエーハＷ上の各チップの内、１番目のチップＤ（１）〜４番目のチップＤ（４）を順次撮像していく様子が示されている。撮像カメラＡ４５，Ｂ４５は、ウエーハＷに対して、矢印Ｖｓの方向に相対的に移動している。図４に示す時刻において、撮像カメラＡ４５，Ｂ４５は、３番目のチップＤ（３）を撮像している。さらにこの時、レンズなどの光学部品は図示を省略するが、受光素子４６には、当該チップＤ（３）よりもやや広く設定された観察領域Ｖの範囲が投影されている。

【0050】

なお、本発明を具現化する上で、上述の様にストロボ撮像する形態に限定されず、撮像部は、ラインセンサを用いて連続的に撮像する形態であっても良い。この場合、照明部は、ストロボ発光する形態ではなく、連続的に光を照射する形態としておく。

【0051】

［検査条件データ生成フロー］
以下に、先に稼働しているウエーハ検査装置Ａ１と、これから稼働しようとするウエーハ検査装置Ｂ１とにおける、代表的な検査条件データ生成フローについて説明する。
図５は、本発明を具現化する形態の一例におけるフロー図であり、検査条件データを生成するための一連のフローが、ステップ毎に示されている。ウエーハ検査装置Ａ１，Ｂ１は、下記一連の手順が、自動的に或いは作業者が介在して半自動的に行うことができるよう、数値演算部Ａ９，Ｂ９、制御部Ａ１０，Ｂ１０などが予めプログラミングされており、必要な各種情報、各種データなどが登録部Ａ１１，Ｂ１１などに予め登録されている。

【0052】

（サンプル準備）
まず、上述のウエーハ検査装置Ａ１とウエーハ検査装置Ｂ１とで共通使用するサンプル基板である、上述のウエーハＷを準備する（ステップｓ１）。
つまり、このウエーハＷには、第１の反射率ｒ１の部位である第１反射部Ｗｓ１と、第２の反射率ｒ２の部位である第２反射部Ｗｓ２と、第３の反射率ｒ３の部位である第３反射部Ｗｓ３が含まれている。

【0053】

（ウエーハ検査装置Ａ１における反射輝度特性算出）
次に、このウエーハＷを、先に稼働しているウエーハ検査装置Ａ１の載置テーブルＡ２０に載置し（ステップｓ１０）、以下の作業を行う。

【0054】

まず、ウエーハＷの第１反射部Ｗｓ１に向けて、照明光Ａ３２を照射する。このとき、照明強度調節部８では、光源部Ａ３１に対して第１の明るさ設定値ｘ１に設定しておく。この状態で、第１反射部から反射される光Ａ４２の強度を、第１反射部における第１の明るさ設定値ｘ１に対する反射輝度ｇ１として取得する（ステップｓ１１）。

【0055】

次に、照明強度調節部８で、光源部Ａ３１に対して第２の明るさ設定値ｘ２に設定し、引き続きウエーハＷの第１反射部Ｗｓ１に向けて照明光Ａ３２を照射する。この状態で、第１反射部から反射される光Ａ４２の強度を、第１反射部における第２の明るさ設定値ｘ２に対する反射輝度ｇ２として取得する（ステップｓ１２）。

【0056】

次に、ウエーハＷの第２反射部Ｗｓ２に向けて、照明光Ａ３２を照射する。このとき、照明強度調節部８では、光源部Ａ３１に対して第１の明るさ設定値ｘ１に設定しておく。この状態で、第２反射部から反射される光Ａ４２の強度を、第２反射部における第１の明るさ設定値ｘ１に対する反射輝度ｇ３として取得する（ステップｓ１３）。

【0057】

次に、照明強度調節部８で、光源部Ａ３１に対して第２の明るさ設定値ｘ２に設定し、引き続きウエーハＷの第２反射部Ｗｓ２に向けて照明光Ａ３２を照射する。この状態で、第１反射部から反射される光Ａ４２の強度を、第２反射部における第２の明るさ設定値ｘ２に対する反射輝度ｇ２として取得する（ステップｓ１４）。

【0058】

なお、上述のステップｓ１１〜ｓ１４は、逐次時系列的に処理を行っても良いが、第１反射部Ｗｓ１と第２反射部Ｗｓ２に向けて同じ強さの光を同時に照射し、第１反射部Ｗｓ１と第２反射部Ｗｓ２が撮像カメラＡ４５にて同時に撮像できる場合であれば、以下の順序としても良い。つまり、照明光を第１の明るさ設定値ｘ１に設定して、第１反射部Ｗｓ１と第２反射部Ｗｓ２へ同時に照射し、各部の反射輝度ｇ１，ｇ３を取得する（ステップｓ１１，ｓ１３を実施）。その後、照明光を第２の明るさ設定値ｘ２に設定して、第１反射部Ｗｓ１と第２反射部Ｗｓ２へ同時に照射し、各部の反射輝度を取得する（ステップｓ１２，ｓ１４を実施）。或いは、ステップｓ１２，ｓ１４を先に行い、その後にステップｓ１１，ｓ１３を行っても良い。

【0059】

次に、第１反射部Ｗｓ１における第１の明るさ設定値ｘ１に対する反射輝度ｇ１及び第１反射部Ｗｓ１における第２の明るさ設定値ｘ２に対する反射輝度ｇ３に基づいて、第１反射部における任意の明るさ設定値に対する反射輝度の特性を算出する（ステップｓ１５）。
同様に、第２反射部Ｗｓ１における第１の明るさ設定値ｘ１に対する反射輝度及び前記第２反射部における第２の明るさ設定値に対する反射輝度に基づいて、第２反射部における任意の明るさ設定値に対する反射輝度の特性を算出する（ステップｓ１６）。

【0060】

ここで、上述ステップｓ１１〜ｓ１４で取得した各部の反射輝度ｇ１，ｇ２，ｇ３，ｇ４、明るさ設定値ｘ１，ｘ２、反射率ｒ１，ｒ２から、反射輝度の特性を導く概念を説明する。

【0061】

図６は、反射率と明るさ設定値毎の反射輝度特性を示す概念図であり、反射率ｒ１の第１反射部Ｗｓ１と反射率ｒ２の第２反射部Ｗｓ２それぞれについて、明るさ設定値を変化させたときに実際の反射輝度がどの様に変化するか、互いの関係性を図示したものである。

【0062】

例えば、第１反射部Ｗｓ１では、明るさ設定値ｘ１，ｘ２のときに、それぞれ輝度ｇ１，ｇ２を通る一次直線で近似する数式（１）で定義することができ、数式（２），（３）の様に表すことができる。

【0063】

【数1】

【0064】

【数2】

【0065】

【数3】

【0066】

つまり、数式（３）は、本発明における「第１反射部における任意の明るさ設定値に対する反射輝度の特性」の一類型に相当する。

【0067】

同様に、第２反射部Ｗｓ２では、明るさ設定値ｘ１，ｘ２のときに、それぞれ輝度ｇ３，ｇ４を通る一次直線で近似する数式（４）で定義することができ、数式（５），（６）の様に表すことができる。

【0068】

【数4】

【0069】

【数5】

【0070】

【数6】

【0071】

つまり、数式（６）は、本発明における「第２反射部における任意の明るさ設定値に対する反射輝度の特性」の一類型に相当する。

【0072】

そして、反射率ｒ１，ｒ２に対する反射輝度特性を図式化すると、図７の様になる。
図７は、明るさ設定値と反射率毎の反射輝度特性を示す概念図であり、明るさ設定値ｘ１，ｘ２それぞれについて、反射率を変化させたときに実際の反射輝度がどの様に変化するか、互いの関係性を図示したものである。

【0073】

例えば、明るさ設定値ｘ１では、反射率ｒ１，ｒ２のときに、それぞれ輝度ｇ１，ｇ３を通る一次直線で近似する数式（７）で定義することができる。また、明るさ設定値ｘ２では、反射率ｒ１，ｒ２のときに、それぞれ輝度ｇ２，ｇ４を通る一次直線で近似する数式（８）で定義することができる。

【0074】

【数7】

【0075】

【数8】

【0076】

さらに、任意の明るさ設定値ｘ_ｎとし、反射率ｒ１，ｒ２のときの反射輝度ｇ_ｎ，ｇ’_ｎを定義すると、数式（９），（１０）の様に表すことができる。また、これら反射率ｒ１，ｒ２のときの反射輝度ｇ_ｎ，ｇ’_ｎを通る一般式として、任意の反射率ｒに対する一次直線で近似する数式（１１）を定義することができ、数式（１２），（１３）の様に表すことができる。

【0077】

【数9】

【0078】

【数10】

【0079】

【数11】

【0080】

【数12】

【0081】

【数13】

【0082】

よって、数式（１２），（１３）から、数式（１４）〜（１７）を導くことができる。

【0083】

【数14】

【0084】

【数15】

【0085】

【数16】

【0086】

【数17】

【0087】

そのため、既知の反射率ｒ１，ｒ２、取得した反射輝度ｇ１，ｇ２，ｇ３，ｇ４に基づいて、数式（１６）（１７）、数式（１１）を算出することができる。

【0088】

つまり、第１反射部における任意の明るさ設定値に対する反射輝度の特性及び第２反射部における任意の明るさ設定値に対する反射輝度の特性に基づいて、
任意の明るさ設定値Ｘ_ｎにおける任意の反射率ｒの検査対象部位に対する反射輝度の特性を算出することができる（ステップｓ１７）。

【0089】

（ウエーハ検査装置Ｂ１における反射輝度特性算出）
上述ではウエーハ検査装置Ａ１を用いて行う一連の手順（ステップｓ１０〜ｓ１７）を示したが、同様の一連の手順を、ウエーハ検査装置Ｂ１を用いて行う（ステップｓ２０〜ｓ２７）。

【0090】

（ウエーハ検査装置Ｂ１における反射輝度レベル合わせ処理）
次に、ウエーハ検査装置Ｂ１を用いて、以下に示す反射輝度レベル合わせ処理を行う（ステップｓ３０）。
つまり、反射輝度レベル合わせ処理では、
ウエーハ検査装置Ｂ１で算出した任意の明るさ設定値における任意の反射率の検査対象部位に対する反射輝度の特性及び
ウエーハ検査装置Ａ１で算出した任意の明るさ設定値における任意の反射率の検査対象部位に対する反射輝度の特性に基づいて、
ウエーハ検査装置Ｂ１における検査対象部位に対する反射輝度が、ウエーハ検査装置Ａ１における検査対象部位に対する反射輝度と同じになる様に、検査対象部位の反射率の異なる部位毎に反射輝度レベルを合わせる処理が行われる。

【0091】

図８は、本発明を具現化して検査を行う基板の外観イメージ図であり、この基板Ｗ１には、検査対象となるチップＤｂ（１）〜Ｄｂ（５２）がパターニングされており、各チップにはそれぞれ、反射率の異なる検査対象部位Ｗｂ１〜Ｗｂ３が含まれている。実際に検査対象となる基板では、検査対象部位の反射率は多数（つまり、多段階で）存在するが、ここでは簡素に説明を行うため、それぞれ異なる反射率ｒｂ１，ｒｂ２，ｒｂ３の３水準の場合を例示して説明する。

【0092】

図９Ａ，図９Ｂは、本発明を具現化するための反射輝度レベル合わせ処理に関する概念図であり、図８における検査対象部位Ｗｂ１（反射率ｒｂ１）での反射輝度レベル合わせ処理を、図式化したものである。

【0093】

先に稼働しているウエーハ検査装置Ａ１が、明るさ設定値Ｘａに設定されており、反射率ｒの検査対象部位は、反射輝度ｇａとなる。また、これと同じ検査条件で検査を行うウエーハ検査装置Ｂ１が、明るさ設定値Ｘｂに設定されており、反射率ｒの検査対象部位は、反射輝度ｇｂとなる。
そして、反射率ｒのときの反射輝度ｇｂから反射輝度ｇａへと変換する処理を行う。この様な処理を、他の反射率の異なる検査対象部位Ｗｂ２（反射率ｒｂ２）、Ｗｂ３（反射率ｒｂ３）についても行う。

【0094】

そうすることで、検査対象部位の反射率の異なる部位毎に、ウエーハ検査装置Ｂ１における検査対象部位に対する反射輝度が、ウエーハ検査装置Ａ１における検査対象部位に対する反射輝度と同じになる様に反射輝度レベルを合わせることができる。

【0095】

なお、上述の反射輝度レベルを合わせる処理としては、いわゆるルックアップテーブル処理と呼ばれる手法を適用することができる。この処理は、ある反射率ｒでの反射輝度ｇａ，ｇｂがそれぞれ対応しており（いわゆる、紐付けされており）、検査対象部位の異なる反射率毎にこれら反射輝度が対応する数値変換テーブルして登録されている。そのため、ウエーハ検査装置Ｂ１における反射輝度ｇｂは、即座にウエーハ検査装置Ａ１における反射輝度ｇａに変換される。

【0096】

これにより、ウエーハ検査装置Ａ１，Ｂ１で検査する際に、検査対象部位の反射率の異なる部位毎に反射輝度が異なっていても、ウエーハ検査装置Ｂ１を用いて取得した検査対象部位を、ウエーハ検査装置Ａ１を用いて同じ反射輝度で取得した検査対象部位として取り扱うことができる。そのため、異なる装置において異なる明るさ設定値で取得した画像であっても、同じ検査装置において同じ明るさ設定値で検査した場合と同等の検査結果を得ることができる。なお、反射輝度レベル合わせステップは、上記の様なルックアップテーブル処理に限定されず、互いの対応関係を線形関数などで定義し、演算処理により算出できる構成としても良い。

【0097】

なお、ウエーハ検査装置Ａ１，Ｂ１には、上述のステップｓ１１〜ｓ３０に対応して、各ステップの動作・処理を実行するための手段として、当該動作・処理を行うプログラムが備えられている。そして、ウエーハ検査装置Ｂ１には、これらを用いて検査条件データを生成する手段として、検査条件データを生成するためのプログラムが備えられている。

【0098】

なお、上述では説明を簡素化するために、明るさ設定値を２水準（ｘ１，ｘ２）、反射率を２水準（ｒ１，ｒ２）とし、それぞれ反射輝度特性を一次直線で近似させる場合を例示したが、さらに水準数を増やし、二次、三次以上の多項式で近似させても良い。或いは、明るさ設定値や反射率の特性に合わせて、対数近似、累乗近似、指数近似としても良い。

【0099】

この様な構成をしているため、これから稼働させようとするウエーハ検査装置Ｂ１は、検査対象部位の反射率がウエーハ毎に異なっても、先に稼働しているウエーハ検査装置Ａ１を用いて検査した場合と同じ明るさで撮像することができる、検査条件データを生成することができる。そして、ウエーハ検査装置Ｂ１は、その検査条件データを用いて、ウエーハ検査装置Ａ１と同様の検査結果を得ることができる。

【0100】

そのため、複数のウエーハ検査装置を用いる場合でも、反射率の異なる各検査対象部位について輝度情報に含まれる誤差が少なくし、各検査装置が検査条件データを共有化することができるようになる。

【0101】

［別の形態］
なお、上述のステップｓ１５，ｓ１６，ｓ２５，ｓ２６では、
第１反射部における任意の明るさ設定値に対する反射輝度の特性と、第２反射部における任意の明るさ設定値に対する反射輝度の特性を、それぞれ、一次関数で定義し、当該一次関数における傾き成分（いわゆる、比例係数）及び切片成分（いわゆる、オフセット値）を算出する手順を示した。この様にすれば、上述のステップｓ３０における反射輝度レベルを合わせる処理が迅速に行えるため、好ましい形態と言える。

【0102】

そうすることで、これから稼働させようとするウエーハ検査装置Ｂ１において、検査条件データの生成が容易になる。

【0103】

さらに、より高精度な反射輝度レベル合わせ処理を行う場合、これら反射輝度の特性を２次関数以上の多次関数や、指数関数、対数関数、その他の数式などで定義しても良い。そして、この様な場合についても、ウエーハ検査装置Ａ１，Ｂ１において、これら定義された反射輝度の特性の変数成分や切片成分を算出するために、所定のステップの動作・処理を実行するための手段（つまり、処理プログラム）を備えた構成としておく。

【0104】

そうすることで、これから稼働させようとするウエーハ検査装置Ｂ１において、先に稼働しているウエーハ検査装置Ａ１との再現性の高い、検査条件データの生成が可能となる。

【符号の説明】

【0105】

Ａ１ ウエーハ検査装置（他の装置）
Ｂ１ ウエーハ検査装置（一の装置）
Ａ２，Ｂ２ 移動ステージ部
Ａ３，Ｂ３ 照明部
Ａ４，Ｂ４ 撮像部
Ａ５，Ｂ５ 画像処理部
Ａ６，Ｂ６ 画像取得部
Ａ７，Ｂ７ 検査部
Ａ８，Ｂ８ 照明強度調節部
Ａ９，Ｂ９ 数値演算部
Ａ１０，Ｂ１０ 制御部
Ａ１１，Ｂ１１ 登録部
Ａ１２，Ｂ１２ 入力部
Ａ１３，Ｂ１３ 表示部
Ａ１８，Ｂ１８ 装置フレーム
Ａ２０，Ｂ２０ 載置テーブル
Ａ２１，Ｂ２１ Ｘ軸スライダー
Ａ２２，Ｂ２２ Ｙ軸スライダー
Ａ２３，Ｂ２３ θ軸テーブル
Ａ３１，Ｂ２４ 光源部
Ａ３２，Ｂ２５ 放出された光
Ａ３５，Ｂ２６ 照明強度調節部
Ａ４１，Ｂ４１ ハーフミラー
Ａ４２，Ｂ４２ 反射された光
Ａ４３，Ｂ４３ 鏡筒
Ａ４４，Ｂ４４ 対物レンズ
Ａ４５，Ｂ４５ 撮像カメラ
Ａ４６，Ｂ４６ 受光素子
Ｃ１ ウエーハ検査装置（別の一の装置）
Ｗ ウエーハ
Ｗ１１ オリフラ
Ｗ１２ アライメントマーク
Ｗ１２ａ チップ毎のアライメントマーク
Ｗ１３ 半導体チップ回路パターン
Ｗ１４ 半導体チップ回路部
Ｗ１５ 半導体チップ電極部
Ｗ１６ 半導体チップ群
Ｗ１７ 既知寸法の寸法基準マーク
ｘ１ 第１の明るさ設定値
ｘ２ 第２の明るさ設定値
ｘ_ｎ 任意の明るさ設定値
ｒ１ 第１の反射率
ｒ２ 第２の反射率
ｒ３ 第３の反射率
ｒ_ｎ 任意の反射率
Ｗｓ１ 第１反射部
Ｗｓ２ 第２反射部
Ｗｓ３ 第３反射部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【図11】

【図12】