(57)【要約】【課題】欠陥の検出の精度の低下が少なく欠陥の検出に要する時間が短くなる欠陥検出装置を提供する。【解決手段】被検査画像Ａが複数の被検査領域ａ１〜ａ１２に分割されるとともに、参照画像Ｂが複数の参照領域ｂ１〜ｂ１２に分割され、比較される被検査領域ａｉと参照領域ｂｉとの複数の対（ｉ＝１，２，・・・，１２）の各々について被検査領域ａｉと参照領域ｂｉとの位置あわせが行われた後に被検査領域ａｉと参照領域ｂｉとが比較され欠陥が検出される。第１の群に属する対については、グローバルアライメント及びファインアライメントの両方が実行される。しかし、第１の群に属さず第２の群に属する残余の対については、グローバルアライメントが実行されずファインアライメントのみが実行される。また、グローバルアライメントが実行されない第２の群に属する対には、直前に行われたグローバルアライメントの結果が援用される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のパターンを撮像した第１の画像と第２のパターンを撮像した第２の画像とを比較して第１のパターンに含まれる欠陥を検出する欠陥検出装置であって、
第１の画像を複数の第１の領域に分割する第１の画像分割部と、
第２の画像を複数の第２の領域に分割する第２の画像分割部と、
比較される第１の領域と第２の領域との複数の対のうちの第１の群に属する対について相対的に低い精度で第１の領域と第２の領域との位置あわせを実行する第１の位置あわせ部と、
比較される第１の領域と第２の領域との複数の対のうちの第１の群に属さず第２の群に属する残余の対に前記第１の位置あわせ部による第１の群に属する対についての位置あわせの結果を援用する第１の援用部と、
比較される第１の領域と第２の領域との複数の対について前記第１の位置あわせ部により位置あわせが実行された状態又は前記第１の援用部により位置あわせの結果が援用された状態を基準として相対的に高いか又は同じ精度で第１の領域と第２の領域との位置あわせを実行する第２の位置あわせ部と、
比較される第１の領域と第２の領域との複数の対について第１の領域と第２の領域との比較結果から欠陥を検出する欠陥検出部と、
を備える欠陥検出装置。
【請求項２】
請求項１の欠陥検出装置において、
前記第２の位置あわせ部は、
比較される第１の領域と第２の領域との複数の対の全部について相対的に高いか又は同じ精度で第１の領域と第２の領域との位置あわせを実行する、
欠陥検出装置。
【請求項３】
請求項１の欠陥検出装置において、
前記第２の位置あわせ部は、
比較される第１の領域と第２の領域との複数の対のうちの第３の群に属する対について相対的に高いか又は同じ精度で第１の領域と第２の領域との位置あわせを実行し、
前記欠陥検出装置は、
比較される第１の領域と第２の領域との複数の対のうちの第３の群に属さず第４の群に属する残余の対に前記第２の位置あわせ部による第３の群に属する対についての位置あわせの結果を援用する第２の援用部、
をさらに備える欠陥検出装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかの欠陥検出装置において、
比較される第１の領域と第２の領域との複数の対の各々が相対的に低い精度の位置あわせに適するか否かを順次に判定する適否判定部と、
前記適否判定部により相対的に低い精度の位置あわせに適さないと判定された対を第２の群に属すると判定し、相対的に低い精度の位置あわせに適さないと判定された対のひとつ後に相対的に低い精度の位置あわせに適すると判定された対を第１の群に属すると判定する群判定部と、
をさらに備える欠陥検出装置。
【請求項５】
請求項４の欠陥検出装置において、
前記群判定部は、
前記適否判定部により相対的に低い精度の位置あわせに適すると判定された対のひとつ後に相対的に低い精度の位置あわせに適すると判定された対を第２の群に属すると判定する、
欠陥検出装置。
【請求項６】
請求項４又は請求項５の欠陥検出装置において、
前記適否判定部は、
第１の領域又は第２の領域の片方又は両方である判定対象領域に含まれるエッジを検出するエッジ検出部と、
前記エッジ検出部によりエッジが検出されない場合に対が相対的に精度が低い位置あわせに適さないと判定する判定部と、
を備える欠陥検出装置。
【請求項７】
請求項４又は請求項５の欠陥検出装置において、
前記適否判定部は、
第１の領域又は第２の領域の片方又は両方である判定対象領域に含まれるエッジを検出するエッジ検出部と、
前記エッジ検出部により検出されたエッジの平均的な接線方向を導出する平均接線方向導出部と、
前記平均接線方向導出部により導出された接線方向に対する判定対象領域の自己相関性を評価する自己相関性評価部と、
前記自己相関性導出部により導出された自己相関性が基準よりも高い場合に対が相対的に精度が低い位置あわせに適さないと判定する判定部と、
を備える欠陥検出装置。
【請求項８】
請求項４又は請求項５の欠陥検出装置において、
前記適否判定部は、
第１の領域又は第２の領域の片方又は両方である判定対象領域に含まれるエッジを検出するエッジ検出部と、
前記エッジ検出部により検出されたエッジを構成する画素により構成される直線を検出する直線検出部と、
前記直線検出部により検出された直線の方向を導出する方向導出部と、
前記方向導出部により導出された方向の一様性が基準よりも高い場合に対が相対的に低い精度の位置あわせに適さないと判定する判定部と、
を備える欠陥検出装置。
【請求項９】
請求項４又は請求項５の欠陥検出装置において、
前記適否判定部は、
第１の領域又は第２の領域の片方又は両方である判定対象領域に含まれるエッジを検出するエッジ検出部と、
前記エッジ検出部により検出されたエッジの接線方向のヒストグラムを導出するヒストグラム導出部と、
前記ヒストグラム導出部により導出されたヒストグラムに存在するピークの数が１個のみである場合に対が相対的に低い精度の位置あわせに適さないと判定する判定部と、
を備える欠陥検出装置。
【請求項１０】
請求項４又は請求項５の欠陥検出装置において、
前記適否判定部は、
第１の領域又は第２の領域の片方又は両方である判定対象領域に含まれるコーナーを検出するコーナー検出部と、
前記コーナー検出部によりコーナーが検出されない場合に対が相対的に低い精度の位置あわせに適さないと判定する判定部と、
を備える欠陥検出装置。
【請求項１１】
請求項４又は請求項５の欠陥検出装置において、
前記適否判定部は、
第１の領域又は第２の領域の片方又は両方である判定対象領域の移動先をゆすらせ範囲内でゆすらせたときの自己相関性の分布を導出する分布導出部と、
前記分布導出部により導出された分布が基準を満たす方向性を有する場合に対が相対的に低い精度の位置あわせに適さないと判定する判定部と、
を備える欠陥検出装置。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項１１のいずれかの欠陥検出装置において、
前記第１の位置あわせ部は、
位置あわせのための演算を行う演算処理回路と、
位置あわせのための演算を複数回に分割して前記演算処理回路に行わせる演算分割部と、
を備える欠陥検出装置。
【請求項１３】
請求項１ないし請求項１１のいずれかの欠陥検出装置において、
前記第２の位置あわせ部は、
位置あわせのための演算を行う演算処理回路と、
位置あわせのための演算を複数回に分割して前記演算処理回路に行わせる演算分割部と、
を備える欠陥検出装置。
【請求項１４】
第１のパターンを撮像した第１の画像と第２のパターンを撮像した第２の画像とを比較して第１のパターンに含まれる欠陥を検出する欠陥検出方法であって、
(a) 第１の画像を複数の第１の領域に分割する工程と、
(b) 第２の画像を複数の第２の領域に分割する工程と、
(c) 比較される第１の領域と第２の領域との複数の対のうちの第１の群に属する対について相対的に低い精度で第１の領域と第２の領域との位置あわせを実行する工程と、
(d) 比較される第１の領域と第２の領域との複数の対のうちの第１の群に属さず第２の群に属する残余の対に前記工程(c)による第１の群に属する対についての位置あわせの結果を援用する工程と、
(e) 比較される第１の領域と第２の領域との複数の対について前記工程(c)により位置あわせが実行された状態又は前記工程(d)により位置あわせの結果が援用された状態を基準として相対的に高いか又は同じ精度で第１の領域と第２の領域との位置あわせを実行する工程と、
(f) 比較される第１の領域と第２の領域との複数の対について第１の領域と第２の領域との比較結果から欠陥を検出する工程と、
を備える欠陥検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１のパターンを撮像した第１の画像と第２のパターンを撮像した第２の画像とを比較して第１のパターンに含まれる欠陥を検出する欠陥検出装置及び欠陥検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
第１のパターンを撮像した第１の画像と第２のパターンを撮像した第２の画像とを比較して第１のパターンに含まれる欠陥を検出する場合、第１の画像と第２の画像との位置あわせが実行される。位置あわせにあたって、相対的に低い精度で位置あわせを行った後に相対的に高い精度で位置あわせを行う場合もある。
【０００３】
特許文献１は、そのような２段階の位置あわせに言及している。特許文献１の「背景技術」の欄は、「低解像度での位置あわせを行った後に高解像度にて位置あわせを行う」ことに言及している。また、特許文献１の「発明を実施するための最良の形態」の欄は、「位置補正部５２」で位置あわせを行った後に「欠陥検出部５３」で位置あわせ及び欠陥の検出を行うことに言及している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２９２０１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、第１の画像を複数の第１の領域に分割し第２の画像を複数の第２の領域に分割し第１の領域と第２の領域とを比較する場合、上述のような２段階の位置あわせを第１の領域と第２の領域との対の全部について行うと、欠陥の検出の処理に要する時間が長くなる。
【０００６】
本発明は、この問題を解決するためになされたもので、欠陥の検出の精度を低下させることなく欠陥の検出に要する時間が短くなる欠陥検出装置及び欠陥検出方法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】
【０００７】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、第１のパターンを撮像した第１の画像と第２のパターンを撮像した第２の画像とを比較して第１のパターンに含まれる欠陥を検出する欠陥検出装置であって、第１の画像を複数の第１の領域に分割する第１の画像分割部と、第２の画像を複数の第２の領域に分割する第２の画像分割部と、比較される第１の領域と第２の領域との複数の対のうちの第１の群に属する対について相対的に低い精度で第１の領域と第２の領域との位置あわせを実行する第１の位置あわせ部と、比較される第１の領域と第２の領域との複数の対のうちの第１の群に属さず第２の群に属する残余の対に前記第１の位置あわせ部による第１の群に属する対についての位置あわせの結果を援用する第１の援用部と、比較される第１の領域と第２の領域との複数の対について前記第１の位置あわせ部により位置あわせが実行された状態又は前記第１の援用部により位置あわせの結果が援用された状態を基準として相対的に高いか又は同じ精度で第１の領域と第２の領域との位置あわせを実行する第２の位置あわせ部と、比較される第１の領域と第２の領域との複数の対について第１の領域と第２の領域との比較結果から欠陥を検出する欠陥検出部と、を備える。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の欠陥検出装置において、前記第２の位置あわせ部は、比較される第１の領域と第２の領域との複数の対の全部について相対的に高いか又は同じ精度で第１の領域と第２の領域との位置あわせを実行する。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１の欠陥検出装置において、前記第２の位置あわせ部は、比較される第１の領域と第２の領域との複数の対のうちの第３の群に属する対について相対的に高いか又は同じ精度で第１の領域と第２の領域との位置あわせを実行し、前記欠陥検出装置は、比較される第１の領域と第２の領域との複数の対のうちの第３の群に属さず第４の群に属する残余の対に前記第２の位置あわせ部による第３の群に属する対についての位置あわせの結果を援用する第２の援用部、をさらに備える。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかの欠陥検出装置において、比較される第１の領域と第２の領域との複数の対の各々が相対的に低い精度の位置あわせに適するか否かを順次に判定する適否判定部と、前記適否判定部により相対的に低い精度の位置あわせに適さないと判定された対を第２の群に属すると判定し、相対的に低い精度の位置あわせに適さないと判定された対のひとつ後に相対的に低い精度の位置あわせに適すると判定された対を第１の群に属すると判定する群判定部と、をさらに備える。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項４の欠陥検出装置において、前記群判定部は、前記適否判定部により相対的に低い精度の位置あわせに適すると判定された対のひとつ後に相対的に低い精度の位置あわせに適すると判定された対を第２の群に属すると判定する。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項４又は請求項５の欠陥検出装置において、前記適否判定部は、第１の領域又は第２の領域の片方又は両方である判定対象領域に含まれるエッジを検出するエッジ検出部と、前記エッジ検出部によりエッジが検出されない場合に対が相対的に精度が低い位置あわせに適さないと判定する判定部と、を備える。
【００１３】
請求項７の発明は、請求項４又は請求項５の欠陥検出装置において、前記適否判定部は、第１の領域又は第２の領域の片方又は両方である判定対象領域に含まれるエッジを検出するエッジ検出部と、前記エッジ検出部により検出されたエッジの平均的な接線方向を導出する平均接線方向導出部と、前記平均接線方向導出部により導出された接線方向に対する判定対象領域の自己相関性を評価する自己相関性評価部と、前記自己相関性導出部により導出された自己相関性が基準よりも高い場合に対が相対的に精度が低い位置あわせに適さないと判定する判定部と、を備える。
【００１４】
請求項８の発明は、請求項４又は請求項５の欠陥検出装置において、前記適否判定部は、第１の領域又は第２の領域の片方又は両方である判定対象領域に含まれるエッジを検出するエッジ検出部と、前記エッジ検出部により検出されたエッジを構成する画素により構成される直線を検出する直線検出部と、前記直線検出部により検出された直線の方向を導出する方向導出部と、前記方向導出部により導出された方向の一様性が基準よりも高い場合に対が相対的に低い精度の位置あわせに適さないと判定する判定部と、を備える。
【００１５】
請求項９の発明は、請求項４又は請求項５の欠陥検出装置において、前記適否判定部は、第１の領域又は第２の領域の片方又は両方である判定対象領域に含まれるエッジを検出するエッジ検出部と、前記エッジ検出部により検出されたエッジの接線方向のヒストグラムを導出するヒストグラム導出部と、前記ヒストグラム導出部により導出されたヒストグラムに存在するピークの数が１個のみである場合に対が相対的に低い精度の位置あわせに適さないと判定する判定部と、を備える。
【００１６】
請求項１０の発明は、請求項４又は請求項５の欠陥検出装置において、前記適否判定部は、第１の領域又は第２の領域の片方又は両方である判定対象領域に含まれるコーナーを検出するコーナー検出部と、前記コーナー検出部によりコーナーが検出されない場合に対が相対的に低い精度の位置あわせに適さないと判定する判定部と、を備える。
【００１７】
請求項１１の発明は、請求項４又は請求項５の欠陥検出装置において、前記適否判定部は、第１の領域又は第２の領域の片方又は両方である判定対象領域の移動先をゆすらせ範囲内でゆすらせたときの自己相関性の分布を導出する分布導出部と、前記分布導出部により導出された分布が基準を満たす方向性を有する場合に対が相対的に低い精度の位置あわせに適さないと判定する判定部と、を備える。
【００１８】
請求項１２の発明は、請求項１ないし請求項１１のいずれかの欠陥検出装置において、前記第１の位置あわせ部は、位置あわせのための演算を行う演算処理回路と、位置あわせのための演算を複数回に分割して前記演算処理回路に行わせる演算分割部と、を備える。
【００１９】
請求項１３の発明は、請求項１ないし請求項１１のいずれかの欠陥検出装置において、前記第２の位置あわせ部は、位置あわせのための演算を行う演算処理回路と、位置あわせのための演算を複数回に分割して前記演算処理回路に行わせる演算分割部と、を備える。
【００２０】
請求項１４の発明は、第１のパターンを撮像した第１の画像と第２のパターンを撮像した第２の画像とを比較して第１のパターンに含まれる欠陥を検出する欠陥検出方法であって、(a) 第１の画像を複数の第１の領域に分割する工程と、(b) 第２の画像を複数の第２の領域に分割する工程と、(c) 比較される第１の領域と第２の領域との複数の対のうちの第１の群に属する対について相対的に低い精度で第１の領域と第２の領域との位置あわせを実行する工程と、(d) 比較される第１の領域と第２の領域との複数の対のうちの第１の群に属さず第２の群に属する残余の対に前記工程(c)による第１の群に属する対についての位置あわせの結果を援用する工程と、(e) 比較される第１の領域と第２の領域との複数の対について前記工程(c)により位置あわせが実行された状態又は前記工程(d)により位置あわせの結果が援用された状態を基準として相対的に高いか又は同じ精度で第１の領域と第２の領域との位置あわせを実行する工程と、(f) 比較される第１の領域と第２の領域との複数の対について第１の領域と第２の領域との比較結果から欠陥を検出する工程と、を備える。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、第２の群に属する対について相対的に低い精度の位置あわせが実行されないので、欠陥の検出に要する時間が短くなる。また、第１の群に属する対についての相対的に低い精度の位置あわせの結果が第２の群に属する対に援用されるので、欠陥の検出の精度の低下が少ない。
【００２２】
請求項３の発明によれば、第４の群に属する対について相対的に高いか又は同じ精度の位置あわせが実行されないので、欠陥の検出に要する時間が短くなる。また、第３の群に属する対についての相対的に低い精度の位置あわせの結果が第４の群に属する対に援用されるので、欠陥の検出の精度の低下が少ない。
【００２３】
請求項４の発明によれば、相対的に低い精度の位置あわせに適さない対について相対的に低い精度の位置あわせが実行されず、相対的に低い精度の位置あわせが必要な対について相対的に低い精度の位置あわせが実行されるので、欠陥の検出の精度が向上する。
【００２４】
請求項５の発明によれば、相対的に低い精度の位置あわせが必ずしも必要でない対について相対的に低い精度の位置あわせが実行されないので、欠陥の検出に要する時間が短縮される。
【００２５】
請求項６ないし請求項１１の発明によれば、相対的に低い精度の位置あわせに適するか否かが適切に判定されるので、相対的に低い精度の位置あわせが適切に実行される。
【００２６】
請求項１２ないし請求項１３の発明によれば、位置あわせのための演算を行う演算処理回路の規模が縮小されるので、欠陥検出装置が簡略化される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１実施形態の位置あわせを説明する図である。
【図２】被検査画像が分割された状態を示す図である。
【図３】参照画像が分割された状態を示す図である。
【図４】第１実施形態の欠陥検出装置のブロック図である。
【図５】第１実施形態の位置あわせ部のブロック図である。
【図６】第２実施形態の位置あわせを説明する図である。
【図７】第２実施形態の位置あわせ部のブロック図である。
【図８】第３実施形態のグローバルアライメント要否判定装置のブロック図である。
【図９】第３実施形態の群判定部の判定を説明する図である。
【図１０】グローバルアライメントに適する判定対象領域の例を示す図である。
【図１１】グローバルアライメントに適する判定対象領域の自己相関性を説明する図である。
【図１２】グローバルアライメントに適さない判定対象領域の例を示す図である。
【図１３】グローバルアライメントに適さない判定対象領域の自己相関性を説明する図である。
【図１４】第４実施形態のグローバルアライメント要否判定装置のブロック図である。
【図１５】Ｐｒｅｗｉｔｔの微分オペレータを示す図である。
【図１６】第５実施形態のグローバルアライメント適否判定装置のブロック図である。
【図１７】判定対象領域がグローバルアライメントに適する場合に検出される直線を示す図である。
【図１８】判定対象領域がグローバルアライメントに適さない場合に検出される直線を示す図である。
【図１９】第６実施形態のグローバルアライメント適否判定装置のブロック図である。
【図２０】判定対象領域がグローバルアライメントに適する場合に導出されるヒストグラムを示す図である。
【図２１】判定対象領域がグローバルアライメントに適さない場合に導出されるヒストグラムを示す図である。
【図２２】第７実施形態のグローバルアライメント適否判定装置のブロック図である。
【図２３】判定対象領域がグローバルアライメントに適する場合に検出されるコーナーを示す図である。
【図２４】第８実施形態のグローバルアライメント適否判定装置のブロック図である。
【図２５】判定対象領域がグローバルアライメントに適する場合に自己相関性の指標値の分布を示す図である。
【図２６】判定対象領域がグローバルアライメントに適さない場合に分布導出部により導出される自己相関性の指標値の分布を示す図である。
【図２７】グローバルアライメントを説明する図である。
【図２８】ファインアライメントを説明する図である。
【図２９】第９実施形態の位置あわせ装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
＜１  第１実施形態＞
第１実施形態は、被検査パターンを撮像した被検査画像Ａと参照パターンを撮像した参照画像Ｂとを比較して被検査パターンに含まれる欠陥を検出する欠陥検出装置１０２に関する。
【００２９】
（第１実施形態の位置あわせの概略）
図１は、第１実施形態の被検査領域ａ１〜ａ１２と参照領域ｂ１〜ｂ１２との位置あわせを説明する図である。図２及び図３は、それぞれ、被検査画像Ａが複数の被検査領域ａ１〜ａ１２に分割された状態及び参照画像Ｂが複数の参照領域ｂ１〜ｂ１２に分割された状態を示す。
【００３０】
第１実施形態では、図２に示すように、被検査画像Ａが複数の被検査領域ａ１〜ａ１２に分割され、図３に示すように、参照画像Ｂが複数の参照領域ｂ１〜ｂ１２に分割され、比較される被検査領域ａｉと参照領域ｂｉとの複数の対（ｉ＝１，２，・・・，１２）の各々について被検査領域ａｉと参照領域ｂｉとの位置あわせが行われた後に被検査領域ａｉと参照領域ｂｉとが比較され欠陥が検出される。
【００３１】
第１実施形態の位置あわせにあたっては、図１に示すように、比較される被検査領域ａｉと参照領域ｂｉとの複数の対の「一部」についてピクセル単位で被検査領域ａｉと参照領域ｂｉとの位置あわせを行うグローバルアライメントが実行される。また、比較される被検査領域ａｉと参照領域ｂｉとの複数の対の「全部」についてサブピクセル単位又はサブピクセルよりも粗い単位で被検査領域ａｉと参照領域ｂｉとの位置あわせを行うファインアライメントが実行される。つまり、第１の群に属する対については、グローバルアライメント及びファインアライメントの両方が実行される。しかし、第１の群に属さず第２の群に属する残余の対については、グローバルアライメントが実行されずファインアライメントのみが実行される。また、グローバルアライメントが実行されない第２の群に属する対には、直前に行われたグローバルアライメントの結果が援用される。
【００３２】
この結果、第１の群に属する対については、グローバルアライメントが実行され、グローバルアライメントが行われた状態を基準としてファインアライメントがさらに実行される。一方、第２の群に属する対については、直前に行われたグローバルアライメントの結果が援用され、直前に行われたグローバルアライメントの結果が援用された状態を基準としてファインアライメントが実行される。これにより、第２の群に属する対についてグローバルアライメントが実行されないので、欠陥の検出に要する時間が短くなる。また、第１の群に属する対についてのグローバルアライメントの結果が第２の群に属する対に援用されるので、欠陥の検出の精度の低下が少ない。
【００３３】
なお、被検査画像Ａ及び参照画像Ｂの分割数は必要に応じて増減される。また、第１の群及び第２の群に属する対は必要に応じて変更される。
【００３４】
（欠陥検出装置１０２の概略）
図４は、第１実施形態の欠陥検出装置１０２のブロック図である。図４の各ブロックは、専用のハードウエアを含んでもよいし、その機能の全部又は一部がコンピュータにプログラムを実行させることにより実現されてもよい。
【００３５】
図４に示すように、欠陥検出装置１０２は、パターンを撮像する撮像部１０４と、被検査画像Ａを複数の被検査領域ａ１〜ａ１２に分割する被検査画像分割部１０６と、参照画像Ｂを複数の参照領域ｂ１〜ｂ１２に分割する参照画像分割部１０８と、被検査領域ａｉと参照領域ｂｉとの位置あわせを行う位置あわせ部１１０と、被検査領域ａｉと参照領域ｂｉとの比較結果から欠陥を検出する欠陥検出部１１２と、を備える。
【００３６】
（撮像部１０４）
撮像部１０４は、被検査パターンを撮像して被検査画像Ａを生成するとともに、参照パターンを撮像して参照画像Ｂを生成する。被検査画像Ａは被検査画像分割部１０６に与えられ、参照画像Ｂは参照画像分割部１０８に与えられる。
【００３７】
（被検査画像分割部１０６及び参照画像分割部１０８）
被検査画像分割部１０６及び参照画像分割部１０８は、それぞれ、被検査画像Ａ及び参照画像Ｂを水平方向及び垂直方向に規則的に分割する。水平方向及び垂直方向の分割数は被検査画像Ａ及び参照画像Ｂで同じである。これにより、被検査領域ａｉと対応する参照領域ｂｉとの対について被検査領域ａｉと参照領域ｂｉとの位置あわせが実行され、被検査領域ａｉと参照領域ｂｉとが比較される。ただし、被検査領域ａｉと参照領域ｂｉとの位置あわせが実行され、被検査領域ａｉと参照領域ｂｉとが比較されるならば、被検査画像Ａ及び参照画像Ｂは、どのように分割されてもよい。例えば、被検査画像Ａ及び参照画像Ｂは、水平方向のみに分割されてもよいし、垂直方向のみに分割されてもよい。比較される被検査領域ａｉと参照領域ｂｉとの複数の対の各々は、位置あわせ部１１０に順次与えられる。
【００３８】
（位置あわせ部１１０）
図５は、第１実施形態の位置あわせ部１１０のブロック図である。図５の各ブロックも、専用のハードウエアを含んでいてもよいし、その機能の全部又は一部がコンピュータにプログラムを実行させることにより実現されてもよい。
【００３９】
図５に示すように、位置あわせ部１１０は、比較される被検査領域ａｉと参照領域ｂｉとの対をグローバルアライメントが実行される第１の群とグローバルアライメントが実行されない第２の群とに分類する対分類部１１４と、グローバルアライメントを実行するグローバルアライメント実行部１１６と、ファインアライメントを実行するファインアライメント実行部１１８と、一の対についてのグローバルアライメントの実行結果を他の対に援用するグローバルアライメント実行結果援用部１２０と、を備える。
【００４０】
対分類部１１４により第１の群に分類された対は、グローバルアライメント実行部１１６に与えられ、当該対についてグローバルアライメントが実行される。また、当該対は、グローバルアライメントが実行された後にファインアライメント実行部１１８に与えられ、当該対についてグローバルアライメントが実行された状態を基準としてファインアライメントが実行される。グローバルアライメント実行部１１６のグローバルアライメントで導出されたピクセル単位の位置ずれ量は、グローバルアライメント実行結果援用部１２０に与えられる。
【００４１】
一方、対分類部１１４により第２の群に分類された対は、グローバルアライメント実行結果援用部１２０に与えられ、グローバルアライメント実行部１１６から与えられた直前のグローバルアライメントで導出されたピクセル単位の位置ずれ量が当該対についてのピクセル単位の位置ずれ量として援用される。したがって、第２の群に属する対については、グローバルアライメントが実行されることなく、ピクセル単位の位置ずれ量が決まる。また、当該対は、ピクセル単位の位置ずれ量が援用された後にファインアライメント実行部１１８に与えられ、当該対について援用されたピクセル単位の位置ずれ量だけ被検査領域ａｉと参照領域ｂｉとが相対的に移動された状態を基準としてファインアライメントが実行される。
【００４２】
一の対についての位置あわせの処理の終了後は、位置あわせが実行されていない対が残っている限り、位置あわせがまだ実行されていない他の対について位置あわせが実行される。一の対についての位置あわせの処理を終了する前に他の対について位置あわせの処理を開始するパイプライン処理を行うことも望ましい。
【００４３】
（欠陥検出部１１２）
欠陥検出部１１２は、ファインアライメントが行われた被検査領域ａｉと参照領域ｂｉとの対について被検査領域ａｉと参照領域ｂｉとを比較し欠陥を検出する。欠陥は、どのように検出されてもよいが、被検査領域ａｉと参照領域ｂｉの対応する２つの画素値の差分や比率を求めることにより行うことが典型的である。
【００４４】
（２段階の位置あわせ）
上述の説明では、ピクセル単位で位置あわせを行うグローバルアライメントの後にサブピクセル単位で位置あわせを行うファインアライメントが実行される場合に言及したが、より一般的には、相対的に低い精度の位置あわせの後に相対的に高いか又は同じ精度の位置あわせが実行される２段階の位置あわせが実行される場合に本発明は適用される。
【００４５】
（パターン）
欠陥の検出の対象となるパターンは、どのようなパターンであってもよいが、フラットディスプレイパネル、プリント基板、リードフレーム、フォトマスク等のパターンが典型的である。
【００４６】
＜２  第２実施形態＞
第２実施形態は、第１実施形態の位置あわせ部１１０に代えて採用される位置あわせ部２１０に関する。
【００４７】
（第２実施形態の位置あわせの概略）
図６は、第２実施形態の被検査領域ａ１〜ａ１２と参照領域ｂ１〜ｂ１２との位置あわせを説明する図である。
【００４８】
第２実施形態の位置あわせにあたっては、図６に示すように、第１実施形態の位置あわせと同じく、比較される被検査領域ａｉと参照領域ｂｉとの複数の対の「一部」についてグローバルアライメントが実行されるが、第１実施形態の位置あわせと異なり、比較される被検査領域ａｉと参照領域ｂｉとの複数の対の「全部」ではなく「一部」についてファインアライメントが実行される。
【００４９】
つまり、図６に示すように、第１の群に属する対については、グローバルアライメントが実行される。しかし、第１の群に属さず第２の群に属する残余の対については、グローバルアライメントが行われない。また、グローバルアライメントが行われない第２の群に属する対については、直前に行われたグローバルアライメントの結果が援用される。
【００５０】
さらに、図６に示すように、第３の群に属する対については、ファインアライメントが実行される。しかし、第３の群に属さず第４の群に属する残余の対については、ファインアライメントが実行されない。また、ファインアライメントが実行されない第４の群に属する対については、直前に行われたファインアライメントの結果が援用される。この結果、第１の群に属する対については、グローバルアライメントが行われ、グローバルアライメントが実行された状態を基準として、ファインアライメントがさらに実行されるか（第３の群に属する対）、又は、直前に実行されたファインアライメントの結果が援用される（第４の群に属する対）。一方、第２の群に属する対については、直前に実行されたグローバルアライメントの結果が援用され、直前に実行されたグローバルアライメントの結果が援用された状態を基準として、ファインアライメントが実行されるか（第３の群に属する対）、又は、直前に実行されたファインアライメントの結果が援用される（第４の群に属する対）。このような位置あわせによれば、第２の群に属する対についてグローバルアライメントが実行されないので、欠陥の検出に要する時間が短くなる。また、第１の群に属する対についてのグローバルアライメントの結果が第２の群に属する対に援用されるので、欠陥の検出の精度の低下が少ない。加えて、第４の群に属する対についてファインアライメントが実行されないので、欠陥の検出に要する時間が短くなる。また、第３の群に属する対についてのファインアライメントの結果が第４の群に属する対に援用されるので、欠陥の検出の精度の低下が少ない。このようなファインアライメントの省略は、サブピクセル単位の位置ずれ量に大きな変動がないことが期待される場合に実行される。
【００５１】
なお、第１の群ないし第４の群に属する対は必要に応じて変更される。
【００５２】
（位置あわせ部２１０）
図７は、第２実施形態の位置あわせ２１０のブロック図である。図７の各ブロックも、専用のハードウエアを含んでいてもよいし、その機能の全部又は一部がコンピュータにプログラムを実行させることにより実現されてもよい。
【００５３】
図７に示すように、位置あわせ部２１０は、第１実施形態の位置あわせ部１１０と同じく、対分類部２１４と、グローバルアライメント実行部２１６と、グローバルアライメント実行結果援用部２２０と、ファインアライメント実行部２１８とを備えるが、第１実施形態の位置あわせ部１１０と異なり、一の対についてのファインアライメントの実行結果を他の対に援用するファインアライメント実行結果援用部２２２も備える。
【００５４】
対分類部２１４により第１の群に分類された対は、グローバルアライメント実行部２１６に与えられ、当該対についてグローバルアライメントが実行される。グローバルアライメント実行部２１６のグローバルアライメントで導出されたピクセル単位の位置ずれ量は、グローバルアライメント実行結果援用部２２０に与えられる。
【００５５】
一方、対分類部２１４により第２の群に分類された対は、グローバルアライメント実行結果援用部２２０に与えられ、グローバルアライメント実行部２１６から与えられた直前のグローバルアライメントで導出されたピクセル単位の位置ずれ量が当該対についてのピクセル単位の位置ずれ量として援用される。
【００５６】
グローバルアライメントが実行された後又はピクセル単位の位置ずれ量が援用された後に、第３の群に属する対は、ファインアライメント実行部２１８に与えられ、当該対についてグローバルアライメントが実行された状態又は直前に実行されたグローバルアライメントの結果が援用された状態を基準としてファインアライメントが実行される。ファインアライメント実行部２１８のファインアライメントで導出されたサブピクセル単位の位置ずれ量は、ファインアライメント実行結果援用部２２２に与えられる。
【００５７】
一方、グローバルアライメントが実行された後又はピクセル単位の位置ずれ量が援用された後に、第４の群に属する対は、ファインアライメント実行結果援用部２２２に与えられ、ファインアライメント実行部２１８から与えられた直前のファインアライメントで導出されたサブピクセル単位の位置ずれ量が当該対についてのサブピクセル単位の位置ずれ量として援用される。したがって、第４の群に属する対については、ファインアライメントが実行されることなく、サブピクセル単位の位置ずれ量が決まる。
【００５８】
一の対についての位置あわせの処理の終了後は、位置あわせが実行されていない対が残っている限り、位置あわせがまだ実行されていない他の対について位置あわせが実行される。一の対についての位置あわせの処理を終了する前に他の対について位置あわせの処理を開始するパイプライン処理を行うことも望ましい。
【００５９】
＜３  第３実施形態＞
第１実施形態の位置あわせ又は第２実施形態の位置あわせを行う場合、グローバルアライメントが実行される第１の群に属する被検査領域ａｉと参照領域ｂｉとの対は、手動で決定されるか、被検査画像Ａ又は参照画像Ｂをプリスキャンして自動で決定される。しかし、グローバルアライメントに適さない対についてグローバルアライメントが実行されたり、グローバルアライメントが必要な対についてグローバルアライメントが実行されなかったりすると、位置あわせが適切に行われず、欠陥の検出の精度が低下する。
【００６０】
第３実施形態は、この問題を解決するために提供される、グローバルアライメントの要否を判定するグローバルアライメント要否判定装置３２４に関する。第３実施形態のグローバルアライメント要否判定装置３２４は、第１実施形態の対分類部１１４又は第２実施形態の対分類部２１４に実装される。
【００６１】
図８は、第３実施形態のグローバルアライメント要否判定装置３２４のブロック図である。図８の各ブロックも、専用のハードウエアを含んでいてもよいし、その機能の全部又は一部がコンピュータにプログラムを実行させることにより実現されてもよい。
【００６２】
図８に示すように、グローバルアライメント要否判定装置３２４は、比較される被検査領域ａｉと参照領域ｂｉとの対の各々がグローバルアライメントに適するか否かを順次に判定する適否判定部３２６と、比較される被検査領域ａｉと参照領域ｂｉとの対が属する群を判定する群判定部３２８と、を備える。
【００６３】
図９は、群判定部３２８の判定を説明する遷移図である。図９のノードＮ１０２，Ｎ１０４に記載されている「適」及び「不適」は、適否判定部３２６の判定である。矢印ＡＲ１０２，ＡＲ１０４，ＡＲ１０６，ＡＲ１０８に添えて記載されている「グローバルアライメント+ファインアライメント」及び「ファインアライメント」は、当該矢印ＡＲ１０２，ＡＲ１０４，ＡＲ１０６，ＡＲ１０８が出るノードＮ１０２，Ｎ１０４に記載されている適否判定部３２６の判定が群判定部３２８の判定の対象となっている対のひとつ前の対に対してなされ、当該矢印ＡＲ１０２，ＡＲ１０４，ＡＲ１０６，ＡＲ１０８が入るノードＮ１０２，Ｎ１０４に記載されている適否判定部３２６の判定が群判定部３２８の判定の対象となっている対に対してなされたときに実行される位置あわせの内容である。
【００６４】
図９に示すように、適否判定部３２６によりグローバルアライメントに適さないと判定された対は、第２の群に属すると判定され、当該対については、グローバルアライメントが行われずファインアライメントのみが実行される（矢印ＡＲ１０２，ＡＲ１０６）。また、適否判定部３２６によりグローバルアライメントに適さないと判定された対のひとつ後にグローバルアライメントに適すると判定された対は、第１の群に属すると判定され、当該対については、グローバルアライメントが実行された後にファインアライメントが実行される（矢印ＡＲ１０４）。これにより、グローバルアライメントに適さない対についてグローバルアライメントが実行されず、グローバルアライメントが必要な対についてグローバルアライメントが実行されるので、欠陥の検出の精度が向上する。
【００６５】
さらに、適否判定部３２６によりグローバルアライメントに適すると判定された対のひとつ後にグローバルアライメントに適すると判定された対は、第１の群及び第２の群のいずれに属すると判定されてもよいが、第２の群に属すると判定されることが望ましく、当該対については、グローバルアライメントが行われずファインアライメントのみが実行されることが望ましい（矢印ＡＲ１０８）。これにより、グローバルアライメントが必ずしも必要でない対についてグローバルアライメントが行われないので、欠陥の検出に要する時間が短縮される。
【００６６】
なお、上述したように、適否判定部３２６によりグローバルアライメントに適さないと判定された対は、第２の群に属すると判定されるのが原則であるが、グローバルアライメントが一度も実行されておらず援用するグローバルアライメントの実行結果が存在しない場合は、ファインアライメントを実行することができない。そのため、そのような場合は、当該対の処理を後回しにし、後の対についてグローバルアライメントが実行されてからファインアライメントを実行する例外の処理が実行される。
【００６７】
＜４  第４実施形態＞
第３実施形態の適否判定部３２６では、比較される被検査領域ａｉと参照領域ｂｉとの対の各々がグローバルアライメントに適するか否かは、被検査画像Ａ又は参照画像Ｂを参照して自動で判定される。ただし、その判定が適切に行われないと、グローバルアライメントが適切に実行されない。
【００６８】
第４実施形態は、この問題を解決するために提供される、比較される被検査領域ａｉと参照領域ｂｉとの対の各々がグローバルアライメントに適するか否かを判定するグローバルアライメント適否判定装置４３０に関する。グローバルアライメント適否判定装置４３０は、第３実施形態の適否判定部３２６に実装される。
【００６９】
図１０（ａ）〜（ｇ）は、グローバルアライメントに適する判定対象領域の例を示す図である。図１１は、グローバルアライメントに適する判定対象領域の自己相関性を説明する図である。
【００７０】
図１０（ａ）〜図１０（ｃ）のようにエッジが閉じた閉図形のパターンが含まれる場合、図１０（ｄ）〜図１０（ｆ）のようにエッジがコーナーを有するパターンが含まれる場合、図１０（ｇ）のようにエッジが曲線となっているパターンが含まれる場合等は、判定対象領域はグローバルアライメントに適する。これは、図１１に示すように、判定対象領域ＪＲを移動する前の画像（以下では、「移動前画像」という）ＢＩと判定対象領域ＪＲを移動した後の画像（以下では「移動後画像」という）ＡＩとが、判定対象領域ＪＲの移動方向ＭＤによらず、類似しないからである。すなわち、判定対象領域ＪＲの自己相関性が任意の方向に対して低いからである。
【００７１】
図１２（ａ）〜（ｈ）は、グローバルアライメントに適さない判定対象領域の例を示す図である。図１３は、グローバルアライメントに適さない判定対象領域の自己相関性を説明する図である。
【００７２】
図１２（ａ）のようにパターンが含まれない場合、図１２（ｂ）〜（ｃ）のようにエッジの大部分が垂直方向に延在するパターンのみからなる場合、図１３（ｄ）〜（ｆ）に示すようにエッジの大部分が水平方向に延在するパターンのみからなる場合、図１２（ｇ）〜（ｈ）のようにエッジの大部分が特定の斜め方向に延在するパターンのみからなる場合等は、判定対象領域はグローバルアライメントに適さない。これは、図１３に示すように、移動前画像ＢＩと移動後画像ＡＩとが、判定対象領域ＪＲの移動方向ＭＤによっては、類似するからである。すなわち、判定対象領域ＪＲの自己相関性が特定の方向に対して高いからである。
【００７３】
図１４は、第４実施形態のグローバルアライメント適否判定装置４３０のブロック図である。図１４の各ブロックも、専用のハードウエアを含んでいてもよいし、その機能の全部又は一部がコンピュータにプログラムを実行させることにより実現されてもよい。
【００７４】
図１４に示すように、グローバルアライメント適否判定装置４３０は、判定対象領域に含まれるエッジを検出するエッジ検出部４３２と、エッジの平均的な接線方向を導出する平均接線方向導出部４３４と、特定の方向に対する判定対象領域の自己相関性を評価する自己相関性評価部４３６と、対がグローバルアライメントに適するか否かを判定する判定部４３８と、を備える。「判定対象領域」は、被検査領域ａｉ及び参照領域ｂｉの片方又は両方である。
【００７５】
エッジ検出部４３２は、判定対象領域を構成する複数の画素ＰＸ（ｘ，ｙ）の各々における水平方向（ｘ方向）の濃度値Ｉ（ｘ，ｙ）の微分値ｄｘ及び垂直方向（ｙ方向）の濃度値Ｉ（ｘ，ｙ）の微分値ｄｙを導出する。微分値は、どのように導出してもよいが、例えば、図１５（ａ）〜（ｂ）に示すＰｒｅｗｉｔｔの微分オペレータを微分値の導出の対象となる画素を中心とする水平方向３画素、垂直方向３画素の正方形の領域に適用することにより導出する。なお、Ｐｒｅｗｉｔｔの微分オペレータの適用には、ノイズの平滑化の効果が高いという利点があるが、このことは、Ｓｏｂｅｌ、Ｒｏｂｅｒｔｓ等の微分オペレータの適用による導出や単純な微分演算による導出を妨げない。
【００７６】
また、エッジ検出部４３２は、微分値ｄｘを水平成分、微分値ｄｙを垂直成分とする法線ベクトルｄ＝（ｄｘ，ｄｙ）の大きさ｜ｄ｜を式（１）にしたがって導出し、大きさ｜ｄ｜が閾値を超える画素をエッジを構成する画素として検出する。
【００７７】
【数１】
2010249565.tif 000003
【００７８】
このエッジの検出は、法線ベクトルの大きさ｜ｄ｜は、フラット部において小さくなり、エッジ部において大きくなることを利用している。
【００７９】
平均接線方向導出部４３４は、エッジ検出部４３２により検出されたエッジの平均的な接線方向θを導出する。平均的な接線方向θは、どのように導出してもよいが、ここでは、「生データベクトル合算法」により導出する。「生データベクトル合算方法」では、ベクトルの角度を導出してから導出した角度を合算するのではなく、ベクトルを合算してから合算したベクトルの角度を導出する。
【００８０】
「生データベクトル合算法」による平均的な接線方向θの導出にあたっては、まず、エッジを構成する複数の画素の各々におけるエッジの法線ベクトルｄ1，ｄ2,・・・，ｄiを式（２）にしたがって合算する。
【００８１】
【数２】
2010249565.tif 000004
【００８２】
式（２）にしたがった法線ベクトルの合算は、１番目からｊ−１番目までの法線ベクトルｄ1，ｄ2,・・・，ｄj-1を合算したベクトルｍｄj-1にｊ番目の法線ベクトルｄj又はｊ番目の法線ベクトルｄjを１８０°反転したベクトル−ｄjを加えることを繰り返すことにより実行される。ただし、ｍｄ1＝ｄ1である。
【００８３】
法線ベクトル＋ｄjを加えるのは、ベクトルｍｄj-1と法線ベクトルｄjとのなす角がπ／２又はπ／２より大きくベクトルｍｄj-1と法線ベクトルｄjとの内積ｍｄj-1・ｄjが０又は正の場合である。ベクトル−ｄjを加えるのは、ベクトルｍｄj-1と法線ベクトルｄjとのなす角がπ／２ラジアンより大きくベクトルｍｄj-1と法線ベクトルｄjとの内積ｍｄj-1・ｄjが負の場合である。このような合算によれば、微妙な濃度値の違いによるベクトルの反転により法線ベクトルｄ1，ｄ2,・・・，ｄiの合算結果が０ベクトルに近くなることが回避される。このような合算は、導出したい平均的な接線方向は、ベクトルの方向そのものではなく、ベクトルの傾きであることにより許容される。また、このような合算によれば、強いエッジの寄与が大きくなり弱いエッジの寄与が小さくなるので、誤って検出されたエッジの影響が小さくなる。
【００８４】
また、平均接線方向導出部４３４は、法線ベクトルｄ1，ｄ2,・・・，ｄi  を合算することにより導出された合算ベクトルｍｄiの水平成分ｍｄix及び垂直成分ｍｄiyから式（３）にしたがって平均的な接線方向θを導出する。接線方向θは、合算ベクトルｍｄiに垂直なベクトルと水平方向とのなす角であり、−π／２からπ／２までの値をとる。
【００８５】
【数３】
2010249565.tif 000005
【００８６】
自己相関性評価部４３６は、平均接線方向導出部４３４により導出された平均的な接線方向θに対する判定対象領域の自己相関性を評価する。自己相関性は、どのように評価してもよいが、例えば、移動前画像と移動後画像との重なり部分における濃度値の差により評価する。
【００８７】
自己相関性の評価にあたっては、移動前画像を構成する画素ＰＸ（ｘ，ｙ）における濃度値Ｉ（ｘ，ｙ）と移動後画像を構成する画素ＰＸ’（ｘ，ｙ）を中心とするゆすらせ範囲内にある複数の画素ＰＸ’（ｘ＋ｉ，ｙ＋ｊ）の濃度値Ｉ’（ｘ＋ｉ，ｙ＋ｊ）の各々との二乗差ｓｄij（ｘ，ｙ）が式（４）にしたがって導出され、複数の二乗差ｓｄij（ｘ，ｙ）のうちの最小二乗差ＳＤ（ｘ，ｙ）が式（５）にしたがって導出される。このように濃度値Ｉ（ｘ，ｙ）との差がとられる濃度値Ｉ’（ｘ＋ｉ，ｙ＋ｊ）の位置をゆすらせることにより、計算精度や量子化誤差により後述する二乗差総和ＳＳＤが大きくなることが抑制される。
【００８８】
【数４】
2010249565.tif 000006
【００８９】
【数５】
2010249565.tif 000007
【００９０】
式（４）及び式（５）のｘ及びｙは、それぞれ、水平方向及び垂直方向の画素の座標である。式（４）及び式（５）のｉ及びｊは、それぞれ、水平方向及び垂直方向のゆすらせ量であり、−１，０，＋１のいずれかの値をとる。
【００９１】
さらに、重なり部分に含まれる全ての画素についての最小二乗差ＳＤ（ｘ，ｙ）の二乗差総和ＳＳＤが式（６）にしたがって導出される。
【００９２】
【数６】
2010249565.tif 000008
【００９３】
判定対象領域を接線方向θに距離ｋだけ移動するベクトルｓは、式（７）にしたがって導出される。
【００９４】
【数７】
2010249565.tif 000009
【００９５】
ベクトルｓの大きさｋは、判定対象領域を移動する量が数ピクセル以上となるように大きくすることが望ましい。これにより、移動前画像と移動後画像とが近くなりすぎ、自己相関性が小さいにもかかわらず二乗差総和ＳＳＤが小さくなることが抑制される。また、複数の大きさｋ1，ｋ2を用いて二乗差総和ＳＳＤを導出し、最も大きい二乗差総和ＳＳＤを採用することも望ましい。これにより、濃度値Ｉ（ｘ，ｙ）に周期性がある場合に判定対象領域を移動する量が周期に一致することにより自己相関性が小さいにもかかわらず二乗差総和ＳＳＤが小さくなることが抑制される。複数の大きさｋ1，ｋ2の比ｋ1：ｋ2は、互いに素な整数ｍ，ｎの比ｍ：ｎと等しいことが望ましい（ｋ1，ｋ2＝ｍ：ｎ）。これにより、複数の大きさｋ1，ｋ2の両方について判定対象領域を移動する量が周期に一致することが回避される。
【００９６】
判定部４３８は、エッジ検出部４３２によりエッジが検出されない場合に対がグローバルアライメントに適さないと判定する。これにより、図１２（ａ）に示すような場合にグローバルアライメントが行われない。また、判定部４３８は、二条差総和ＳＳＤが閾値を下回り自己相関性が基準よりも高い場合に対がグローバルアライメントに適さないと判定する。これにより、図１２（ｂ）〜（ｇ）に示すような場合にグローバルアライメントが行われない。また、判定部４３８は、これら以外の場合に対がグローバルアライメントに適すると判定する。
【００９７】
このようなグローバルアライメント適否判定処理によれば、グローバルアライメントに適するか否かが適切に判定されるので、グローバルアライメントが適切に実行される。
【００９８】
＜５  第５実施形態＞
第５実施形態は、第４実施形態のグローバルアライメント適否判定装置４３０に代えて採用されるグローバルアライメント適否判定装置５３０に関する。
【００９９】
図１６は、第５実施形態のグローバルアライメント適否判定装置５３０のブロック図である。
【０１００】
図１６に示すように、グローバルアライメント適否判定装置５３０は、判定対象領域に含まれるエッジを検出するエッジ検出部５３２と、画素により構成される直線を検出する直線検出部５４０と、直線の方向を導出する方向導出部５４２と、対がグローバルアライメントに適するか否かを判定する判定部５３８と、を備える。
【０１０１】
エッジ検出部５３２は、第４実施形態のエッジ検出部４３２と同じく、エッジを検出する。
【０１０２】
直線検出部５４０は、エッジ検出部５３２により検出されたエッジを構成する画素により構成される直線を一般的なハフ変換等により検出する。
【０１０３】
方向導出部５４２は、直線検出部５４０により検出された直線の方向を導出する。
【０１０４】
図１７（ａ）〜（ｂ）は、判定対象領域がグローバルアライメントに適する場合に直線検出部５４０により検出される直線Ｌを示す図である。また、図１８（ａ）〜（ｂ）は、判定対象領域がグローバルアライメントに適さない場合に直線検出部５４０により検出される直線Ｌを示す図である。判定対象領域がグローバルアライメントに適する場合は、図１７に示すように、検出される直線Ｌの方向は非一様であり、判定対象領域がグローバルアライメントに適さない場合は、図１８に示すように、検出される直線Ｌの方向は一様である。
【０１０５】
判定部５３８は、第４実施形態の判定部４３８と同じく、エッジ検出部５３２によりエッジが検出されない場合に対がグローバルアライメントに適さないと判定する。さらに、判定部５３８は、第４実施形態の判定部４３８とは異なり、上述の直線の一様性の変化を利用して、方向導出部５４２により導出された方向の一様性が基準よりも高い場合に対がグローバルアライメントに適さないと判定する。また、判定部５３８は、これら以外の場合に対がグローバルアライメントに適すると判定する。
【０１０６】
このようなグローバルアライメント適否判定装置５３０によっても、グローバルアライメントに適するか否かが適切に判定されるので、グローバルアライメントが適切に実行される。
【０１０７】
＜６  第６実施形態＞
第６実施形態は、第４実施形態のグローバルアライメント適否判定装置４３０に代えて採用されるグローバルアライメント適否判定装置６３０に関する。
【０１０８】
図１９は、第６実施形態のグローバルアライメント適否判定装置６３０のブロック図である。
【０１０９】
図１９に示すように、グローバルアライメント適否判定装置６３０は、判定対象領域に含まれるエッジを検出するエッジ検出部６３２と、エッジの接線方向のヒストグラムを導出するヒストグラム導出部６４４と、対がグローバルアライメントに適するか否かを判定する判定部６３８と、を備える。
【０１１０】
エッジ検出部６３２は、第４実施形態のエッジ検出部４３２と同じく、エッジを検出する。
【０１１１】
ヒストグラム導出部６４４は、エッジ検出部６３２により検出されたエッジの接線方向のヒストグラムを導出する。
【０１１２】
図２０は、判定対象領域がグローバルアライメントに適する場合にヒストグラム導出部６４４により導出されるヒストグラムを示す図である。また、図２１は、判定対象領域がグローバルアライメントに適さない場合にヒストグラム導出部６４４により導出されるヒストグラムを示す図である。判定対象領域がグローバルアライメントに適する場合は、図２０に示すように、ヒストグラムに２個以上のピークが存在し、判定対象領域がグローバルアライメントに適さない場合は、ヒストグラムに１個のピークのみが存在する。
【０１１３】
判定部６３８は、第４実施形態の判定部４３８と同じく、エッジ検出部６３２によりエッジが検出されない場合に対がグローバルアライメントに適さないと判定する。さらに、判定部６３８は、第４実施形態の判定部４３８とは異なり、上述のヒストグラムに存在するピークの数の変化を利用して、ヒストグラム導出部６４４により導出されたヒストグラムに存在するピークの数が１個のみである場合に対がグローバルアライメントに適さないと判定する。また、判定部６３８は、これら以外の場合に対がグローバルアライメントに適すると判定する。
【０１１４】
このようなグローバルアライメント適否判定装置６３０によっても、グローバルアライメントに適するか否かが適切に判定されるので、グローバルアライメントが適切に実行される。
【０１１５】
＜７  第７実施形態＞
第７実施形態は、第４実施形態のグローバルアライメント適否判定装置４３０に代えて採用されるグローバルアライメント適否判定装置７３０に関する。
【０１１６】
図２２は、第７実施形態のグローバルアライメント適否判定装置７３０のブロック図である。
【０１１７】
図２２に示すように、グローバルアライメント適否判定装置７３０は、判定対象領域に含まれるエッジを検出するエッジ検出部７３２と、判定対象領域に含まれるコーナーを検出するコーナー検出部７４６と、対がグローバルアライメントに適するか否かを判定する判定部７３８と、を備える。
【０１１８】
エッジ検出部７３２は、第４実施形態のエッジ検出部４３２と同じく、エッジを検出する。
【０１１９】
コーナー検出部７４６は、判定対象領域に含まれるコーナーを一般的なＨａｒｒｉｓオペレータ、ＳＵＳＡＮオペレータ等により検出する。
【０１２０】
図２３（ａ）〜（ｂ）は、判定対象領域がグローバルアライメントに適する場合にコーナー検出部７３２により検出されるコーナーＣを示す図である。判定対象領域がグローバルアライメントに適する場合は、図２３に示すように、１個以上のコーナーが検出されるが、判定対象領域がグローバルアライメントに適さない場合は、コーナーＣは検出されない。
【０１２１】
判定部７３８は、第４実施形態の判定部４３８と同じく、エッジ検出部７３２によりエッジが検出されない場合に対がグローバルアライメントに適さないと判定する。さらに、判定部７３８は、第４実施形態の判定部４３８とは異なり、上述のコーナーの検出の有無を利用して、コーナー検出部７４６によりコーナーが検出されない場合に対がグローバルアライメントに適さないと判定する。また、判定部７３８は、これら以外の場合に対がグローバルアライメントに適すると判定する。
【０１２２】
このようなグローバルアライメント適否判定装置７３０によっても、グローバルアライメントに適するか否かが適切に判定されるので、グローバルアライメントが適切に実行される。
【０１２３】
＜８  第８実施形態＞
第８実施形態は、第４実施形態のグローバルアライメント適否判定装置４３０に代えて採用されるグローバルアライメント適否判定装置８３０に関する。
【０１２４】
図２４は、第８実施形態のグローバルアライメント適否判定装置８３０のブロック図である。
【０１２５】
図２４に示すように、グローバルアライメント適否判定装置８３０は、判定対象領域の移動先をゆすらせ範囲内でゆすらせたときの自己相関性の分布を導出する分布導出部８４８と、対がグローバルアライメントに適するか否かを判定する判定部８３８と、を備える。
【０１２６】
第８実施形態が第４実施形態と異なるのは、エッジの接線方向から自己相関性が高い方向を求めるのではなく、分布導出部８４８が、判定対象領域の移動先をゆすらせ範囲内でゆすらせて、移動量ごとに差分値ＳＳＤのような自己相関性の指標値を導出し、判定部８３８が、その分布が特定の方向性を持つか否かにより特定の方向に対する自己相関性があるかどうかを判定することにある。
【０１２７】
図２５は、判定対象領域がグローバルアライメントに適する場合に分布導出部８４８により導出される自己相関性の指標値の分布を示す図である。図２６は、判定対象領域がグローバルアライメントに適さない場合に分布導出部８４８により導出される自己相関性の指標値の分布を示す図である。図２５及び図２６においては、暗部ほど自己相関性が高く、明部ほど自己相関性が低くなっている。判定対象領域がグローバルアライメントに適する場合は、図２５に示すように、自己相関性の指標値の分布には異方性がない。判定対象領域がグローバルアライメントに適さない場合は、図２６に示すように、自己相関性の指標値の分布には異方性がある。
【０１２８】
判定部８３８は、上述の自己相関性の分布の異方性の有無を利用して、分布導出部により導出された自己相関性の指標値の分布が基準を満たす方向性を有する場合に対が相対的に低い精度の位置あわせに適さないと判定する。方向性を有するか否かは、自己相関性の指標値の分布に対して、第５実施形態と同様に、エッジを構成する画素により構成される直線の方向が一様であるか否かを調べるか、第６実施形態と同様に、エッジの接線方向のヒストグラムに存在するピークが１個のみであるか否かを調べるか、第７実施形態と同様に、コーナーが検出されないか否かを調べることにより、特定される。
【０１２９】
このようなグローバルアライメント適否判定装置８３０によっても、グローバルアライメントに適するか否かが適切に判定されるので、グローバルアライメントが適切に実行される。
【０１３０】
＜９  第９実施形態＞
第１実施形態の位置あわせ又は第２実施形態の位置あわせを行うにあたって被検査領域ａｉと参照領域ｂｉとの相関をハードウエアの演算処理回路により導出する場合、グローバルアライメントを行う範囲を拡大したり、ファインアライメントを行う精度を向上したりすると、演算処理回路の規模が大きくなる。
【０１３１】
例えば、被検査領域ａｉと参照領域ｂｉとの位置関係を示す図２７に示すように、グローバルアライメントを水平方向及び垂直方向に±Ｐ画素広がる範囲内で行うと、（２Ｐ＋１）2個の加算器が必要になる。
【０１３２】
また、被検査領域ａｉと参照領域ｂｉとの位置関係を示す図２８に示すように、ファインアライメントを１／Ｐ画素単位で行うと、１画素をＰ画素に増やす補間処理が行われ、（２Ｐ＋１）2個の加算器が必要になる。
【０１３３】
第９実施形態は、この問題を解決するために提供される、位置あわせ装置９５０に関する。位置あわせ装置９５０は、第１実施形態のグローバルアライメント実行部１１６及びファインアライメント実行部１１８並びに第２実施形態のグローバルアライメント実行部２１６及びファインアライメント実行部２１８の全部又は一部に実装される。なお、グローバルアライメント実行部１１６及びファインアライメント実行部１１８でハードウエアの演算処理回路を共用してもよいし、グローバルアライメント実行部２１６及びファインアライメント実行部２１８でハードウエアの演算処理回路を共用してもよい。
【０１３４】
図２９は、第９実施形態の位置あわせ装置９５０のブロック図である。図２９の演算処理回路９５２は、全部又は一部がハードウエアであるが、演算処理分割部９５４は、専用のハードウエアを含んでいてもよいし、その機能の全部又は一部がコンピュータにプログラムを実行させることにより実現されてもよい。
【０１３５】
図２９に示すように、位置あわせ装置９５０は、位置あわせのための演算処理を行う演算処理回路９５２と位置あわせのための演算を複数回に分割して前記演算処理回路に行わせる演算分割部９５４とを備える。
【０１３６】
これにより、位置あわせのための演算処理を行う演算処理回路の規模を縮小するので、欠陥検出装置１０２が簡略化される。
【０１３７】
＜１０  その他＞
この発明は詳細に説明されたが、上述の説明は、全ての局面において例示であり、この発明はその説明内容に限定されない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得る。
【符号の説明】
【０１３８】
１０２  欠陥検出装置
１０６  被検査画像分割部
１０８  参照画像分割部
１１０，２１０  位置あわせ部
１１２  欠陥検出部
１１４，２１４  対分類部
１１６，２１６  グローバルアライメント実行部
１１８，２１８  ファインアライメント実行部
１２０，２２０  グローバルアライメント実行結果援用部
２２２  ファインアライメント実行結果援用部
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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