(57)【要約】【課題】注目領域を容易に決定する。【解決手段】対象画像分割部６１１では、基板上のパターンを示す対象画像を分割して複数の対象領域画像が取得され、評価値画像取得部６１２では、各対象領域画像を対象画像中の元の位置から２次元配列された複数の位置のそれぞれに移動する際における移動後の当該対象領域画像と、それに重なる対象画像中の領域との差異を示す評価値が取得され、複数の位置のそれぞれに評価値を付与した評価値画像が取得される。注目領域決定部６１３では、評価値画像において、中央位置から放射状に広がる複数の経路のそれぞれに沿った評価値の変化における局所的な凹みの有無、評価値の変化における中央位置近傍での傾きの大きさ、または、当該複数の経路における複数の外縁位置での評価値のばらつきに基づいて、各対象領域画像が示す領域を、２つの画像間の差異が最小となる相対移動量を求める際の注目領域とするか否かが決定される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を撮像して得られる画像と参照用の画像との間の差異が最小となる相対移動量を求める際に注目すべき領域である注目領域を決定する注目領域決定装置であって、
基板上のパターンを示す対象画像を記憶する記憶部と、
前記対象画像を分割して複数の対象領域画像を取得する対象画像分割部と、
各対象領域画像を前記対象画像中の元の位置から２次元配列された複数の位置のそれぞれに移動する際における移動後の前記各対象領域画像と、前記移動後の前記各対象領域画像に重なる前記対象画像中の領域との差異を示す評価値を取得し、前記複数の位置のそれぞれに前記評価値を付与した評価値画像を取得する評価値画像取得部と、
前記評価値画像において、前記評価値の取得時における移動量が０である中央位置から放射状に広がる複数の経路のそれぞれに沿った評価値の変化における局所的な凹みの有無、もしくは、前記評価値の変化における前記中央位置近傍での傾きの大きさ、または、前記複数の経路において前記中央位置からの距離がおよそ等しい複数の外縁位置での評価値のばらつきに基づいて、前記各対象領域画像が示す領域を注目領域とするか否かを決定する注目領域決定部と、
を備えることを特徴とする注目領域決定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の注目領域決定装置であって、
前記注目領域決定部が、前記評価値の変化における局所的な凹みの有無、前記評価値の変化における前記中央位置近傍での傾きの大きさ、および、前記複数の外縁位置での評価値のばらつきの少なくとも２つに基づいて、前記各対象領域画像を注目領域とするか否かを決定することを特徴とする注目領域決定装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の注目領域決定装置であって、
前記注目領域決定部が、前記評価値画像において前記中央位置から前記複数の経路のそれぞれに沿って画素間の評価値の増加量を順次積算する積算処理を実行し、前記積算処理において前記増加量が負の値となる場合に、１よりも大きい係数を前記増加量に乗じた値を積算し、前記複数の経路のそれぞれに対して前記積算処理により得られる値を、所定の閾値と比較することにより、前記評価値の変化における局所的な凹みの有無を検出することを特徴とする注目領域決定装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の注目領域決定装置であって、
前記注目領域決定部が、前記評価値画像において前記中央位置から前記複数の経路のそれぞれに沿って画素間の評価値の増加量を順次積算しつつ、前記増加量が負の値となる場合に、前記増加量の絶対値と積算値との比を、所定の閾値と比較することにより前記評価値の変化における局所的な凹みの有無を検出することを特徴とする注目領域決定装置。
【請求項５】
基板を撮像して得られる被検査画像を参照画像と比較して、前記基板上の欠陥を検出する欠陥検出装置であって、
請求項１ないし４のいずれかに記載の注目領域決定装置と、
基板を撮像して得られる被検査画像および所定の参照画像の一方の画像を分割して、複数の領域画像を取得する画像分割部と、
前記複数の領域画像のうち、前記注目領域決定装置により決定された前記注目領域を含む領域画像に対して、前記一方の画像中の元の位置における前記領域画像と、前記被検査画像および前記参照画像の他方の画像との間の、前記注目領域における差異が最小となる相対移動量を位置ずれ量として求める位置ずれ量取得部と、
前記領域画像に対して前記元の位置からの前記位置ずれ量を用いて前記領域画像と前記他方の画像との位置合わせ処理を行い、前記複数の領域画像のうち前記注目領域を含まない領域画像に対して前記位置ずれ量を援用して前記領域画像と前記他方の画像との位置合わせ処理を行うことにより、前記複数の領域画像に対する比較検査を行う検査部と、
を備えることを特徴とする欠陥検出装置。
【請求項６】
請求項５に記載の欠陥検出装置であって、
前記検査部が、
前記位置合わせ処理を行う位置合わせ処理部と、
前記複数の領域画像のそれぞれをさらに分割して複数の小領域画像を取得する領域画像分割部と、
前記位置合わせ処理後の位置における各小領域画像と、前記他方の画像の対応する領域との間の差異が最小となるように、もう１つの位置合わせ処理を行うもう１つの位置合わせ処理部と、
前記もう１つの位置合わせ処理後の前記各小領域画像を前記他方の画像と比較することにより欠陥を検出する比較部と、
を備えることを特徴とする欠陥検出装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の欠陥検出装置であって、
前記被検査画像および前記参照画像の解像度が、前記注目領域決定装置における前記対象画像の解像度よりも高いことを特徴とする欠陥検出装置。
【請求項８】
基板を撮像して得られる画像と参照用の画像との間の差異が最小となる相対移動量を求める際に注目すべき領域である注目領域を決定する注目領域決定方法であって、
ａ）基板上のパターンを示す対象画像を準備する工程と、
ｂ）前記対象画像を分割して複数の対象領域画像を取得する工程と、
ｃ）各対象領域画像を前記対象画像中の元の位置から２次元配列された複数の位置のそれぞれに移動する際における移動後の前記各対象領域画像と、前記移動後の前記各対象領域画像に重なる前記対象画像中の領域との差異を示す評価値を取得し、前記複数の位置のそれぞれに前記評価値を付与した評価値画像を取得する工程と、
ｄ）前記評価値画像において、前記評価値の取得時における移動量が０である中央位置から放射状に広がる複数の経路のそれぞれに沿った評価値の変化における局所的な凹みの有無、もしくは、前記評価値の変化における前記中央位置近傍での傾きの大きさ、または、前記複数の経路において前記中央位置からの距離がおよそ等しい複数の外縁位置での評価値のばらつきに基づいて、前記各対象領域画像が示す領域を注目領域とするか否かを決定する工程と、
を備えることを特徴とする注目領域決定方法。
【請求項９】
請求項８に記載の注目領域決定方法であって、
前記ｄ）工程において、前記評価値の変化における局所的な凹みの有無、前記評価値の変化における前記中央位置近傍での傾きの大きさ、および、前記複数の外縁位置での評価値のばらつきの少なくとも２つに基づいて、前記各対象領域画像を注目領域とするか否かが決定されることを特徴とする注目領域決定方法。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の注目領域決定方法であって、
前記ｄ）工程において、前記評価値画像において前記中央位置から前記複数の経路のそれぞれに沿って画素間の評価値の増加量を順次積算する積算処理が実行され、前記積算処理において前記増加量が負の値となる場合に、１よりも大きい係数を前記増加量に乗じた値が積算され、前記複数の経路のそれぞれに対して前記積算処理により得られる値を、所定の閾値と比較することにより、前記評価値の変化における局所的な凹みの有無が検出されることを特徴とする注目領域決定方法。
【請求項１１】
請求項８または９に記載の注目領域決定方法であって、
前記ｄ）工程において、前記評価値画像において前記中央位置から前記複数の経路のそれぞれに沿って画素間の評価値の増加量が順次積算され、前記増加量が負の値となる場合に、前記増加量の絶対値と積算値との比を、所定の閾値と比較することにより前記評価値の変化における局所的な凹みの有無が検出されることを特徴とする注目領域決定方法。
【請求項１２】
基板を撮像して得られる被検査画像を参照画像と比較して、前記基板上の欠陥を検出する欠陥検出方法であって、
請求項８ないし１１のいずれかに記載の注目領域決定方法と、
ｅ）基板を撮像して得られる被検査画像および所定の参照画像の一方の画像を分割して、複数の領域画像を取得する工程と、
ｆ）前記複数の領域画像のうち、前記注目領域決定方法により決定された前記注目領域を含む領域画像に対して、前記一方の画像中の元の位置における前記領域画像と、前記被検査画像および前記参照画像の他方の画像との間の、前記注目領域における差異が最小となる相対移動量を位置ずれ量として求める工程と、
ｇ）前記領域画像に対して前記元の位置からの前記位置ずれ量を用いて前記領域画像と前記他方の画像との位置合わせ処理を行い、前記複数の領域画像のうち前記注目領域を含まない領域画像に対して前記位置ずれ量を援用して前記領域画像と前記他方の画像との位置合わせ処理を行うことにより、前記複数の領域画像に対する比較検査を行う工程と、
を備えることを特徴とする欠陥検出方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の欠陥検出方法であって、
前記ｇ）工程が、
ｇ１）前記位置合わせ処理を行う工程と、
ｇ２）前記複数の領域画像のそれぞれをさらに分割して複数の小領域画像を取得する工程と、
ｇ３）前記位置合わせ処理後の位置における各小領域画像と、前記他方の画像の対応する領域との間の差異が最小となるように、もう１つの位置合わせ処理を行う工程と、
ｇ４）前記もう１つの位置合わせ処理後の前記各小領域画像を前記他方の画像と比較することにより欠陥を検出する工程と、
を備えることを特徴とする欠陥検出方法。
【請求項１４】
請求項１２または１３に記載の欠陥検出方法であって、
前記被検査画像および前記参照画像の解像度が、前記注目領域決定方法における前記対象画像の解像度よりも高いことを特徴とする欠陥検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を撮像して得られる画像と参照用の画像との間の差異が最小となる相対移動量を求める際に注目すべき領域である注目領域を決定する技術、および、当該技術を利用して、基板上の欠陥を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板、ガラス基板、プリント配線基板等の製造では、異物や傷、エッチング不良等の欠陥の検査が行われる。このような検査の一例では、基板を撮像して得られる被検査画像が複数の被検査領域に分割されるとともに、参照用の画像が複数の参照領域に分割される。そして、互いに対応する被検査領域と参照領域との各対について、被検査領域と参照領域との位置あわせが行われた後に両者が比較され、欠陥が検出される。
【０００３】
特許文献１では、このような欠陥検出において、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手法が開示されている。上記手法では、上記位置合わせとしてグローバルアライメントおよびファインアライメントを行う際に、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およびファインアライメントの両方が実行され、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、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、ファインアライメントのみが実行される。また、特許文献１では、被検査領域または参照領域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指標値の分布を導出し、当該分布が基準を満たす方向性を有する場合に、当該判定対象領域を含む対がグローバルアライメントに適さない（すなわち、上記第２の群に属する）と判定する手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２４９５６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１では、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か否かが、当該分布を示す画像中のエッジやコーナーを利用して特定されるが、当該分布を示す画像のサイズが小さい場合、エッジやコーナーを正確に検出することができない虞がある。この場合、判定対象領域に対するグローバルアライメントの適否を判定することができない。すなわち、判定対象領域が、グローバルアライメントにおいて注目すべき領域である注目領域であるか否かを決定することができない。仮に、判定対象領域がグローバルアライメントに適していないにもかかわらず、当該判定対象領域を利用してグローバルアライメントが行われると、比較検査における位置合わせが適切に行われず、欠陥検出において多くの虚報が出力されてしまう。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板上における好ましい注目領域を容易に決定することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、基板を撮像して得られる画像と参照用の画像との間の差異が最小となる相対移動量を求める際に注目すべき領域である注目領域を決定する注目領域決定装置であって、基板上のパターンを示す対象画像を記憶する記憶部と、前記対象画像を分割して複数の対象領域画像を取得する対象画像分割部と、各対象領域画像を前記対象画像中の元の位置から２次元配列された複数の位置のそれぞれに移動する際における移動後の前記各対象領域画像と、前記移動後の前記各対象領域画像に重なる前記対象画像中の領域との差異を示す評価値を取得し、前記複数の位置のそれぞれに前記評価値を付与した評価値画像を取得する評価値画像取得部と、前記評価値画像において、前記評価値の取得時における移動量が０である中央位置から放射状に広がる複数の経路のそれぞれに沿った評価値の変化における局所的な凹みの有無、もしくは、前記評価値の変化における前記中央位置近傍での傾きの大きさ、または、前記複数の経路において前記中央位置からの距離がおよそ等しい複数の外縁位置での評価値のばらつきに基づいて、前記各対象領域画像が示す領域を注目領域とするか否かを決定する注目領域決定部とを備える。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の注目領域決定装置であって、前記注目領域決定部が、前記評価値の変化における局所的な凹みの有無、前記評価値の変化における前記中央位置近傍での傾きの大きさ、および、前記複数の外縁位置での評価値のばらつきの少なくとも２つに基づいて、前記各対象領域画像を注目領域とするか否かを決定する。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の注目領域決定装置であって、前記注目領域決定部が、前記評価値画像において前記中央位置から前記複数の経路のそれぞれに沿って画素間の評価値の増加量を順次積算する積算処理を実行し、前記積算処理において前記増加量が負の値となる場合に、１よりも大きい係数を前記増加量に乗じた値を積算し、前記複数の経路のそれぞれに対して前記積算処理により得られる値を、所定の閾値と比較することにより、前記評価値の変化における局所的な凹みの有無を検出する。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の注目領域決定装置であって、前記注目領域決定部が、前記評価値画像において前記中央位置から前記複数の経路のそれぞれに沿って画素間の評価値の増加量を順次積算しつつ、前記増加量が負の値となる場合に、前記増加量の絶対値と積算値との比を、所定の閾値と比較することにより前記評価値の変化における局所的な凹みの有無を検出する。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、基板を撮像して得られる被検査画像を参照画像と比較して、前記基板上の欠陥を検出する欠陥検出装置であって、請求項１ないし４のいずれかに記載の注目領域決定装置と、基板を撮像して得られる被検査画像および所定の参照画像の一方の画像を分割して、複数の領域画像を取得する画像分割部と、前記複数の領域画像のうち、前記注目領域決定装置により決定された前記注目領域を含む領域画像に対して、前記一方の画像中の元の位置における前記領域画像と、前記被検査画像および前記参照画像の他方の画像との間の、前記注目領域における差異が最小となる相対移動量を位置ずれ量として求める位置ずれ量取得部と、前記領域画像に対して前記元の位置からの前記位置ずれ量を用いて前記領域画像と前記他方の画像との位置合わせ処理を行い、前記複数の領域画像のうち前記注目領域を含まない領域画像に対して前記位置ずれ量を援用して前記領域画像と前記他方の画像との位置合わせ処理を行うことにより、前記複数の領域画像に対する比較検査を行う検査部とを備える。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の欠陥検出装置であって、前記検査部が、前記位置合わせ処理を行う位置合わせ処理部と、前記複数の領域画像のそれぞれをさらに分割して複数の小領域画像を取得する領域画像分割部と、前記位置合わせ処理後の位置における各小領域画像と、前記他方の画像の対応する領域との間の差異が最小となるように、もう１つの位置合わせ処理を行うもう１つの位置合わせ処理部と、前記もう１つの位置合わせ処理後の前記各小領域画像を前記他方の画像と比較することにより欠陥を検出する比較部とを備える。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項５または６に記載の欠陥検出装置であって、前記被検査画像および前記参照画像の解像度が、前記注目領域決定装置における前記対象画像の解像度よりも高い。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、基板を撮像して得られる画像と参照用の画像との間の差異が最小となる相対移動量を求める際に注目すべき領域である注目領域を決定する注目領域決定方法であって、ａ）基板上のパターンを示す対象画像を準備する工程と、ｂ）前記対象画像を分割して複数の対象領域画像を取得する工程と、ｃ）各対象領域画像を前記対象画像中の元の位置から２次元配列された複数の位置のそれぞれに移動する際における移動後の前記各対象領域画像と、前記移動後の前記各対象領域画像に重なる前記対象画像中の領域との差異を示す評価値を取得し、前記複数の位置のそれぞれに前記評価値を付与した評価値画像を取得する工程と、ｄ）前記評価値画像において、前記評価値の取得時における移動量が０である中央位置から放射状に広がる複数の経路のそれぞれに沿った評価値の変化における局所的な凹みの有無、もしくは、前記評価値の変化における前記中央位置近傍での傾きの大きさ、または、前記複数の経路において前記中央位置からの距離がおよそ等しい複数の外縁位置での評価値のばらつきに基づいて、前記各対象領域画像が示す領域を注目領域とするか否かを決定する工程とを備える。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の注目領域決定方法であって、前記ｄ）工程において、前記評価値の変化における局所的な凹みの有無、前記評価値の変化における前記中央位置近傍での傾きの大きさ、および、前記複数の外縁位置での評価値のばらつきの少なくとも２つに基づいて、前記各対象領域画像を注目領域とするか否かが決定される。
【００１６】
請求項１０に記載の発明は、請求項８または９に記載の注目領域決定方法であって、前記ｄ）工程において、前記評価値画像において前記中央位置から前記複数の経路のそれぞれに沿って画素間の評価値の増加量を順次積算する積算処理が実行され、前記積算処理において前記増加量が負の値となる場合に、１よりも大きい係数を前記増加量に乗じた値が積算され、前記複数の経路のそれぞれに対して前記積算処理により得られる値を、所定の閾値と比較することにより、前記評価値の変化における局所的な凹みの有無が検出される。
【００１７】
請求項１１に記載の発明は、請求項８または９に記載の注目領域決定方法であって、前記ｄ）工程において、前記評価値画像において前記中央位置から前記複数の経路のそれぞれに沿って画素間の評価値の増加量が順次積算され、前記増加量が負の値となる場合に、前記増加量の絶対値と積算値との比を、所定の閾値と比較することにより前記評価値の変化における局所的な凹みの有無が検出される。
【００１８】
請求項１２に記載の発明は、基板を撮像して得られる被検査画像を参照画像と比較して、前記基板上の欠陥を検出する欠陥検出方法であって、請求項８ないし１１のいずれかに記載の注目領域決定方法と、ｅ）基板を撮像して得られる被検査画像および所定の参照画像の一方の画像を分割して、複数の領域画像を取得する工程と、ｆ）前記複数の領域画像のうち、前記注目領域決定方法により決定された前記注目領域を含む領域画像に対して、前記一方の画像中の元の位置における前記領域画像と、前記被検査画像および前記参照画像の他方の画像との間の、前記注目領域における差異が最小となる相対移動量を位置ずれ量として求める工程と、ｇ）前記領域画像に対して前記元の位置からの前記位置ずれ量を用いて前記領域画像と前記他方の画像との位置合わせ処理を行い、前記複数の領域画像のうち前記注目領域を含まない領域画像に対して前記位置ずれ量を援用して前記領域画像と前記他方の画像との位置合わせ処理を行うことにより、前記複数の領域画像に対する比較検査を行う工程とを備える。
【００１９】
請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の欠陥検出方法であって、前記ｇ）工程が、ｇ１）前記位置合わせ処理を行う工程と、ｇ２）前記複数の領域画像のそれぞれをさらに分割して複数の小領域画像を取得する工程と、ｇ３）前記位置合わせ処理後の位置における各小領域画像と、前記他方の画像の対応する領域との間の差異が最小となるように、もう１つの位置合わせ処理を行う工程と、ｇ４）前記もう１つの位置合わせ処理後の前記各小領域画像を前記他方の画像と比較することにより欠陥を検出する工程とを備える。
【００２０】
請求項１４に記載の発明は、請求項１２または１３に記載の欠陥検出方法であって、前記被検査画像および前記参照画像の解像度が、前記注目領域決定方法における前記対象画像の解像度よりも高い。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、基板上における好ましい注目領域を容易に決定することができる。また、請求項５ないし７、並びに、請求項１２ないし１４の発明では、欠陥を精度よく検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】欠陥検出装置の構成を示す図である。
【図２】コンピュータの構成を示す図である。
【図３】欠陥検出装置における機能構成を示す図である。
【図４】基板上の欠陥を検出する処理の流れを示す図である。
【図５】基板情報を取得する処理の流れを示す図である。
【図６】プリスキャン画像を示す図である。
【図７】対象画像を示す図である。
【図８】対象画像を示す図である。
【図９】対象画像を示す図である。
【図１０】評価値画像を示す図である。
【図１１】評価値画像における評価値の分布を示す図である。
【図１２】評価値画像を示す図である。
【図１３】領域スコアの分布を示す図である。
【図１４】評価値画像を示す図である。
【図１５】領域スコアの分布を示す図である。
【図１６】被検査画像を示す図である。
【図１７】領域画像および参照画像を示す図である。
【図１８】領域画像および参照画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、本発明の一の実施の形態に係る欠陥検出装置１の構成を示す図である。欠陥検出装置１は、所定の配線パターンが形成された半導体基板（以下、「基板」という。）９を保持するステージ２、基板９を撮像して基板９の多階調の画像を取得する撮像部３、撮像部３よりも低い解像度にて基板９を撮像して基板９の多階調の画像を取得する補助撮像部３０、撮像部３および補助撮像部３０に対してステージ２を相対的に移動するステージ駆動部２１、撮像部３に接続される電気回路である欠陥検出部４、および、各種演算処理を行うＣＰＵや各種情報を記憶するメモリ等により構成されたコンピュータ５を備え、コンピュータ５により欠陥検出装置１の各構成が制御される。
【００２４】
撮像部３は、照明光を出射する照明部３１、基板９に照明光を導くとともに基板９からの光が入射する光学系３２、および、光学系３２により結像された基板９の像を電気信号に変換する撮像デバイス３３を有し、撮像デバイス３３から基板９の画像データが出力される。補助撮像部３０も、撮像部３とほぼ同様の構成を有する。ステージ駆動部２１はステージ２を、互いに直交する２つの水平方向（基板９の主面に平行な２方向）に移動する機構を有する。なお、本実施の形態では可視光である照明光を利用して撮像部３および補助撮像部３０にて画像が取得されるが、例えば、電子線、紫外線、Ｘ線等を利用して画像が取得されてもよい。
【００２５】
図２はコンピュータ５の構成を示す図である。コンピュータ５は各種演算処理を行うＣＰＵ５１、基本プログラムを記憶するＲＯＭ５２および各種情報を記憶するＲＡＭ５３をバスラインに接続した一般的なコンピュータシステムの構成となっている。バスラインにはさらに、情報記憶を行う固定ディスク５４、画像等の各種情報の表示を行う表示部であるディスプレイ５５、操作者からの入力を受け付けるキーボード５６ａおよびマウス５６ｂ（以下、「入力部５６」と総称する。）、光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体８から情報の読み取りを行う読取装置５７、並びに、欠陥検出装置１の他の構成との間で信号を送受信する通信部５８が、適宜、インターフェイス（Ｉ／Ｆ）を介する等して接続される。
【００２６】
コンピュータ５には、事前に読取装置５７を介して記録媒体８からプログラム８０が読み出されて固定ディスク５４に記憶され、さらに、プログラム８０はＲＡＭ５３にコピーされるとともにＣＰＵ５１によりＲＡＭ５３内のプログラムに従って演算処理が実行される。
【００２７】
図３はコンピュータ５のＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、固定ディスク５４等により実現される、後述の注目領域を決定するための機能構成、および、図１中の欠陥検出部４の機能構成を示すブロック図である。コンピュータ５は、演算部６１および記憶部６２を有し、演算部６１は対象画像分割部６１１、評価値画像取得部６１２および注目領域決定部６１３を有する。欠陥検出部４は、画像分割部４１、位置ずれ量取得部４２、第１位置合わせ処理部４３、領域画像分割部４４、第２位置合わせ処理部４５および比較部４６を有する。各機能構成の詳細については後述する。なお、演算部６１の機能は専用の電気回路により構築されてもよく、部分的に専用の電気回路が利用されてもよい。また、欠陥検出部４の機能の一部または全部がコンピュータにより実現されてもよい。
【００２８】
図４は、欠陥検出装置１において基板９上の欠陥を検出する処理の流れを示す図である。欠陥検出装置１では、まず、欠陥の自動検出に係る動作の設定に利用される基板情報を取得する処理が行われる（ステップＳ１）。ここで、基板情報は、複数のチップが配列形成される基板９の主面上において、それぞれが１つのチップに相当する複数のチップ領域の位置を示す情報や、チップ領域における注目領域を示す情報である。欠陥検出装置１における欠陥の自動検出に係る動作では、後述するように、撮像部３にて基板９を高解像度にて撮像することによりチップ領域を示す被検査画像が取得され、被検査画像を分割して得られる複数の領域画像のうち、注目領域を含む領域画像のみが、比較用の参照画像に対する位置ずれ量の取得に利用される。すなわち、注目領域は、被検査画像の参照画像に対する位置ずれ量の取得の際に、注目すべき領域として決定されるものである。
【００２９】
図５は、基板情報を取得する処理の流れを示す図である。基板情報取得処理では、補助撮像部３０を用いて基板９の全体を示す画像（以下、「プリスキャン画像」という。）が取得される（ステップＳ１１）。図６はプリスキャン画像８１を示す図であり、図６では、１つのチップに相当するチップ領域８１１に平行斜線を付している。また、図６では、プリスキャン画像８１の行方向および列方向をそれぞれＸ方向およびＹ方向として示している（後述の図７ないし図１０、図１２、図１４、並びに、図１６ないし図１８において同様）。図６のプリスキャン画像８１では、各画素の値が０〜２５５までの２５６階調にて表される。
【００３０】
プリスキャン画像８１は、コンピュータ５のディスプレイ５５に表示され、操作者がディスプレイ５５上のプリスキャン画像８１において数個の特定のチップ領域８１１の位置（および範囲）を入力部５６を介して指定することにより、図３の演算部６１において、複数のチップ領域８１１の配列、すなわち、各チップ領域８１１の位置を示す情報が取得される（ステップＳ１２）。続いて、演算部６１により、プリスキャン画像８１における１つのチップ領域８１１が抽出され、対象画像データ６２１として記憶部６２に記憶されて準備される（ステップＳ１３）。以下、対象画像データ６２１が示す画像（すなわち、１つのチップ領域８１１の画像）を「対象画像」という。
【００３１】
図７は、対象画像８２を示す図である。基板９上のチップ領域には様々なパターンが形成されており、パターンが形成されていない領域も存在する。対象画像分割部６１１では、対象画像８２が分割され、複数の対象領域画像８２１が取得される（ステップＳ１４）。図７中に細い破線にて示すように、実際には、対象画像８２は同じサイズの多数の領域に分割されて多数の対象領域画像８２１が取得されるが、以下の説明では、図８に示すように、対象画像８２が４×４の領域に分割されて１６個の対象領域画像８２１が取得されるものとする。また、対象画像８２におけるＸ方向およびＹ方向の座標パラメータをｘおよびｙとする。
【００３２】
続いて、対象画像８２における各画素の値をＩ（ｘ，ｙ）として、各対象領域画像８２１を、対象画像８２中の位置からＸ方向にｉ、Ｙ方向にｊだけ移動した場合における自己相関性を示す評価値Ｅが数１により求められる。数１において、Ｓは対象領域画像８２１の面積（画素数）である。また、対象領域画像８２１のＸ方向の幅（画素数）をＷ、Ｙ方向の幅をＨ、移動前の対象領域画像８２１における最も（−Ｘ）側かつ最も（−Ｙ）側の画素の座標を（ａ，ｂ）として、数１では、（ａ≦ｘ＜（ａ＋Ｗ））および（ｂ≦ｙ＜（ｂ＋Ｈ））が満たされる。
【００３３】
【数１】
2014048154.tif 000003
【００３４】
図９では、１つの対象領域画像８２１ａに注目し、当該対象領域画像８２１ａの対象画像８２中の元の位置を太い破線にて示し、移動後の対象領域画像８２１ａを二点鎖線にて示している。また、移動前の対象領域画像８２１ａにおける最も（−Ｘ）側かつ最も（−Ｙ）側の画素に符号８２２を付している。移動後の対象領域画像８２１ａと、移動後の対象領域画像８２１ａに重なる対象画像８２中の領域との差異（相違）の度合いが大きいほど、上記数１により求められる評価値Ｅは大きくなる。
【００３５】
実際には、各対象領域画像８２１において、Ｘ方向の移動量ｉおよびＹ方向の移動量ｊのそれぞれを（−ｎ）からｎ（ただし、ｎは正の整数）までインクリメントしつつ、移動量ｉ，ｊの各組合せにおいて評価値Ｅが求められる。そして、各対象領域画像８２１に対して、移動量ｉ，ｊの各組合せにおける評価値Ｅを、行方向の位置ｉおよび列方向の位置ｊの画素の値とする画像８３（以下、「評価値画像８３」という。）が、図１０に示すように求められる（ステップＳ１５）。評価値画像８３のサイズは、（（２ｎ＋１）×（２ｎ＋１））となり、上記ｎは評価値画像８３のサイズを決定する値と捉えることができる。図１０の評価値画像８３では、各画素を示す矩形中に当該画素の値を記しており、行方向の位置ｉおよび列方向の位置ｊが共に０である中央位置の画素８３１（以下、「中心画素８３１」という。）では、値が必ず０である。
【００３６】
以上のように、評価値画像取得部６１２では、各対象領域画像８２１を対象画像８２中の元の位置から２次元配列された複数の位置のそれぞれに移動する際における移動後の当該対象領域画像８２１と、移動後の当該対象領域画像８２１に重なる対象画像８２中の領域（以下、「重複領域」という。）との差異（の度合い）を示す評価値が取得される。そして、当該複数の位置のそれぞれに、評価値を付与した評価値画像８３が取得される。なお、自己相関性を示す評価値の分布を示す評価値画像８３は、自己相関マップと捉えることができる。
【００３７】
注目領域決定部６１３では、各対象領域画像８２１が示す基板９上の領域を注目領域とするか否かが、評価値画像８３に基づいて決定される（ステップＳ１６）。ここで、好ましい評価値画像について説明する。図１１は、評価値画像における評価値の分布の一例を示す図であり、高さ方向に各画素の値（評価値）を示している。既述のように、注目領域は、後述の欠陥検出における被検査画像の参照画像に対する位置ずれ量の取得の際に注目すべき領域であり、被検査画像と参照画像との間の注目領域における差異が最小となる相対移動量が位置ずれ量として求められる。また、評価値は、移動後の対象領域画像８２１と、移動後の当該対象領域画像８２１に重なる対象画像８２中の重複領域との差異（または相関）を示す値であり、差異が小さい（正の相関が高い）ほど０に近い値となる。
【００３８】
したがって、中央位置に配置される中心画素８３１から放射状に広がる複数の経路において、中心画素８３１から離れるに従って評価値が増大し、当該複数の経路における評価値の変化が同様であり、さらに、各経路における評価値の変化において中心画素８３１近傍にて評価値が急峻に変化する評価値画像、すなわち、高さ方向に各画素の値を示す場合の評価値の分布が、図１１に示すような形状（漏斗形状）となる評価値画像は、移動後の対象領域画像８２１と対象画像８２中の重複領域との差異が小さくなる位置が中心画素８３１以外にないことを示す。よって、このような好ましい評価値画像が得られる対象領域画像８２１を、注目領域を示すものとして決定した場合、当該注目領域を利用した位置ずれ量の取得において、被検査画像における注目領域のある位置と、参照画像における注目領域の同じ位置とのずれ量がより確実に求められる。
【００３９】
換言すると、中心画素８３１から離れるに従って評価値が減少する部分を含み、各経路に沿った評価値の変化において凹みがある評価値画像、中心画素８３１からの距離がおよそ等しい複数の位置での評価値のばらつきが大きく、複数の経路における評価値の変化が同様とならない評価値画像（異方性が顕著な評価値画像）、あるいは、各経路における評価値の変化において中心画素８３１近傍での傾きが小さく、中心画素８３１近傍にて評価値が急峻に変化しない評価値画像は、移動後の対象領域画像８２１と対象画像８２中の重複領域との差異が小さくなる位置が、中心画素８３１以外に存在することを示す。このような評価値画像が得られる対象領域画像８２１を、仮に注目領域を示すものとして決定した場合、当該注目領域を利用した位置ずれ量の取得において、被検査画像における注目領域のある位置と、参照画像における注目領域の異なる位置とのずれ量が求められてしまう虞がある。
【００４０】
そこで、注目領域決定部６１３では、各経路に沿った評価値の変化において凹みを有する評価値画像、中心画素８３１からの距離がおよそ等しい複数の位置での評価値のばらつきが大きい評価値画像、または、各経路における評価値の変化において中心画素８３１近傍での傾きが小さい評価値画像が、不適合評価値画像として特定される。そして、不適合評価値画像が得られる対象領域画像８２１が示す領域は注目領域に不適合とされ、残りの対象領域画像８２１が示す領域が注目領域として決定される。
【００４１】
以下、不適合評価値画像を特定する判定処理の詳細について述べる。不適合評価値画像を特定する第１の判定処理では、各対象領域画像８２１の評価値画像８３における中心画素８３１を除く各画素の評価値が所定の判定閾値と比較される。例えば、中心画素８３１の８近傍の画素（以下、「中心隣接画素」という。）に対する判定閾値は１．０であり、中心画素８３１および中心隣接画素以外の画素に対する判定閾値は１０．０である。そして、判定閾値以下である評価値の画素が存在する場合に、当該評価値画像８３が不適合評価値画像として特定され、当該評価値画像８３が得られた対象領域画像８２１に対して領域スコア０．０が付与される。なお、領域スコアは、対象領域画像８２１が示す領域の注目領域としての適切さを表す指標値と捉えることができる。
【００４２】
上記第１の判定処理では、中心隣接画素に対して比較的低い判定閾値を設定することにより、放射状に広がる各経路における評価値の変化において中心画素８３１近傍での傾きが小さい不適合評価値画像が特定可能である。また、中心画素８３１および中心隣接画素以外に、判定閾値１０．０以下の評価値の画素を有する評価値画像８３は、各経路に沿った評価値の変化において凹みを有する不適合評価値画像として特定される。例えば、対象領域画像８２１が短周期のパターンを示し、評価値画像８３が判定閾値１０．０以下の評価値の画素を有する場合には、上記判定処理により、当該対象領域画像８２１が示す領域が注目領域に不適合と判定される。
【００４３】
不適合評価値画像を特定する第２の判定処理では、まず、図１２の評価値画像８３にて符号８３２ａを付す矩形領域内において、符号８３３ａを付す矢印の方向に並ぶ複数の画素を画素群として、Ｙ方向の位置がＪである画素群に含まれる各画素の評価値Ｅ（Ｉ，Ｊ）から、当該画素の（＋Ｘ）側に隣接する画素の評価値Ｅ（Ｉ＋１，Ｊ）への減少量が求められる。このとき、減少量が正である、すなわち、評価値が減少する場合には、正の値である当該減少量がスコア（ただし、初期値は０である。）に加算される。また、減少量が負である、すなわち、評価値が増加する場合には、負の値である当該減少量の３倍がスコアに加算される。
【００４４】
注目領域決定部６１３では、Ｉを（−ｎ）から（−１）までインクリメントすることにより、図１２中の矢印８３３ａの向きに沿って（すなわち、図１２の左端から中央に向かう経路に沿って）、画素群における画素間の評価値の減少量（または、負の値である減少量の３倍）が順次積算され、各画素群のスコアが求められる。なお、ｎは評価値画像８３のサイズを決定する値である。実際には、Ｊを（−ｎ）から（＋ｎ）までインクリメントして矩形領域８３２ａに含まれる全ての画素群のスコアの和が求められる。そして、全ての画素群に対するスコアの和を、画素群の個数である（２ｎ＋１）にて割ることにより、矩形領域８３２ａに対するスコアが求められる。矩形領域８３２ａに対するスコアは、矩形領域８３２ａに含まれる画素群のスコアの平均を示す。
【００４５】
注目領域決定部６１３では、図１２の評価値画像８３にて符号８３２ｂ，８３２ｃ，８３２ｄを付す矩形領域のそれぞれに対するスコアが、上記と同様にして求められる。すなわち、図１２中にて符号８３３ｂ，８３３ｃ，８３３ｄを付す矢印の向きに沿って（すなわち、図１２の上端、右端または下端から中央に向かう経路に沿って）、画素群における画素間の評価値の減少量（または、負の値である減少量の３倍）が順次積算されて各画素群のスコアが求められ、全ての画素群のスコアの平均が、矩形領域８３２ｂ〜８３２ｄに対するスコアとして求められる。
【００４６】
そして、いずれかの矩形領域８３２ａ〜８３２ｄに対するスコアが、所定の判定閾値（例えば、１００．０）以下である場合には、評価値画像８３が不適合評価値画像として特定され、当該評価値画像８３が得られた対象領域画像８２１に対して領域スコア０．０が付与される。また、全ての矩形領域８３２ａ〜８３２ｄに対するスコアが判定閾値よりも大きい場合には、全ての矩形領域８３２ａ〜８３２ｄに対するスコアの最小値が、当該評価値画像８３が得られた対象領域画像８２１に対する領域スコアとして保持される。図１０の例では、矩形領域８３２ａ〜８３２ｄに対するスコアは、それぞれ１４１０．０、１９２２．７、１３３７．６、２２１０．４であり、領域スコアは１３３７．６である。
【００４７】
上記判定処理における、左端、上端、右端または下端から中央に向かって画素間の評価値の減少量を順次積算する処理は、実質的には、中央から左端、上端、右端または下端に向かって画素間の評価値の増加量を順次積算する処理と等価である。このように、上記第２の判定処理は、評価値画像８３において中央位置から放射状（十字状）に広がる複数の経路のそれぞれに沿って画素間の評価値の増加量を順次積算する積算処理を実行し、当該積算処理において増加量が負の値となる場合に、ペナルティとして１よりも大きい係数（重み）を当該増加量に乗じた値を積算し、複数の経路のそれぞれに対して積算処理により得られる値を、所定の閾値と比較するものである。注目領域決定部６１３では、このような簡単な加算演算により、各経路に沿った評価値の変化における局所的な凹みの有無が検出可能である。また、矢印８３３ａ〜８３３ｄのいずれかの方向に強い方向性（異方性）を有する評価値画像８３では、当該方向におけるスコアが低くなるため、上記第２の判定処理では、このような評価値画像８３も不適合評価値画像として特定可能である。
【００４８】
好ましい欠陥検出装置１では、上記第１の判定処理により不適合評価値画像として特定されない評価値画像８３に対して、上記第２の判定処理がさらに行われる。図１３は、対象画像８２を分割して得られる複数の対象領域画像８２１の領域スコアの分布（領域スコアマップ）を示す図であり、図１３では、高さ方向に各対象領域画像８２１の領域スコアを示している（後述の図１５において同様）。図１３のように、対象画像８２中には領域スコアが低い多くの領域（対象領域画像８２１の領域）が存在することが判る。領域スコアが低い領域は、例えば、パターンが形成されていない領域や、周期パターンが形成された領域である。なお、各対象領域画像８２１の領域スコアが所定の判定閾値と比較され、領域スコアが当該判定閾値よりも大きい場合に、対象領域画像８２１が示す基板９上の領域が注目領域として決定されてもよい。
【００４９】
次に、不適合評価値画像を特定する第３の判定処理について説明する。第３の判定処理では、図１４の評価値画像８３において、中心画素８３１から符号８３４，８３４ａを付す矢印にて示す各経路に沿って画素間の評価値の増加量が順次積算される。例えば、中心画素８３１から右側（（＋Ｘ）側）に向かう経路８３４ａに沿って画素間の評価値の増加量を順次積算する場合、ｐ＝ｎ（ただし、ｎは評価値画像８３のサイズを決定する値である。）、ｑ＝０、スコアの初期値を評価値Ｅ（０，０）、ｘおよびｙの初期値を０として、（ｘ＜ｐ）の場合にｘに１を加算し、（ｙ＜ｑ）の場合にｙに１を加算しつつ、評価値Ｅ（ｘ，ｙ）とスコアとが比較される。そして、評価値Ｅ（ｘ，ｙ）がスコアよりも大きい場合、スコアが評価値Ｅ（ｘ，ｙ）に更新され、評価値Ｅ（ｘ，ｙ）がスコア以下である場合、スコアは変更されない。また、評価値Ｅ（ｘ，ｙ）がスコア以下である場合に、評価値Ｅ（ｘ，ｙ）とスコアとの差の絶対値（すなわち、スコアから評価値Ｅ（ｘ，ｙ）への減少量）をスコアにて除した値、すなわち、当該絶対値のスコアに対する比率が、一定値（例えば、２５％）よりも大きいときには、経路８３４ａにおける評価値の変化において局所的な大きな凹みが存在すると判定され、評価値画像８３が不適合評価値画像として特定される。実際には、当該評価値画像８３が得られた対象領域画像８２１に対して領域スコア０．０が付与される。（ｘ＜ｐ）の場合にｘに１を加算し、（ｙ＜ｑ）の場合にｙに１を加算しつつ、評価値Ｅ（ｘ，ｙ）とスコアとを比較する処理はｎ回繰り返される。
【００５０】
注目領域決定部６１３では、中心画素８３１から放射状に伸びた複数の経路８３４のそれぞれにおいて、画素間の評価値の増加量を順次積算する上記処理が行われ、各経路８３４の最終的なスコアが求められる。図１４に示すように、複数の経路８３４の始点は中心画素８３１であり、終点は評価値画像８３の外縁位置の画素（９×９のサイズである図１４の例では、３２個の画素）である。一の経路８３４における評価値の変化において局所的な大きな凹みが存在すると判定された場合には、残りの経路８３４における処理は省略される。
【００５１】
このように、上記処理は、評価値画像８３において中央位置から放射状に広がる複数の経路８３４のそれぞれに沿って画素間の評価値の増加量を順次積算しつつ、増加量が負の値となる場合に、増加量の絶対値と現在の積算値との比を、所定の閾値と比較するものである。これにより、注目領域決定部６１３では、各経路８３４に沿った評価値の変化における局所的な凹みの有無が検出可能である。また、増加量が負の値となる場合に、当該増加量の絶対値と積算値との比を閾値と比較することにより、中心画素８３１に近接する位置、および、中心画素８３１から離れた位置において、例えば、同じ大きさの凹みが存在する場合に、中心画素８３１に近接する位置における上記比が、中心画素８３１から離れた位置における比よりも大きくなる。このように、不適合評価値画像の特定において、中心画素８３１に近接する位置における凹みの影響を、中心画素８３１から離れた位置における凹みよりも大きくすることが可能である。
【００５２】
全ての経路８３４における評価値の変化において局所的な大きな凹みが存在しないと判定された場合には、全ての経路８３４の（最終的な）スコアの最小値が求められる。続いて、全ての経路８３４のスコアの平均値をＡｖｅ、全ての経路８３４のスコアの標準偏差をＳｔｄとして、（Ａｖｅ／（Ｓｔｄ＋１））がスコア係数として求められる。そして、全ての経路８３４のスコアの最小値にスコア係数を乗じることにより得られる値が、当該評価値画像８３が得られた対象領域画像８２１に対する領域スコアとして保持される。領域スコアが所定の判定閾値よりも大きい場合には、対象領域画像８２１が示す基板９上の領域が注目領域として決定される。なお、図１０の例では、全ての（３２個の）経路８３４のスコアの最小値は２８３９．４であり、平均値は３９３８．３であり、標準偏差は４７９．７であり、領域スコアは２３２６３．０となる。
【００５３】
上記のように、スコアの標準偏差が小さいほどスコア係数が大きくなる。したがって、中心画素８３１からの距離がおよそ等しい複数の外縁位置での評価値のばらつきが小さく、複数の経路８３４における評価値の変化が同様であると捉えられる好ましい評価値画像８３では、スコア係数（および領域スコア）が大きくなり、当該評価値画像８３が得られる対象領域画像８２１が注目領域を示すものとして決定され易くなる。このように、第３の判定処理では、複数の経路８３４において中央位置からの距離がおよそ等しい複数の外縁位置での評価値のばらつきに基づいて、各対象領域画像８２１が示す領域を注目領域とするか否かが決定されている。実際には、スコアの平均値が大きいほどスコア係数が大きくなるため、評価値画像８３の外縁位置の画素と中心画素８３１との間の評価値の差が大きい、すなわち、中心画素８３１から離れるに従って評価値が大幅に増大する好ましい評価値画像８３においても、スコア係数は大きくなる。
【００５４】
好ましい欠陥検出装置１では、上記第１の判定処理により不適合評価値画像として特定されない評価値画像８３に対して、上記第３の判定処理がさらに行われる。図１５は、対象画像８２を分割して得られる複数の対象領域画像８２１の領域スコアの分布を示す図であり、図１３の場合と同じ対象画像８２から得られる領域スコアを示している。図１３および図１５では、同様の領域スコアの分布を示している。
【００５５】
以上の処理により、複数のチップ領域の位置や、チップ領域内の注目領域を示す基板情報が取得されると（図４：ステップＳ１）、欠陥の自動検出動作に係る各種パラメータの値が欠陥検出部４等に設定され、図１の欠陥検出装置１において欠陥の自動検出が行われる。具体的には、撮像部３にて基板９を高解像度にて撮像することにより、それぞれが１つのチップ領域を示す複数の被検査画像が順次取得される（ステップＳ２）。本実施の形態では、撮像部３の撮像デバイス３３はラインセンサであり（撮像素子が２次元に配列されたセンサであってもよい。）、ステージ駆動部２１による基板９の移動に同期して、複数のチップ領域を含む帯状の画像が取得され、各被検査画像が欠陥検出部４において抽出される。以下の説明では、１つの被検査画像のみに着目するが、実際には、複数の被検査画像に対して以下の処理が順次行われる。
【００５６】
図１６は被検査画像８４を示す図である。被検査画像８４が取得されると、画像分割部４１では、被検査画像８４が分割され、複数の領域画像８４１が取得される（ステップＳ３）。ここでは、説明の便宜上、図１６中に細い破線にて示すように、被検査画像８４は、図８の対象画像８２における複数の対象領域画像８２１と同じ個数の領域に分割されるものとする。また、図１６では、複数の領域画像８４１のうち、ステップＳ１の基板情報取得処理により決定された注目領域を示すものに平行斜線を付している。
【００５７】
欠陥検出部４では、比較用の画像である所定の参照画像が予め準備されており、位置ずれ量取得部４２では、複数の領域画像８４１のうち、注目領域を含む領域画像８４１（以下、「特定領域画像８４１」という。）に対して、被検査画像８４中の元の位置における特定領域画像８４１と、参照画像との間の差異が最小となる相対移動量が位置ずれ量として求められる（ステップＳ４）。本実施の形態におけるステップＳ４では、図５のステップＳ１５における評価値の取得と類似の処理が行われる。すなわち、図１６中にて符号８４１ａを付す特定領域画像を、図１７に示す参照画像８５中の対応する初期位置（図１７中にて符号８４１ａを付す破線の矩形にて示す。）から２次元配列された複数の位置のそれぞれに移動する際における移動後の特定領域画像８４１ａと、移動後の特定領域画像８４１ａに重なる参照画像８５中の領域との差異（の度合い）を示す位置ずれ評価値が取得される。そして、当該複数の位置のうち、位置ずれ評価値が最小となる位置への初期位置からの相対移動量（Ｘ方向およびＹ方向の相対移動量）が位置ずれ量となる。ここで、参照画像８５における領域画像８４１の初期位置は、同じサイズである被検査画像８４と参照画像８５とを重ねた際に、当該領域画像８４１と重なる参照画像８５中の領域の位置である。
【００５８】
第１位置合わせ処理部４３では、特定領域画像８４１ａに対して、被検査画像８４の元の位置、すなわち、参照画像８５中の初期位置からの位置ずれ量を用いて特定領域画像８４１ａと参照画像８５との位置合わせ処理が行われる（ステップＳ５）。図１７では、参照画像８５に対する位置合わせ処理が行われた特定領域画像８４１ａを太い実線の矩形にて、参照画像８５に重ねて示している。また、複数の領域画像８４１のうち特定領域画像８４１を除く領域画像８４１、すなわち、注目領域を含まない領域画像８４１については、最寄りの特定領域画像８４１における位置ずれ量を援用して当該領域画像８４１と参照画像８５との位置合わせ処理が行われる。図１８では、図１６中にて符号８４１ｂを付す領域画像の初期位置を符号８４１ｂを付す破線の矩形にて示し、最寄りの特定領域画像８４１ａにおける位置ずれ量を利用して参照画像８５に対する位置合わせ処理が行われた特定領域画像８４１ｂを太い実線の矩形にて、参照画像８５に重ねて示している。
【００５９】
以上のように、注目領域を含む特定領域画像８４１に対しては、特定領域画像８４１に基づくグローバルアライメント、すなわち、当該特定領域画像８４１に基づく位置ずれ量の取得、および、当該位置ずれ量を用いた位置合わせ処理が行われる。また、注目領域を含まない領域画像８４１に対しては、当該領域画像８４１に基づくグローバルアライメントが行われず、他の領域画像８４１に基づく位置ずれ量を用いた位置合わせ処理のみが行われる。なお、図１６の被検査画像８４では、注目領域を示す複数の（３個の）特定領域画像８４１が含まれるが、位置ずれ量の取得は、一部の特定領域画像８４１（例えば、領域スコアが最大の対象領域画像８２１に対応する領域画像８４１）のみに対して行われてもよい。この場合、他の全ての領域画像８４１では、当該一部の特定領域画像８４１における位置ずれ量を援用して、位置合わせ処理が行われる。
【００６０】
領域画像分割部４４では、複数の領域画像８４１のそれぞれを、互いに同じサイズの領域にさらに分割して複数の小領域画像が取得される（ステップＳ６）。図１７および図１８では、符号８６を付す細い実線の矩形にて小領域画像を示している。続いて、第２位置合わせ処理部４５では、第１位置合わせ処理部４３による位置合わせ処理後の位置における各小領域画像８６と、参照画像８５の対応する領域との間の差異が最小となるように位置合わせ処理が行われる（ステップＳ７）。
【００６１】
第２位置合わせ処理部４５における処理は、位置ずれ量取得部４２および第１位置合わせ処理部４３における特定領域画像８４１に対する処理と類似した処理である。すなわち、各小領域画像８６を図１７または図１８中の位置から２次元配列された複数の位置（例えば、Ｘ方向およびＹ方向のそれぞれに±１画素だけずらした位置）のそれぞれに移動する際における移動後の当該小領域画像８６と、移動後の小領域画像８６に重なる参照画像８５中の領域との差異を示す位置ずれ評価値が取得され、当該複数の位置のうち、位置ずれ評価値が最小となる位置に当該小領域画像８６が配置される（すなわち、ファインアライメントが行われる。）。本処理例では、第２位置合わせ処理部４５において位置ずれ評価値を取得する位置の数は、位置ずれ量取得部４２において位置ずれ評価値を取得する位置の数よりも少ない。
【００６２】
比較部４６では、例えば、第２位置合わせ処理部４５による位置合わせ処理後の各小領域画像８６と、当該小領域画像８６に対応する参照画像８５中の領域との差分画像が求められ、当該差分画像を所定の閾値にて二値化することにより、基板９上の欠陥を示す領域が検出される。すなわち、位置合わせ処理後の各小領域画像８６を参照画像８５と比較することにより欠陥が検出される（ステップＳ８）。基板９上の欠陥を示す領域の情報はコンピュータ５に出力されて記憶される。
【００６３】
以上に説明したように、演算部６１および記憶部６２が実現する注目領域決定装置では、基板９上のパターンを示す対象画像８２を分割して複数の対象領域画像８２１が取得され、各対象領域画像８２１を対象画像８２中の元の位置から、２次元配列された複数の位置のそれぞれに移動して自己相関性に係る評価値を求めることにより、各対象領域画像８２１に対して評価値画像８３が取得される。そして、評価値画像８３において、評価値の取得時における移動量が０である中央位置から放射状に広がる複数の経路のそれぞれに沿った評価値の変化における局所的な凹みの有無、もしくは、当該評価値の変化における中央位置近傍での傾きの大きさ、または、当該複数の経路において中央位置からの距離がおよそ等しい複数の外縁位置での評価値のばらつきに基づいて、対象領域画像８２１が示す領域を注目領域とするか否かが決定される。これにより、評価値画像８３においてエッジやコーナーを検出することなく、基板９上における好ましい注目領域を容易に決定することができる。
【００６４】
また、欠陥検出装置１では、被検査画像８４を分割して複数の領域画像８４１が取得され、複数の領域画像８４１のうち、注目領域を含む特定領域画像８４１において、被検査画像８４中の元の位置における特定領域画像８４１と参照画像８５との間の差異が最小となる相対移動量が位置ずれ量として求められる。そして、第１位置合わせ処理部４３、領域画像分割部４４、第２位置合わせ処理部４５および比較部４６が実現する検査部では、特定領域画像８４１に対して、当該元の位置からの位置ずれ量を用いて参照画像８５との位置合わせ処理を行うことにより、特定領域画像８４１に対する比較検査が行われる。また、複数の領域画像８４１のうち注目領域を含まない各領域画像８４１に対して、特定領域画像８４１における位置ずれ量を援用して参照画像８５との位置合わせ処理を行うことにより、当該領域画像８４１に対する比較検査が行われる。これにより、欠陥検出装置１では、グローバルアライメントが不適切な領域で実行されて多くの虚報が出力されることを防止して、基板９上の欠陥を精度よく検出することができる。
【００６５】
さらに、欠陥検出装置１では、被検査画像８４および参照画像８５の解像度が対象画像８２の解像度よりも高い、すなわち、対象画像８２の解像度が被検査画像８４および参照画像８５の解像度よりも低い。これにより、注目領域の決定に係る処理は、低解像度の対象画像８２を用いて高速に行うことができ、欠陥の自動検出に係る処理は、高解像度の被検査画像８４および参照画像８５を用いて精度よく行うことができる。
【００６６】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【００６７】
上記実施の形態における第１ないし第３の判定処理は一例に過ぎず、注目領域決定部６１３では、評価値画像８３において中央位置から放射状に広がる複数の経路のそれぞれに沿った評価値の変化における局所的な凹みの有無、もしくは、当該評価値の変化における中央位置近傍での傾きの大きさ、または、当該複数の経路において中央位置からの距離がおよそ等しい複数の外縁位置での評価値のばらつきに基づく他の判定処理が行われてもよい。また、より好ましい注目領域を決定するという観点では、評価値の変化における局所的な凹みの有無、評価値の変化における中央位置近傍での傾きの大きさ、および、複数の外縁位置での評価値のばらつきの少なくとも２つに基づいて、各対象領域画像８２１の注目領域としての可否を決定することが好ましい。
【００６８】
また、注目領域の決定に用いられる対象画像８２は、補助撮像部３０にて取得される画像以外に、撮像部３にて取得される被検査画像８４や、別途準備される参照画像８５であってもよい。
【００６９】
欠陥検出において、参照画像８５を分割して、複数の領域画像が取得されてもよく、この場合、注目領域を含む特定領域画像と被検査画像８４との差異が最小となる相対移動量が位置ずれ量として求められ、当該位置ずれ量を用いて各領域画像と被検査画像８４との位置合わせ処理が行われる。すなわち、画像分割部４１では、基板９を撮像して得られる被検査画像８４および参照画像８５の一方の画像を分割して、複数の領域画像が取得され、位置ずれ量取得部４２では、注目領域を含む特定領域画像と被検査画像８４および参照画像８５の他方の画像との差異が最小となる相対移動量が位置ずれ量として求められ、第１位置合わせ処理部４３では、当該位置ずれ量を用いて各領域画像と当該他方の画像との位置合わせ処理が行われる。
【００７０】
領域画像は注目領域を一部にのみ含むものであってもよく、この場合、被検査画像８４中の元の位置における当該領域画像と参照画像８５との間の注目領域（領域画像中の注目領域）における差異が最小となる相対移動量を位置ずれ量として求めることにより、グローバルアライメントを精度よく行うことができる。また、欠陥の自動検出において、位置ずれ量取得部４２による位置ずれ量の取得が、数個おきのチップ領域に対してのみ行われ、他のチップ領域において、近接するチップ領域における位置ずれ量が援用されてもよい。
【００７１】
欠陥検出装置１では、第１位置合わせ処理部４３による位置合わせ処理が行われた領域画像８４１と参照画像８５とを比較することにより基板９上の欠陥が検出されてもよい。ただし、欠陥をより精度よく検出するには、各領域画像８４１をさらに分割した小領域画像８６と参照画像８５とのファインアライメントが行われ、ファインアライメント後の小領域画像８６と参照画像８５とを比較することが好ましい。
【００７２】
基板９を撮像して得られる画像と参照用の画像との間の差異が最小となる相対移動量を求める際の好ましい注目領域を決定することが可能な注目領域決定装置は、欠陥検出以外の用途にも用いることが可能である。例えば、ステージや搬送部等に載置された基板の正確な位置をパターンマッチングにより検出する場合に、パターンマッチングにおける参照用の画像であるアライメントマークに適した領域の決定に、注目領域決定装置が用いられてもよい。また、基板９は半導体基板以外に、ガラス基板やプリント配線基板等であってもよい。
【００７３】
上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。
【符号の説明】
【００７４】
１    欠陥検出装置
９    基板
４１    画像分割部
４２    位置ずれ量取得部
４３    第１位置合わせ処理部
４４    領域画像分割部
４５    第２位置合わせ処理部
４６    比較部
６１    演算部
６２    記憶部
８２    対象画像
８３    評価値画像
８４    被検査画像
８５    参照画像
８６    小領域画像
６１１    対象画像分割部
６１２    評価値画像取得部
６１３    注目領域決定部
８２１，８２１ａ    対象領域画像
８３３ａ〜８３３ｄ    矢印
８３４，８３４ａ    経路
８４１，８４１ａ，８４１ｂ    領域画像
Ｓ１〜Ｓ８，Ｓ１３〜Ｓ１６    ステップ
【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１２】
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【図１４】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１５】
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