(57)【要約】【課題】  画像診断で必要とされるメモリ領域の記憶容量を、半導体装置に搭載可能な記憶容量に抑え、固体撮像素子のＢＩＳＴ回路を搭載した半導体装置を提供する。【解決手段】  固体撮像素子１２と、読み出し手段１３と、診断作業用領域設定手段１４ａ、部分撮像画像データ記憶手段１４ｂ、診断用データ生成手段１４ｃ、診断用データ出力手段１４ｄを備えた画像診断用テスト手段が同一基板上に形成され、画像診断時において、診断作業用領域設定手段１４ａは、撮像画像データの領域全体に亘って設定した複数の有効診断領域毎に、有効診断領域を含む診断作業用領域を設定し、読み出し手段１３は、診断作業用領域毎に部分撮像画像データを読み出し、診断用データ生成手段１４ｃは、部分撮像画像データ夫々に対し画像処理及び第１統計処理を含む演算処理を実行して診断用データを生成する。【選択図】        図１
2008241505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を電気信号に変換する固体撮像素子と、前記固体撮像素子から出力される前記電気信号を受けて、デジタル形式の撮像画像データを出力する読み出し手段と、前記固体撮像素子の画像診断時に前記撮像画像データの良否を判定する画像診断用テスト手段が同一基板上に形成された半導体装置であって、
前記画像診断用テスト手段は、診断作業用領域設定手段と、部分撮像画像データ記憶手段と、診断用データ生成手段と、診断用データ出力手段と、を備えてなり、
前記診断作業用領域設定手段は、前記画像診断時において、前記撮像画像データの領域全体に亘って複数の有効診断領域を設定し、前記有効診断領域毎に、前記有効診断領域を含む前記診断作業用領域を設定し、
前記読み出し手段は、前記画像診断時において、前記診断作業用領域毎に、前記診断作業用領域に対応する部分撮像画像データを読み出す部分読み出し処理を実行し、
前記部分撮像画像データ記憶手段は、前記画像診断時において、前記部分読み出し処理毎に、前記読み出し手段が読み出した前記部分撮像画像データを記憶し、
前記診断用データ生成手段は、前記画像診断時において、前記部分読み出し処理毎に、前記部分撮像画像データ記憶手段に記憶された前記部分撮像画像データ夫々に対し、所定の画像処理及び所定の第１統計処理を含む演算処理を実行し、前記演算処理を実行して得られるデータ処理結果に基づいて前記固体撮像素子の診断用データを生成し、
前記診断用データ出力手段は、前記画像診断時に、前記診断用データを出力するように構成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記診断作業用領域設定手段は、前記診断用データ生成手段において前記診断作業用領域内の一部の画像データのデータ欠損を伴う前記画像処理を実行する場合に、前記有効診断領域の周囲に、前記データ欠損を補う無効診断領域を加えて前記診断作業用領域とすることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記診断作業用領域設定手段は、前記有効診断領域を、隣接する前記有効診断領域同士が一部で重複するように配置することを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記診断用データ生成手段は、前記第１統計処理において、前記部分撮像画像データ毎に、前記部分撮像画像データを前記演算処理した後の中間画像データに含まれる各画素の画素値を合計した特徴量を求めることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記診断用データ生成手段は、前記演算処理において、前記部分撮像画像データ夫々に対し前記画像処理及び前記第１統計処理を実行して得られる中間処理結果を用いて所定の第２統計処理を実行し、前記第２統計処理の結果を前記データ処理結果として用いて前記診断用データを生成することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記診断用データ生成手段は、
前記第１統計処理において、前記部分撮像画像データ毎に、前記部分撮像画像データを前記演算処理した後の中間画像データに含まれる各画素の画素値を合計した特徴量を求め、
前記第２統計処理において、前記部分撮像画像データ毎の前記特徴量を用い、前記特徴量の最大値、前記特徴量の最小値及び前記特徴量の平均値を求めることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記診断用データ生成手段は、前記特徴量の最大値から前記特徴量の平均値を減算した値を、前記特徴量の最小値から前記特徴量の平均値を減算した値で除算し、前記診断用データを求めることを特徴とする請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記診断用データ生成手段は、前記第１統計処理において、前記中間画像データを各画素群に含まれる画素数が同じになるように複数の前記画素群に分割し、前記画素群毎に、前記画素群に含まれる各画素の画素値を合計して前記特徴量を求めることを特徴とする請求項４、６、７の何れか１項に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記固体撮像素子の良否判定に用いる判定用データの前記半導体装置外部からの入力を受け付ける判定用データ入力手段を備え、
前記診断用データ生成手段は、前記データ処理結果と前記判定用データを用いて前記固体撮像素子の良否判定を実行し、前記固体撮像素子の良否判定の結果を前記診断用データとすることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記診断用データ生成手段は、前記画像処理において、シェーディング補正処理、点欠陥除去処理、エラー輪郭抽出処理の少なくとも何れか１つを含むフィルタ処理を実行することを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の半導体装置。
【請求項１１】
外部入力により、前記診断用データ生成手段における前記演算処理の内容を設定するための処理内容設定用パラメータを受け付ける処理内容設定用パラメータ入力手段を備え、
前記診断用データ生成手段は、前記処理内容設定用パラメータに基づいて、前記演算処理の内容を設定及び変更することを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記診断用データ生成手段は、所定数の前記部分撮像画像データの夫々に対し、同時並行的に、前記演算処理を実行可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記部分撮像画像データ記憶手段は、前記所定数の前記部分撮像画像データを同時に記憶可能な記憶容量を備えてなることを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記診断用データ生成手段は、前記画像処理において、シフト演算処理及び加減算処理からなるフィルタ処理を実行することを特徴とする請求項１〜１３の何れか１項に記載の半導体装置。
【請求項１５】
前記診断用データ生成手段は、前記画像処理における中間画像データを、前記部分撮像画像データ記憶手段の前記部分撮像画像データの記憶領域を利用して一時的に保存することを特徴とする請求項１〜１４の何れか１項に記載の半導体装置。
【請求項１６】
前記読み出し手段は、
前記固体撮像素子を駆動する駆動タイミング発生回路と、
前記固体撮像素子から出力される前記電気信号をデジタル形式のデジタル信号に変換するＡＤ変換回路と、
前記ＡＤ変換回路から出力される前記デジタル信号を所定の形式に変換して前記撮像画像データを生成する信号処理回路と、
前記駆動タイミング発生回路、前記ＡＤ変換回路及び前記信号処理回路を制御する読み出し制御回路と、を備えてなることを特徴とする請求項１〜１５の何れか１項に記載の半導体装置。
【請求項１７】
請求項１〜１６の何れか１項に記載の半導体装置の良否判定を行うための画像診断方法であって、
前記画像診断時に、前記半導体装置を前記固体撮像素子の画像診断モードに設定する画像診断モード設定工程と、
前記半導体装置の前記診断用データ出力手段から出力される前記診断用データを受け付ける診断用データ取得工程と、
前記診断用データを用いて前記半導体装置の前記固体撮像素子の良否判定を行う判定工程と、を実行することを特徴とする画像診断方法。
【請求項１８】
請求項１〜１６の何れか１項に記載の半導体装置を用いて、前記半導体装置の前記固体撮像素子により撮像された前記撮像画像データの良否判定を行うための画像診断方法であって、
前記画像診断時に、前記半導体装置を画像診断モードに設定する画像診断モード設定工程と、
前記半導体装置の前記診断用データ出力手段から出力される前記診断用データを受け付ける診断用データ取得工程と、
前記診断用データを用いて、前記撮像画像データの良否判定を行う判定工程と、を実行することを特徴とする画像診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子と、該固体撮像素子が撮像した撮像画像データの診断を行うＢＩＳＴ回路を備えた半導体装置、及び、その画像診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルスチルカメラやカメラ機能を内蔵した携帯電話機等において、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ）センサやＣＭＯＳセンサ等、光学的信号を電気的信号に変換する固体撮像素子の需要が広がってきている。更に、近年、固体撮像素子の高品質化及び低価格化に対するニーズが高まっている。
【０００３】
固体撮像素子を備える半導体装置は、製造工程中のテスト工程において、固体撮像素子の特質上、不良品をスクリーニングするために、固体撮像素子に対する画像診断が実施される。画像診断では様々な項目の試験が行われる。画像診断には、例えば、均質なグレー画像を診断用画像（光学的データ）として固体撮像素子に与え、固体撮像素子から出力される電気的データから得られる被検査画像（撮像画像データ）に現れるシミやムラを検出する事で、固体撮像素子の光学的欠陥及び電気的欠陥をスクリーニングするものがある。
【０００４】
ここで、画像診断における欠陥には、例えば、「点欠陥」、「シミ欠陥」、「ムラ欠陥」がある。図２５は、画像診断における「点欠陥」、「シミ欠陥」及び「ムラ欠陥」の例を模式的に示している。詳細には、「点欠陥」とは、固体撮像素子から得られるイメージセンサ画像（撮像画像データ）２００を構成する複数の画素データにおいて、周囲の通常の画素データの基準画素値（例えば、輝度値）に比べ、画素値が所定の点欠陥判定差を超えて著しく異なる１または数個の画素データ群からなる領域２０１を意味している。また、「シミ欠陥」とは、図２５に示すように、基準画素値に対し画素値が点欠陥判定差より小さい所定のシミ欠陥判定差を超えて異なる画素データを、点欠陥よりも多数備える画素データ群からなる領域２０２を意味しており、点欠陥よりも広い領域に広がっている。尚、シミ欠陥については、発生原因により様々な形状のものがある。ここで、図２６は、シミ欠陥の具体的な画像データ例を示している。具体的には、図２６（ａ）は点状シミ欠陥を、図２６（ｂ）は線状シミ欠陥を、図２６（ｃ）は面状シミ欠陥の例を夫々示しており、何れのシミ欠陥についても、シミ欠陥に含まれる画素データの画素値と周囲の通常の画素データの基準画素値との差は、点欠陥と比較すると、小さい。更に、「ムラ欠陥」とは、図２５に示すように、基準画素値に対し画素値がシミ欠陥判定差より小さい所定のムラ欠陥判定差を超えて異なる画素データを、シミ欠陥よりも更に多数備える画素データ群からなる領域２０３を意味しており、領域２０３はシミ欠陥よりも広い領域に広がっている。
【０００５】
従来、固体撮像素子に対する画像診断において、固体撮像素子から出力される被検査画像の「シミ欠陥」や「ムラ欠陥」等のスクリーニング検査は、シェーディングやノイズの影響により、これらの欠陥の定量化が困難であったことから、検査員の目視により行われていた。ここで、図２７は、撮像画像データにおける「シェーディング」の例を示している。具体的には、「シェーディング」は、図２７に示すように、イメージセンサ画像２００全体において、イメージセンサ画像２００の中央部ほど画素データの輝度値が大きく、中央部から上下左右の終端部分に向かうほど、画素データの輝度値が次第に小さくなっていく現象を意味している。尚、「シェーディング」は、ＣＣＤ等の固体撮像素子において、撮像画像データに、固体撮像素子の中央部の感度より端部の感度が低下することに起因して発生する現象である。
【０００６】
しかし、検査員の目視による画像診断では、検査員の主観的判断に依存した検査となるため、検査員間の検査基準のばらつきや、検査員の検査時の体調等により、検査結果が一定にならないといった問題があった。
【０００７】
検査員による目視検査に対し、固体撮像素子の画像診断を自動化するための技術として、例えば、撮像画像データをメッシュ状に面積の等しいブロック単位で分割し、それらのブロック間のばらつきを統計的に判定する画像診断技術が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。また、上記非特許文献１に記載の画像診断技術等を用い、固体撮像素子を備える半導体装置に対する固体撮像素子の画像診断を自動化するための技術として、例えば、半導体装置の固体撮像素子から撮像画像データを取得し、当該撮像画像データからシェーディングやノイズの影響を取り除くための画像処理として、撮像画像データ全体に対しフィルタ処理を実施し、フィルタ処理後の撮像画像データをブロック分割し、ブロック間のばらつきを統計処理して固体撮像素子の良否を判定する画像検査装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
ここで、図２８は、非特許文献１に記載の画像診断技術及び特許文献１に記載の画像診断装置を用いた、従来の一般的な画像診断システムの概略構成例を示しており、図２９は、図２８に示すテスタ３００における画像診断の処理手順を示している。尚、非特許文献１における半導体装置の固体撮像素子に対する画像診断技術では、点欠陥については複雑な画像処理をしなくても検出する事が出来るため他の方法で検出することとし、ここでは、シミ欠陥及びムラ欠陥の２つの欠陥をスクリーニングする場合について説明する。
【０００９】
先ず、半導体装置１００及びテスタ３００の装置構成について説明する。半導体装置１００は、ＣＣＤ等の固体撮像素子からなるイメージセンサ１０２、イメージセンサ１０２から出力される電気信号を受けてデジタル形式の撮像画像データ２００を出力する読み出し回路１０３、撮像画像データ２００をテスタ３００に対して出力する出力回路１０４、イメージセンサ１０２、読み出し回路１０３及び出力回路１０４の制御を行う制御回路１０１を備えて構成されている。テスタ３００は、図２８に示すように、撮像画像データ２００を記憶する固定ディスク等で構成される撮像画像データ記憶手段３０１、撮像画像データ２００を変換処理して輝度画像データを生成し、輝度画像データに対し演算処理を実施してブロック単位での特徴量を算出する演算回路３０２、輝度画像データ等、演算回路３０２における演算処理で生成された各種中間画像データを記憶するＲＡＭ等のメモリから構成される作業用メモリ３０３、特徴量に基づいてイメージセンサ１０２の良否判定を行う判定回路３０４、判定結果を記憶する判定結果メモリ３０５、及び、判定結果を表示する判定結果表示手段３０６を備えて構成されている。
【００１０】
次に、テスタ３００における半導体装置１００に対する検査工程の実施手順について、図２９を基に説明する。テスタ３００は、図２９に示すように、先ず、光源３１０により、イメージセンサ１０２に光学的データを与え、半導体装置１００から出力される撮像画像データ２００を取得し、撮像画像データ記憶手段３０１に記憶する（ステップ＃１１０１）。ここでの光学的データは、均質なグレー画像であり、テスタ３００は、出力される撮像画像データ２００に現れるシミ欠陥及びムラ欠陥を検出する。続いて、テスタ３００の演算回路３０２は、撮像画像データ２００から輝度画像データを生成して作業用メモリ３０３に記憶する（ステップ＃１１０２）。更に、演算回路３０２は、輝度画像データに対し、点欠陥やシェーディング、ノイズの影響を除去するためのフィルタ処理や、シミ欠陥やムラ欠陥を強調するためのエラー輪郭抽出処理（エッジ検出フィルタ処理）を実行し、その結果を作業用メモリ３０３に記憶する（ステップ＃１１０３）。ここで、図３０は、フィルタ処理に用いるフィルタ演算用配列の一例を示しており、図３０（ａ）は、点欠陥除去用の平滑化フィルタの演算用配列の一例を、図３０（ｂ）は、エラー輪郭抽出処理で用いるラプラシアンフィルタの演算用配列の一例を示している。更に、演算回路３０２は、フィルタ処理後の輝度画像データに対し、同じ面積のブロック単位で分割する分割処理を実行し、ブロック毎に統計処理して特徴量を算出する（ステップ＃１１０４）。ここでの特徴量は、ブロック毎の輝度値の平均値、最大値及び最小値である。判定回路３０４は、ブロック毎の特徴量を用いてシミ欠陥及びムラ欠陥等を検出して半導体装置１００の良否を判定し（ステップ＃１１０５）、その結果を判定結果メモリ３０５に記憶する。更に、判定結果表示回路３０６が、判定結果メモリ３０５に記憶された判定結果を表示する。
【００１１】
尚、上述した従来の画像診断技術では、画像診断に係る処理は、テスタ３００上で実行することが前提となっている。つまり、被検査デバイスである半導体装置１００から全撮像画像データを読み出し、テスタ３００上で、読み出した撮像画像データ２００に対して演算処理（輝度画像データへの変換処理、画像処理、ブロック分割処理、統計処理等）を実施し、その結果に基づいて半導体装置１００の良否を判定している。
【００１２】
一方、従来、固体撮像素子を搭載していない半導体装置（ロジックＬＳＩ）においては、ＢＩＳＴ（Ｂｕｉｌｔ−Ｉｎ−Ｓｅｌｆ−Ｔｅｓｔ）と呼ばれる自己診断回路が搭載されているものがある。ＢＩＳＴ回路を搭載した半導体装置は、ＢＩＳＴ回路による自己診断が可能であることから、検査工程を実行するために、画像処理用エンジンを搭載した高価なテスタ／計測器を必要としない。つまり、安価なテスタを用いて検査工程を実行することが可能である。尚、ＢＩＳＴ回路としては、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄａｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）に対する自己診断を実施するＲＡＭ−ＢＩＳＴ等、様々な機能回路に対するＢＩＳＴ回路が提案されている。
【００１３】
【特許文献１】特開２００６−１３５７００号公報
【非特許文献１】口井敏匡他、“統計型エラーモデルによるイメージセンサの画質検査手法について”、ＳＥＭＩテクノロジシンポジウム２００６論文集、p.4-93
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかし、固体撮像素子に対する自己診断を実施するＢＩＳＴ技術は未だ開発されていない。尚、固体撮像素子を搭載した半導体装置においても、固体撮像素子に対するＢＩＳＴ回路を搭載することができれば、現在、画像処理用エンジンを搭載した高価なテスタを使用する必要がなくなり、画像処理用エンジンを搭載していない安価なテスタを使用可能になる。また、ＢＩＳＴ回路を搭載した半導体装置では、画像診断時に、撮像画像データをテスタの画像処理用エンジンに転送する必要がなくなる。例えば、比較的画素数の多い１０００万画素のイメージセンサでは、撮像画像データのデータ量が、約１２０００万ｂｉｔ（≒３６４８×２７３６×１２ｂｉｔ）にもなり、撮像画像データをテスタの画像処理用エンジンに転送するのに相当の時間がかかる。ＢＩＳＴ回路を搭載した半導体装置では、撮像画像データの転送時間がなくなり、高速に画像診断を実行する事が可能になる。
【００１５】
ここで、図３１は、上述した画像診断に係る処理をテスタ３００上で実行することが前提となっている場合におけるテスタ３００の装置構成を、全てそのままＢＩＳＴ回路化して半導体装置４００に搭載した場合を想定した仮想的な半導体装置４００の概略構成を示している。
【００１６】
図３１に示す仮想的な半導体装置４００及びテスタ５００の装置構成について説明する。半導体装置４００は、図２８に示すイメージセンサ１０２、読み出し回路１０３、制御回路１０１及び出力回路１０４に加え、読み出し回路１０３が読み出した撮像画像データ２００を記憶する固定ディスク等で構成される撮像画像データ記憶手段４０１、撮像画像データ２００に対して演算処理を行い、イメージセンサ１０２の良否判定に用いる特徴量を算出する演算回路４０２、演算回路１１２で生成される各種中間画像データを記憶するためのＲＡＭ等のメモリから構成される作業用メモリ４０３を備えている。半導体装置４００の出力回路１０４は、演算回路４０２が算出した特徴量をテスタ５００に対して出力する。テスタ５００は、図３１に示すように、半導体装置４００から出力される特徴量に基づいてイメージセンサ１０２の良否判定を行う判定回路３０４、判定結果を記憶する判定結果メモリ３０５、及び、判定結果を表示する判定結果表示手段３０６を備えて構成されている。
【００１７】
しかしながら、図３１に示す仮想的な半導体装置４００は、大容量のメモリ等を比較的容易に搭載可能なテスタ３００において画像診断における演算処理を行う装置構成をそのまま流用しているので、撮像画像データや中間画像データを記憶するために、比較的容量の大きなメモリ空間を必要とする。
【００１８】
以下、イメージセンサに対するＢＩＳＴ回路で必要とされるメモリ空間の容量について具体的に説明する。先ず、現状で比較的画素数の少ない２００万画素（＝２Ｍピクセル≒１６００×１２８０ピクセル）のイメージセンサ１０２を例に説明する。図３１において、１ピクセル当たり必要なデータビット数を１０ｂｉｔとすると、撮像画像データのサイズは、２００万×１０ｂｉｔ＝２０００万ｂｉｔとなる。そうすると、撮像画像データ記憶手段４０１で必要とされる記憶容量は２０００万ｂｉｔとなる。また、撮像画像データから得られる輝度画像データのサイズ、及び、輝度画像データを画像処理した後の中間画像データのサイズは、夫々、約２０００万ｂｉｔとなる。また、画像処理後の中間画像データを６４ｂｉｔ×６４ｂｉｔの大きさのブロックで５００個に分割する場合、特徴量を算出する作業領域のサイズは、６４×６４（＝４０９６）ｂｉｔとなる。また、特徴量のデータサイズは１６ｂｉｔとする。従って、作業用メモリ４０３で必要とされる記憶容量は、輝度画像データを記憶するための約２０００万ｂｉｔ、中間画像データを記憶するための約２０００万ｂｉｔ、特徴量を算出するための６４×６４ｂｉｔ、特徴量を記憶するための１６ｂｉｔを加算したものとなる。
【００１９】
また、比較的画素数の多い１０００万画素（＝１０Ｍピクセル≒３６４８×２７３６ピクセル）のイメージセンサでは、図３１において、１ピクセル当たり必要なデータビット数を１２ｂｉｔとすると、撮像画像データのサイズは、１０００万×１２ｂｉｔ＝１２０００万ｂｉｔとなる。そうすると、撮像画像データ記憶手段４０１で必要とされる記憶容量は約１２００万ｂｉｔとなる。また、撮像画像データから得られる輝度画像データのサイズ、及び、輝度画像データを画像処理した後の中間画像データのサイズは、夫々、約１２００万ｂｉｔとなる。また、画像処理後の中間画像データを６４ｂｉｔ×６４ｂｉｔの大きさのブロックで５００個に分割する場合、特徴量を算出する作業領域のサイズは、６４×６４（＝４０９６）ｂｉｔとなる。また、特徴量のデータサイズは１６ｂｉｔとする。従って、作業用メモリ４０３で必要とされる記憶容量は、輝度画像データを記憶するための約１２０００万ｂｉｔ、中間画像データを記憶するための約１２０００万ｂｉｔ、特徴量を算出するための６４×６４ｂｉｔ、特徴量を記憶するための１６ｂｉｔを加算したものとなる。
【００２０】
従って、図３１に示す仮想的な半導体装置４００においては、ＢＩＳＴ回路４１０を実装するためには、比較的画素数の少ない２００万画素（２Ｍピクセル）のイメージセンサ１０２であっても、２０００万ｂｉｔ以上のデータを記憶可能な撮像画像データ記憶手段と、２０００万×２以上のデータを記憶可能な作業用メモリを実装しなくてはならないことを意味している。このような大容量のメモリは、テスタ５００内での実装は容易であるが、半導体装置４００内に実装するには非現実的である。
【００２１】
尚、固体撮像素子の１つであるＣＭＯＳセンサは、ＣＭＯＳ構造をしている為、同じＣＭＯＳ構造のＭＯＳトランジスタ等と同時に同じ工程で製造する事が可能であり、数百万ゲート程度のロジック回路を、同一チップ上にＣＭＯＳセンサと同時に形成することが可能である。但し、このＣＭＯＳセンサにおいても、比較的画素数の少ない２００万画素のイメージセンサ１０２における約２０００万ｂｉｔのデータを記憶可能なメモリを複数実装することは非現実的である。
【００２２】
従って、画像診断におけるコスト及び診断時間の観点から、固体撮像素子を備えた半導体装置において、ＢＩＳＴ回路を搭載するために、半導体装置に搭載可能な記憶容量のメモリ領域で実施可能な画像診断技術が望まれている。
【００２３】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、固体撮像素子に対する画像診断で必要とされるメモリ領域の記憶容量を、半導体装置に搭載可能な記憶容量に抑え、固体撮像素子のＢＩＳＴ回路を搭載した半導体装置を提供する点にある。また、該半導体装置に対する画像診断方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記目的を達成するための本発明に係る半導体装置は、光信号を電気信号に変換する固体撮像素子と、前記固体撮像素子から出力される前記電気信号を受けて、デジタル形式の撮像画像データを出力する読み出し手段と、前記固体撮像素子の画像診断時に前記撮像画像データの良否を判定する画像診断用テスト手段が同一基板上に形成された半導体装置であって、前記画像診断用テスト手段は、診断作業用領域設定手段と、部分撮像画像データ記憶手段と、診断用データ生成手段と、診断用データ出力手段と、を備えてなり、前記診断作業用領域設定手段は、前記画像診断時において、前記撮像画像データの領域全体に亘って複数の有効診断領域を設定し、前記有効診断領域毎に、前記有効診断領域を含む前記診断作業用領域を設定し、前記読み出し手段は、前記画像診断時において、前記診断作業用領域毎に、前記診断作業用領域に対応する部分撮像画像データを読み出す部分読み出し処理を実行し、前記部分撮像画像データ記憶手段は、前記画像診断時において、前記部分読み出し処理毎に、前記読み出し手段が読み出した前記部分撮像画像データを記憶し、前記診断用データ生成手段は、前記画像診断時において、前記部分読み出し処理毎に、前記部分撮像画像データ記憶手段に記憶された前記部分撮像画像データ夫々に対し、所定の画像処理及び所定の第１統計処理を含む演算処理を実行し、前記演算処理を実行して得られるデータ処理結果に基づいて前記固体撮像素子の診断用データを生成し、前記診断用データ出力手段は、前記画像診断時に、前記診断用データを出力するように構成されていることを第１の特徴とする。
【００２５】
上記特徴の本発明に係る半導体装置は、前記診断作業用領域設定手段は、前記診断用データ生成手段において前記診断作業用領域内の一部の画像データのデータ欠損を伴う前記画像処理を実行する場合に、前記有効診断領域の周囲に、前記データ欠損を補う無効診断領域を加えて前記診断作業用領域とすることを第２の特徴とする。
【００２６】
上記何れかの特徴の本発明に係る半導体装置は、前記診断作業用領域設定手段は、前記有効診断領域を、隣接する前記有効診断領域同士が一部で重複するように配置することを第３の特徴とする。
【００２７】
上記何れかの特徴の本発明に係る半導体装置は、前記診断用データ生成手段は、前記第１統計処理において、前記部分撮像画像データ毎に、前記部分撮像画像データを前記演算処理した後の中間画像データに含まれる各画素の画素値を合計した特徴量を求めることを第４の特徴とする。
【００２８】
上記何れかの特徴の本発明に係る半導体装置は、前記診断用データ生成手段は、前記演算処理において、前記部分撮像画像データ夫々に対し前記画像処理及び前記第１統計処理を実行して得られる中間処理結果を用いて所定の第２統計処理を実行し、前記第２統計処理の結果を前記データ処理結果として用いて前記診断用データを生成することを第５の特徴とする。
【００２９】
上記特徴の本発明に係る半導体装置は、前記診断用データ生成手段は、前記第１統計処理において、前記部分撮像画像データ毎に、前記部分撮像画像データを前記演算処理した後の中間画像データに含まれる各画素の画素値を合計した特徴量を求め、前記第２統計処理において、前記部分撮像画像データ毎の前記特徴量を用い、前記特徴量の最大値、前記特徴量の最小値及び前記特徴量の平均値を求めることを第６の特徴とする。
【００３０】
上記特徴の本発明に係る半導体装置は、前記診断用データ生成手段は、前記特徴量の最大値から前記特徴量の平均値を減算した値を、前記特徴量の最小値から前記特徴量の平均値を減算した値で除算し、前記診断用データを求めることを第７の特徴とする。
【００３１】
上記第４、第６、第７の特徴の本発明に係る半導体装置は、前記診断用データ生成手段は、前記第１統計処理において、前記中間画像データを各画素群に含まれる画素数が同じになるように複数の前記画素群に分割し、前記画素群毎に、前記画素群に含まれる各画素の画素値を合計して前記特徴量を求めることを第８の特徴とする。
【００３２】
上記何れかの特徴の本発明に係る半導体装置は、前記固体撮像素子の良否判定に用いる判定用データの前記半導体装置外部からの入力を受け付ける判定用データ入力手段を備え、前記診断用データ生成手段は、前記データ処理結果と前記判定用データを用いて前記固体撮像素子の良否判定を実行し、前記固体撮像素子の良否判定の結果を前記診断用データとすることを第９の特徴とする。
【００３３】
上記何れかの特徴の本発明に係る半導体装置は、前記診断用データ生成手段は、前記画像処理において、シェーディング補正処理、点欠陥除去処理、エラー輪郭抽出処理の少なくとも何れか１つを含むフィルタ処理を実行することを第１０の特徴とする。
【００３４】
上記何れかの特徴の本発明に係る半導体装置は、外部入力により、前記診断用データ生成手段における前記演算処理の内容を設定するための処理内容設定用パラメータを受け付ける処理内容設定用パラメータ入力手段を備え、前記診断用データ生成手段は、前記処理内容設定用パラメータに基づいて、前記演算処理の内容を設定及び変更することを第１１の特徴とする。
【００３５】
上記何れかの特徴の本発明に係る半導体装置は、前記診断用データ生成手段は、所定数の前記部分撮像画像データの夫々に対し、同時並行的に、前記演算処理を実行可能に構成されていることを第１２の特徴とする。
【００３６】
上記何れかの特徴の本発明に係る半導体装置は、前記部分撮像画像データ記憶手段は、前記所定数の前記部分撮像画像データを同時に記憶可能な記憶容量を備えてなることを第１３の特徴とする。
【００３７】
上記何れかの特徴の本発明に係る半導体装置は、前記診断用データ生成手段は、前記画像処理において、シフト演算処理及び加減算処理からなるフィルタ処理を実行することを第１４の特徴とする。
【００３８】
上記何れかの特徴の本発明に係る半導体装置は、前記診断用データ生成手段は、前記画像処理における中間画像データを、前記部分撮像画像データ記憶手段の前記部分撮像画像データの記憶領域を利用して一時的に保存することを第１５の特徴とする。
【００３９】
上記何れかの特徴の本発明に係る半導体装置は、前記読み出し手段は、前記固体撮像素子を駆動する駆動タイミング発生回路と、前記固体撮像素子から出力される前記電気信号をデジタル形式のデジタル信号に変換するＡＤ変換回路と、前記ＡＤ変換回路から出力される前記デジタル信号を所定の形式に変換して前記撮像画像データを生成する信号処理回路と、前記駆動タイミング発生回路、前記ＡＤ変換回路及び前記信号処理回路を制御する読み出し制御回路と、を備えてなることを第１６の特徴とする。
【００４０】
上記目的を達成するための本発明に係る画像診断方法は、上記何れかの特徴の半導体装置の良否判定を行うための半導体装置の画像診断方法であって、前記画像診断時に、前記半導体装置を前記固体撮像素子の画像診断モードに設定する画像診断モード設定工程と、前記半導体装置の前記診断用データ出力手段から出力される前記診断用データを受け付ける診断用データ取得工程と、前記診断用データを用いて前記半導体装置の前記固体撮像素子の良否判定を行う判定工程と、を実行することを第１の特徴とする。
【００４１】
上記目的を達成するための本発明に係る画像診断方法は、上記何れかの特徴の半導体装置を用いて、前記半導体装置の前記固体撮像素子により撮像された前記撮像画像データの良否判定を行うための画像診断方法であって、前記画像診断時に、前記半導体装置を画像診断モードに設定する画像診断モード設定工程と、前記半導体装置の前記診断用データ出力手段から出力される前記診断用データを受け付ける診断用データ取得工程と、前記診断用データを用いて、前記撮像画像データの良否判定を行う判定工程と、を実行することを第２の特徴とする。
【発明の効果】
【００４２】
上記特徴の半導体装置によれば、固体撮像素子と画像診断用テスト手段（固体撮像素子の画像診断用のＢＩＳＴ回路）が同一基板上に形成されている場合に、画像診断時に、画像診断用テスト手段が、撮像画像データに複数の有効診断領域を設定し、有効診断領域毎に設定した診断作業用領域毎に、部分読み出し処理及び演算処理を実行して診断用データを生成するように構成したので、図３１に示す仮想的な半導体装置のように撮像画像データ全体に対し読み出し処理及び演算処理を実行する場合に比べ、各種処理の対象となる部分撮像画像データのデータ容量を半導体装置に搭載可能な程度に小さく抑えることが可能になる。これによって、固体撮像素子を備える半導体装置内に、固体撮像素子から得られる撮像画像データのシミ欠陥やムラ欠陥を検出するために、固体撮像素子の画像診断用のＢＩＳＴ回路を構築することが可能になる。
【００４３】
更に、上記特徴の半導体装置によれば、固体撮像素子を搭載する場合に、固体撮像素子を自己診断するためのＢＩＳＴ回路を同一基板上に形成可能になることから、固体撮像素子の画像診断において、固体撮像素子を診断するための画像処理用エンジン等を搭載した高価なテスタを用いる必要がなく、画像処理用エンジンを搭載しない安価なテスタを用いることが可能になる。これによって、固体撮像素子を備える半導体装置に対する固体撮像素子の画像診断を安価に行うことが可能になる。また、特別なテスタを用いる必要がなく、安価なテスタを用いることが可能であるため、多数の上記特徴の半導体装置に対する固体撮像素子の画像診断を行う場合に使用可能なテスタ数を増やすことができ、同時並行的に固体撮像素子の画像診断を行う半導体装置の個数を増やすことが可能になり、画像診断時間を多数の半導体装置全体で低減することが可能になる。
【００４４】
また、上記第１２の特徴の半導体装置の如く、診断用データ生成手段を、所定数の部分撮像画像データの夫々に対し、同時並行的に、演算処理を実行可能に構成すれば、演算処理の高効率化を図ることが可能になり、画像診断にかかる時間を短縮可能になる。
【００４５】
尚、上記特徴の半導体装置では、有効診断領域の配置設定及び画像処理の内容設定により、複数種類の欠陥に対応することが可能になる。具体的には、例えば、診断作業用領域夫々の画像データである部分撮像画像データ夫々に対し、画像処理として１×５線欠陥検出フィルタ処理を実行するように構成すれば、縦線欠陥を検出可能になる。また、診断作業用領域夫々の画像データである部分撮像画像データ夫々に対し、画像処理として５×１線欠陥検出フィルタ処理を実行するように構成すれば、横線欠陥を検出可能になる。更に、上記特徴の半導体装置では、固体撮像素子のＢＩＳＴ回路を搭載しているため、製品出荷後の通常動作時において、半導体装置本来の動作に影響しない範囲で自己診断を実施することが可能であり、異常発生時における救済措置や通報措置、異常発生箇所の情報提供等が実施可能になる。これによって、上記特徴の半導体装置を用いた機器では、半導体装置の固体撮像素子に異常が発生した場合に、当該異常に対する対応を容易にすることが可能になる。
【００４６】
また、上記第２の特徴の画像診断方法によれば、上記何れかの特徴の半導体装置は、液晶ディスプレイ等のフラットパネルや鋼板等に対する診断を行う検査装置に応用することが可能になる。具体的には、上記特徴の半導体装置において、固体撮像素子の画像診断は、固体撮像素子に均質なグレー画像（診断用画像）を撮像させて行うが、固体撮像素子に診断用画像に替えて液晶ディスプレイ等の被検査対象を撮像させ、当該被検査対象の撮像画像データを、画像診断用テスト手段（ＢＩＳＴ回路）を用いて診断するように構成すれば、被検査対象におけるシミ欠陥やムラ欠陥等の診断を行うことが可能になる。液晶ディスプレイ等のフラットパネルや鋼板等に対する診断を行う検査装置に、上記特徴の半導体装置を用いれば、該検査装置を安価に構築することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下、本発明に係る半導体装置及びその画像診断方法（以下、適宜「本発明装置」、「本発明方法」と称する）の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００４８】
〈第１実施形態〉
本発明装置の第１実施形態について図１〜図１０を基に説明する。尚、本実施形態の本発明装置で画像診断の対象、つまり、スクリーニングの対象となる欠陥は、シミ欠陥及びムラ欠陥であり、検出に複雑な画像処理を必要としない点欠陥については他の方法で検出を行うこととする。
【００４９】
先ず、本発明装置及びテスタの構成について図１を基に説明する。ここで、図１は、本発明装置１の画像診断に係る部分の部分概略構成、及び、本発明装置１に対する各種検査工程（画像診断）を実施するテスタ２の概略構成の一例について示している。
【００５０】
本発明装置１は、光信号を電気信号に変換するイメージセンサ１２（固体撮像素子）と、イメージセンサ１２から出力される電気信号を受けて、デジタル形式の撮像画像データを出力する読み出し回路１３（読み出し手段に相当）と、イメージセンサ１２の画像診断時に撮像画像データの良否を判定するＢＩＳＴ回路１４（画像診断用テスト手段に相当）が同一の半導体基板上に形成されている。図１に示すように、本発明装置１のＢＩＳＴ回路１４は、診断作業用領域設定手段１４ａと、部分撮像画像データ記憶手段１４ｂと、診断用データ生成手段１４ｃと、診断用データ出力手段１４ｄを備えて構成されている。本実施形態では、更に、各種中間画像データ等、診断用データ生成手段１４ｃにおける診断用データの生成過程で生成されるデータや、診断用データを記憶するための中間画像データ記憶手段１４ｅを備えている。より詳細には、本発明装置１は、テストモード制御回路１１により、通常動作時は、イメージセンサ１２の撮像処理及び読み出し回路１３による読み出し処理を実行するように制御され、画像診断時は、イメージセンサ１２の撮像処理、読み出し回路１３による部分読み出し処理及びＢＩＳＴ回路１４による演算処理等を実行するように制御される。診断作業用領域設定手段１４ａは、画像診断時において、撮像画像データの領域全体に亘って複数の有効診断領域を設定し、有効診断領域毎に、有効診断領域を含む診断作業用領域を設定する。読み出し回路１３は、画像診断時において、診断作業用領域毎に、診断作業用領域の画像データである部分撮像画像データを読み出す部分読み出し処理を実行する。部分撮像画像データ記憶手段１４ｂは、画像診断時において、部分読み出し処理毎に、読み出し回路１３が読み出した部分撮像画像データを記憶する。診断用データ生成手段１４ｃは、画像診断時において、部分読み出し処理毎に、部分撮像画像データ記憶手段１４ｂに記憶された部分撮像画像データ夫々に対し、所定の画像処理及び所定の第１統計処理を含む演算処理を実行し、演算処理を実行して得られるデータ処理結果に基づいてイメージセンサ１２の診断用データを生成する。診断用データ出力手段１４ｄは、画像診断時に、診断用データを出力する。
【００５１】
本実施形態では、イメージセンサ１２として、比較的画素数の少ない２００万画素（１ピクセル当たりのデータビット数１０ｂｉｔ）のＣＭＯＳセンサを想定している。また、部分撮像画像データ記憶手段１４ｂは、ＲＡＭまたはレジスタ等のメモリを想定しており、部分撮像画像データのデータ容量に応じた記憶容量を備えている。
【００５２】
テスタ２は、本実施形態では、本発明装置１から出力される診断用データを受け付ける診断用データ入力手段２１と、受け付けた診断用データに対する統計処理及び判定処理を実行して本発明装置１のイメージセンサ１２の良否判定を行う判定回路２２と、本発明装置１のイメージセンサ１２の良否判定の結果を記憶する作業用／判定結果メモリ２３と、良否判定の結果を表示する判定結果表示回路２４を備えている。
【００５３】
次に、画像診断時における本発明装置１及びテスタ２の動作について、図２を基に説明する。ここで、図２は、本発明装置１及びテスタ２の処理手順を示すフローチャートである。尚、本実施形態では、ＢＩＳＴ回路１４の診断用データ生成手段１４ｃが実行する画像処理として、フィルタ処理を想定している。
【００５４】
尚、本実施形態では、有効診断領域及び診断作業用領域の大きさ（サイズ）は、イメージセンサ１２の画素構成に応じて予め以下の要領で設定されている。ここで、図３及び図４は、撮像画像データの全撮像素子領域ＰＡ及び有効撮像素子領域ＰＥに対する有効診断領域Ｒｄ及び診断作業用領域Ｒｆの設定例を示している。本実施形態では、図３（ａ）に示すように、イメージセンサ１２から読み出し回路１３により読み出される撮像画像データの領域全体、ここでは、イメージセンサ１２に含まれる全撮像素子で規定される全撮像素子領域ＰＡの内、実際に撮像に用いられる有効撮像素子（１６００×１２８０ピクセル）によって撮像された有効撮像素子領域ＰＥの全体を、面積（画素数）の等しい複数の長方形に分割し、分割した部分領域の夫々を有効診断領域Ｒｄとしている。本実施形態では、有効診断領域Ｒｄは、Ｘ方向の幅をＸｄピクセル、Ｙ方向の幅をＹｄピクセルとするＸｄ×Ｙｄの大きさの長方形である。
【００５５】
更に、本実施形態では、診断用データ生成手段１４ｃによる画像処理としてフィルタ処理を想定しており、診断作業用領域Ｒｆ内の一部の画像データのデータ欠損を伴うことから、図３（ｂ）に示すように、有効診断領域Ｒｄの周囲に、同じ幅のデータ欠損を補う無効診断領域（斜線部分）を加えて診断作業用領域Ｒｆとしている。尚、本発明装置１では、画像診断の結果に反映される有効診断領域Ｒｄを有効撮像素子領域ＰＥ全体に亘って設定することで、有効撮像素子領域ＰＥ内の撮像素子に、画像処理に起因するデータ欠損により画像診断できない撮像素子が生じないようにしている。尚、図３（ａ）に示すように、全撮像素子領域ＰＡと有効撮像素子領域ＰＥの境界に接する有効診断領域Ｒｄの診断作業用領域Ｒｆの場合、一部の要素のデータを取得できない場合がある。従って、本実施形態では、近似データにより補うこととする。
【００５６】
ここで、図３〜図５を用いて、部分撮像画像データと、フィルタ処理後の中間画像データの対応関係（フィルタ処理によるデータ欠損）について説明する。尚、図５は、フィルタ処理の前後のデータ構成について、３×３フィルタの場合を例に示している。図５（ａ）は、３×３フィルタ適用前の画像データＤｂ［ｉ，ｊ］（ｉ＝０〜Ｘｍａｘ、ｊ＝０〜Ｙｍａｘ）を、図５（ｂ）は、３×３フィルタの演算用配列Ｆ［ｋ，ｌ］を、図５（ｃ）は３×３フィルタ適用後の画像データＤａ［ｉ，ｊ］（ｉ＝１〜Ｘｍａｘ−１、ｊ＝１〜Ｙｍａｘ−１）を夫々示している。詳細には、フィルタ処理では、フィルタ処理を行う要素Ｄｂ［ｉ，ｊ］だけでなく、周囲の要素を含めて演算を行う。即ち、３×３フィルタを用いたフィルタ処理では、要素Ｄａ［ｉ，ｊ］を求めるには、Ｄｂ［ｉ，ｊ］だけでなく、Ｄｂ［ｉ−１，ｊ−１］、Ｄｂ［ｉ，ｊ−１］、Ｄｂ［ｉ＋１，ｊ−１］、Ｄｂ［ｉ−１，ｊ］、Ｄｂ［ｉ＋１，ｊ−１］、Ｄｂ［ｉ−１，ｊ＋１］、Ｄｂ［ｉ，ｊ＋１］、Ｄｂ［ｉ＋１，ｊ＋１］を用いて演算を行う。このため、３×３フィルタによるフィルタ処理の場合、図５（ｃ）に示すように、斜線部分（上下左右に１ピクセル＝（３−１）／２ピクセル）の要素は、画像診断の結果に反映されない要素（データ欠陥）となる。同様に、２５×２５フィルタでは、上下左右に１２ピクセル（＝（２５−１）／２ピクセル）ずつ、９×９フィルタでは、上下左右に４ピクセル（＝（９−１）／２ピクセル）ずつ、データ欠損が生じる。そして、フィルタ処理を実行する毎に、データ欠損部分は大きくなる。このため、本発明装置１では、診断用データ生成手段１４ｃにおける全てのフィルタ処理（図２のステップ＃１４０の画像処理）によるデータ欠損の大きさに基づいて、有効診断領域Ｒｄに対する診断作業用領域Ｒｆを設定する。本実施形態では、診断作業用領域Ｒｆは、Ｘ方向の幅をＸｆピクセル、Ｙ方向の幅をＹｆピクセルとするＸｆ×Ｙｆの大きさの長方形である。以下、Ｘｆ及びＹｆの値が６４の場合について説明する。
【００５７】
本発明装置１は、図２に示すように、テスタ２により、ＢＩＳＴ回路１４によるイメージセンサ１２の画像診断を行うための画像診断モードの設定操作が行われると（ステップ＃２１０）、イメージセンサ１２から、診断用画像（光学的データ）としての均質なグレー画像を取り込む（ステップ＃１１０）。本実施形態では、更に、中間画像データ記憶手段１４ｅの各種パラメータ、例えば、中間画像データの記憶領域の初期化を行う。
【００５８】
続いて、本発明装置１は、ＢＩＳＴ回路１４の診断作業用領域設定手段１４ａにより、読み出し回路１３における部分読み出し処理毎に、診断用データの生成対象となる診断作業用領域Ｒｆの有効撮像素子領域ＰＥに対する位置情報を求めて読み出し回路１３に位置情報を出力する（ステップ＃１２０）。尚、本実施形態では、簡単のために、図３（ａ）に示すように、有効撮像素子領域ＰＥの左上隅に設定される有効診断領域Ｒｄを含む診断作業用領域Ｒｆの左上隅（頂点）の座標を座標（０、０）に設定する。Ｘ軸、Ｙ軸の単位はピクセルである。また、診断用データの生成対象となる診断作業用領域Ｒｆの座標を、座標（Ｘ０、Ｙ０）と表している。従って、診断作業用領域設定手段１４ａは、本実施形態では、最初の部分撮像画像データの部分読み出し処理時において、Ｘ０、Ｙ０の値を夫々０に初期化する（ステップ＃１２１、＃１２２）。
【００５９】
本発明装置１の読み出し回路１３は、図２に示すように、イメージセンサ１２が保持する診断用画像から、診断作業用領域設定手段１４ａによって設定された座標（Ｘ０、Ｙ０）を頂点とする、Ｘ座標がＸ０〜Ｘ０＋Ｘｆ、Ｙ座標がＹ０〜Ｙ０＋Ｙｆの診断作業用領域Ｒｆの画像データである部分撮像画像データを読み出す部分読み出し処理を行う（ステップ＃１３０）。更に、読み出し回路１３は、読み出した部分撮像画像データを、部分撮像画像データ記憶手段１４ｂに記憶する。
【００６０】
本発明装置１は、ＢＩＳＴ回路１４の診断用データ生成手段１４ｃにより、部分読み出し処理毎に、各部分読み出し処理で読み出された部分撮像画像データに対し、画像処理として各種フィルタ処理を行う（ステップ＃１４０）。ここで、図６は、診断用データ生成手段１４ｃによる画像処理の処理手順の具体例を示している。また、図７（ａ）は、シェーディング補正処理で用いる平滑化フィルタの演算用配列の一例を、図７（ｂ）は、エラー輪郭抽出処理で用いるラプラシアンフィルタの演算用配列の一例を示している。
【００６１】
診断用データ生成手段１４ｃは、図６に示すように、画像処理において、先ず、シェーディングの影響を除去するためのシェーディング補正処理を実施する（ステップ＃１４１）。詳細には、ここでのシェーディング補正処理は、部分撮像画像データに対し、図７（ａ）に示す２５×２５移動平均フィルタを適用して画素値のばらつきを平均化した第１中間画像データを生成し（ステップ＃１４２）、部分撮像画像データと第１中間画像データの差分計算により第２中間画像データを生成して（ステップ＃１４３）実行される。尚、部分撮像画像データのサイズは、上述したように、図３に示す診断作業用領域Ｒｆが６４×６４ピクセルであり、１ピクセル当たりのデータビット数を１０ｂｉｔとすると、６４×６４×１０ｂｉｔとなる。第１中間画像データのサイズは、２５×２５移動平均フィルタにより、４０×４０×１０ｂｉｔとなる。これは、上述したように、２５×２５移動平均フィルタを適用することにより、上下左右の１２ピクセルの要素が欠損するためである。第２中間画像データのサイズは第１中間画像データと同じである。
【００６２】
引き続き、診断用データ生成手段１４ｃは、図６に示すように、本実施形態では、検出容易な点欠陥は他の検出方法で検出することとし、スクリーニング対象とならない点欠陥を除去するための点欠陥除去処理を行う（ステップ＃１４４）。詳細には、ここでの点欠陥除去処理は、シェーディング補正処理の処理結果である第２中間画像データに対し、３×３移動平均フィルタを適用して第３中間画像データを生成する。尚、第３中間画像データのサイズは、３×３移動平均フィルタにより３８×３８×１０ｂｉｔとなる。
【００６３】
引き続き、診断用データ生成手段１４ｃは、スクリーニング対象となるシミ欠陥及びムラ欠陥を強調するためのエラー輪郭抽出処理を実行する（ステップ＃１４５）。詳細には、ここでのエラー輪郭抽出処理は、点欠陥除去処理の処理結果である第３中間画像データに対し、圧縮処理を実行して第４中間画像データを生成し（ステップ＃１４６）、第４中間画像データに９×９ラプラシアンフィルタを適用して第５中間画像データを生成して行う（ステップ＃１４７）。尚、第４中間画像データのサイズは、２×２→１×１圧縮処理により１９×１９×１０ｂｉｔとなる。第５中間画像データのサイズは、９×９ラプラシアンフィルタにより１１×１１×１０ｂｉｔとなる。
【００６４】
ＢＩＳＴ回路１４の診断用データ生成手段１４ｃは、図２に示すように、部分撮像画像データの画像処理結果である第５中間画像データに対し、第１統計処理を実行する（ステップ＃１５０）。具体的には、診断用データ生成手段１４ｃは、第１統計処理において、第５中間画像データに含まれる各画素の画素値を合計して、座標（Ｘ０，Ｙ０）を頂点とする部分撮像画像データの特徴量Ｚ（Ｘ０，Ｙ０）を求める。診断用データ出力手段１４ｄは、診断用データ生成手段１４ｃにより座標（Ｘ０，Ｙ０）を頂点とする部分撮像画像データの特徴量Ｚ（Ｘ０，Ｙ０）が算出されると、テスタ２に対し、算出された特徴量を診断用データとして出力する。
【００６５】
ＢＩＳＴ回路１４の診断作業用領域設定手段１４ａは、診断用データ出力手段１４ｄにより、テスタ２に対し、診断用データ生成手段１４ｃにより算出された座標（Ｘ０，Ｙ０）を頂点とする部分撮像画像データの特徴量Ｚ（Ｘ０，Ｙ０）が出力されると（ステップ＃１６０）、次の診断用データの生成対象となる診断作業用領域Ｒｆの位置情報、ここでは診断作業用領域Ｒｆの頂点の座標（Ｘ０，Ｙ０）を求めて、読み出し回路１３に位置情報を出力する（ステップ＃１２０’、＃１２０）。具体的には、頂点の座標（０，０）の診断作業用領域Ｒｆから、特徴量Ｚ（Ｘ０，Ｙ０）の算出毎に、先ず、Ｘ座標の値Ｘ０を有効診断領域ＲｄのＸ方向の幅Ｘｄずつ増加させて（ステップ＃１２３）、同じＹ座標を持つ診断作業用領域Ｒｆを順次選択する。Ｘ０の値がＸｍａｘ（＝Ｘｄ×（ｎ−１）、ｎはＸ方向に設定された有効診断領域Ｒｄの数）より大きくなり、同じＹ座標を持つ診断作業用領域Ｒｆが全て選択されると（ステップ＃１２４でＹｅｓ分岐）、Ｙ座標の値Ｙ０を、有効診断領域ＲｄのＹ方向の幅Ｙｄだけ増加させる（ステップ＃１２５）。同様の処理を、Ｙ０の値がＹｍａｘ（＝Ｙｄ×（ｍ−１）、ｍはＹ方向に設定された有効診断領域Ｒｄの数）より大きくなるまで繰り返し実行し（ステップ＃１２６）、有効撮像素子領域ＰＥに設定された全ての有効診断領域Ｒｄの診断作業用領域Ｒｆについて、特徴量Ｚ（Ｘ０，Ｙ０）を算出する。ここで、図８は、診断用データ生成手段１４ｃによる演算処理結果としての特徴量Ｚ（Ｘ０，Ｙ０）を示しており、本実施形態では、ｎ×ｍ個の特徴量Ｚ（Ｘ０，Ｙ０）が求められる。
【００６６】
テスタ２は、画像診断モードの設定後、診断用データ入力手段２１により、本発明装置１から順次出力される診断用データとしての特徴量Ｚ（Ｘ０，Ｙ０）（Ｘ０＝０〜Ｘｄ×（ｎ−１）、Ｙ０＝０〜Ｙｄ×（ｍ−１））を受け付け、作業用／判定結果メモリ２３に記憶する（ステップ＃２２０）。テスタ２は、ｎ×ｍ個の全ての特徴量Ｚ（Ｘ０，Ｙ０）を受け付けると、判定回路２２により、本発明装置１のイメージセンサ１２の良否判定を行う判定処理として、ｎ×ｍ個の特徴量Ｚ（Ｘ０，Ｙ０）に対する統計処理及びエラー判定を実行する（ステップ＃２３０）。具体的には、テスタ２は、統計処理において、ｎ×ｍ個の特徴量Ｚ（Ｘ０，Ｙ０）から、特徴量の最大値Ｚｍａｘ、特徴量の最小値Ｘｍｉｎ及び特徴量の平均値Ｚａｖｅを求める（ステップ＃２３１）。
【００６７】
更に、テスタ２の判定回路２２は、統計処理で算出した特徴量の最大値Ｚｍａｘ、特徴量の最小値Ｘｍｉｎ及び特徴量の平均値Ｚａｖｅに基づいてエラー判定を行う（ステップ＃２３２）。ここで、図９は、半導体装置のイメージセンサ１２が良品である場合のｎ×ｍ個の特徴量Ｚ（Ｘ０，Ｙ０）の分布を、図１０は、半導体装置のイメージセンサ１２が不良品である場合のｎ×ｍ個の特徴量Ｚ（Ｘ０，Ｙ０）の分布を示している。図９及び図１０を比較して分かるように、撮像画像データにシミ欠陥やムラ欠陥があれば、エラー領域に分布が現れ（図１０の波線部分）、欠陥があることが判定できる。従って、本実施形態では、以下の数１に示すように、最大値Ｚｍａｘと平均値Ｚａｖｅの差と、平均値Ｚａｖｅと最小値Ｚｍｉｎの差の比Ｐが、所定のエラー判定値Ｌより小さい場合に、良品であると判定する。
【００６８】
［数１］
Ｐ＝（Ｚｍａｘ−Ｚａｖｅ）／（Ｚａｖｅ−Ｚｍｉｎ）＜Ｌ
【００６９】
テスタ２は、判定回路２２によりエラー判定（ステップ＃２３２）が実行されると、その結果を作業用／判定結果メモリ２３に記憶し、判定結果表示回路２４により、半導体装置のイメージセンサ１２に対する画像診断結果を表示し（ステップ＃２４０）、画像診断処理を終了する。
【００７０】
以下、本発明装置１において、部分撮像画像データ記憶手段１４ｂ及び中間画像データ記憶手段１４ｅの記憶容量について、具体的な数値で説明する。
【００７１】
先ず、本発明装置１において、部分撮像画像データ記憶手段１４ｂ及び中間画像データ記憶手段１４ｅの記憶容量を求めるために、診断作業用領域Ｒｆのサイズの設定方法について説明する。本実施形態では、診断作業用領域Ｒｆのサイズを仮に６４×６４ピクセルとしたが、診断作業用領域Ｒｆのサイズは、２つの設定要件に基づいて設定する。
【００７２】
第１設定要件として、診断作業用領域Ｒｆのサイズは、シェーディング補正処理におけるシェーディングの除去に必要な情報が確保できるサイズであることが必要である。詳細には、本実施形態では、シェーディング補正処理において、平滑化フィルタ（２５×２５移動平均フィルタ）を適用して部分撮像画像データからノイズを除去した後、元の部分撮像画像データと平滑化フィルタ適用後の第１中間画像データの差分を求めている。即ち、部分撮像画像データに対する平滑化フィルタの適用において、シェーディング成分のみの第１中間画像データを生成する必要がある。このためには、ある一定以上のサイズの平滑化フィルタを使用する必要がある。尚、平滑化フィルタのサイズは、経験則的に、画像の横幅（ピクセル）の１／１００程度のフィルタサイズが必要となることが知られている。従って、本実施形態では、イメージセンサ１２が２００万画素（＝１６００×１２８０ピクセル）のＣＭＯＳセンサであることから、平滑化フィルタのサイズは、１６（＝１６００／１００）×１６ピクセル以上に設定する。
【００７３】
第２設定要件として、診断作業用領域Ｒｆのサイズは、有効診断領域Ｒｄのサイズが、シミ欠陥の判定に必要なサイズ以上となることが必要である。つまり、シミ欠陥のエッジ検出時にエッジが検出できるだけの情報が必要である。
【００７４】
ところで、上述したように、本実施形態の画像処理では、シェーディング補正処理における２５×２５フィルタ処理、点欠陥除去処理における３×３フィルタ処理、エラー輪郭抽出処理における２×２→１×１圧縮処理、及び、９×９フィルタ処理（エッジ検出処理）を実行するように構成されている。尚、フィルタ処理において、ダミー画素を付加する等、データ欠損が生じないフィルタ処理もあるが、本実施形態では、説明のために、データ欠損を伴う場合を想定している。ここで、本実施形態における画像処理のデータ欠損量は、具体的には、２５×２５移動平均フィルタによる上下左右に１２ピクセル相当、３×３移動平均フィルタによる上下左右に１ピクセル相当、９×９ラプラシアンフィルタによる上下左右に４ピクセル相当を加味したものとなる。ところで、９×９ラプラシアンフィルタによるフィルタ処理は、２×２→１×１圧縮処理後に実行されるため、データ欠損量は２倍の上下左右に８ピクセル相当となる。このため、画像処理全体におけるデータ欠損量は、上下左右に１２＋１＋８＝２１ピクセル相当となる。ここで、図３に示すように、診断作業用領域ＲｆのＸ方向の幅をＸｆピクセル、Ｙ方向の幅をＹｆピクセルとすると、画像処理後の有効診断領域Ｒｄのサイズは、Ｘｄ×Ｙｄ＝（Ｘｆ−２１×２）×（Ｙｆ−２１×２）となる。上述したように、診断作業用領域ＲｆのサイズＸｆ×Ｙｆを６４×６４ピクセルとすると、画像処理後の有効診断領域Ｒｄのサイズは、Ｘｄ×Ｙｄ＝（６４−２１×２）×（６４−２１×２）＝２２×２２ピクセルとなる。
【００７５】
従って、図３に示すように、診断作業用領域ＲｆのＸ方向の幅をＸｆピクセル、Ｙ方向の幅をＹｆピクセルとすると、画像処理後の部分撮像画像データのサイズは、（Ｘｆ／２−２２）×（Ｙｆ／２−２２）となる。尚、経験則的に、シミ欠陥の判定のためには、画像処理後の部分撮像画像データのサイズが、４×４〜８×８程度必要であることが知られている。従って、Ｘｆ＞６０（Ｘｆ／２−２２＞８）、Ｙｆ＞６０（Ｙｆ／２−２２＞８）を満たすＸｆ、Ｙｆを設定する。よって、本実施形態では、イメージセンサ１２が２００万画素（＝１６００×１２８０ピクセル）のＣＭＯＳセンサであり、有効撮像素子領域ＰＥ（＝１６００×１２８０ピクセル）を同じ面積の診断作業用領域Ｒｆで分割することを考慮して、診断作業用領域Ｒｆのサイズを６４×６４ピクセルに設定した。尚、このサイズは、第１設定要件（１６×１６以上）を満たしている。
【００７６】
次に、上記設定要件に基づいて設定した診断作業用領域Ｒｆのサイズ（６４×６４ピクセル）に基づいて、部分撮像画像データ記憶手段１４ｂに必要とされる記憶容量を求める。尚、本実施形態では、本発明装置１のイメージセンサ１２は、２００万画素のＣＭＯＳセンサであり、１ピクセル当たりのデータビット数は１０ｂｉｔ、撮像画像データのサイズは１６００×１２８０ピクセルである。上述したように、本実施形態では、有効撮像素子領域ＰＥを６４×６４ピクセルの大きさの有効診断領域Ｒｄに分割したので、部分撮像画像データのサイズは、６４×６４×１０ｂｉｔ＝４０９６０ｂｉｔとなる。従って、部分撮像画像データ記憶手段１４ｂに必要とされる記憶容量は、４０９６０ｂｉｔである。これは、図３１に示す仮想的な半導体装置の撮像画像データ記憶手段４０１に必要とされる記憶容量２０００万ｂｉｔの１／５００の容量であり、半導体装置の同一基板上に十分に形成可能なサイズとなっている。
【００７７】
尚、本実施形態では、本発明装置１のイメージセンサ１２として、比較的画素数の少ない２００万画素のＣＭＯＳセンサである場合を想定したが、以下に、本発明装置１が、比較的画素数の多い１０００万画素（１０Ｍピクセル）のイメージセンサ１２を備える場合について、具体的な数値で説明する。
【００７８】
先ず、上述した第１設定要件及び第２設定要件に基づいて、診断作業用領域Ｒｆのサイズを求める。第１設定要件については、２００万画素のＣＭＯＳセンサの場合と同様である。第２設定要件については、シェーディング補正処理において３９×３９フィルタ処理、点欠陥除去処理において３×３フィルタ処理、エラー輪郭抽出処理における２×２→１×１圧縮処理、及び、９×９フィルタ処理（エッジ検出処理）を実行することとする。尚、９×９ラプラシアンフィルタによるフィルタ処理は、上述したように、２×２→１×１圧縮処理後に実行されるため、データ欠損量は２倍の上下左右に８ピクセル相当となる。このため、画像処理全体におけるデータ欠損量は、上下左右に１９＋１＋８＝２８ピクセル相当となる。そうすると、画像処理後の有効診断領域Ｒｄのサイズは、Ｘｄ×Ｙｄ＝（Ｘｆ−２８×２）×（Ｙｆ−２８×２）となる。上述したように、診断作業用領域ＲｆのサイズＸｆ×Ｙｆを８０×８０ピクセルとすると、画像処理後の有効診断領域Ｒｄのサイズは、Ｘｄ×Ｙｄ＝（８０−２８×２）×（８０−２８×２）＝２４×２４ピクセルとなる。
【００７９】
従って、画像処理後の部分撮像画像データのサイズは、（Ｘｆ／２−２８）×（Ｙｆ／２−２８）となる。上述したように、経験則的に、シミ欠陥の判定のためには、画像処理後の部分撮像画像データのサイズが、４×４〜８×８程度必要であることから、Ｘｆ＞７２（Ｘｆ／２−２８＞８）、Ｙｆ＞７２（Ｙｆ／２−２８＞８）を満たすＸｆ、Ｙｆを設定する。ここでは、診断作業用領域Ｒｆのサイズを８０×８０ピクセルに設定する。尚、このサイズは、第１設定要件（１６×１６以上）を満たしている。
【００８０】
次に、上述した診断作業用領域Ｒｆのサイズ（８０×８０ピクセル）に基づいて、部分撮像画像データ記憶手段１４ｂに必要とされる記憶容量を求める。尚、ここでは、１０００万画素のイメージセンサ１２を想定しており、１ピクセル当たりのデータビット数は１２ｂｉｔである。上述したように、有効撮像素子領域ＰＥを８０×８０ｂｉｔの大きさの有効診断領域Ｒｄに分割したので、部分撮像画像データのサイズ、即ち、部分撮像画像データ記憶手段１４ｂに必要とされる記憶容量は、８０×８０×１２ｂｉｔ＝７６８００ｂｉｔとなる。これは、図３１に示す仮想的な半導体装置の撮像画像データ記憶手段４０１に必要とされる記憶容量１２０００万ｂｉｔの約１／１５６０の容量であり、半導体装置の同一基板上に十分に形成可能なサイズとなっている。
【００８１】
ところで、本発明装置１の部分撮像画像データ記憶手段１４ｂと中間画像データ記憶手段１４ｅを除いたＢＩＳＴ回路１４は、四則演算回路の組み合わせで構成される。具体的には、例えば、点欠陥除去処理における３×３フィルタは、除算に２のべき乗以外を使用しない条件で設計すれば１０００ゲート程度で構成できる。また、エラー輪郭抽出処理における９×９フィルタは複雑なものを除けば３×３フィルタを複数回実行すれば実現できる。従って、部分撮像画像データを除いたＢＩＳＴ回路１４は、中間画像データ記憶手段１４ｅを含めても、１万〜５万ゲート程度で構成できる。
【００８２】
従って、本実施形態の本発明装置１のように、２００万画素のＣＭＯＳセンサを用いる場合、４０Ｋビット程度のメモリと５万ゲート程度のロジック回路でＢＩＳＴ回路１４を構築できる。また、１０００万画素のイメージセンサ１２を用いる場合でも、６４Ｋビット程度のメモリと５万ゲート程度のロジック回路でＢＩＳＴ回路１４を構築することが可能である。即ち、本発明装置１によれば、ＢＩＳＴ回路１４で必要とされるメモリの記憶容量を半導体装置内に搭載可能な記憶容量に抑えることができ、イメージセンサ１２のＢＩＳＴ回路１４を搭載した半導体装置を実現できる。
【００８３】
〈第２実施形態〉
本発明装置１の第２実施形態について、図１１及び図１２を基に説明する。尚、本実施形態では、上記第１実施形態とは、診断用データ生成手段１４ｃの構成が異なる場合について説明する。詳細には、上記第１実施形態では、診断用データ生成手段１４ｃは、演算処理として画像処理と第１統計処理を実行したが、本実施形態では、ＢＩＳＴ回路１４の診断用データ生成手段１４ｃは、演算処理として、画像処理と第１統計処理に加え、更に、第２統計処理を実施する。
【００８４】
先ず、本実施形態の本発明装置１及びテスタ２の構成について図１１を基に説明する。ここで、図１１は、本実施形態の本発明装置１の画像診断に係る部分の部分概略構成、及び、本実施形態のテスタ２の概略構成の一例について示している。尚、本発明装置１におけるイメージセンサ１２、読み出し回路１３、テストモード制御回路１１、診断作業用領域設定手段１４ａ及び部分撮像画像データ記憶手段１４ｂの構成、及び、テスタ２における作業用／判定結果メモリ２３及び判定結果表示回路２４の構成は上記第１実施形態と同じである。
【００８５】
本実施形態の本発明装置１において、ＢＩＳＴ回路１４の診断用データ生成手段１４ｃは、部分撮像画像データ夫々に対し画像処理及び第１統計処理を実行して得られる中間処理結果を用いて所定の第２統計処理を実行し、第２統計処理の結果（データ処理結果）に基づいて診断用データを生成する。ここでの第２統計処理は、具体的には、部分撮像画像データ夫々の特徴量Ｚ（Ｘ０，Ｙ０）から、特徴量の最大値Ｚｍａｘ、特徴量の最小値Ｘｍｉｎ及び特徴量の平均値Ｚａｖｅを求める。
【００８６】
より詳細には、本実施形態の診断用データ生成手段１４ｃは、最大値Ｚｍａｘについては、特徴量Ｚ（Ｘ０，Ｙ０）を算出する毎に、前回までの最大値Ｚｍａｘと逐次比較し、前回までの最大値Ｚｍａｘより新たに算出された特徴量Ｚ（Ｘ０，Ｙ０）の方が大きい場合に、最大値Ｚｍａｘの値を置き換える。同様に、最小値Ｚｍｉｎについては、特徴量Ｚ（Ｘ０，Ｙ０）が算出される毎に、前回までの最小値Ｚｍｉｎと逐次比較し、前回までの最小値Ｚｍｉｎより新たに算出された特徴量Ｚ（Ｘ０，Ｙ０）の方が小さい場合に、最小値Ｚｍｉｎの値を置き換える。また、特徴量の平均値Ｚａｖｅについては、本実施形態では、特徴量Ｚ（Ｘ０，Ｙ０）のデータ数Ｎ（＝ｎ×ｍ）とおくと、以下の数２で求められる。尚、数２において、Σは、Ｘ０＝０〜Ｘｄ×（ｎ−１）、Ｙ０＝０〜Ｙｄ×（ｍ−１）の範囲の（Ｚ（Ｘ０，Ｙ０）／Ｎ）を合計することを示す演算子である。
【００８７】
［数２］
Ｚａｖｅ＝Σ（Ｚ（Ｘ０，Ｙ０）／Ｎ）
【００８８】
従って、本実施形態の診断用データ生成手段１４ｃは、特徴量Ｚ（Ｘ０，Ｙ０）が算出される毎に、Ｚ（Ｘ０，Ｙ０）／Ｎを求めてＺａｖｅに順次加算する。
【００８９】
本実施形態の本発明装置１において、ＢＩＳＴ回路１４の中間画像データ記憶手段１４ｅは、画像処理及び第１統計処理で用いる中間画像データに加え、特徴量の最大値Ｚｍａｘ、特徴量の最小値Ｘｍｉｎ及び特徴量の平均値Ｚａｖｅを記憶可能に構成されている。
【００９０】
本実施形態のＢＩＳＴ回路１４の診断用データ出力手段１４ｄは、診断用データ生成手段１４ｃから、診断用データとして、第２統計処理で算出した特徴量の最大値Ｚｍａｘ、特徴量の最小値Ｘｍｉｎ及び特徴量の平均値Ｚａｖｅを受け付け、テスタ２に出力する。
【００９１】
本実施形態の中間画像データ記憶手段１４ｅは、各中間画像データに加え、部分撮像画像データ毎に特徴量Ｚ（Ｘ０，Ｙ０）を記憶可能に構成されている。
【００９２】
本実施形態のテスタ２の判定回路２２は、本発明装置１から、診断用データとして、特徴量の最大値Ｚｍａｘ、特徴量の最小値Ｘｍｉｎ及び特徴量の平均値Ｚａｖｅを受け付け、これらの値に基づいて半導体装置の判定処理を行う。
【００９３】
次に、画像診断時における本実施形態の本発明装置１及びテスタ２の動作について、図１２を基に説明する。ここで、図１２は、本発明装置１及びテスタ２の処理手順を示すフローチャートである。尚、テスタ２におけるステップ＃２１０及び＃２４０、本発明装置１におけるステップ＃１２０〜＃１４０については、上記第１実施形態と同じである。
【００９４】
本実施形態では、ステップ＃１１０において、中間画像データ記憶手段１４ｅの各種パラメータの初期化時に、特徴量の最大値Ｚｍａｘ、特徴量の最小値Ｘｍｉｎ及び特徴量の平均値Ｚａｖｅを記憶する記憶領域の初期化を行う。
【００９５】
本実施形態では、ステップ＃１５０の実行後、ＢＩＳＴ回路１４の診断用データ生成手段１４ｃは、第１統計処理において特徴量Ｚ（Ｘ０，Ｙ０）を算出する毎に、第２統計処理として、特徴量Ｚ（Ｘ０，Ｙ０）と中間画像データ記憶手段１４ｅに記憶された最大値Ｚｍａｘを比較し、新たに算出された特徴量Ｚ（Ｘ０，Ｙ０）の方が大きい場合に、最大値Ｚｍａｘの値を置き換える。同様に、新たに算出された特徴量Ｚ（Ｘ０，Ｙ０）と中間画像データ記憶手段１４ｅに記憶された最小値Ｚｍｉｎを比較し、新たに算出された特徴量Ｚ（Ｘ０，Ｙ０）の方が小さい場合に、最小値Ｚｍｉｎの値を置き換える。更に、新たに算出した特徴量Ｚ（Ｘ０，Ｙ０）を用いてＺ（Ｘ０，Ｙ０）／Ｎを算出し、中間画像データ記憶手段１４ｅに記憶されたＺａｖｅに加算する（ステップ＃１７０）。これにより、ステップ＃１２０の終了後には、中間画像データ記憶手段１４ｅには、特徴量の最大値Ｚｍａｘ、最小値Ｚｍｉｎ、平均値Ｚａｖｅが記憶されることとなる。
【００９６】
本実施形態の診断用データ出力手段１４ｄは、ステップ＃１２０の終了後（ステップ＃１２６でＹｅｓ分岐）、診断用データ生成手段１４ｃが算出した特徴量の最大値Ｚｍａｘ、特徴量の最小値Ｘｍｉｎ及び特徴量の平均値Ｚａｖｅを、テスタ２に対し、診断用データとして出力する（ステップ＃１６０）。
【００９７】
本実施形態のテスタ２は、診断用データ入力手段２１により、本発明装置１から診断用データとして特徴量の最大値Ｚｍａｘ、特徴量の最小値Ｘｍｉｎ及び特徴量の平均値Ｚａｖｅを受け付けると（ステップ＃２２０）、判定回路２２により、エラー判定を行う（ステップ＃２３０）。エラー判定は、上記第１実施形態と同様に、数１に示すように、最大値Ｚｍａｘと平均値Ｚａｖｅの差と、平均値Ｚａｖｅと最小値Ｚｍｉｎの差の比Ｐが、所定のエラー判定値Ｌより小さい場合に、良品であると判定する。最終的に、テスタ２は、判定回路２２により、第１実施形態と同様に、エラー判定（ステップ＃２３２）の結果を作業用／判定結果メモリ２３に記憶し、判定結果表示回路２４により、半導体装置のイメージセンサ１２に対する画像診断結果を表示し（ステップ＃２４０）、画像診断処理を終了する。
【００９８】
以下、本実施形態の本発明装置１において、部分撮像画像データ記憶手段１４ｂ及び中間画像データ記憶手段１４ｅの記憶容量について説明する。
【００９９】
本実施形態の本発明装置１では、上記第１実施形態の本発明装置１の記憶容量に加え、平均値Ｚａｖｅ、最大値Ｚｍａｘ、最小値Ｚｍｉｎを求めることができる記憶容量が必要となる。詳細には、本実施形態では、上述したように、特徴量の最大値Ｚｍａｘについては、特徴量Ｚ（Ｘ０，Ｙ０）が算出される毎に、中間画像データ記憶手段１４ｅに記憶された最大値Ｚｍａｘの値と比較し、新たに算出された特徴量Ｚ（Ｘ０，Ｙ０）の方が大きい場合に、中間画像データ記憶手段１４ｅのＺｍａｘの値を置き換えることで、最大値Ｚｍａｘを求めるので、最大値Ｚｍａｘを算出するのに必要な記憶容量は、最大値Ｚｍａｘのデータ容量に等しくなる。同様に、最小値Ｚｍｉｎを算出するのに必要な記憶容量は、最小値Ｚｍｉｎのデータ容量に等しくなる。また、特徴量の平均値Ｚａｖｅについては、特徴量Ｚ（Ｘ０，Ｙ０）が算出される毎に、Ｚ（Ｘ０，Ｙ０）／Ｎを求めてＺａｖｅに順次加算する構成としたので、特徴量の平均値Ｚａｖｅを求めるのに必要な記憶容量は、平均値Ｚａｖｅのデータ容量に等しくなる。
【０１００】
つまり、平均値Ｚａｖｅ、最大値Ｚｍａｘ及び最小値Ｚｍｉｎを求めるために必要な記憶容量は、平均値Ｚａｖｅ、最大値Ｚｍａｘ及び最小値Ｚｍｉｎのデータ容量だけである。従って、本実施形態では、中間画像データ記憶手段１４ｅの記憶容量を、上記第１実施形態の記憶容量にこれらの３つの値のデータ容量を加えた値に設定するだけで、ＢＩＳＴ回路１４の診断用データ生成手段１４ｃにおいて、特徴量の平均値Ｚａｖｅ、最大値Ｚｍａｘ及び最小値Ｚｍｉｎを求める第２統計処理を実行することが可能になる。
【０１０１】
〈第３実施形態〉
本発明装置１の第３実施形態について、図１３及び図１４を基に説明する。尚、本実施形態では、上記第１及び第２実施形態とは、診断用データ生成手段１４ｃの構成が異なる場合について説明する。詳細には、上記第１及び第２実施形態では、診断用データ生成手段１４ｃは、演算処理のみを実行したが、本実施形態では、診断用データ生成手段１４ｃは、演算処理に加え、良否判定処理を実施する。
【０１０２】
先ず、本実施形態の本発明装置１及びテスタ２の構成について図１３を基に説明する。ここで、図１３は、本実施形態の本発明装置１の画像診断に係る部分の部分概略構成、及び、本実施形態のテスタ２の概略構成の一例について示している。本実施形態の本発明装置１は、上記第２実施形態の各構成に加え、イメージセンサ１２の良否判定に用いる判定用データの本発明装置１外部からの入力を受け付ける判定用データ入力手段１５を備えている。尚、本発明装置１におけるイメージセンサ１２、読み出し回路１３、テストモード制御回路１１、診断作業用領域設定手段１４ａ、部分撮像画像データ記憶手段１４ｂ及び中間画像データ記憶手段１４ｅの構成、及び、テスタ２における作業用／判定結果メモリ２３及び判定結果表示回路２４の構成は上記第２実施形態と同じである。
【０１０３】
本実施形態のＢＩＳＴ回路１４の判定用データ入力手段１５は、画像診断時に、判定用データとして、数１に示す特徴量の最大値Ｚｍａｘと平均値Ｚａｖｅの差と、平均値Ｚａｖｅと最小値Ｚｍｉｎの差の比Ｐの値の範囲を設定するためのエラー判定値Ｌを受け付ける。
【０１０４】
本実施形態のＢＩＳＴ回路１４の診断用データ生成手段１４ｃは、第２統計処理のデータ処理結果と判定用データを用いてイメージセンサ１２の良否判定を実行し、イメージセンサ１２の良否判定の結果を診断用データとする。
【０１０５】
本実施形態のＢＩＳＴ回路１４の診断用データ出力手段１４ｄは、診断用データ生成手段１４ｃから、診断用データとして、良否判定の判定結果を受け付け、テスタ２に出力する。
【０１０６】
次に、画像診断時における本実施形態の本発明装置１及びテスタ２の動作について、図１２を基に説明する。ここで、図１２は、本発明装置１及びテスタ２の処理手順を示すフローチャートである。尚、テスタ２におけるステップ＃２４０、本発明装置１におけるステップ＃１２０〜＃１５０、＃１７０については、上記第２実施形態と同じである。
【０１０７】
本発明装置１は、図１４に示すように、テスタ２により、ＢＩＳＴ回路１４によるイメージセンサ１２の画像診断を行うための画像診断モードの設定操作が行われ、判定用データが入力されると（ステップ＃２１０）、イメージセンサ１２から、診断用画像（光学的データ）としての均質なグレー画像を取り込むとともに、判定用データを受け付ける（ステップ＃１１０）。ここでの判定用データは、上述したように、エラー判定値Ｌの値である。
【０１０８】
本実施形態の本発明装置１は、ステップ＃１２０の終了後（ステップ＃１２６でＹｅｓ分岐）、ＢＩＳＴ回路１４の診断用データ生成手段１４ｃにより、判定用データ、特徴量の最大値Ｚｍａｘ、特徴量の最小値Ｘｍｉｎ及び特徴量の平均値Ｚａｖｅに基づいて良否判定処理を行う（ステップ＃１８０）。具体的には、良否判定は、判定用データからエラー判定値Ｌを取得し、上記第１実施形態のエラー判定と同様に、数１に示すように、最大値Ｚｍａｘと平均値Ｚａｖｅの差と、平均値Ｚａｖｅと最小値Ｚｍｉｎの差の比Ｐが、エラー判定値Ｌより小さい場合に、良品であると判定する。
【０１０９】
更に、本実施形態の診断用データ出力手段１４ｄは、診断用データ生成手段１４ｃにより判定結果が出力されると、テスタ２に対し、判定結果を診断用データとして出力する（ステップ＃１６０）。具体的には、本実施形態の診断用データは、イメージセンサ１２の良否を示す１ｂｉｔのデータである。
【０１１０】
本実施形態のテスタ２は、診断用データ入力手段２１により、本発明装置１から診断用データとして判定結果を受け付けると（ステップ＃２２０）、作業用／判定結果メモリ２３に記憶し、判定結果表示回路２４により、半導体装置のイメージセンサ１２に対する画像診断結果を表示し（ステップ＃２４０）、画像診断処理を終了する。尚、本実施形態では、本発明装置１において良否判定までを実行するので、テスタ２側の負荷を低減することができる。
【０１１１】
尚、本実施形態では、良否判定に係る判定用データを、テスタ２を介して本発明装置１の外部から入力する構成を例に説明したが、これに限るものではない。本発明装置１内に予め固定値として記憶しておく構成であっても良い。
【０１１２】
〈第４実施形態〉
本発明装置１の第４実施形態について、図１５〜図１７を基に説明する。尚、本実施形態では、上記第１〜第３実施形態とは、ＢＩＳＴ回路１４の記憶手段の構成が異なる場合について説明する。詳細には、本実施形態では、中間画像データ記憶手段１４ｅを備えず、部分撮像画像データ記憶手段１４ｂを中間画像データ記憶手段１４ｅとして利用する場合について説明する。
【０１１３】
先ず、本実施形態の本発明装置１及びテスタ２の構成について図１５を基に説明する。ここで、図１５は、本実施形態の本発明装置１の画像診断に係る部分の部分概略構成、及び、本実施形態のテスタ２の概略構成の一例について示している。尚、本発明装置１におけるイメージセンサ１２、読み出し回路１３、テストモード制御回路１１、診断作業用領域設定手段１４ａ、部分撮像画像データ記憶手段１４ｂ及び診断用データ出力手段１４ｄの構成、及び、テスタ２における作業用／判定結果メモリ２３及び判定結果表示回路２４の構成は上記第１実施形態と同じである。
【０１１４】
本実施形態のＢＩＳＴ回路１４の診断用データ生成手段１４ｃは、画像処理における中間画像データを、部分撮像画像データ記憶手段１４ｂの部分撮像画像データの記憶領域を利用して一時的に保存するように構成されている。
【０１１５】
ここで、図１６及び図１７は、本実施形態におけるフィルタ処理の概念を、フィルタ処理の前後のデータ構成により示しており、ここでは、簡単のために、３×３フィルタの場合を例に図示している。具体的には、図１６（ａ）に示すＤｔ［ｉ、ｊ］（ｔは何番目の部分撮像画像データであるかを示す変数）を中心とする３×３の部分領域にフィルタＦ［ｋ、ｌ］をかけて得た値を、要素Ｄｔ＋１［ｉ、ｊ］ではなく、Ｄｔ［ｉ、ｊ］を中心とする３×３の領域の左上の要素Ｄｔ＋１［ｉ−１、ｊ−１］に記憶する。
【０１１６】
尚、本実施形態では、図１６に示すように、診断用データ生成手段１４ｃは、座標（０，０）を頂点とする部分領域Ａ［０，０］（Ｄ［０，０］〜Ｄ［２，２］）を始めとして、Ｘ軸の正の方向、及び、Ｙ軸の正の方向に向かうように、部分領域を順次選択するように構成されている。具体的には、Ａ［０，０］（Ｄ［０，０］〜Ｄ［２，２］）、Ａ［１，０］（Ｄ［１，０］〜Ｄ［３，２］）、・・・、Ａ［Ｘｍａｘ−２，０］（Ｄ［Ｘｍａｘ−２，０］〜Ｄ［Ｘｍａｘ，２］）、Ａ［０，１］（Ｄ［０，１］〜Ｄ［２，３］）、・・・、Ａ［Ｘｍａｘ−２，Ｙｍａｘ−２］（Ｄ［Ｘｍａｘ−２，Ｙｍａｘ−２］〜Ｄ［Ｘｍａｘ，Ｙｍａｘ］）の順に選択する。そうすると、図１７に示すように、Ａ［０，０］（Ｄ［０，０］〜Ｄ［２，２］）を用いて演算した後は、Ａ［０，０］の左上の要素Ｄ［０，０］は他の演算で使用されることがない。このため、Ａ［０，０］を用いたフィルタ処理後、左上の要素Ｄ［０，０］の値を書き換えても、その後の演算及びフィルタ処理の結果に影響を与えることはない。同様に、他のＡ［Ｘ，Ｙ］についても、演算後に左上の要素Ｄ［Ｘ，Ｙ］の値を書き換えてもその後の演算及びフィルタ処理の結果に影響を与えることはない。つまり、演算を行う部分領域を、Ｘ軸の正の方向及びＹ軸の正の方向に順次部分領域を選択する場合には、演算後に部分領域の左上の要素の値を書き換えてもその後の演算及びフィルタ処理の結果に影響を与えることはない。従って、画像処理における中間画像データを、部分撮像画像データ記憶手段１４ｂの部分撮像画像データの記憶領域を利用して一時的に保存することが可能になる。
【０１１７】
本実施形態では、画像処理における中間画像データを、部分撮像画像データ記憶手段１４ｂの部分撮像画像データの記憶領域を利用して一時的に保存するように構成されているので、中間画像データ記憶手段１４ｅを備える必要がなくなる。
【０１１８】
尚、上記第２及び第３実施形態において、本発明装置１のＢＩＳＴ回路１４を、画像処理における中間画像データを、部分撮像画像データ記憶手段１４ｂの部分撮像画像データの記憶領域を利用して一時的に保存するように構成する場合は、部分撮像画像データ記憶手段１４ｂに、第２統計処理で特徴量の最大値Ｚｍａｘ、最小値Ｘｍｉｎ及び平均値Ｚａｖｅを算出するために必要な記憶容量を確保する必要がある。このため、部分撮像画像データ記憶手段１４ｂの記憶容量を、部分撮像画像データと、特徴量の最大値Ｚｍａｘ、最小値Ｘｍｉｎ及び平均値Ｚａｖｅを記憶可能な容量に設定する。
【０１１９】
〈第５実施形態〉
本発明装置１の第５実施形態について、図１８〜図２０を基に説明する。尚、本実施形態では、上記第１〜第４実施形態とは、ＢＩＳＴ回路１４の診断作業用領域設定手段１４ａの構成が異なる場合について説明する。詳細には、本実施形態では、隣接する有効診断領域Ｒｄ同士が一部で重複するように配置されている場合について説明する。
【０１２０】
先ず、本実施形態の本発明装置１及びテスタ２の構成について図１を基に説明する。尚、本発明装置１におけるイメージセンサ１２、読み出し回路１３、テストモード制御回路１１、診断作業用領域設定手段１４ａ、部分撮像画像データ記憶手段１４ｂ、中間画像データ記憶手段１４ｅ、診断用データ出力手段１４ｄの構成、及び、テスタ２における作業用／判定結果メモリ２３及び判定結果表示回路２４の構成は上記第１実施形態と同じである。
【０１２１】
本実施形態の本発明装置１において、ＢＩＳＴ回路１４の診断作業用領域設定手段１４ａは、有効診断領域Ｒｄを、隣接する有効診断領域Ｒｄ同士が一部で重複するように配置する。ここで、図１８は、本実施形態における全撮像素子領域ＰＡ及び有効撮像素子領域ＲＥに対する有効診断領域Ｒｄ及び診断作業用領域Ｒｆの設定例を示している。
【０１２２】
尚、図１９は、上記第１〜第４実施形態のように有効診断領域Ｒｄを有効診断領域Ｒｄ同士が重複しないように配置した場合において、シミ欠陥が隣接する２つの有効診断領域Ｒｄにかけて存在する場合を概念的に示している。図１９に示すように、シミ欠陥が有効診断領域Ｒｄ同士の境界上にある場合、シミ欠陥が分割されるので、シミ欠陥の有効診断領域Ｒｄに占める面積の割合が小さくなる。これに対し、本実施形態では、図１８に示すように、有効診断領域Ｒｄを、隣接する有効診断領域Ｒｄ同士が一部で重複するように配置したので、図２０に示すように、シミ欠陥の全体或いは大部分が同じ有効診断領域Ｒｄに存在することとなる。シミ欠陥の有効診断領域Ｒｄに占める面積の割合が大きいほど検出精度が高くなると考えられる。従って、図１８に示すように、有効診断領域Ｒｄを、隣接する有効診断領域Ｒｄ同士が一部で重複するように配置すれば、シミ欠陥の検出精度をより高く維持することが可能になる。
【０１２３】
また、上記第１実施形態では、有効診断領域Ｒｄの大きさは２２×２２ピクセルであり、有効診断領域Ｒｄを２２ピクセルずつＸ方向またはＹ方向にずらして配置していたが、本実施形態では、シミ欠陥の大きさを考慮し、１６ピクセルずつＸ方向またはＹ方向にずらして配置する。
【０１２４】
〈第６実施形態〉
本発明装置１の第６実施形態について、図２１を基に説明する。尚、本実施形態では、上記第１〜第５実施形態とは、ＢＩＳＴ回路１４の診断用データ生成手段１４ｃの構成が異なる場合について説明する。詳細には、本実施形態では、ＢＩＳＴ回路１４の診断用データ生成手段１４ｃは、画像処理において、シフト演算処理及び加減算処理からなるフィルタ処理を実行する。尚、本実施形態における本発明装置１の構成は、上記第１〜第５実施形態の何れかと同じである。
【０１２５】
本実施形態のＢＩＳＴ回路１４の診断用データ生成手段１４ｃは、フィルタ処理における演算を、シフト演算処理（２のべき乗のみを用いた乗除算）及び加減算処理のみで構成している。ここで、図２１は、本実施形態で用いるフィルタの演算用配列の一例として、点欠陥除去処理で用いる平滑化フィルタにおける演算用配列の一例を示している。図２１に示す平滑化フィルタの演算用配列における各要素の値は１／８であることから、このフィルタを用いたフィルタ処理は、２３の除算（シフト演算）と加算処理のみで実行可能である。
【０１２６】
ここで、図２１に示すフィルタの演算用配列と図３０（ａ）に示す従来技術で用いたフィルタの演算用配列とを比較すると、図２１に示すフィルタの演算用配列における各要素の値は、図３０に示すフィルタの演算用配列における各要素の値の９／８倍となっている。これは、例えば、フィルタ処理の対象となる画像データが輝度画像データである場合、図２１に示すフィルタを用いたフィルタ処理は、図３０に示すフィルタを用いたフィルタ処理に加え、輝度を９／８倍にする処理（輝度画像データの明るさを９／８倍にする処理）を実行したのと同じである。最終的な撮像画像データの良否判定は、部分撮像画像データ別に算出された特徴量の比較によって実施されることから、全ての特徴量の値を増加させる処理を行っても、良否判定には全く影響を与えない。
【０１２７】
尚、本実施形態では、診断用データ生成手段１４ｃが、乗除算において２のべき乗のみを用いるように構成したので、乗除算用の回路としてシフト演算を行うためのシフトレジスタのみを備えていれば良く、組み合わせ回路の構成を簡略化することが可能になる。これによって、回路規模の増大を抑えることが可能になり、回路規模に制約のある半導体装置において特に有用である。
【０１２８】
〈第７実施形態〉
本発明装置１の第７実施形態について、図２２を基に説明する。尚、本実施形態では、上記第１〜第７実施形態とは、ＢＩＳＴ回路１４の診断用データ生成手段１４ｃの構成が異なる場合について説明する。詳細には、本実施形態では、本発明装置１のＢＩＳＴ回路１４の診断用データ生成手段１４ｃが、所定数の部分撮像画像データの夫々に対し、同時並行的に、演算処理を実行可能に構成されている場合について説明する。
【０１２９】
ここで、図２２は、本実施形態の本発明装置１の画像診断に係る部分の部分概略構成、及び、本実施形態のテスタ２の概略構成の一例について示している。尚、本発明装置１におけるイメージセンサ１２、読み出し回路１３、テストモード制御回路１１、診断作業用領域設定手段１４ａ及び部分撮像画像データ記憶手段１４ｂの構成、及び、テスタ２における作業用／判定結果メモリ２３及び判定結果表示回路２４の構成は上記第１実施形態と同じである。
【０１３０】
本実施形態では、ＢＩＳＴ回路１４の診断用データ生成手段１４ｃは、図２２に示すように、所定数の部分撮像画像データの夫々に対し、演算処理における画像処理を行うための画像処理回路ＣＩ１〜ＣＩｐ（ｐは任意の正の整数）と、演算処理における第１統計処理を行うための第１統計処理回路ＣＳ１〜ＣＳｐを備えている。より具体的には、本実施形態では、例えば、１つの部分撮像画像データに対し、シミ欠陥のみを検出する演算処理回路とムラ欠陥のみを検出する演算処理回路の２つの演算処理回路を構築する。これにより、欠陥の種類毎に、欠陥の特性に応じた演算処理回路を構築できるので、より正確に良否判定が可能になり、ＢＩＳＴ回路１４全体の処理効率を向上させることができる。
【０１３１】
本実施形態の中間画像データ記憶手段１４ｅは、画像処理回路ＣＩｑ（ｑ＝１〜ｐ）及び第１統計処理回路ＣＳｑからなる演算処理回路毎に構成されている。
【０１３２】
本実施形態では、ＢＩＳＴ回路１４の診断用データ出力手段１４ｄは、診断用データ生成手段１４ｃの第１統計処理回路から出力される特徴量を、各部分撮像画像データまたは欠陥の内容と対応付けてテスタ２に出力する。
【０１３３】
尚、本実施形態では、１つの部分撮像画像データに対し、シミ欠陥のみを検出する演算処理回路とムラ欠陥のみを検出する演算処理回路の２つの演算処理回路を構築するように構成したが、これに限るものではない。例えば、複数の部分撮像画像データに対し、部分撮像画像データ夫々に対応した演算処理回路を設けるように構成しても良いし、複数の部分撮像画像データの夫々に対し、欠陥の種類毎の演算処理回路を備えるように構成しても良い。何れの構成であっても、ＢＩＳＴ回路１４全体の処理効率を向上させることができる。
【０１３４】
また、本実施形態では、中間画像データ記憶手段１４ｅを演算回路毎に設置したが、これに限るものではなく、中間画像データを複数記憶可能な記憶手段を領域分割して用いる構成等、中間画像データ記憶手段１４ｅの構成は任意である。また、上記第４実施形態のように、部分撮像画像データ記憶手段１４ｂを中間画像データ記憶手段１４ｅとして利用する場合には、中間画像データ記憶手段１４ｅを備えずに、部分撮像画像データ記憶手段１４ｂを、ｐ個（演算回路の数）の部分撮像画像データを同時に記憶可能な記憶容量を備えるように構成する。
【０１３５】
〈第８実施形態〉
本発明装置１の第８実施形態について、図２３を基に説明する。尚、本実施形態では、上記第１〜第７実施形態とは、ＢＩＳＴ回路１４の診断用データ生成手段１４ｃの構成が異なる場合について説明する。詳細には、本実施形態では、本発明装置１のＢＩＳＴ回路１４の診断用データ生成手段１４ｃが、演算処理の内容を外部入力により変更可能に構成されている場合について説明する。
【０１３６】
ここで、図２３は、本実施形態の本発明装置１の画像診断に係る部分の部分概略構成、及び、本実施形態のテスタ２の概略構成の一例について示している。本実施形態の本発明装置１は、上記第１実施形態の各構成に加え、外部入力により、診断用データ生成手段１４ｃにおける演算処理の内容を設定するための処理内容設定用パラメータを受け付ける処理内容設定用パラメータ入力手段１６を備えている。尚、本発明装置１におけるイメージセンサ１２、読み出し回路１３、テストモード制御回路１１、診断作業用領域設定手段１４ａ、部分撮像画像データ記憶手段１４ｂ、中間画像データ記憶手段１４ｅ及び診断用データ出力手段１４ｄの構成、及び、テスタ２における作業用／判定結果メモリ２３及び判定結果表示回路２４の構成は上記第１実施形態と同じである。
【０１３７】
本実施形態では、ＢＩＳＴ回路１４の診断用データ生成手段１４ｃは、処理内容設定用パラメータ入力手段１６が受け付けた処理内容設定用パラメータに基づいて、演算処理の内容を設定及び変更する。具体的には、例えば、フィルタ処理に用いるフィルタの種類の設定や変更を行う。
【０１３８】
尚、本実施形態では、説明のために、診断用データ生成手段１４ｃが画像処理及び第１統計処理を行うように構成されている場合について説明したが、第２統計処理及び良否判定処理を実行するように構成されていても良い。また、本実施形態の本発明装置１は、中間画像データ記憶手段１４ｅを備えず、部分撮像画像データ記憶手段１４ｂが、中間画像データ記憶手段１４ｅとして利用されるように構成されていても良い。
【０１３９】
〈第９実施形態〉
本発明装置１の第９実施形態について、図２４を基に説明する。本実施形態では、読み出し回路１３の詳細について説明する。
【０１４０】
先ず、本実施形態の本発明装置１の構成について、図２４を基に説明する。ここで、図２４は、本実施形態における本発明装置１の概略構成を示している。尚、本発明装置１のイメージセンサ１２、テストモード制御回路１１、ＢＩＳＴ回路１４の診断作業用領域設定手段１４ａ、部分撮像画像データ記憶手段１４ｂ、中間画像データ記憶手段１４ｅ、診断用データ生成手段１４ｃ及び診断用データ出力手段１４ｄの構成は上記第３実施形態と同じである。
【０１４１】
本実施形態の読み出し回路１３は、図２４に示すように、イメージセンサ１２を駆動する駆動タイミング発生回路１３ａと、イメージセンサ１２から出力される電気信号をデジタル形式のデジタル信号に変換するＡＤ変換回路１３ｂと、黒レベルの補正を行うレベル補正回路１３ｃと、ＡＤ変換回路１３ｂから出力されるデジタル信号を所定の形式に変換して撮像画像データを生成する信号処理回路１３ｄと、レベル補正回路１３ｃからの信号を基に部分撮像画像データの読み出しを行う部分撮像画像データ読み出し回路１３ｅ、駆動タイミング発生回路１３ａ、ＡＤ変換回路１３ｂ及び信号処理回路１３ｄを制御する読み出し制御回路１３ｆと、を備えて構成されている。
【０１４２】
部分撮像画像データ読み出し回路１３ｅは、レベル補正回路１３ｃの後段に設けられており、画像診断時に、ＡＤ変換回路１３ｂ及びレベル補正回路１３ｃを介して、イメージセンサ１２が保持する診断用画像の画像データから、診断作業用領域設定手段１４ａによって指定された診断作業用領域Ｒｆの画像データである部分撮像画像データを順次抽出し、部分撮像画像データ記憶手段１４ｂに記憶する。
【０１４３】
次に、通常動作時における本発明装置１の動作について簡単に説明する。本発明装置１は、通常動作時、イメージセンサ１２の撮像処理及び読み出し回路１３による読み出し処理を実行する。具体的には、本実施形態の本発明装置１のイメージセンサ１２は、通常動作時、駆動タイミング発生回路１３ａからの信号に基づいて撮像処理を行い、光信号を電気信号に変換してアナログ形式の画像データをＡＤ変換回路１３ｂに対して出力する。ＡＤ変換回路１３ｂは、イメージセンサ１２から出力されたアナログ形式の画像データをデジタル形式の画像データに変換し、レベル補正回路１３ｃに出力する。レベル補正回路１３ｃは、ＡＤ変換回路１３ｂによってデジタル信号に変換された画像データを受け付けると、黒レベルの補正を行い、信号処理回路１３ｄ及び部分撮像画像データ読み出し回路１３ｅに出力する。尚、部分撮像画像データ読み出し回路１３ｅ及びＢＩＳＴ回路１４は、通常動作時は、テストモード制御手段により動作停止状態となっている。信号処理回路１３ｄは、黒レベルの補正後の画像データを、半導体装置の出力先のデバイスで利用可能な形式の撮像画像データに処理して、半導体装置の外部に出力する。
【０１４４】
尚、画像診断時については、本発明装置１の動作は、上記第３実施形態と同じであり、イメージセンサ１２の撮像処理、読み出し回路１３による部分読み出し処理及びＢＩＳＴ回路１４による演算処理等を実行する。
【０１４５】
〈別実施形態〉
〈１〉上記第１〜第９実施形態では、診断用データ生成手段１４ｃによる画像処理において、点欠陥除去処理、シェーディング補正処理及びエラー輪郭抽出処理の３つの処理をこの順に実施したが、これに限るものではない。例えば、シェーディング補正処理の後に、移動平均フィルタやガウシアンフィルタを用いたノイズ成分を低減するための平滑化処理、演算量の低減やエラー輪郭抽出処理の前処理としての画像縮小処理等を実行するように構成しても良いし、他のフローを用いても良い。
【０１４６】
また、上記第１〜第９実施形態では、シェーディング補正処理として、２５×２５移動平均フィルタを用いたが、例えば、メディアンフィルタ等、他の平滑化フィルタを用いても良い。点欠陥除去処理では、３×３移動平均フィルタを用いたが、例えば、処理対象画素の画素値と周囲８画素の平均画素値の差が所定の点欠陥判定差以上である場合に、処理対象画素の画素値を周囲８画素の平均画素値で置き換えるように構成しても良い。更に、エラー輪郭抽出処理では、ラプラシアンフィルタを用いたが、例えば、ソーベルフィルタ等、他のフィルタを用いても良い。
【０１４７】
〈２〉上記第１〜第９実施形態では、有効診断領域Ｒｄを有効撮像素子領域ＰＥ全体に亘って設定するように構成したが、これに限るものではない。全撮像素子領域ＰＡと有効撮像素子領域ＰＥの境界付近では、近似データは本来のデータとずれが大きくなる傾向があり、更に、境界付近の撮像素子については、撮像画像データの画質に与える影響が小さいことから、境界付近のデータを捨てるように構成しても良い。
【０１４８】
〈３〉上記第１〜第９実施形態では、診断用データ生成手段１４ｃは、部分撮像画像データを画像処理して生成された画像データ（第５中間画像データ）の全ての画素を用いて特徴量を求めるように構成したが、これに限るものではない。例えば、半導体装置の製造プロセス等により、部分撮像画像データのデータ量をある程度大きく設定できる場合には、診断用データ生成手段１４ｃは、第５中間画像データを、各画素群に含まれる画素数が同じになるように複数の画素群に分割し、画素群毎に、各画素群に含まれる各画素の画素値を合計して特徴量Ｚを求めるように構成しても良い。この場合には、ｎ×ｍ×画素群数の特徴量Ｚが算出される。
【０１４９】
〈４〉上記第１〜第９実施形態では、シミ欠陥及びムラ欠陥をスクリーニング対象とする場合について説明したが、これに限るものではない。点欠陥についてもスクリーニング対象とするように構成しても良いし、他の欠陥を検出するように構成しても良い。
【０１５０】
〈５〉上記第１〜第９実施形態では、本発明装置１のＢＩＳＴ回路１４を、イメージセンサ１２の検査を行うことを目的として用いたが、これに限るものではない。例えば、本発明装置１は、液晶ディスプレイ等のフラットパネルや鋼板等の被検査対象の診断を行う検査装置に応用することが可能である。
【０１５１】
以下、本発明装置１を用いて、本発明装置１のイメージセンサ１２以外の被検査対象に対する検査を行うための検査方法（画像診断方法）について簡単に説明する。尚、ここでは、説明のために、上記第３実施形態の本発明装置１を用いた場合（診断用データとして撮像画像データの良否判定結果が出力される場合）を想定して説明するが、他の実施形態における本発明装置１を用いても良い。具体的には、先ず、本発明装置１を画像診断モードに設定し（画像診断モード設定工程に相当）、イメージセンサ１２に被検査対象を撮像させる。続いて、本発明装置１から出力される診断用データを受け付ける（診断用データ取得工程に相当）。最終的に、本発明装置１から出力された診断用データに基づいて、撮像画像データの良否判定結果を取得して（判定工程に相当）、被検査対象の良否判定を行う。このように、本発明装置１は、画像診断時に被検査対象を撮像させ、その撮像画像データを画像診断用テスト手段（ＢＩＳＴ回路）１４により診断するように構成すれば、イメージセンサ１２以外の被検査対象におけるシミ欠陥やムラ欠陥等の欠陥の診断を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０１５２】
【図１】本発明に係る半導体装置の第１実施形態における部分概略構成、及び、画像診断に係るテスタとの接続構成の一例を示す概略ブロック図
【図２】本発明に係る半導体装置及びテスタの第１実施形態における処理手順を示すフローチャート
【図３】本発明に係る半導体装置の第１実施形態における全撮像素子領域及び有効撮像素子領域に対する有効診断領域及び診断作業用領域の設定例を示す概略ブロック図
【図４】本発明に係る半導体装置の第１実施形態における有効診断領域及び診断作業用領域の設定例を示す概略ブロック図
【図５】本発明に係る半導体装置の第１実施形態におけるフィルタ処理の処理手順例を示す概略概念図
【図６】本発明に係る半導体装置の第１実施形態における診断用データ生成手段による画像処理の処理手順を示すフローチャート
【図７】本発明に係る半導体装置の第１実施形態のフィルタ処理で用いるフィルタの演算用配列の一例を示す概略概念図
【図８】本発明に係る半導体装置の第１実施形態における演算処理結果例を示す概略概念図
【図９】本発明に係る半導体装置の第１実施形態における診断用データの良品分布を示すグラフ
【図１０】本発明に係る半導体装置の第１実施形態における診断用データの不良品分布を示すグラフ
【図１１】本発明に係る半導体装置の第２実施形態における部分概略構成、及び、画像診断に係るテスタとの接続構成の一例を示す概略ブロック図
【図１２】本発明に係る半導体装置及びテスタの第２実施形態における処理手順を示すフローチャート
【図１３】本発明に係る半導体装置の第３実施形態における部分概略構成、及び、画像診断に係るテスタとの接続構成の一例を示す概略ブロック図
【図１４】本発明に係る半導体装置及びテスタの第３実施形態における処理手順を示すフローチャート
【図１５】本発明に係る半導体装置の第４実施形態における部分概略構成、及び、画像診断に係るテスタとの接続構成の一例を示す概略ブロック図
【図１６】本発明に係る半導体装置の第４実施形態におけるフィルタ処理の処理手順例を示す概略概念図
【図１７】本発明に係る半導体装置の第４実施形態におけるフィルタ処理の処理手順例を示す概略概念図
【図１８】本発明に係る半導体装置の第５実施形態における全撮像素子領域及び有効撮像素子領域に対する有効診断領域及び診断作業用領域の設定例を示す概略ブロック図
【図１９】本発明に係る半導体装置の第５実施形態における有効診断領域の設定手法を示す概略概念図
【図２０】本発明に係る半導体装置の第５実施形態における有効診断領域の設定手法を示す概略概念図
【図２１】本発明に係る半導体装置の第６実施形態のフィルタ処理で用いる平滑化フィルタの演算用配列の一例を示す概略概念図
【図２２】本発明に係る半導体装置の第７実施形態における部分概略構成、及び、画像診断に係るテスタとの接続構成の一例を示す概略ブロック図
【図２３】本発明に係る半導体装置の第８実施形態における部分概略構成、及び、画像診断に係るテスタとの接続構成の一例を示す概略ブロック図
【図２４】本発明に係る半導体装置の第９実施形態における概略構成例を示す概略ブロック図
【図２５】画質検査における欠陥例を示す概略説明図
【図２６】シミ欠陥の具体的な画像データ例を示す模式図
【図２７】シェーディングの画像データ例を示す模式図
【図２８】従来技術に係る半導体装置及びそのテスタの概略構成例を示す概略ブロック図
【図２９】従来技術に係る半導体装置のテスタにおける画質検査の処理手順を示すフローチャート
【図３０】従来技術に係る半導体装置のフィルタ処理で用いる平滑化フィルタの演算用配列の一例を示す概略概念図
【図３１】テスタ上での画像診断に係る構成をそのままＢＩＳＴ回路化して搭載した場合を想定した仮想的な半導体装置及びそのテスタの概略構成例を示す概略ブロック図
【符号の説明】
【０１５３】
１        本発明に係る半導体装置
２        テスタ
１１      テストモード制御回路
１２      イメージセンサ（固体撮像素子）
１３      読み出し回路（読み出し手段）
１３ａ    駆動タイミング発生回路
１３ｂ    ＡＤ変換回路
１３ｃ    レベル補正回路
１３ｄ    信号処理回路
１３ｅ    部分撮像画像データ読み出し回路
１３ｆ    読み出し制御回路
１４      ＢＩＳＴ回路（画像診断用テスト手段）
１４ａ    診断作業用領域設定手段
１４ｂ    部分撮像画像データ記憶手段
１４ｃ    診断用データ生成手段
１４ｄ    診断用データ出力手段
１４ｅ    中間画像データ記憶手段
１５      判定用データ入力手段
１６      処理内容設定用パラメータ入力手段
２１      診断用データ入力手段
２２      判定回路
２３      作業用／判定結果メモリ
２４      判定結果表示回路
１００    従来技術に係る半導体装置
１０１    テストモード制御回路
１０２    イメージセンサ（固体撮像素子）
１０３    読み出し回路
１０４    出力回路
２００    撮像画像データ
２０１    点欠陥
２０２    シミ欠陥
２０３    ムラ欠陥
３００    従来技術に係るテスタ
３０１    撮像画像データ記憶手段
３０２    演算回路
３０３    作業用メモリ
３０４    判定回路
３０５    判定結果メモリ
３０６    判定結果表示回路
３１０    光源
４００    仮想的な半導体装置
４０１    撮像画像データ記憶手段
４０２    演算回路
４０３    作業用メモリ
４１０    仮想的な半導体装置におけるＢＩＳＴ回路
５００    仮想的な半導体装置を検査するためのテスタ
ＰＡ      全撮像素子領域
ＰＥ      有効撮像素子領域
Ｒｄ      有効診断領域
Ｒｆ      診断作業用領域
ＣＩ      画像処理回路
ＣＳ      統計処理回路
【図１】
2008241505.tif 000003
【図２】
2008241505.tif 000004
【図３】
2008241505.tif 000005
【図４】
2008241505.tif 000006
【図５】
2008241505.tif 000007
【図６】
2008241505.tif 000008
【図７】
2008241505.tif 000009
【図８】
2008241505.tif 000010
【図９】
2008241505.tif 000011
【図１０】
2008241505.tif 000012
【図１１】
2008241505.tif 000013
【図１２】
2008241505.tif 000014
【図１３】
2008241505.tif 000015
【図１４】
2008241505.tif 000016
【図１５】
2008241505.tif 000017
【図１６】
2008241505.tif 000018
【図１７】
2008241505.tif 000019
【図１８】
2008241505.tif 000020
【図１９】
2008241505.tif 000021
【図２０】
2008241505.tif 000022
【図２１】
2008241505.tif 000023
【図２２】
2008241505.tif 000024
【図２３】
2008241505.tif 000025
【図２４】
2008241505.tif 000026
【図２５】
2008241505.tif 000027
【図２６】
2008241505.tif 000028
【図２８】
2008241505.tif 000029
【図２９】
2008241505.tif 000030
【図３０】
2008241505.tif 000031
【図３１】
2008241505.tif 000032
【図２７】
2008241505.tif 000033