(57)【要約】【課題】画像分割処理に伴うメモリの必要数を減少でき、画像処理不可能領域の発生を防止するデータ転送の転送時間も短縮化可能な画像処理装置を実現する。【解決手段】１つのセンサにより得られた画像１０１を複数のチャンネルｃｈ１〜ｃｈ４に分割しチャンネル方向分割部１０２のより一方側に隣接する一つのチャンネルを含んだ２チャンネル分の画像データとし、分割した複数のチャンネル数より１つ少ないデータ単位数と３とする。３単位の画像データそれぞれに対して、画像処理不可能領域が発生しない程度にデータ重複部分を転送画像制御回路１０３により設定して単位画像データ毎に画像データを切り出し、切り出し処理後の画像データに対してプロセッサ部１０４により処理を行う。したがって、画像処理に要するメモリ数及び画像処理のプロセッサ数は、分割したチャンネル数より少ない数とすることができる。【選択図】図１
2008020999.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続的に転送されてくる画像データを複数のプロセッサに分配して画像処理するときの画像データ転送方法において、
上記画像データを連続して配列される複数のデータ領域に分割し、
分割した複数のデータ領域を、一つのデータ領域と、この一つのデータ領域の一方側に隣接するデータ領域とを組み合わせた、２つのデータ領域を有する画像データ単位とし、
上記画像データ単位毎に、複数のプロセッサのうちの各プロセッサに転送することを特徴とする画像データ転送方法。
【請求項２】
請求項１記載の画像データ転送方法において、上記画像データ単位より小さく、かつ、隣接するデータ領域で一部重複するデータが存在するデータ長に、上記画像データ単位を切り出し、切り出したデータ長の画像データを各プロセッサに転送することを特徴とする画像データ転送方法。
【請求項３】
請求項２記載の画像データ転送方法において、上記切り出すデータ長は、可変であることを特徴とする画像データ転送方法。
【請求項４】
連続的に転送されてくる画像データを画像処理する画像データ処理装置において、
上記画像データを連続して配列される複数のデータ領域に分割し、分割した複数のデータ領域を、一つのデータ領域と、この一つのデータ領域の一方側に隣接するデータ領域とを組み合わせた、２つのデータ領域を有する画像データ単位とする画像分割部と、
上記画像分割部により分割された画像単位毎に配置される画像処理プロセッサと、
を備えることを特徴とする画像データ処理装置。
【請求項５】
請求項４記載の画像データ処理装置において、上記画像データ単位より小さく、かつ、隣接するデータ領域で一部重複するデータが存在するデータ長に、上記画像データ単位を切り出し、切り出したデータ長の画像データを各プロセッサに転送する転送画像制御部を備えることを特徴とする画像データ処理装置。
【請求項６】
請求項５記載の画像データ処理装置において、上記切り出すデータ長は、可変であることを特徴とする画像データ処理装置。
【請求項７】
半導体ウェハの画像データを画像処理し、検査する半導体ウェハ外観検査装置において、
上記画像データを連続して配列される複数のデータ領域に分割し、分割した複数のデータ領域を、一つのデータ領域と、この一つのデータ領域の一方側に隣接するデータ領域とを組み合わせた、２つのデータ領域を有する画像データ単位とする画像分割部と、
上記画像分割部により分割された画像単位毎に配置され、半導体ウェハの外観を検査する画像処理プロセッサと、
を備えることを特徴とする半導体ウェハ外観検査装置。
【請求項８】
請求項７記載の半導体ウェハ外観検査装置において、上記画像データ単位より小さく、かつ、隣接するデータ領域で一部重複するデータが存在するデータ長に、上記画像データ単位を切り出し、切り出したデータ長の画像データを各プロセッサに転送する転送画像制御部を備えることを特徴とする半導体ウェハ外観検査装置。
【請求項９】
請求項８記載の半導体ウェハ外観検査装置において、上記切り出すデータ長は、可変であることを特徴とする半導体ウェハ外観検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像データ転送方法と、それを実現する画像処理装置及びウェハ外観検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光または電子線を用いた半導体ウェハ外観検査装置などに使用される半導体検査装置では、大量の画像データ転送と画像データ処理をリアルタイムに行っている。例えば、電子線（ＳＥＭ）式ウェハ外観検査装置では半導体ウェハに電子線を照射して、センサにより画像を検出する画像検出装置、半導体ウェハを動かすステージなどで構成される本体装置、検出した画像データの画像処理を行う画像処理装置などで構成されている。
【０００３】
そして、画像検出装置で検出した多チャンネル画像データを連続的に画像処理装置へ転送し、リアルタイムに画像データの処理を行い、ウェハ全面の欠陥、異物、異常などを検査している。
【０００４】
上述した画像処理装置では、大量に連続的に転送されてくる画像データをリアルタイムに処理するために、複数の画像処理ユニット、例えば、複数のＣＰＵにより画像処理装置が構成されている。
【０００５】
この場合、多チャンネル、かつ、連続的に転送されてくる画像データを分割して、複数のＣＰＵに割り当て、個々のＣＰＵで同様な演算処理を行い、リアルタイムな画像処理を実現している。
【０００６】
画像データの分割技術の例としては、例えば、特許文献１に、３チャンネルの画像データを５つのプログラマブルサブ画像処理回路に分割するハード構成例が示されている。しかし、この特許文献１には、画像データの分割領域における画像処理不可能領域の処理については、詳細には記載されていない。
【０００７】
多チャンネルの画像データをチャンネル方向に分割する方法であって、分割境界での画像処理不可能領域の発生を防止については、例えば、特許文献２に記載されている。この特許文献２には、２０４８画素の画像データを４チャンネルに分割する画像分割方法が示されている。２０４８画素分の画像データを保持できるメモリ（バッファメモリ）を分割する数だけ備え、これらを分配領域毎にメモリ格納する。
【０００８】
そして、それぞれのメモリのリードポインタを制御して、必要な画像データだけを取り出して後段の処理部に渡すことにより、画像データを分割したように見せている。また、互いに隣接する領域をオーバーラップさせることにより、画像データの中間域、すなわち分割境界での画像処理不可能領域の発生を防止している。
【０００９】
さらに、多チャンネルの画像データをチャンネル方向に分割する方法については、特許文献３に、５１２画素センサで検出した画像データを、１チャンネルあたり１２８画素データとしてチャンネル方向に分割する方法が示されている。
【００１０】
チャンネル方向への分割は１チャンネル分を重複領域として、２チャンネル（２５６画素）ごとに分割する。このチャンネル方向に分割した画像データ（２５６画素）を画像処理プロセッサへ転送する。画像処理プロセッサでは、２５６画素データのうち中心の１２８画素分だけを画像処理することにより、チャンネル方向の画像処理不可能領域を無くしている。
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−５３５２６号公報
【特許文献２】特開平６−３２５１６２号公報
【特許文献３】特開２００５-２６６９１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献２に記載された技術では、画像データを保持するメモリは画像データを分割する数だけ必要とし、それらの画像処理もそれぞれのメモリから出力されたデータ毎に行なわなければならず、構成が煩雑で、画像処理時間も長時間となるという問題がある。
【００１３】
また、特許文献３に記載された技術では、チャネル方向の上端及び下端を合わせて１チャンネル分の画像処理不可能領域が発生してしまうという問題がある。
【００１４】
本発明の目的は、画像分割処理に伴うメモリの必要数を減少でき、かつ、画像処理不可能領域の発生を防止して、データ転送の転送時間も短縮化可能な画像データ転送方法、画像処理装置及び半導体ウェハ外観検査装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明によれば、連続的に転送されてくる画像データを連続して配列される複数のデータ領域に分割し、分割した複数のデータ領域を、一つのデータ領域と、この一つのデータ領域の一方側に隣接するデータ領域とを組み合わせた、２つのデータ領域を有する画像データ単位とし、画像データ単位毎に、複数のプロセッサのうちの各プロセッサに転送する。
【００１６】
好ましくは、画像データ単位より小さく、かつ、隣接するデータ領域で一部重複するデータが存在するデータ長に、画像データ単位を切り出し、切り出したデータ長の画像データを各プロセッサに転送する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、画像分割処理に伴うメモリの必要数を減少でき、かつ、画像処理不可能領域の発生を防止して、データ転送の転送時間も短縮化可能な画像データ転送方法、画像処理装置及び半導体ウェハ外観検査装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して説明する。  
本発明の第１の実施形態の説明に先立って、本発明が適用される電子線式半導体ウェハ外観検査装置について説明する。
【００１９】
図５は上記ウェハ外観検査装置の概略構成図である。  
図５において、電子線式ウェハ外観検査装置は、検査本体部５０６と、画像処理部５０７とを備えている。
【００２０】
そして、検査本体部５０６は、電子線を放出する電子線源５０１と、電子線を走査するための偏向器５０９と、左右あるいは上下に動作するステージ５０３とを備え、ステージ５０３には半導体ウェハ５０２がセットされている。
【００２１】
さらに、検査本体部５０６は、電子線源５０１から半導体ウェハ５０２に電子線を照射し、ウェハ５０２から反射した電子線を検出するセンサ５０４と、センサで検出した検出画像データを制御する検出データ制御部５０５とを備えている。また、検査本体部５０６は、電子線源５０１、偏向器５０９、ステージ５０３の動作を制御する動作制御部（図示せず）を備えている。
【００２２】
画像処理部５０７は、検査本体部５０６の検出データ制御部５０５に画像同期信号５０８を出力し、画像同期信号に同期して転送されてくる画像データ１０１を処理する。
【００２３】
ステージ５０３は、画像同期信号５０８に同期して連続的に動作され、リアルタイムに検出される検出画像データ１０１を画像処理部５０７にリアルタイムに転送して、画像処理部５０７で画像処理することにより、半導体ウェハの外観検査が行なわれる。
【００２４】
検出本体部５０６から画像処理部５０７に連続的に転送されてくる画像データ１０１は、画像同期信号５０８に基づいて、ある時間単位に転送されてくる。ある時間単位をここではラインと呼ぶことにし、時系列方向をライン方向と呼ぶことにする。また、単一時間で取得できる画像データは、センサ５０４の幅で決まる。ここではセンサ５０４の幅方向をチャンネル方向と呼ぶことにする。
【００２５】
次に、上述した電子線式ウェハ外観検査装置に適用される、本発明の一実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態による画像データ転送を実行する画像処理装置（画像処理部５０７）の機能ブロック図である。
【００２６】
図１において、この画像処理装置は、連続的に転送されてくる画像データ１０１を、複数のプロセッサ部１０４で画像処理する。そして、画像処理装置は、画像データ１０１をチャンネル方向に分割するためのチャンネル方向画像分割部１０２を備え、例えば、ＦＰＧＡ（Filed Programmable Gate Array）で実現できる転送画像制御回路１０３から構成される。
【００２７】
図１に示した例では、画像データ１０１は、複数のデータ領域１チャンネル〜４チャンネルに分割され、１チャンネルあたり１２８画素の画像データ１０５とされる。そして、チャンネル方向画像分割部１０２で２チャンネルごとの画像データ１０６（１ｃｈ及び２ｃｈ、２ｃｈ及び３ｃｈ、３ｃｈ及び４ｃｈ）に分割する（一つのデータ領域と、この一つのデータ領域の一方側に隣接するデータ領域とを組み合わせた、２つのデータ領域を有する画像データ単位とする）。そして、分割した画像データ１０６にそれぞれ対応した転送画像制御回路１０３により画像データの重複領域を可変制御し、可変制御した画像データ１０７を３つのプロセッサ部１０４に転送する。
【００２８】
図２は、上述したチャンネル方向画像分割部１０２におけるチャンネル分割の説明図である。図２において、画像処理不可能領域をなくすために、隣り合う１チャンネル分の画像データを互いにオーバーラップさせて２チャンネル分の画像データ１０６を生成する。
【００２９】
図３は、転送画像制御回路１０３における２チャンネル分の画像データ１０６の画像幅可変制御の説明図であり、ｃｈ１とｃｈ２を例にした図である。図３において、各転送画像制御回路１０３には、２チャンネル分の画像データ１０６に対して、切出し開始点３０１と切出し幅３０２とをパラメータ設定する。転送画像制御回路１０３では、上記パラメータ設定によりプロセッサ部１０４に転送する画像データ幅を可変することができる。そして、パラメータ設定に基づいて切出された画像データ１０７が、転送画像制御回路１０３から出力される。つまり、画像データ単位より小さく、かつ、隣接するデータ領域で一部重複するデータが存在するデータ長に、画像データ単位を切り出し、切り出したデータ長の画像データを各プロセッサ１０４に転送する。
【００３０】
図４は、転送画像制御回路１０３により切出された画像データ１０７の画像処理を行なうプロセッサ部１０４の機能ブロック図である。この図４に示した例では、４つのプロセッサ（ＡからＤ）４０３と、プロセッサ４０３に画像データ１０７を振り分ける画像振分回路４０１と、転送されてきた画像データ１０７を保持するための画像メモリ４０２とを備える例を示した。
【００３１】
図４に示すように、連続的に転送されてくる画像データ１０７を、例えば、画像振分回路４０１により４つのプロセッサ４０３に順次振り分けると４段の画像処理パイプラインが実現できる。
【００３２】
次に、本発明の第１の実施形態を、さらに詳細に説明する。図６及び図７は、画像データが５１２画素（１チャンネルあたり１２８画素で４チャンネル分）の場合に、分割領域で画像処理不可能領域をなくすために４画素分オーバーラップさせ、かつ、チャンネル上端および下端での画像処理不可能領域をなくす例の説明図である。
【００３３】
図６において、４チャンネル分で５１２画素の入力画像データ１０５を、チャンネル方向画像分割部１０２で２チャンネル分ごとに分割して（（ｃｈ１、ｃｈ２）、（ｃｈ２、ｃｈ３）、（ｃｈ３、ｃｈ４））、２５６画素幅の画像データ１０６として、それぞれ３つの転送画像制御回路１０３に入力する。
【００３４】
ｃｈ１およびｃｈ２の２チャンネル画像データ１０６については、切出し開始点３０１を「０画素目」、切出し幅３０２を「１７６画素」と設定する。これにより、チャンネル上端から１７５画素目までの画像データ１０７が切出される。
【００３５】
ｃｈ２およびｃｈ３の２チャンネル画像データについては、切出し開始点を「４０画素目」、切出し幅を「１７６画素」と設定する。これにより、ｃｈ２中の４０画素目から、ｃｈ３の２１５画素目までの１７６画素分の画像データが切出される。
【００３６】
ｃｈ３およびｃｈ４の２チャンネル画像データについては、切出し開始点を「８０画素目」、切出し幅を「１７６画素」と設定する。これにより、ｃｈ３中の８０画素目からｃｈ４のチャンネル下端まで１７６画素分の画像データが切出される。切出された画像データ１０７は、各プロセッサ部１０４へ転送される。
【００３７】
図７は、図６に示した切出し開始点３０１および切出し幅３０２パラメータの設定値についての説明図である。
【００３８】
図７において、各２チャンネル画像データ（ｃｈ１及びｃｈ２、ｃｈ２及びｃｈ３、ｃｈ３及びｃｈ４）を上述したパラメータで切出すことにより、５１２画素の入力画像データを、画像分割境界で８画素のオーバーラップ領域を持つ画像データ１０７に分割し、３つのプロセッサ部で画像処理を行なうことができる。
【００３９】
以上のように、本発明の一実施形態によれば、１つのセンサ５０４により、得られた画像を複数のチャンネルに分割し、隣接する分割領域の一部を重複させて、それぞれ画像処理するウェハ外観検査装置において、１つのセンサ５０４により得られた画像を、複数のチャンネル例えば４つのチャンネルに分割し、一方側に隣接する一つのチャンネルを含んだ２チャンネル分の画像データとする（１ｃｈと２ｃｈ、２ｃｈと３ｃｈ、３ｃｈと４ｃｈ）。これにより、画像データは、分割した複数のチャンネル数より１つ少ないデータ単位数とする（４チャンネルのに対して、３単位の画像データ）。
【００４０】
上記３単位の画像データそれぞれに対して、プロセッサによる画像処理を施したのでは、画像処理の重複部分が大となるので、画像処理不可能領域が発生しない程度にデータ重複部分を設定し、それぞれの単位画像データ毎に画像データを切り出し、切り出し処理後の画像データに対して、プロセッサ部１０４により処理を行っている。
【００４１】
したがって、画像処理に要するメモリ数及び画像処理のプロセッサ数は、分割したチャンネル数より少ない数とすることができる。
【００４２】
また、チャンネル方向に、画像データの分割境界域で画像処理不可能が発生しないように画像データを分割するので、柔軟なオーバーラップ領域に対応した画像データ転送ができる。
【００４３】
これにより、画像分割処理に伴うメモリの必要数を減少でき、かつ、画像処理不可能領域の発生を防止して、データ転送の転送時間も短縮化可能な画像データ転送方法、画像処理装置及びウェハ外観検査装置を実現することができる。
【００４４】
また、チャンネル方向の画像分割を、チャンネル方向の切出し開始点と切出し幅をパラメータとして制御することにより実施するので、画像処理プロセッサが必要とする重複領域を含めた画素幅分のみの画像データ転送が可能となる。
【００４５】
これにより、分割領域を含む検査中間領域での処理不可能領域、チャンネル方向上端および下端での処理不可能領域が無くなるので検査精度が高く、かつ、検査全領域の高速の画像処理ができる。
【００４６】
次に、本発明の一実施形態について画像処理装置全体について説明する。
【００４７】
図８は、画像処理装置内における機能ブロック図である。画像処理装置５０７からの画像同期信号５０８により、検査本体部５０６から画像同期信号に同期した画像データ１０１が画像処理部５０７に入力される。ここではセンサ５０４は４チャンネルセンサとした。
【００４８】
画像処理装置５０７は、画像同期信号５０８及び画像制御信号８０２を制御する全体制御部８０１と、入力される画像データ１０１のインターフェースとなる画像入力部８０３と、この画像データ１０１を画像処理装置５０７内で保持するための画像メモリ部８０４とを有する。
【００４９】
さらに、画像処理装置５０７は、チャンネル方向に画像を分割するためのチャンネル方向画像分割部１０２と、分割された画像データの画像幅可変制御を行なう転送画像制御回路１０３と、画像処理を行なうプロセッサ部１０４とを備える。
【００５０】
４チャンネルの入力画像データ１０１は、画像入力部８０３を介して、画像メモリ部８０４に格納される。画像メモリ部８０４に格納された画像データ１０１は、全体制御部８０１からの起動により、次段へ転送される。画像メモリ部８０４から出力された４チャンネル分画像データ１０１は、チャンネル方向画像分割部１０２にて、１チャンネルをオーバーラップ領域として、２チャンネルごとに分割される。
【００５１】
それぞれチャンネル方向に分割された画像データに対して、設定されたパラメータに従って転送画像制御回路１０３で、チャンネル方向に画素幅の可変制御をして、各プロセッサ部１０４へ転送する。各プロセッサ部１０４は、転送画像制御回路１０３から転送されら画像データについて画像処理を行う。
【００５２】
図９は、本発明の一実施形態であるウェハ外観検査装置におけるシーケンスの一例であり、図８の画像処理装置を用いて、ウェハ外観検査装置を構成した時の動作を示している。
【００５３】
図９において、検査開始により、初期設定を行い（ステップ９０１）、パラメータを設定（ステップ９０２）した後に画像検査が開始する。検出起動すると（ステップ９０３）、画像検出、画像転送、画像処理がリアルタイムに行われる（ステップ９０４）。
【００５４】
全領域の検出が終了後（ステップ９０５）、引き続き検査するときはその検査内容により、処理（ステップ９０１）から再設定して繰り返す。
【００５５】
画像処理に着目すると、各プロセッサ部１０４は、位置ずれ判定処理（ステップ９０４１）を行うユニットと、その位置ずれ量に基づいて欠陥判定（ステップ９０４２）を行うユニットと、欠陥と判定された領域のさらなる解析処理（ステップ９０４３）を行うユニットとに、それぞれ役割分担されている。
【００５６】
本発明の一実施形態のように、オーバーラップ領域を持たせた画像分割分配を行うことにより、プロセッサ部１０４の各ユニット間で隣り合う画像データのやり取りのための通信を行なう必要がなく、ユニット内で画像処理が行える。
【００５７】
このため、リアルタイムの画像転送、画像処理が可能である。もし、オーバーラップ領域がないと、位置ずれ判定処理を行ったときに画像の端のデータが必要になり、隣の画像データを隣のプロセッサから受け取ることなどが必要になる。このため、通信のオーバーヘッドが大きく、リアルタイムの画像処理が困難になり、低速画像処理しか実現できなくなる。
【００５８】
以上のように、チャンネル方向の画像分割を、それぞれオーバーラップ領域を持たせて実施することにより、リアルタイムに行われる画像検出から画像転送、画像処理が可能となる。これにより、分割領域を含む検査中間領域での処理不可能が無くなるので、検査精度が高くかつ検査全領域の高速の画像処理が可能となる。また、検査全領域での画像処理がリアルタイムに行われ、精度の高いかつ高速なウェハ外観検査装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施形態による画像データ転送を実行する画像処理装置の機能ブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるチャンネル方向画像分割部のチャンネル分割の説明図である。
【図３】転送画像制御回路における２チャンネル分の画像データの画像幅可変制御の説明図である。
【図４】転送画像制御回路により切出された画像データの画像処理を行なうプロセッサ部の機能ブロック図である。
【図５】本発明が適用されるウェハ外観検査装置の概略構成図である。
【図６】画像データが５１２画素の場合に画像処理不可能領域をなくす例の説明図である。
【図７】画像データが５１２画素の場合に画像処理不可能領域をなくす例の説明図である。
【図８】本発明の一実施形態の画像処理装置内における機能ブロック図である。
【図９】本発明の一実施形態によるウェハ外観検査装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６０】
１０１・・・入力連続画像データ、１０２・・・チャンネル方向画像分割部、１０３・・・転送画像制御回路、１０４・・・プロセッサ部、１０５・・・５１２画素画像データ、１０６・・・チャンネル幅画像データ、１０７・・・可変制御された画像データ、３０１・・・切出し開始点、３０２・・・切出し幅、４０１・・・画像振分回路、４０２・・・画像メモリ、４０３・・・プロセッサ、５０１・・・電子線源、５０２・・・被検査対象（半導体ウェハ）、５０３・・・ステージ、５０４・・・画像検出センサ、５０５・・・検出データ制御部、５０６・・・検査本体部、５０７・・・画像処理部、５０８・・・画像同期信号、５０９・・・偏向器、７０１・・・重複分割された画素画像データ、８０１・・・全体制御部、８０２・・・画像制御信号、８０３・・・画像入力部、８０４・・・画像メモリ部
【図１】
2008020999.tif 000003
【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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