(57)【要約】【課題】基板上のパターンの欠陥を適切に検出する。【解決手段】基板上のパターンを示す参照画像および被検査画像を取得し、参照画像の画素値のヒストグラム６２ａに基づいて注目画素値範囲６３を設定する。そして、注目画素値範囲６３において傾きが大きい変換曲線７１を求める。被検査画像および参照画像を変換曲線７１にて示される変換特性を有するＬＵＴにて変換し、変換後の被検査画像と変換後の参照画像との強調差分画像を生成し、強調差分画像の画素値を所定のしきい値と比較することにより欠陥画素を検出する。これにより、注目画素値範囲６３の画素値を有する参照画像（または被検査画像）中の画素に対応する強調差分画像中の画素の値が強調され、適切な検査が実現される。【選択図】　　　　図６
2004132721.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物上のパターンを検査する欠陥検査装置であって、
対象物を撮像して多階調の被検査画像のデータを取得する撮像部と、
参照画像のデータを記憶する記憶部と、
欠陥検出において注目する複数の注目画素値における任意の画素値の差を強調する変換特性を求める手段と、
前記変換特性に基づいて前記被検査画像と前記参照画像との強調差分画像を求める手段と、
前記強調差分画像に基づいて検査を行う手段と、
を備えることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の欠陥検査装置であって、
前記強調差分画像を求める手段が、前記変換特性に基づいて前記被検査画像および前記参照画像を変換し、変換後の被検査画像と変換後の参照画像との差分画像を前記強調差分画像として求めることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の欠陥検査装置であって、
前記変換特性が、前記被検査画像または前記参照画像の画素値に基づいて決定されることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項４】
請求項３に記載の欠陥検査装置であって、
前記複数の注目画素値が、画像中の２つの領域に対応する代表画素値の間に位置することを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項５】
請求項４に記載の欠陥検査装置であって、
前記代表画素値のそれぞれが、領域に属する画素の値の平均値であることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項６】
請求項３に記載の欠陥検査装置であって、
前記複数の注目画素値が、画像中の特定の領域に対応する画素値範囲の外に位置することを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項７】
請求項６に記載の欠陥検査装置であって、
前記特定の領域に対応する画素値範囲が、前記特定の領域に属する画素の値の標準偏差に基づいて決定されることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の欠陥検査装置であって、
前記複数の注目画素値を含む注目画素値範囲を設定する手段をさらに備えることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項９】
請求項８に記載の欠陥検査装置であって、
前記注目画素値範囲を設定する手段が、操作者による前記注目画素値範囲の入力を受け付けることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の欠陥検査装置であって、
前記変換特性が、前記被検査画像から求められた被検査画像用変換特性と、前記参照画像から求められた参照画像用変換特性とを含むことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかに記載の欠陥検査装置であって、
前記検査を行う手段が、前記被検査画像と前記参照画像との差分画像と、前記強調差分画像とを合成し、合成後の画像の各画素の値と所定のしきい値とを比較することにより検査を行うことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれかに記載の欠陥検査装置であって、
前記撮像部により取得された画像を分割して得られる複数の画像のそれぞれが、前記被検査画像であることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項１３】
対象物上のパターンを検査する欠陥検査方法であって、
参照画像のデータを準備する工程と、
対象物を撮像して多階調の被検査画像のデータを取得する工程と、
欠陥検出において注目する複数の注目画素値における任意の画素値の差を強調する変換特性を求める工程と、
前記変換特性に基づいて前記参照画像と前記被検査画像との強調差分画像を求める工程と、
前記強調差分画像に基づいて検査を行う工程と、
を有することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項１４】
パターンの検査をコンピュータに実行させるプログラムであって、前記プログラムのコンピュータによる実行は、前記コンピュータに、
参照画像のデータを準備する工程と、
多階調の被検査画像のデータを準備する工程と、
欠陥検出において注目する複数の注目画素値における任意の画素値の差を強調する変換特性を求める工程と、
前記変換特性に基づいて前記参照画像と前記被検査画像との強調差分画像を求める工程と、
前記強調差分画像に基づいて検査を行う工程と、
を実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対象物上のパターンの検査を行う技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体基板、カラーフィルタ、シャドウマスク、高精細プリント配線基板等に形成されたパターン、リードフレームのパターン、あるいは、これらのパターンを形成するためのフォトマスクのパターン等を外観検査する分野において、従来より主として多値画像による比較検査方式が用いられている。例えば、被検査画像と参照画像との画素値の差の絶対値を示す差分絶対値画像を求め、差分絶対値画像において所定のしきい値よりも大きな画素値を有する領域が欠陥として検出される。
【０００３】
また、比較検査方式では被検査画像と参照画像のダイナミックレンジや明るさ等の条件が等しいことが前提となるため、ダイナミックレンジや明るさ等の変動の影響を取り除くために、各画像の画素値が所定の範囲に適正に分布するように画素値分布を線形変換して正規化した上で欠陥の判定を行う手法も実施されている。
【０００４】
さらに、被検査画像と参照画像との画素値の符号付差分の標準偏差を算出し、標準偏差に基づいて差分絶対値画像のヒストグラムを正規化して画像の鮮鋭度の変動（すなわち、粒状性の変動）の影響を取り除く手法も提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２２４２１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、撮像する対象物の表面状態や撮像部の影響（例えば、ＳＥＭのように電子ビームを用いて撮像した画像に見られるような、チャージアップ現象）等により、差分絶対値画像の一部の領域において欠陥箇所と同程度に画素値が大きくなってしまうことがある。差分絶対値画像における不必要な画素値の増大は、数画素からなる非常に局所的な領域において発生することも多く、この場合、従来のような巨視的な手法による画素値の修正では適切に欠陥を検出することができない。
【０００７】
例えば、１００×１００画素程度の領域において被検査画像と参照画像とのダイナミックレンジを合わせた場合、この領域全体に一様に生じる画素値の変動の影響を取り除くことができるが、チャージアップ現象等により数画素程度の領域に生じた画素値の変動は依然欠陥として誤検出されることとなる。
【０００８】
図１はチャージアップ現象により欠陥が誤検出される様子を説明するための図である。図１中の被検査画像９１においてライン９１１における画素の理想的な値（例えば、参照画像中での値）がグラフ９２１にて示される場合に、実際の画素値がグラフ９２２にて示されるものとすると、差分絶対値画像では画素値はグラフ９２３に示すものとなる。
【０００９】
ここで、グラフ９２２中の符号９２２ａにて示すように欠陥により画素値が理想的な値からずれている場合にはグラフ９２３において符号９２３ａにて示すように差分絶対値画像における画素値が大きくなり、欠陥が検出されることとなる。ところが、グラフ９２２中の符号９２２ｂにて示すようにチャージアップ現象により数画素の値が理想的な値からずれている場合、グラフ９２３中の符号９２３ｂにて示すように欠陥が誤検出されることとなる。このような局所的な誤検出は従来防止することはできなかった。
【００１０】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、欠陥をより適切に検出することができる技術を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、対象物上のパターンを検査する欠陥検査装置であって、対象物を撮像して多階調の被検査画像のデータを取得する撮像部と、参照画像のデータを記憶する記憶部と、欠陥検出において注目する複数の注目画素値における任意の画素値の差を強調する変換特性を求める手段と、前記変換特性に基づいて前記被検査画像と前記参照画像との強調差分画像を求める手段と、前記強調差分画像に基づいて検査を行う手段とを備える。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の欠陥検査装置であって、前記強調差分画像を求める手段が、前記変換特性に基づいて前記被検査画像および前記参照画像を変換し、変換後の被検査画像と変換後の参照画像との差分画像を前記強調差分画像として求める。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の欠陥検査装置であって、前記変換特性が、前記被検査画像または前記参照画像の画素値に基づいて決定される。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の欠陥検査装置であって、前記複数の注目画素値が、画像中の２つの領域に対応する代表画素値の間に位置する。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の欠陥検査装置であって、前記代表画素値のそれぞれが、領域に属する画素の値の平均値である。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項３に記載の欠陥検査装置であって、前記複数の注目画素値が、画像中の特定の領域に対応する画素値範囲の外に位置する。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の欠陥検査装置であって、前記特定の領域に対応する画素値範囲が、前記特定の領域に属する画素の値の標準偏差に基づいて決定される。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の欠陥検査装置であって、前記複数の注目画素値を含む注目画素値範囲を設定する手段をさらに備える。
【００１９】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の欠陥検査装置であって、前記注目画素値範囲を設定する手段が、操作者による前記注目画素値範囲の入力を受け付ける。
【００２０】
請求項１０に記載の発明は、請求項１ないし９のいずれかに記載の欠陥検査装置であって、前記変換特性が、前記被検査画像から求められた被検査画像用変換特性と、前記参照画像から求められた参照画像用変換特性とを含む。
【００２１】
請求項１１に記載の発明は、請求項１ないし１０のいずれかに記載の欠陥検査装置であって、前記検査を行う手段が、前記被検査画像と前記参照画像との差分画像と、前記強調差分画像とを合成し、合成後の画像の各画素の値と所定のしきい値とを比較することにより検査を行う。
【００２２】
請求項１２に記載の発明は、請求項１ないし１１のいずれかに記載の欠陥検査装置であって、前記撮像部により取得された画像を分割して得られる複数の画像のそれぞれが、前記被検査画像である。
【００２３】
請求項１３に記載の発明は、対象物上のパターンを検査する欠陥検査方法であって、参照画像のデータを準備する工程と、対象物を撮像して多階調の被検査画像のデータを取得する工程と、欠陥検出において注目する複数の注目画素値における任意の画素値の差を強調する変換特性を求める工程と、前記変換特性に基づいて前記参照画像と前記被検査画像との強調差分画像を求める工程と、前記強調差分画像に基づいて検査を行う工程とを有する。
【００２４】
請求項１４に記載の発明は、パターンの検査をコンピュータに実行させるプログラムであって、前記プログラムのコンピュータによる実行は、前記コンピュータに、参照画像のデータを準備する工程と、多階調の被検査画像のデータを準備する工程と、欠陥検出において注目する複数の注目画素値における任意の画素値の差を強調する変換特性を求める工程と、前記変換特性に基づいて前記参照画像と前記被検査画像との強調差分画像を求める工程と、前記強調差分画像に基づいて検査を行う工程とを実行させる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図２は本発明の一の実施の形態に係る検査装置１の構成を示す図である。検査装置１は、半導体基板（以下、「基板」という。）９上のパターンを検査する装置であり、基板９上の所定の領域を撮像して多階調の対象物画像のデータを取得する撮像部２、基板９を保持するステージ３、および、撮像部２に対してステージ３を相対的に移動するステージ駆動部３１を有する。
【００２６】
撮像部２は、照明光を出射する照明部２１、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２２、および、光学系２２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２３を有する。なお、この撮像部２は、電子ビームを用いた撮像装置でも良い。ステージ駆動部３１はステージ３を図２中のＸ方向に移動するＸ方向移動機構３２、および、Ｙ方向に移動するＹ方向移動機構３３を有する。Ｘ方向移動機構３２はモータ３２１にボールねじ（図示省略）が接続され、モータ３２１が回転することにより、Ｙ方向移動機構３３がガイドレール３２２に沿って図２中のＸ方向に移動する。Ｙ方向移動機構３３もＸ方向移動機構３２と同様の構成となっており、モータ３３１が回転するとボールねじ（図示省略）によりステージ３がガイドレール３３２に沿ってＹ方向に移動する。
【００２７】
検査装置１は、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をさらに有する。コンピュータ５は、欠陥の判定を行うとともに検査装置１の他の構成を制御する制御部としての役割を担う。
【００２８】
図３はコンピュータ５の構成を示すブロック図である。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、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、検査装置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。
【００２９】
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、固定ディスク５４に記憶される。そして、プログラム８０がＲＡＭ５３にコピーされるとともにＣＰＵ５１がＲＡＭ５３内のプログラムに従って演算処理を実行することにより（すなわち、コンピュータがプログラムを実行することにより）、コンピュータ５が欠陥の検出に係る動作を行う。
【００３０】
図４はコンピュータ５により実現される機能構成を示す図である。図４において、入力部５６は図３中のキーボード５６ａまたはマウス５６ｂに対応し、画像メモリ５３１およびメモリ５３２は図３中のＲＡＭ５３に対応する。なお、画像メモリ５３１はコンピュータ５に別途取り付けられた専用のメモリであってもよい。
【００３１】
範囲設定部５０１、ＬＵＴ（ルックアップテーブル）作成部５０２、画像変換部５０３、減算部５０４、比較部５０５および表示制御部５０６はＣＰＵ５１がプログラム８０に従って演算処理を行うことにより、ＣＰＵ５１、ＲＡＭ５３、および、その他の周辺回路により実現される機能を示している。以下、図２ないし図４を参照しながら検査装置１の動作について説明する。
【００３２】
図５は検査装置１の動作の流れを示す図である。検査装置１では、まず、コンピュータ５がステージ駆動部３１を制御して撮像部２の撮像位置を基板９上の所定の位置へと相対的に移動し、撮像部２により多階調（例えば、８ビットならば２５６階調）の対象物画像のデータが取得される。撮像（プリスキャン）は、欠陥が存在しないと想定される領域に対して行われ、取得されたデータは画像メモリ５３１に参照画像データ６０１として記憶されて準備される（ステップＳ１１）。
【００３３】
次に、範囲設定部５０１により、欠陥検出の際に注目する画素値の範囲（以下、「注目画素値範囲」という。）の設定が行われる（ステップＳ１２）。注目画素値範囲の技術的な意義については後述する。注目画素値範囲の設定は、操作者により手作業にて行われるか、自動で行われるか予め設定されている。
【００３４】
注目画素値範囲の設定が手作業にて行われる場合、まず、範囲設定部５０１が参照画像データ６０１を取得し、参照画像の画素値のヒストグラムを生成してディスプレイ５５に表示する。図６はヒストグラム６２ａを例示する図である。ヒストグラム６２ａのように極大値が２つ存在する（以下、「双峰性を有する」という。）場合、中央の極小値近傍の範囲が注目画素値範囲６３として操作者により設定される。設定は入力部５６が操作者の操作を受け付けることにより範囲設定部５０１により行われる。参照画像が２種類の領域（例えば、基板９上の配線パターンの領域とその他の背景領域）を有する場合は、各領域から得られると想定される画素値の範囲の間の範囲が注目画素値範囲６３として設定される。手動にて設定される場合は、操作者の意図通りに注目画素値範囲６３が設定されることとなる。
【００３５】
注目画素値範囲の設定が自動にて行われる場合には、例えば、図６に示す双峰性を有するヒストグラム６２ａに対して、各ピーク近傍の平均値およびピーク近傍の分布の標準偏差σが求められ、各ピークの平均値を中心とする（±σ）の範囲６４１，６４２の間が注目画素値範囲６３として決定される。なお、範囲６４１，６４２は、参照画像が２種類の領域を有する場合は、各領域から得られる画素値の範囲に対応する。また、標準偏差を利用することによりこれらの領域に対応する画素値範囲を適切に決定することができる。
【００３６】
一方、図７に示すヒストグラム６２ｂのように双峰性がみられない（または、コントラストが小さい）場合には、まず、しきい値ＴＨが設定され、しきい値ＴＨの両側の所定の範囲６５１，６５２に属する画素の値の平均値ＡＶ１，ＡＶ２が求められる。そして、平均値ＡＶ１と平均値ＡＶ２の間が注目画素値範囲６３として決定される。なお、範囲６５１，６５２は、参照画像が２種類の領域（例えば、基板９上の配線パターンの領域とその他の背景領域）を有する場合は、各領域から得られると想定される画素値の範囲とされる。すなわち、平均値ＡＶ１，ＡＶ２は、各領域に属する画素の値の平均値に相当する。平均値ＡＶ１，ＡＶ２に代えて中間値等の他の代表値が用いられてもよい。
【００３７】
しきい値ＴＨ１を設定する手法としては、多値画像の２値化の際にしきい値を設定する手法やその他の様々な手法が採用されてよい。例えば、大津展之による「判別および最小２乗基準に基づく自動しきい値選定法」（電子通信学会論文誌’８０／４　ｖｏｌ．Ｊ６３−Ｄ　Ｎｏ．４　３４９−３５６頁）に開示された手法が利用可能である。この手法では、しきい値の適切さを評価する値として、クラス（しきい値により分離される画素値群）内分散およびクラス間分散に基づくクラス分離度を採用し、クラス分離度が最大となるようにしきい値が求められる。この手法により、画像を２つの領域に分ける際に、画素値のヒストグラムが双峰性を有しない場合であってもノンパラメトリックに最適なしきい値を安定して求めることができる。
【００３８】
また、しきい値ＴＨを設定する手法としては、ある観測値（画素値）がいずれの領域（参照画像中の複数の領域のいずれの領域）に属するかを示す曖昧度を定義し、最悪の分布（すなわち、正規分布）に対して曖昧度を最小にするという指針に基づいてしきい値を設定するＫｉｔｔｌｅｒの方法も知られている。もちろん、しきい値ＴＨを設定する手法として他の様々な手法が利用可能である。
【００３９】
注目画素値範囲６３が設定されると、次に、ＬＵＴ作成部５０２により画像を変換するためのＬＵＴ（ルックアップテーブル）が求められる（ステップＳ１３）。具体的には、図６および図７中に符号７１にて示される変換曲線に相当するＬＵＴが求められる。求められたＬＵＴ６１は図４に示すように画像変換部５０３のメモリに格納される。変換曲線７１に対しては横軸および縦軸は画素値に対応する。すなわち、変換曲線７１により、横軸上のある画素値（例えば、０〜２５５のいずれかの値）が縦軸上の画素値（０〜２５５の範囲内の値であってもよく、さらに階調の多い範囲内の値であってもよい。）へと変換される。
【００４０】
変換曲線７１は、注目画素値範囲６３において他の画素値範囲よりも傾斜が大きくされる。その結果、変換曲線７１による変換特性により、注目画素値範囲６３における任意の２つの画素値の差が強調される（換言すれば、注目画素値範囲６３における２つの画素値の差が、他の画素値範囲における２つの画素値の差に対して相対的に拡大される。）こととなる。なお、一方の画素値が注目画素値範囲６３に含まれ、他方の画素値が注目画素値範囲６３に含まれない場合には、双方の画素値が注目画素値範囲６３に含まれない場合に比べて相対的に画素値の差がある程度強調される。
【００４１】
画像変換部５０３は、ＬＵＴ６１を用いて参照画像の各画素の値を変換し、変換済参照画像を生成して変換済参照画像データ６０２として画像メモリ５３１に保存する（ステップＳ１４）。以上の処理により、基板９上のパターンを検査する準備が完了する。
【００４２】
次に、検査装置１は、撮像部２の真下に基板９上の検査の対象となる領域を移動して撮像を行い、撮像部２が被検査画像のデータを取得する（ステップＳ１５）。なお、基板９上には同様のパターンが形成された複数のブロックが存在し、１つのブロック内の特定のパターンの画像が参照画像として取得され、他のブロック内の同様のパターン（すなわち、参照画像に対応する領域）の画像が被検査画像として取得される。
【００４３】
被検査画像の画素値は順次画像変換部５０３へと入力され、被検査画像の各画素の値がＬＵＴ６１により変換されて減算部５０４へと出力される。これにより、実質的に変換済被検査画像のデータが求められる（ステップＳ１６）。
【００４４】
変換済被検査画像の画素値が減算部５０４に入力されると同時に、画像メモリ５３１から変換済参照画像の対応する画素値が入力され、減算部５０４にて両画素値の差分絶対値が求められる。これにより、実質的に減算部５０４にて変換済被検査画像と変換済参照画像との差分絶対値画像（以下、「強調差分画像」という。）が求められることとなる（ステップＳ１７）。
【００４５】
減算部５０４にて求められた差分絶対値は比較部５０５にて所定のしきい値と比較され（ステップＳ１８）、差分絶対値がしきい値よりも小さい場合には被検査画像中の対応する画素が非欠陥を示すと判定され、しきい値よりも大きい場合には被検査画像中の対応する画素が欠陥を示すと判定される。被検査画像全体に対応する比較結果の集合は検査結果データ６０３としてメモリ５３２に記憶される。検査結果データ６０３は必要に応じて表示制御部５０６を介してディスプレイ５５上に２値画像として表示され（ステップＳ１９）、操作者により欠陥の有無が確認される。
【００４６】
以上のように、検査装置１では被検査画像および参照画像に対してＬＵＴ６１による変換を施し、変換後の両画像の差分絶対値画像を用いて検査が行われる。ここで、既述のようにＬＵＴ６１は注目画素値範囲における任意の２つの画素値の差を強調する変換を行うため、被検査画像中のある位置の画素の値と参照画像中の対応する画素の値とが注目画素値範囲に含まれる場合には、これらの画素値の差が強調される（これらの画素値が注目画素値範囲外である場合に比べて相対的に強調される）こととなる。
【００４７】
注目画素値範囲は、参照画像が２種類の領域、例えば、基板９上の配線パターンの領域とその他の背景領域とを有する場合は、少なくとも、各領域に対応する画素値の代表値（最も好ましい代表値は容易に求めることができる平均値である。）の間に位置する（図６の場合は、各領域から得られる画素値範囲の間の画素値範囲に対応するが、この画素値範囲も代表値の間に位置する）ことから、ＬＵＴ６１による変換により、実質的に２種類の領域のいずれに属するか不明である（あるいは、いずれかの領域に属する可能性が相対的に低い）画素に対して強調差分画像での画素値が強調されることとなる。
【００４８】
以上の処理により、例えば、撮像部２のチャージアップ現象程度の画素値の変動では被検査画像中の画素値が注目画素値範囲６３に含まれないように注目画素値範囲６３を設定することにより、チャージアップ現象により生じた強調差分画像中の画素値を欠陥により生じた画素値よりも相対的に小さくすることができる。その結果、欠陥により生じた被検査画像と参照画像との画素値の差を強調することができ、強調差分画像の画素値を所定のしきい値と比較することにより適切に欠陥を検出することが実現される。
【００４９】
なお、注目画素値範囲を、参照画像中の２つの領域から得られる画素値範囲の代表値の間に含まれる画素値範囲とすることにより、ＬＵＴによる変換は、領域内（例えば、配線パターン領域内または背景領域内）の画素値のばらつきを（いずれの領域に属するか不明な画素値に対して）相対的に減少させる、あるいは、２つの領域における画素値の平均値の差（さらに換言すれば、領域間の画素値のおよその差）を増大させる変換であると捉えることもできる。その結果、強調差分画像において領域間の画素値の差分を強調する（もしくは、領域内の画素値の差分を減少させる、または、領域間の画素値の差分を強調しつ領域内の画素値の差分を減少させる）ことが実現される。
【００５０】
また、図７に示しす場合のように、参照画像（後述のように被検査画像でもよい）からノンパラメトリックに領域分割用のしきい値を求めることにより、欠陥と非欠陥とにおける画素値の差が小さい場合（画像のコントラストが小さい場合）であっても適切に欠陥検出を行うことができる。
【００５１】
図８は注目画素値範囲の他の例を示す図である。図８は図６と同様の参照画像の画素値のヒストグラム６２ａに対して、度数がある程度存在する画素値範囲よりも大きな画素値の範囲が注目画素値範囲６３として設定される様子を示している。参照画像が２種類の領域（例えば、配線パターン領域とその他の背景領域）を有する場合は、各領域から得られる画素値範囲６４１，６４２よりも大きな画素値の範囲が注目画素値範囲６３として設定される。この場合においても、注目画素値範囲６３は操作者による手作業にて設定されてもよく、各ピークの平均値や標準偏差に基づいて自動的に設定されてもよい。
【００５２】
そして、符号７２にて示すように、注目画素値範囲６３における任意の２つの画素値の差を強調する変換曲線（すなわち、ＬＵＴ６１）が求められる。変換曲線７２により、ある位置において通常の画素値よりも極端に大きな画素値が被検査画像に存在する場合、強調差分画像においてこの位置の画素値が強調され、欠陥として容易に検出されることとなる。例えば、基板９上の特定の反射率を有する異物欠陥により照明光が異常に反射されて被検査画像において画素値が大きくなってしまう場合に欠陥が容易に検出されることとなる。
【００５３】
なお、極端に画素値が大きくなる欠陥を検出することを目的として範囲６４２は大きく設定されることが好ましい。例えば、画素値が大きい方のピーク近傍の平均値にこのピークに対応する標準偏差σの３倍を加算した値以上の範囲が注目画素値範囲６３として設定されてよい。標準偏差を利用することにより、特定の領域（例えば、配線パターン領域）に対応する画素値範囲６４２を適切に求めることができ、注目画素値範囲６３をこの画素値範囲６４２の外に容易に（すなわち、一定の基準に基づいて）位置させることができる。
【００５４】
以上のように、注目画素値範囲は被検査画像（または参照画像）中において欠陥が検出されるべき画素値の範囲として設定される。検出すべき欠陥の種類に応じて注目画素値範囲が設定されることにより、様々な欠陥を精度よく検出することが実現される。
【００５５】
図９はコンピュータ５がプログラム８０に従って動作することにより実現される機能の他の例を示す図である。なお、減算部５０４よりも下流の機能構成は図４と同様であり、図４と同様の機能には同符号を付している。図１０は図９に示すコンピュータ５の動作の流れを示す図である。
【００５６】
図９に示すコンピュータ５を有する検査装置１では、まず、撮像部２により基板９上の一のブロックの所定領域が撮像されて参照画像データ６０１が画像メモリ５３１に記憶され（ステップＳ２１）、続いて、基板９が移動して基板９上の他のブロックの所定領域が撮像されて被検査画像データ６１１が画像メモリ５３１に記憶される（ステップＳ２２）。
【００５７】
範囲設定部５０１では、参照画像および被検査画像のヒストグラムが求められ、参照画像のヒストグラムに基づいて参照画像用の注目画素値範囲が設定され、被検査画像のヒストグラムに基づいて被検査画像用の注目画素値範囲が設定される（ステップＳ２３）。なお、注目画素値範囲は手動にて設定されてもよく、自動で設定されてもよい。自動にて設定される場合の手法（アルゴリズム）は、参照画像および被検査画像に対して同様である。
【００５８】
次に、ＬＵＴ作成部５０２が、参照画像データ６０１に基づいて参照画像用ＬＵＴ６１ａを生成し（ステップＳ２４）、被検査画像データ６１１に基づいて被検査画像用ＬＵＴ６１ｂを生成する（ステップＳ２５）。そして、生成された２つのＬＵＴ６１ａ、６１ｂは画像変換部５０３に記憶される。なお、被検査画像用ＬＵＴ６１ｂは被検査画像用の注目画素値範囲および被検査画像のヒストグラムに基づいて生成されるという点を除いて、参照画像および参照画像用の注目画素値範囲から参照画像用ＬＵＴ６１ａを求める手法（例えば、図６ないし図８にて例示した手法）と同様である。
【００５９】
画像変換部５０３では、参照画像の各画素の値を参照画像用ＬＵＴ６１ａを用いて変換し（ステップＳ２６）、被検査画像の対応する画素の値を被検査画像用ＬＵＴ６１ｂを用いて変換する（ステップＳ２７）。これにより、変換済参照画像と変換済被検査画像とが実質的に求められる。
【００６０】
変換後の両画素値は減算部５０４に入力されて差分絶対値が求められ（図５：ステップＳ１７）、差分絶対値が比較部５０５にて所定のしきい値と比較されることにより（ステップＳ１８）、画素ごとの検査結果が得られる。すなわち、実質的に変換済参照画像と変換済被検査画像との差分絶対値画像が強調差分画像として求められて所定のしきい値により２値化される。検査結果、すなわち、欠陥画素を示す２値画像は検査結果データ６０３としてメモリ５３２に保存され、必要に応じてディスプレイ５５に表示される（ステップＳ１９）。
【００６１】
以上のように、図９に示すコンピュータ５では、画像を変換するためのＬＵＴが参照画像および被検査画像のそれぞれについて求められる。これにより、参照画像と被検査画像とにおいて画像の質（例えば、明るさ、画素値の分布範囲等）が異なる場合であっても、これらの画像の質の相違の影響を低減することが可能となる。
【００６２】
例えば、参照画像および被検査画像のヒストグラムが図６に例示したように双峰性を有するが、ピークの位置が両ヒストグラムにおいてずれている場合であっても、ピーク間の谷間を基準として注目画素値範囲が設定されるため、谷間において任意の２つの画素値の差が相対的に強調される変換が行われることとなる。その結果、参照画像および被検査画像のそれぞれにおいて、特定の領域（例えば、基板９上の配線パターン領域や背景領域）のいずれかに属すると判定困難な画素に対して強調差分画像の画素値が適切に強調されることとなる。
【００６３】
また、図１０に示す動作により、ヒストグラムが１つのピークしか有しない場合であっても、参照画像のヒストグラムのピークの位置と被検査画像のヒストグラムのピークの位置のずれの影響を抑制することが実現される。
【００６４】
図１１は、検査装置１においてヒストグラムに基づいて注目画素値範囲および変換特性（ＬＵＴ）が設定される他の例を説明するための図である。図１１に示すヒストグラム６２ａは図６と同様に２つのピークを有し、これらのピークに対応する基板９上の２つの領域の画素値範囲６４１，６４２が求められる。そして、画素値範囲６４１，６４２以外が注目画素値範囲６３ａ，６３ｂ，６３ｃとして設定される。
【００６５】
したがって、ＬＵＴに相当する変換曲線７３は、３つの注目画素値範囲６３ａ，６３ｂ，６３ｃにて傾斜が大きくなり、２つの画素値範囲６４１，６４２では傾斜が緩やかとなる。その結果、参照画像および（または）被検査画像において３つの注目画素値範囲のいずれかに属する画素に対応する強調差分画像中の画素の値が強調されることとなる。すなわち、基板９上の特定の領域に属することが明らかでない全ての画素が強調差分画像において強調されることとなる。
【００６６】
図１２は、基板９上に３つの（３種類の）領域が存在し、３つのピークを有するヒストグラム６２ｃが得られた場合の変換曲線７４を例示する図である。例えば、図１３に示すように、参照画像（または被検査画像）７００が背景領域７０１、第１配線領域７０２および第２配線領域７０３を有し、ライン７００ａにおける画素値がグラフ７００ｂとなる場合に、図１２に例示するヒストグラム６２ｃが得られる。
【００６７】
図１２に示す変換曲線７４の生成手法は図１１と同様であり、各領域に対応する画素値範囲では変換曲線７４の傾斜が緩やかとされ、いずれの領域にも対応しない画素値範囲（極端に暗い箇所および極端に明るい箇所を含む。）が注目画素値範囲とされ、注目画素値範囲にて変換曲線７４の傾斜が大きくされる。なお、検出したい欠陥の画素値が、特定の画素値範囲にしか存在しないことが明らかな場合には、図１２に示すように多くの注目画素値範囲が設定される必要はない。
【００６８】
図１４は、予め基板９上に３つの領域が存在することが判っているが、ヒストグラム６２ｄが各領域に対応するピークを有しない場合の注目画素値範囲の設定の様子を例示する図である。
【００６９】
図１４に示すヒストグラム６２ｄが得られた場合、まず、前掲の大津展之による論文にて提案された手法を用いて、ヒストグラム６２ｄを３つの部分に分割するための２つのしきい値ＴＨ１，ＴＨ２が求められる。そして、ヒストグラム６２ｄの分割された部分の平均値ＡＶ１１，ＡＶ１２，ＡＶ１３が求められる。さらに、平均値ＡＶ１１と平均値ＡＶ１３との間が注目画素値範囲６３として設定され、変換曲線７５が求められる。
【００７０】
ヒストグラム６２ｄでは、所定の画素値からしきい値ＴＨ１までの画素値範囲６５１、しきい値ＴＨ１からしきい値ＴＨ２までの画素値範囲６５２、および、しきい値ＴＨ２から所定の画素値までの画素値範囲６５３がそれぞれ基板９上の特定の領域に対応するとみなされる。しかしながら、ヒストグラム６２ｄのように各領域に対応する画素値範囲が明確でない場合、画素値範囲６５２にて欠陥を重点的に検出する必要が生じる。そこで、画素値範囲６５２を含む範囲として平均値ＡＶ１１から平均値ＡＶ１３までの範囲が注目画素値範囲６３として決定され、この画素値範囲にて傾斜が大きい変換曲線７５が設定される。
【００７１】
なお、基板９上の各領域に対応してヒストグラム中にピークが明瞭に現れない場合のしきい値の設定方法としては他のどのような手法が利用されてもよい。また、基板９上の領域の種類の数は４以上であってもよく、領域の種類の数は必ずしも既知である必要はない。
【００７２】
図１５はコンピュータ５がプログラム８０に従って動作することにより実現される機能のさらに他の例を示す図である。図１５は図４に示す構成から減算部５０４を省略したものとなっており、図１５に示す機能構成により変換済参照画像データ６０２を生成することなく強調差分画像が生成される。なお、比較部５０５よりも下流の機能構成は図４と同様であり、図４と同様の機能には同符号を付している。図１６は図１５に示すコンピュータ５の動作の流れを示す図である。
【００７３】
図１５に示すコンピュータ５を有する検査装置１では、まず、撮像部２により参照画像データ６０１が取得されて画像メモリ５３１に記憶され（ステップＳ３１）、範囲設定部５０１において参照画像のヒストグラムに基づいて注目画素値範囲の設定が行われる（ステップＳ３２）。
【００７４】
次に、ＬＵＴ作成部５０２が、参照画像データ６０１に基づいて２次元ＬＵＴ６１ｃを生成し（ステップＳ３３）、２次元ＬＵＴ６１ｃが画像変換部５０３に記憶される。２次元ＬＵＴ６１ｃは参照画像の画素値と被検査画像の対応する画素値を入力とし、２つの入力に対応する強調差分画像の画素値を決定する変換特性を示すテーブルとなっている。そして、検査装置１では撮像部２にて被検査画像データが取得されると（ステップＳ３４）、画像変換部５０３により強調差分画像の画素値が求められ（ステップＳ３５）、強調差分画像の画素値としきい値とが比較部５０５において比較されることにより検査が実行される（ステップＳ３６）。比較結果は必要に応じてディスプレイ５５に表される（ステップＳ３７）。
【００７５】
図１７（ａ），（ｂ）はＬＵＴ作成部５０２にて作成される２次元ＬＵＴ６１ｃの例を説明するための図である。図１７（ａ）は図４に示す場合のように変換済参照画像（および変換済被検査画像）が生成されると仮定した場合の変換曲線（変換特性）７１１を示しており、図１７（ｂ）は図１７（ａ）の変換曲線７１１に応じて強調差分画像を生成するための２次元ＬＵＴ６１ｃの様子を模式的に示している。図１７（ｂ）では左下が原点（０，０）であり横軸は被検査画像の画素値を示し、縦軸は参照画像の画素値を示している。そして、これらの画素値にて決定される座標におけるテーブルの値が強調差分画像の画素値として特定される。図１７（ｂ）中の破線は、２次元ＬＵＴ６１ｃに含まれる値の大小の様子を等高線として示す線である。
【００７６】
図１８（ａ），（ｂ）は参考のために例示する２次元ＬＵＴを説明するための図である。図１８（ａ）は画素値を変更しない変換曲線７１２（すなわち、直線）を示しており、図１８（ｂ）は図１８（ａ）の変換曲線７１２に対応する２次元ＬＵＴの様子を模式的に示す図である。図１８（ｂ）に示す２次元ＬＵＴでは、被検査画像の画素値と参照画像の画素値との差がそのまま出力値となるように２次元ＬＵＴ内の値が対角線８１からの距離に比例している。
【００７７】
一方、図１７（ｂ）に示す２次元ＬＵＴ６１ｃでは、対角線８１上では値「０」が格納されるが、中央に向かって等高線が突出するように各座標の値が設定されている。その結果、被検査画像の画素値と参照画像の画素値とが共に図１７（ａ）にて傾斜が急な画素値範囲に属する場合には（すなわち、図１７（ｂ）の中央付近では）、被検査画像の画素値と参照画像の画素値との差に対して相対的に大きな値が２次元ＬＵＴ６１ｃにより特定されることとなる。逆に、被検査画像の画素値と参照画像の画素値とが共に図１７（ａ）にて傾斜が緩やかな画素値範囲に属する場合には（すなわち、図１７（ａ）の原点側または原点とは反対側）では、被検査画像の画素値と参照画像の画素値との差に対して相対的に小さな値が２次元ＬＵＴ６１ｃにより特定されることとなる。
【００７８】
以上のように、ＬＵＴ作成部５０２にて作成される２次元ＬＵＴ６１ｃは、変換特性に従って参照画像および被検査画像の変換を行うことなく、被検査画像の画素値と参照画像の画素値とから直接かつ効率よく強調差分画像の画素値を求めることができるテーブルとなっている。これにより、検査装置１における検査を高速に行うことが実現される。
【００７９】
図１９は、図９に示す参照画像用ＬＵＴ６１ａおよび被検査画像用ＬＵＴ６１ｂを用いて強調差分画像を生成する動作と同様の動作を２次元ＬＵＴにて実現する場合のコンピュータ５の機能構成を示す図である。図１９に示す機能構成は、図９に示す構成から減算部５０４を省き、画像変換部５０３に２次元ＬＵＴ６１ｄが準備されるという点でのみ相違している。
【００８０】
図１９に示すコンピュータ５の動作では、まず、図１０中のステップＳ２１〜Ｓ２３と同様の動作が行われ、その後、図１６中のステップＳ３３，Ｓ３５〜Ｓ３７と同様の動作が行われる。すなわち、画像メモリ５３１に参照画像データ６０１および被検査画像データ６１１が準備され（ステップＳ２１，Ｓ２２）、これらの画素値のヒストグラムに基づいて範囲設定部５０１にて注目画素値範囲が設定される（ステップＳ２３）。そして、注目画素値範囲に基づいてＬＵＴ作成部５０２が２次元ＬＵＴ６１ｄを生成する（ステップＳ３３）。
【００８１】
図２０（ａ），（ｂ）は、２次元ＬＵＴ６１ｄの例を説明するための図である。図２０（ａ）中の変換曲線７１３は参照画像から導かれる変換特性を示しており、変換曲線７１４は被検査画像から導かれる変換特性を示している。そして、これらの変換特性に対応して図２０（ｂ）に示す２次元ＬＵＴ６１ｄがＬＵＴ作成部５０２にて生成される。なお、ＬＵＴ作成部５０２では図２０（ａ）に示す変換曲線を求めることなく参照画像および被検査画像に対して設定された注目画素値範囲から２次元ＬＵＴ６１ｄが直接生成されてよい。
【００８２】
図２０（ｂ）に示す２次元ＬＵＴ６１ｄでは、およそ曲線８１ａ上にて値「０」が設定され、図１７（ｂ）に示す２次元ＬＵＴ６１ｃと比べて等高線が歪んだ状態となっている。これにより、参照画像と被検査画像とにおいて画像の質（例えば、明るさ、画素値の分布範囲等）が異なる場合であっても、これらの画像の質の相違の影響を低減しつつ強調差分画像を生成することが可能となり、図９に示す機能構成の場合と同様の検査を高速に行うことが実現される（ステップＳ３５〜Ｓ３７参照）。
【００８３】
以上に説明した実施の形態では、強調差分画像を求めることにより欠陥の性質に応じた適切な検査を実現しているが、強調差分画像は元の参照画像と被検査画像との差分絶対値画像（以下、「単純差分画像」という。）を用いて加工されてもよい。図２１は、図４または図９に示す構成において、強調差分画像と単純差分画像とが合成される場合のコンピュータ５の機能構成の一部を示す図である。図２１では、図４または図９に示す構成に対して、減算部５０４が、第１減算部５０４ａ、第２減算部５０４ｂおよび合成部５０７に置き換えられたものとなっている。他の構成は図４または図９と同様であり、以下の説明では同様の符号を付して説明を行う。
【００８４】
なお、図２１では、参照画像データ６０１、変換済参照画像データ６０２、被検査画像データ６１１および変換済被検査画像データ６１２が画像メモリ５３１に記憶されるものとして記載しているが、参照画像データ６０１以外は画像メモリ５３１に記憶されることなく、第１減算部５０４ａや第２減算部５０４ｂに直接入力されてもよい。
【００８５】
図２１に示す構成により検査が実行される際には、図５におけるステップＳ１８に代えて図２２に示す動作が実行される。図２１に示す構成においても図４に示すＬＵＴ６１、または、図９に示す参照画像用ＬＵＴ６１ａおよび被検査画像用ＬＵＴ６１ｂが生成され、参照画像データ６０１および被検査画像データ６１１が画像変換部５０３により変換され、変換済参照画像データ６０２および変換済被検査画像データ６１２が求められる（図５：ステップＳ１１〜Ｓ１６、または、図１０：ステップＳ２１〜Ｓ２７）。
【００８６】
その後、これらの変換済みの画像データが第２減算部５０４ｂに入力されて強調差分画像のデータが生成される（図５：ステップＳ１７）。このとき、参照画像データ６０１および被検査画像データ６１１が第１減算部５０４ａに入力され、単純差分画像のデータが求められる（図２２：ステップＳ１８１）。強調差分画像の画素値および単純差分画像の対応する画素の値は合成部５０７に入力され、これらの画素値の積の平方根が合成された画素値として求められる（ステップＳ１８２）。これにより、実質的に強調差分画像と単純差分画像とを合成した合成差分画像のデータが生成される。
【００８７】
合成差分画像の各画素値は、比較部５０５にて所定のしきい値と比較され（ステップＳ１８３）、比較結果が検査結果データ６０３としてメモリ５３２に保存され（図４参照）、必要に応じてディスプレイ５５に表示される（図５：ステップＳ１９）。
【００８８】
以上のように、図２１に示す構成を有するコンピュータ５では、強調差分画像と単純差分画像とが合成された上で所定のしきい値との比較を行って欠陥画素の検出が行われる。画像を変換するための特性を示す変換曲線がコンピュータによる演算処理により設定される場合は、図６ないし図８に例示したように変換曲線は折れ線であることが好ましい。しかしながら、場合によっては折れ線では差分画像の強調が過度に行われることがある。そこで、このような場合に図２１に示す構成により強調差分画像と単純差分画像とを合成して強調の度合いを緩和することにより、適切な検査が実現される。
【００８９】
図２３は、２次元ＬＵＴを用いる場合において（図１５または図１９参照）、強調差分画像と単純差分画像との合成を行う構成を示す図である。図２３に示す構成では、画像変換部５０３に２次元ＬＵＴが準備され、参照画像データ６０１および被検査画像データ６１１から画像変換部５０３により直接、強調差分画像のデータが生成され、合成部５０７に入力される。一方、参照画像データ６０１および被検査画像データ６１１が減算部５０４にて減算されて単純差分画像のデータが生成され、合成部５０７に入力される。そして、合成部５０７にて強調差分画像と単純差分画像とが合成され、比較部５０５にて所定のしきい値と合成差分画像の画素値とが比較されて検査が行われる。すなわち、強調差分画像のデータが画像変換部５０３にて直接生成されるという点を除いて、図２１に示す構成と同様の動作が行われる。
【００９０】
なお、画像変換部５０３の２次元ＬＵＴに、合成処理を含めた値が格納されてもよい。この場合、検査装置１の構成は図１５や図１９と同様となる。図２４は図１７（ｂ）に示す２次元ＬＵＴに合成処理を含めた２次元ＬＵＴの様子を示す図であり、図２５（ａ）ないし（ｄ）はそれぞれ、被検査画像の画素値が、５０、１００、１２５、１５０である場合の参照画像の画素値とＬＵＴに格納されている値（すなわち、合成差分画像の画素値）との関係を示すグラフである。
【００９１】
図２４に示すように、２次元ＬＵＴは図１７（ｂ）に示すものからＬＵＴ内における値の変化（すなわち、分布）が緩やかとなっている。図２５（ａ）ないし（ｄ）において、実線は図２４に示すＬＵＴにおける参照画像の画素値とＬＵＴ内の値との関係を示しており、破線は図１７（ｂ）における参照画像の画素値とＬＵＴ内の値との関係を示しており、一点鎖線は図１８（ｂ）（すなわち、差分絶対値画像の強調が行われない場合のＬＵＴ）における参照画像の画素値とＬＵＴ内の値との関係を示している。
【００９２】
図２５（ａ）ないし（ｄ）に示すように、図２４に示す２次元ＬＵＴにより変換された画像は、強調差分画像の強調の度合いを単純差分画像にて緩和したものとなる。２次元ＬＵＴにて直接、合成差分画像を生成することにより、検査装置１のコンピュータ５における演算処理を簡素化することが実現される。
【００９３】
以上の説明における検査装置１では、参照画像と被検査画像との全体において比較検査を行うが、検査は参照画像と被検査画像との部分ごとに行われてもよい。換言すれば、撮像部２により取得される画像の一部が上記説明における被検査画像として取り扱われてもよい。以下、撮像部２により取得される画像を全体被検査画像といい、演算対象となる全体被検査画像の一部を部分被検査画像という。これに合わせて参照画像の全体および一部をそれぞれ、全体参照画像および部分参照画像という。図２６は部分被検査画像ごとに検査が行われる際の検査装置１の動作の流れを示す図である。
【００９４】
まず、撮像部２により全体参照画像および全体被検査画像のデータが取得されて準備されると（ステップＳ４１）、全体参照画像および全体被検査画像が複数の部分参照画像および部分被検査画像に分割される（ステップＳ４２）。図２７は画像６６０（全体参照画像または全体被検査画像）が複数の部分画像６６１に分割される様子を例示する図である。そして、１つの部分参照画像のデータと対応する部分被検査画像のデータに対して上述の処理が行われ、部分被検査画像に対応する強調差分画像や合成差分画像が求められ、強調差分画像または合成差分画像の各画素がしきい値と比較されることにより検査が行われる（ステップＳ４３）。
【００９５】
１つの部分被検査画像に対して検査が完了すると、次の部分被検査画像に対して検査が実行され、全ての部分被検査画像に対する検査の完了により全体被検査画像に対する検査が終了する（ステップＳ４４）。全体被検査画像（および全体参照画像）を分割して検査を実行することにより、全体被検査画像内にて領域ごとに画像の質が異なる場合であっても、被検査画像全体に対して適切な検査を行うことが実現される。
【００９６】
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。
【００９７】
例えば、被検査画像および参照画像は撮像部２にて取得された１つの画像の一部であってもよい。例えば、繰り返しパターンを有する画像が撮像部２にて取得され、この画像の一部が参照画像とされ、他の一部が被検査画像とされてもよい。さらに、参照画像は基板９上の互いに対応する複数の画像の平均画像とされてもよく、予め基板９上のパターンの設計データに基づいて参照画像データが生成されてもよい。
【００９８】
上記実施の形態では参照画像のみに基づいて、または、参照画像および被検査画像に基づいてＬＵＴが作成されるが、ＬＵＴは被検査画像の画素値のみに基づいて作成されてもよい。参照画像または被検査画像に基づいてＬＵＴが求められることにより、参照画像または被検査画像の特性をＬＵＴに反映することができるとともに、ＬＵＴの自動生成も可能となる。
【００９９】
ＬＵＴによる変換特性を示す変換曲線は折れ線である必要はなく、注目画素値範囲にて任意の２つの画素値の差を強調する変換が行われるのであれば、滑らかな曲線であってもよい。
【０１００】
また、上記実施の形態では欠陥検出において注目する注目画素値範囲において任意の（２つの）画素値の差が強調されるように強調差分画像が生成されるが、注目される画素値は離散的なものであってもよい。すなわち、複数の注目画素値における任意の画素値の差が強調されるのみであってもよい。これにより。特定の画素値に注目した適切な検査が実現される。上記実施の形態における注目画素値範囲は複数の注目画素値の集合、あるいは、複数の注目画素値を含む範囲と捉えることができる。
【０１０１】
上記図４、図９および図２１に示す構成において変換後の画像の画素値の全範囲は変換前の画像の画素値の全範囲と同じである必要はなく、例えば、変換前の画素値の範囲が０〜２５５であり、変換後の画素値の範囲が０〜１の精度の高い実数であってもよい。同様に、図１５、図１９および図２３に示す構成においても画像変換部５０３にて求められる強調差分画像の画素値の範囲が０〜１の精度の高い実数であってもよい。強調差分画像または合成差分画像と比較されるしきい値は、これらの画像の画素値の範囲に合わせて適宜決定される。なお、０〜１の範囲の画素値へと変換された後に０〜２５５の範囲へとさらに変換されてもよい。
【０１０２】
図２１および図２３において、強調差分画像と単純差分画像とを合成する手法として他の手法が用いられてもよい。強調差分画像の画素値と単純差分画像の画素値との積がそのまま比較部５０５における比較対象とされてもよく、強調差分画像の画素値と単純差分画像の画素値とが一定の比にて足し合わされることにより合成が行われてもよい。具体例としては、パラメータｔ（０＜ｔ＜１）（（０≦ｔ≦１）とされてもよい。）を用いて強調差分画像の画素値と単純差分画像の画素値とが（ｔ：（１−ｔ））にて合成されることにより合成差分画像の画素値が求められてもよい。この場合、パラメータｔを変更することにより、容易に強調差分画像と単純差分画像との合成の度合いを変更することができる。
【０１０３】
また、検査は必ずしも画素単位にて行われる必要はなく、例えば、複数の画素（例えば、２×２画素）の塊が上記実施の形態における１つの画素として取り扱われてもよい。すなわち、上記実施の形態における画素は、画像を構成する物理的な画素に厳密に対応している必要はない。
【０１０４】
上記実施の形態では、撮像部２により取得された画像がコンピュータ５により処理されるものとして説明したが、処理を高速化するために図４、図９、図１５、図１９、図２１および図２３に示す機能の一部が専用の回路とされてもよい。特に、画像変換部５０３、減算部５０４、比較部５０５等は容易に専用回路とすることが可能であり、専用回路を用いることによりＬＵＴの作成後の検査処理を高速に行うことが実現される。
【０１０５】
さらに、検査装置１は、半導体基板上のパターンの検査のみならず、カラーフィルタ、シャドウマスク、高精細プリント配線基板等に形成されたパターン、リードフレームのパターン、あるいは、これらのパターンを形成するためのフォトマスクのパターン等の各種基板上の微細パターンの検査にも利用することができる。
【０１０６】
【発明の効果】
本発明によれば、特定の画素値に注目した適切な検査を行うことができる。特に、検出すべき欠陥の種類に応じて複数の注目画素値を設定することにより、精度よく検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】欠陥が誤検出される様子を説明するための図である。
【図２】検査装置の構成を示す図である。
【図３】コンピュータの構成を示すブロック図である。
【図４】コンピュータの機能構成を示す図である。
【図５】検査装置の動作の流れを示す図である。
【図６】ヒストグラムおよび変換曲線を例示する図である。
【図７】ヒストグラムおよび変換曲線を例示する図である。
【図８】ヒストグラムおよび変換曲線を例示する図である。
【図９】コンピュータの機能構成の他の例を示す図である。
【図１０】検査装置の他の動作の流れを示す図である。
【図１１】ヒストグラムおよび変換曲線を例示する図である。
【図１２】ヒストグラムおよび変換曲線を例示する図である。
【図１３】参照画像を例示する図である。
【図１４】ヒストグラムおよび変換曲線を例示する図である。
【図１５】コンピュータの機能構成の他の例を示す図である。
【図１６】検査装置の動作の流れを示す図である。
【図１７】（ａ）は変換曲線を例示する図であり、（ｂ）は２次元ＬＵＴの様子を示す図である。
【図１８】（ａ）は変換を行わない変換曲線（直線）を例示する図であり、（ｂ）は差分画像の強調を行わない２次元ＬＵＴの様子を示す図である。
【図１９】コンピュータの機能構成の他の例を示す図である。
【図２０】（ａ）は変換曲線を例示する図であり、（ｂ）は２次元ＬＵＴの様子を示す図である。
【図２１】コンピュータの機能構成の他の例を示す図である。
【図２２】検査装置の動作の流れの一部を示す図である。
【図２３】コンピュータの機能構成の他の例を示す図である。
【図２４】２次元ＬＵＴの様子を示す図である。
【図２５】（ａ）ないし（ｄ）は２次元ＬＵＴの特性を説明するための図である。
【図２６】検査装置の動作の流れを示す図である。
【図２７】部分画像を例示する図である。
【符号の説明】
１　検査装置
２　撮像部
５　コンピュータ
９　基板
５１　ＣＰＵ
５２　ＲＯＭ
５３　ＲＡＭ
５６　入力部
６１　ＬＵＴ
６１ａ　参照画像用ＬＵＴ
６１ｂ　被検査画像用ＬＵＴ
６１ｃ，６１ｄ　２次元ＬＵＴ
６３，６３ａ〜６３ｃ　注目画素値範囲
８０　プログラム
５０１　範囲設定部
５０２　ＬＵＴ作成部
５０３　画像変換部
５０４　減算部
５０４ａ　第１減算部
５０４ｂ　第２減算部
５０５　比較部
５０７　合成部
５３１　画像メモリ
６０１　参照画像データ
６１１　被検査画像データ
６６１　部分画像
Ｓ１１〜Ｓ１８，Ｓ４１〜Ｓ４４，Ｓ１８１〜Ｓ１８２　ステップ
【図１】
2004132721.tif 000003
【図２】
2004132721.tif 000004
【図３】
2004132721.tif 000005
【図４】
2004132721.tif 000006
【図５】
2004132721.tif 000007
【図６】
2004132721.tif 000008
【図７】
2004132721.tif 000009
【図８】
2004132721.tif 000010
【図９】
2004132721.tif 000011
【図１０】
2004132721.tif 000012
【図１１】
2004132721.tif 000013
【図１２】
2004132721.tif 000014
【図１３】
2004132721.tif 000015
【図１４】
2004132721.tif 000016
【図１５】
2004132721.tif 000017
【図１６】
2004132721.tif 000018
【図１７】
2004132721.tif 000019
【図１８】
2004132721.tif 000020
【図１９】
2004132721.tif 000021
【図２０】
2004132721.tif 000022
【図２１】
2004132721.tif 000023
【図２２】
2004132721.tif 000024
【図２３】
2004132721.tif 000025
【図２４】
2004132721.tif 000026
【図２５】
2004132721.tif 000027
【図２６】
2004132721.tif 000028
【図２７】
2004132721.tif 000029