(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の参照画像データ又は被検査画像データを取り込む画像取込部と、
前記画像取込部により取り込まれた前記複数の参照画像データをクラスタリングし、複数のクラスタ毎に前記各参照画像データの各特徴量を求める参照画像クラスタリング部と、
前記参照画像クラスタリング部によりクラスタリングされた前記複数のクラスタ毎に前記各参照画像データに基づいて複数の参照クラスタリング画像データを作成する参照クラスタリング画像生成部と、
前記被検査画像データと前記複数の参照クラスタリング画像データとを比較して前記被検査画像データから欠陥画像データを抽出する画像比較部と、
を具備したことを特徴とする欠陥画像検査装置。
【請求項２】
参照画像データ又は被検査画像データを取り込む画像取込部と、
前記画像取込部により取り込まれた前記参照画像データに対して微小な位置、回転及び輝度変動を付加して複数のクローン参照画像データを作成するクローン参照画像作成部と、
前記参照画像データと前記複数のクローン参照画像データとに基づいて参照クラスタリング画像データを作成する参照クラスタリング画像生成部と、
前記画像取込部により取り込まれた前記被検査画像データと前記参照クラスタリング画像データとを比較して前記被検査画像データから欠陥画像データを抽出する画像比較部と、
を具備したことを特徴とする欠陥画像検査装置。
【請求項３】
前記参照画像クラスタリング部は、前記各参照画像データの各正規化輝度ヒストグラムを求め、これら正規化輝度ヒストグラムを相互に比較して任意のクラスタ数で前記複数の参照画像データをクラスタリングすることを特徴とする請求項１記載の欠陥画像検査装置。
【請求項４】
前記参照画像クラスタリング部によりクラスタリングされた前記複数のクラスタ毎に、前記各参照画像データに対して画像処理し、該処理画像データを複写して複数のクローン参照画像データを作成するクローン参照画像作成部、
を有することを特徴とする請求項１記載の欠陥画像検査装置。
【請求項５】
前記クローン参照画像作成部は、前記参照画像データに対して微小な位置、回転及び輝度変動付加を行って前記クローン参照画像データを作成することを特徴とする請求項４記載の欠陥画像検査装置。
【請求項６】
複数の参照画像データをクラスタリングし、複数のクラスタ毎に前記各参照画像データの各特徴量を求める工程と、
前記クラスタリングされた前記複数のクラスタ毎に、前記各参照画像データに基づいて複数の参照クラスタリング画像データを作成する工程と、
被検査画像データと前記複数の参照クラスタリング画像データとを比較して前記被検査画像データから欠陥画像データを抽出する工程と、
を有することを特徴とする欠陥画像検査方法。
【請求項７】
参照画像データに対して微小な位置、回転及び輝度変動を付加して複数のクローン参照画像データを作成する工程と、
前記参照画像データと前記複数のクローン参照画像データとに基づいて参照クラスタリング画像データを作成する工程と、
被検査画像データと前記参照クラスタリング画像データとを比較して前記被検査画像データから欠陥画像データを抽出する工程と、
を有することを特徴とする欠陥画像検査方法。
【請求項８】
前記複数の参照画像データは、前記複数の参照画像データの各正規化輝度ヒストグラムを相互に比較して任意のクラスタ数でクラスタリングされることを特徴とする請求項６記載の欠陥画像検査方法。
【請求項９】
前記クラスタリングされた前記複数のクラスタ毎に、前記各参照画像データを複写してこれら参照画像データに類似した複数のクローン参照画像データを作成する工程、
を有することを特徴とする請求項６記載の欠陥画像検査方法。
【請求項１０】
前記クローン参照画像データは、前記参照画像データに対して微小な位置、回転及び輝度変動付加を行って作成することを特徴とする請求項９記載の欠陥画像検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体ウエハ等の良品の被検査体を撮像して取得される参照画像データを予め登録し、検査時に対象物を撮像して取得されるターゲット検査画像データと参照画像データとを比較して対象物の欠陥検査を行う欠陥画像検査装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハの欠陥検査方法としては、例えば特許文献１に記載された技術がある。この特許文献１には、良品とみなす複数の被検査体から得られる良品の許容領域データと被検査体の画像データとを比較してその差画像データを求め、この差画像データから欠陥を抽出することが開示されている。
【０００３】
具体的な構成を図７に示す。画像取込部１は、例えば半導体製造ラインに流れる良品とみなす半導体ウエハ等の被検査体をＣＣＤ等の撮像装置により撮像し、この撮像装置から出力される画像信号を画像データとして取り込む。この画像取込部１により取り込まれた複数の画像データは、それぞれ良品参照画像データＤｒとして保存する。
【０００４】
これら良品参照画像データＤｒは、複数の良品の被検査体を撮像して取得しているが、これら被検査体を撮像するときの時間経過に伴なって輝度値が変動する時系列変動や、半導体ウエハ等の被検査体を製造する各製造装置毎や各製造ライン毎に起因して輝度値が変動する製造装置変動及び半導体ウエハ等の被検査体を検査する各検査装置毎に起因して輝度値が変動する検査装置変動などの機差変動を含む。
【０００５】
これら良品参照画像データＤｒに含む輝度値の変動は、例えば半導体ウエハ表面上に塗布されるレジストの塗布むらや、半導体ウエハ表面上に形成された複数のレジスト層、半導体ウエハの下地の影響に起因する。又、半導体ウエハ製造プロセスでは、１ロット毎に半導体ウエハを製造するが、これらロット毎にも各良品参照画像データＤｒの輝度値は変動する。
【０００６】
これら良品参照画像データＤｒは、ＸＹ方向の位置合わせ、回転方向の補正及び平均輝度補正が行なわれ、当該各良品参照画像データＤｒの輝度を平均化処理して参照平均画像データを求め、かつ当該各良品参照画像データＤｒの輝度の標準偏差を求める処理を行って参照標準偏差画像データを求める。これら参照平均画像データ及び参照標準偏差画像データは、辞書データＤｉとして予め登録される。
【０００７】
欠陥検査処理時には、被検査体を撮像して取得された画像データを画像取込部１により取り込み、この画像データをターゲット検査画像データＤｔとして記憶する。画像比較部２は、ターゲット検査画像データＤｔと予め登録された参照平均画像データとを比較してその差分画像データを求め、この差分画像データから参照標準偏差画像データの輝度変動分を差し引いて最終差分画像データを算出し、この最終差分画像データに対して所定のしきい値を用いて２値化して欠陥部を抽出した欠陥抽出画像データＤｇを取得する。
【特許文献１】特開２００２−２６７６１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
各良品参照画像データＤｒに含む時系列変動や製造装置変動及び検査装置変動などの機差変動による輝度値の変動幅は、半導体ウエハ製造プロセスにおける製造ライン間、半導体ウエハのロット間、半導体ウエハのロット間で大きくなる。このため、辞書データＤｉは、幅広い輝度値の変動幅を有する複数の良品参照画像データＤｒから作成されるが、良品の半導体ウエハを撮像して取得したターゲット検査画像データＤｔであっても、このターゲット検査画像データＤｔの輝度値が各種要因により参照平均画像データの輝度値から大きく乖離することがある。この結果、ターゲット検査画像データＤｔが良品の半導体ウエハを撮像して取得したものであっても、辞書データＤｉとターゲット検査画像データＤｔとの輝度値の差が大きくなり、半導体ウエハ上に欠陥部が存在しなくても疑似欠陥として抽出してしまう。
【０００９】
各良品参照画像データＤｒの輝度値の大きな変動を抑制するために、ターゲット検査画像データＤｔと参照平均画像データとの差分画像データから参照標準偏差画像データの輝度変動分を差し引いているが、良品参照画像データＤｒの輝度値の変動幅があまりにも大きくなると、参照標準偏差画像データも大きくなり、本来存在する欠陥部の抽出を抑えてしまう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、複数の参照画像データをクラスタリングしてその複数のクラスタ毎に各参照画像データの各特徴量を求め、このクラスタリングされた複数のクラスタ毎に各参照画像データに基づいて複数の参照クラスタリング画像データを作成し、これら参照クラスタリング画像データと被検査画像データとを比較して被検査画像データから欠陥画像データを抽出する欠陥画像検査装置及びその方法である。
【００１１】
本発明は、参照画像データに対して微小な位置、回転及び輝度変動を付加して複数のクローン参照画像データを作成し、参照画像データと複数のクローン参照画像データとに基づいて参照クラスタリング画像データを作成し、画像取込部により取り込まれた被検査画像データと参照クラスタリング画像データとを比較して被検査画像データから欠陥画像データを抽出することを特徴とする欠陥画像検査装置及びその方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、良品参照画像データの輝度値の大きな変動に影響されずに疑似欠陥の検出を抑制できる欠陥画像検査装置及びその方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図７と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【００１４】
図１は欠陥画像検査装置の構成図である。この欠陥画像検査装置は、画像取込部１により取り込んだ複数の良品参照画像データＤｒから複数の参照クラスタリング画像データＤｓを生成する参照クラスタリング画像作成処理部（辞書作成部）１０と、画像取込部１により取り込んだターゲット検査画像データＤｔと参照クラスタリング画像データＤｓとを比較して欠陥抽出画像データＤｇを抽出する欠陥検査処理部１１とを有する。
【００１５】
参照クラスタリング画像作成処理部１０において、参照画像クラスタリング部１２は、複数の良品参照画像データＤｒ毎に各正規化輝度ヒストグラムＨｓ１、Ｈｓ２を求め、これら正規化輝度ヒストグラムＨｓ１、Ｈｓ２をクラスタリング（分類）処理の一種であるｋ−means法により複数の良品参照画像データＤｒをクラスタ数ｋ（＝１，２，３，…，ｎ）でクラスタリングする。このクラスタ数ｋは、複数の正規化輝度ヒストグラムＨｓ１、Ｈｓ２の分布のうち分布形状が類似した各正規化輝度ヒストグラムＨｓ１又はＨｓ２同士を同一クラスタに分類することによって決定する。なお、図１は２つのクラスタ数ｋ（＝２）でクラスタリングされた各参照画像クラスタ群Ｄｋ１、Ｄｋ２を示す。なお、参照画像クラスタリング部１２は、ｋ−means法に限らず、統計的なクラスタ分析手法や分類木、ニューラルネットワーク（自己組織化ネットワーク）などを用いて複数の良品参照画像データＤｒをクラスタリングしてもよい。
【００１６】
クローン参照画像作成部１３は、参照画像クラスタリング部１２によりクラスタリングされた各クラスタ別の各参照画像クラスタ群Ｄｋ１、Ｄｋ２毎に、これら参照画像クラスタ群Ｄｋ１、Ｄｋ２における微小な位置変動、回転、輝度変動を付加してコピーした複数のクローン参照画像データ群Ｄｃ１、Ｄｃ２を生成する。これらクローン参照画像データ群Ｄｃ１、Ｄｃ２を生成する目的は、当該各クローン参照画像データＤｃ１、Ｄｃ２の位置ずれや回転ずれによる座標補正を行う際に、予め参照画像クラスタ群Ｄｋ１、Ｄｋ２とのパターンマッチングを行うが、このマッチング精度の誤差を予め各クローン参照画像データＤｃ１、Ｄｃ２に取り込んでおき、疑似欠陥を抑制するためである。
【００１７】
又、クローン参照画像作成部１３は、各クラスタ別に各参照画像クラスタ群Ｄｋ１、Ｄｋ２と各クローン参照画像データＤｃ１、Ｄｃ２とを表示器１４に表示する。
【００１８】
参照クラスタリング画像生成部１５は、参照画像クラスタリング部１２によりクラスタリングされた各クラスタ毎の各参照画像クラスタ群Ｄｋ１、Ｄｋ２と、クローン参照画像作成部１３により作成された各クラスタ毎の各クローン参照画像データＤｃ１、Ｄｃ２とに基づいて各クラスタ毎の各参照クラスタリング画像データＤｓ１、Ｄｓ２を作成する。
【００１９】
一方、欠陥検査処理部１１において、正規化輝度ヒストグラム作成部１６は、画像取込部１により取り込んだターゲット検査画像データＤｔの正規化輝度ヒストグラムＨｔを求める。
【００２０】
事前比較部１７は、参照画像クラスタリング部１２により求められた例えば２つのクラスタ毎の各正規化輝度ヒストグラムＨｓ１、Ｈｓ２を受け取り、これら正規化輝度ヒストグラムＨｓ１、Ｈｓ２と正規化輝度ヒストグラム作成部１６により求められた正規化輝度ヒストグラムＨｔとを比較して正規化輝度ヒストグラムＨｔに最も類似した正規化輝度ヒストグラムＨｓ１又はＨｓ２を選択し、この選択された正規化輝度ヒストグラムＨｓ１又はＨｓ２に対応した参照クラスタリング画像データＤｓ１又はＤｓ２を事前選択候補として画像比較部１８に通知する。
【００２１】
なお、事前比較部１７は、各クラスタ毎の各正規化輝度ヒストグラムＨｓ１、Ｈｓ２を参照画像クラスタリング部１２から受け取っているが、参照クラスタリング画像生成部１５において各クラスタ毎の各正規化輝度ヒストグラムＨｓ１、Ｈｓ２を求め、これら正規化輝度ヒストグラムＨｓ１、Ｈｓ２を受け取るようにしてもよい。
【００２２】
画像比較部１８は、事前比較部１７により通知された比較結果を受け、この比較結果により選択された参照クラスタリング画像データＤｓ１又はＤｓ２を参照クラスタリング画像生成部１５から選択して受け取り、この参照クラスタリング画像データＤｓ１又はＤｓ２とターゲット検査画像データＤｔとを比較し、この比較結果である最終差分画像データに対して２値化処理を行い、この２値化結果の画像データを欠陥抽出画像データＤｇとして出力する。
【００２３】
なお、画像比較部１８は、事前比較部１７からの比較を受けて参照クラスタリング画像生成部１５から参照クラスタリング画像データＤｓ１又はＤｓ２を受け取っているが、事前比較部１７の比較結果を参照クラスタリング画像生成部１５に通知し、この参照クラスタリング画像生成部１５から参照クラスタリング画像データＤｓ１又はＤｓ２を画像比較部１８に送るようにしてもよい。
【００２４】
次に、上記の如く構成された装置の動作について説明する。
【００２５】
画像取込部１は、例えば半導体製造ラインに流れる良品とみなす半導体ウエハ等の被検査体をＣＣＤ等の撮像装置により撮像し、この撮像装置から出力される画像信号を画像データとして取り込む。この画像取込部１により取り込まれた複数の画像データは、それぞれ良品参照画像データＤｒとして保存する。
【００２６】
参照画像クラスタリング部１２は、図２に示す参照画像クラスタリング処理フローチャートに従い、ステップ＃１において、全ての良品参照画像データＤｒの各正規化輝度ヒストグラムＨｓを算出する。
【００２７】
次に、参照画像クラスタリング部１２は、ステップ＃２において、ｋ−means法においてクラスタ数ｋをｋ＝０に初期化し、次のステップ＃３においてクラスタ数ｋをｋ＝ｋ＋１によりカウント（ｋ＝１）し、次のステップ＃４において各良品参照画像データＤｒの各正規化輝度ヒストグラムＨｓを特徴量としてｋ−means法により各良品参照画像データＤｒをクラスタ分類する。なお、このクラスタ分類は、予めクラスタ数ｋとこれらクラスタ毎の各正規化輝度ヒストグラムＨｓとを設定して行ってもよい。
【００２８】
次に、参照画像クラスタリング部１２は、ステップ＃５において、各クラスタにおいて各クラスタ中心特徴ベクトルと最も離れた特徴ベクトル距離（マンハッタン距離）ｄを求める。この特徴ベクトル距離ｄは、各正規化輝度ヒストグラムＨｓ１、Ｈｓ２の分布形状の類似度を示しており、その値が小さければ各正規化輝度ヒストグラムＨｓ１、Ｈｓ２の分布形状が類似して同一クラスタに分類できることを示し、その値が大きければ各正規化輝度ヒストグラムＨｓ１、Ｈｓ２の分布形状が類似していなく同一クラスタに分類できないことを示す。なお、特徴ベクトル距離ｄは、平均輝度変動の重み付けを行って求めてもよい。
【００２９】
従って、参照画像クラスタリング部１２は、ステップ＃６において、予め設定されたしきい値と特徴ベクトル距離ｄとを比較し、特徴ベクトル距離ｄがしきい値よりも大きければ、各正規化輝度ヒストグラムＨｓ１、Ｈｓ２の分布形状が類似していなく、それぞれ別々のクラスタに分類することを示すので、再びステップ＃３に戻り、クラスタ多数ｋをｋ＝ｋ＋１によりカウントアップしてクラスタ数ｋ（ｋ＝２）として再び特徴ベクトル距離ｄを求める。このようにして各良品参照画像データＤｒの各正規化輝度ヒストグラムＨｓ１、Ｈｓ２をクラスタ数ｋにクラスタ分類していく。
【００３０】
そうして、特徴ベクトル距離ｄがしきい値よりも小さければ、各正規化輝度ヒストグラムＨｓ１、Ｈｓ２の分布形状が既に分類されているクラスタ数ｋの各クラスタに分類可能であるので、参照画像クラスタリング部１２は、ステップ＃７に移り、各良品参照画像データＤｒの各正規化輝度ヒストグラムＨｓ１、Ｈｓ２を各クラスタへの分類を終了する。このクラスタリングの結果、複数の各良品参照画像データＤｒは、例えば２つのクラスタ数（ｋ＝２）の各参照画像クラスタ群Ｄｋ１、Ｄｋ２に分類される。
【００３１】
次に、クローン参照画像作成部１３は、図３に示すクローン参照画像作成フローチャートに従い、ステップ＃１０において、例えば２つの参照画像クラスタ群Ｄｋ１、Ｄｋ２から各クラスタ中心と特徴ベクトルに最も近い特徴ベクトルを有する各参照画像データｃ１、ｃ２を求める。
【００３２】
次に、クローン参照画像作成部１３は、ステップ＃１１において、各良品参照画像データＤｒ同士の最大ＸＹ方向の変位量及び最大回転量を求める。これら最大ＸＹ方向の変位量及び最大回転量は、半導体製造ラインにおいて例えば搬送ロボット等により半導体ウエハを搬送するときに生じる半導体ウエハのＸＹ方向及び回転方向のずれである。
【００３３】
次に、クローン参照画像作成部１３は、ステップ＃１２において、各良品参照画像データＤｒに対してそれぞれ０〜±最大ＸＹ方向の変位量及び０〜±最大回転量の範囲でランダムに、乱数要素を含めた位置変換及び回転変換、さらに微小輝度変調などの処理を行い、これら処理の行なわれた各良品参照画像データＤｒをコピーして各クローン参照画像データＤｃ１、Ｄｃ２を生成する。
【００３４】
次に、クローン参照画像作成部１３は、ステップ＃１３において、各参照画像クラスタ群Ｄｋ１、Ｄｋ２及びクローン参照画像データＤｃ１、Ｄｃ２と各良品参照画像データＤｒとのＸＹ方向の位置変位量及び回転変位量をパターンマッチングにより求め、これら位置変位量及び回転変位量により補正する。これにより、画像比較部１８におけるパターンマッチングの精度誤差に起因して生じるＸＹ方向及び回転方向の微小位置変動による影響が低減される。
【００３５】
ここで、クローン参照画像作成部１３は、各クラスタ別の参照画像クラスタ群Ｄｋ１、Ｄｋ２と各クローン参照画像データＤｃ１、Ｄｃ２とを表示器１４に表示するので、各クラスタ別に参照画像クラスタ群Ｄｋ１、Ｄｋ２及び各クローン参照画像データＤｃ１、Ｄｃ２を確認することができる。この確認の結果、クラスタリングが不適切であれば、参照画像クラスタリング部１２において複数の良品参照画像データＤｒをクラスタリングするときの特徴ベクトル距離ｄに対するしきい値を変更することが可能である。
【００３６】
次に、参照クラスタリング画像生成部１５は、図４に示す参照クラスタリング画像生成処理フローチャートに従い、クローン参照画像作成部１３から各参照画像クラスタ群Ｄｋ１、Ｄｋ２と各クローン参照画像データＤｃ１、Ｄｃ２とを受け取り、ステップ＃２０において、各クラスタ別に各参照画像クラスタ群Ｄｋ１、Ｄｋ２及び各クローン参照画像データＤｃ１、Ｄｃ２の各輝度平均画像データと各輝度標準偏差画像データとを求める。
【００３７】
次に、参照クラスタリング画像生成部１５は、ステップ＃２１において、各クラスタ別に各輝度平均画像データと各輝度標準偏差画像データとを合わせて各クラスタ別の各参照クラスタリング画像データＤｓ１、Ｄｓ２を作成する。
【００３８】
欠陥検査処理時、半導体製造工程に流れる半導体ウエハ等の被検査体をＣＣＤ等の撮像装置により撮像して取得された画像データを画像取込部１により取り込み、この画像データをターゲット検査画像データＤｔとして記憶する。
【００３９】
正規化輝度ヒストグラム作成部１６は、画像取込部１により取り込んだターゲット検査画像データＤｔの正規化輝度ヒストグラムＨｔを求める。
【００４０】
事前比較部１７は、図５に示す事前比較処理フローチャートに従い、ステップ＃３０において、参照画像クラスタリング部１２から例えば２つのクラスタ毎の各正規化輝度ヒストグラムＨｓ１、Ｈｓ２を受け取ると共に、正規化輝度ヒストグラム作成部１６から正規化輝度ヒストグラムＨｔを受け取り、これら正規化輝度ヒストグラムＨｓ１、Ｈｓ２と正規化輝度ヒストグラムＨｔとの各ベクトル間の距離比較を行う。
【００４１】
次に、事前比較部１７は、ステップ＃３１において、各クラスタ別の各正規化輝度ヒストグラムＨｓ１、Ｈｓ２と正規化輝度ヒストグラムＨｔとの各ベクトル間の最も近い正規化輝度ヒストグラムＨｓ、すなわち正規化輝度ヒストグラムＨｔに最も類似した例えば正規化輝度ヒストグラムＨｓ１を選択し、この選択された正規化輝度ヒストグラムＨｓ１に対応した例えば参照クラスタリング画像データＤｓ１を事前選択候補として画像比較部１８に通知する。
【００４２】
画像比較部１８は、事前比較部１７から通知された事前選択候補である参照クラスタリング画像データＤｓ１を参照クラスタリング画像生成部１５から受け取り、この参照クラスタリング画像データＤｓ１とターゲット検査画像データＤｔとをパターンマッチング等により比較し、この比較結果である最終差分画像データに対して２値化処理を行い、この２値化結果の画像データを欠陥抽出画像データＤｇとして出力する。
【００４３】
このように上記第１の実施の形態によれば、複数の良品参照画像データＤｒをクラスタリングして各クラスタ毎に各参照画像クラスタ群Ｄｋ１、Ｄｋ２の各正規化輝度ヒストグラムＨｓを求め、これらクラスタ毎に各良品参照画像データＤｒの各輝度平均画像データと各輝度標準偏差画像データからなる各参照クラスタリング画像データＤｓ１、Ｄｓ２を作成し、事前に選択された参照クラスタリング画像データＤｓ１とターゲット検査画像データＤｔとを比較してターゲット検査画像データＤｔから欠陥画像データＤｇを抽出する。
【００４４】
これにより、ターゲット検査画像データＤｔと比較する参照クラスタリング画像データＤｓ１又はＤｓ２は、複数の良品参照画像データＤｒ中からターゲット検査画像データＤｔに類似した正規化輝度ヒストグラムＨｓ１、Ｈｓ２を有するクラスタの各参照画像クラスタ群Ｄｋ１、Ｄｋ２から生成されるので、良品参照画像データＤｒに含まれる半導体製造ラインにおける時系列変動や製造装置変動及び検査装置変動などの機差変動による大きな変動幅の輝度値による影響を抑制でき、精度高く半導体ウエハ上の欠陥部のみを抽出した欠陥画像データＤｇを出力できる。
【００４５】
又、複数の良品参照画像データＤｒ毎の各正規化輝度ヒストグラムをクラスタリングして、類似した正規化輝度ヒストグラムＨｓ１、Ｈｓ２を有する各クラスタ別に統合するので、事前比較部１７によりターゲット検査画像データＤｔに最も近い参照クラスタリング画像データＤｓ１又はＤｓ２を事前に選択して画像比較部１８によりターゲット検査画像データＤｔと比較することにより、参照クラスタリング画像データＤｓ１又はＤｓ２とターゲット検査画像データＤｔとの比較処理を効率的かつ高速に行うことができる。
【００４６】
又、各クローン参照画像データＤｃ１、Ｄｃ２を作成することにより、パターンマッチングの精度誤差に起因して生じるＸＹ方向及び回転方向の微小位置変動分を補正するので、画像比較部１８により抽出される欠陥抽出画像データＤｇにパターンマッチングの精度誤差に起因する疑似欠陥の発生を抑制できる。さらに、各クローン参照画像データＤｃ１、Ｄｃ２を作成するので、良品参照画像データＤｒの枚数が少ない場合には、良品参照画像データＤｒにおける輝度変化の急峻な領域、例えば半導体ウエハ上の配線部やダイシング領域における疑似欠陥の発生を抑制するのに効果が高い。
【００４７】
事前比較部１７によりターゲット検査画像データＤｔに最も類似した参照クラスタリング画像データＤｓ１又はＤｓ２を事前に選択するので、画像比較部１８では、全ての参照クラスタリング画像データＤｓ１、Ｄｓ２とターゲット検査画像データＤｔとを比較する必要はなく、欠陥画像データＤｇを抽出する処理時間を短縮できる。
【００４８】
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図１同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【００４９】
図６欠陥画像検査装置の構成図である。この欠陥画像検査装置は、上記第１の実施の形態における参照画像クラスタリング部１２を省いた構成である。
【００５０】
クローン参照画像作成部１３は、画像取込部１により取り込まれた複数の良品参照画像データＤｒにおける位置変動、回転、輝度変動を付加してコピーした複数のクローン参照画像データＤｃを生成する。この場合、画像取込部１により取り込まれた良品参照画像データＤｒの枚数が１枚であっても、クローン参照画像作成部１３は、それぞれ異なる位置変動、回転変動、輝度変動を付加することにより複数のクローン参照画像データＤｃを生成することが可能である。
【００５１】
参照クラスタリング画像生成部１５は、画像取込部１により取り込まれた１枚又は複数の良品参照画像データＤｒ及び複数のクローン参照画像データＤｃとに基づいて参照クラスタリング画像データＤｓ１を作成する。
【００５２】
画像比較部１８は、参照クラスタリング画像データＤｓ１とターゲット検査画像データＤｔとをパターンマッチング等により比較し、この比較結果である最終差分画像データに対して２値化処理を行い、この２値化結果の画像データを欠陥抽出画像データＤｇとして出力する。
【００５３】
このように上記第２の実施の形態によれば、クローン参照画像作成部１３により画像取込部１により取り込まれた１枚又は複数の良品参照画像データＤｒから複数のクローン参照画像データＤｃを生成するので、１枚の良品参照画像データＤｒからでも上記第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００５４】
なお、上記第１及び第２の実施の形態は、次のように変形してもよい。
【００５５】
上記第１実施の形態では、クローン参照画像作成部１３により各クローン参照画像データ群Ｄｃ１、Ｄｃ２を生成しているが、良品参照画像データＤｒを多数取得できる場合には、クローン参照画像作成部１３を省いてもよい。又、半導体製造ラインにおける搬送ロボット等により半導体ウエハを搬送するときに生じる半導体ウエハのＸＹ方向及び回転方向のずれや、パターンマッチングの精度誤差に起因して生じるＸＹ方向及び回転方向の微小位置変動分を無視できれば、クローン参照画像作成部１３を無くして各クラスタ別に各参照画像クラスタ群Ｄｋ１、Ｄｋ２のみを参照クラスタリング画像生成部１５に送るようにしてもよい。
【００５６】
又、上記第１及び第２の実施の形態において、上記第１の実施の形態の事前比較部１７を無くし、画像比較部１８により各参照クラスタリング画像データＤｓ１、Ｄｓ２とターゲット検査画像データＤｔとを比較して欠陥領域サイズの小さい方又は両者のアンド／オア（ＡＮＤ／ＯＲ）画像を欠陥画像データＤｇとして抽出するようにしてもよい。
【００５７】
又、上記第１の実施の形態において参照画像クラスタリング部１２は、マンハッタン距離を用いているが、複数の良品参照画像データＤｒの間の各類似度、各相関係数を求めて各良品参照画像データＤｒをクラスタリングしてもよい。
【００５８】
又、参照画像クラスタリング部１２は、正規化輝度ヒストグラムＨｓの代わりに、良品参照画像データＤｒのＸＹ輝度プロファイルや極座標輝度プロファイル、円周輝度プロファイルを用いたり、これら正規化輝度ヒストグラム、ＸＹ輝度プロファイルや極座標輝度プロファイル、円周輝度プロファイルを併用してもよい。カラー画像の場合、カラーヒストグラムを利用することも可能である。
【００５９】
さらに、正規化輝度ヒストグラムＨｓを作成する場合、良品参照画像データＤｒを複数の領域に分割し、これら領域毎に各正規化輝度ヒストグラムＨｓを算出してもよい。特に半導体ウエハでは、当該ウエハ中心部とその周辺部とに分割してそれぞれ各正規化輝度ヒストグラムＨｓを算出することは、レジスト塗布によるウエハ中心部とその周辺部とでのレジスト膜厚の違いによる各輝度値の変動の影響をクラスタリングに反映するのに有効である。
【００６０】
参照画像クラスタリング部１２は、ステップ＃３におけるクラスタ数ｋの設定からステップ＃６におけるしきい値と特徴ベクトル距離ｄとの比較を繰り返すが、このきのクラスタ数ｋの初期値の依存性を無くすためにクラスタ中心ベクトルの初期値を代えてもよく、そのため、ステップ＃３から＃６の繰り返しループを二重ループにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係る欠陥画像検査装置の第１の実施の形態を示す構成図。
【図２】同装置における参照画像クラスタリング処理フローチャート。
【図３】同装置におけるクローン参照画像作成フローチャート。
【図４】同装置における参照クラスタリング画像生成処理フローチャート。
【図５】同装置における事前比較処理フローチャート。
【図６】本発明に係る欠陥画像検査装置の第２の実施の形態を示す構成図。
【図７】従来の欠陥画像検査装置の構成図。
【符号の説明】
【００６２】
１：画像取込部、１０：参照クラスタリング画像作成処理部、１１：欠陥検査処理部、１２：参照画像クラスタリング部、１３：クローン参照画像作成部、１４：表示器、１５：参照クラスタリング画像生成部、１６：正規化輝度ヒストグラム作成部、１７：事前比較部、１８：画像比較部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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