CN103207187B - 外观检查装置及外观检查方法 - Google Patents
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Abstract
提供能够抑制图像传输效率下降并有效进行缺陷检查的外观检查装置及外观检查方法。外观检查装置具有根据拍摄部拍摄形成有图案的基板表面而得到的图像来检测图案的缺陷的检查部。检查部包括：图像传输部，其用于将由拍摄部拍摄基板上的检查对象区域而得到并保存在图像保持存储器的图像数据，传输至多个图像处理用存储器；多个图形处理单元，在通过图像传输部向图像处理用存储器传输的图像数据中，对与各个处理对象区域相对应的图像数据执行用于检测缺陷的检查处理。检查部具有图像处理控制部，图像处理控制部与图像传输部的图像传输动作相独立地从检查任务保持部取得用于规定检查内容的检查任务，并且按照该检查任务对多个图形处理单元进行控制。
Description
技术领域
本发明涉及用于检查在基板形成的图案的缺陷的技术。
背景技术
以往，在检测在半导体晶片等基板上形成的电路图案的缺陷的情况下，取得电路图案的图像，并根据与作为基准的参照图像的比较，来进行提取出缺陷部分的外观检查。最近，为了高速地进行检查处理，所提出的方案是已具有多个处理机部件的并行数据处理型的外观检查装置（例如，专利文献1）。
具体而言，在专利文献1中所记载的外观检查装置中，当对利用线性传感器扫描拍摄得到的图像进行分割时，整体控制用计算机设定用于对多个处理机部件分别分配所分割的图像的条件。然后，图像分配处理部根据分配条件分割上述图像，并分别向处理机部件传输上述图像。然后，各个处理机部件进行所规定的检查处理，提取出电路图案的缺陷。
并且，在专利文献1中所记载的外观检查装置中，根据处理机部件的处理能力或对应各个检查算法的计算负荷，来调整要切割的图像的范围。因此，通过对各个处理机部件施加均等的负荷，来有效地运用处理机部件的处理能力。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011－028410号公报
发明内容
近年，虽然对形成有功率器件、有机EL或LED等微小的管芯（die）（芯片）的基板进行检查的要求越来越大，但是在专利文献1中所记载的外观检查装置中，在对形成有这种微小的管芯的基板进行了检查的情况下，存在所分割的图像的大小变得非常小的情况。这种情况下，在以往的外观检查装置中，由于图像传输次数庞大，在进行图像数据的传输处理时发生的通信等开销时间相对大于图像数据本身的传输时间。因此，在上述开销的影响下，存在传输效率大幅下降的危险。若传输效率下降，最终导致检查时间延长，因而很难有效地进行检查。
本发明的第一目的是，提供一种抑制图像的传输效率的下降来有效地进行缺陷检查的技术。
并且，在专利文献1中所记载的外观检查装置中，需要预先进行试验性检查，来调整对于各个处理机部件的负荷比率，以均衡地对多个处理机部件施加计算处理的负荷。并且，在增加处理机部件以缩短检查时间的情况下，需要再次调整对于处理机部件的负荷比率，作业非常繁杂。
并且，在专利文献1中所记载的外观检查装置中，在开始检查之前，所切割的图像与用于处理图像的处理机部件将结合。因此，根据所切割的图像中包含的缺陷的大小或数量，还会存在处理时间发生变化的情况，导致施加于多个处理机部件的负荷失衡的可能性变高。
本发明的第二目的在于，提供不需要繁杂的作业也能够有效地进行图案的缺陷检查的技术。
为了解决上述问题，在第一方案中，提供一种外观检查装置，该外观检查装置根据拍摄部拍摄形成有图案的基板表面而得到的图像，来检测上述图案的缺陷，上述外观检查装置包括：图像传输部，其用于将由拍摄部拍摄基板上的检查对象区域而得到并保存在图像保持存储器的图像数据，传输至多个图像处理用存储器；多个图像处理部，在通过上述图像传输部向上述图像处理用存储器传输的传输完毕的图像数据中，对与各个处理对象区域相对应的图像数据执行用于检测缺陷的检查处理；图像处理控制部，其与上述图像传输部的图像传输动作相独立地取得用于规定检查内容的检查任务，并且按照该检查任务对多个上述图像处理部进行控制。
并且，在第二方案中，在涉及第一方案的外观检查装置中，上述图像处理控制部判定在向上述图像保持存储器传输的上述传输完毕的图像数据中是否含有上述图像处理部要检查的上述图像数据，在不含有的情况下，使上述图像处理部处于待机状态，直到向上述图像处理用存储器传输上述图像处理部要检查的图像数据为止。
并且，在第三方案中，在涉及第一方案或第二方案的外观检查装置中，在预先设定的数据量的上述图像数据保存在上述图像保持存储器的情况下，上述图像传输部向上述图像处理用存储器传输上述图像数据。
并且，在第四方案中，在涉及第三方案的外观检查装置中，上述拍摄部包括线性传感器；在通过上述拍摄部取得预先设定的线数的图像数据并保存在上述图像保持存储器的情况下，上述图像传输部向上述图像处理用存储器传输上述图像数据。
并且，在第五方案中，在涉及第一方案至第四方案中任一方案的外观检查装置中，上述图像处理部包括图形处理单元（GraphicsProcessingUnit，GPU）。
并且，在第六方案中，提供一种外观检查装置，该外观检查装置根据拍摄部拍摄形成有图案的基板表面而得到的图像，来检测上述图案的缺陷，上述外观检查装置包括：检查任务保持部，其用于保存用于规定检查内容的多个检查任务，多个图像处理部，用于执行与缺陷检测相关的图像处理，图像处理控制部，其按照上述检查任务，分别控制多个上述图像处理部；上述图像处理控制部使多个上述图像处理部按结束基于上述检查任务的图像处理的顺序，依次按照保存在上述检查任务保持部的下一个上述检查任务来执行新的图像处理。
并且，在第七方案中，在涉及第六方案的外观检查装置中，还包括：图像数据保持部，其用于保存由上述拍摄部拍摄得到的图像数据，图像处理用存储器，其用于保存既是上述图像处理部要执行图像处理的图像数据又是将上述拍摄部所拍摄的区域分割而成的分割区域的图像数据的数据；上述图像处理控制部判定在保存于上述图像数据保持部的图像数据中是否含有上述图像处理部要处理的上述分割区域的图像数据，在含有的情况下，向上述图像处理用存储器传输上述分割区域的图像数据。
并且，在第八方案中，在涉及第六方案或第七方案的外观检查装置中，上述拍摄部包括线性传感器；在通过上述拍摄部取得预先设定的线数的图像数据并保存在上述图像保持存储器的情况下，上述图像处理控制部向上述图像处理用存储器传输上述图像数据。
并且，在第九方案中，在涉及第六方案至第八方案中任一方案的外观检查装置中，上述图像处理部包括图形处理单元（GraphicsProcessingUnit）。
并且，在第十方案中，提供一种外观检查方法，在该外观检查方法中，根据拍摄部拍摄形成有图案的基板表面而得到的图像，来检测上述图案的缺陷，上述外观检查方法包括：步骤a-1，将由拍摄部拍摄基板上的检查对象区域而得到并保存在图像保持存储器的图像数据，传输至多个图像处理用存储器，步骤b-1，在上述步骤a-1中向上述图像处理用存储器传输的传输完毕的图像数据中，对与各个处理对象区域相对应的图像数据执行用于检测缺陷的检查处理，步骤c-1，与上述步骤a-1相独立地取得用于规定检查内容的检查任务；按照在步骤c-1取得的检查任务执行上述步骤b-1。
并且，在第十一方案中，提供一种外观检查方法，在该外观检查方法中，根据拍摄部拍摄形成有图案的基板表面而得到的图像，来检测上述图案的缺陷，上述外观检查方法包括：步骤a-2，用于保存用于规定检查内容的多个检查任务，步骤b-2，按照在上述步骤a-2保存的上述检查任务，分别使多个图像处理部分别执行与缺陷检测相关的图像处理；上述步骤b-2中，使上述多个图像处理部按结束基于上述检查任务的图像处理的顺序，依次按照保存在上述检查任务保持部的下一个上述检查任务来执行新的图像处理。
根据涉及第一方案的外观检查装置，由于单独地进行由拍摄部拍摄而得到的图像数据的传输及图像处理部的检查处理，因而能够以高的传输效率从图像保持存储器向图像处理用存储器传输图像数据。因此，能够抑制伴随图像传输的开销导致传输效率下降，能够实现检查的效率化。
根据涉及第二方案的外观检查装置，可使图像处理部处于待机状态，直到传输图像处理部要检查的图像数据为止。因此，能够使准确地执行图像处理部要检查的图像数据的检查处理。
根据涉及第三方案的外观检查装置，由于一次能够传输比较大的数据量的图像数据，能够抑制传输效率下降。
根据涉及第四方案的外观检查装置，能够基于线性传感器所检测出的次数（线数）来进行图像数据的传输。
根据涉及第五方案的外观检查装置，利用图形处理单元作为图像处理部，从而能够高速地进行与缺陷检测相关的图像处理计算。在此，由于图像处理的计算速度越快，越要求图像传输的效率化，因而期待的是，尽可能减少传输时图像的开销的影响。即，与对图像处理部适用CPU的情况相比，在适用图像处理高速的图形处理单元的情况下，抑制检查延迟的效果更大。
根据涉及第六方案的外观检查装置，由于使图像处理部按结束图像处理的顺序，执行下一个新的图像处理，因而能够使各个图像处理部始终处于运转状态。因此，能够有效运用多个图像处理部的处理能力，而不会造成浪费。并且，即使根据缺陷的程度，各个图像处理时间发生变动，也能够均衡地对所有图像处理部施加负荷。因此，检查之前不需要进行繁杂的准备，能够容易地提高检查效率。
根据涉及第七方案的外观检查装置，能够在图像处理部要执行图像处理的分割区域的拍摄结束的情况下，向图像处理用存储器传输图像数据。因此，能够执行图像处理。
根据涉及第八方案的外观检查装置，能够基于线性传感器所检测出的次数（线数）来进行图像数据的传输。
根据涉及第九方案的外观检查装置，利用图形处理单元作为图像处理部，从而能够高速地进行与缺陷检测相关的图像处理计算。
附图说明
图1是涉及第一实施方式的外观检查装置的简要结构图。
图2是涉及第一实施方式的外观检查装置的功能块图。
图3表示基板的一个例子的简要俯视图。
图4是图3中所示的一个管芯的简要俯视图。
图5是表示生成检查任务时的拍摄区域的分割例子的说明图。
图6是表示从缓冲存储器向具有图像处理单元的图像处理用存储器传输了数据量不同的图像数据时的传输率的图。
图7是表示多个图像处理单元的工作顺序的图。
图8是涉及第二实施方式的外观检查装置的功能块图。
图9表示遍及多个管芯执行了扫描拍摄的状态的图。
图10表示多个图形处理单元的工作顺序的图。
图11是表示涉及第一实施方式的外观检查装置的动作的流程图。
图12是表示涉及第二实施方式的外观检查装置的动作的流程图。
具体实施方式
下面，将参照附图对实施方式进行详细的说明。只是，在这些实施方式中所记载的结构仅仅是例示性的，本发明的范围并不局限于此。
1．第一实施方式
1．1．外观检查装置1的结构
图1是涉及第一实施方式的外观检查装置1的简要结构图。并且，图2是涉及第一实施方式的外观检查装置1的功能块图。此外，在图1及之后的各个图中，根据需要放大或简化了各个部件的尺寸或数量，以便于理解。并且，在图1及之后的各个图中，适当地添加了将Z轴方向设为垂直方向、并XY平面设为水平面的左手坐标系，以便于理解各个位置关系。
外观检查装置1基于通过拍摄部3拍摄的图像对作为被检查物的形成于半导体基板9（下面，简称为“基板9”）的图案（电路图案等）的缺陷进行检查。外观检查装置1包括：工作台（基板保持部）2，其用于保存基板9；工作台移动机构21，其用于使工作台2沿着水平方向（X轴方向及Y轴方向）移动；拍摄部3，其用于拍摄基板9的垂直方向上侧（+Z侧）的主面（下面，称为“上表面”）；控制部4，其用于对工作台2等外观检查装置1的各个结构的工作进行控制；检查部5，其基于通过拍摄部3拍摄的图像，来对图案的缺陷进行检测；以及缺陷数据处理部6，其用于对通过检查部5取得的缺陷数据进行处理。
工作台移动机构21包括：Y方向移动机构22，其用于使工作台2沿着Y轴方向移动；X方向移动机构23，其用于使工作台2沿着X方向移动；以及工作台升降机构24，其用于使工作台2沿着Ｚ轴方向移动，来调整焦点。Y方向移动机构22包括：滚珠丝杠（未图示），其与马达221相连接；螺母部件（未图示），其与固定在X方向移动机构23的滚珠丝杠螺纹结合。随着马达221旋转，X方向移动机构23沿着导轨222沿Y轴方向移动。X方向移动机构23也具有与Y方向移动机构22相同的结构，通过借助马达231使未图示的滚珠丝杠旋转，来使工作台2沿着导轨232沿X方向移动。此外，在工作台移动机构21中，除了利用如本实施方式的滚珠丝杠之外，也可以考虑利用线性马达等直线运动机构。
基板9在检查中吸附并固定于工作台2的上表面。因此，通过借助工作台移动机构21使工作台2沿着X方向或Y方向移动，能够使基板9相对于拍摄部3相对地移动。在外观检查装置1中，使基板9沿着X轴方向或Y轴方向移动，来从省略图示的卤素灯及LED等照射部以面状照射或线状照射方式向基板9照射可见光。然后，在基板9反射的反射光由拍摄部3所具有的检测器（这里是指线性传感器31）检测出。此外，也可以照射紫外线、红外线来代替可见光。并且，也可以利用电子束或激光作为光源来射出。
此外，在本实施方式中，通过借助工作台移动机构21使工作台2移动，来使基板9相对于拍摄部3在XY平面内相对地移动。但是，也可以固定工作台2，使拍摄部3移动。当然，也可以使工作台2及拍摄部3个别地移动。即，如果针对拍摄部3能够使基板9相对地移动，那么外观检查装置1无论怎样构成也无妨。
拍摄部3具有线性传感器31。线性传感器3由用于检测向基板9照射的电子束或激光等的多个检测元件排成一列而构成。通过线性传感器31检测的检测信号通过未图示的模数转换器适当地被数字数据化，并经过校正处理等预定的处理之后，依次发送给作为图像信号的检查部的缓冲存储器53。缓冲存储器53是图像保持存储器的一个例子。此外，也可以考虑适用CCD（电荷耦合元件）等面传感器来替代线性传感器31。
控制部4由具有CPU（CentralProcessingUnit，中央处理单元器）和RAM（RandomAccessMemory，随机存取存储器）的一般的计算机构成。图2表示的检查说明制定部41、检查任务生成部43及工作台控制部45为随着CPU按照程序工作而软件性地实现的功能块。此外，也可以通过专用电路等使这些功能的一部分或全部硬件性地实现。
检查说明制定部41提供用于制定检查说明的GUI，以使操作员决定要在外观检查装置1中执行的检查内容。检查说明是在检查之前由操作员赋予的检查条件。操作员经由操作部49设定检查条件（例如，检查范围、检查方法、用于检查的参数等）。作为检查参数，例如，包括用于除去图像上的噪声的滤波器的设定值或作为用于判断图案缺陷的阈值的设定值（例如，像素的浓度值）等。
检查任务生成部43基于通过检查说明制定部41制定的检查说明来生成检查任务。检查任务是后面要说明的图像处理单元59要执行的检查处理的单位。检查任务中包括例如后面要说明的各个图像处理单元59要进行检查处理的部分坐标信息、检查类型（后面要说明的管芯比较检查或信元比较检查等）或适用于各个检查处理的检查参数等。
工作台控制部45通过控制马达221、231的驱动，来控制工作台2在X轴方向或Y轴方向上的移动量、移动速度等。工作台控制部45控制工作台2的移动，以拍摄通过检查说明指定的基板9上的特定区域。
在控制部4连接有显示部47和操作部49，其中，显示部47由用于显示各种信息的液晶显示器等构成，操作部49由用于使进行操作并对控制部4输入各种信息的鼠标或键盘等构成。此外，可以考虑由触控面板构成显示部47，来使显示部47兼备操作部49的功能的一部分或全部。基于在显示部47显示的信息，能够经由操作部49对控制部4进行各种指示输入。
与控制部4相同，检查部5由具有CPU和RAM等的一般的计算机构成，用于进行与图案缺陷检测相关的各种计算处理。检查部5具有检查任务保持部51、缓冲存储器53、图像传输部55。并且，检查部5具有多个图形处理单元控制部57和由多个图形处理单元控制部57分别控制工作的多个图像处理单元59。图像传输部55及图形处理单元控制部57为随着CPU按照未图示的程序进行工作而软件性地实现的功能块。此外，控制部4及检查部5由LAN（局域网）等通信线路连接的两台计算机构成，但也可以考虑由一台计算机来构成。
检查任务保持部51由用于保存检查任务生成部43所生成的检查任务的记忆部（也包括用于暂时记忆信息的RAM等）构成，具有将最初输入的最初取出来的数据结构。通过多个图形处理单元控制部57非同步且互斥地针对针对检查任务保持部51进行访问，来依次取得多个检查任务中的一个。
如上所述，缓冲存储器53是基于线性传感器31依次检测的检测信号来逐次保存图像信号（图像数据）的记忆部。蓄积在缓冲存储器53的图像信号成为与线性传感器31所检测的次数（即，线数）相对应的数据量的图像数据。缓冲存储器53是图像数据保持部的一个例子。
图像传输部55将保存在缓冲存储器53的图像数据分别传输至各个图像处理单元59。若保存在缓冲存储器53的图像数据的容量达到预先设定的数据量，图像传输部55则自动地执行传输。
作为具体的例子，例如，线性传感器31具有8192个检测元件，将分别与各个检测元件相对应的每1像素的信息量设为1字节（=8比特或256灰度），进一步，设定为每当线性传感器31进行1024线的扫描时，图像传输部55进行图像传输。于是，图像传输部55通过一次传输处理传输数据量约为8兆字节（=8192×1024）的图像数据。通过利用这种比较大的单位来传输图像数据，能够相对地减少处理传输时发生的间接或附加性处理（开销）的时间。因此，能够控制传输效率的下降，能够提高检查效率。
图形处理单元控制部57具有对图像处理单元59所具有的图形处理单元591进行控制的功能。图形处理单元控制部57访问检查任务保持部51取得检查任务，并按照该检查任务中所记载的指示，使图形处理单元591进行工作。如上所述，在检查任务中记载有与处理对象区域的坐标位置、检查类型（管芯比较检查或信元比较检查等）、检查参数等相关的信息，因此，图形处理单元控制部57解读该检查信息并按照其内容使图形处理单元591执行图像处理。
图像处理单元59具有图形处理单元591和图像处理用存储器593。图像处理单元59例如由显卡（显示接口卡）构成，经由PCIExpress规格的串行总线等，图像处理单元59以能够进行通信的方式与图像传输部55或图形处理单元控制部57相连接。
图形处理单元591例如可利用美国英伟达（nVIDA）公司等提供的GPGPU（GeneralPurposeComputingonGraphicsProcessingunit，通用计算图形处理单元）等。图形处理单元591具有多个程序蓝色渲染器（programblueshader）（作为以在3D图形中定义的3D模型或光源的信息为基础来计算其视觉效果的程序的代码（软件）及执行程序的代码的硬件，可将处理内容程序化），该程序蓝色渲染器按照预定的程序工作，进行与图案缺陷检测相关的并行性高的计算处理。用于使程序渲染器进行工作的程序开发中，例如，可利用由美国英伟达（nVIDA）公司提供的CUDA（ComputeUnifiedDeviceArchitecture，统一计算设备架构）、OpenCL（开放计算语言）等多种开发环境。图形处理单元591是图像处理部的一个例子。
图像处理用存储器593是提供用于图形处理单元591进行作业的区域的记忆部。例如使用在一般的显卡搭载的、适合图形处理的GDDR（GraphicsDoubleDataRate，图形双倍数据速率）规格的存储器作为图像处理用存储器593。此外，在本实施方式中，如上所述，不仅是用于图形处理单元591的处理的图像数据，由拍摄部3拍摄而得的所有图像数据也都通过图像传输部55传输至图像处理用存储器593。因此，期望的是，图像处理用存储器593为数百兆字节～数千兆字节程度的比较大容量的存储器。此外，近年市场销售的显卡大多数都搭载了数千兆字节的图象存储器，作为图像处理用存储器593具有充分的容量。
图1中所示的缺陷数据处理部6收集在各个图像处理单元59中所检测的缺陷信息，并将检查结果保存在未图示的记忆部（也包括用于暂时记忆信息的RAM等）中。具体而言，，缺陷信息中包含检测出了图案缺陷的位置的坐标信息、缺陷部分的面积信息或缺陷像素的浓度值等。当然，缺陷信息并不局限于此。此外，缺陷数据处理部6也可以由具有CPU及RAM的一台计算机构成，但也可以考虑使控制部4或检查部5兼备缺陷数据处理部6的功能。
1．2．图案缺陷的检查处理
在外观检查装置1中开始检查处理的情况下，首先，基于操作员的操作输入，通过检查说明制定部41生成检查说明。在制定该检查方说明时，操作员指定检查范围、要适用的检查方法等各种检查条件。检查任务生成部43基于所制定的检查说明，来制定检查任务。所制定的检查任务保存在检查任务保持部51中。并且，外观检查装置1通过工作台控制部45，按照检查说明使工作台2移动，并通过拍摄部3拍摄检查范围。
图3是表示基板9的一个例子的简要俯视图。图3中所示的基板9为圆状的半导体晶片，在基板9的表面形成有多个管芯91。图3中所示的拍摄区域300表示线性传感器31沿着Y轴方向扫描拍摄的区域。
图4是图3中所示的一个管芯91的简要俯视图。图4中所示的管芯91中，混杂有相同区域内电路图案的重复性低的区域（下面，称为非重复图案区域93）和像存储器信元等一样在相同区域内存在电路图案的重复性的区域（下面，称为重复图案区域95）。
图5是表示生成检查任务时的拍摄区域300的分割例的说明图。此外，图5中示出的例子是，对于特定的管芯91，拍摄区域300遍及非重复图案区域93及重复图案区域95。
如图5所示，当检查任务生成部43生成检查任务时，将拍摄区域300分割成多个部分区域（这里是分割区域70a～70d）。具体而言，首先，检查任务生成部43将拍摄区域300分割成与非重复图案区域93相对应的区域（这里是分割区域70a、70b、70c）及与重复图案区域95相对应的区域（这里是分割区域70d）。然后，检查任务生成部43进而将所分割而成的区域分别分割成矩形状的区域。由此，将矩形状的分割区域70a～70d设定为个别的检查对象区域。只是，分割拍摄区域300的方法并不局限于上述的方法，可以考虑多种方法。例如，也可以考虑检查任务生成部43将拍摄区域300分割成任意的形状、同等大小，来将这些设定为分割区域。
将关于利用上述的方法分割而成的各个分割区域70a～70d的坐标信息登记在检查任务中。并且，针对各个分割区域70a～70d，还将与要适用的缺陷处理的检查类型相关的信息登记在检查任务中。
例如，对应对分割区域70a～70c的是非重复图案区域93，因此，适用所谓的管芯比较检查。管芯比较检查是指，通过对在与线性传感器30的长度平行的方向上相邻的两个管芯91、91进行比较，来检测图案缺陷的检查方法。
并且，对应分割区域70d的是重复图案区域95，在该分割区域70d内也重复出现相同的电路图案。因此，对分割区域70d适用所谓的信元比较检查。信元比较检查是指，对相邻的重复相同图案进行比较，来检测图案缺陷的检查方法。
像这样，根据分割而成的分割区域70a～70d对应于非重复图案区域93与重复图案区域95中的哪一方，来决定检查类型并登记在检查任务中。
然后，检查任务生成部43与拍摄部3的扫描方向相对应地将所生成的多个检查任务更换排列后保存在检查任务保持部51中。即，对多个检查任务进行执行权分配（排队），使先被拍摄部3扫描拍摄的区域优先通过图像处理单元59进行处理。因此，能够有效地对拍摄部3所扫描的拍摄区域300进行检查处理。
拍摄部3将通过拍摄所取得的图像数据保存在缓冲存储器53中。如果预先设定的图像数据保存在缓冲存储器53中，图像传输部55就会对多个图像处理单元59所具有的图像处理用存储器593传输保存在缓冲存储器53的图像数据。并且，多个图形处理单元控制部57与图像传输部55的图像传输动作非同步地（相独立地）访问检查任务保持部51并取得一个检查任务。
各个图形处理单元控制部57以所取得的检查任务为基础，首先，判定在向图形处理单元控制部57本身要控制的图像处理单元59的图像处理用存储器593传输完毕的图像数据（这里是指传输完毕的线数）中是否含有图像处理单元59要检查的区域（分割区域）的图像数据（传输完毕输的数据的判定）。在判定为传输完毕的图像数据中含有图像处理单元59要检查的分割区域的图像数据的情况下，图形处理单元控制部57对图形处理单元591传输检查参数，并使图形处理单元591对登记在检查任务的检查类型执行检查。另一方面，在判定为传输完毕的图像数据中不含有图像处理单元59要检查的分割区域的图像数据的情况下，图形处理单元控制部57使图形处理单元591处于待机状态，直到传输检查对象区域的图像数据为止。
为了判定上述传输完毕的图像数据，也可以每当图像传输部55向各个图像处理单元59传输图像数据时，向图形处理单元控制部57通知与向各个图像处理单元59传输的图像数据相关的信息。或者，在判定上述传输完毕的图像数据时，也可以使图形处理单元控制部57分别向图像传输部55询问与传输完毕的图像数据相关的信息。此外，在后者情况下，容易管理与传输完毕的图像数据相关的信息。因此，通过追加图像处理单元59，也容易应对增加图形处理单元控制部57的数量的情况。
图形处理单元591若从图形处理单元控制部57接收到检查处理的指示，则访问图像处理用存储器593，并取出要检查的分割区域的图像数据和参照区域的图像数据。然后，图形处理单元591对要检查的分割区域和参照区域的图像数据执行预定的图像处理，如除去噪声或调整对比度等，之后进行用于图案缺陷检测的比较处理。该比较处理并没有特别的限制。例如，也可以用阈值将像素比较的浓度值之差二值化，来判定是否存在缺陷。并且，也可以根据通过二值化单色化后的图像之间的像素比较，提取出不同部分（图案缺陷）。并且，也可以对各个图像进行边缘提取，根据所提取出的边缘的形状比较，来提取出不同部分。图形处理单元591将通过这种处理取得的缺陷信息的结果适当地写入图像处理用存储器593。
如果图形处理单元591的检查处理动作结束，图形处理单元控制部57就向缺陷数据处理部6传输保存在图像处理用存储器593的缺陷信息。然后，图形处理单元控制部57再次访问检查任务保持部57，取得其他检查任务。像这样，检查部5通过多个图像处理单元59并行执行保存在检查任务保持部51的所有检查任务。
缺陷数据处理部6收集多个图像处理单元59所提取出的图案缺陷的坐标信息、缺陷部分的面积信息或缺陷像素的浓度值等的缺陷信息，并保存在存储部中。此时，也可以对缺陷的类型（例如，由于异物的附着而产生的图案异常或电路缺损等的图案形成自身的异常）进行分类。并且，在一个图案缺陷跨在多个扫描图像而存在的情况下，也可以由缺陷数据处理部6进行如下处理（合并处理）：将这些多个扫描图像相互连接起来，生成包含整个缺陷部分的一个图像。
1．3．效果
根据涉及本实施方式的外观检查装置1，图像传输部55将由拍摄部3拍摄检查对象区域而得到并保存在缓冲存储器53的图像数据依次传输至多个图像处理单元59。另一方面，图形处理单元控制部57与图像传输部55的图像数据传输动作相独立地取得检查任务，并且使图像处理单元59根据所取得的检查任务执行检查处理。由此，能够将图像传输部55一次性传输的图像数据的数据量设定为比较大。因此，能够相对减少用于数据传输时发生的通信的开销时间，能够实现检查的效率化。
图6是表示从缓冲存储器53向图像处理单元59传输了数据量不同的图像数据时的传输率的图。在图6中，横轴表示图像传输部55在一次数据传输中传输的数据的容量，纵轴表示传输率。在图6所示的例子中，在一次数据传输中的数据容量为1兆字节以上的情况下，很难导致传输率的下降，但是，如果小于1兆字节，传输率就会明显地下降。因此，通过使图像传输部55一次数据传输中传输的数据量大于1兆字节（即，引起传输率的下降的数据量），能够实现高效率的数据传输。
图7是表示多个图像处理单元59的工作顺序的图。在图7中，在最上端示出的多个块81表示拍摄部3进行扫描的时间。此外，块81中所记入的01～16的数字分别相当于在一个检查任务中所规定的分割区域。即，在图示的例子中，多个块81表示对于16个分割区域的扫描拍摄时间。并且，PE00～PE03分别对应于4个图像处理单元59。
并且，在图7中、用斜线加影线的块83相当于通过图像传输部55进行一次数据传输时发生的开销的时间，空白的块85相当于一次数据传输时图像数据本身的传输时间。并且，用点加影线的块87相当于与图形处理单元591执行在一个检查任务中所规定的检查处理相关的时间。此外，块81中所记入的数字01～16与块85、87中所记入的数字相对应。
在外观检查装置1中，如块85（例如，记入了“01～04”的块85）中所示，在相同时机向所有图像处理单元59（PE00～PE04）传输蓄积在缓冲存储器53的图像数据（例如为01～04，与分割区域相对应的图像数据）。然后，如块87所示，在各个图像处理单元59（PE00～PE04）中，同时执行不同分割区域的检查处理。由此，在外观检查装置1中，单独地进行检查处理及图像数据的传输处理，因而检查处理及传输处理的执行时间可以重叠。因此，在已传输完图像处理单元59要检查的图像数据的情况下，图像处理单元59可立即执行检查处理，因而能够有效地进行检查。
2．第二实施方式
接着，将对涉及第二实施方式的外观检查装置1A进行说明。图8是涉及第二实施方式的外观检查装置1A的功能块图。
涉及本实施方式的检查部5包括检查任务保持部51、缓冲存储器53及图像处理控制部55A。图像处理控制部55A包括多个图形处理单元控制部57。并且，检查部5具有由多个图形处理单元控制部57分别控制工作的多个图像处理单元59。通过CPU按照未图示的程序工作，来软件性地实现图像处理控制部55A。
在本实施方式中，图像处理控制部55A访问检查任务保持部51（具体而言，多个图形处理单元控制部57非同步且互斥地访问）。然后，在检查任务保持部51中，从按预定的顺序排列的多个检查任务中提取一个适当的检查任务。
图像处理控制部55A使多个图像处理单元59按结束基于检查任务的图像处理的顺序，依次按照保存在检查任务保持部51的下一个新的检查任务来执行新的图像处理。因此，接连不断地指示结束图像处理的图像处理部59按照新的检查任务进行图像处理。像这样，在外观检查装置1A中，没有预先设定由哪一个图像处理部59执行多个检查任务等。由此，在外观检查装置1A中，实际开始检查以后，才依次决定用于执行多个检查任务中的一个检查任务的图像处理单元59。
并且，在本实施方式中，图像处理单元59经由PCIExpress规格的串行总线等以能够通信的方式与缓冲存储器53或图形处理单元控制部57相连接。
2．2．图案缺陷的检查处理
涉及本实施方式的外观检查装置1A以与涉及第一实施方式的外观检查装置1相同的方式生成检查说明。具体而言，如图5所示，当检查任务生成部43生成检查任务时，将拍摄区域300分割成多个部分区域（这里是分割区域70a～70d）。然后，根据分割而成的分割区域70a～70d对应于非重复图案区域93和重复图案区域95中的哪一方，来决定检查类型并登记在检查任务中。
然后，检查任务生成部43与拍摄部3的扫描方向相对应地将所生成的多个检查任务更换排列后保存在检查任务保持部51中。即，对多个检查任务进行执行权分配（queuing：排队），使先被拍摄部3扫描拍摄的区域优先通过图像处理单元59进行处理。图像处理控制部55A（具体而言，多个图形处理单元控制部57）按排队的顺序取得检查任务。为此，作为检查对象的各个分割区域按拍摄结束的顺序通过各个图形处理单元591进行图像处理。由此，检查部5能够有效地对拍摄部3所扫描的拍摄区域300进行检查处理。
拍摄部3将通过借助线性传感器31拍摄而取得的图像数据依次保存在缓冲存储器53中。另一方面，图像处理控制部55A所具有的多个图形处理单元控制部57分别为了使对应的图像处理单元59执行与缺陷检查相关的图像处理，而非同步且互斥地访问检查任务保持部51，并一个一个取得检查任务。
各个图形处理单元控制部57首先以所取得的检查任务为基础，判定缓冲存储器53中的作为在检查任务中所规定的检查对象的分割区域（例如，图5中示出的分割区域70a、70b、70c或70d）的图像数据是否已拍摄完毕（与拍摄完毕的图像数据相关的判定）。具体而言，对在缓冲存储器53获取完毕的线数与对应于分割区域的线数进行比较。然后，在获取完毕的线数更大的情况（即，在拍摄完毕的图像数据中含有分割区域的图像数据的情况）下，图形处理单元控制部57将该分割区域的图像数据传输给对应的图像处理用存储器593。然后，图形处理单元控制部57向图形处理单元591传输检查参数，并与登记在检查任务中的检查类型相关的检查执行图像处理。
另一方面，在获取完毕的线数比对应于分割区域的线数小的情况（即，在拍摄完毕的图像数据中不含有分割区域的图像数据的情况）下，图形处理单元控制部57使图形处理单元591处于待机状态，直到拍摄检查对象的分割区域为止，。
为了进行上述拍摄完毕的图像数据相关判定，也可以将与拍摄部3在缓冲存储器53中获取的线数相关的信息保存在缓冲存储器53中，并使各个图形处理单元控制部57适当地参照上述信息。并且，也可以考虑将与拍摄部3在缓冲存储器53中获取的线数相关的信息通知给适当的图像处理控制部55A。
图形处理单元591如果从图形处理单元控制部57接收到表示开始检查处理的指示，就访问图像处理用存储器593，提取出要检查的分割区域的图像数据和参照区域的图像数据，并进行用于图案缺陷检测的比较处理。该比较处理如上所述。图形处理单元591将通过这种处理所取得的缺陷信息的结果适当地写入图像处理用存储器593中。
2．3．効果
图9表示遍及多个管芯911～915执行了扫描拍摄的状态的图。在图6中，管芯911～915是与图3中所示的管芯91相同的芯片，具有非重复图案区域93及重复图案区域95。并且，在图示的例子中，拍摄区域300分别分割成分割区域71a～71d、72a～72d、73a～73d、74a～74d、75a～75d。针对这些分割区域，个别地设定检查任务。
图10是表示多个图形处理单元591的工作顺序的图。在图7中，图形处理单元00、图形处理单元01、图形处理单元02分别对应于三个图形处理单元591。并且，各个块81A对应于图9中所示的各个分割区域图像数据，各个图形处理单元00～图形处理单元02分别对应于图像处理，各个块81A的横宽相当于进行各个图像处理所需的处理时间的大小。并且，各个块81A中所记入的文字分别对应于图9中所示的分割区域71a～71d、72a～72d、73a～73d、74a～74d、75a～75d。例如，记入了“71a”的块81A对应于分割区域71a的图像处理。
如图10所示，各个图形处理单元控制部57在所对应的各个图形处理单元591（图形处理单元00～图形处理单元02中的任意一个）结束一个图像处理的情况下，从检查任务保持部51取得下一个检查任务，使所对应的图形处理单元591执行该检查处理。为此，直到来自检查任务保持部51的检查任务没有为止，所有图形处理单元591都不会停止，而是始终继续执行检查处理。
在此，例如，假设一个检查处理的处理时间比平时延长的情况。作为具体例子，有关与分割区域73c相关的图像处理，由于在该区域发生多个缺陷等，而假设像在图10中用加影线表示那样图像处理的处理时间比平时延长。
如专利文献1中所记载的外观检查装置，在预先决定由各个图像处理部（对应于本实施方式的图形处理单元591）分别执行的检查处理的情况下，各图形处理单元591仅执行预先被分配到的检查任务。因此，有一个图形处理单元591延长了处理时间的情况下，分配给该图形处理单元591的所有检查处理的结束时间也会相应延迟。由于所有检查任务结束的时间成为所有图形处理单元591结束被各自分配到的处理的时间，因而延长一个图形处理单元591的处理时间将导致所有处理结束时间也延长。
对此，涉及本实施方式的外观检查装置1A中，即使有一个图形处理单元591延长了处理时间，其他的图形处理单元591也会按照顺序执行下一个检查任务。即，能够通过其他图形处理单元591的工作来弥补一个图形处理单元591的延迟。结果，施加于所有图形处理单元591的负荷能够很好地维持均衡状态，能够缩短结束所有检查任务的时间。
并且，涉及本实施方式的外观检查装置1A不像专利文献1中所记载的外观检查装置那样需要在检查之前进行繁杂的准备，例如对各图形处理单元591分别检查任务。并且，在增加图形处理单元591的数量（即，增加并行处理的线程的数量）的情况下，也能够容易应对。
如上所述，根据涉及本实施方式的外观检查装置1A，使各个图形处理单元591按结束图像处理的顺序依次执行下一个新的图像处理，因而各个图形处理单元591始终处于运转状态。因此，能够最大限度地利用多个图形处理单元591的处理能力，而不会造成浪费。并且，根据缺陷的程度，即使各个图像处理时间有所变动，也能够对所有图形处理单元591施加均匀的负荷。即，即使每个检查任务所需的处理时间増大时，也能够灵活应对，因而能够实现检查效率的提高。
图11是表示涉及第一实施方式的外观检查装置1的动作的流程图。因说明重复，省略详细说明，如图11所示，若拍摄部3开始拍摄（步骤S11），就分别独立地执行与图像数据的传输相关的处理（步骤S12、步骤S13）以及与各个图像处理单元59的检查动作相关的处理（步骤S14、步骤S15）。
与图像数据的传输相关的处理包括从缓冲存储器53向各个图像处理用存储器593传输图像数据的步骤（步骤S12）和判定是否传输完所有图像数据的步骤（步骤S13）。并且，与各个图像处理单元59的检查动作相关的处理包括取得检查任务的步骤（步骤S14）、由图形处理单元591进行图像处理的步骤（步骤S15）以及判定是否全部检查完毕的步骤（S16）。
图12是表示涉及第二实施方式的外观检查装置1A的动作的流程图。因说明重复，省略详细说明，如图12所示，在检查任务保持部51保存检查任务（步骤S21）。然后，若拍摄部3开始拍摄（步骤S22），就在各个图像处理单元59分别并行执行与检查相关的处理（步骤S23、步骤S24及步骤S25）。此外，在图12中只示出了一个图像处理单元59的检查处理（步骤S23～步骤S25）流程。
具体而言，与图像处理单元59的检查动作相关的处理包括从检查任务保持部51取得检查任务的步骤（步骤S23）、由图形处理单元591进行图像处理的步骤（步骤S24）以及判定是否全部检查完毕的步骤（S25）。
3．变形例
以上，对实施方式执行了说明，但是，本发明不局限于上述内容，能够变形为各式各样的实施方式。
例如，在上述实施方式中，利用多个图形处理单元591同时进行检查处理，但是，例如，也可以考虑用多个CPU替代。在该情况下，例如，优选地，准备具有CPU及RAM的多台计算机，并用CPU来替代图形处理单元591或用RAM来替代图像处理用存储器593。也可以考虑用在一台计算机用搭载多个CPU的所谓的多功能CPU来替代。只是，一般来讲，与利用图形处理单元591的情况相比，利用CPU时更能够高速地进行与缺陷检测相关的图像处理计算。在此，图像处理的计算速度越是高速，越要求图像传输的效率化，因而优选的是，尽可能减少图像传输时开销的影响。即，与将CPU适用于图像处理单元59的情况相比，适用图像处理速度为高速的图形处理单元591的情况，抑制延迟检查的效果变大。
并且，在上述实施方式中，图像处理单元59中的任意一个具有图像处理用存储器593，但是，也可以考虑使多个图形处理单元591访问相同的图像处理用存储器593。
并且，在上述实施方式中，基板9为半导体基板，但是，在对用于进行光掩模用玻璃基板、显示装置用基板、光盘用基板、磁盘用基板、光磁盘用基板、印刷基板或太阳电池用基板等各种基板进行外观检查的情况下，本发明也有效。
并且，上述实施方式及变形例中所示的各个结构在不发生矛盾的情况下，当然可以互相组合或省略。
Claims (11)
1.一种外观检查装置，根据拍摄部拍摄形成有图案的基板表面而得到的图像，来检测上述图案的缺陷，上述外观检查装置的特征在于，
包括：
图像传输部，其用于将由拍摄部拍摄基板上的检查对象的区域而得到并保存在图像保持存储器的、包含对上述区域分割而得到的多个部分区域的图像数据，以相同的内容分别传输至多个图像处理用存储器；
多个图像处理部，在通过上述图像传输部向上述图像处理用存储器传输的传输完毕的图像数据所包含的上述多个部分区域中，对与各个处理对象区域相对应的一部分的部分区域执行用于检测缺陷的检查处理；
图像处理控制部，其与上述图像传输部的图像传输动作相独立地取得用于规定检查内容的检查任务，并且按照该检查任务，将上述图像处理部和要进行检查处理的上述一部分的部分区域建立对应，对多个上述图像处理部进行控制。
2.根据权利要求1所述的外观检查装置，其特征在于，上述图像处理控制部判定在向上述图像保持存储器传输的上述传输完毕的图像数据中是否含有上述图像处理部要检查的上述一部分的部分区域，在不含有的情况下，使上述图像处理部处于待机状态，直到向上述图像处理用存储器传输含有上述图像处理部要检查的上述一部分的部分区域的上述图像数据为止。
3.根据权利要求1所述的外观检查装置，其特征在于，在预先设定的数据量的上述图像数据保存在上述图像保持存储器的情况下，上述图像传输部向上述图像处理用存储器传输上述图像数据。
4.根据权利要求3所述的外观检查装置，其特征在于，
上述拍摄部包括线性传感器；
在通过上述拍摄部取得预先设定的线数的图像数据并保存在上述图像保持存储器的情况下，上述图像传输部向上述图像处理用存储器传输上述图像数据。
5.根据权利要求1所述的外观检查装置，其特征在于，上述图像处理部包括图形处理单元。
6.一种外观检查装置，根据拍摄部拍摄形成有图案的基板表面而得到的图像，来检测上述图案的缺陷，上述外观检查装置的特征在于，
包括：
检查任务保持部，其用于保存多个检查任务,该检查任务用于规定图像数据中的要进行检查的一部分的部分区域，该图像数据包含将上述拍摄部所拍摄的区域分割而成的多个部分区域，
多个图像处理部，用于执行与缺陷检测相关的图像处理，
图像处理控制部，其按照上述检查任务，将上述图像处理部和要进行检查的上述一部分的部分区域建立对应，分别控制多个上述图像处理部，
图像数据保持部，其用于保存上述图像数据，
多个图像处理用存储器，其用于保存具有上述多个部分区域的图像数据，上述多个部分区域含有上述图像处理部要处理的上述一部分的部分区域；
上述图像处理控制部使保存在上述图像数据保持部并包含上述多个部分区域的图像数据，以相同的内容分别传输至多个上述图像处理用存储器，
使多个上述图像处理部按结束向上述图像处理用存储器传输的传输完毕的图像数据所包含的上述多个部分区域中基于上述检查任务的上述一部分的部分区域的图像处理的顺序，依次按照保存在上述检查任务保持部的下一个上述检查任务来执行新的一部分的部分区域的图像处理。
7.根据权利要求6所述的外观检查装置，其特征在于，
上述图像处理控制部判定在保存在上述图像数据保持部的图像数据中是否含有上述图像处理部要处理的上述一部分的部分区域的图像数据，在含有的情况下，将具有含有上述一部分的部分区域的上述多个部分区域的图像数据，以相同的内容分别传输至多个上述图像处理用存储器。
8.根据权利要求6所述的外观检查装置，其特征在于，
上述拍摄部包括线性传感器；
在通过上述拍摄部取得预先设定的线数的图像数据并保存在上述图像保持存储器的情况下，上述图像处理控制部将上述图像数据以相同的内容分别传输至多个上述图像处理用存储器。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的外观检查装置，其特征在于，上述图像处理部包括图形处理单元。
10.一种外观检查方法，根据拍摄部拍摄形成有图案的基板表面而得到的图像，来检测上述图案的缺陷，上述外观检查方法的特征在于，
包括：
步骤(a-1)，将由拍摄部拍摄基板上的检查对象的区域而得到并保存在图像保持存储器的、包含对上述区域分割而得到的多个部分区域的图像数据，以相同的内容分别传输至多个图像处理用存储器，
步骤(b-1)，在上述步骤(a-1)中向上述图像处理用存储器传输的传输完毕的图像数据所包含的上述多个部分区域中，对与各个处理对象区域相对应的一部分的部分区域执行用于检测缺陷的检查处理，
步骤(c-1)，与上述步骤(a-1)相独立地取得用于规定检查内容的检查任务；
对按照在步骤(c-1)取得的检查任务而被建立对应的上述一部分的部分区域执行上述步骤(b-1)。
11.一种外观检查方法，根据拍摄部拍摄形成有图案的基板表面而得到的图像，来检测上述图案的缺陷，上述外观检查方法的特征在于，
包括：
步骤(a-2)，用于保存多个检查任务，该检查任务用于规定图像数据中的要进行检查的一部分的部分区域，该图像数据包含将上述拍摄部所拍摄的区域分割而成的多个部分区域，
步骤(a-3)，将上述图像数据保存在图像数据保持部，
步骤(a-4)，将保存在上述图像数据保持部并包含上述多个部分区域的图像数据，以相同的内容分别传输至多个图像处理用存储器，
步骤(b-2)，按照在上述步骤(a-2)保存的上述检查任务，将图像处理部和保存在上述图像处理用存储器的上述多个部分区域的图像数据所包含的上述一部分的部分区域建立对应，使多个图像处理部中的每一个图像处理部执行与缺陷检测相关的图像处理；
上述步骤(b-2)中，使上述多个图像处理部按结束基于上述检查任务的上述一部分的部分区域的图像处理的顺序，依次按照保存在上述检查任务保持部的下一个上述检查任务来执行新的上述一部分的部分区域的图像处理。
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