CN114266781A - 缺陷检查装置、方法以及信息记录介质 - Google Patents

Abstract

本发明的实施方式涉及缺陷检查装置、方法以及记录介质。提供能够辅助高精度的缺陷检查的缺陷检查装置、方法以及记录介质。实施方式的缺陷检查装置包括存储部、第一取得部、搜索部以及生成部。存储部存储辞典数据，该辞典数据将第一设计图像和第一拍摄图像建立关联而成，所述第一拍摄图像是对基于第一设计数据制造出的没有缺陷的第一检查对象进行拍摄而得到的图像。第一取得部取得基于第二设计数据的第二设计图像。搜索部搜索与第二设计图像类似的第一设计图像。生成部生成参考图像，该参考图像是基于第二设计数据的没有缺陷的情况下的第二检查对象的模拟拍摄图像。第一设计图像包含比第一拍摄图像宽的图像区域的信息。

Description

缺陷检查装置、方法以及信息记录介质

本申请以由2020年9月16日申请的在先的日本国专利申请第2020-155434带来的优先权的利益为基础，并且要求该优先权的利益，在先申请的内容整体通过引用而包含于此。

技术领域

本发明的实施方式涉及缺陷检查装置、方法以及信息记录介质。

背景技术

在基于半导体器件等电路图案制造产品的工序中，为了抑制产品的成品率的降低，缺陷检查是重要的。例如，在半导体器件中，一般实施被称为Die to Database检查的、将电路图案的拍摄图像与从电路图案模拟地生成拍摄图像的掩模进行比较的缺陷检查。在Die to Database检查中，重要的是生成没有缺陷的掩模。

作为掩模的生成方法，例如预先制作使尺寸相同的电路图案的设计图像的补片(patch)图像与基于该电路图案生成的产品的拍摄图像的补片图像成对的辞典，在辞典内搜索与检查对象的图像类似的设计图像的补片图像。存在通过将作为类似的设计图像的对的拍摄图像的补片图像贴合来生成掩模的方法。但是，拍摄图像的补片图像根据成为剪切源的拍摄图像的曝光方法以及拍摄方法，容易受到周围的图案的影响。因此，即使补片图像类似，如果称为该补片图像的剪切源的设计图像的电路图案不同，则假定相同尺寸的拍摄图像的亮度、配色等不同，难以生成适当的掩膜。

发明内容

本发明所要解决的课题在于，提供一种能够对高精度的缺陷检查进行辅助的缺陷检查装置、方法以及程序。

实施方式的缺陷检查装置包括存储部、第一取得部、搜索部以及生成部。存储部存储辞典数据，该辞典数据是将通过设计软件制作的基于第一设计数据的第一设计图像和与所述第一设计图像对应的第一拍摄图像建立关联而成的数据，所述第一拍摄图像是对基于所述第一设计数据制造出的没有缺陷的第一检查对象进行拍摄而得到的图像。第一取得部取得通过所述设计软件制作的基于第二设计数据的第二设计图像。搜索部参考所述辞典数据，搜索与所述第二设计图像类似的第一设计图像。生成部使用与类似的所述第一设计图像建立关联的第一拍摄图像，生成参考图像，该参考图像是基于所述第二设计数据的没有缺陷的情况下的第二检查对象的模拟拍摄图像。所述第一设计图像包含比所述第一拍摄图像宽的图像区域的信息。

根据上述结构的缺陷检查装置，能够辅助高精度的缺陷检查。

附图说明

图1是表示第一实施方式的缺陷检查装置的框图。

图2是表示存储在辞典存储部中的辞典数据的第一例的图。

图3是表示存储在辞典存储部中的辞典数据的第二例的图。

图4是表示作为存储在辞典存储部中的辞典数据的第三例的图像信息的一例的图。

图5是表示成为存储在辞典存储部中的辞典数据的第三例的示出位置信息的表的一例的图。

图6是表示第一实施方式的缺陷检查装置的动作的第一例的流程图。

图7是表示第一实施方式的缺陷检查装置的动作的第二例的流程图。

图8是第一实施方式的缺陷检查装置的参考图像的生成处理的概念图。

图9是表示参考图像的生成处理的第一例的图。

图10是表示参考图像的生成处理的第二例的图。

图11是表示缩小设计补片图像并进行图案匹配的一例的图。

图12是说明辞典数据的树结构的一例的概念图。

图13是说明基于辞典数据的树结构的搜索例的概念图。

图14是表示第二实施方式的缺陷检查装置的框图。

图15是表示缺陷检查装置的硬件结构的一例的图。

[附图标记说明]

10…缺陷检查装置，21，83-1，83-2…设计补片图像，22，84-1，84-2，1102，1106…拍摄补片图像，23，32…区域，51…CPU，31，1100，1201…设计补片图像，52…RAM，53…ROM，54…存储器，55…显示装置，56…输入装置，57…通信装置，41，81…设计图像，42…拍摄图像，82-1，82-2，1101…搜索图像，85…参考图像区域，86…剪切位置，87…对应位置，91(91-1～91-5)…参考部分图像，92…像素位置，101…辞典存储部，102…设计图像取得部，103…搜索图像生成部，104…补片搜索部，105…参考图像生成部，106…拍摄图像取得部，107…推定部，108…辞典更新部，1103，1105…对象区域，1104…缩小设计补片图像，1202～1204…代表点。

具体实施方式

以下，参考附图对本实施方式的缺陷检查装置、方法以及信息记录介质进行详细说明。另外，在以下的实施方式中，标注相同的附图标记的部分进行同样的动作，适当省略重复的说明。

(第一实施方式)

参考图1的框图对第一实施方式的缺陷检查装置进行说明。

第一实施方式的缺陷检查装置10包括字典存储部101、设计图像取得部102、搜索图像生成部103、补片搜索部104和参考图像生成部105。

辞典存储部101存储辞典数据，该辞典数据具有多个对，该对是1个以上的第一设计图像与对应的1个以上的第一拍摄图像的对。第一设计图像是通过设计软件制作的基于第一设计数据的图像。设计软件是例如CAD(Computer Aided Design：计算机辅助设计)那样的在计算机设计中使用的基于设计数据而生成的图像。第一拍摄图像是对基于第一设计数据制造出的第一检查对象中没有缺陷的情况下的第一检查对象进行拍摄而得到的拍摄图像。作为第一拍摄图像，例如使用通过目视或其他外观检查系统判定为拍摄图像没有缺陷的图像即可。这里，第一设计图像包含比第一拍摄图像宽的图像区域的信息。

设计图像取得部102例如从外部取得通过设计软件制作的基于与第一设计数据不同的第二设计数据的第二设计图像。第二设计数据例如是成为缺陷检查的对象的检查对象品的设计数据。

搜索图像生成部103从设计图像取得部102取得第二设计图像，并根据第二设计图像生成搜索图像。搜索图像是剪切出第二设计图像的一部分而得到的图像，成为搜索的关键。另外，搜索图像生成部103根据存储在辞典存储部101中的辞典数据的数据结构，搜索图像的生成处理不同。关于搜索图像的生成处理的具体例，参考图6以及图7在后面叙述。

补片搜索部104根据存储在辞典存储部101中的辞典数据，搜索与第二设计图像类似的第一设计图像，取得类似的第一设计图像及与该第一设计图像建立关联的第一拍摄图像。

参考图像生成部105从设计图像取得部102接收第二设计图像，从补片检索部104接收与第二设计图像类似的第一设计图像及与该第一设计图像建立关联的第一拍摄图像，使用第一拍摄图像生成参考图像。参考图像是从多个第一拍摄图像生成的、基于第二设计数据的没有缺陷的情况下的第二检查对象的模拟的拍摄图像。

具体而言，参考图像生成部105确定从第二设计图像剪切出的搜索图像与第一设计图像相对应的对应位置，在生成参考图像的区域(以下，称为参考图像区域)中，在该对应位置粘贴第一拍摄图像。通过对第二设计图像的全部区域进行处理，从而设计成为用于例如缺陷检查的掩模的参考图像。

接下来，将参考图2说明存储在辞典存储部101中的辞典数据的第一例。

在辞典数据的第一例中，作为第一设计图像，假定基于第一设计数据的设计图像整体中的部分图像即设计补片图像21。另外，作为第一拍摄图像，假定对第一检查对象拍摄而得到的拍摄图像整体中的、与设计补片图像21对应的部分图像即拍摄补片图像22。图2表示作为辞典数据而保存的设计补片图像21和与设计补片图像21对应的拍摄补片图像22的对的一个例子。另外，以下，在指代设计补片图像以及拍摄补片图像双方的情况下，也简称为补片图像。

在此，设计补片图像21的尺寸被设定为比拍摄补片图像22的尺寸大。即，与设计补片图像21相同尺寸的区域是包围拍摄补片图像22的区域23，拍摄补片图像22设定为比区域23小的尺寸即可。具体而言，当设拍摄补片图像22为5×5像素的尺寸时，设计补片图像21为比5×5像素大的尺寸的图像，例如为9×9像素的尺寸即可。这样，由于设计补片图像21的尺寸较大，因此设计补片图像21包含比拍摄补片图像22宽的图像区域的信息。

另外，在第一实施方式中，设计补片图像21与拍摄补片图像22假定将中心设为共用的对应关系。例如，如果设计补片图像21是9×9像素的尺寸，则拍摄补片图像对应于中心部分的5×5像素的区域。另外，不限于此，拍摄补片图像22可以设为与设计补片图像21的左上的5×5像素的区域对应的图像，也可以考虑曝光的方向等拍摄条件来决定设计补片图像21与拍摄补片图像22的对应关系。

另外，补片图像的形状在此假定为正方形的情况，但不限于此，也可以是梯形、平行四边形等其他四边形，也可以是三角形、五边形以上的多边形。或者，也可以是圆形、十字形状等任意的形状。例如，也可以根据直线多、曲线多等检查对象的电路图案来决定补片图像的形状。

接下来，参考图3说明存储在辞典存储部101中的辞典数据的第二例。

图3与图2同样地表示设计补片图像与所对应的拍摄补片图像的对。在图3中，设计补片图像31是与拍摄补片图像22相同的尺寸，但设计补片图像31是将比设计补片图像31大的区域32的图像作为滤波处理对象进行了滤波处理后的图像。即，被实施了滤波处理后的设计补片图像31和与设计补片图像31对应的相同尺寸的拍摄补片图像22的对被保存为辞典数据。

滤波处理假定移动平均滤波器、高斯滤波器等平滑化滤波器，但只要是通过滤波处理而使区域32的图像信息(例如，亮度值以及颜色信息)、即设计补片图像31的周边像素的信息包含在设计补片图像31内那样的滤波处理即可。这样，设计补片图像31包含比拍摄补片图像22宽的图像区域的信息。

接下来，将参考图4和图5对存储在辞典存储部101中的辞典数据的第三例进行说明。在辞典数据的第三例中，不是如第一例和第二例那样的补片图像，而是保存图像整体，并一并保存作为补片图像而剪切出的位置信息。

如图4所示，在辞典数据的第三例中，第一设计图像41是基于第一设计数据生成的设计图像整体，第一拍摄图像42是与设计图像41对应的图像，是拍摄没有缺陷的第一检查对象而得到的拍摄图像整体。第一拍摄图像42与上述的情况同样地、例如设为通过检查者的目视判定为产品没有缺陷的图像。在此，从第一设计图像41剪切出的设计补片图像的尺寸比从第一拍摄图像42剪切出的拍摄补片图像的尺寸大。具体而言，图4所示的设计补片图像的尺寸A被设定为大于对应的拍摄补片图像的尺寸B。

图5是示出位置信息的表，该位置信息用于分别确定从第一设计图像41剪切出的设计补片图像的剪切位置和从第一拍摄图像42剪切出的拍摄补片图像的剪切位置。

在图5的表中，图像ID、补片编号、坐标、补片尺寸分别建立对应地存储。图像ID是用于唯一地识别第一设计图像41或第一拍摄图像42的识别符。在图5的例子中，在第一设计图像的情况下表现为(设计)，在第一拍摄图像的情况下表现为(拍摄)。

补片编号是识别从第一设计图像41剪切出的设计补片图像或从第一拍摄图像42剪切出的拍摄补片图像的编号。另外，假定补片编号将设计补片图像和拍摄补片图像设为相同的值，但只要知道设计补片图像与拍摄补片图像的对应关系，则可以设定任意的值。

关于坐标，在第一设计图像41的情况下是基于对第一设计图像41规定的坐标的设计补片图像的中心坐标，在第一拍摄图像42的情况下，表示基于对第一拍摄图像42规定的坐标的拍摄补片图像的中心坐标。另外，坐标不限于补片图像的中心坐标，可以设为补片的左上的坐标等，只要能够确定补片图像的位置的值即可。补片尺寸表示块图像的尺寸。在此，与图4对应地，用预先规定了尺寸的“A”或“B”这样的记号来表示，但也可以是指定尺寸的数值。

具体而言，在图5的例子中，图像ID“1(设计)”、补片编号“0”、坐标“(x0，y0)”以及补片尺寸“A”分别建立对应而存储。例如，在补片搜索部104搜索设计补片图像的情况下，只要从图像ID为“1(设计)”的第一设计图像41中剪切出以坐标“(x0，y0)”为中心的补片尺寸“A”的部分图像作为补片编号“0”的设计补片图像即可。此时，对应的设计补片图像只要选择补片编号相同的“0”的图像ID“2(拍摄)”的数据项目即可。

另外，虽然未图示，但在辞典数据的第三例中也是，作为设计补片图像，可以使用辞典数据的第二例那样的滤波处理后的图像。在该情况下，将成为实施滤波处理的对象的滤波对象的区域(在图3中为区域32)的尺寸存储为补片尺寸即可。

具体而言，假定图5的补片尺寸“A”作为滤波对象的区域、由补片搜索部104搜索设计补片图像的情况。补片搜索部104从图像ID为“1(设计)”的第一设计图像41中决定以坐标“(x0，y0)”为中心的补片尺寸“A”的滤波对象区域，对该滤波对象区域进行滤波处理，并剪切出相当于补片尺寸“B”的部分图像作为补片编号“0”的设计补片图像即可。另外，也可以预先对第一设计图像41整体实施滤波处理，剪切出与拍摄补片图像的补片尺寸相同尺寸的设计补片图像。

接着，参考图6的流程图对第一实施方式的缺陷检查装置10的动作的第一例进行说明。在第一例中，假定存储在辞典存储部101中的设计补片图像的尺寸比拍摄补片图像的尺寸大的情况。

在步骤S601中，设计图像取得部102取得第二设计图像。

在步骤S602中，搜索图像生成部103从第二设计图像剪切出搜索图像。

在步骤S603中，补片搜索部104搜索与搜索图像类似的设计补片图像，选择类似的设计补片图像。在此，假定选择搜索图像与设计补片图像的类似度最高的图像，但也可以按照类似度从高到低的顺序选择多个设计补片图像，并采用平均图像。作为搜索方法，只要是与搜索图像与设计补片图像的像素值的差分有关的SSD(Sum of Square Difference)、SAD(Sum of Square Difference，SAD)等图案匹配这样的、计算图像间的类似度的方法即可，可以使用任意的方法。

此外，在辞典存储部101中，在多个设计补片图像与所对应的拍摄补片图像被存储为辞典数据的情况下，补片搜索部104对搜索图像和多个设计补片图像分别进行图案匹配，选择类似度最大的设计补片图像作为与搜索图像类似的设计补片图像即可。

另外，在辞典存储部101中，在设计图像与多个设计补片图像的剪切位置的位置信息被存储为辞典数据的情况下，补片搜索部104也可以根据位置信息依次剪切出设计补片图像，进行剪切出的设计补片图像与搜索图像的图案匹配。

在步骤S604中，补片搜索部104将与在步骤S603中选择出的设计补片图像对应的拍摄补片图像决定为参考部分图像。

在步骤S605中，参考图像生成部105在与搜索图像的剪切位置对应的参考图像区域上的对应位置粘贴(配置)参考部分图像。例如，将步骤S602所示的搜索图像的剪切位置的中心坐标与参考部分图像的中心位置进行对位，并在对应位置配置参考图像区域即可。

在步骤S606中，参考图像生成部105判定是否完成了参考图像。关于是否完成了参考图像，只要从第二设计图像中剪切出全部像素作为搜索图像的一部分，并将与搜索图像对应的参考部分图像配置于参考图像区域，从而判定是否完成了1张参考图像即可。在完成了参考图像的情况下，结束处理，在未完成参考图像的情况下，进入步骤S607。

在步骤S607中，搜索图像生成部103从第二设计图像剪切出包含未处理区域的搜索图像，返回到步骤S602，重复同样的处理。作为搜索图像的剪切方法，例如，假定从第二设计图像的左上以光栅扫描剪切出的情况，将向右偏移了1个像素的搜索图像剪切出即可。在搜索图像到达第二设计图像的右端的情况下，只要剪切包括左端的像素且向下偏移了1个像素的搜索图像即可。

另外，如上述辞典数据的第三例那样，在第一设计图像整体与位置信息以辞典数据的方式被保存的情况下，也可以不是基于位置信息来剪切设计补片图像，而是对第一设计图像整体进行基于搜索图像的图案匹配，来对是否存在类似的部分图像进行全搜索。

接着，参考图7的流程图对第一实施方式的缺陷检查装置10的动作的第二例进行说明。在第二例中，假定在辞典存储部101中存储有滤波处理后的设计补片图像的情况。步骤S601、步骤S603至步骤S607的处理与图6相同，因此省略说明。

在步骤S701中，搜索图像生成部103确定在设计图像中生成搜索图像所用的滤波目标区域。滤波对象区域是与存储在辞典存储部101中的设计补片图像所设定的滤波对象区域相同的尺寸。

在步骤S702中，搜索图像生成部103对滤波对象区域实施滤波处理。

在步骤S703中，搜索图像生成部103从滤波处理后的设计图像中剪切出与设计补片图像相同尺寸的搜索图像即可。

接着，参考图8对第一实施方式的缺陷检查装置10的参考图像生成处理的概念进行说明。

图8假定缺陷检查装置10生成设计图像81的参考图像的情况。首先，通过搜索图像生成部103剪切出搜索图像82-1。补片搜索部104从存储在辞典存储部101中的辞典中搜索与搜索图像82-1类似的设计补片图像。

在此，假定由补片搜索部104取得了与搜索图像82类似的设计补片图像83-1和对应的拍摄补片图像84-1。参考图像生成部105在成为参考图像的参考图像区域85中，在与剪切出搜索图像82-1的剪切位置86对应的对应位置87粘贴拍摄补片图像84-1作为参考部分图像。由此，针对1个搜索图像82-1的处理结束。

接着，搜索图像生成部103从之前的提取了搜索图像82-1的区域剪切出例如向右偏移了1个像素的区域作为下一个搜索图像82-2。之后，进行同样的处理，取得设计补片图像83-2以及对应的拍摄补片图像84-2，并依次执行同样的处理，直到参考图像生成部105将拍摄补片图像84-2作为参考部分图像粘贴到参考图像区域85为止即可。由于剪切出的搜索图像82-2与搜索图像82-1重复地被剪切出，因此成为参考部分图像的拍摄补片图像84-2也与拍摄补片图像84-1重复地被粘贴。

在此，通过以设计图像81的左上为起点、以设计图像81的右下为终点的光栅扫描，依次取得搜索图像82，最终生成参考图像即可。另外，在从设计图像81的四角的区域剪切出搜索图像82的情况下，搜索图像生成部103也可以复制设计图像81端部的像素值等，以与其他搜索图像82的尺寸一致的方式确保搜索图像的尺寸。

接着，参考图9对参考图像的生成处理的第一例进行说明。

图9是表示在图8所示的参考图像区域85的一部分区域粘贴有多个参考部分图像91的状态的图。在图9的例子中，5个参考部分图像91-1到91-5重复地被粘贴。参考图像生成部105将重复的参考部分图像91的像素值的平均值决定为参考图像的像素位置92的像素值。在此，由于在像素位置92上重复了5个像素值，因此只要将5个像素值的平均值决定为像素位置92的像素值即可。这样，通过将多个参考部分图像的像素值的平均值作为像素位置92的像素值，能够降低噪声，能够提高参考图像的画质。

另外，在计算出设计补片图像相对于搜索图像的类似度的情况下，也可以根据类似度进行加权。例如，在与参考部分图像91-1对应的设计补片图像与搜索图像的类似度，比与参考部分图像91-2对应的设计补片图像与搜索图像的类似度高的情况下，将参考部分图像91-1的像素值的权重设定为比参考部分图像91-2的像素值大，计算加权平均，决定像素位置92的像素值即可。

并且，也可以根据距参考部分图像的中心位置的距离进行加权。例如，在计算像素位置92的像素值时，像素位置92位于参考部分图像91-5的中心，另一方面位于参考部分图像91-1的右下。因此，只要计算将参考部分图像91-5的像素值的权重设定为比参考部分图像91-1的像素值大的加权平均，并决定像素位置92的像素值即可。

另外，根据搜索图像，有时也可以不必须执行使参考部分图像重叠来计算平均值的处理。例如，在将背景等区域作为搜索图像而剪切出的情况下，背景的值大多为固定值，因此有时不重叠参考部分图像而仅仅将1张拍摄补片图像作为参考部分图像粘贴即可。因此，如果搜索图像是满足规定条件的图像，则参考图像生成部105也可以将1张拍摄补片图像作为参考部分图像，在参考图像的区域中不粘贴其他参考部分图像。

接着，参考图10对参考图像的生成处理的第二例进行说明。在图10中，示出了以小数像素精度(子像素精度)来设定参考部分图像的粘贴位置的例子。

参考图像生成部105通过将与从辞典数据中选择出的类似的设计补片图像建立关联的拍摄补片图像粘贴到对应位置，生成参考图像。但是，有时在搜索图像与设计补片图像间图像的相位不同，与剪切出搜索图像的位置本身相比稍微偏离的位置，即与像素单位相比以子像素为单位进行调整时，更高精度地对于第二设计图像对应设计补片图像。因此，参考图像生成部105将使类似的设计补片图像以子像素精度在剪切出搜索图像的第二设计图像上进行对位，并决定最佳的粘贴位置即可。

如图10所示，使类似的设计补片图像在第二设计图像上以子像素精度对进行对位的结果是，在所决定的对应位置粘贴参考部分图像。在图10的例子中，参考部分图像91-2至参考部分图像91-4相对于像素位置92不是以像素单位而是以子像素精度被粘贴。由此，能够吸收相位偏移而进一步提高参考图像的精度。

另外，有时在设计补片图像的分辨率比拍摄补片图像以及搜索图像的分辨率高且尺寸也大的状态下向辞典存储部101中存储。在该情况下，由于分辨率不同，因此无法将设计补片图像与搜索图像进行图像的比较，因此只要将设计补片图像缩小至与搜索图像相同的尺寸之后进行图案匹配即可。

具体而言，参考图11对缩小后的设计补片图像与搜索图像的图案匹配的一例进行说明。

图11是设计补片图像1100与搜索图像1101的图案匹配的示意图。在图11的例子中，设计补片图像1100的分辨率假定为搜索图像1101以及拍摄补片图像1102的分辨率的2倍。即，由于与搜索图像1101相比为纵横2倍的尺寸，所以无法直接将设计补片图像1100和搜索图像1101进行比较。

因此，例如，补片搜索部104缩小设计补片图像1100，直到将设计补片图像1100缩小到与搜索图像1101相同的分辨率为止，即缩小到相同的图像尺寸为止。在图11的例子中，由于设计补片图像1100的分辨率相对于搜索图像1101为2倍，因此属于对象区域113的设计补片图像1100的纵横分别缩小为2分之1。作为结果，生成了与搜索图像1101相同分辨率的被缩小了的设计补片图像(以下，也称为缩小设计补片图像1104)。

另外，为了吸收缩小图像时的相位偏移，与相对于设计补片图像1100将对象区域1103缩小的像素尺寸相匹配地错开1个像素，生成多个缩小设计补片图像1104。在图11的例子中，设计补片图像1100的2×2像素的区域与搜索图像1101的1个像素的区域对应，因此生成4个缩小设计补片图像1104。具体而言，根据使对象区域为与设计补片图像1100相同的区域、从设计补片图像1100向右偏移了1个像素的区域、从设计补片图像1100向下偏移了1个像素的区域、以及从设计补片图像1100向右且向下偏移了1个像素的区域，分别生成缩小设计补片图像1104。

另一方面，根据与设计补片图像1100对应的拍摄补片图像1102，也生成与缩小设计补片图像1104分别成对的4个拍摄补片图像116。在此，由于设计补片图像1100的1个像素相当于拍摄补片图像1102的半像素，因此将对象区域1105相对于拍摄补片图像错开半个像素，与设计补片图像1100的情况同样地生成4个拍摄补片图像1106。

由此，缩小设计补片图像1104与搜索图像1101的分辨率一致，因此能够吸收由图像缩小引起的相位偏移，并且能够对缩小设计补片图像1104与搜索图像1101进行图案匹配处理。

另外，在进行图案匹配时，既可以生成缩小设计补片图像1104与所对应的拍摄补片图像1106的对，也可以在制作辞典数据时预先制作缩小设计补片图像1104与拍摄补片图像1106的对。

在补片搜索部104将设计补片图像1100缩小的情况下，预先在辞典数据中存储与设计补片图像1100以及拍摄补片图像1102的分辨率有关的信息。补片搜索部104接收从搜索图像生成部103生成搜索图像1101时的该搜索图像的分辨率的信息，并基于存储在辞典数据中的与设计补片图像1100的分辨率相关的信息，以与搜索图像1101的分辨率一致的方式缩小设计补片图像1100即可。

对于拍摄补片图像1102，补片搜索部104也可以基于设计补片图像1100的分辨率与拍摄补片图像1102的分辨率的关系，生成与缩小设计补片图像1104对应的拍摄补片图像1106。这样，若事先存储存储补片图像与拍摄补片图像的分辨率的关系，则根据辞典数据侧的信息也能够吸收图像间的相位偏移。

接着，参考图12对辞典数据的数据结构的一例进行说明。

图12是绘制辞典数据所包含的设计补片图像并根据图案以2轴进行了分类的绘制图。标绘点间的距离越近，表示设计补片图像越相似。在图12中，根据图案的类似度对设计补片图像进行聚类，分割为由设计补片图像虚线和坐标轴划分的多个小区域。各小区域表示以树结构建立关联的例子。换言之，示出辞典数据以树结构被保存的例子。

在各小区域中求出代表点。代表点是对代表在小区域中包含的多个设计补片图像1201的图案进行表示的图像，可以从在小区域中包含的多个设计补片图像之中选择1个，也可以是多个设计补片图像的平均图像等新计算出的图像。以各代表点为节点，形成树结构。

具体而言，在图12的例子中，小区域a和b的代表点1202-1和小区域c、d和e的代表点1202-2形成为同一层的节点。作为代表点1202-1的下位层，小区域a的代表点1203-1和小区域b的代表点1203-2形成为同一层的节点。同样地，作为代表点1202-2的下位层，小区域c的代表点1203-3和小区域d和e的代表点1203-4形成为同一层的节点。此外，作为代表点1203-4的下位层，小区域d的代表点1204-1和小区域e的代表点1204-2形成为同一层的节点。

接着，参考图13对补片搜索部104基于树结构来搜索设计补片图像的一例进行说明。

图13表示与图12同样的辞典数据的树结构。在此，补片搜索部104对搜索图像1301和形成树结构的节点的代表点进行比较，朝向下层依次进行跟踪图案类似的节点。具体而言，在图13的例子中，对树结构的最上面的层的2个代表点1202-1和1202-2各自的相似度进行比较，例如计算图像间的距离。在此，假定代表点1202-2与搜索图像距离近(即类似)的情况，补片搜索部104计算搜索图像与代表点1202-2的下位层(代表点1203-3以及1203-4)之间的距离。在此，假设搜索图像与代表点1203-4的距离近的情况，同样地，计算搜索图像与代表点1203-4的下位层(代表点1204-1以及1204-2)之间的距离。这里，若假设最终搜索图像与代表点1204-2的距离近，则如图13的虚线的包围所示，补片搜索部104仅对代表点1204-2的小区域e所包含的设计补片图像进行与搜索图像的距离计算即可。

如上所述，根据图12以及图13所示的树结构，在搜索与搜索图像一致的拍摄补片图像时，补片搜索部104通过沿着树结构搜索具有类似的图案的设计补片图像，由此通过从树结构的上层依次搜索，能够减少搜索次数(距离计算)。这是因为存储在辞典数据中的数据数越多，则越有实际益处，能够缩短搜索时间，能够提高搜索效率。

另外，在树结构的构建阶段或者更新阶段中，节点图像相同、即重复的节点图像只要存在1个对即可，所以也可以将图像的类似度为阈值以上的多个节点图像(设计补片图像以及对应的拍摄补片图像)删除。另外，也可以对节点图像进行平均化处理。例如，在树结构的构建阶段或更新阶段中，在作为节点图像的设计补片图像中是相同的图像，但由于对应的拍摄补片图像是实际拍摄到的图像，因此有时拍摄补片图像的亮度等不同。因此，通过将图像的类似度为阈值以上的节点图像设为1个，将与作为节点图像的设计补片图像分别建立关联的拍摄补片图像平均化，从而能够减少节点图像，减少辞典数据的数据大小。

另外，在图12和图13的例子中，假定了基于在补片图像中包含的检查对象的形状(凹凸、是直线还是曲线这样的曲率度等)的类似度的树结构，但也可以以亮度值的分布等其他类似度指标为基准来构建树结构，并作为辞典数据进行保存。

另外，在图12以及图13的例子中，在树结构的节点处的分支中使用了与小区域的代表点的类似度，但只要是能够判定搜索图像属于哪个小区域的规则，则可以是任意的。例如，也可以利用对区域进行分割的超平面，在该情况下，如果代替代表点而对各节点保存超平面，则能够进行同样的处理。

此外，也存在不使用树结构而使搜索高效化的方法。例如，也可以事先保存图12中最小的区域的代表点(1203-1、1203-2、1203-3、1204-1、1204-2)，在利用补片搜索部104进行搜索时，进行搜索图像和各个代表点的距离计算来确定搜索图像所属的小区域。

根据以上所示的第一实施方式，从包含比第一拍摄补片图像宽的图像区域的信息在内的多个第一设计补片图像之中，搜索与第二设计图像的部分图像即搜索图像类似的第二设计补片图像，使用第一拍摄补片图像生成没有缺陷的模拟的拍摄图像即参考图像。由此，能够选择不依赖于辞典数据所包含的拍摄图像的拍摄状态的适当的拍摄补片图像，其结果，能够生成高精度的参考图像，能够辅助高精度的缺陷检查。

(第二实施方式)

在第二实施方式中，使用参考图像对检查对象的拍摄图像进行缺陷检查。

参考图14的框图对第二实施方式的缺陷检查装置进行说明。

根据第二实施方式的缺陷检查装置10包括辞典存储部101、设计图像取得部102、搜索图像生成部103、补片搜索部104、参考图像生成部105、拍摄图像取得部106、估计部107和辞典更新部108。

由于辞典存储部101、设计图像取得部102、搜索图像生成部103、补片搜索部104和参考图像生成部105与第一实施方式中的相同，因此省略在此的说明。

拍摄图像取得部106例如从外部取得拍摄基于第二设计数据(或第二设计图像)制造的第二检查对象而得到的图像即第二拍摄图像。

推定部107从拍摄图像取得部106接收第二拍摄图像，从参考图像生成部105接收基于第二设计图像生成的参考图像，将参考图像作为掩模重叠于第二拍摄图像。推定部107在参考图像与第二拍摄图像的像素值的差成为阈值以上的情况下，推定为在第二拍摄图像中存在缺陷。

辞典更新部108在推定结果为错误的情况下更新辞典数据。例如，在推定部107中判定为缺陷但实际上不是缺陷的情况下，可以说相应部分的参考图像有缺陷，与被判定为缺陷的第二拍摄图像的部分图像对应的设计补片图像以及拍摄补片图像的对不存在于辞典数据。因此，取得并更新与相应部分相关的第二设计补片图像以及拍摄补片图像的对。

另外，辞典更新部108也可以对辞典数据进行维护。例如，在通过缺陷检查装置10执行多次检查的情况下，能够在辞典数据中计算每个补片图像的选择频度。因此，辞典更新部108也可以从辞典数据中删除作为与搜索图像类似的设计补片图像而被选择的频度为阈值以下的设计补片图像以及拍摄补片图像的对。

另外，在以辞典数据的方式保存设计图像以及所对应的拍摄图像的整体和确定剪切位置的位置信息的情况下，辞典更新部108也可以使在选择频度为阈值以下的设计补片图像的剪切位置粘贴了不同的设计补片图像而得到的合成图像以辞典数据的方式保存。即，设计图像本身成为不是对某些检查对象进行表示的部分图像的集合，但能够有效利用无用的图像区域。通过这样对辞典数据进行维护，能够尽可能地减少辞典数据内的补片图像以及数据量，并且能够维持辞典的精度。

根据以上所示的第二实施方式，对于拍摄检查对象而得到的第二拍摄图像，将基于第二设计图像生成的参考图像作为掩模进行缺陷检查，由此能够实现高精度的缺陷检查。另外，通过根据缺陷的推定结果来维护辞典数据，能够减少辞典数据的数据量，并且维持辞典的精度。即，能够辅助高精度的缺陷检查。

接着，在图15中示出上述实施方式的缺陷检查装置10的硬件结构的一例。

缺陷检查装置10包括CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)51、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)52、ROM(Read Only Memory：只读存储器)53、存储器54、显示装置55、输入装置56、以及通信装置57，分别通过总线连接。

CPU51是按照程序来执行运算处理以及控制处理等的处理器。CPU51将RAM52的规定区域作为作业区域，通过与存储在ROM53和存储器54等中的程序的协作来执行各种处理。

RAM52是SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)等存储器。RAM52作为CPU51的工作区域发挥功能。ROM53是以不能够改写的方式存储程序以及各种信息的存储器。

存储器54是对HDD等磁记录介质、闪存器等半导体的存储介质、或者HDD(HardDisc Drive：硬盘驱动器)等能够磁性地记录的存储介质、或者能够光学地记录的存储介质等写入和读出数据的装置。存储器54根据来自CPU51的控制，对存储介质进行数据的写入和读出。

显示装置55是LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示器)等显示设备。显示装置55基于来自CPU51的显示信号显示各种信息。

输入装置56是鼠标以及键盘等输入设备。输入装置56接受从用户操作输入的信息作为指示信号，并将指示信号输出到CPU51。

通信装置57根据来自CPU51的控制，经由网络与外部设备进行通信。

对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而提示的，并不意图限定发明的范围。这些实施方式能够以其他各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围或主旨中，同样包含在权利要求书所记载的发明及其等同的范围内。

(技术方案1)

一种缺陷检查装置，具备：

存储部，存储辞典数据，该辞典数据是将通过设计软件制作的基于第一设计数据的第一设计图像和与所述第一设计图像对应的第一拍摄图像建立关联而成的数据，所述第一拍摄图像是对基于所述第一设计数据制造出的没有缺陷的第一检查对象进行拍摄而得到的图像；

第一取得部，取得通过所述设计软件制作的基于第二设计数据的第二设计图像；

搜索部，参考所述辞典数据，搜索与所述第二设计图像类似的第一设计图像；以及

生成部，使用与类似的所述第一设计图像建立关联的第一拍摄图像，生成参考图像，该参考图像是基于所述第二设计数据的没有缺陷的情况下的第二检查对象的模拟拍摄图像，

所述第一设计图像包含比所述第一拍摄图像宽的图像区域的信息。

(技术方案2)

根据上述技术方案1，

所述第一设计图像的尺寸比所述第一拍摄图像的尺寸大。

(技术方案3)

根据上述技术方案1，

所述第一设计图像是对于比所述第一拍摄图像大的区域进行了使所述第一设计图像的周边像素的信息包含在所述第一设计图像内的滤波处理后的图像。

(技术方案4)

根据上述技术方案1至技术方案3中任一项，

所述第一设计图像是基于所述第一设计数据的设计图像整体中的部分图像，

所述第一拍摄图像是拍摄所述第一检查对象而得到的拍摄图像整体中的与所述第一设计图像对应的部分图像。

(技术方案5)

根据上述技术方案1至技术方案3中任一项，

所述存储部，

将基于所述第一设计数据的设计图像整体、确定成为所述第一设计图像的从所述设计图像整体剪切的剪切位置的第一位置信息、拍摄所述没有缺陷的第一检查对象而得到的拍摄图像整体、以及确定成为所述第一拍摄图像的从所述拍摄图像整体剪切的剪切位置的第二位置信息分别建立对应，并作为所述辞典数据来存储。

(技术方案6)

根据上述技术方案1至技术方案5中任一项，还具备：

第二取得部，取得拍摄基于所述第二设计数据制造出的第二检查对象而得到的图像即第二拍摄图像；以及

推定部，对所述第二拍摄图像与所述参考图像进行比较来推定所述第二检查对象的缺陷位置。

(技术方案7)

根据上述技术方案1至技术方案6中任一项，

所述搜索部剪切出所述第二设计图像的一部分即搜索图像，并搜索与所述搜索图像类似的第一设计图像，

所述生成部将与类似的所述第一设计图像建立关联的第一拍摄图像与所述搜索图像的剪切位置对应地粘贴，由此生成所述参考图像。

(技术方案8)

根据上述技术方案7，

所述生成部针对重叠了多个第一拍摄图像的像素位置，根据各第一拍摄图像的距中心的距离对像素值进行加权，由此计算所述参考图像的所述像素位置的像素值。

(技术方案9)

根据上述技术方案7或技术方案8，

所述生成部针对重叠了多个第一拍摄图像的像素位置，根据所述搜索图像与第一设计图像的类似度对各第一拍摄图像的像素值进行加权，由此计算所述参考图像的所述像素位置的像素值。

(技术方案10)

根据上述技术方案7至技术方案9中任一项，

所述搜索部通过将类似的所述第一设计图像相对于所述剪切位置以小数像素精度进行对位来决定对应位置，

所述生成部将与类似的所述第一设计图像建立关联的第一拍摄图像粘贴在所述对应位置。

(技术方案11)

根据上述技术方案1至技术方案10中任一项，

所述存储部存储将多个所述第一设计图像以树结构保存的所述辞典数据，

在所述树结构的构建阶段或更新阶段，将图像的类似度成为阈值以上的多个第一设计图像删除或平均化。

(技术方案12)

根据上述技术方案1至技术方案10中任一项，

所述存储部存储将多个所述第一设计图像以树结构保存的所述辞典数据，

在所述树结构的构建阶段或更新阶段，将与所述图像的类似度成为阈值以上的多个第一设计图像分别建立关联的第一拍摄图像平均化。

(技术方案13)

根据上述技术方案1至技术方案10中任一项，

还具备更新部，该更新部从所述辞典数据中删除作为类似的所述第一设计图像而被选择的频度为阈值以下的第一设计图像及对应的第一拍摄图像。

(技术方案14)

根据上述技术方案5，

所述存储部，

存储如下合成图像作为所述设计图像整体，所述合成图像是在作为类似的所述第一设计图像而被选择的频度为阈值以下的第一设计图像的所述剪切位置、粘贴了其他第一设计图像的部分图像而得到的合成图像。

(技术方案15)

一种缺陷检查方法，包括如下步骤：

存储辞典数据，该辞典数据是将通过设计软件制作的基于第一设计数据的第一设计图像和与所述第一设计图像对应的第一拍摄图像建立关联而成的数据，所述第一拍摄图像是对基于所述第一设计数据制造出的没有缺陷的第一检查对象进行拍摄而得到的图像；

取得通过所述设计软件制作的基于第二设计数据的第二设计图像；

参考所述辞典数据，搜索与所述第二设计图像类似的第一设计图像；以及

使用与类似的所述第一设计图像建立关联的第一拍摄图像，生成参考图像，该参考图像是基于所述第二设计数据的没有缺陷的情况下的第二检查对象的模拟拍摄图像，

其中，所述第一设计图像包含比所述第一拍摄图像宽的图像区域的信息。

(技术方案16)

一种信息记录介质，存储用于使计算机作为如下单元发挥功能的缺陷检查程序：

存储单元，存储辞典数据，该辞典数据是将通过设计软件制作的基于第一设计数据的第一设计图像和与所述第一设计图像对应的第一拍摄图像建立关联而成的数据，所述第一拍摄图像是对基于所述第一设计数据制造出的没有缺陷的第一检查对象进行拍摄而得到的图像；

取得单元，取得通过所述设计软件制作的基于第二设计数据的第二设计图像；

搜索单元，参考所述辞典数据，搜索与所述第二设计图像类似的第一设计图像；

生成单元，使用与类似的所述第一设计图像建立关联的第一拍摄图像，生成参考图像，该参考图像是基于所述第二设计数据的没有缺陷的情况下的第二检查对象的模拟拍摄图像，

其中，所述第一设计图像包含比所述第一拍摄图像宽的图像区域的信息。

Claims (10)

1.一种缺陷检查装置，具备：

存储部，存储辞典数据，该辞典数据是将通过设计软件制作的基于第一设计数据的第一设计图像和与所述第一设计图像对应的第一拍摄图像建立关联而成的数据，所述第一拍摄图像是对基于所述第一设计数据制造出的没有缺陷的第一检查对象进行拍摄而得到的图像；

第一取得部，取得通过所述设计软件制作的基于第二设计数据的第二设计图像；

搜索部，参考所述辞典数据，搜索与所述第二设计图像类似的第一设计图像；以及

生成部，使用与类似的所述第一设计图像建立关联的第一拍摄图像，生成参考图像，该参考图像是基于所述第二设计数据的没有缺陷的情况下的第二检查对象的模拟拍摄图像，

所述第一设计图像包含比所述第一拍摄图像宽的图像区域的信息。

2.根据权利要求1所述的缺陷检查装置，

所述第一设计图像的尺寸比所述第一拍摄图像的尺寸大。

3.根据权利要求1所述的缺陷检查装置，

所述第一设计图像是对于比所述第一拍摄图像大的区域进行了使所述第一设计图像的周边像素的信息包含在所述第一设计图像内的滤波处理后的图像。

4.根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的缺陷检查装置，

所述第一设计图像是基于所述第一设计数据的设计图像整体中的部分图像，

所述第一拍摄图像是拍摄所述第一检查对象而得到的拍摄图像整体中的与所述第一设计图像对应的部分图像。

5.根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的缺陷检查装置，

所述存储部，

将基于所述第一设计数据的设计图像整体、确定成为所述第一设计图像的从所述设计图像整体剪切的剪切位置的第一位置信息、拍摄所述没有缺陷的第一检查对象而得到的拍摄图像整体、以及确定成为所述第一拍摄图像的从所述拍摄图像整体剪切的剪切位置的第二位置信息分别建立对应，并作为所述辞典数据来存储。

6.根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的缺陷检查装置，还具备：

第二取得部，取得对基于所述第二设计数据制造出的第二检查对象进行拍摄而得到的图像即第二拍摄图像；以及

推定部，对所述第二拍摄图像与所述参考图像进行比较来推定所述第二检查对象的缺陷位置。

7.根据权利要求1至权利要求6中任一项所述的缺陷检查装置，

所述搜索部剪切出所述第二设计图像的一部分即搜索图像，并搜索与所述搜索图像类似的第一设计图像，

所述生成部将与类似的所述第一设计图像建立关联的第一拍摄图像与所述搜索图像的剪切位置对应地粘贴，由此生成所述参考图像。

8.根据权利要求7所述的缺陷检查装置，

所述生成部针对重叠了多个第一拍摄图像的像素位置，根据各第一拍摄图像的距中心的距离对像素值进行加权，由此计算所述参考图像的所述像素位置的像素值。

9.一种缺陷检查方法，包括如下步骤：

存储辞典数据，该辞典数据是将通过设计软件制作的基于第一设计数据的第一设计图像和与所述第一设计图像对应的第一拍摄图像建立关联而成的数据，所述第一拍摄图像是对基于所述第一设计数据制造出的没有缺陷的第一检查对象进行拍摄而得到的图像；

取得通过所述设计软件制作的基于第二设计数据的第二设计图像；

参考所述辞典数据，搜索与所述第二设计图像类似的第一设计图像；以及

使用与类似的所述第一设计图像建立关联的第一拍摄图像，生成参考图像，该参考图像是基于所述第二设计数据的没有缺陷的情况下的第二检查对象的模拟拍摄图像，

其中，所述第一设计图像包含比所述第一拍摄图像宽的图像区域的信息。

10.一种信息记录介质，存储用于使计算机作为如下单元发挥功能的缺陷检查程序：

存储单元，存储辞典数据，该辞典数据是将通过设计软件制作的基于第一设计数据的第一设计图像和与所述第一设计图像对应的第一拍摄图像建立关联而成的数据，所述第一拍摄图像是对基于所述第一设计数据制造出的没有缺陷的第一检查对象进行拍摄而得到的图像；

取得单元，取得通过所述设计软件制作的基于第二设计数据的第二设计图像；

搜索单元，参考所述辞典数据，搜索与所述第二设计图像类似的第一设计图像；

生成单元，使用与类似的所述第一设计图像建立关联的第一拍摄图像，生成参考图像，该参考图像是基于所述第二设计数据的没有缺陷的情况下的第二检查对象的模拟拍摄图像，

其中，所述第一设计图像包含比所述第一拍摄图像宽的图像区域的信息。

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