CN100565196C - 缺陷检测装置和方法以及接线区域提取装置和方法 - Google Patents

Abstract

在表示图案(包括衬底上形成的接线)的基准二进制图像中，对于具有与对应于接线区域的像素值相同的像素值的特定区域进行侵蚀，以获取侵蚀图像，并将保留于侵蚀图像中的特定区域进行放大至与该侵蚀几乎相同的程度，以获取侵蚀和放大的图像。随后，产生该侵蚀和放大图像与基准二进制图像之差的图像，作为表示接线区域的接线图像。由此，可容易地提取作为细微图案区域的接线区域。通过基于该接线图像，为接线区域和其他区域设定各个不同的缺陷检测灵敏度，并根据这些缺陷检测灵敏度，检测一检查图像中的缺陷，可适当地检测衬底上的图案缺陷。

Description

缺陷检测装置和方法以及接线区域提取装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于从表示几何图案的图像中提取特定区域的技术，该几何图案包含衬底上形成的接线(轮廓线)，还涉及一种用于通过利用该提取技术来检测图案缺陷的技术。

背景技术

在对于形成在印刷电路板、半导体衬底、玻璃衬底等(下文称为“衬底”)上包括接线(轮廓线)的图案进行检查的领域中，通常采用各种检查方法。例如，日本专利申请公报No.2002-372502(文献1)公开了一项技术，其中检查图像被分成多个分区，如果分区包括多个电路元件，则用于该分区的缺陷检测灵敏度被设定得较高。

日本专利申请公报No.2002-259967(文献2)公开了一项技术，其中在预定的色彩空间中：根据个别的色彩矢量(其表示待划分的彩色图像中的像素色彩)和多个已设定的典型色彩的各典型色彩矢量之间的角度，来获取角度指数(index)；根据该图像中的像素色彩和各典型色彩之间的距离，来获取距离指数；根据以这些角度指数和距离指数为基础的合成距离指数，将该图像中的像素分组成多个典型色彩，由此划分该彩色图像。

在文献1的技术中，即使仅在一部分的分区中有细微图案，但仍对整个区域设定高缺陷检测灵敏度，还常常导致这样的误检，即使无需被检测的很小缺陷也会被确定为缺陷。如文献1中所公开的，当将一个像素假定为一个分区时，即使对于没有接线区域的分区，仍然根据其最近接线区域的细度(fineness)来设定缺陷检测灵敏度；当该分区和最近接线区域彼此相距一定距离或更远时，则有时设定不必要高的缺陷检测灵敏度。另一方面，在某些情况下，根据图案应当为接线周围的区域设定特别高的缺陷检测灵敏度。

发明内容

本发明旨在提供一种缺陷检测装置，用于检测衬底上形成的几何图案缺陷。根据本发明的优选方案，该装置包括：摄像部分，用于摄取衬底图像；侵蚀和放大部分，对于检查二进制图像和基准二进制图像中的一个图像中具有特定像素值的特定区域进行侵蚀，以获取侵蚀图像，并将保留于侵蚀图像中的特定区域进行放大至与所述侵蚀相同的程度，以获取侵蚀和放大的图像，所述检查二进制图像是由二进制化所述摄像部分获取的检查图像而产生，所述基准二进制图像是在缺陷检测中与所述检查二进制图像比较的图像或是在缺陷检测中二进制化与所述检查图像比较的基准图像而产生的图像；细微图案区域获取部分，用于产生侵蚀和放大图像与该一个图像之差的图像，作为表示细微图案区域的细微图案图像；检测灵敏度设定部分，用于为细微图案区域和其他区域设定各个不同的缺陷检测灵敏度；以及缺陷检测部分，用于根据缺陷检测灵敏度，检测该检查图像中的缺陷。

在本发明的缺陷检测装置中，可容易地提取细微图案区域；由于细微图案的缺陷检测灵敏度被设定为不同于其他区域的灵敏度，能够恰当地检测衬底上的图案缺陷。

为了高准确度的缺陷检测，本发明的缺陷检测装置还包括：特定细微图案提取部分，用于通过产生两个细微图案图像之差的图像，获取该检测灵敏度设定部分中所用的特定细微图案区域，两个细微图案图像是在侵蚀和放大部分、细微图案区域获取部分中产生的，其中在产生所述两个细微图案图像中的一个图像时的侵蚀和放大的程度不同于在产生所述两个细微图案图像中的另一个图像时的侵蚀和放大的程度。

优选地，该一个图像是检查二进制图像，该细微图案区域获取部分通过利用放大之后的基准二进制图像来掩蔽细微图案图像，以校正细微图案图像。通过从检测二进制图像中产生细微图案图像，能够在考虑图案位置差异时实现缺陷检测。通过利用基准二进制图像，还能够去除由检查二进制图像造成的噪声。

本发明还旨在提供一种用于从衬底图像中提取接线区域的装置，其利用了上述用于产生细微图案图像的缺陷检测装置的功能。

按照本发明的另一优选方案，该缺陷检测装置包括：摄像部分，用于摄取衬底图像；放大部分，对于检查二进制图像和基准二进制图像中的一个图像中具有特定像素值的特定区域进行放大，以获取放大图像，所述检查二进制图像是由二进制化所述摄像部分获取的检查图像而产生，所述基准二进制图像是在缺陷检测中与所述检查二进制图像比较的图像或是在缺陷检测中二进制化与所述检查图像比较的基准图像而产生的图像；围绕区域获取部分，用于产生该放大图像和该一个图像之间差的图像，作为表示该特定区域的围绕区域的围绕区域图像；检测灵敏度设定部分，用于为围绕区域和其他区域，设定各个不同的缺陷检测灵敏度；以及缺陷检测部分，用于根据缺陷检测灵敏度，检测该检查图像中的缺陷。

在本发明的该缺陷检测装置中，可容易地提取一围绕区域；由于围绕区域的缺陷检测灵敏度被设定为大于其他区域的灵敏度，能够恰当地检测衬底上的图案缺陷。

优选地，该一个图像是该检查二进制图像，该围绕区域获取部分通过利用放大之后的基准二进制图像来掩蔽该围绕区域图像，以校正该围绕区域图像。由此，能够在考虑图案位置差异时实现缺陷检测；通过利用基准二进制图像，还能够去除由检查二进制图像造成的噪声。

优选地，该衬底是接线板，该特定区域是检查二进制图像中具有与对应于接线区域的像素值相同的像素值的区域。为了高准确度的缺陷检测，本发明的缺陷检测装置还包括：侵蚀和放大部分，用于对于检查二进制图像和基准二进制图像的一个图像中具有对应于背景的像素值的背景区域进行侵蚀，以获取侵蚀图像，并将保留于侵蚀图像中的背景区域进行放大至与该侵蚀几乎相同的程度，以获取侵蚀和放大的图像；细微背景区域获取部分，用于产生该侵蚀和放大图像和该一个图像之差的图像，作为表示细微背景区域的细微背景图像，以从围绕区域中分离细微背景区域；在该缺陷检测装置中，该检测灵敏度设定部分为细微背景区域设定与围绕区域不相同的缺陷检测灵敏度。

由此可利用从围绕区域中分离的细微背景区域，高准确度地检测缺陷。

本发明还旨在提供：一种缺陷检测方法，用于检测衬底上形成的几何图案缺陷；以及一种接线区域提取方法，用于从表示几何图案的目标图像中提取接线区域，该几何图案包括衬底上形成的接线。

从如下与附图相结合时的本发明的如下具体描述中，本发明的这些和其他目的、特征、方案和优点将变得更明显。

附图说明

图1是缺陷检测装置的结构图；

图2是示出缺陷检测工作流的流程图；

图3是示出衬底上的检测区域的图；

图4是示出基准二进制图像的图；

图5是示出侵蚀图像的图；

图6是示出侵蚀和放大图像的图；

图7是示出另一侵蚀和放大图像的图；

图8是示出接线图像的图；

图9是示出放大之后的接线图像的图；

图10是示出检测缺陷工作流的流程图；

图11是示出接线图像的图；

图12是示出接线图像的图，该接线图像表示具有特定宽度的接线区域；

图13是示出检查二进制图像的图；

图14是示出接线图像的图；

图15是示出校正之后的接线图像的图；

图16是示出根据第二优选实施例的缺陷检测装置的部分构成图；

图17是示出检测缺陷工作流的流程图；

图18是示出放大图像的图；以及

图19是示出围绕区域图像的图。

具体实施方式

图1是表示根据本发明第一优选实施例的缺陷检测装置1的结构图。缺陷检测装置1包括：台架部分2，用于保持印刷电路板9(下文称为“衬底”)，在该印刷电路板上形成有包含接线(轮廓线)的图案；摄像部分3，用于摄取衬底9的图像，以获取用于检查的衬底9的彩色图像；以及台架驱动部分21，用于相对于摄像部分3来移动台架部分2。

台架部分2具有：传输照明部分20，用于向衬底9的下侧主表面发射白光，该表面是面向摄像部分3上表面的相反侧。摄像部分3具有：用于发射照明光的发光部分31；光学系统32，用于将照明光引导至衬底9和从衬底9接收光；以及摄像装置33，用于将光学系统32所形成的衬底9的图像转换成电信号。摄像装置33输出检查彩色图像的数据。台架驱动部分21具有：X方向移动机构22，用于在图1的X方向上移动台架部分2；以及Y方向移动机构23，用于在Y方向上移动台架部分2。X方向移动机构22具有连接于滚珠螺杆(未示出)的电动机221，并随着电动机221的旋转，Y方向移动机构23在图1的X方向上沿着导轨222移动。Y方向移动机构23具有与X方向移动机构22相同的结构，并随着电动机231的旋转，台架部分2通过滚珠螺杆(未示出)在图1的Y方向上沿着导轨232移动。

缺陷检测装置1还包括：基准图像存储器41，用于存储预先准备的基准彩色图像；预处理器42，用于获取基准彩色图像中与衬底9上的特定部分相对应的特定区域，例如下文讨论的抗蚀(resisit)区域和通孔区域；二进制图像产生部分43，用于将基准彩色图像二值化，以产生基准二进制图像；侵蚀和放大部分44，用于侵蚀基准二进制图像中具有特定像素值的区域，然后放大该区域以获取侵蚀和放大的图像；接线区域获取部分45，用于通过提取与衬底9上的接线相对应的区域来产生接线图像；检测灵敏度设定部分46，用于基于接线图像来设定缺陷检测灵敏度；以及缺陷检测部分47，用于根据所设定的缺陷来检测灵敏度检测衬底9上的缺陷。图1示出了连接于接线区域获取部分45的特定接线区域提取部分48，但是特定接线区域提取部分48被用于下文讨论的缺陷检测装置1的另外操作中。

图2是示出了缺陷检测装置1的操作流的流程图，其用于检测衬底9上所形成的图案缺陷。在缺陷检测装置1中，首先通过台架驱动部分21来移动衬底9，以将衬底9上的预定检查区域设定为用于摄像部分3的摄像位置，并摄取衬底9的图像(步骤S11)。

图3是示出了衬底9上的检查区域90的图。在衬底9上设置有：导电基底91，从其引出具有不同宽度的接线92和93；穿透衬底9的通孔94；通孔94周围的焊接(land)部分95；以及电极96，其连接于多个细微接线92外部的接线92a。导电基底91、接线92和93、焊接部分95和电极96(通称为“导电部分”)例如由铜等导电材料形成，接线92a和电极96可根据需要被镀金。

在衬底9上，图3中附图标记81所示区域(电极96和接线92a)之外的区域被涂覆有用作绝缘膜的抗蚀剂。在涂有抗蚀剂的区域中，表示衬底9表面的导电部分和背景部分在颜色上是不同亮度的绿色。在无抗蚀剂的区域中，导电部分和背景部分在颜色上是不同亮度的棕色。因此，在衬底9上形成有包括接线92和93的几何图案，摄像部分3获取表示检查区域90的检查彩色图像中的像素值，并依次将像素值输出到缺陷检测部分47。在实际的检查彩色图像中，与通孔94相对应的每个区域通过来自传输照明部分20的光而在颜色上是明亮的白色。

另一方面，与步骤S11并行地进行多个如下过程。如下过程实际上是通过专用电子电路对于待处理图像中的每数行来执行的，但是为了易于理解，这里假设在整个图像上执行这些过程，来进行讨论。

在摄像部分3对衬底9进行摄像的同时，表示与图3所示检查区域90图案相同的基准彩色图像(例如该图像是紧接在通过提取其他区域的图像之前获取的，在该其他区域中具有与正被摄像的检查区域90相同的图案)从基准图像存储器41中被输出到预处理器42，由此从基准彩色图像中获取预先指定的区域(步骤S12)。

作为预处理器42的一个示范性过程，例如可采用上述文献2(日本专利申请公报No.2002-259967)中公开的技术。具体而言，在基准彩色图像中，操作者预先设定三个分别的典型色彩(其表示衬底9上涂有抗蚀剂的区域(除通孔94之外)、无抗蚀剂的区域和用于通孔94的部分)；在预定的色彩空间中，根据个别的色彩矢量(其表示基准彩色图像中的像素色彩)和各典型色彩矢量之间的角度来获得角度指数。

随后在色彩空间中，根据基准彩色图像中的像素色彩和各典型色彩之间的距离来获得距离指数，基于这些角度指数和距离指数来计算各典型色彩的合成距离指数。然后，根据合成的距离指数，与涂有抗蚀剂的区域、无抗蚀剂的区域和通孔94相对应的三个区域之一被确定为基准彩色图像中的每个像素所归属的区域。因此，预处理器42从基准彩色图像中获取与衬底9上涂有抗蚀剂的区域相对应的抗蚀区域、与无抗蚀剂的区域相对应的非抗蚀区域、以及对应于通孔94的通孔区域，并将基准彩色图像和表示各种区域的信息(随后称为“区域信息”)输出到二进制图像产生部分43。在预处理器42中，如果可能，可获取对应于每个导电部分和背景部分的多个区域，并通过以不同阈值将基准彩色图像多次二值化，可获取特定区域。

二进制图像产生部分43利用区域信息从基准彩色图像中获取仅表示抗蚀区域(包括通孔区域)的彩色图像和仅表示非抗蚀区域的彩色图像。然后，以不同阈值将彩色图像二值化，例如产生两个二进制图像，其中像素值“1”被赋给与衬底9上的导电部分相对应的导电区域，像素值“0”被赋给与背景部分相对应的背景区域(步骤S13)。此时，像素值“1”被强制地赋给通孔区域，仅表示抗蚀区域的二进制图像和仅表示非抗蚀区域的二进制图像分别被输出到侵蚀和放大部分44，作为基准二进制图像。在如下讨论中，仅表示抗蚀区域的二进制图像和仅表示非抗蚀区域的二进制图像被结合为待利用的一个基准二进制图像61，如图4所示。

侵蚀和放大部分44将基准二进制图像61中具有像素值“1”的区域611(其在图4中被涂上阴影，随后称为“特定区域”)进行侵蚀至预定程度(侵蚀的程度例如是在借助用于改变侵蚀级别的特定参数来重复侵蚀时的重复次数，或者是在改变将用于该侵蚀的参数时的参数)，由此获取图5所示的侵蚀图像62(步骤S14)。此时，在侵蚀图像62中，特定区域611中与衬底9上的细微接线92(见图3)相对应的区域消失，特定区域611中与接线93相对应的区域保留。根据待提取的衬底9上接线的宽度(也就是侵蚀图像62中待保留的接线宽度)来预先确定侵蚀程度。

随后，将保留于侵蚀图像62中的特定区域611放大至与步骤S14中的侵蚀几乎相同的程度(放大程度可略微大于侵蚀程度)，由此获取图6所示的侵蚀和放大图像63(步骤S15)。然后，计算获得侵蚀和放大图像63中每个像素值和基准彩色图像61中对应像素值的逻辑乘积，产生新的侵蚀和放大图像64，其具有作为计算结果的像素值(如图7所示)。在图7的侵蚀和放大图像64中出现区域641，其中：与衬底9上的细微接线92相对应的区域，从图4的基准二进制图像61中的特定区域611被去除(随后称为“细微接线去除区域”)。

新的侵蚀和放大图像64被输出到接线区域获取部分45，接线区域获取部分45通过计算获得侵蚀和放大图像64中每个像素值和基准二进制图像61中对应像素值的“异或(exclusive OR)”，由此产生图8所示的差值图像65。这里，图8的差值图像65是表示多个细微接线区域651(其对应衬底9上具有小于预定值的宽度的多条细微接线92)的图像，随后称为接线图像65。

此时，由于二进制图像产生部分43将与赋给导电区域的像素值相同的像素值赋给通孔区域，所以接线区域获取部分45将与衬底9上用于通孔的焊接部分95和通孔94相对应的区域视为非接线区域，可防止这样的情况：当通孔94以其不同的位置被形成于衬底9上时，焊接部分95的一部分宽度变窄，与该部分的连接部分95相对应的区域出现在接线图像中。由此，能够高准确度地获取作为细微图案区域的接线区域651，而不影响通孔区域。

接线图案65被输出到检测灵敏度设定部分46，为接线图案中的接线区域651和其他区域设定各个不同的缺陷检测灵敏度(步骤S17)。如果需要，还为图7的细微接线去除区域641设定不同的缺陷检测灵敏度，例如为接线区域651、细微接线移除区域641和其他区域，依次从最小至最大地设定三个区域阈值(待检测的缺陷区域中的最小值)。实际上，在对应于抗蚀区域和对应于非抗蚀区域的每个接线图像(以及侵蚀和放大图像)中，为接线区域651、细微接线去除区域641和其他区域，设定各个不同的缺陷检测灵敏度。

如上所述，缺陷检测装置1并行地执行图2的步骤S11和步骤S12至S17。具体来说，在基于从基准彩色图像获得的接线图像65(以及侵蚀和放大图像64)来设定缺陷检测灵敏度的同时，摄像部分3依次获取该检查彩色图像中的像素值。此时，二进制图像产生部分43产生的基准二进制图像中的像素值也被依次输出到绝缘检测部分47(但是在输出到缺陷检测部分47的基准二进制图像中，这些通孔区域与背景部分具有相同的像素值)。

缺陷检测部分47从检查彩色图像中产生检查二进制图像，将检查二进制图像中的每个像素值与基准二进制图像中的对应像素值做比较，以检测缺陷候选。检查彩色图像可不被二进制化而用作检查图像，并且在这种情况下，检查彩色图像和基准彩色图像之间的差值图像被二进制化，以检测缺陷候选。该检查彩色图像在不被二值化的情况下可被用作检查图像，在此情况下，将检查彩色图像和基准彩色图像之间的差值图像二值化，以检测缺陷候选。通过对检查彩色图像进行预定处理而获得的图像可被用作检查图像(这同样适用于如下处理)。然后，通过选择不同的缺陷检测灵敏度之一，确定该缺陷候选是否为缺陷。通过参照该缺陷候选的位置是包含于抗蚀区域中还是非抗蚀区域中、该位置是否包含于接线区域651、细微接线去除区域641还是其他区域中，来选择不同的缺陷检测灵敏度之一。因此，缺陷检测部分47根据这些缺陷检测灵敏度来检测该检查图像中的缺陷，并输出表示检测结果的信号R(步骤S18)。

尽管在上面的情况中并行地执行用于获取检查彩色图像的操作和用于设定缺陷检测灵敏度的操作，但是如果通过提取无缺陷衬底的图像来预先获取基准彩色图像，或者在设计数据的基础上产生基准彩色图像，则例如可执行图2的步骤S12至S17，作为图案检查的准备。

因此，在图1的缺陷检查装置1中，产生每个仅表示抗蚀区域的二进制图像和仅表示非抗蚀区域的二进制图像，作为基准二进制图像61。然后，对于基准二进制图像61中具有与对应于接线区域的像素值相同的像素值的特定区域611进行侵蚀，随后进行放大，以获取侵蚀和放大的图像63，并在侵蚀和放大图像63和基准二进制图像61的基础上自动地产生接线图像65。这避免了操作者设定区域的复杂工作，并能够容易和适当地提取作为细微图案区域的细微接线区域651。在每个抗蚀区域和非抗蚀区域中，在基于接线图像65而改变的缺陷检查灵敏度下，实现了与区域有关的检查，由此可适当地检测衬底9上的图案缺陷。

在缺陷检测装置1中，如果需要，可对图8的接线图像65中的接线区域651进行放大，以进一步获取放大之后的接线图像66(如图9所示)。放大之后的接线图像66表示区域661，其对应于包含有衬底9上的细微接线92邻近的区域(由图3中的标号921所表示的区域)。通过根据在接线图像66的基础上设定的缺陷灵敏度来检测该检查图像中的缺陷，能够在与接线92相同的缺陷检测灵敏度下，在衬底9上的背景部分中出现的缺陷之中，对于接线92邻近中的缺陷进行详细检查；并对其他区域中的缺陷进行粗检。

接着将讨论用于检测缺陷的缺陷检测装置1的另一示范性过程。图10是示出检测缺陷的另一示范性操作流的流程图，此操作是在图2的步骤S16和步骤S17之间执行的。在此过程中使用了图1的特定接线区域提取部分48。

在另一示范性缺陷检测过程中，除上述接线图像65之外还产生另一接线图像。具体来说，在图2的步骤S14中，在比上述情况具有更高侵蚀程度的侵蚀下获取侵蚀的图像。此时，在侵蚀图像的特定区域中，与衬底9上的接线92相对应的区域和对应于接线93的区域消失(因为比图5的情况下被更多侵蚀)。随后，对于侵蚀图像中保留的特定区域进行放大，直至与此侵蚀几乎相同的程度，由此获取侵蚀和放大的图像，其中不存在对应于接线92和接线93的区域(在该图像中，从图6下侧中的特定区域611向上延伸的线条消失)(步骤S15)。然后，侵蚀和放大的图像与基准二进制图像61相互比较，以获取如图11所示另一接线图像65a(步骤S16)。在接线图像65a中出现与衬底9上的接线92相对应的接线区域651和对应于接线93的接线区域652。

特定接线区域提取部分48产生两个接线图像65和65a(其是在改变了侵蚀和放大程度时在侵蚀和放大部分44、接线区域获取部分45中产生的)之间的差值图像，由此获取接线图像65b，其仅表示具有特定宽度的接线区域652(其对应于衬底9上的接线93)，如图12所示(步骤S21)。然后，基于接线图像65和65b，为与衬底9上的接线92相对应的接线区域651，对应于接线93的接线区域652、及其他区域，设定各个不同的缺陷检测灵敏度(步骤S17)，根据这些缺陷检测灵敏度进行检查图像中的缺陷检测(步骤S18)。

由此在另一示范性缺陷检测过程中，特定接线区域提取部分48获取接线区域652，其是检测灵敏度设定部分46中所用的特定细微图案区域。因此可通过利用为具有特定宽度的接线区域651和652(其分别对应于衬底9上的接线92和93)而设定的各个分别的缺陷检测灵敏度，能够高准确度地检测缺陷。对于图12的接线图像65b中的接线区域652进行放大，以获取表示一区域的图像，该区域与包含有衬底9上的接线93邻近的区域(由图3中的标号931表示的区域)相对应。在此情况下，在衬底9上的背景部分中出现的缺陷之中，与接线93相同的缺陷检测灵敏度被赋给接线93邻近中出现的缺陷。

接着将对用于检测缺陷的缺陷检测装置1的又一示范性过程进行讨论。在此过程中，基于摄像部分3获取的检查彩色图像，产生接线图像。

具体来说，如图1中的虚线所示，摄像部分3还连接于预处理器42，摄像部分3获取的检查彩色图像被输出到预处理器42和缺陷检测部分47(图2的步骤S11)。然后，从检查彩色图像中获取与衬底9上涂有抗蚀剂的区域相对应的抗蚀区域、非抗蚀区域和相应于通孔94的通孔区域(步骤S12)，二进制图像产生部分43产生仅表示抗蚀区域的二进制图像和仅表示非抗蚀区域的二进制图像，作为检查二进制图像(步骤S13)。在如下讨论中，假设利用了通过组合这两个二进制图像而获取的一个检查二进制图像。

图13是示出了从检查彩色图像中产生的检查二进制图像67的图。在一些情况下，在实际受检的衬底9上的背景部分中存在很小的干扰物质。在产生的检查二进制图像67中，与干扰物质相对应的区域671a被视为与对应于衬底9上导电部分的区域具有相同的像素值；在如下过程中，导电区域、通孔区域和对应于干扰物质的区域被用作特定区域671。

随后，对检查二进制图像67中的特定区域671进行侵蚀和放大，由此获取侵蚀和放大的图像(步骤S14和S15)，产生侵蚀和放大的图像与检查二进制图像67之间的差值图像，以获取图14所示的接线图像68(步骤S16)。在图14的接线图像68中，除特定区域681之外，还保留了对应于干扰物质的区域671a。

接线区域获取部分45预备以预定的放大程度放大之后的基准二进制图像，并计算获得基准二进制图像中每个像素值和接线图像68中对应像素值的逻辑乘积，由此产生接线图像68a，其具有作为计算结果的像素值(如图15所示)。换句话说，通过利用放大之后的基准二进制图像来掩蔽(mask)接线图像68，可校正该接线图像68，以获取校正的接线图像68a。然后，根据在接线图像68a的基础上设定的缺陷检测灵敏度，进行检查图像中的缺陷检测(步骤S17和S18)。

因此，在又一示范性缺陷检测过程中，通过实际摄取衬底9的图像，在获取的检查彩色图像基础上，从检查二进制图像67中获取接线图像68。然后，通过使用放大之后的基准二进制图像来校正接线图像68，并基于校正的接线图像68a来设定缺陷检测灵敏度。在缺陷检测装置1中，由于接线图像68是从检查二进制图像67中产生的，所以即使由于衬底9的变形等而出现图案的位置之差，仍可通过根据实际图案进行区域提取，来设定缺陷检测灵敏度；在考虑图案的位置之差时检测缺陷。利用基准二进制图像，还可去除由检查二进制图像67造成的噪声。

图16示出了根据本发明第二优选实施例的缺陷检测装置1a的部分构成图。在图16的缺陷检测装置1a中，与图1的缺陷检测装置1相比较，接线区域获取部分45被细微背景区域获取部分45a代替，放大部分49和围绕区域获取部分50还被设置于二进制图像产生部分43和检测灵敏度设定部分46之间(并联于侵蚀和放大部分44、细微背景区域获取部分45a)。其他构成单元与图1中的相同。

图17是示出了用于检测缺陷的缺陷检测装置的操作流的流程图，此操作是代替图2的步骤S14至S16而执行的。除图17之外的过程与图2所示是相同的。在图17的过程中，提取与衬底9上的导电部分周围的区域相对应的区域。随后将讨论此操作，图16中的侵蚀和放大部分44、细微背景区域获取部分45a在此操作中未被使用，随后将讨论使用这些构成单元的操作。

在缺陷检测装置1a中，与第一优选实施例中相似，从基准彩色图像中产生图4所示的基准二进制图像61(图2的步骤S13)。此时，如上所述，相同的像素值“1”被赋给基准二进制图像61中的导电区域和通孔区域。随后，放大部分49对于基准二进制图像61中具有与接线区域中的对应像素值相同的像素值“1”的特定区域611进行放大，由此获取放大的图像71，其表示放大之后的特定区域711，如图18所示(步骤S31)。放大的程度是根据待提取的范围而预先确定的，其出现于衬底9上的导电部分周围。

围绕区域获取部分50通过获取放大图像71中每个像素值和基准二进制图像61中对应像素值的异或，来产生放大图像71和基准二进制图像61之间的差值图像，由此获取一围绕区域图像72，其表示基准二进制图像61中特定区域611的围绕区域721，如图19所示(步骤S31)。然后，在基准二进制图像61和围绕区域图像72的基础上，为基准二进制图像61中的特定区域611、围绕区域721和其他区域，设定各个不同的缺陷检测灵敏度(图2的步骤S17)，根据这些缺陷检测灵敏度，对摄像部分3获取的检查图像中的缺陷进行检测(步骤S18)。

因此，在图16的缺陷检测装置1a中，在放大图像71(其是通过对基准二进制图像61中的特定区域611进行放大而获取的)和基准二进制图像61的基础上，获取该围绕区域图像72，其表示特定区域611的围绕区域721。这避免了操作者设定区域的复杂工作，能够在从基准二进制图像61中的特定区域611的一定范围内容易地提取围绕区域721，为基准二进制图像61中的两个区域设定各个分别的缺陷检测灵敏度，这两个区域在衬底9上的背景部分中对应于靠近导电部分的区域和远离导电部分的区域。结果，能够适当地检测衬底9上的图案缺陷。

接着，将对于缺陷检测装置1a中的另一示范性缺陷检测过程进行讨论。在另一示范性缺陷检测过程中，利用了图16的侵蚀和放大部分44、细微背景区域获取部分45a，与图17的程序并行地执行与图2的步骤S14至S16相一致的过程。随后将讨论与图2的步骤S14至S16相一致的过程。

侵蚀和放大部分44对于图4的基准二进制图像61中具有对应于背景的像素值“0”的背景区域(图4中的无阴影区域)进行侵蚀，由此获取侵蚀的图像(图2的步骤S14)。换句话说，背景区域被视为上文讨论的特定区域。在此侵蚀图像中，与窄的背景部分(例如，衬底9上的接线之间的间隙)相对应的区域(随后称为“细微背景区域”)消失。随后，对于保留在侵蚀图像中的背景区域进行放大，直至与侵蚀几乎相同的程度，由此获取侵蚀和放大的图像(细微背景区域在其中消失)(步骤S15)。然后，细微背景区域获取部分45a产生侵蚀和放大的图像与基准二进制图像61之差的图像，由此获取表示细微背景区域的细微背景图像；此外，将步骤S32获取的围绕区域图像72与细微背景图像相互做比较，由此从围绕区域721中分离细微背景区域(步骤S16)。

检测灵敏度设定部分46为细微背景区域设定与围绕区域不相同的缺陷检测灵敏度(步骤S17)；根据该缺陷检测灵敏度，进行检查图像中的缺陷检测(步骤S18)。在缺陷检测装置1a中，利用从围绕区域721中分离的细微背景区域，由此能够高准确度地检测图案缺陷，该图案含有形成于衬底9上的接线。

同时，在图16的缺陷检测装置1a中，可在检查二进制图像的基础上产生围绕区域图像和细微背景图像，该检查二进制图像是从摄像部分3获取的检查彩色图像中获得的二进制图像。在此情况下，通过利用放大之后的基准二进制图像来掩蔽该围绕区域图像，围绕区域获取部分50对于从检查二进制图像中产生的围绕区域图像进行校正。通过从检查二进制图像中产生该围绕区域图像，能够在考虑图案的位置之差时进行缺陷检测；通过使用放大之后的基准二进制图像，还可去除由检查二进制图像所造成的噪声。

尽管上文讨论了本发明的优选实施例，但是本发明不限于上述优选实施例，而是允许各种变形。

例如在第一优选实施例中，可能由这样的情况：对于基准二进制图像61中的背景区域进行放大，然后在其上进行侵蚀，由此获取放大和侵蚀的图像，并在放大和侵蚀图像的基础上产生接线图像。换句话说，在上述优选实施例中，对于检查二进制图像或基准二进制图像中的特定区域进行放大，等效于对于背景区域进行侵蚀，对特定区域进行侵蚀等效于对背景区域进行放大。

在第一优选实施例和第二优选实施例过程的结合下，通过获取接线区域、围绕区域和细微背景区域，可高准确度地实现缺陷检测。

如果无需高速进行缺陷检测过程，可通过软件来实施用于缺陷检测过程的构成单元(除摄像部分3之外)的全部或部分功能。在缺陷检测装置中，用于从目标图像中提取接线区域的接线区域提取装置的功能可被用于缺陷检测之外的目的。衬底9(其上形成有将由该缺陷检测装置检查的图案)可以是接线板(衬底)(例如半导体衬底和玻璃衬底)以及印刷电路板。

尽管具体示出和描述了本发明，但是以上描述在所有方面都是说明性而非限制性的。因此应理解，不脱离本发明的范围，可构思大量的改型和变形。

Claims (30)

1.一种缺陷检测装置，用于检测衬底上形成的几何图案缺陷，包括：

摄像部分，用于摄取衬底图像；

侵蚀和放大部分，对于检查二进制图像和基准二进制图像中的一个图像中具有特定像素值的特定区域进行侵蚀，以获取侵蚀图像，并将保留于所述侵蚀图像中的所述特定区域进行放大至与所述侵蚀相同的程度，以获取侵蚀和放大的图像，所述检查二进制图像是由二进制化所述摄像部分获取的检查图像而产生，所述基准二进制图像是在缺陷检测中与所述检查二进制图像比较的图像或是在缺陷检测中二进制化与所述检查图像比较的基准图像而产生的图像；

细微图案区域获取部分，用于产生所述侵蚀和放大图像与所述一个图像之差的图像，作为表示细微图案区域的细微图案图像；

检测灵敏度设定部分，用于为所述细微图案区域和其他区域设定各个不同的缺陷检测灵敏度；以及

缺陷检测部分，用于根据所述缺陷检测灵敏度，检测所述检查图像中的缺陷。

2.如权利要求1所述的缺陷检测装置，还包括：

特定细微图案提取部分，用于通过产生两个细微图案图像之差的图像，来获取所述检测灵敏度设定部分中所用的特定细微图案区域，所述两个细微图案图像是在所述侵蚀和放大部分中执行侵蚀和放大之后，在所述细微图案区域获取部分中产生的，其中在产生所述两个细微图案图像中的一个图像时的侵蚀和放大的程度不同于在产生所述两个细微图案图像中的另一个图像时的侵蚀和放大的程度。

3.如权利要求1所述的缺陷检测装置，其中：

所述一个图像是所述检查二进制图像；以及

所述细微图案区域获取部分通过利用所述放大之后的所述基准二进制图像来掩蔽所述细微图案图像，以校正所述细微图案图像。

4.如权利要求1至3中任一项所述的缺陷检测装置，其中：

所述衬底是接线板，所述特定区域是所述检查二进制图像中具有与对应于接线区域的像素值相同的像素值的区域。

5.如权利要求4所述的缺陷检测装置，还包括：

通孔区域获取部分，用于从所述摄像部分所获取的彩色图像或基准彩色图像中，获取与所述衬底上的通孔相对应的通孔区域；

其中，在所述通孔区域的基础上，所述细微图案区域获取部分将所述衬底上与所述通孔和用于所述通孔的焊接部分相对应的区域视为非接线区域。

6.如权利要求4所述的缺陷检测装置，还包括：

抗蚀区域获取部分，用于从所述摄像部分所获取的彩色图像或基准彩色图像中，获取与所述衬底上涂有抗蚀剂的区域相对应的抗蚀区域；以及

二进制图像产生部分，用于产生仅表示所述抗蚀区域的一个二进制图像和仅表示非抗蚀区域的另一个二进制图像，其中所述一个二进制图像和所述另一个二进制图像中的每个作为所述一个图像。

7.一种接线区域提取装置，用于从表示几何图案的目标图像中提取接线区域，该几何图案包含衬底上形成的接线，该接线区域提取装置包括：

侵蚀和放大部分，用于对于作为二进制图像的目标图像中具有与对应于接线区域的像素值相同的像素值的特定区域进行侵蚀，以获取侵蚀图像，并将保留于所述侵蚀图像中的所述特定区域进行放大至与所述侵蚀相同的程度，以获取侵蚀和放大的图像；以及

接线区域获取部分，用于产生所述侵蚀和放大图像与所述目标图像之差的图像，作为表示接线区域的接线图像。

8.如权利要求7所述的接线区域提取装置，还包括：

特定接线区域提取部分，用于通过产生两个接线图像之差的图像来获取特定接线区域，所述两个接线图像是在所述侵蚀和放大部分中执行侵蚀和放大之后，在所述接线区域获取部分中产生的，其中在产生所述两个接线图像中的一个图像时的侵蚀和放大的程度不同于在产生所述两个接线图像中的另一个图像时的侵蚀和放大的程度。

9.如权利要求7或8所述的接线区域提取装置，还包括：

通孔区域获取部分，用于通过摄取衬底图像所获取的彩色图像或基准彩色图像中，获取与所述衬底上的通孔相对应的通孔区域；

其中，所述接线区域获取部分基于所述通孔区域，将所述衬底上与所述通孔和用于所述通孔的焊接部分相对应的区域视为非接线区域。

10.如权利要求7或8所述的接线区域提取装置，还包括：

抗蚀区域获取部分，用于通过摄取衬底图像所获取的彩色图像或基准彩色图像中，获取与所述衬底上涂有抗蚀剂的区域相对应的抗蚀区域；以及

二进制目标图像产生部分，用于产生仅表示所述抗蚀区域的一个二进制图像和仅表示非抗蚀区域的另一个二进制图像，其中所述一个二进制图像和所述另一个二进制图像中的每个作为所述目标图像。

11.一种缺陷检测装置，用于检测衬底上形成的几何图案缺陷，包括：

摄像部分，用于摄取衬底图像；

放大部分，对于检查二进制图像和基准二进制图像中的一个图像中具有特定像素值的特定区域进行放大，以获取放大图像，所述检查二进制图像是由二进制化所述摄像部分获取的检查图像而产生，所述基准二进制图像是在缺陷检测中与所述检查二进制图像比较的图像或是在缺陷检测中二进制化与所述检查图像比较的基准图像而产生的图像；

围绕区域获取部分，用于产生所述放大图像和所述一个图像之差的图像，作为表示所述特定区域的围绕区域的围绕区域图像；

检测灵敏度设定部分，用于为所述围绕区域和其他区域，设定各个不同的缺陷检测灵敏度；以及

缺陷检测部分，用于根据所述缺陷检测灵敏度，检测所述检查图像中的缺陷。

12.如权利要求11所述的缺陷检测装置，其中：

所述一个图像是所述检查二进制图像；以及

所述围绕区域获取部分通过利用所述放大之后的所述基准二进制图像来掩蔽所述围绕区域图像，以校正所述围绕区域图像。

13.如权利要求11或12所述的缺陷检测装置，其中：

所述衬底是接线板，所述特定区域是所述检查二进制图像中具有与对应于接线区域的像素值相同的像素值的区域。

14.如权利要求13所述的缺陷检测装置，还包括：

侵蚀和放大部分，用于对于所述检查二进制图像和所述基准二进制图像的一个图像中具有对应于背景的像素值的背景区域进行侵蚀，以获取侵蚀图像，并将保留于所述侵蚀图像中的所述背景区域进行放大至与所述侵蚀相同的程度，以获取侵蚀和放大的图像；以及

细微背景区域获取部分，用于产生所述侵蚀和放大图像与所述一个图像之差的图像，作为表示细微背景区域的细微背景图像，以从所述围绕区域中分离所述细微背景区域；

其中，所述检测灵敏度设定部分为所述细微背景区域设定与所述围绕区域不相同的缺陷检测灵敏度。

15.如权利要求13所述的缺陷检测装置，还包括：

抗蚀区域获取部分，用于从所述摄像部分所获取的彩色图像或基准彩色图像中，获取与所述衬底上涂有抗蚀剂的区域相对应的抗蚀区域；以及

二进制图像产生部分，用于产生仅表示所述抗蚀区域的一个二进制图像和仅表示非抗蚀区域的另一个二进制图像，其中所述一个二进制图像和所述另一个二进制图像中的每个作为所述一个图像。

16.一种缺陷检测方法，用于检测衬底上形成的几何图案缺陷，包括步骤：

a)摄取衬底图像；

b)对于检查二进制图像和基准二进制图像中的一个图像中具有特定像素值的特定区域进行侵蚀，以获取侵蚀图像，所述检查二进制图像是由二进制化在所述步骤a)获取的检查图像而产生，所述基准二进制图像是在缺陷检测中与所述检查二进制图像比较的图像或是在缺陷检测中二进制化与所述检查图像比较的基准图像而产生的图像；

c)将保留于所述侵蚀图像中的所述特定区域进行放大至与所述侵蚀相同的程度，以获取侵蚀和放大的图像；

d)产生所述侵蚀和放大图像与所述一个图像之差的图像，作为表示细微图案区域的细微图案图像；

e)为所述细微图案区域和其他区域，设定各个不同的缺陷检测灵敏度；以及

f)根据所述缺陷检测灵敏度，检测所述检查图像中的缺陷。

17.如权利要求16所述的缺陷检测方法，其中：

在所述步骤b)至所述步骤d)中产生两个细微图案图像，其中在产生所述两个细微图案图像中的一个图像时的侵蚀和放大的程度不同于在产生所述两个细微图案图像中的另一个图像时的侵蚀和放大的程度；

该缺陷检测方法还包括步骤：

g)通过产生所述两个细微图案图像之差的图像，获取所述步骤e)中所用的特定细微图案区域。

18.如权利要求16所述的缺陷检测方法，其中：

所述一个图像是所述检查二进制图像；以及

在所述步骤d)中通过利用所述放大之后的所述基准二进制图像来掩蔽所述细微图案图像，以校正所述细微图案图像。

19.如权利要求16至18中任一项所述的缺陷检测方法，其中：

所述衬底是接线板，所述特定区域是所述检查二进制图像中具有与对应于接线区域的像素值相同的像素值的区域。

20.如权利要求19所述的缺陷检测方法，还包括步骤：

h)从提取所述衬底的图像而获取的彩色图像或基准彩色图像中，获取与衬底上的通孔相对应的通孔区域，

其中，在所述步骤b)至步骤d)中，基于所述通孔区域，所述衬底上与所述通孔和用于所述通孔的焊接部分相对应的区域被视为非接线区域。

21.如权利要求19所述的缺陷检测方法，还包括步骤：

i)从提取所述衬底的图像而获取的彩色图像或基准彩色图像中，获取与所述衬底上涂有抗蚀剂的区域相对应的抗蚀区域；以及

j)产生仅表示所述抗蚀区域的一个二进制图像和仅表示非抗蚀区域的另一个二进制图像，其中所述一个二进制图像和所述另一个二进制图像中的每个作为所述一个图像。

22.一种接线区域提取方法，用于从表示几何图案的目标图像中提取接线区域，该几何图案包括衬底上形成的接线，该接线区域提取方法包括步骤：

a)对于作为二进制图像目标图像中具有与对应于接线区域的像素值相同的像素值的特定区域进行侵蚀，以获取侵蚀图像，

b)将保留于所述侵蚀图像中的所述特定区域进行放大至与所述侵蚀相同的程度，以获取侵蚀和放大图像；以及

c)产生所述侵蚀和放大图像与所述目标图像之差的图像，作为表示接线区域的接线图像。

23.如权利要求22所述的接线区域提取方法，其中：

在所述步骤a)至所述步骤c)中产生两个接线图像，其中在产生所述两个接线图像中的一个图像时的侵蚀和放大程度不同于在产生所述两个接线图像中的另一个图像时的侵蚀和放大程度；

该接线区域提取方法还包括步骤：

d)通过产生所述两个接线图像之差的图像，获取特定接线区域。

24.如权利要求22或23所述的接线区域提取方法，还包括步骤：

e)从提取所述衬底的图像而获取的彩色图像或基准彩色图像中，获取与所述衬底上的通孔相对应的通孔区域，

其中，在所述步骤a)至步骤c)中，基于所述通孔区域，所述衬底上与所述通孔和用于所述通孔的焊接部分相对应的区域被视为非接线区域。

25.如权利要求22或23所述的接线区域提取方法，还包括步骤：

f)从提取所述衬底的图像而获取的彩色图像或基准彩色图像中，获取与所述衬底上涂有抗蚀剂的区域相对应的抗蚀区域；以及

g)产生仅表示所述抗蚀区域的一个二进制图像和仅表示非抗蚀区域的另一个二进制图像，其中所述一个二进制图像和所述另一个二进制图像中的每个作为所述目标图像。

26.一种缺陷检测方法，用于检测衬底上形成的几何图案缺陷，包括步骤：

a)提取衬底图像；

b)对于检查二进制图像和基准二进制图像中的一个图像中具有特定像素值的特定区域进行放大，以获取放大图像，所述检查二进制图像是由二进制化在所述步骤a)获取的检查图像而产生，所述基准二进制图像是在缺陷检测中与所述检查二进制图像比较的图像或是在缺陷检测中二进制化与所述检查图像比较的基准图像而产生的图像；

c)产生所述放大图像和所述一个图像之差的图像，作为表示所述特定区域的围绕区域的围绕区域图像；

d)为所述围绕区域和其他区域，设定各个不同的缺陷检测灵敏度；以及

e)根据所述缺陷检测灵敏度，检测所述检查图像中的缺陷。

27.如权利要求26的缺陷检测方法，其中：

所述一个图像是所述检查二进制图像；以及

在所述步骤c)中通过利用所述放大之后的所述基准二进制图像来掩蔽所述围绕区域图像，以校正所述围绕区域图像。

28.如权利要求26或27所述的缺陷检测方法，其中：

所述衬底是接线板，所述特定区域是所述检查二进制图像中具有与对应于接线区域的像素值相同的像素值的区域。

29.如权利要求28所述的缺陷检测方法，还包括步骤：

f)对于所述检查二进制图像和所述基准二进制图像的一个图像中具有对应于背景的像素值的背景区域进行侵蚀，以获取侵蚀图像，并将保留于所述侵蚀图像中的所述背景区域进行放大至与所述侵蚀相同的程度，以获取侵蚀和放大图像；以及

g)产生所述侵蚀和放大图像与所述一个图像之差的图像，作为表示细微背景区域的细微背景图像，以从所述围绕区域中分离所述细微背景区域；

其中，在所述步骤d)中为所述细微背景区域设定与所述围绕区域不相同的缺陷检测灵敏度。

30.如权利要求28所述的缺陷检测方法，还包括步骤：

h)从提取所述衬底的图像而获取的彩色图像或基准彩色图像中，获取与衬底上涂有抗蚀剂的区域相对应的抗蚀区域；以及

i)产生仅表示所述抗蚀区域的一个二进制图像和仅表示非抗蚀区域的另一个二进制图像，其中所述一个二进制图像和所述另一个二进制图像中的每个作为所述一个图像。

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