CN104254757A - 图像处理系统、图像处理方法以及图像处理程序 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够维持测量精度并且抑制处理时间的增加的图像处理系统、图像处理方法以及图像处理程序。具备：图像获取部(31)，其获取摄像对象的图像数据；帧捕获器(20)，其具有预处理部(23)，该预处理部(23)对图像获取部(31)获取到的图像数据实施规定的预处理；以及控制装置(10)，其具有后处理部(12)，该后处理部(12)在由帧捕获器(20)进行处理得到的图像数据中提取测量对象的图像数据，使用提取出的该图像数据来进行与测量项目相应的测量处理，该控制装置(10)以能够通信的方式保持帧捕获器(20)，并且输出后处理部(12)进行测量处理得到的测量结果。

Description

图像处理系统、图像处理方法以及图像处理程序

技术领域

本发明涉及一种对图像实施图像处理的图像处理系统、图像处理方法以及图像处理程序。

背景技术

对玻璃基板、半导体基板、印刷电路板等处理对象基板进行检查的检查装置为了测量形成于处理对象基板的微米级的图案的线宽而具有载置基板的载置台、光学显微镜以及摄像部。在该检查装置中具有自动调焦功能，在载置于载置台的处理对象基板的测量点自动地进行对焦来进行拍摄。拍摄得到的图像被发送到图像处理部，测量测量点处的图案的线宽，进行处理对象基板的检查。

另外，在上述检查装置中，在进行光学显微镜的驱动、处理对象基板的输送时产生振动。作为该振动，例如可举出为了防止损伤而通过空气使处理对象基板悬浮来输送的悬浮输送所产生的振动。由于传递至基板的振动，光学显微镜的焦点位置产生偏离，会获取到焦点位置偏离的摄像图像。由此，可能会无法维持线宽的测量精度。

针对该问题公开了如下技术：一边使光学显微镜相对于处理对象基板相对地移动，一边以预先设定的摄像间隔进行拍摄来获取断层图像，由此获取焦点位置不同的图像(例如参照专利文献1)。在专利文献1中，在获取到的断层图像中分别计算对比度值，根据该对比度值来检测图案的边缘，测量线宽。

专利文献1：日本特开2008-14646号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，虽然在专利文献1所公开的技术中能够维持对测量项目的测量精度，但是由于在一个摄像区域内根据各断层图像的对比度值来检测图案的边缘，因此图像的大小和检查区域的大小越大、数量越多则对比度值的计算处理和边缘检测处理的负荷、所需时间越增加。由此，线宽测量所需的时间有可能也会有所增加。

本发明是鉴于上述情形而完成的，目的在于提供一种能够维持测量精度并抑制处理时间的增加的图像处理系统、图像处理方法以及图像处理程序。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题而达到目的，本发明所涉及的图像处理系统的特征在于，具备：图像获取部，其获取摄像对象的图像数据；预处理装置，其对上述图像获取部获取到的图像数据实施规定的预处理；以及控制装置，其具有后处理部，该后处理部在上述预处理装置实施了处理的图像数据中提取测量对象的图像数据，使用提取出的该图像数据来进行与测量项目相应的测量处理，该控制装置以能够通信的方式保持上述预处理装置，并且输出上述后处理部进行测量处理得到的测量结果。

另外，本发明所涉及的图像处理系统的特征在于，在上述发明中，上述预处理装置分别计算多个上述图像数据的对比度值，上述后处理部根据由上述预处理装置计算出的对比度值来对上述图像数据排序，将该排序中最靠前的图像数据或者该排序中靠前的多个图像数据作为上述测量对象的图像数据而提取出来。

另外，本发明所涉及的图像处理系统的特征在于，在上述发明中，上述预处理装置分别计算多个上述图像数据的对比度值，根据该对比度值来进行测量位置检测处理，在该测量位置检测处理中检测进行上述测量处理的测量位置，上述后处理部根据通过上述预处理部的检测处理而得到的上述测量位置来进行测量处理。

另外，本发明所涉及的图像处理系统的特征在于，在上述发明中，上述后处理部根据从上述预处理装置获取到的多个上述图像数据来实施回归分析，根据通过该回归分析而得到的评价值来提取上述测量对象的图像数据。

另外，本发明所涉及的图像处理系统的特征在于，在上述发明中，上述后处理部提取多个图像数据，使用提取出的该图像数据分别进行与测量项目相应的测量处理，利用规定的算法在与各图像数据相应的测量结果中决定输出至上述控制装置的测量结果。

另外，本发明所涉及的图像处理系统的特征在于，在上述发明中，上述控制装置以可装卸的方式保持上述预处理装置。

另外，本发明所涉及的图像处理方法是对摄像对象的图像数据实施图像处理的方法，该图像处理方法的特征在于，包括：图像获取步骤，获取上述图像数据；预处理步骤，预处理装置对在上述图像获取步骤中获取到的图像数据实施规定的预处理；后处理步骤，在通过上述预处理步骤被实施了处理的图像数据中提取测量对象的图像数据，使用提取出的该图像数据来进行与测量项目相应的测量处理；以及输出步骤，输出通过上述后处理步骤中的测量处理而得到的测量结果。

另外，本发明所涉及的图像处理程序用于使计算机对摄像对象的图像数据执行图像处理，该图像处理程序的特征在于，使上述计算机执行以下过程：图像获取过程，获取上述图像数据；预处理过程，利用预处理装置对在上述图像获取过程中获取到的图像数据实施规定的预处理；后处理过程，在通过上述预处理过程被实施了处理的图像数据中提取测量对象的图像数据，使用提取出的该图像数据来进行与测量项目相应的测量处理；以及输出过程，输出通过上述后处理过程中的测量处理而得到的测量结果。

发明的效果

根据本发明，具备：图像获取部，其获取摄像对象的图像数据；预处理装置，其对图像获取部获取到的图像数据实施规定的预处理；以及控制装置，其具有后处理部，该后处理部在由预处理装置实施了处理的图像数据中提取测量对象的图像数据，使用提取出的该图像数据来进行与测量项目相应的测量处理，该控制装置以能够通信的方式保持预处理装置，并且输出后处理部进行测量处理得到的测量结果，因此起到能够维持测量精度并且抑制控制装置中的处理时间的增加的效果。

附图说明

图1是示意性地表示本发明的实施方式1所涉及的FPD检查装置的结构的框图。

图2是表示本发明的实施方式1所涉及的FPD检查装置所进行的处理的流程图。

图3是表示焦点位置和基板的高度位置与时间的关系的曲线图。

图4是表示本发明的实施方式1所涉及的FPD检查装置所进行的处理的流程图。

图5是表示本发明的实施方式1所涉及的FPD检查装置所进行的处理的流程图。

图6是表示本发明的实施方式1的变形例1-1所涉及的高度位置与时间的关系的曲线图。

图7是表示本发明的实施方式1的变形例1-2所涉及的对比度值与线宽的关系的曲线图。

图8是示意性地表示本发明的实施方式2所涉及的摄像装置的结构的框图。

图9是表示本发明的实施方式2所涉及的摄像装置所进行的处理的流程图。

图10是表示本发明的实施方式2的变形例2-1所涉及的摄像装置所进行的处理的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图详细地说明用于实施本发明的方式。此外，本发明并不限定于以下实施方式。另外，在以下说明中参照的各图只是以能够理解本发明的内容的程度概要地示出形状、大小以及位置关系，因而，本发明并不仅限定于各图所例示的形状、大小以及位置关系。

(实施方式1)

首先，参照附图详细地说明本实施方式1的图像处理系统。此外，在以下说明中，列举对作为被检查对象的基板进行检查的平板显示器(FPD)检查装置为例来进行说明。FPD检查装置可以是与曝光装置、涂布机/显影装置(developer)、蚀刻装置等制造装置等直接连结来对作为被检查对象的基板的全部进行检查的在线型，也可以是从盒等基板储存器直接搬入搬出而仅对一部分基板进行抽样检查的离线型(单机型)。

另外，在本实施方式1中成为对象的FPD检查装置是指在半导体、FPD领域的制造工序中测量金属、抗蚀剂、接触孔、工序的对准偏离等的尺寸的装置。当在布线图案的制造工序中线宽值从设计值大幅度偏离时，会在后续工序中导致缺陷、错误动作，因此FPD检查装置在制造的各工序中测量尺寸，通过抽样检查来监视线宽值是否处于制造规格内。在线宽值存在异常的情况下，例如对曝光装置进行反馈来调整曝光条件。

图1是表示本实施方式1所涉及的FPD检查装置的概要结构的框图。如图1所示，FPD检查装置1具备：控制装置10，其进行FPD检查装置1整体的控制；帧捕获器20(预处理装置)，其以能够与控制装置10通信的方式被保持，对图像实施规定的处理；基板检查装置30，其通过拍摄图像来获取处理对象基板的规定位置的图像；以及显示装置40，其基于控制装置10的控制来显示获取到的图像、各种信息。另外，控制装置10以能够通信的方式与存储基板信息等信息的客户服务器50相连接。此外，也可以经由未图示的通信网络而连接。

控制装置10以可装卸的方式保持帧捕获器20，在保持状态下，控制装置10与帧捕获器20以能够通信的方式相连接。帧捕获器20具备控制部21、发送和接收部22、预处理部23以及第一图像保持部24。

控制部21控制帧捕获器20整体的处理和动作。控制部21对从各结构部位输入的信息和向各结构部位输出的信息进行规定的输入输出控制，并且对该信息进行规定的信息处理。发送和接收部22具有按照规定的形式来进行信息的发送和接收的作为接口的功能，与控制装置10相连接。预处理部23对基板检查装置30所输出的图像数据实施后述的预处理。第一图像保持部24存储基板检查装置30所输出的图像数据。

另外，控制装置10具备控制部11、后处理部12、存储部13、输入部14、输出部15以及显示部16。控制部11使用CPU等构成，控制FPD检查装置1整体以及控制装置10的各部的处理和动作。控制部11对从这些各结构部位输入的信息和向这些各结构部位输出的信息进行规定的输入输出控制，并且对该信息进行规定的信息处理。

后处理部12在预处理部23实施了处理的图像数据中提取测量对象的图像数据，进行与测量项目相应的测量处理。具体地说，根据从帧捕获器20输出的图像数据的评价值来测量图案的线宽。

存储部13例如使用硬盘和存储器构成，该硬盘磁性存储如下信息，即包含用于执行针对摄像对象的图像数据的图像处理方法的图像处理程序在内的、在控制装置10执行处理时该处理所涉及的各种程序等信息，该存储器从硬盘下载在控制装置10执行处理时该处理所涉及的各种程序、例如图像处理程序并进行电气存储。存储部13具有第二图像保持部13a，该第二图像保持部13a保持从帧捕获器20输出的图像数据。另外，存储部13存储有包含模型位置、要测量的线宽位置等信息在内的制程信息。此外，存储部13也可以具备能够读取在CD-ROM、DVD-ROM、PC卡等存储介质中存储的信息的辅助存储装置。

输入部14使用键盘、鼠标、麦克风等构成，从外部获取检体分析所需的各种信息、分析动作的指示信息等。输出部15将从后处理部12输出的数据、存储于存储部13的信息输出至客户服务器50等。显示部16将用于使显示装置40显示的数据输出至显示装置40。显示装置40使用显示器、打印机以及扬声器等构成。

基板检查装置30由图像获取部31和基板检查部32构成。图像获取部31例如具有LED等照明部、聚光透镜等光学系统以及CMOS图像传感器或者CCD图像传感器等摄像元件。照明部向摄像元件的摄像视场内发出白色光等照明光，对摄像视场内的被摄体进行照明。光学系统将来自该摄像视场的反射光会聚于摄像元件的摄像面，来将摄像视场的被摄体像、例如基板上的图案像成像于摄像元件的摄像面。摄像元件经由摄像面而接收来自该摄像视场的反射光，对接收到的该光信号进行光电转换处理来拍摄该摄像视场的被摄体图像。图像获取部31具有自动调焦功能，自动地测量与被摄体之间的距离。

基板检查部32由保持基板并将其输送到规定位置的载置台和光学显微镜构成。在基板检查装置30中，在基板检查部32将载置台和/或光学显微镜移动至所设定的位置之后，图像获取部31通过拍摄由光学显微镜放大后的微细图案图像来获取图像数据。

在上述FPD检查装置1中，由图像获取部31得到的图像数据经由发送和接收部22而被写入至第一图像保持部24。在获取多个图像的情况下，在第一图像保持部24中预先分配与获取个数相应的图像区域，在获取图像之后，依次写入至第一图像保持部24。写入至第一图像保持部24的图像数据被输入至预处理部23。预处理部23计算对比度值，并且将获取到的图像数据输出至控制装置10。之后，后处理部12依次分析从预处理部23获取到的图像并按照对比度值从大到小的顺序排序，同时控制部11将获取到的图像数据传输至控制装置10内的存储部13(第二图像保持部13a)。在后处理部12中从输入的排序靠前的多个图像中提取一个或者多个最适合用于检查的图像数据，输出该图像的图案的线宽值。当输出线宽测量结果时，反映至显示装置40的显示器和客户服务器50。如果未发生错误等，则载置台和显微镜移动至下一检查位置。

在此，参照图2来说明FPD检查装置1所进行的线宽测量处理。图2是表示本发明的实施方式1所涉及的FPD检查装置1所进行的处理的流程图。图3是表示焦点位置与测量时间的关系的曲线图。此外，在测量处理中，将制程信息(模型位置、要测量的线宽位置)预先存储于存储部13。另外，图2所示的顺序只是代表性的测量顺序，也可以调换各项目的顺序。

首先，当搬入基板时，控制部11参照存储部13来读出所登记的制程信息(步骤S101)。之后，基板检查装置30的基板检查部32根据读出的制程信息来使载置台和/或光学显微镜移动至基板的检查对象位置(步骤S102)。

当使基板移动至检查对象位置时，基板检查部32进行自动调焦处理，对摄像对象聚焦(步骤S103)。当从基板检查部32接收到聚焦完成信号时，控制部11为了防止由基板振动引起的自动调焦的振荡而使自动调焦动作停止。当从基板检查装置30接收到自动调焦动作的停止信号时，控制部11指示图像获取部31获取登记在制程信息中的曝光时间和连续图像个数(步骤S104，图像获取步骤，图像获取过程)。

在步骤S104中，图像获取部31以规定的时间间隔连续地进行拍摄，由此即使在载置台侧产生振动也能够拍摄一个以上的聚焦图像。例如图3所示，即使在基板的高度位置相对于时间t₀处的物镜33的焦点位置Pf的时间变化由于振动而成为曲线L1的情况下，也能够获取至少一个以上聚焦图像。

由图像获取部31拍摄得到的图像被依次传输至帧捕获器20，并被保持于第一图像保持部24。这些图像数据被依次写入至第一图像保持部24的预先分配的存储区域内的存储器地址。之后，预处理部23对在第一图像保持部24中保持的图像数据实施后述的预处理(步骤S105，预处理步骤，预处理过程)。此时，从图像获取部31向帧捕获器20的传输速率取决于图像获取部31的帧频，但是预处理部23与图像传输速率非同步地执行图像处理。此外，在将图像处理结果保持在帧捕获器20的第一图像保持部24中之后，如果需要则进行向控制装置10的第二图像保持部13a的图像数据的传输以及对控制装置10进行结果通知。对于上述步骤S104、S105的处理，在达到登记在制程信息中的获取图像个数之前反复进行处理(步骤S106：“否”)。

在预处理部23对获取到的全部图像完成预处理之后(步骤S106：“是”)，对于处理结果，控制装置10访问帧捕获器20内的存储器地址来获取结果。后处理部12根据该处理结果对图像数据实施后述的后处理，根据评价值(边缘强度)来测量基板上的图案的线宽(步骤S107，后处理步骤，后处理过程)。当输出由后处理部12测量得到的线宽结果时，控制部11对输出部15和显示部16输出测量结果，使显示装置40和客户服务器50显示结果(步骤S108，输出步骤，输出过程)。之后，如果存在下一个测量点，则过渡到步骤S101来进行制程信息的读出(步骤S109：“是”)，如果不存在下一个测量点，则结束处理(步骤S109：“否”)。

接着，参照图4来说明步骤S105的预处理。图4是表示本实施方式1所涉及的FPD检查装置1的预处理部23所进行的处理的流程图。步骤S105所涉及的预处理是用于在图像获取部31获取到的多个图像数据中仅提取出对比度值大的图像的处理。作为对比度值大的图像而提取出的个数能够通过向制程信息登记来任意地决定，可以是一个，也可以是多个。另外，也可以不基于个数进行提取，而是基于对比度阈值进行判断。在进行阈值判断的情况下，例如设定最大对比度值的70％这种阈值，提取具有70％以上的对比度值的图像。

首先，预处理部23参照存储部13来从存储器读出图像处理参数(步骤S201)。图像处理参数包含运算式的系数、对比度值的阈值。此时，预处理部23进行步骤S201的处理，并且进行将图像数据输出至控制装置10的处理(步骤S208)。在读出图像处理参数之后，预处理部23从第一图像保持部24依次读出图像数据(步骤S202)。

预处理部23首先对读出的图像数据进行滤波运算处理(步骤S203)。在滤波运算处理中，在平滑滤波运算处理和二次微分滤波运算处理之后，根据标准偏差来决定对比度值的大小。平滑滤波运算处理是进行噪声去除的滤波运算，例如使用高斯滤波器(Gaussian filter)、中值滤波器(Median filter)。二次微分滤波运算处理是进行边缘强度的提取的滤波运算，例如可举出使用拉普拉斯滤波器(Laplacian filter)、索贝尔滤波器(Sobel filter)。在滤波运算处理中，可以按顺序执行这些处理，也可以通过使用了多个滤波器系数的矩阵运算来执行这些处理。此外，还能够任意地设定滤波器尺寸。

在滤波运算处理之后，预处理部23对实施了滤波运算处理之后的图像数据进行图像整体或者特定区域内的标准偏差的计算、加法处理，计算对比度值(步骤S204)。预处理部23对各图像数据分别计算对比度值，将运算结果作为对比度序列而输出至第一图像保持部24并保存(步骤S205)。预处理部23在对全部获取图像数据完成运算处理之前反复进行步骤S202以后的处理(步骤S206：“否”)，当运算处理完成时(步骤S206：“是”)，向控制装置10进行表示其意思的通知(步骤S207)。

接着，参照图5说明步骤S107的后处理。图5是表示本实施方式1所涉及的FPD检查装置1的后处理部12所进行的处理的流程图。在后处理中，使用由预处理部23提取出的图像数据的对比度值最靠前的图像数据来进行图案匹配，之后从获取到的多个图像中提取出对线宽测量来说最佳的一个图像，将提取结果输出至显示装置40和客户服务器50。

首先，后处理部12读出由预处理部23运算得到的对比度序列(步骤S301)。之后，后处理部12按照降序对对比度序列中的各对比度值排序(步骤S302)。在此，对比度值与附加于图像数据的ID信息相关联，能够根据对比度值识别出图像数据。

在排序完成之后，后处理部12提取出具有最靠前的对比度值的图像数据，使用该图像数据来执行图案匹配(步骤S303)，在图像数据中获取与登记在制程信息中的模型相应的坐标(模型坐标)(步骤S304)。另外，后处理部12读出登记在制程信息中的线宽测量个数(步骤S305)。

在图案匹配中，从由图像获取部31获取到的多个图像数据中，将具有最靠前的对比度值的图像数据作为对模型搜索来说最佳的图像数据而提取出，实施模型搜索。此外，将用于模型搜索的模型预先登记在制程信息中。在后述的线宽测量中，以根据该模型得到的检测坐标为基准来实施。在由于载置台的位置偏离、自动调焦的错误而无法检测到模型的情况下，线宽测量机通过自动调焦来进行再次搜索和载置台的再次移动。

后处理部12在执行模型搜索之后进行如下处理：从由预处理部23提取出的多个图像中提取一个对线宽测量来说最佳的图像。在由预处理部23进行的处理中进行图像的挑选(排序)，但是不会锁定到一个。例如，在预处理部23中，如果图像获取个数为100个，则能够进行如下处理：提取按照某一条件排序得到的靠前的20个图像。在后处理部12中，例如在排序得到的靠前的20个中提取对线宽测量来说最佳的图像数据来测量线宽。此时，在制程信息中登记有四个线宽测量对象的测量点的情况下，最佳图像数据不是一个，而是根据各线宽分别存在最佳图像，因此提取出四个最佳图像数据(例如在100个图像数据中，关于第一线宽测量点提取出第5个图像数据、关于第二线宽测量点提取出第18个图像数据、关于第三线宽测量点提取出第78个图像数据、关于第四线宽测量点提取出第54个图像数据，提取出共计四个图像数据)。

之后，后处理部12将登记在制程信息中的提取个数个的图像数据复制至分析用缓冲器(未图示)(步骤S306)。另外，后处理部12使用图案匹配的执行结果(模型坐标)，根据登记在制程信息中的模型与图像数据内的特定关心区域(Regio Of Interest)(以下简称为ROI))的相对位置来决定检查图像的ROI。后处理部12依次读出被复制至分析用缓冲器的多个图像数据，对各图像数据的ROI内的边缘进行检测(步骤S307)，在检测出的边缘中提取登记在制程信息中的边缘(步骤S308)。此时，通常检测出多个边缘，但是在制程信息中登记有边缘检测范围，仅在该边缘检测范围内检测边缘，因此边缘位置最终被锁定为一个。

后处理部12计算提取出的边缘的边缘对比度值(边缘强度)和线宽值，写入至存储部13或者序列缓冲器(未图示)(步骤S309)。后处理部12对复制至分析用缓冲器的全部图像数据反复进行该计算和存储处理，将各图像数据的处理结果写入至存储部13或者序列缓冲器(步骤S310：“否”)。

当对复制至分析用缓冲器的全部图像数据结束处理时(步骤S310：“是”)，后处理部12利用提取算法(统计处理)来决定真正的线宽值并输出(步骤S311)。在提取算法中，作为最简单的处理而列举如下方法：将得到分配至序列缓冲器的边缘对比度值中的最大值(在负的对比度值的情况下得到最小值)时的线宽值设为真正的线宽值。

后处理部12与登记在制程信息中的模型的登记ROI的个数相应地执行上述处理，在登记ROI的所有处理结束之前反复进行步骤S305以后的处理(步骤S312：“否”)。当登记ROI的所有处理结束时(步骤S312：“是”)，后处理部12向输出部15和显示部16这两者通知测量结果并使测量结果显示于显示装置40和客户服务器50，结束后处理。

根据上述的本实施方式1，在以可自由装卸的方式与控制装置10连接的帧捕获器20中，对由基板检查装置30获取到的线宽测量用的图像数据进行用于提取测量对象的图像数据的预处理，因此能够减轻控制装置所进行的处理的负荷，使得能够维持测量精度并且抑制控制装置中的处理时间增加。例如在上述的本实施方式1中，对于控制装置10的处理速度，在基板检查装置30的图像数据的传输速度快的情况下等，控制装置10能够不降低处理效率地进行处理。

在此，例如在假设为拍摄200个图像来进行图像处理的情况下，当像以往那样仅使用控制装置来进行摄像处理和图像处理时，拍摄所需的时间与对比度计算处理所需的时间之和成为整体处理时间。与此相对，在本实施方式1中，使用帧捕获器20大致实时地进行图像处理，因此在每个图像所需的摄像处理时间与对比度计算处理时间相等的情况下，摄像处理和对比度计算处理所需的整体处理时间与拍摄所需的时间大致相等。此外，具体地说，成为拍摄所需的时间与从开始拍摄第1个图像的时间直到帧捕获器20接收到该图像的图像数据为止的时间之和。

另外，以往，为了维持控制装置的处理速度而在由基板检查装置30获取到的线宽测量用的多个图像数据中提取出一部分来进行上述的对比度值计算等进行间隔剔除处理。由此，由于间隔剔除处理，有可能适合于测量线宽的图像数据不被选择为处理对象而使用其它图像数据来进行线宽测量，其结果是使测量精度降低。与此相对，在上述的本实施方式1中，能够通过预处理部23来减轻施加于控制装置10的负荷，因此即使对全部图像数据进行处理，控制装置10自身的处理速度也不会降低。因而，能够维持控制装置10本身的处理速度，并且能够对由基板检查装置30获取到的线宽测量用的全部图像数据实施上述的对比度值的计算等处理。

此外，虽然在上述的实施方式1中将预处理部23设为进行滤波运算处理的结构进行了说明，但是预处理部23还可以根据制程信息来进行与模型的匹配处理(测量位置检测处理)。在这种情况下，当对全部像素进行光栅扫描等时，会花费非常多的时间，因此优选通过合并处理来使图像缩小，将检测位置锁定至特定区域。此时，可以将大致的模型检测位置处的匹配处理结果输出至控制装置10，也可以通过预处理部23对整体进行粗略检测后进行匹配处理，将简单进行的该匹配处理的结果输出至控制装置10。后处理部12根据通过该匹配处理得到的坐标(测量位置)来进行测量处理。在此，在与载置台平面平行的方向上存在振动的情况下，需要对提取出的全部图像数据计算相对于基准位置的偏移量，也可以由预处理部23来进行包括图案匹配在内的这些校正处理。

在上述的实施方式1中，作为图像获取部31所进行的摄像顺序而说明了在停止自动调焦之后停止物镜33的状态下进行摄像处理，但是也可以在使物镜33移动的状态下进行摄像处理。在测量透明电极(ITO)等的情况下，通常在ITO与成为该ITO的基底的基底金属之间存在几微米左右的差，有可能自动调焦动作不停止于对比度值小的ITO位置而是聚焦在对比度值大的基底金属布线上。当在聚焦在基底金属上的状态下停止自动调焦动作时，图像中的ITO会变得模糊，从而难以确保检查的可重复性。

图6是表示本实施方式1的变形例1-1所涉及的高度位置与时间的关系的曲线图。在像图3那样固定物镜33的位置来拍摄的情况下，当自动调焦所决定的聚焦位置停止于振动的最上部时，即使获取多个图像也有可能全部是散焦图像，会导致无法得到期望的聚焦图像。另外，在基板检查装置30(基板检查部32)设置有机械地去除振动的除振机构，虽然通过该除振机构来防止来自载置台等的振动传递至基板，但是也有时会产生对放大拍摄的情况造成影响的微米级的振动等无法机械地去除的振动，可能会无法得到期望的聚焦图像。

与此相对，在变形例1-1中，像图6那样地一边使物镜33从自动调焦动作所决定的停止位置沿物镜的光轴方向移动一边拍摄。此时，图6中的×点表示物镜33的焦点位置。由此，能够在ITO的对比度最大的位置处进行拍摄。此外，在本变形例1-1中，使物镜33向远离基板的方向移动。此外，也可以在使物镜从自动调焦动作所决定的停止位置沿上下方向移动规定位置之后，向与该移动方向相反的方向移动。

另外，如果是ITO等的边缘对比度值非常小的边缘位置，则在上述提取算法的情况下，测量可重复性受到限制。当边缘对比度值小时可重复性差是因为，容易受到图像传感器等的摄像噪声的影响而使边缘检测位置变得不稳定。

图7是表示本实施方式1的变形例1-2所涉及的对比度值与线宽的关系的曲线图。为了解决上述的边缘检测位置的问题而列举实施像图7所示的曲线图那样的回归分析来提取边缘位置的方法。在该提取方法中，后处理部12对图像传感器获取到的全部图像数据计算边缘的对比度值和线宽值，生成图7所示的曲线图。

此时，本来是将与对比度值最大的图像数据、例如曲线图中的点C2相应的线宽作为结果而输出，但是在基于回归分析的提取方法中，将与最接近多项式近似曲线L2的极值(评价值)的点C1相应的线宽值R作为结果而输出。多项式近似可以用二次式来近似，也可以用三次式来近似。在基于回归分析的提取中判断为对比度值小的图像数据的线宽值的噪声多，某一阈值以下不用于回归分析。另外，在后处理部12中，如果是正的对比度值，则仅将极大值判断为极值，如果是负的对比度值，则仅将极小值判断为极值。由此，能够使边缘检测位置稳定而进行高精度的线宽测量。

(实施方式2)

图8是示意性地表示本实施方式2所涉及的作为控制装置的摄像装置2的结构的框图。在实施方式2中说明了图像处理系统是至少具备CMOS图像传感器或者CCD图像传感器等摄像元件的作为图像处理照相机的摄像装置2。

如图8所示，摄像装置2具备控制部61、图像获取部62、后处理部63、存储部64、输入部65以及显示部66。另外，摄像装置2以可装卸的方式保持对图像数据实施规定处理的帧捕获器20a(预处理装置)，在保持状态下以能够通信的方式相连接。帧捕获器20a具备控制部21a、发送和接收部22a、预处理部23a以及第一图像保持部24a。通过在摄像装置2安装帧捕获器20a来构成图像处理系统。

控制部21a控制帧捕获器20a整体的处理和动作。控制部21a对从各结构部位输入的信息和向各结构部位输出的信息进行规定的输入输出控制，并且对该信息进行规定的信息处理。发送和接收部22a具有按照规定的形式来进行信息的发送和接收的作为接口的功能，与摄像装置2相连接。预处理部23a对图像获取部62获取到的图像数据实施后述的预处理。第一图像保持部24a存储图像获取部62所输出的图像数据。

另外，控制部61使用CPU等构成，控制摄像装置2整体的处理和动作。控制部61对从这些各结构部位输入的信息和向这些各结构部位输出的信息进行规定的输入输出控制，并且对该信息进行规定的信息处理。

图像获取部62例如具有LED等照明部、聚光透镜等光学系统以及CMOS图像传感器或者CCD图像传感器等摄像元件。照明部向摄像元件的摄像视场内发出白色光等照明光，对摄像视场内的被摄体进行照明。光学系统将来自该摄像视场的反射光会聚于摄像元件的摄像面，来将摄像视场的被摄体像、例如基板上的图案像成像于摄像元件的摄像面。摄像元件经由摄像面而接收来自该摄像视场的反射光，对接收到的该光信号进行光电转换处理来拍摄该摄像视场的被摄体图像。图像获取部62具有自动调焦功能，自动地测量与被摄体之间的距离。

后处理部63对由帧捕获器20a实施了处理的图像数据进行后处理。具体地说，根据从帧捕获器20a输出的图像数据的评价值来测量图案的线宽。

存储部64使用硬盘和存储器构成，该硬盘磁性存储信息，该存储器从硬盘下载在摄像装置2执行处理时该处理所涉及的各种程序并进行电气存储。存储部64具有第二图像保持部64a，该第二图像保持部64a保持从帧捕获器20a输出的图像数据。此外，存储部64也可以具备能够读取在CD-ROM、DVD-ROM、PC卡等存储介质中存储的信息的辅助存储装置。

输入部65使用按钮、触摸面板等构成，从外部获取与摄像动作有关的各种信息、摄像动作的指示信息等。显示部66使用显示器等构成，进行图像获取部62获取到的图像的显示。

图9是表示本实施方式2所涉及的摄像装置2所进行的处理的流程图。首先，当向输入部65输入摄像指示时，控制部61使图像获取部62进行自动调焦处理，对摄像对象聚焦(步骤S401)。当从图像获取部62接收到聚焦完成信号时，控制部61为了防止由基板振动引起的自动调焦的振荡而使自动调焦动作停止。当从图像获取部62接收到自动调焦动作的停止信号时，控制部61指示图像获取部62获取图像(步骤S402)。

由图像获取部62拍摄得到的图像被依次传输至帧捕获器20a，并被保持于第一图像保持部24a(步骤S403)。这些图像数据被依次写入至第一图像保持部24a的预先分配的存储区域内的存储器地址。之后，预处理部23a对在第一图像保持部24a中保持的图像数据实施作为预处理的图像处理(步骤S404)。

此时，从图像获取部62向帧捕获器20a的传输速率取决于图像获取部62的帧频，但是预处理部23a与图像传输速率非同步地执行图像处理。此外，在将图像处理结果保持在帧捕获器20a的第一图像保持部24a中之后，如果需要则向第二图像保持部64a传输图像数据。

作为图像处理，预处理部23a对与规定的条件相应的图像数据进行变换处理(阴影校正处理、增强处理、平滑化处理、区域处理)，计算图像数据的评价值(步骤S405)。预处理部23a计算根据上述变换处理后的亮度值、对比度值得到的相对值作为评价值。

预处理部23a将计算出的评价值与图像数据相关联地存储于第一图像保持部24a(步骤S406)。在获取图像完成之前反复进行上述步骤S402～S406的处理(步骤S407：“否”)。

在预处理部23a对获取到的全部图像完成预处理之后(步骤S407：“是”)，对于计算结果，控制部61访问帧捕获器20a内的存储器地址来获取评价值(步骤S408)。控制部61使后处理部63根据获取到的评价值来决定向摄像装置2(第二图像保持部64a)传输的图像数据(步骤S409)。之后，控制部61进行由后处理部63决定的图像数据的传输(步骤S410)。

根据上述的本实施方式2，在以可自由装卸的方式与摄像装置2连接的帧捕获器20a中，对由图像获取部62获取到的图像数据进行用于提取传输对象的图像数据的预处理，因此能够减轻摄像装置自身所进行的处理的负荷，使得能够维持测量精度并且抑制摄像装置中的处理时间的增加。

图10是表示本实施方式2的变形例2-1所涉及的摄像装置所进行的处理的流程图。在上述的实施方式2中，在对多个摄像位置变更曝光时间等摄像条件的情况下，也可以在进行摄像之前进行按照其每个位置来自动地决定摄像条件的处理(摄像预处理)。在图9所示的处理中，在步骤S401之前进行该摄像预处理。

首先，控制部61根据来自输入部65的指示输入，使图像获取部62的至少光学系统的位置移动至测量点(步骤S501)。当从图像获取部62接收到移动完成信号时(步骤S502)，控制部61在测量点处进行自动调焦处理，来决定聚焦位置(步骤S503)。

当决定聚焦位置时，控制部61进行预测量或者预摄像(步骤S504)，该预测量用于根据图像数据来决定进行测量的情况下的测量条件，该预摄像用于决定摄像条件。控制部61根据通过预测量或者预摄像得到的图像数据来决定摄像条件(步骤S505)，向上述控制装置10等与其通信连接的外部设备等输出所决定的摄像条件(步骤S506)。

由此，在存在多个不同的测量点的情况下，也能够分别在适当的摄像条件下进行摄像处理和测量处理。

此外，在上述的实施方式1、2中，说明了获取用作平板显示器(FPD)的基板的图像并对获取到的图像数据实施图像处理的结构，但是还能够应用于拍摄细胞而得到的摄像数据、拍摄来自细胞的荧光或者发光而得到的摄像数据。此外，关于细胞的摄像数据，还包括使用对使用显微镜等来成像的光学像进行拍摄而得到的摄像数据的情况。

产业上的可利用性

如上，本发明所涉及的图像处理系统、图像处理方法以及图像处理程序对于维持测量精度并抑制处理时间的增加是有用的。

附图标记说明

1：FPD检查装置；2：摄像装置；10：控制装置；11、21、21a、61：控制部；12、63：后处理部；13、64：存储部；13a、64a：第二图像保持部；14、65：输入部；15：输出部；16、66：显示部；20、20a：帧捕获器；22、22a：发送和接收部；23、23a：预处理部；24、24a：第一图像保持部；30：基板检查装置；31、64：图像获取部；32：基板检查部；40：显示装置；50：客户服务器。

Claims (8)

1.一种图像处理系统，具备：

图像获取部，其获取摄像对象的图像数据；

预处理装置，其对上述图像获取部获取到的图像数据实施规定的预处理；以及

控制装置，其具有后处理部，该后处理部在上述预处理装置实施了处理的图像数据中提取测量对象的图像数据，使用提取出的该图像数据来进行与测量项目相应的测量处理，该控制装置以能够通信的方式保持上述预处理装置，并且输出上述后处理部进行测量处理得到的测量结果。

2.根据权利要求1所述的图像处理系统，其特征在于，

上述预处理装置分别计算多个上述图像数据的对比度值，

上述后处理部根据由上述预处理装置计算出的对比度值来对上述图像数据排序，将该排序中最靠前的图像数据或者该排序中靠前的多个图像数据作为上述测量对象的图像数据而提取出来。

3.根据权利要求1所述的图像处理系统，其特征在于，

上述预处理装置分别计算多个上述图像数据的对比度值，根据该对比度值来进行测量位置检测处理，在该测量位置检测处理中检测进行上述测量处理的测量位置，

上述后处理部根据通过上述预处理部的检测处理而得到的上述测量位置来进行测量处理。

4.根据权利要求1所述的图像处理系统，其特征在于，

上述后处理部根据从上述预处理装置获取到的多个上述图像数据来实施回归分析，根据通过该回归分析而得到的评价值来提取上述测量对象的图像数据。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的图像处理系统，其特征在于，

上述后处理部提取多个图像数据，使用提取出的该图像数据分别进行与测量项目相应的测量处理，利用规定的算法在与各图像数据相应的测量结果中决定输出至上述控制装置的测量结果。

6.根据权利要求1～5中的任一项所述的图像处理系统，其特征在于，

上述控制装置以可装卸的方式保持上述预处理装置。

7.一种图像处理方法，对摄像对象的图像数据实施图像处理，该图像处理方法的特征在于，包括：

图像获取步骤，获取上述图像数据；

预处理步骤，预处理装置对在上述图像获取步骤中获取到的图像数据实施规定的预处理；

后处理步骤，在通过上述预处理步骤被实施了处理的图像数据中提取测量对象的图像数据，使用提取出的该图像数据来进行与测量项目相应的测量处理；以及

输出步骤，输出通过上述后处理步骤中的测量处理而得到的测量结果。

8.一种图像处理程序，其用于使计算机对摄像对象的图像数据执行图像处理，该图像处理程序的特征在于，使上述计算机执行以下过程：

图像获取过程，获取上述图像数据；

预处理过程，利用预处理装置对在上述图像获取过程中获取到的图像数据实施规定的预处理；

后处理过程，在通过上述预处理过程被实施了处理的图像数据中提取测量对象的图像数据，使用提取出的该图像数据来进行与测量项目相应的测量处理；以及

输出过程，输出通过上述后处理过程中的测量处理而得到的测量结果。