DE3612233C2

DE3612233C2 -

Info

Publication number: DE3612233C2
Application number: DE3612233A
Authority: DE
Inventors: Toshimitsu Hamada; Mineo Yokohama Jp Nomoto; Kozo Chigasaki Jp Nakahata
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-04-12
Filing date: 1986-04-11
Publication date: 1988-09-22
Also published as: DE3612233A1; KR900007434B1; JP2602201B2; US4776023A; KR860008597A; JPS61236285A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ermitteln von Fehlern in flächenhaften Mustern nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs, wie sie durch die DE-OS 29 12 894 bekannt geworden ist.

Allgemein müssen, wenn das Bild eines auf einer Photomaske aus gebildeten Schaltungsmusters einer integrierten Schaltung oder andere Muster zu untersuchen sind, ein Referenzbild und ein zu untersuchendes Bild vorbereitet werden. Diese Bilder werden op tisch überlagert und dann visuell verglichen, um eine Stelle zu finden, an der sich die Bilder voneinander unterscheiden, um dadurch einen Fehler zu erfassen. Bei der visuellen Prü fung wächst die Wahrscheinlichkeit, einen Fehler zu überse hen durch Ermüdung der inspizierenden Person.

Angesichts dieses Problems wurde bereits eine Merkmalsver gleichsmethode entwickelt, durch die jeweils das Referenz bild und das zu untersuchende Bild von einer Bildaufnahmevor richtung in Form von Bildsignalen geliefert werden und die so erhaltenen beiden Bildsignale miteinander zur automatischen Erfassung eines Fehlers verglichen werden. Bei diesem Verfahren ist jedoch wegen Zeichenfehlern bei der Erzeugung eines Schaltungsmusters aus einem gezeichneten Muster (nämlich einem Bezugsmuster) und wegen Positionierfehlern in jedem Bild ein Ausrichtfehler zwischen beiden Bildern unvermeidlich. Die japanische Offenlegungsschrift 59-24 361 offenbart ein Vergleichsprüfgerät für zweidimensionale Bildet. Dieses Gerät kann sowohl einen Fehler, der so groß ist wie ein Schaltungs muster als auch einen sehr kleinen Fehler erfassen. Ein kompli ziertes, feines und normales Schaltungsmuster wird, wenn die ses normale Schaltungsmuster von einem Bezugsmuster inner halb eines tolerierbaren Ausrichtfehlerbereichs abweicht, nicht als Fehler erkannt.

Dieses Gerät wandelt zwei von einem Bildaufnahmegerät gelie ferte Bildsignale in binäre Signale um und ein mit Eingängen eines Logiknetzwerks verbundenes gespeichertes Vergleichsele ment wird für jedes der Binärsignale zur Erfassung von Grenz linien parallel zu den Koordinatenachsen eines rechtwinkligen Koordinatensystems verwendet. Um die Grenzlinien genau erfas sen zu können, müssen verschiedenartige Vergleichselemente ge speichert werden, d. h. daß ein Element zur Erfassung einer Grenzlinie, die einen Winkel von 45° zur Koordinatenachse bil det und weitere Vergleichselemente zur Erfassung eines Eckbe reichs eines Musters gespeichert werden müssen. Daraus ergibt sich jedoch das Problem, daß ein logisches Netzwerk, dem In halte jedes gespeicherten Elements zugeführt werden, umfang reich und damit die Hardware im Gerät umfangreich wird. Außer dem besteht die Gefahr, daß, falls ein kompliziertes Muster durch Vergleich mit wenigen gespeicherten Elementen geprüft wird, einige Fehler übersehen werden, und die Menge fehler hafter Information wächst.

Nun werden die Nachteile des Standes der Technik im einzelnen erläutert. Wir nehmen dazu zur Vereinfachung einen Fall, wo Muster nur Grenzlinien parallel zur X- und Y-Richtung haben (die jeweils aufeinander senkrecht stehen). Fig. 8 zeigt Extra hieroperatoren, die zur Prüfung eines Musters durch die Merk malsvergleichsmethode nötig sind. Jeder Extrahieroperator in Fig. 8 stellt eine Art gespeichertes Element dar. In diesem Fall können Unregelmäßigkeiten eines zweidimensionalen Musters, das aus zwei oder mehr Bildelementen (pixels) besteht, nicht als Quantisierfehler, sondern nur als Fehler beurteilt werden. Im folgenden wird ein Extrahieroperator (weiterhin mit "Ope rator" bezeichnet) in Teil (a) von Fig. 8 zum Auswählen (Ex trahieren) einer Grenzlinie beschrieben. Der Operator wird sowohl auf dem Referenzmuster als auf dem zu prüfenden Muster bewegt. Wenn die Beziehungen a ₁ = a ₂, b ₁ = b ₂ und a ₁ ≠ b ₁ er füllt sind, ist damit bekannt, daß eine Grenzlinie parallel zur Y-Richtung in einem Bereich verläuft, wo der Operator plaziert ist. Die zwei oder mehr Pixeln entsprechende Muster unregelmäßigkeit, wie Teil (a) in Fig. 8 zeigt, wird in fol gender Weise als Fehler beurteilt. Wenn der obige Operator so wohl auf dem zu prüfenden Muster verwendet wird, das in Fig. 8 (a) durch eine ausgezogene Linie angedeutet ist, als auch auf dem durch eine unterbrochene Linie dargestellten Referenzmu ster, werden Grenzlinien parallel zur Y-Richtung lediglich in dem Prüfmuster erfaßt. Somit wird ein die obengenannten Grenz linien enthaltender Musterbereich als fehlerhaft beurteilt. Ob wohl nur der Operator zur Erkennung einer Grenzlinie parallel zur Y-Richtung in Fig. 8(a) gezeigt ist, braucht man unbe dingt auch einen Operator zur Erfassung einer Grenzlinie paral lel zur Y-Richtung, der durch Drehung des Operators im Teil (a) von Fig. 8 um 90° gebildet werden kann. Ein in Fig. 8(b) dargestellter isolierter Fehler, der einem Pixel entspricht, kann jedoch von den obigen Operatoren nicht erfaßt werden. Dem entsprechend braucht man einen in Fig. 8(b) gezeigten Opera tor zur Erfassung von kleinen isolierten Mustern. Wenn dieser Operator auf einem Teil eines Musters plaziert wird und die Beziehung a ₁ = a ₂ = a ₃ = b ₁ = b ₂ = b ₃ und eine der Beziehun gen a ₁ ≠ c ₁, a ₁ ≠ c ₂ und a ₁ ≠ c ₃ erfüllt sind, ist damit be kannt, daß in dem Bereich ein feines Muster vorhanden ist. Wenn dieser Operator sowohl auf dem zu prüfenden Muster, das durch eine ausgezogene Linie in Fig. 8(b) dargestellt ist, als auch auf dem Referenzmuster, das durch die ausgezogene Linie in Fig. 8(b) dargestellt ist, verwendet wird, wird das feine Muster lediglich in dem zu prüfenden Muster erfaßt, und somit entschieden, daß es ein Fehler ist. In einem Fall jedoch, in dem ein Fehler, der mehrere Pixel längs einer Grenzlinie lang und ein Pixel breit ist, neben der Grenzlinie liegt, wie Fig. 8(c) zeigt, wird wegen des Ausrichtfehlers zwischen dem zu prüfenden Muster und dem Referenzmuster eine Grenzlinie pa rallel zur X-Richtung aus beiden Mustern im wesentlichen an derselben Position durch den Operator zur Erfassung einer Grenzlinie parallel zur X-Richtung extrahiert, und somit kann kein Fehler erfaßt werden. Aus diesem Grunde braucht man einen in Fig. 8(c) dargestellten Operator, der durch Drehung des Operators in Fig. 8(b) um 90° gebildet wird. In einem weite ren Fall, wo ein zweidimensionales Muster an einem seiner Ecken bereiche fehlerhaft ist, wie Fig. 8(d) zeigt, könnten auf grund eines Ausrichtfehlers zwischen dem zu prüfenden Muster und einem Referenzmuster eine Grenzlinie der Unregelmäßigkeit (nämlich des Fehlers) parallel zur Y-Richtung und die Grenz linie des Referenzmusters parallel zur Y-Richtung im wesent lichen an derselben Position extrahiert werden, wodurch der obige Fehler nicht erfaßt werden kann. Deshalb braucht man in diesem Fall unbedingt den in Fig. 8(d) dargestellten Operator. Wenn dieser Operator auf einem Bereich eines Musters plaziert wird, und sämtliche Beziehungen a ₁ = a ₂ = a ₃ = a ₄ = a ₅ = a ₆ = a ₇; b ₁ = b ₂ = b ₃ = b ₄; und a ₁ ≠ b ₁ erfüllt sind, ist damit be kannt, daß in diesem Bereich eine Ecke des Musters vorliegt. Wenn der Operator sowohl auf dem zu prüfenden Muster, das in Fig. 8(d) durch eine ausgezogene Linie angedeutet ist und auf dem Referenzmuster, das durch eine unterbrochene Linie dargestellt ist, verwendet wird, ist die Ecke nur im Referenz muster vorhanden, wodurch sich ein Fehler am Eckenbereich des zu prüfenden Musters erfassen läßt. In einem Muster können vier Eckenarten vorhanden sein, und somit benötigt man zur Er fassung dieser Ecken vier Operatoren. Aus der obigen Erläu terung folgt, daß bei der herkömmlichen Merkmalsvergleichs methode acht Operatorarten (nämlich zwei Operatorarten zur Auswahl von Grenzlinien, zwei Operatorarten zur Auswahl fei ner Muster und vier Operatorarten zur Auswahl von Ecken) be nötigt werden. Außerdem sind jeweils für ein zu prüfendes Mu ster und ein Referenzmuster acht Logikschaltungen entsprechend den acht Arten der Operatoren und somit 16 Logikschaltungen zur Erfassung der obengenannten Fehler nötig. Obwohl Fig. 8 nur Grenzlinien parallel zur X- und Y-Richtung zeigt, werden häu fig Muster mit komplizierter Form gebildet. Um solche Muster zu untersuchen, muß der Umfang des Prüfgeräts notwendiger weise anwachsen.

Die vorliegende Erfindung geht aus von einer Vorrichtung die durch die DE-OS 29 12 894 bekanntgeworden ist. Diese Vorrichtung weist logische Schaltungen auf mit denen das zu prüfende Muster nach Aufteilung in Teilbereiche auf Übereinstimmung mit den entsprechenden Teilbereichen eines vorgegebenen Musters untersucht wird. Im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung weist jedoch die bekannte Vorrichtung keine Einrichtungen auf mit denen für das Prüfergebnis nicht entscheidende Bereiche des Musters von der Untersuchung ausgeschlossen werden können.

Eine weitere Vorrichtung zum Ermitteln von Fehlern in flächenhaften Mustern ist durch die DE-OS 28 30 846 bekanntgeworden.

Um Fehler hinsichtlich der Deckung von zu prüfendem und vorgegebenem Muster ebenso zu vermeiden wie Quantisierungsfehler, die bei der Umwandlung der analogen Videosignale in entsprechende binäre Signale auftreten, wird bei dieser Vorrichtung die Fehlererkennungs-Empfindlichkeit im Konturbereich der Muster abgesetzt, womit sich naturgemäß die Auflösung verringert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs angegebenen Art zu schaffen, bei der Fehler infolge ungenauer Deckung zwischen Prüfmuster und vorgegebenem Muster ebenso weitgehend ausgeschaltet sind wie Quantisierungsfehler bei der Umwandlung der Bildsignale in binäre Bildpunktsignale.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs angegebenen Merkmale.

Die Erfindung wird im folgenden in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Gesamtaufbaus eines zur Ausführung der erfindungsgemäßen Musterprüfmethode vorgesehenen Geräts;

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Schaltungsteils, der den Setzschaltungen 3 und 4 für den unempfindlichen Bereich und den Ausgangsschaltungen 5, 6 und 7 für das örtliche Bild in Fig. 1 entspricht und der zum Ausschneiden eines örtlichen Bildbereichs und zweier unempfindlicher Bild bereiche aus einem zu prüfenden Bild verwendet wird;

Fig. 3 ein Blockschaltbild des Aufbaus von Schieberegister gruppen, die in dem in Fig. 1 gezeigten Gerät verwendet werden;

Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Schaltungsteils, mit dem ein örtliches Bild aus dem Bild eines angegebenen Musters (nämlich einem Referenzmuster) ausgeschnitten wird;

Fig. 5 einen Schaltplan der Fehlerextrahierschaltung 10 von Fig. 1;

Fig. 6 schematisch ein Referenzbild und ein entsprechendes zu prüfendes Bild mit verschiedenen Fehlern;

Fig. 7 schematisch unempfindliche Bereiche, die außerhalb und innerhalb der Grenzlinie der in Fig. 6 dargestellten Fehler gesetzt werden, damit die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung eine vorgegebene Operation unabhängig von der Art eines jeweiligen Fehlers ausführen kann; und

Fig. 8 ein Schema, das erläutert, daß zur Erfassung verschiedener Fehlerarten durch eine herkömmliche Musterauswähl methode den Fehlern entsprechende Extrahieroperatoren nötig sind.

Im folgenden wird anhand der Fig. 1 bis 6 eine Ausführungsart eines erfindungsgemäßen Musterprüfverfahrens erläutert.

Fig. 1 zeigt ein von einem Detektor (das ist ein Bildaufnahme gerät) 1 geliefertes Bildsignal, das mittels einer Binärum setzschaltung 2 in ein Binärsignal umgewandelt wird, das als zu prüfendes Bild einer Ausgangsschaltung 5 für ein Ortsbild und Setzschaltungen 3 und 4 jeweils zum Setzen eines un empfindlichen Bereichs innerhalb oder außerhalb der Grenzli nie des zu prüfenden Bildes und zum Extrahieren des unempfind lichen Bereichs zugeführt wird. Die Ausgangssignale der Setz schaltungen 3 und 4 werden als unempfindliche Bildbereiche je weils Ausgangsschaltungen 6 und 7 für örtliche Bilder zuge führt. Ein Referenzbildsignal, das in einem Referenzbildspei cher 8 in Form eines Binärsignals gespeichert ist, wird als Referenzbild einer Ortsbildausgangsschaltung 9 zugeführt. Der Referenzbildspeicher 8 liefert das Referenzbildsignal entspre chend eines zu prüfenden Bildes synchron mit der Abtastoperation des Detektors 1. Ein Fehler wird von einer Fehlerextrahier schaltung 10 auf der Basis der Ausgänge der Ortsbildausgangs schaltungen 5, 6, 7 und 9 erfaßt und als ein Fehlersignal 11 abgegeben.

Fig. 2 zeigt den Schaltungsaufbau eines die Setzschaltungen 3 und 4 und die Ortsbildausgangsschaltungen 5 bis 7 enthalten den Schaltungsteils. Diese Schaltung verwendet drei Speicher 22 bis 24, die jeweils 5×5 Pixels enthalten, zum Vergrößern, Verkleinern und zum Beurteilen eines Grenzbereichs des zu prüfen den Bildes.

Ein Ausgangssignal 12 von der Umsetzschaltung 2 von Fig. 1 wird durch eine Schieberegistergruppe 13, die aus drei Schie beregistern besteht, die jeweils einer Grenzlinie eines zu prüfenden Musters entsprechen, einem Ortsspeicher 14 zugeführt, der 3×3 Bit aufweist und aus Serieneingangs/Parallelausgangs schieberegistern gebildet ist. Die 3 × 3 Ausgänge des Orts speichers 14 werden einer UND-Schaltung 15 sowie einer ODER- Schaltung 16 zugeführt. Ein Grenzbereich, der sich ergibt, wenn ein Originalgrenzbereich um ein einem Pixel entsprechen des Maß verkleinert wird, wird von der UND-Schaltung 15 aus gegeben. Ein Grenzbereich, der sich ergibt, wenn ein Original grenzbereich um ein einem Pixel entsprechendes Maß vergrößert wird, wird von der ODER-Schaltung 16 geliefert. Der Ausgang des Mittelpixels des Ortsspeichers 14 und der Ausgang der UND- Schaltung 15 werden einer Exklusiv-ODER-Schaltung 17 zugeführt, die ein Signal über einen unempfindlichen Bereich, der sich längs einer Originalgrenzlinie auf deren Innenseite mit der Weite eines Pixels erstreckt, mit dem Pegel "1" erzeugt. Au ßerdem werden der Ausgang des Mittelpixels des Ortsspeichers 14 und der Ausgang der ODER-Schaltung 16 einer weiteren Exklu siv-ODER-Schaltung 18 zugeführt, die ein Signal über einen un empfindlichen Bereich erzeugt, das in einem Bereich, der sich ein Pixel breit längs der Originalgrenzlinie an deren Außen seite erstreckt, den "1"-Pegel annimmt.

Nachfolgend wird ein Schaltungsteil zum Ausschneiden eines örtlichen Bildes aus 5 × 5 Pixels aus dem zu prüfenden Bild eines unempfindlichen Bereichs innerhalb einer Grenzlinie und eines unendlichen Bereichs außerhalb einer Grenzlinie beschrie ben. Der Ausgang des Mittelpixels des Ortsspeichers 14, der Ausgang der Exklusiv-ODER-Schaltung 17 und der Ausgang der Exklusiv-ODER-Schaltung 18 werden den Ortsspeichern 22, 23 und 24 jeweils durch Schieberegistergruppen 19, 20 und 21 zu geführt. Jeder der Ortsspeicher 22 bis 24 besteht aus einem Serieneingangs/Parallelausgangsschieberegister und enthält 5×5 Pixel. Jede Schieberegistergruppe 19 bis 21 besteht aus fünf Schieberegistern, die jeweils einer Abtastzeile des zu prüfenden Musters entsprechen. Auf diese Weise werden dem Orts speicher 22 örtliche Bilder, die jeweils 5×5 Pixel enthalten und aus dem zu prüfenden Bild ausgeschnitten sind, dem Orts speicher 23, örtliche Bilder, die jeweils 5 × 5 Pixel enthal ten und aus dem innerhalb der Grenzlinie liegenden unempfind lichen Bildbereich ausgeschnitten sind, und dem Ortsspeicher 24 örtliche Bilder, die jeweils 5 × 5 Pixel aufweisen und vom außerhalb der Grenzlinie liegenden unempfindlichen Bereich ausgeschnitten sind, aufeinanderfolgend zugeführt. Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der von der Vorrichtung in Fig. 1 verwendeten Schieberegistergruppen. Dabei sind n Schieberegi ster in Reihe geschaltet und die einzelnen Schieberegister ge ben Ausgangssignale 26.1, 26.2, . . . und 26.n ab. Wie Fig. 3 zeigt, wird dem ersten Schieberegister ein Eingangssignal 25 zugeführt.

Fig. 4 zeigt ein Schaltungsteil zum Herausschneiden eines ört lichen Bildes aus dem Bild des bezeichneten Musters (nämlich des Referenzmusters). Im allgemeinen ist zwischen dem zu prü fenden Muster und dem Referenzmuster ein unvermeidlicher Aus richtungsfehler vorhanden. Demgemäß muß, wenn ein aus dem Bild des Bezugsmusters ausgeschnittenes Ortsbild, um ein örtliches Bezugsbild zu erhalten, das dem örtlichen Bild des Ortsspei chers 22 entspricht, das Ortsbild, das aus dem Referenzbild ausgeschnitten wird, um ein dem Ausrichtfehler entsprechendes Maß größer sein als das Ortsbild des Ortsspeichers 22, so daß ein Teil des aus dem Referenzbild ausgeschnittenen Ortsbilds dem Ortsbild des Ortsspeichers 22 entspricht. Fig. 4 zeigt einen Fall, wo der Ausrichtfehler jeweils in X- und Y-Richtung höchstens ±1 Pixel beträgt.

Ein Ortsbild in jedem der Ortsspeicher 22 bis 24 enthält 5×5 Pixel. In einem Fall, wo das obige Ortsbild bezüglich des ent sprechenden Referenzortsbildes um ±1 Pixel jeweils in X- und Y-Richtung verschoben sein kann, muß ein örtliches Referenz bild, das 7×7 Pixel umfaßt, aus dem Referenzbild geschnitten werden, wie Fig. 4 zeigt. Fig. 4 zeigt ein Referenzbildsignal 27, das einem 7×7 Pixel umfassenden Ortsspeicher 29 über eine Schieberegistergruppe 28 zugeführt wird, die aus sieben Schieberegistern besteht, die jeweils einer Abtastzeile des zu prüfenden Musters entsprechen. Außerdem wird das Referenz bildsignal 27 aus dem Referenzbildspeicher 8 von Fig. 1 syn chron mit dem Abtastvorgang des Detektors 1 so ausgelesen, daß das Mittelpixel d ₄₄ des Ortsspeichers 29 und das Mittelpixel a ₃₃ des Ortsspeichers 22, falls das zu prüfende Muster genau bezüglich des Referenzmusters ausgerichtet ist (was bedeutet, daß der Ausrichtfehler Null ist), einander entsprechende Teile des zu prüfenden Musters und des Referenzmusters darstellen.

Fig. 5 zeigt die Schaltungskonfiguration der Fehlerextrahier schaltung 10, die einen Fehler mittels der Ortsbilder der Ortsspeicher 22, 23, 24 und 29 beurteilt, im einzelnen. In Fig. 5 geben Symbole a _ÿ, b _ÿ und c _ÿ (worin i = 1, 2, 3, 4 und 5 annehmen) jeweils den Ausgang jedes Pixels des Ortsspei chers 22, den Ausgang jedes Pixels des Ortsspeichers 23 und den Ausgang jedes Pixels des Ortspeichers 24 wieder. Symbole d _{i + l, j + k} (worin i = 1, 2, 3, 4 und 5; j = 1, 2, 3, 4 und 5; l = 0, 1 und 2; k = 0, 1 und 2 betragen), geben den Ausgang jedes Pixels des Ortsspeichers 29 an. Dabei werden jeweils Werte von l = 0, 1 und 2 zu Werten von i = 1, 2, 3, 4 und 5 und Werte von k = 0, 1 und 2 zu Werten von j = 1, 2, 3, 4 und 5 addiert. Der obere Schaltungsteil von Fig. 5 weist eine Exklusiv-ODER-Schaltung 30, UND-Schaltungen 33 und 34 sowie Inverter 31 und 32 auf. Der Ausgang a _ÿ und der Ausgang d _{i +l, j +k} werden einer Exklu siv-ODER-Schaltung 30 zugeführt. Diese logische Verarbeitung bedeutet, daß das vom Ortsspeicher 22 erhaltene Ortsbild auf dem vom Ortsspeicher 29 erhaltenen Ortsbild bewegt wird; und eine Exklusiv-ODER-Operation wird für ein Pixelpaar derselben Position durchgeführt, um das Ergebnis der Exklusiv-ODER-Verknüpfung für jedes Pixelpaar von der Exklusiv-ODER-Schaltung 30 zu liefern. Außerdem wird der Ausgang jedes Pickels des örtlichen Unempfindlichkeitsbildbereichs, das vom Ortsspeicher 23 geliefert wird, einem Inverter 31 zugeleitet, dessen Ausgang eine UND-Schaltung 33 zusammen mit dem Ausgang der Exklusiv-ODER-Schaltung 30 ansteuert. In gleicher Weise wird der Ausgang eines jeweiligen Pixels des örtlichen Unempfindlichkeitsbereichs, das vom Ortsspeicher 24 erhalten wird, einem Inverter 32 zugeleitet, dessen Ausgang zusammen mit dem Ausgang der Exklusiv-ODER-Schaltung 30 eine UND-Schaltung 34 ansteuert. Auf diese Weise wird von der UND-Schaltung 33 ein Signal geliefert, das angibt, ob das Bild des Ortsspei chers 22 mit einem 5 × 5 Pixel umfassenden Referenzortsbild, wenn der Unempfindlichkeitsbereich des Ortsspeichers 23 ver nachlässigt wird, übereinstimmt oder nicht. In gleicher Weise gibt ein von der UND-Schaltung 34 geliefertes Signal an, ob das Ortsbild des Ortsspeichers 22 mit einem 5 × 5 Pixel umfas senden Referenzortsbild, wenn der Unempfindlichkeitsbereich des Ortsspeichers 24 vernachlässigt wird, übereinstimmt oder nicht. Der Ausgang der UND-Schaltung 33 wird entsprechend den je weiligen Werten von l und k (l, k = 0 . . . 2) einer der ODER-Schal tungen 35 zugeleitet die einen Eingang mit den gleichen Werten von l und k aufweist und der Ausgang der UND-Schaltung 34 wird gemäß dem jeweiligen Wert von l und k einer der ODER-Schaltungen 36 zugeführt, die einen Eingang mit den gleichen Werten von l und k aufweist.

Das heißt, 5×5 Ausgänge von 5×5 Pixeln eines durch den Aus gang der UND-Schaltung 33 oder 34 gegebenen Ortsbildes werden einem der ODER-Glieder 35 oder 36 zugeführt. Die Ausgänge der ODER-Schaltungen 35 werden einer UND-Schaltung 37 zugeführt, und die Ausgänge der ODER-Schaltungen 36 werden einer UND- Schaltung 38 zugeführt. Die Ausgänge der UND-Schaltungen 37 und 38 werden einer ODER-Schaltung 39 zugeführt, die ein Feh lersignal 11 abgibt. Gemäß diesem Schaltungsaufbau gibt einer der Ausgänge E _lk der ODER-Schaltung 35 an, ob das zu prüfende Ortsbild des Ortsspeichers 22 mit einem entsprechenden örtli chen Referenzbild, das 5 × 5 Pixel umfaßt, in einem Fall über einstimmt oder nicht, wo das zu prüfende Muster von einem Re ferenzmuster in X-Richtung um (l - 1) Pixel und in Y-Richtung um (k - 1) Pixel abweicht, falls der innerhalb der Grenzlinie liegende unempfindliche Bereich des Ortsspeichers 23 aus die sen Ortsbildern entfernt wird. Außerdem gibt der Ausgang F _lk einer der ODER-Schaltungen 36 an, ob das örtliche zu prüfende Bild des Lokalspeichers 22 mit einem entsprechenden, 5 × 5 Pixel umfassenden örtlichen Referenzbild in obigem Fall über einstimmt oder nicht, falls der außerhalb der Grenzlinie lie gende Unempfindlichkeitsbereich des Ortsspeichers 24 aus die sen Ortsbildern entfernt wird. Wenn zumindest einer der Ausgänge E _lk (worin l = 0, 1 und 2 und k = 0, 1 und 2 anneh men), Übereinstimmung angibt, nimmt der Ausgang der UND-Schal tung 37 "0" Pegel an. Wenn alle Ausgänge von E _lk Nichtüber einstimmung angeben, nimmt der Ausgang der UND-Schaltung 37 "1" Pegel an. Wenn mindestens einer der Ausgänge F _lk Überein stimmung angibt, nimmt der Ausgang der UND-Schaltung 38 "0" Pegel an.

Wenn alle Ausgänge F _lk Nichtübereinstimmung angeben, nimmt der Ausgang der UND-Schaltung 38 "1" Pegel an. Wenn beide Ausgänge der UND-Schaltungen 37 und 38 Übereinstimmung angeben, nimmt der Ausgang der ODER-Schaltung 39 "0" Pegel an und zeigt da mit, daß kein Fehler vorhanden ist. Wenn zumindest einer der Ausgänge 37 und 38 Nichtübereinstimmung angibt, nimmt der Aus gang der ODER-Schaltung "1" Pegel an und zeigt somit, daß ein Fehler vorhanden ist.

Nun soll betrachtet werden, wie die vorliegende Erfindung auf ein zu prüfendes und ein Referenzbild angewendet wird, die in Fig. 6 dargestellt sind. Bezugsziffern a bis g bezeichnen ört liche Bereiche des zu prüfenden Bildes. Fig. 7 zeigt, wie sich jeder der örtlichen Bereiche a bis g in den Ortsspeichern 23 und 24 darstellt. Erfindungsgemäß werden in den örtlichen Be reichen b, d, e, f und g auftretende Unregelmäßigkeiten als Fehler extrahiert, Unregelmäßigkeiten in den örtlichen Berei chen a und c jedoch nicht als Fehler betrachtet, da diese Un regelmäßigkeiten als Quantisierungsfehler angesehen werden können.

Wie die obige Erläuterung zeigt, werden erfindungsgemäß auch, wenn die zu untersuchenden Muster kompliziert sind, Fehler in den Mustern ohne Modifikation der Struktur eines Prüfgeräts und einer Fehlerextraktionsmethode erfaßt. Die obige Beschrei bung verwendet ein gezeichnetes Muster als Referenzmuster. Die Erfindung ist jedoch auch auf Fälle anwendbar, wo das Bild eines Körpers, der dieselbe Form wie das zu prüfende Muster hat, durch ein Bildaufnahmegerät erzeugt und dieses Bild als Referenzbild verwendet wird.

Zur Durchführung der Erfindung ist es auch nicht nötig, daß immer zur gleichen Zeit ein ein Referenzmuster angebendes Bild signal und ein zu prüfendes Muster angebendes Bildsignal von einem Bildaufnahmegerät abgegeben und in binäre Bildsignale umgesetzt werden, und daß gleichzeitig örtliche Bilder aus diesen Bildsignalen für den gegenseitigen Vergleich extra hiert werden. Die vorliegende Erfindung ist nämlich auch bei spielsweise auf einen Fall anwendbar, wo ein eine Vielzahl von Mustern derselben Form darstellendes Bildsignal zuvor in einem Speicher gespeichert und das aus dem Speicher ausgelesene Bild signal jeweils mit die restlichen Muster darstellenden Bild signalen verglichen wird.

Claims

Vorrichtung zum Ermitteln von Fehlern in flächenhaften Mustern bestehend aus/
- - einem Bildaufnahmegerät (1) für das zu untersuchende Muster,
- - einer Binärumsetzschaltung (2) zur Umwandlung der vom Bild aufnahmegerät gelieferten Bildsignale in binäre Bildpunktsignale,
- - einem Referenzbildspeicher (8) zur Lieferung von binären Bildpunktsignalen entsprechend einem vorgegebenen Muster mit dem das zu untersuchende Muster verglichen wird,
- - einem Speicher in dem die vom Bildaufnahmegerät (1) gelieferten Bildsignale nach Umwandlung in Binärsignale gespeichert werden, und
- - logischen Schaltungen mit denen die binären Bildpunktsignale des zu untersuchenden Musters mit denen des Referenzmusters auf Übereinstimmung untersucht werden,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung weiterhin aufweist:
- - eine erste Ausschnittspeicher-Einrichtung (13, 14) mit einer ersten Schieberegistergruppe (13), die seriell von den Bildpunkt signalen der Binärumsetzschaltung (2) angesteuert wird und die parallele Ausgangssignale an einen ersten Ausschnittspeicher (14) mit 3 × 3 Speicherelementen abgibt,
- - einer ersten Einrichtung (15, 17) zur Festlegung eines ersten Bereichs der beim Vergleich der Bildmuster außer acht zu lassen ist mit einer UND-Schaltung (15), die von allen Speicher elementen des ersten Ausschnittspeichers (14) parallel angesteuert wird und deren Ausgangssignal zusammen mit dem des mittleren Speicherelements einer Exklusiv-ODER-Schaltung (17) zugeführt wird,
- - einer zweiten Einrichtung (16, 18) zur Festlegung eines zweiten Bereichs der beim Vergleich der Bildmuster außer acht zu lassen ist mit einer ODER-Schaltung (16), die von allen Speicherelementen des ersten Ausschnittsspeichers (14) parallel angesteuert wird und deren Ausgangssignal zusammen mit dem des mittleren Speicherelements einer Exklusiv-ODER-Schaltung (18) zugeführt wird,
- - einer zweiten Ausschnittspeicher-Einrichtung (19, 22) mit einem Speicher (22) der 5 × 5 Speicherelemente (a ₁₁ . . . a ₅₅) aufweist und der über eine zweite Schieberegistergruppe (19) parallel und in Übereinstimmung mit der zeilenweisen Abtastung des zu untersuchenden Musters angesteuert wird, wobei die zweite Schieberegistergruppe von den Signalen des mittleren Speicherelements des ersten Ausschnittspeichers (14) beaufschlagt wird,
- - einer dritten Ausschnittspeicher-Einrichtung (20, 23) mit einem Speicher (23) der 5 × 5 Speicherelemente (b ₁₁ . . .b ₅₅) aufweist und der über eine dritte Schieberegistergruppe (20) angesteuert wird, die ihrerseits von den Ausgangssignalen der ersten Einrichtung zur Festlegung des ersten Bereichs der beim Vergleich außer acht zu lassen ist (15, 17), beaufschlagt wird,
- - einer vierten Ausschnittspeicher-Einrichtung (21, 24) mit einem Speicher (24) der 5 × 5 Speicherelemente (c ₁₁ . . . c ₅₅) aufweist und der über eine vierte Schieberegistergruppe (21) angesteuert wird, die ihrerseits von den Ausgangssignalen der zweiten Einrichtung zur Festlegung eines Bereichs, der beim Vergleich außer acht zu lassen ist (16, 18), beaufschlagt wird,
- - einer fünften Ausschnittspeicher-Einrichtung (28, 29) mit einem Speicher (29) der 7 × 7 Speicherelemente (d ₁₁ . . . d ₇₇) aufweist und der über eine fünfte Schieberegistergruppe (28) angesteuert wird, die ihrerseits, synchron mit der Ansteuerung der zweiten bis vierten Schiebregistergruppen (19, 20, 21) von den aus dem Referenzbildspeicher (8) herausgelesenen Bildpunktsignalen beaufschlagt wird,
- - einer Vielzahl von ersten logischen Schaltungen (30 bis 34) zur Herleitung eines Signals mittels einer Exklusiv-ODER-Schaltung (30) das eine Nichtübereinstimmung zwischen den Signalen eines jeden Speicherelements a _ÿ (mit i = 1, 2, 3, 4, 5; j = 1, 2, 3, 4, 5) des zweiten Ausschnittspeichers (22) mit den Signalen der entsprechenden Speicherelemente d _{i + l, j + k} (l = 0, 1, 2; k = 0, 1, 2) des fünften Ausschnittsspeichers (29) anzeigt und
  das einerseits einer UND-Schaltung (33), an deren anderen Eingang über Inverter (31) die Signale b _ÿ der Speicherelemente des dritten Ausschnittspeichers (23) anliegen, zugeführt werden zur Bildung eines Signals e _{i + l, j + k}, und
  andererseits einer UND-Schaltung (34), an derem anderen Eingang über Inverter (32) die Signale c _ÿ der Speicherelemente des vierten Ausschnittsspeichers (24) anliegen, zugeführt wird zur Bildung eines Signals f _{i + l, j + k} und
- - einer Vielzahl von zweiten logischen Schaltungen (35 bis 39) zur logischen Addition (mit ODER-Schaltungen 35 und 36) der Ausgangssignale e _{i + l, j + k} und f _{i + l, j + k} der Vielzahl der ersten logischen Schaltungen (30 bis 34) mit den Werten 0, 1, 2 für l und k zur Bildung der Signale E _{l, k} bzw. F _{l, k} und zur Zusammenfassung dieser Signale durch jeweils eine UND-Schaltung (37 bzw. 38), deren Ausgänge einer ODER-Schaltung (39) zur Abgabe eines Nichtübereinstimmungssignals (11) zugeführt werden.