JP2001319223A - パターン周期測定方法及び装置 - Google Patents

パターン周期測定方法及び装置

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JP2001319223A
JP2001319223A JP2000139453A JP2000139453A JP2001319223A JP 2001319223 A JP2001319223 A JP 2001319223A JP 2000139453 A JP2000139453 A JP 2000139453A JP 2000139453 A JP2000139453 A JP 2000139453A JP 2001319223 A JP2001319223 A JP 2001319223A
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JP2000139453A
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English (en)
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Yukihiro Ayaki
之裕 綾木
Seiji Hamano
誠司 濱野
Noriaki Yugawa
典昭 湯川
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 縞パターンの未知のパターン周期を正確かつ
高精度に測定することができるパターン周期測定方法及
び装置を提供する。 【解決手段】 一定のパターン周期を持った縞パターン
を有する被測定物のパターン周期測定方法であって、被
測定物1の対象の縞パターン1aの画像をCCDカメラ
3で取り込んて画像メモリ5に格納し、画素のサイズと
画像上の縞パターンの間隔とその間隔の変動から対象の
縞パターンのパターン周期を演算手段6で演算すること
により、縞パターン1aの未知のパターン周期をCCD
カメラ3の画素サイズ以下の精度で測定できるようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主に液晶パネル上
のパターンなどの周期的なパターンのパターン周期の測
定を画像処理にて行うパターン周期測定方法及び装置、
並びにパターン検査方法及び装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、一定の周期を持った縞パターンの
パターン周期を、CCDカメラの画像から測定する場合
には、最初にCCDカメラにて縞パターンの画像を取り
込み、次の縞の部分を画像処理にて抽出し、縞の間隔を
画像上での距離に置き換えて測定する。画像上での距離
と実空間での距離との関係は既知であるので、演算処理
により実際の縞パターンのパターン周期を得ることがで
きる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際に
はCCDカメラで入力された画像は有限の大きさを持っ
た画素から構成されているので、CCDカメラの画素の
サイズが縞パターンの周期の公約数でなければ、縞パタ
ーンのパターン周期は一定であるにも関わらず、CCD
カメラで入力された画像上での縞パターンの縞間隔は一
定になることはない。よって、正確なパターン周期の測
定ができず、測定の精度はCCDカメラの画素サイズ以
下にはできないという問題があった。
【0004】また、画像上でのパターン周期が一定にな
らないということが原因で、光学的な検査、特にパター
ン検査を行う際に、パターン周期の画像上での変動をパ
ターンの異常と誤認識するという問題があった。
【0005】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、縞パ
ターンの未知のパターン周期を正確かつ高精度に測定す
ることができるパターン周期測定方法及び装置、並びに
パターン周期が既知の場合に逆に縞パターンのパターン
間隔の変動を求めて適正にパターン欠陥を検出できるパ
ターン欠陥検出方法及び装置を提供することを目的とし
ている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のパターン周期測
定方法は、一定のパターン周期を持った縞パターンを有
する被測定物のパターン周期測定方法であって、対象の
縞パターンの画像をCCDカメラで取り込む工程と、画
素のサイズと画像上の縞パターンの間隔とその間隔の変
動から対象の縞パターンのパターン周期を演算する工程
とを有するものであり、縞パターンの未知のパターン周
期をCCDカメラの画素サイズ以下の精度で測定するこ
とができる。
【0007】上記縞パターンのパターン周期は未知であ
ることが好適である。
【0008】上記パターン周期の演算工程では、画素の
サイズをs、画像上の縞パターンの間隔をP、P’(P
>P’)、変動周期をT、未知の対象の縞パターンの周
期をtとして、P’s<t<Psで、かつTt/sが整
数になるtを求める方法が好適である。
【0009】また、本発明のパターン検査方法は、一定
のパターン周期の縞パターンを有する被検査物のパター
ン検査方法であって、対象の縞パターンの画像をCCD
カメラで取り込む工程と、既知の縞パターンの周期と画
素のサイズから画像上の縞パターンの縞間隔の変動を演
算により求める工程と、演算で求めた縞間隔の変動に応
じてずれ量を変化させて画像上の縞パターンを周期分ず
らせ、パターンをキャンセルして欠陥のみを検出する工
程とを有するものであり、画像上の縞間隔の変動を欠陥
として誤検出することなく、欠陥のみを検出することが
できる。
【0010】上記縞パターンのパターン周期は既知であ
ることが好適である。
【0011】また、本発明のパターン周期測定装置は、
対象の縞パターンの画像を取り込むCCDカメラと、取
り込んだ画像データを処理してパターン周期を演算する
画像処理装置から成り、画像処理装置は、画像データを
格納する画像メモリと、画像上の縞パターンの間隔とそ
の間隔の変動から、対象の縞パターンの未知のパターン
周期を演算する演算手段とを備えたものであり、上記測
定方法を実施してその効果を奏することができる。
【0012】また、本発明のパターン検査装置は、対象
の縞パターンの画像を取り込むCCDカメラと、取り込
んだ画像データを処理してパターン欠陥を検出する画像
処理装置から成り、画像処理装置は、画像データを格納
する画像メモリと、既知のパターン周期から画像上の縞
パターンの変動を演算し、演算で求めた縞間隔の変動に
応じてずれ量を変化させて画像上の縞パターンを周期分
ずらせ、パターンをキャンセルして欠陥のみを検出する
演算手段とを備えたものであり、上記検査方法を実施し
てその効果を奏することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態のパタ
ーン周期測定方法について図1〜図4を参照して説明す
る。
【0014】図1において、1は未知の一定のパターン
周期の縞パターン1aをもった被測定物、2は被測定物
1を照明する照明装置、3は被測定物1の縞パターン1
aで反射された光を取り込むCCDカメラである。被測
定物1とCCDカメラ3とは、被測定物1の縞パターン
1aのパターン方向がCCDカメラ3の画素の配列方向
と平行になるように設置されている。4はCCDカメラ
3から入力された画像を演算処理する画像処理装置であ
る。
【0015】画像処理装置4は、CCDカメラ3で取り
入れた画像データを格納する画像メモリ5と、画像デー
タから被測定物1の縞パターン1aのパターン周期を演
算する演算手段6と、測定動作や演算処理等を制御する
制御部7にて構成されている。
【0016】以下、演算手段6にて画像上の画素のサイ
ズと画像上の縞パターンの間隔とその間隔の変動から被
測定物1の縞パターン1aのパターン周期を演算するア
ルゴリズムについて説明する。
【0017】図2は、被測定物1の縞パターン1aを撮
像した画像11上での縞パターン11aを模式的に示し
たものである。実空間上の縞パターン1aは一定の周期
を持っているにも関わらず、画像11上の縞パターン1
1aでは縞間隔P、P’と異なっている。この原因を図
3を参照して説明する。説明を簡単にするため、1次元
空間で説明する。実際の縞パターン1aをXR上に表
し、CCDカメラ3による画像の画素3a配列上での縞
パターン11a(斜線で表示)をXI上に表している。
XR上の縞パターン1aをXI軸に投影したものが画像
上の縞パターン11aとなるが、CCDカメラ3の画素
3aのサイズは有限であるため縞間隔P、P’は量子化
された値となる。縞パターン1aの縞間隔tに対して画
素サイズsが公約数でないと、縞パターン1aが一定で
あっても画像上の縞パターン11aでは縞間隔P、P’
は一定とならない。
【0018】今、1番目の縞はCCD画素上では、N
(t/s)+1番目の画素にある。ここでN(x)は数
xの整数部分のみを返す関数である。同様にしてn番目
の縞はN(nt/s)+1番目の画素にあることから、
n+1番目の縞とn番目の縞との間隔は、N((n+
1)t/s)−N(nt/s)で表される。よって、n
が順に増えていき、nt/sの整数部分が変化するとき
に縞の間隔が変動することが分かる。変動の周期は、x
t/sが整数となる最小のxである。この原理を利用し
てパターン周期を測定することができる。
【0019】図4において、縞の間隔が画像上でP、
P’(ここでP>P’)であるとし、P、P’の配列が
周期Tを持っているとすると、未知の縞間隔(パターン
周期)tは、P’s<t<Psの範囲に存在する。ま
た、変動の周期がTであるので、Tt/sは整数Uとな
る。よって、これらを満たすようなt、Uを算出すれば
よい。
【0020】例えば、s=6で、縞の間隔が3、2、
3、2、3、2・・・と得られたとする。この場合、縞
間隔の変動周期は最大6まであり得るので、それまでで
縞間隔の繰り返しに周期変動がないか調べる。この場合
はT=2である。画像上で得られた縞間隔は2又は3で
あるので、実際のパターン周期tは、2×6<t<3×
6の範囲にある。また、Tt/sは=2t/6=t/3
である。従って、12<t<18の範囲にあり、かつt
/3が整数になるtは、15と算出される。かくして、
CCDカメラ3の画素サイズ6の定数倍6、12、18
よりも精度の高い値15が得られる。複数のtが得られ
る場合には、そのtを用いて画像上で得られるパターン
間隔を仮想的に算出し、それが画像上の周期変動と一致
しているかを確かめることにより、正しいtを得ること
ができる。
【0021】次に、本発明を、パターン周期が既知であ
る被測定物1のパターン検査を行う場合に適用した他の
実施形態をついて説明する。
【0022】なお、本実施形態における検査装置の基本
構成は、演算手段6が以下のアルゴリズムによってパタ
ーン欠陥を検出するように構成されている以外は、上記
第1の実施形態と同一である。
【0023】従来、縞パターン上の欠陥を検出するパタ
ーン検査においては、隣合うパターン同士を比較、つま
りパターン周期分ずらせたものとの差分を取ることでパ
ターンをキャンセルし、欠陥のみを検出することが行わ
れているが、上記のように画像11上で縞パターン11
aの周期が変動している場合は、一定の周期分ずらせた
パターン同士を比較してもパターンをキャンセルできな
い。
【0024】本実施形態においては、縞パターン1aの
周期が既知であるので、上記実施形態と同様にして逆に
画像11上でのパターン間隔の変動周期を予め計算する
ことができる。したがって、その変動量に応じて画像1
1上の縞パターン11aのずれ量を変化させることで、
パターンをキャンセルして欠陥のみを検出することがで
きる。かくして、画像11上で縞パターン11aの周期
が変動するような場合でも精度よくパターン検査を行う
ことができる。
【0025】
【発明の効果】本発明のパターン周期測定方法及び装置
によれば、以上の説明から明らかなように、画素のサイ
ズと画像上の縞パターンの間隔とその間隔の変動から対
象の縞パターンのパターン周期を演算するようにしたの
で、縞パターンの未知のパターン周期をCCDカメラの
画素サイズ以下の精度で測定することができる。
【0026】また、本発明のパターン検査方法及び装置
によれば、既知の縞パターンの周期と画素のサイズから
画像上の縞パターンの縞間隔の変動を演算により求め、
演算で求めた縞間隔の変動に応じてずれ量を変化させて
画像上の縞パターンを周期分ずらせ、パターンをキャン
セルして欠陥のみを検出するようにしたので、画像上の
縞間隔の変動を欠陥として誤検出することなく、欠陥の
みを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のパターン周期測定方法の一実施形態に
おける装置構成を示す斜視図である。
【図2】同実施形態におけるCCDカメラから入力され
た画像の説明図である。
【図3】同実施形態における実空間上の縞パターンが画
素上に投影された状態の説明図である。
【図4】同実施形態において、画像上の縞パターンの縞
間隔が周期的に変動する状態の説明図である。
【符号の説明】
1 被測定物 1a 縞パターン 3 CCDカメラ 4 画像処理装置 5 画像メモリ 6 演算手段 11 画像 11a 画像上の縞パターン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 湯川 典昭 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 2F065 AA07 AA14 AA22 AA56 BB02 BB18 CC25 DD03 FF01 FF04 FF61 HH02 HH12 JJ03 JJ26 QQ24 QQ25 RR07 RR08 UU05 2G051 AA73 AB07 CA03 CB01 EA11 EA12 EB05 5B057 AA01 BA02 CA12 CA16 DA03 DB02 DC03

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一定のパターン周期を持った縞パターン
    を有する被測定物のパターン周期測定方法であって、対
    象の縞パターンの画像をCCDカメラで取り込む工程
    と、画素のサイズと画像上の縞パターンの間隔とその間
    隔の変動から対象の縞パターンのパターン周期を演算す
    る工程とを有することを特徴とするパターン周期測定方
    法。
  2. 【請求項2】 縞パターンのパターン周期は未知である
    ことを特徴とする請求項1記載のパターン周期測定方
    法。
  3. 【請求項3】 パターン周期の演算工程は、画素のサイ
    ズをs、画像上の縞パターンの間隔をP、P’(P>
    P’)、変動周期をT、未知の対象の縞パターンの周期
    をtとして、P’s<t<Psで、かつTt/sが整数
    になるtを求めるものであることを特徴とする請求項1
    又は2記載のパターン周期測定方法。
  4. 【請求項4】 一定のパターン周期の縞パターンを有す
    る被検査物のパターン検査方法であって、対象の縞パタ
    ーンの画像をCCDカメラで取り込む工程と、既知の縞
    パターンの周期と画素のサイズから画像上の縞パターン
    の縞間隔の変動を演算により求める工程と、演算で求め
    た縞間隔の変動に応じてずれ量を変化させて画像上の縞
    パターンを周期分ずらせ、パターンをキャンセルして欠
    陥のみを検出する工程とを有することを特徴とするパタ
    ーン検査方法。
  5. 【請求項5】 縞パターンのパターン周期は既知である
    ことを特徴とする請求項4記載のパターン検査方法。
  6. 【請求項6】 対象の縞パターンの画像を取り込むCC
    Dカメラと、取り込んだ画像データを処理してパターン
    周期を演算する画像処理装置から成り、画像処理装置
    は、画像データを格納する画像メモリと、画像上の縞パ
    ターンの間隔とその間隔の変動から、元の縞パターンの
    未知のパターン周期を演算する演算手段とを備えたこと
    を特徴とするパターン周期測定装置。
  7. 【請求項7】 対象の縞パターンの画像を取り込むCC
    Dカメラと、取り込んだ画像データを処理してパターン
    欠陥を検出する画像処理装置から成り、画像処理装置
    は、画像データを格納する画像メモリと、既知のパター
    ン周期から画像上の縞パターンの変動を演算し、演算で
    求めた縞間隔の変動に応じてずれ量を変化させて画像上
    の縞パターンを周期分ずらせ、パターンをキャンセルし
    て欠陥のみを検出する演算手段とを備えたことを特徴と
    するパターン検査装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1839306B (zh) * 2003-03-17 2012-06-20 奥博泰克有限公司 使用微检查输入的宏缺陷检测

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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