JP2002250614A - 画像入力方法および画像入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子部品の画像処理に基づく表面検査によっ
て判別した欠陥などの特定画素に対し、検査対象物上で
の欠陥などの前記特定画素の正確な位置情報を得ること
が可能な画像入力方法および画像入力装置を提供する。 【解決手段】 撮像対象物を撮像するラインセンサによ
る撮像ライン位置を検出する位置検出手段と、ラインセ
ンサからの各画素の画像データと位置検出手段からのデ
ータに基づく前記画素に対応した撮像対象物上でのライ
ン位置データとを格納する画像メモリとを備え、画像メ
モリに格納された任意画素のライン位置データを出力可
能に構成して、任意画素のライン位置データの取得を行
えるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に半導体ウェ
ハ、液晶パネル、プラズマディスプレイ等の電子機器デ
バイス等の製造ラインにおいて、電子部品の画像処理に
よる表面検査によって判別した欠陥に対し、検査対象物
上での欠陥の正確な位置情報を得ることなどに適してい
る画像入力方法および画像入力装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウェハ、液晶パネル、プラズマデ
ィスプレイなどの電子機器デバイス等の製造ラインにお
いては、前記電子機器デバイスである電子部品に対して
画像処理による表面検査が行われている。この際の主な
方法として、低倍率のラインセンサと高倍率の顕微鏡と
を併用する方法がある。低倍率のラインセンサによる画
像入力、画像処理で欠陥判定を行った後、欠陥発生原因
の究明のため高倍率の顕微鏡による欠陥状態の詳細な観
測を行うものである。

【０００３】まず、固定したラインセンサの水平方向を
走査する撮像ラインに対し、垂直方向に対象物が移動す
ることによって得られた対象物の２次元画像を画像メモ
リに蓄え、画像処理により欠陥検出を行う。画像メモリ
上での欠陥の座標を、（水平座標，垂直座標）＝（Ｘ１
［画素］，Ｙ１［画素］）とする。その後、顕微鏡の視
野内に対象物を移動させ欠陥の詳細観察を行う。その
際、欠陥位置を（Ｘ２［μｍ］，Ｙ２［μｍ］）とする
と、対象物の移動速度が一定、画像メモリ上に格納され
た画像データの各画素間の距離が一定であるとすれば 垂直位置（Ｙ２）＝水平１周期の時間での移動距離［μ
ｍ］×Ｙ１［画素］ 水平位置（Ｘ２）＝ラインセンサ分解能［μｍ］×Ｘ１
［画素］ となる。

【０００４】例えば、半導体ウェハ上での０．１μｍの
異物欠陥の有無を検出する検査を、 ・ラインセンサ分解能：５［μｍ］ ・水平１周期の時間での移動距離：５［μｍ］ ・高倍率顕微鏡視野：２０［μｍ］×２０［μｍ］ の条件下で行い、このときの欠陥座標が（Ｘ１［画
素］，Ｙ１［画素］）＝（１００，２０００）の場合、
欠陥位置（Ｘ２［μｍ］，Ｙ２［μｍ］）は、 垂直位置（Ｙ２）＝５［μｍ］×２０００＝１００００
［μｍ］ 水平位置（Ｘ２）＝５［μｍ］×１００＝５００［μ
ｍ］ となる。

【０００５】こうして得られた欠陥位置を元に高倍率顕
微鏡の視野内への移動を行っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法は対象物の移動速度を一定としたものであるが、実
際には、移動ステージの速度バラツキなどがあり、バラ
ツキの蓄積により画像入力ライン数が増えるほど、前述
の式で算出した垂直位置には誤差が生じる。一方、水平
位置精度はラインセンサの性能で決まり、一般的に±１
画素程度であり、検査に問題が生じることはない。

【０００７】検査時間短縮のための移動ステージ速度の
向上に伴って、速度バラツキは、今後、ますます増加す
る傾向にあり、垂直位置誤差は無視できないものとなっ
ている。この場合、高倍率顕微鏡視野内に欠陥を移動で
きず、欠陥の詳細な観測ができないという問題点が発生
し、検査機に必要な機能を果たすことができなくなる。

【０００８】本発明は上記問題を解決するもので、電子
部品の画像処理に基づく表面検査によって判別した欠陥
などの特定画素に対し、検査対象物上での欠陥などの前
記特定画素の正確な位置情報を得ることが可能な画像入
力方法および画像入力装置を提供することを目的とする
ものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の画像入力方法な
らびに画像入力装置は、移動ステージに設置した位置検
出器であるリニアスケール等からのパルス信号の数をカ
ウントし、このカウント値データを画像データ格納用の
画像メモリ内の各ライン始点のアドレス空間に格納する
ものである。リニアスケールの信号は、パルス信号であ
り、一定距離の移動ごとに１パルス出力するので、パル
ス数をカウントすれば移動後の位置情報がわかる。

【００１０】これにより、任意のラインの位置情報は、
そのライン始点のアドレス空間にあるカウント値データ
の参照を行って、ライン位置情報＝カウント値データ×
リニアスケールの１パルス分の移動距離という式で得る
ことができる。

【００１１】この画像入力方法および画像入力装置によ
り、移動ステージの移動速度に依存することなく、ライ
ンセンサのラインに対して直交する方向に対する正確な
位置情報を得ることが可能となる。また、画像データ格
納用の画像メモリの一部にライン位置データを挿入する
ことから、１つのメモリに画像データとライン位置デー
タとの両方を格納できるため、ライン位置データ用の新
規メモリ増設の必要がなくハードウェア構成が簡単にな
る。

【００１２】さらに、画像メモリへの書き込み側のデー
タバス前段に、ラインセンサの画像データとライン位置
データの選択部とを持たせ、各ラインの先頭画素にライ
ン位置データを、その他の画素では画像データを選択出
力して画像メモリに格納することで、前述の手段をハー
ド処理によって高速化することが可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。ここでは、ラインセンサから得られ
る２次元画像の画像入力で欠陥検査を行う場合を例に取
って、発明の実施の形態を説明する。

【００１４】図１は本発明の実施の形態にかかる画像入
力装置の概略的に示す図である。図１において、１は半
導体ウェハなどの検査対象物（撮像対象物）、２は検査
対象物１が載せられる移動手段としての移動ステージ
で、この移動ステージ２はＸ方向（後述するラインセン
サ３のラインに沿う方向）およびＹ方向（後述するライ
ンセンサ３のラインに直交する方向）の両方向に移動可
能である。移動ステージ２には、Ｙ方向の位置検出器と
してリニアスケール２ａを設置している。また、３は移
動ステージ２上に載せられている検査対象物１を撮像す
るラインセンサ、４はこのラインセンサ３に接続されて
いる画像処理装置である。画像処理装置４は、アナログ
−デジタル変換するＡ／Ｄ変換器４ａと、カウンタ４ｂ
と、水平同期信号を発生する水平同期信号発生部４ｃ
と、画像メモリ４ｄと、ＣＰＵ４ｅとを備えている。ま
た、５は、画像処理により検出された欠陥判定箇所の観
察を行う顕微鏡である。

【００１５】ラインセンサ３は画像処理装置４内の水平
同期信号発生部４ｃから出力される水平同期信号に同期
しながら、撮像ラインＡ上を始点Ｓから終点Ｅまでを一
定周期で走査しており、各走査点のアナログ画像データ
を画素クロック毎に順次、出力している。この状態で、
Ｙ方向に移動ステージ２を移動することにより、ライン
センサ３は検査対象物１の２次元画像データを出力す
る。

【００１６】そして、この画像データを画像処理装置４
内のＡ／Ｄ変換器４ａで画素クロック単位にＡ／Ｄ変換
することで、デジタル化した画像データを得る。こうし
て得られた画像データのタイミングチャートを図２に示
す。水平同期信号を始点として、０，１，２…画素と連
続した画素の画像データとなる。このとき０画素目の画
像データは、始点Ｓの画像データであり、これ以降の画
像データは終点Ｅに向けて、等間隔でサンプリングされ
た画像データとなる。

【００１７】Ｙ方向の位置検出器として移動ステージ２
に設置されているリニアスケール２ａからのリニアスケ
ール信号は、パルス信号であり、一定距離の移動ごとに
１パルス出力する。このリニアスケール２ａからの出力
信号を画像処理装置４内のカウンタ４ｂで、図２に示す
ようにパルス信号の数をカウントすることにより、ｍ，
ｍ＋１，ｍ＋２…のようにカウント値データを得る。こ
のカウント値データは、Ｙ方向の位置を示す。

【００１８】画像処理装置４のＣＰＵ４ｅは、常に水平
同期信号をリードしており、水平同期の始点を検出した
時すなわち水平同期信号が、Ｌｏｗレベルの時、カウン
ト値データをリードする。Ｌライン目のカウント値とし
てｍ、Ｌ＋１ライン目のカウント値としてｎが、ＣＰＵ
４ｅにリードされる。このカウント値データは各ライン
のＹ方向の位置を示す。そして、ＣＰＵ４ｅから画像メ
モリ４ｄの各ライン始点のアドレス空間に対し、カウン
ト値データの格納を行う。

【００１９】以上の水平同期信号・カウント値データの
リードとカウント値データの画像メモリ４ｄへの格納
は、ＣＰＵ４ｅのソフト処理によって行う。また、各ラ
インの画像データは、ハード処理を使い、カウント値デ
ータを格納したアドレス以降に順次、格納していく。

【００２０】図３に、２次元表示した画像メモリ格納デ
ータを示す。図３のように、各ラインの始点アドレスに
は、カウント値データが格納され、その他のアドレスに
は、画像データが格納される。

【００２１】以上のようにして画像入力を完了した後
に、ＣＰＵ４ｅによる検査対象物１の欠陥検査を画像処
理により行い、欠陥判定を行う。そして得られた欠陥点
に対して、その欠陥発生要因の究明のため、高倍率の顕
微鏡５を使って詳細な観察を行う。

【００２２】画素Ｊに欠陥の画像データがあるとする。
手順としては、まず、画素Ｊの存在するラインの先頭ア
ドレスからカウント値データＫを取得して、以下の計算
式、画素ＪのＹ方向位置＝カウント値データＫ×リニア
スケール２ａの１パルス分の移動距離に基づいて、Ｙ方
向の位置データを算出する。

【００２３】Ｘ方向については、検査対象物１上の各画
素間の距離はラインセンサ３の光学倍率と画素クロック
の周期とで決まり、これらの値は一定であることから、
Ｘ方向位置は、そのライン内で何画素目のデータである
かで、位置を容易に算出できる。

【００２４】これらのＸ方向位置とＹ方向位置とをもと
に、顕微鏡５の下へ移動ステージ２を移動する。以上の
ようにして、実際にラインセンサ３が走査した地点のリ
ニアスケール２ａのカウント値データを使ってＹ方向位
置を算出するため、移動ステージ２の速度ムラの影響で
位置誤差を生じることがなく、顕微鏡５の視野内に、欠
陥を納めることができる。また、本画像入力方法によれ
ば、欠陥のある画素だけでなく、任意の画素のＹ方向位
置データを得ることができる。

【００２５】次に、上述の発明のように水平同期信号の
リードとカウント値データのリードとカウント値データ
の画像メモリ４ｄへの格納とをＣＰＵ４ｅを用いたソフ
ト処理で行うのでなく、ハード処理で実現する場合につ
いて述べる。

【００２６】図４は、水平同期信号のリードとカウント
値データのリードとカウント値データの画像メモリ４ｄ
への格納とをハード処理化した画像処理装置４のブロッ
ク図である。この画像処理装置４には、Ａ／Ｄ変換器４
ａ、カウンタ４ｂ、水平同期信号発生部４ｃ、画像メモ
リ４ｄ、ＣＰＵ４ｅに加えて、Ａ／Ｄ変換器４ａの出力
画像データとカウンタ４ｂによるカウント値データとの
何れかを選択して画像メモリ４ｄに出力する選択部４ｆ
が設けられている。

【００２７】Ａ／Ｄ変換器４ａの出力画像データとカウ
ンタ４ｂによるカウント値データとは選択部４ｆに入力
され、選択部４ｆの出力データが画像メモリ４ｄに格納
される。選択部４ｆは、水平同期信号発生部４ｃからの
水平同期信号により制御され、２個の入力データの内の
何れかのデータを出力する。

【００２８】図５に、選択部４ｆの出力データのタイミ
ングチャートを示す。図５に示すように、選択部４ｆ
は、水平同期信号を始点として、各ラインの始点ではカ
ウント値データを、その他は画像データを選択して出力
する。

【００２９】以上のようなハードを構成することによっ
ても、前述のＣＰＵ４ｅのソフト処理を用いた方法と同
様に、画像メモリ４ｄ内の各ラインの先頭アドレス空間
には、カウント値データ、その他メモリ空間には画像デ
ータを格納することができ、Ｙ方向の位置データを容易
かつ正確に得ることができる。

【００３０】この画像入力装置によれば、画像メモリ４
ｄの書き込み側のデータバス前段に配置した選択部４ｆ
により、ラインセンサ３の画像データとライン位置デー
タとをリアルタイムで切り換えて出力するデータを画像
メモリ４ｄに格納するので、ＣＰＵ４ｅによるソフト処
理が軽減されて、画像処理装置４の処理速度が向上す
る。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、画像メモ
リ内に、各画素の画像データと、その画素に対応した対
象物上でのライン位置データとを格納することにより、
移動ステージの移動速度に依存することなく、ラインセ
ンサのラインに対して直交する方向に対する正確な位置
情報を得ることが可能となる。このライン位置データを
使うことで、任意の画素の対象物上での正確な位置デー
タを取得できる。

【００３２】また、画像データ格納用の画像メモリの一
部にライン位置データを挿入することから、１つのメモ
リに画像データとライン位置データとの両方を格納でき
るため、ライン位置データ用の新規メモリ増設の必要が
なくハードウェア構成が簡単になる。

【００３３】また、画像メモリへの書き込み側のデータ
バス前段に、ラインセンサの画像データとライン位置デ
ータとを選択して画像メモリに格納させる選択部を設け
たことにより、ＣＰＵによるソフト処理が軽減され、画
像処理装置の処理速度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る画像入力装置の概略
構成を示す図

【図２】同画像入力装置の画像データのタイミングチャ
ート

【図３】同画像入力装置の画像メモリにおける２次元表
示した格納データを示す図

【図４】本発明の他の実施の形態に係る画像入力装置に
おける画像処理装置の概略構成を示す図

【図５】同画像入力装置の選択部からの出力データのタ
イミングチャート

【符号の説明】

１ 検査対象物（撮像対象物） ２ 移動ステージ（移動手段） ２ａ リニアスケール（位置検出器） ３ ラインセンサ ４ 画像処理装置 ４ａ Ａ／Ｄ変換器 ４ｂ カウンタ ４ｃ 水平同期信号発生部 ４ｄ 画像メモリ ４ｅ ＣＰＵ ４ｆ 選択部 ５ 顕微鏡

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA03 AA49 AA51 BB13 CC19 CC25 DD06 DD07 FF04 FF26 FF67 JJ03 JJ09 KK01 MM03 MM24 PP02 PP12 PP24 QQ03 QQ24 QQ28 QQ51 SS02 UU05 2G051 AA51 AA65 AA90 AB02 AC02 CA03 CA04 DA07 EA11 EA14 5B047 AA12 BA01 BB02 BC14 BC23 CB09 CB23 DB01 5L096 AA03 AA06 BA03 CA16 FA17 FA69

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ラインセンサで撮像対象物の２次元画像
   を得るに際して、画像メモリ内に、各画素の画像データ
   と、その画素に対応した対象物上でのライン位置データ
   とを格納することにより、画像メモリに格納された任意
   画素のライン位置データを得ることを特徴とする画像入
   力方法。
2. 【請求項２】 所定の直線方向であるＸ方向に沿って撮
   像対象物を撮像するラインセンサと、このラインセンサ
   に対して撮像対象物を前記所定直線方向に直交するＹ方
   向に相対的に移動させる移動手段と、ラインセンサによ
   るＹ方向の撮像ライン位置を検出する位置検出手段と、
   ラインセンサからの各画素の画像データと位置検出手段
   からのデータに基づく前記画素に対応した撮像対象物上
   でのライン位置データとを格納する画像メモリとを備
   え、画像メモリに格納された任意画素のライン位置デー
   タを出力可能に構成したことを特徴とする画像入力装
   置。
3. 【請求項３】 画像メモリへの書き込み側のデータバス
   前段に、ラインセンサの画像データとライン位置データ
   とを入力し、これらのデータを切り換えて出力して画像
   メモリに格納する選択部を設け、画像メモリにおける各
   ラインの先頭画素にライン位置データを出力し、その他
   の画素では画像データを選択出力して、画像メモリに格
   納するように構成したことを特徴とする請求項２記載の
   画像入力装置。