JP2008292342A - Edge defect detecting method, program of the same, and detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エッジ欠陥検出方法、そのプログラム、および検出装置に関する。 The present invention relates to an edge defect detection method, a program thereof, and a detection apparatus.
従来、半導体ウェハやプリント基板上のパターンに異物等が付着して生じた欠陥を画像処理で検査することが行われている。近年、パターンの細密化が進んでおり、例えばプリンタヘッド基板などでは、多角形状などの複雑なパターンが形成される場合がある。このような微細かつ複雑な形状のパターンのエッジ等に付着した微小な異物を完全に取り除くことは難しいため、検査工程において異物を確実に検出することにより、製品の信頼性を確保する必要がある。 2. Description of the Related Art Conventionally, it has been inspected by image processing for defects caused by foreign matters or the like adhering to a pattern on a semiconductor wafer or printed circuit board. In recent years, pattern miniaturization has progressed. For example, a complicated pattern such as a polygonal shape may be formed on a printer head substrate or the like. Since it is difficult to completely remove the minute foreign matter adhering to the edge of such a fine and complicated pattern, it is necessary to ensure the reliability of the product by reliably detecting the foreign matter in the inspection process. .
このような異物等の欠陥検査方法としては、検査対象物をＣＣＤカメラ等で撮像した撮像画像を、予め作成した欠陥のない基準画像と比較して検査するパターンマッチング法が知られている。
ここで、検査対象物を撮像する際、ＣＣＤカメラと検査対象物との位置関係が常に一定とは限らず、その位置関係が微妙に変化し易いものなので、撮像画像におけるパターンのエッジやその付近の画素の濃度変化の傾きに、撮像画像毎に微小な差異が生じる。また、検査対象物の大きさが基準画像を作成したモデルと若干異なっている場合があり、この場合にも、撮像画像におけるパターンのエッジやその付近の画素の濃度変化の傾きに微小な差異が生じる。これらのことから、撮像画像中の検査対象物と基準画像中のモデルとを厳密に位置合わせしても、パターンのエッジ付近においては欠陥を正確に検出できないおそれがある。
As such a defect inspection method for foreign matter or the like, a pattern matching method is known in which a captured image obtained by capturing an inspection object with a CCD camera or the like is compared with a reference image without a defect prepared in advance.
Here, when imaging the inspection object, the positional relationship between the CCD camera and the inspection object is not always constant, and the positional relationship is likely to change slightly. A slight difference is generated for each captured image in the gradient of the density change of each pixel. In addition, the size of the inspection object may be slightly different from the model that created the reference image. In this case as well, there is a slight difference in the gradient of the density change of the edge of the pattern in the captured image and the nearby pixels. Arise. For these reasons, even if the inspection object in the captured image and the model in the reference image are strictly aligned, there is a possibility that the defect cannot be detected accurately near the edge of the pattern.
このため、パターンのエッジ付近における欠陥を検出するために、基準画像における濃度勾配情報と、撮像画像における濃度勾配情報とを利用して、基準画像と撮像画像との比較を行う技術が提案されている（例えば、特許文献１）。 For this reason, in order to detect a defect near the edge of the pattern, a technique for comparing the reference image and the captured image using density gradient information in the reference image and density gradient information in the captured image has been proposed. (For example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献１による方法においても、欠陥を検出するために基準画像を予め作成しておく必要があり、検査対象物の設計変更の度に、新たに基準画像を作成しなければならない。単純な線形パターンを有する検査対象物を検査する場合と異なり、上述のように、細密かつ複雑な形状のパターンを有する検査対象物では、全ての検査領域について基準画像を用意する必要があるため、基準画像の作成に多大な時間を要していた。
また、異物などの欠陥部分とパターンとの濃度差が微小であることが多いため、濃度勾配情報を利用したとしても、エッジ欠陥の検出は難しい。
However, even in the method according to Patent Document 1, it is necessary to create a reference image in advance in order to detect a defect, and a new reference image must be created every time the design of an inspection object is changed. Unlike the case of inspecting an inspection object having a simple linear pattern, as described above, in the inspection object having a fine and complicated shape pattern, it is necessary to prepare a reference image for all inspection regions. It took a lot of time to create the reference image.
In addition, since the density difference between a defective part such as a foreign substance and a pattern is often minute, it is difficult to detect an edge defect even if density gradient information is used.
そこで、本発明の目的は、基準画像を用いることなく、たとえパターンとエッジ欠陥との濃度差が微小であってもそのエッジ欠陥を精度よく検出することができるエッジ欠陥検出方法、そのプログラム、および検出装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an edge defect detection method capable of accurately detecting an edge defect even if the density difference between the pattern and the edge defect is small without using a reference image, a program thereof, and It is to provide a detection device.
本発明のエッジ欠陥検出方法は、パターンを有する検査対象物を撮像した撮像画像にエッジ欠陥強調フィルタを適用することにより、前記パターンの複数方向のエッジに接する、または近傍に位置する欠陥を強調し、エッジ欠陥強調値を取得するエッジ欠陥強調工程と、前記エッジ欠陥強調値に基づいてエッジ欠陥を検出するエッジ欠陥検出工程とを備え、前記エッジ欠陥強調工程における前記エッジ欠陥強調フィルタは、前記撮像画像において順次選択される対象画素と、この対象画素に対し対角にかつ前記エッジの方向に沿った直線上に配置される２つの比較画素とを設定し、前記比較画素の各濃度値が異なる場合には濃度値のうち小さい値から、前記各濃度値が等しい場合には当該濃度値から、前記対象画素の濃度値を引いた際の差分を強調算出値とし、前記パターンのエッジに係る複数の方向毎に前記エッジ欠陥強調フィルタを適用し、取得した複数の前記強調算出値のうち最大値をその対象画素における欠陥強調値とすることを特徴とする。 In the edge defect detection method of the present invention, an edge defect enhancement filter is applied to a captured image obtained by imaging an inspection object having a pattern, thereby enhancing defects that are in contact with or located in the vicinity of the edges in the plurality of directions of the pattern. An edge defect enhancement step of acquiring an edge defect enhancement value, and an edge defect detection step of detecting an edge defect based on the edge defect enhancement value, wherein the edge defect enhancement filter in the edge defect enhancement step is the imaging A target pixel sequentially selected in the image and two comparison pixels arranged on a straight line diagonally to the target pixel and along the direction of the edge are set, and the density values of the comparison pixels are different. In this case, the difference when the density value of the target pixel is subtracted from the density value when the density values are equal from the smaller density value. The enhancement calculation value is used, the edge defect enhancement filter is applied to each of a plurality of directions related to the edge of the pattern, and the maximum value among the obtained plurality of enhancement calculation values is set as a defect enhancement value in the target pixel. And
この発明によれば、パターンにおいて水平方向や垂直方向に延びるエッジや、斜め方向に延びるエッジの各方向にそれぞれ対応して欠陥強調フィルタを適用するため、各エッジ上に存在する異物や、繰り返しパターンにおけるエッジ間に存在する異物など、エッジに接する、またはエッジの近傍に位置するエッジ欠陥を検出することが可能となる。
すなわち、このようなエッジ欠陥とパターンとの濃度差が小さい場合、対象画素とその周囲に等距離に配置された例えば８点の比較画素との濃度差の最小値を欠陥強調値としても、欠陥とパターン外との濃度差が欠陥強調値に反映されず、エッジ欠陥を強調することができない。これに対して、本発明では、エッジ方向にのみ比較画素を設定するので、欠陥上に対象画素が設定された際に、エッジ方向に沿った直線上に配置されたパターン外の比較画素と対象画素との濃度差が顕著となり、このパターン外と欠陥部分との濃度差に基づいて、エッジ欠陥を検出できる。つまり、欠陥とパターンとの濃度差が仮に無くても、エッジ方向に沿って見た際の濃度差を利用する。
According to the present invention, since the defect enhancement filter is applied to each of the edges extending in the horizontal direction and the vertical direction and the edges extending in the oblique direction in the pattern, the foreign matter existing on each edge, the repeated pattern It is possible to detect an edge defect that is in contact with the edge or located in the vicinity of the edge, such as a foreign substance existing between the edges.
That is, when the density difference between the edge defect and the pattern is small, even if the minimum value of the density difference between the target pixel and, for example, eight comparison pixels arranged at equal distances around the target pixel is used as the defect enhancement value, the defect The density difference between the pattern and the outside of the pattern is not reflected in the defect enhancement value, and the edge defect cannot be enhanced. On the other hand, in the present invention, since the comparison pixel is set only in the edge direction, when the target pixel is set on the defect, the comparison pixel and the target outside the pattern arranged on the straight line along the edge direction are set. The density difference with the pixel becomes remarkable, and the edge defect can be detected based on the density difference between the outside of the pattern and the defective portion. That is, even if there is no density difference between the defect and the pattern, the density difference when viewed along the edge direction is used.
ここで、本発明では、２つの比較画素を設定し、これらの比較画素の各濃度値のうち小さい、または各濃度値が等しい場合はいずれか一方の値と、対象画素の濃度値との差分を強調算出値とし、かつ、各エッジに係る複数方向のフィルタ処理によって方向毎に得られた強調算出値のうちの最大値を欠陥強調値としている。このため、エッジ欠陥上に対象画素が設定され、かつ当該エッジの方向に沿って２つの比較画素が設定されこれら比較画素が２つともパターン外である場合にのみ、強調算出値が大きくなり、その他の方向に比較画素が設定された場合には、一方の比較画素がパターン内となるため、強調算出値の値は小さくなる。すなわち、同じ対象画素について算出された各強調算出値の最大値として決まる欠陥強調値には、エッジ欠陥が存在するエッジの方向以外の方向に関する強調算出値は反映されない。これにより、エッジ自体が強調されて誤検出されることなく、エッジ欠陥のみを検出できる。 Here, in the present invention, two comparison pixels are set, and if the density values of these comparison pixels are small or the density values are equal, the difference between the value of either one and the density value of the target pixel Is the emphasis calculation value, and the maximum value among the emphasis calculation values obtained for each direction by the filter processing in a plurality of directions related to each edge is the defect enhancement value. For this reason, only when the target pixel is set on the edge defect and two comparison pixels are set along the direction of the edge and both of these comparison pixels are out of the pattern, the enhancement calculation value becomes large. When the comparison pixel is set in the other direction, one of the comparison pixels is in the pattern, and thus the enhancement calculation value is small. That is, the enhancement calculation value related to the direction other than the direction of the edge where the edge defect exists is not reflected in the defect enhancement value determined as the maximum value of each enhancement calculation value calculated for the same target pixel. Thereby, only the edge defect can be detected without the edge itself being emphasized and erroneously detected.
このように、本発明では、基準画像を用いることなく、パターンとの濃度差が微小なエッジ欠陥をも精度良く検出できる。また、各エッジの方向毎に欠陥強調フィルタを適用するので、撮像画像を回転させるなどの処理を行わずに、垂直方向、水平方向、斜め方向などにエッジが形成されている複雑なパターンのエッジ欠陥を検出することができる。
さらに、本発明では、比較画素が２つだけであるため、対象画素とその周りの８点などの比較画素との濃度差に基づく従来のフィルタ処理と比べて、処理負荷が大幅に軽減される。
As described above, according to the present invention, it is possible to accurately detect an edge defect having a minute density difference from the pattern without using the reference image. In addition, since the defect enhancement filter is applied for each edge direction, the edges of complex patterns in which the edges are formed in the vertical, horizontal, and diagonal directions without performing processing such as rotating the captured image Defects can be detected.
Furthermore, in the present invention, since there are only two comparison pixels, the processing load is greatly reduced as compared with the conventional filter processing based on the density difference between the target pixel and the comparison pixels such as the eight surrounding pixels. .
ここで、欠陥には、他の部分よりも暗く、濃度値が小さい暗欠陥と、他の部分よりも明るく、濃度値が大きい明欠陥とがあり、上記の本発明では、明るい比較画素の濃度値から暗い対象画素の濃度値を引いた際の差分に基づいて、暗欠陥を強調することが可能となる。 Here, the defect includes a dark defect that is darker than the other part and has a small density value, and a bright defect that is brighter than the other part and has a large density value. In the present invention, the density of the bright comparison pixel is high. The dark defect can be emphasized based on the difference when the density value of the dark target pixel is subtracted from the value.
本発明のエッジ欠陥検出方法は、パターンを有する検査対象物を撮像した撮像画像にエッジ欠陥強調フィルタを適用することにより、前記パターンの複数方向のエッジに接する、または近傍に位置する欠陥を強調し、エッジ欠陥強調値を取得するエッジ欠陥強調工程と、前記エッジ欠陥強調値に基づいてエッジ欠陥を検出するエッジ欠陥検出工程とを備え、前記エッジ欠陥強調工程における前記エッジ欠陥強調フィルタは、前記撮像画像において順次選択される対象画素と、この対象画素に対し対角にかつ前記エッジの方向に沿った直線上に配置される２つの比較画素とを設定し、前記対象画素の濃度値から、前記比較画素の各濃度値が異なる場合には濃度値のうち大きい値を、前記各濃度値が等しい場合には当該濃度値を引いた際の差分を強調算出値とし、前記パターンのエッジに係る複数の方向毎に前記エッジ欠陥強調フィルタを適用し、取得した複数の前記強調算出値のうち最大値をその対象画素における欠陥強調値とすることを特徴とする。 In the edge defect detection method of the present invention, an edge defect enhancement filter is applied to a captured image obtained by imaging an inspection object having a pattern, thereby enhancing defects that are in contact with or located in the vicinity of the edges in the plurality of directions of the pattern. An edge defect enhancement step of acquiring an edge defect enhancement value, and an edge defect detection step of detecting an edge defect based on the edge defect enhancement value, wherein the edge defect enhancement filter in the edge defect enhancement step is the imaging A target pixel sequentially selected in an image and two comparison pixels arranged on a straight line diagonally to the target pixel and along the direction of the edge are set. From the density value of the target pixel, When the density values of the comparison pixels are different, the larger value of the density values is calculated. When the density values are equal, the difference when the density value is subtracted is calculated. The edge defect enhancement filter is applied to each of a plurality of directions related to the edge of the pattern as a key calculation value, and the maximum value among the plurality of acquired enhancement calculation values is set as a defect enhancement value in the target pixel. And
この発明によれば、前記発明とは減算向きが逆であり、対象画素の濃度値から比較画素の濃度値を引いた際の差分を強調算出値とすることにより、明欠陥の強調および検出が可能となる。本発明によれば、前述の暗欠陥に対応する発明と同様に、基準画像を用いることなく、また、エッジ自体が強調されてしまうことなく、パターンとの濃度差が微小なエッジ欠陥をも精度良く検出できる。 According to this invention, the subtraction direction is opposite to that of the above invention, and the difference when the density value of the comparison pixel is subtracted from the density value of the target pixel is used as the enhancement calculation value, so that the bright defect is emphasized and detected. It becomes possible. According to the present invention, as in the case of the invention corresponding to the dark defect described above, an edge defect with a small density difference from the pattern can be accurately detected without using the reference image and without enhancing the edge itself. It can be detected well.
本発明のエッジ欠陥検出方法では、前記エッジ欠陥強調フィルタにおける前記比較画素の一方と他方との間の距離は、強調するエッジ欠陥の大きさの２倍以上とすることが好ましい。 In the edge defect detection method of the present invention, it is preferable that the distance between one and the other of the comparison pixels in the edge defect enhancement filter is at least twice the size of the edge defect to be enhanced.
ここで、２つの比較画素間の距離がエッジ欠陥サイズの２倍未満と、欠陥サイズに対して小さい場合には、例えば、比較画素がエッジ欠陥の両側にそれぞれ設定された状態から対象画素を１画素だけ移動した際に比較画素の一方が欠陥上に設定され、この一方の比較画素と対象画素との濃度差が小さくなるので、欠陥の中央部にしかフィルタが反応しなくなる。これに対して、本発明では、比較画素間の距離がエッジ欠陥サイズの２倍以上であることにより、エッジ欠陥が全体的に強調されるので、エッジ欠陥をより精度良く検出することができる。 Here, when the distance between the two comparison pixels is less than twice the edge defect size and smaller than the defect size, for example, the target pixel is set to 1 from the state where the comparison pixels are set on both sides of the edge defect. When only one pixel is moved, one of the comparison pixels is set on the defect, and the density difference between the one comparison pixel and the target pixel becomes small, so that the filter reacts only at the center of the defect. On the other hand, in the present invention, since the distance between the comparison pixels is twice or more the edge defect size, the edge defect is emphasized as a whole, so that the edge defect can be detected with higher accuracy.
本発明のエッジ欠陥検出プログラムは、前述の欠陥検出方法がコンピュータ装置により実行可能に構成されたことを特徴とする。 The edge defect detection program of the present invention is characterized in that the above-described defect detection method can be executed by a computer device.
この発明によれば、前述のエッジ欠陥強調フィルタにより、前述と同様の作用および効果を享受できる。 According to the present invention, the above-described edge defect enhancement filter can enjoy the same operations and effects as described above.
本発明のエッジ欠陥検出装置は、パターンを有する検査対象物を撮像した撮像画像にエッジ欠陥強調フィルタを適用することにより、前記パターンの複数方向のエッジに接する、または近傍に位置する欠陥を強調し、エッジ欠陥強調値を取得するエッジ欠陥強調手段と、前記エッジ欠陥強調値に基づいてエッジ欠陥を検出するエッジ欠陥検出手段とを備え、前記エッジ欠陥強調手段における前記エッジ欠陥強調フィルタは、前記撮像画像において順次選択される対象画素と、この対象画素に対し対角にかつ前記エッジの方向に沿った直線上に配置される２つの比較画素とを設定し、前記比較画素の各濃度値が異なる場合には濃度値のうち小さい値から、前記各濃度値が等しい場合には当該濃度値から、前記対象画素の濃度値を引いた際の差分を強調算出値とし、前記パターンのエッジに係る複数の方向毎に前記エッジ欠陥強調フィルタを適用し、取得した複数の前記強調算出値のうち最大値をその対象画素における欠陥強調値とすることを特徴とする。 The edge defect detection apparatus of the present invention emphasizes defects that are in contact with or located near edges in a plurality of directions of the pattern by applying an edge defect enhancement filter to a captured image obtained by imaging an inspection object having a pattern. Edge defect enhancement means for acquiring an edge defect enhancement value; and edge defect detection means for detecting an edge defect based on the edge defect enhancement value, wherein the edge defect enhancement filter in the edge defect enhancement means is the imaging A target pixel sequentially selected in the image and two comparison pixels arranged on a straight line diagonally to the target pixel and along the direction of the edge are set, and the density values of the comparison pixels are different. In this case, the difference when the density value of the target pixel is subtracted from the density value when the density values are equal from the smaller density value. The enhancement calculation value is used, the edge defect enhancement filter is applied to each of a plurality of directions related to the edge of the pattern, and the maximum value among the obtained plurality of enhancement calculation values is set as a defect enhancement value in the target pixel. And
本発明のエッジ欠陥検出装置は、パターンを有する検査対象物を撮像した撮像画像にエッジ欠陥強調フィルタを適用することにより、前記パターンの複数方向のエッジに接する、または近傍に位置する欠陥を強調し、エッジ欠陥強調値を取得するエッジ欠陥強調手段と、前記エッジ欠陥強調値に基づいてエッジ欠陥を検出するエッジ欠陥検出手段とを備え、前記エッジ欠陥強調手段における前記エッジ欠陥強調フィルタは、前記撮像画像において順次選択される対象画素と、この対象画素に対し対角にかつ前記エッジの方向に沿った直線上に配置される２つの比較画素とを設定し、前記対象画素の濃度値から、前記比較画素の各濃度値が異なる場合には濃度値のうち大きい値を、前記各濃度値が等しい場合には当該濃度値を引いた際の差分を強調算出値とし、前記パターンのエッジに係る複数の方向毎に前記エッジ欠陥強調フィルタを適用し、取得した複数の前記強調算出値のうち最大値をその対象画素における欠陥強調値とすることを特徴とする。 The edge defect detection apparatus of the present invention emphasizes defects that are in contact with or located near edges in a plurality of directions of the pattern by applying an edge defect enhancement filter to a captured image obtained by imaging an inspection object having a pattern. Edge defect enhancement means for acquiring an edge defect enhancement value; and edge defect detection means for detecting an edge defect based on the edge defect enhancement value, wherein the edge defect enhancement filter in the edge defect enhancement means is the imaging A target pixel sequentially selected in an image and two comparison pixels arranged on a straight line diagonally to the target pixel and along the direction of the edge are set. From the density value of the target pixel, When the density values of the comparison pixels are different, the larger value of the density values is calculated. When the density values are equal, the difference when the density value is subtracted is calculated. The edge defect enhancement filter is applied to each of a plurality of directions related to the edge of the pattern as a key calculation value, and the maximum value among the plurality of acquired enhancement calculation values is set as a defect enhancement value in the target pixel. And
これらの発明によれば、前述のエッジ欠陥検出方法と同様に、エッジ欠陥強調フィルタの処理により、基準画像を用いることなく、また、エッジ自体が強調されてしまうことなく、パターンとの濃度差が微小なエッジ欠陥をも精度良く検出できる。 According to these inventions, as in the edge defect detection method described above, the edge defect enhancement filter process allows the density difference from the pattern to be reduced without using the reference image and without enhancing the edge itself. Even minute edge defects can be detected with high accuracy.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
〔１．装置の全体構成〕
図１は、本実施形態におけるエッジ欠陥検出装置を示す図である。
エッジ欠陥検出装置１は、基板２が有するパターンのエッジに係るエッジ欠陥を検出するものであり、基板２を支持するＸＹステージ３と、基板２における各検査領域を撮像するＣＣＤカメラ４と、ＣＣＤカメラ４が設置されるＺステージ５と、これらのＸＹステージ３、ＣＣＤカメラ４、およびＺステージ５に接続される制御装置６とを備えて構成される。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[1. Overall configuration of the device]
FIG. 1 is a diagram illustrating an edge defect detection apparatus according to the present embodiment.
The edge defect detection apparatus 1 detects an edge defect related to an edge of a pattern of the substrate 2, an XY stage 3 that supports the substrate 2, a CCD camera 4 that images each inspection area on the substrate 2, and a CCD A Z stage 5 on which the camera 4 is installed, and an XY stage 3, a CCD camera 4, and a control device 6 connected to the Z stage 5 are configured.
なお、ＸＹステージ３は、図１に示すように、ＸＹ方向への移動が可能であり、Ｚステージ５は、Ｚ方向への移動が可能である。これらのステージにより、基板２とＣＣＤカメラ４とを相対的にＸＹＺ方向に移動させることが可能である。 As shown in FIG. 1, the XY stage 3 can move in the XY direction, and the Z stage 5 can move in the Z direction. With these stages, the substrate 2 and the CCD camera 4 can be relatively moved in the XYZ directions.
制御装置６は、ＸＹステージ３、ＣＣＤカメラ４、およびＺステージ５を動作させ、基板２における各検査領域を撮像して撮像画像を作成する撮像画像作成手段６１と、撮像画像にエッジ欠陥強調フィルタを適用して基板２のパターンのエッジに係る欠陥を強調し、エッジ欠陥強調値を取得するエッジ欠陥強調手段６２と、エッジ欠陥強調値に基づいてエッジ欠陥を検出するエッジ欠陥検出手段６３とを備えている。 The control device 6 operates the XY stage 3, the CCD camera 4, and the Z stage 5, picks up an image of each inspection area on the substrate 2 and creates a picked-up image, and an edge defect enhancement filter for the picked-up image. Is applied to emphasize the defect related to the edge of the pattern of the substrate 2 to obtain the edge defect enhancement value, and the edge defect detection means 63 to detect the edge defect based on the edge defect enhancement value. I have.
〔２．検査対象物の構成〕
本実施形態における検査対象物としての基板２は、インクジェットプリンタのプリンタヘッド基板である。本実施形態のプリンタヘッド基板２の表面には、図２に示すような六角形状の繰り返しパターンＰが形成されている。
ここで、パターンＰにおける六角形の各辺を構成する各エッジは、図２に示すように、第１方向（水平方向）Ｄ１、第２方向（斜め方向）Ｄ２、および第３方向（斜め方向）Ｄ３のいずれかの方向に沿って延びている。図２に、第１方向Ｄ１に沿ったエッジをＥ１で、第２方向Ｄ２に沿ったエッジをＥ２で、第３方向Ｄ３に沿ったエッジをＥ３でそれぞれ示す。本実施形態の欠陥検出方法は、これらのエッジＥ１〜Ｅ３に接する、またはこれらエッジＥ１〜Ｅ３の近傍に位置するエッジ欠陥を強調することに特徴を有する。
[2. (Configuration of inspection object)
The substrate 2 as the inspection object in the present embodiment is a printer head substrate of an ink jet printer. A hexagonal repetitive pattern P as shown in FIG. 2 is formed on the surface of the printer head substrate 2 of the present embodiment.
Here, as shown in FIG. 2, each edge constituting each side of the hexagon in the pattern P has a first direction (horizontal direction) D1, a second direction (oblique direction) D2, and a third direction (oblique direction). ) It extends along any direction of D3. FIG. 2 shows an edge along the first direction D1 as E1, an edge along the second direction D2 as E2, and an edge along the third direction D3 as E3. The defect detection method according to the present embodiment is characterized in that edge defects that are in contact with or near the edges E1 to E3 are emphasized.
〔３．エッジ欠陥強調フィルタの構成〕
図３〜図５は、エッジ欠陥強調手段６２が適用するエッジ欠陥強調フィルタの構成を示す。本実施形態のエッジ欠陥強調フィルタは、前述の第１方向Ｄ１〜第３方向Ｄ３のそれぞれに対応する図３〜図５に示した３つのフィルタから構成されている。これら３つのフィルタはいずれも、撮像画像において順次１画素ずつ選択される対象画素Ａと、この対象画素Ａから所定距離（本実施形態では２画素）離れて対象画素Ａに対して点対称に配置される２つの比較画素Ｘ１，Ｘ２とをそれぞれ設定する。
[3. Configuration of edge defect enhancement filter]
3 to 5 show the configuration of the edge defect enhancement filter applied by the edge defect enhancement means 62. The edge defect enhancement filter of the present embodiment is composed of the three filters shown in FIGS. 3 to 5 corresponding to the first direction D1 to the third direction D3 described above. All of these three filters are arranged symmetrically with respect to the target pixel A, which is selected one pixel at a time in the captured image, and separated from the target pixel A by a predetermined distance (two pixels in this embodiment). Two comparison pixels X1, X2 are set.
図３は、第１方向Ｄ１（図２）に対応するフィルタを示し、第１方向Ｄ１に沿った直線上に比較画素Ｘ１，Ｘ２が配置されている。また、図４は、第２方向Ｄ２（図２）に対応するフィルタを示し、第２方向Ｄ２に沿った直線上に比較画素Ｘ１，Ｘ２が配置されている。そして、図５は、第３方向Ｄ３（図２）に対応するフィルタを示し、第３方向Ｄ３に沿った直線上に比較画素Ｘ１，Ｘ２が配置されている。
これらのフィルタでは、対象画素の濃度値をＡ、各比較画素の濃度値をそれぞれＸ１，Ｘ２とすると、次のように、フィルタ値（強調算出値）を求める。
〔式１〕
フィルタ値（強調算出値） ＝ ＭＩＮ｛Ｘ１，Ｘ２｝ − Ａ
ここで、「ＭＩＮ」の処理では、２つの比較画素の濃度値Ｘ１，Ｘ２の値が異なる場合は、小さい方の値が選択され、濃度値Ｘ１，Ｘ２が同じである場合は、いずれか一方の値（Ｘ１あるいはＸ２）が選択される。
FIG. 3 shows a filter corresponding to the first direction D1 (FIG. 2), and the comparison pixels X1 and X2 are arranged on a straight line along the first direction D1. FIG. 4 shows a filter corresponding to the second direction D2 (FIG. 2), and the comparison pixels X1 and X2 are arranged on a straight line along the second direction D2. FIG. 5 shows a filter corresponding to the third direction D3 (FIG. 2), and the comparison pixels X1 and X2 are arranged on a straight line along the third direction D3.
In these filters, assuming that the density value of the target pixel is A and the density values of the comparison pixels are X1 and X2, respectively, the filter value (enhancement calculation value) is obtained as follows.
[Formula 1]
Filter value (emphasis calculation value) = MIN {X1, X2} -A
Here, in the processing of “MIN”, when the density values X1 and X2 of the two comparison pixels are different, the smaller value is selected, and when the density values X1 and X2 are the same, either one is selected. Value (X1 or X2) is selected.
なお、欠陥強調フィルタにおける比較画素Ｘ１，Ｘ２間の距離は、強調するエッジ欠陥のサイズに応じて決められており、本実施形態では、エッジ欠陥のサイズの２倍以上にあたる３画素に設定されている。本実施形態におけるエッジ欠陥強調フィルタは、比較画素Ｘ１，Ｘ２間に納まるサイズのエッジ欠陥を強調することができる。比較画素Ｘ１，Ｘ２間の距離は欠陥サイズに応じて適宜設定することが可能であって、必要に応じて複数のサイズのフィルタを使用することにより、様々なサイズの欠陥を強調することが可能である。 Note that the distance between the comparison pixels X1 and X2 in the defect enhancement filter is determined according to the size of the edge defect to be emphasized. In this embodiment, the distance is set to 3 pixels that is twice or more the size of the edge defect. Yes. The edge defect enhancement filter in the present embodiment can emphasize edge defects having a size that fits between the comparison pixels X1 and X2. The distance between the comparison pixels X1 and X2 can be appropriately set according to the defect size, and defects of various sizes can be emphasized by using a plurality of size filters as necessary. It is.
〔４．エッジ欠陥検出方法〕
以下、本実施形態のエッジ欠陥検出方法について説明する。
本実施形態におけるエッジ欠陥検出方法は、図６に示すように、撮像画像作成工程Ｓ１、エッジ欠陥強調工程Ｓ２、およびエッジ欠陥検出工程Ｓ３を備えている。これらの工程は、制御装置６（図１）によって実行される。
[4. Edge defect detection method)
Hereinafter, the edge defect detection method of this embodiment will be described.
As shown in FIG. 6, the edge defect detection method according to the present embodiment includes a captured image creation step S1, an edge defect enhancement step S2, and an edge defect detection step S3. These steps are executed by the control device 6 (FIG. 1).
〔４−１．撮像画像作成工程〕
エッジ欠陥検出処理を開始すると、制御装置６における撮像画像作成手段６１は、ＸＹステージ３、ＣＣＤカメラ４、およびＺステージ５を制御して基板２の所定の検査領域をＣＣＤカメラ４で撮像し、ＣＣＤカメラ４から撮像データを取り込んで撮像画像を作成する（撮像画像作成工程Ｓ１）。なお、必要に応じて、取り込んだ撮像画像の補正を行う。この工程Ｓ１により、図７のような撮像画像が作成される。図７において、暗く黒色で表示されている部分がパターンＰであり、明るく白色で表示されている部分がパターンＰの外部（パターン外）となっている。
[4-1. Captured image creation process)
When the edge defect detection process is started, the captured image creating means 61 in the control device 6 controls the XY stage 3, the CCD camera 4, and the Z stage 5 to capture a predetermined inspection area of the substrate 2 with the CCD camera 4, Captured data is taken from the CCD camera 4 to create a captured image (captured image creation step S1). Note that the captured image that has been captured is corrected as necessary. By this step S1, a captured image as shown in FIG. 7 is created. In FIG. 7, the portion displayed in dark and black is the pattern P, and the portion displayed in bright and white is outside the pattern P (outside the pattern).
〔４−２．エッジ欠陥強調工程〕
次に、制御装置６のエッジ欠陥強調手段６２は、撮像画像にエッジ欠陥強調フィルタを適用する（エッジ欠陥強調工程Ｓ２）。図８に、このエッジ欠陥強調工程Ｓ２の詳細工程を示す。
[4-2. Edge defect enhancement process)
Next, the edge defect enhancement means 62 of the control device 6 applies an edge defect enhancement filter to the captured image (edge defect enhancement step S2). FIG. 8 shows a detailed process of the edge defect emphasizing process S2.
エッジ欠陥強調手段６２は、図２に示した第１方向Ｄ１、第２方向Ｄ２、および第３方向Ｄ３のうち、処理する方向を選択し（工程Ｓ２１）、選択した方向に応じたフィルタを適用する（工程Ｓ２２）。図９は、図３〜図５の各フィルタを撮像画像に適用した例を示す。
本実施形態では、先ず、第１方向Ｄ１が選択され、第１方向Ｄ１に対応する図３のフィルタが撮像画像に適用される。図１０は、図９の部分拡大図である。この図１０の例では、第１方向Ｄ１に沿ったエッジＥ１には、エッジＥ１の外側に接するエッジ欠陥１０１があり、このエッジ欠陥１０１上に対象画素Ａが設定されている。エッジ欠陥１０１とパターンＰ内とにおける濃度差は微小であり、対象画素Ａの濃度値はパターンＰ内の濃度値とほぼ等しい「５０」となっている。一方、比較画素Ｘ１，Ｘ２はいずれもパターンＰ外にあり、比較画素Ｘ１の濃度値は「１８０」、比較画素Ｘ２の濃度値は「１７５」となっている。これらの濃度値は、パターンＰ外の良品部の濃度値とほぼ等しい。
この例では、前述の〔式１〕により、この対象画素Ａが設定された画素における強調算出値としてのフィルタ値は、「１２５」となる。
すなわち、比較画素Ｘ１，Ｘ２の各濃度値が異なるため、これらの濃度値のうち小さい値「１７５」から対象画素Ａの濃度値「５０」を引いた差分がフィルタ値となる。
なお、比較画素Ｘ１，Ｘ２の各濃度値が等しい場合は、これらの濃度値のうちいずれか一方の値から対象画素Ａの濃度値を引いた差分がフィルタ値となる。
The edge defect emphasizing means 62 selects a processing direction from among the first direction D1, the second direction D2, and the third direction D3 shown in FIG. 2 (step S21), and applies a filter corresponding to the selected direction. (Step S22). FIG. 9 shows an example in which each filter of FIGS. 3 to 5 is applied to a captured image.
In the present embodiment, first, the first direction D1 is selected, and the filter of FIG. 3 corresponding to the first direction D1 is applied to the captured image. FIG. 10 is a partially enlarged view of FIG. In the example of FIG. 10, the edge E1 along the first direction D1 has an edge defect 101 in contact with the outside of the edge E1, and the target pixel A is set on the edge defect 101. The density difference between the edge defect 101 and the pattern P is very small, and the density value of the target pixel A is “50” which is substantially equal to the density value in the pattern P. On the other hand, the comparison pixels X1 and X2 are both outside the pattern P, the density value of the comparison pixel X1 is “180”, and the density value of the comparison pixel X2 is “175”. These density values are almost equal to the density values of the non-defective parts outside the pattern P.
In this example, the filter value as the enhancement calculation value in the pixel in which the target pixel A is set is “125” according to [Formula 1] described above.
That is, since the density values of the comparison pixels X1 and X2 are different, the difference obtained by subtracting the density value “50” of the target pixel A from the small value “175” of these density values is the filter value.
When the density values of the comparison pixels X1 and X2 are equal, the difference obtained by subtracting the density value of the target pixel A from any one of these density values is the filter value.
ここで、フィルタ適用の際は、撮像画像において１画素ずつ移動した位置に対象画素Ａが設定され、これに伴って比較画素Ｘ１，Ｘ２も１画素ずつ移動した位置に順次設定される。
図１１は、図９の部分拡大図であり、図１０に示したエッジＥ１の対辺となるエッジＥ１、つまり図１０のエッジＥ１と平行に第１方向Ｄ１に沿って延びたエッジＥ１の付近にフィルタを適用した例を示す。この例では、エッジＥ１に接していたり、エッジＥ１の近傍に位置するエッジ欠陥が存在しないため、図１１のように対象画素ＡがパターンＰ外に位置する場合、この対象画素Ａ、および比較画素Ｘ１，Ｘ２のそれぞれにおける濃度値には殆ど差が出ない。このため、前述の〔式１〕により、対象画素Ａと比較画素Ｘ１，Ｘ２との差分として計算される強調算出値としてのフィルタ値は「０」か、あるいは「０」に近い値になる。
すなわち、第１方向Ｄ１に係るフィルタ処理では、図１０のように、第１方向Ｄ１に沿ったエッジＥ１のエッジ欠陥１０１上に対象画素Ａが設定され、かつ比較画素Ｘ１，Ｘ２がいずれもパターンＰ外に設定された場合に、強調算出値としてのフィルタ値がその他の場合よりも大きい値となり、対象画素Ａがエッジ欠陥１０１上になかったり、比較画素Ｘ１，Ｘ２の一方または両方がパターンＰ内にある等のその他の場合にはいずれも、強調算出値は小さな値となる。
以上のように、図３のフィルタを撮像画像に適用し、撮像画像における各画素を対象画素Ａに設定して処理を行うことにより、撮像画像の各画素における第１方向Ｄ１でのフィルタ値（強調算出値）が得られる。
Here, when applying the filter, the target pixel A is set at a position where the pixel is moved by one pixel in the captured image, and the comparison pixels X1 and X2 are sequentially set at positions where the pixel is moved one by one.
FIG. 11 is a partially enlarged view of FIG. 9, in the vicinity of the edge E <b> 1 that is the opposite side of the edge E <b> 1 shown in FIG. 10, that is, in the vicinity of the edge E <b> 1 extending along the first direction D <b> 1 The example which applied the filter is shown. In this example, since there is no edge defect that is in contact with the edge E1 or located in the vicinity of the edge E1, when the target pixel A is located outside the pattern P as shown in FIG. 11, the target pixel A and the comparison pixel There is almost no difference in the density values of X1 and X2. For this reason, the filter value as the enhancement calculation value calculated as the difference between the target pixel A and the comparison pixels X1 and X2 is “0” or a value close to “0” by the above-described [Expression 1].
That is, in the filtering process in the first direction D1, as shown in FIG. 10, the target pixel A is set on the edge defect 101 of the edge E1 along the first direction D1, and the comparison pixels X1 and X2 are both patterns. When set outside P, the filter value as the enhancement calculation value becomes larger than the other cases, the target pixel A is not on the edge defect 101, or one or both of the comparison pixels X1 and X2 are in the pattern P. In all other cases, such as being within, the enhancement calculation value is a small value.
As described above, the filter value in the first direction D1 in each pixel of the captured image is performed by applying the filter of FIG. 3 to the captured image, setting each pixel in the captured image as the target pixel A, and performing processing. Emphasis calculation value) is obtained.
次に、エッジ欠陥強調手段６２は、第２方向Ｄ２を選択し（工程Ｓ２１）、図９の部分拡大図である図１２に示すように、第２方向Ｄ２に対応する図４のフィルタを撮像画像に適用する（工程Ｓ２２）。これにより、撮像画像の各画素における第２方向Ｄ２でのフィルタ値（強調算出値）が得られる。
この第２方向に対応するフィルタ処理においても、第１方向に対応するフィルタ処理と同様に、撮像画像の各画素を対象画素Ａとして設定し、前述の〔式１〕により、フィルタ値を計算する。すなわち、第２方向Ｄ２に係るフィルタ処理では、第２方向Ｄ２に沿ったエッジＥ２に接するエッジ欠陥１０２上に対象画素Ａが設定された際に、強調算出値としてのフィルタ値が大きくなる。
Next, the edge defect emphasizing means 62 selects the second direction D2 (step S21), and images the filter of FIG. 4 corresponding to the second direction D2, as shown in FIG. 12, which is a partially enlarged view of FIG. Apply to the image (step S22). Thereby, a filter value (emphasis calculation value) in the second direction D2 in each pixel of the captured image is obtained.
In the filter processing corresponding to the second direction, similarly to the filter processing corresponding to the first direction, each pixel of the captured image is set as the target pixel A, and the filter value is calculated by the above-described [Equation 1]. . That is, in the filtering process in the second direction D2, when the target pixel A is set on the edge defect 102 that is in contact with the edge E2 along the second direction D2, the filter value as the enhancement calculation value increases.
ここで、第２方向Ｄ２に沿ったエッジＥ２に関し、第１方向Ｄ１に対応する図３のフィルタを適用した場合には、強調算出値は常に小さい値となる。すなわち、図１３に示すように、比較画素Ｘ１，Ｘ２の一方がパターンＰ内に位置するため、このパターンＰ内の比較画素Ｘ２の濃度値は小さい。このため、対象画素ＡがパターンＰ内にあってもパターンＰ外にあっても、また、エッジ欠陥１０２上にあっても、前記〔式１〕により、小さい方の比較画素Ｘ２の濃度値から対象画素Ａの濃度値を引いた際の差分として得られる強調算出値は、小さい値となる。このように、２つの比較画素Ｘ１，Ｘ２の濃度値の小さい方の値から対象画素Ａの濃度値を引いた差分を強調算出値とする処理を行うことで、エッジＥ２自体が強調されることなく、パターンＰ外の良品部よりも暗いエッジ欠陥１０２のみを強調することが可能となる。このことは、第１方向Ｄ１に沿ったエッジＥ１に、第２方向Ｄ２または第３方向Ｄ３に対応するフィルタを適用した場合や、第３方向Ｄ３に沿ったエッジＥ３に、第１方向Ｄ１または第２方向Ｄ２に対応するフィルタを適用した場合も同様であり、各エッジＥ１〜Ｅ３におけるエッジ欠陥は、それぞれのエッジが沿った方向（Ｄ１〜Ｄ３のいずれか）に対応するフィルタにより、強調される。 Here, regarding the edge E2 along the second direction D2, when the filter of FIG. 3 corresponding to the first direction D1 is applied, the enhancement calculation value is always a small value. That is, as shown in FIG. 13, since one of the comparison pixels X1 and X2 is located in the pattern P, the density value of the comparison pixel X2 in the pattern P is small. Therefore, whether the target pixel A is inside the pattern P, outside the pattern P, or on the edge defect 102, the density value of the smaller comparison pixel X2 is calculated according to the above [Expression 1]. The enhancement calculation value obtained as a difference when the density value of the target pixel A is subtracted is a small value. In this way, the edge E2 itself is emphasized by performing the process using the difference obtained by subtracting the density value of the target pixel A from the smaller value of the density values of the two comparison pixels X1 and X2 as the enhancement calculation value. In other words, it is possible to emphasize only the edge defect 102 darker than the non-defective part outside the pattern P. This is because when the filter corresponding to the second direction D2 or the third direction D3 is applied to the edge E1 along the first direction D1, or to the edge E3 along the third direction D3, the first direction D1 or The same applies to the case where the filter corresponding to the second direction D2 is applied, and the edge defect at each of the edges E1 to E3 is emphasized by the filter corresponding to the direction along which each edge is located (any one of D1 to D3). The
続いて、エッジ欠陥強調手段６２（図１）は、第３方向Ｄ３を選択し（工程Ｓ２１）、図９の部分拡大図である図１４に示すように、第３方向Ｄ３に対応する図５のフィルタを撮像画像に適用する（工程Ｓ２２）。これにより、撮像画像の各画素における第３方向Ｄ３でのフィルタ値（強調算出値）が得られる。 Subsequently, the edge defect enhancing means 62 (FIG. 1) selects the third direction D3 (step S21), and FIG. 5 corresponding to the third direction D3 as shown in FIG. 14 which is a partially enlarged view of FIG. These filters are applied to the captured image (step S22). Thereby, a filter value (emphasis calculation value) in the third direction D3 in each pixel of the captured image is obtained.
以上のように、第１方向Ｄ１、第２方向Ｄ２、および第３方向Ｄ３の全方向の処理を終えたら（Ｓ２３）、これらの方向毎に得られた強調算出値に基づいて、欠陥強調値を算出する（工程Ｓ２４）。具体的には、次のように各方向毎の強調算出値の最大値として、欠陥強調値を算出する。
〔式２〕
欠陥強調値 ＝ ＭＡＸ｛第１方向の強調算出値，第２方向の強調算出値，第３方向の強調算出値｝
As described above, when the processing in all directions of the first direction D1, the second direction D2, and the third direction D3 is completed (S23), the defect enhancement value is based on the enhancement calculation values obtained for each of these directions. Is calculated (step S24). Specifically, the defect emphasis value is calculated as the maximum emphasis calculation value for each direction as follows.
[Formula 2]
Defect enhancement value = MAX {first direction enhancement calculation value, second direction enhancement calculation value, third direction enhancement calculation value}
図１５に示した例では、対象画素Ａの濃度値が「５０」、第１方向Ｄ１に対応するフィルタ（図３）の比較画素Ｘ１，Ｘ２（Ｘ１１，Ｘ１２）の各濃度値がそれぞれ「１８０」、「１７５」であり、第２方向Ｄ２に対応するフィルタ（図４）の比較画素Ｘ１，Ｘ２（Ｘ２１，Ｘ２２）の各濃度値がそれぞれ「１８２」、「４５」であり、第３方向Ｄ３に対応するフィルタ（図５）の比較画素Ｘ１，Ｘ２（Ｘ３１，Ｘ３２）の各濃度値がそれぞれ「１７７」、「４７」である。この対象画素Ａについての強調算出値は、前述の処理工程Ｓ２１〜Ｓ２３により、第１方向Ｄ１では「１２５」、第２方向Ｄ２では「−５」、第３方向Ｄ３では「−３」としてそれぞれ算出されている。すなわち、これら方向毎に求められた「１２５」、「−５」、「−３」のうち最大値となる第１方向に係る「１２５」をこの対象画素Ａが設定された画素に係る欠陥強調値とする。
このように、方向毎の強調算出値の最大値を欠陥強調値とすることにより、第１〜第３方向Ｄ１〜Ｄ３の各エッジに係る欠陥がいずれも強調される。
In the example illustrated in FIG. 15, the density value of the target pixel A is “50”, and the density values of the comparison pixels X1 and X2 (X 1 1 and X 1 2) of the filter (FIG. 3) corresponding to the first direction D1. Are “180” and “175”, respectively, and the density values of the comparison pixels X1, X2 (X 2 1, X 2 2) of the filter (FIG. 4) corresponding to the second direction D2 are “182”, “ The density values of the comparison pixels X1 and X2 (X 3 1 and X 3 2) of the filter (FIG. 5) corresponding to the third direction D3 are “177” and “47”, respectively. The enhancement calculation value for the target pixel A is set to “125” in the first direction D1, “−5” in the second direction D2, and “−3” in the third direction D3 by the above-described processing steps S21 to S23, respectively. It has been calculated. That is, “125” in the first direction, which is the maximum value among “125”, “−5”, and “−3” obtained in each direction, is defect enhancement related to the pixel in which the target pixel A is set. Value.
In this way, by setting the maximum value of the enhancement calculation value for each direction as the defect enhancement value, any defect associated with each edge in the first to third directions D1 to D3 is enhanced.
ここで、欠陥強調処理画像の例を示す。図１６の撮像画像に対して強調処理を行うと、図１７の処理画像が得られた。また、図１８の撮像画像に対して強調処理を行うと、図１９の処理画像が得られた。図１７、図１９における各画素は、撮像画像の各画素にそれぞれ対応しており、各画素における濃度値は、前述の処理によって求められた欠陥強調値とされている。
図１７の処理画像では、図１６に示したエッジ欠陥１０１が強調され、図１９の処理画像では、図１８に示したエッジ欠陥１０２が強調されている。
Here, an example of the defect enhancement processing image is shown. When the enhancement process is performed on the captured image of FIG. 16, the processed image of FIG. 17 is obtained. Further, when enhancement processing is performed on the captured image of FIG. 18, the processed image of FIG. 19 is obtained. Each pixel in FIGS. 17 and 19 corresponds to each pixel of the captured image, and the density value in each pixel is the defect enhancement value obtained by the above-described processing.
In the processed image of FIG. 17, the edge defect 101 shown in FIG. 16 is emphasized, and in the processed image of FIG. 19, the edge defect 102 shown in FIG. 18 is emphasized.
以上の欠陥強調処理は、撮像画像において他の部分よりも暗い暗欠陥用の処理であり、他の部分よりも明るい明欠陥を強調する場合には、上記処理とは別途、処理を行う。この明欠陥用の処理では、前述の〔式１〕の代わりに、次の〔式３〕を使用する。この〔式３〕により第１〜第３方向Ｄ１〜Ｄ３の方向毎に強調算出値を求め、前述の暗欠陥の処理と同様、各方向毎の強調算出値に基づく前記〔式２〕によって、明欠陥の欠陥強調値を求める。
〔式３〕
フィルタ値（強調算出値） ＝ Ａ − ＭＡＸ｛Ｘ１，Ｘ２｝
ここで、「ＭＡＸ」の処理では、２つの比較画素の濃度値Ｘ１，Ｘ２の値が異なる場合は、大きい方の値が選択され、濃度値Ｘ１，Ｘ２が同じである場合は、いずれか一方の値（Ｘ１あるいはＸ２）が選択される。
この明欠陥強調処理に関し、図２０の撮像画像に対して強調処理を行った際に、図２１の処理画像が得られた。図２１の処理画像では、図２０に示したエッジ欠陥１０３が強調されている。
The above-described defect enhancement processing is processing for dark defects that are darker than other portions in the captured image, and when highlighting bright defects brighter than other portions, processing is performed separately from the above processing. In this bright defect processing, the following [Expression 3] is used instead of the above [Expression 1]. With this [Equation 3], an enhancement calculation value is obtained for each direction of the first to third directions D1 to D3, and, similarly to the above-described dark defect processing, according to the above [Equation 2] based on the enhancement calculation value for each direction, The defect enhancement value of the bright defect is obtained.
[Formula 3]
Filter value (emphasis calculation value) = A−MAX {X1, X2}
Here, in the processing of “MAX”, when the density values X1 and X2 of the two comparison pixels are different, the larger value is selected, and when the density values X1 and X2 are the same, either one is selected. Value (X1 or X2) is selected.
Regarding the bright defect enhancement processing, when the enhancement processing is performed on the captured image of FIG. 20, the processed image of FIG. 21 is obtained. In the processed image of FIG. 21, the edge defect 103 shown in FIG. 20 is emphasized.
〔４−３．エッジ欠陥検出工程〕
以上説明した欠陥強調処理の後、エッジ欠陥検出手段６３により、エッジ欠陥検出工程Ｓ３（図６）を行う。この工程Ｓ３では、工程Ｓ２で取得した各画素の欠陥強調値と所定の閾値とを比較し、閾値以上の画素を欠陥候補として抽出する２値化処理と、ブロブ処理（ｂｌｏｂ処理）とを行い、一定サイズ以上の欠陥候補を欠陥として検出する。
なお、２値化処理では、暗欠陥用の閾値と、明欠陥用の閾値とを別々に設定してもよい。
[4-3. Edge defect detection process)
After the defect enhancement process described above, the edge defect detection unit 63 performs an edge defect detection step S3 (FIG. 6). In this step S3, the defect emphasis value of each pixel acquired in step S2 is compared with a predetermined threshold value, and binarization processing for extracting pixels equal to or higher than the threshold value as defect candidates and blob processing (blob processing) are performed. A defect candidate having a certain size or more is detected as a defect.
In the binarization process, the dark defect threshold and the bright defect threshold may be set separately.
このエッジ欠陥検出工程Ｓ３を行う間、撮像画像作成手段６１によってステージ３、５を制御し、ＣＣＤカメラ４で撮像する基板２の検査領域を移動する。そして、移動先の検査領域に対して前述の工程Ｓ１〜Ｓ３を実施し、基板２の検査面全面の検査が済んだら（工程Ｓ４）、基板２のエッジ欠陥検査を終了する。 During this edge defect detection step S3, the stages 3 and 5 are controlled by the picked-up image creation means 61, and the inspection region of the substrate 2 picked up by the CCD camera 4 is moved. Then, the above-described steps S1 to S3 are performed on the inspection area of the movement destination, and when the entire inspection surface of the substrate 2 is inspected (step S4), the edge defect inspection of the substrate 2 is finished.
〔５．本実施形態の効果〕
本実施形態によれば、次のような効果を奏する。
（１）パターンＰのエッジ欠陥検査において、水平方向（第１方向Ｄ１）に延びるエッジＥ１や斜め方向（第２方向Ｄ２および第３方向Ｄ３）に延びるエッジＥ２，Ｅ３の各方向にそれぞれ対応して欠陥強調フィルタ（図３〜図５）を適用するため、各エッジＥ１〜Ｅ３上に存在する異物や、エッジＥ１，Ｅ１間、エッジＥ２，Ｅ２間、エッジＥ３，Ｅ３間に存在する異物など、エッジＥ１〜Ｅ３に接する、またはエッジのＥ１〜Ｅ３の近傍に位置するエッジ欠陥１０１〜１０３を検出することが可能となる。
本実施形態のフィルタは、エッジＥ１〜Ｅ３の方向にのみ比較画素Ｘ１，Ｘ２を設定するので、欠陥１０１〜１０３上に対象画素Ａが設定された際に、パターンＰ外の比較画素Ｘ１，Ｘ２と対象画素Ａとの濃度差が顕著となり、このパターンＰ外と欠陥１０１〜１０３との濃度差に基づいて、エッジ欠陥１０１〜１０３を検出できる。
[5. Effects of this embodiment]
According to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the edge defect inspection of the pattern P, it corresponds to each direction of the edge E1 extending in the horizontal direction (first direction D1) and the edges E2 and E3 extending in the oblique directions (second direction D2 and third direction D3). In order to apply the defect emphasis filter (FIGS. 3 to 5), foreign matter existing on the edges E1 to E3, foreign matter existing between the edges E1 and E1, between the edges E2 and E2, and between the edges E3 and E3, etc. Edge defects 101 to 103 that are in contact with the edges E1 to E3 or located in the vicinity of the edges E1 to E3 can be detected.
Since the filter of this embodiment sets the comparison pixels X1 and X2 only in the directions of the edges E1 to E3, when the target pixel A is set on the defects 101 to 103, the comparison pixels X1 and X2 outside the pattern P are set. And the target pixel A become prominent, and the edge defects 101 to 103 can be detected based on the density difference between the outside of the pattern P and the defects 101 to 103.
また、同じ対象画素Ａについて算出された各強調算出値の最大値として欠陥強調値が決まり、エッジ欠陥１０１〜１０３が存在するエッジの方向以外の方向に係る強調算出値は欠陥強調値には反映されないため、エッジＥ１〜Ｅ３自体が強調されてしまうことなく、エッジ欠陥１０１〜１０３のみを検出できる。 Further, the defect emphasis value is determined as the maximum value of each emphasis calculation value calculated for the same target pixel A, and the emphasis calculation value related to the direction other than the edge direction where the edge defects 101 to 103 exist is reflected in the defect emphasis value. Therefore, only the edge defects 101 to 103 can be detected without enhancing the edges E1 to E3 themselves.
以上により、基準画像を用いることなく、パターンＰとの濃度差が微小であったとしても、エッジ欠陥１０１〜１０３を精度良く検出できる。また、処理負荷の増大を招かない。なお、各エッジＥ１〜Ｅ３の方向毎に欠陥強調フィルタを適用するので、撮像画像を回転させるなどの処理を行わずに、複雑な形状のパターンＰのエッジ欠陥１０１〜１０３を検出することができる。 As described above, the edge defects 101 to 103 can be accurately detected without using the reference image, even if the density difference with the pattern P is very small. Further, the processing load is not increased. Since the defect emphasis filter is applied for each of the edges E1 to E3, the edge defects 101 to 103 of the pattern P having a complicated shape can be detected without performing processing such as rotating the captured image. .
（２）また、〔式１〕および〔式２〕による暗欠陥用の強調処理と、〔式３〕および〔式２〕による明欠陥用の強調処理とをそれぞれ行うので、暗欠陥であるエッジ欠陥１０１，１０２と、明欠陥であるエッジ欠陥１０３との両方を強調し、検出することが可能となる。 (2) Since the dark defect enhancement processing according to [Expression 1] and [Expression 2] and the bright defect enhancement processing according to [Expression 3] and [Expression 2] are respectively performed, edges that are dark defects Both the defects 101 and 102 and the edge defect 103 which is a bright defect can be emphasized and detected.
（３）比較画素Ｘ１，Ｘ２間の距離がエッジ欠陥１０１〜１０３の大きさの２倍以上であることにより、欠陥１０１〜１０３の中央部だけでなく、エッジ欠陥１０１〜１０３が全体的に強調される。これにより、エッジ欠陥１０１〜１０３をより精度良く検出することができる。 (3) Since the distance between the comparison pixels X1 and X2 is twice or more the size of the edge defects 101 to 103, not only the central portion of the defects 101 to 103 but also the edge defects 101 to 103 are entirely emphasized. Is done. As a result, the edge defects 101 to 103 can be detected with higher accuracy.
〔本発明の変形例〕
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、ＣＣＤカメラから取り込まれた画像の倍率を変えることなく、撮像画像を作成していたが、これに限らず、例えば、周囲４画素の濃度値を平均して１画素とすることにより撮像画像の大きさを縮小して作成してもよい。これにより、比較画素間の距離が同じフィルタによって、より大きな欠陥の検出が可能となる。また、縮小倍率が異なる複数の撮像画像を作成し、これらの撮像画像に対する欠陥強調結果を合成した強調処理画像を得て、この強調処理画像から欠陥を検出してもよい。
要するに、検出するエッジ欠陥の大きさに応じて、エッジ欠陥強調フィルタにおける比較画素間の距離、または撮像画像の倍率、の一方または両方を変更することができる。
[Modification of the present invention]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, etc. within a scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the captured image is created without changing the magnification of the image captured from the CCD camera. However, the present invention is not limited to this. For example, the density value of four surrounding pixels is averaged as one pixel. Thus, the size of the captured image may be reduced. Thereby, a larger defect can be detected by a filter having the same distance between comparison pixels. Alternatively, a plurality of captured images with different reduction ratios may be created, an enhanced image obtained by combining defect enhancement results for these captured images may be obtained, and defects may be detected from the enhanced image.
In short, one or both of the distance between comparison pixels in the edge defect enhancement filter or the magnification of the captured image can be changed according to the size of the edge defect to be detected.
また、前記実施形態では、パターンＰ内の濃度値が小さく（暗く）、パターンＰ外の濃度値が大きい（明るい）例を示したが、この逆、すなわちパターンＰ内外の濃度値が前記実施形態とは反転している検査対象物を検査する場合もあり得る。この場合において、パターンＰ内の濃度値と濃度差が殆どない明欠陥を強調する場合には、前述の〔式３〕および〔式２〕を用いればよく、パターンＰ外の良品部の濃度値よりもさらに濃度値が小さい暗欠陥を強調する場合には、前述の〔式１〕および〔式２〕を用いればよい。 In the embodiment, the density value in the pattern P is small (dark) and the density value outside the pattern P is large (bright). Conversely, the density value inside and outside the pattern P is the density value in the embodiment. In some cases, the inspection object that is inverted may be inspected. In this case, when emphasizing a bright defect having almost no density difference from the density value in the pattern P, the above-described [Expression 3] and [Expression 2] may be used. When emphasizing a dark defect having a smaller density value than the above, [Formula 1] and [Formula 2] may be used.
なお、前記実施形態では、プリンタヘッドに使用される基板を検査対象物としたが、本発明に係る検査対象物としては、これに限らず、各種の半導体ウェハ、プリント基板、表示パネル、各種印刷物等であってよい。 In the embodiment, the substrate used for the printer head is the inspection object. However, the inspection object according to the present invention is not limited to this, and various semiconductor wafers, printed boards, display panels, and various printed materials. Etc.
１・・・エッジ欠陥検出装置、２・・・基板（検査対象物）、６２・・・エッジ欠陥強調手段、６３・・・エッジ欠陥検出手段、１０１〜１０３・・・エッジ欠陥、Ａ・・・対象画素、Ｄ１・・・第１方向、Ｄ２・・・第２方向、Ｄ３・・・第３方向、Ｅ１〜Ｅ３・・・エッジ、Ｐ・・・パターン、Ｓ１・・・撮像画像作成工程、Ｓ２・・・エッジ欠陥強調工程、Ｓ３・・・エッジ欠陥検出工程、Ｘ１，Ｘ２・・・比較画素。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Edge defect detection apparatus, 2 ... Board | substrate (inspection object), 62 ... Edge defect emphasis means, 63 ... Edge defect detection means, 101-103 ... Edge defect, A ... -Target pixel, D1 ... first direction, D2 ... second direction, D3 ... third direction, E1-E3 ... edge, P ... pattern, S1 ... captured image creation step , S2... Edge defect enhancement step, S3... Edge defect detection step, X1, X2.
Claims (6)
前記エッジ欠陥強調値に基づいてエッジ欠陥を検出するエッジ欠陥検出工程とを備え、
前記エッジ欠陥強調工程における前記エッジ欠陥強調フィルタは、前記撮像画像において順次選択される対象画素と、この対象画素に対し対角にかつ前記エッジの方向に沿った直線上に配置される２つの比較画素とを設定し、
前記比較画素の各濃度値が異なる場合には濃度値のうち小さい値から、前記各濃度値が等しい場合には当該濃度値から、前記対象画素の濃度値を引いた際の差分を強調算出値とし、
前記パターンのエッジに係る複数の方向毎に前記エッジ欠陥強調フィルタを適用し、取得した複数の前記強調算出値のうち最大値をその対象画素における欠陥強調値とする
ことを特徴とするエッジ欠陥検出方法。 Edges that acquire edge defect enhancement values by applying an edge defect enhancement filter to a captured image obtained by imaging an inspection object having a pattern to enhance defects that are in contact with or located in the vicinity of the edges of the pattern in a plurality of directions. Defect emphasis process,
An edge defect detection step for detecting an edge defect based on the edge defect enhancement value,
The edge defect enhancement filter in the edge defect enhancement step is a comparison between a target pixel sequentially selected in the captured image and two straight lines diagonally to the target pixel and along the edge direction. Set the pixel and
If the density values of the comparison pixels are different from each other, the difference when the density value of the target pixel is subtracted from the density value that is smaller than the density value when the density values are the same is calculated as an emphasis calculation value age,
Edge defect detection, wherein the edge defect enhancement filter is applied to each of a plurality of directions related to an edge of the pattern, and a maximum value among the obtained plurality of enhancement calculation values is set as a defect enhancement value in the target pixel. Method.
前記エッジ欠陥強調値に基づいてエッジ欠陥を検出するエッジ欠陥検出工程とを備え、
前記エッジ欠陥強調工程における前記エッジ欠陥強調フィルタは、前記撮像画像において順次選択される対象画素と、この対象画素に対し対角にかつ前記エッジの方向に沿った直線上に配置される２つの比較画素とを設定し、
前記対象画素の濃度値から、前記比較画素の各濃度値が異なる場合には濃度値のうち大きい値を、前記各濃度値が等しい場合には当該濃度値を引いた際の差分を強調算出値とし、
前記パターンのエッジに係る複数の方向毎に前記エッジ欠陥強調フィルタを適用し、取得した複数の前記強調算出値のうち最大値をその対象画素における欠陥強調値とする
ことを特徴とするエッジ欠陥検出方法。 Edges that acquire edge defect enhancement values by applying an edge defect enhancement filter to a captured image obtained by imaging an inspection object having a pattern to enhance defects that are in contact with or located in the vicinity of the edges of the pattern in a plurality of directions. Defect emphasis process,
An edge defect detection step for detecting an edge defect based on the edge defect enhancement value,
The edge defect enhancement filter in the edge defect enhancement step is a comparison between a target pixel sequentially selected in the captured image and two straight lines diagonally to the target pixel and along the edge direction. Set the pixel and
If the density value of the comparison pixel is different from the density value of the target pixel, a larger value among the density values is emphasized, and if the density values are equal, the difference when the density value is subtracted is an emphasized calculation value age,
Edge defect detection, wherein the edge defect enhancement filter is applied to each of a plurality of directions related to an edge of the pattern, and a maximum value among the obtained plurality of enhancement calculation values is set as a defect enhancement value in the target pixel. Method.
前記エッジ欠陥強調フィルタにおける前記比較画素の一方と他方との間の距離は、強調するエッジ欠陥の大きさの２倍以上とする
ことを特徴とするエッジ欠陥検出方法。 In the edge defect detection method according to claim 1 or 2,
The edge defect detection method, wherein a distance between one and the other of the comparison pixels in the edge defect enhancement filter is at least twice the size of the edge defect to be enhanced.
ことを特徴とするプログラム。 A program characterized in that the defect detection method according to claim 1 can be executed by a computer device.
前記エッジ欠陥強調値に基づいてエッジ欠陥を検出するエッジ欠陥検出手段とを備え、
前記エッジ欠陥強調手段における前記エッジ欠陥強調フィルタは、前記撮像画像において順次選択される対象画素と、この対象画素に対し対角にかつ前記エッジの方向に沿った直線上に配置される２つの比較画素とを設定し、
前記比較画素の各濃度値が異なる場合には濃度値のうち小さい値から、前記各濃度値が等しい場合には当該濃度値から、前記対象画素の濃度値を引いた際の差分を強調算出値とし、
前記パターンのエッジに係る複数の方向毎に前記エッジ欠陥強調フィルタを適用し、取得した複数の前記強調算出値のうち最大値をその対象画素における欠陥強調値とする
ことを特徴とするエッジ欠陥検出装置。 Edges that acquire edge defect enhancement values by applying an edge defect enhancement filter to a captured image obtained by imaging an inspection object having a pattern to enhance defects that are in contact with or located in the vicinity of the edges of the pattern in a plurality of directions. Defect enhancement means,
An edge defect detection means for detecting an edge defect based on the edge defect enhancement value,
The edge defect emphasis filter in the edge defect emphasizing means includes a target pixel sequentially selected in the captured image and two comparisons arranged on a straight line diagonally to the target pixel and along the edge direction. Set the pixel and
If the density values of the comparison pixels are different from each other, the difference when the density value of the target pixel is subtracted from the density value that is smaller than the density value when the density values are the same is calculated as an emphasis calculation value age,
Edge defect detection, wherein the edge defect enhancement filter is applied to each of a plurality of directions related to an edge of the pattern, and a maximum value among the obtained plurality of enhancement calculation values is set as a defect enhancement value in the target pixel. apparatus.
前記エッジ欠陥強調値に基づいてエッジ欠陥を検出するエッジ欠陥検出手段とを備え、
前記エッジ欠陥強調手段における前記エッジ欠陥強調フィルタは、前記撮像画像において順次選択される対象画素と、この対象画素に対し対角にかつ前記エッジの方向に沿った直線上に配置される２つの比較画素とを設定し、
前記対象画素の濃度値から、前記比較画素の各濃度値が異なる場合には濃度値のうち大きい値を、前記各濃度値が等しい場合には当該濃度値を引いた際の差分を強調算出値とし、
前記パターンのエッジに係る複数の方向毎に前記エッジ欠陥強調フィルタを適用し、取得した複数の前記強調算出値のうち最大値をその対象画素における欠陥強調値とする
ことを特徴とするエッジ欠陥検出装置。 Edges that acquire edge defect enhancement values by applying an edge defect enhancement filter to a captured image obtained by imaging an inspection object having a pattern to enhance defects that are in contact with or located in the vicinity of the edges of the pattern in a plurality of directions. Defect enhancement means,
An edge defect detection means for detecting an edge defect based on the edge defect enhancement value,
The edge defect emphasis filter in the edge defect emphasizing means includes a target pixel sequentially selected in the captured image and two comparisons arranged on a straight line diagonally to the target pixel and along the edge direction. Set the pixel and
If the density value of the comparison pixel is different from the density value of the target pixel, a larger value among the density values is emphasized, and if the density values are equal, the difference when the density value is subtracted is an emphasized calculation value age,
Edge defect detection, wherein the edge defect enhancement filter is applied to each of a plurality of directions related to an edge of the pattern, and a maximum value among the obtained plurality of enhancement calculation values is set as a defect enhancement value in the target pixel. apparatus.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007138912A JP2008292342A (en) | 2007-05-25 | 2007-05-25 | Edge defect detecting method, program of the same, and detector |
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Cited By (2)
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| JP2011163804A (en) * | 2010-02-05 | 2011-08-25 | Seiko Epson Corp | Foreign matter detection device and method |
| JP2013524167A (en) * | 2010-03-26 | 2013-06-17 | ザ・ボーイング・カンパニー | Detection of optical defects in transparent members |
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2007
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