JP2009002669A - Visual inspection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は外観検査装置に関し、特に半導体ウェハ上の集積回路やプリント回路パターンの欠陥検査などに適用して好適なものである。 The present invention relates to an appearance inspection apparatus, and is particularly suitable for application to defect inspection of integrated circuits and printed circuit patterns on a semiconductor wafer.
検査対象を撮像し、その画像を基に検査対象の不良を判定する外観検査装置においては、検査対象を照らす照明条件を適正に保つことは、良否判定の精度を高める上で重要な課題である。そのため、従来より、照明特性の変動などによらずに検査対象が常に検査に適した照明条件で照らされるように、照明光量を自動的に調整する方法が提案されている。
例えば、特許文献1では、検査対象を撮像した画像の明るさを求め、それが予め設定されている所定の明るさレベル(検査に最適なレベル)にない場合は、照明光量を調整する方法が提案されている。この方法では、検査対象と同様の反射特性を有する対象について、照明光量を変化させて複数回撮像することでその反射特性を予め求めておき、検査対象の実際の測定時にはその反射特性に基づいて所定の明るさレベルを得るのに必要な照明光量を演算している。
In an appearance inspection apparatus that picks up an image of an inspection object and determines a defect of the inspection object based on the image, maintaining an appropriate illumination condition for illuminating the inspection object is an important issue for improving the accuracy of the quality determination. . Therefore, conventionally, there has been proposed a method of automatically adjusting the amount of illumination light so that the inspection object is always illuminated under the illumination conditions suitable for the inspection, regardless of variations in the illumination characteristics.
For example, in Patent Document 1, the brightness of an image obtained by imaging an inspection target is obtained, and when the brightness is not at a predetermined brightness level (level optimal for inspection), a method of adjusting the amount of illumination light is used. Proposed. In this method, for an object having the same reflection characteristic as the inspection object, the reflection characteristic is obtained in advance by changing the amount of illumination light and imaging a plurality of times, and based on the reflection characteristic during actual measurement of the inspection object. The amount of illumination light necessary to obtain a predetermined brightness level is calculated.
また、特許文献2では、予め、検査対象の良品を適正な条件で撮像できるような照明光量に調整しておいて、その照明光量で検査対象とは異なる標準反射物を照らしたときの反射光の明るさを記憶しておき、検査時には、最初に標準反射物を照らして明るさが記憶した明るさになるように照明光量を調整した上で検査を実行する方法が提案されている。
しかしながら、従来の特許文献1の方法は、検査対象が均質な面で、判定したい不良が表面の異物やキズのように、検査画像内で局所的に明るさが異質な箇所が検出できればよい検査装置においては有効であるが、ICチップなどのようにパターンを比較し、パターンの相違に基づき良否を判定するような検査装置には適切でなかった。なぜなら、このような検査方法の場合、正解パターンの撮像時と検査対象の撮像時で照明条件を同一にすべきであり、個々の検査対象に応じて光量が調整されてしまうと正解と検査対象との差異が拡大してしまう場合がある。また、検査対象が均質な面であっても、表面状態そのものが検査対象であるような場合、例えば、ICチップのマスク不良時のように、本来の表面層とは異なる反射率をもった組成の層が表面に露出している欠陥について、光量が調整されてしまうとその反射率の異常が検出できなくなってしまう。これは、特許文献1の方法では、検査時に明るさが所定レベルになっていない場合に、それが検査対象の反射率の変動が原因なのか、それとも劣化や照明交換などによる照明の特性の変化が原因なのかが判別できないことが原因である。さらに、検査対象に大きな染みのようなものが存在していたり、異物やキズが数多く存在したりして、検査対象の画像から正しく明るさが検出できない場合にも、誤った調整がされてしまう可能性がある。 However, the conventional method disclosed in Patent Document 1 requires that the inspection target is a homogeneous surface, and a defect to be determined can be detected locally in a test image such as a foreign object or a flaw on the surface. Although it is effective in the apparatus, it is not suitable for an inspection apparatus such as an IC chip that compares patterns and determines pass / fail based on the pattern difference. This is because, in such an inspection method, the illumination conditions should be the same when the correct pattern is imaged and when the inspection object is imaged. If the light intensity is adjusted according to each inspection object, the correct answer and the inspection object And the difference may increase. In addition, even if the object to be inspected is a homogeneous surface, if the surface state itself is the object to be inspected, for example, a composition having a reflectance different from that of the original surface layer, such as when an IC chip mask is defective. If the amount of light is adjusted for a defect whose layer is exposed on the surface, an abnormality in the reflectance cannot be detected. This is because, in the method of Patent Document 1, when the brightness does not reach a predetermined level at the time of inspection, it is caused by a change in the reflectance of the inspection object, or a change in illumination characteristics due to deterioration, illumination replacement, or the like. The cause is that it is not possible to determine whether the problem is caused. In addition, if there is something like a large stain on the inspection object, or there are many foreign objects or scratches, and the brightness cannot be detected correctly from the image to be inspected, incorrect adjustments will be made. there is a possibility.
これに対し、特許文献2の方法は、検査時の対象物の状態によって照明光の調整量が影響しないので、正解パターンの撮像時と検査対象の照明条件を同一にすることができる。しかし、この方法では、良品撮像時の照明光量を再現させるために、検査前に標準反射物を照らして光量を調整する手順が必要であり、検査の高速化を妨げていた。特に、ICチップの表面検査のように、複雑なパターンの対象物をいくつかの視野に分割して検査するような場合で、分割した各視野領域で照明光量が異なるような場合は、視野毎に標準反射物で調整をしなければならず、検査を高速に実現したい場合に問題となる。
そこで、本発明の目的は、検査対象の撮像時に検査対象毎に標準反射物を照らして光量調整する手順を行うことなく正解パターン登録時と同じ照明条件を再現することが可能な外観検査装置を提供することである。
On the other hand, in the method of
Therefore, an object of the present invention is to provide an appearance inspection apparatus capable of reproducing the same illumination conditions as those at the time of registering a correct pattern without performing a procedure for adjusting the amount of light by illuminating a standard reflector for each inspection object during imaging of the inspection object. Is to provide.
上述した問題点を解決するために、請求項1記載の外観検査装置によれば、光源による照明条件下で良品及び検査対象を夫々撮像した画像の比較に基づいて、検査対象の良否を判定する外観検査装置において、
前記検査対象の受光面に代替する基準面を前記光源により照らしたときの基準面の明るさである基準明るさ、及び、当該光源の光量を制御するための光源に対する操作量である光量制御量の関係を光源特性として求める光源特性測定部と、
良品撮像時の照明条件下における前記基準明るさを登録時基準明るさとして取得する登録時基準明るさ取得部と、
前記光源特性に基づいて、前記登録時基準明るさを前記基準面で得るのに必要な前記光量制御量を演算する光量制御量演算部と、
前記光量制御量演算部による演算値に応じて前記検査対象の撮像時における前記光源の光量を制御する照明コントローラと、
を備えることを特徴とする。
ここで、基準明るさは、光源から出力された光が撮像されるまでの間において、少なくとも基準面で反射された光の明るさであり、例えば、基準面の輝度を測定してもよいし、撮像画像の照度であってもよい。
In order to solve the above-described problems, according to the appearance inspection apparatus according to claim 1, the quality of the inspection object is determined based on a comparison of images obtained by imaging the non-defective product and the inspection object under the illumination condition by the light source. In appearance inspection equipment,
The reference brightness that is the brightness of the reference surface when the reference surface that substitutes the light receiving surface to be inspected is illuminated by the light source, and the light amount control amount that is the operation amount for the light source for controlling the light amount of the light source A light source characteristic measurement unit that obtains the relationship as a light source characteristic;
A reference brightness acquisition unit for registration that acquires the reference brightness under illumination conditions during non-defective imaging as the reference brightness for registration;
A light amount control amount calculation unit for calculating the light amount control amount necessary to obtain the registration-time reference brightness on the reference surface based on the light source characteristics;
An illumination controller that controls the light amount of the light source at the time of imaging of the inspection object, according to a calculation value by the light amount control amount calculation unit;
It is characterized by providing.
Here, the reference brightness is the brightness of the light reflected at least on the reference plane until the light output from the light source is imaged. For example, the brightness of the reference plane may be measured. The illuminance of the captured image may be used.
本発明の請求項2記載の外観検査装置によれば、請求項1において、前記登録時基準明るさ取得部は、前記良品撮像時における光量制御量を、前記光源特性に基づき前記基準明るさに換算することで、前記登録時基準明るさを取得することを特徴とする。
本発明の請求項3記載の外観検査装置によれば、請求項1又は2において、前記光源特性測定部により測定した光源特性を記憶する光源特性記憶部を備え、
前記光量制御量演算部は、前記光源特性記憶部に記憶される前記光源特性に基づいて前記演算を行うことで、前記光源特性測定部による1度の測定に対し、複数の検査対象についての前記演算が繰り返し可能に構成されていることを特徴とする。
According to the appearance inspection apparatus of the second aspect of the present invention, in the first aspect, the registration-time reference brightness acquisition unit sets the light amount control amount during the non-defective imaging to the reference brightness based on the light source characteristics. The reference brightness at the time of registration is obtained by conversion.
According to the appearance inspection apparatus of claim 3 of the present invention, in
The light quantity control amount calculation unit performs the calculation based on the light source characteristic stored in the light source characteristic storage unit, so that the measurement for a plurality of inspection objects is performed for one measurement by the light source characteristic measurement unit. The operation is configured to be repeatable.
本発明の請求項4記載の外観検査装置によれば、請求項1〜3のいずれかにおいて、前記検査対象の撮像位置に当該検査対象に代えて前記基準面を相対移動させる搬送手段を備えることを特徴とする。
本発明の請求項5記載の外観検査装置によれば、請求項1〜4のいずれかにおいて、前記光源特性測定部は、前記光源の光量を変化させて前記基準面を撮像した複数枚の画像データに基づいて、前記光源特性を求めることを特徴とする。
According to the appearance inspection apparatus according to claim 4 of the present invention, in any one of claims 1 to 3, the image pickup position of the inspection object is provided with a transport unit that relatively moves the reference plane instead of the inspection object. It is characterized by.
According to the visual inspection apparatus of the fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the light source characteristic measurement unit is a plurality of images obtained by imaging the reference plane by changing a light amount of the light source. The light source characteristic is obtained based on data.
本発明の請求項6記載の外観検査装置によれば、光源による照明条件下で良品及び検査対象を夫々撮像した画像の比較に基づいて、検査対象の良否を判定する外観検査装置において、
前記検査対象の受光面に代替する基準面を前記光源により照らしたときの基準面の明るさである基準明るさと当該光源の光量との関係を光源特性として求める光源特性測定部と、
良品撮像時の照明条件下における前記基準明るさを登録時基準明るさとして取得する登録時基準明るさ取得部と、
前記光源特性に基づいて、前記登録時基準明るさを前記基準面で得るのに必要な前記光源の光量を演算する光量演算部と、
前記光量制御量演算部による演算値に応じて前記検査対象の撮像時における前記光源の光量を制御する照明コントローラと、
を備えることを特徴とする。
このように、光量と基準明るさとから光源特性を求めてもよい。
According to the appearance inspection apparatus according to claim 6 of the present invention, in the appearance inspection apparatus for determining pass / fail of the inspection object based on comparison of images obtained by imaging the non-defective product and the inspection object under the illumination condition by the light source,
A light source characteristic measurement unit for obtaining a relationship between a reference brightness that is a brightness of a reference surface when the reference surface that is substituted for the light receiving surface to be inspected is illuminated by the light source and a light amount of the light source, as a light source characteristic;
A reference brightness acquisition unit for registration, which acquires the reference brightness under illumination conditions during non-defective imaging as a reference brightness for registration;
Based on the light source characteristics, a light amount calculation unit that calculates the light amount of the light source necessary for obtaining the reference brightness at the reference plane on the reference surface;
An illumination controller that controls the light amount of the light source at the time of imaging of the inspection object in accordance with a calculation value by the light amount control amount calculation unit;
It is characterized by providing.
In this way, the light source characteristics may be obtained from the light amount and the reference brightness.
以上説明したように、本発明によれば、光量制御量と基準明るさとの関係を光源特性として予め求めておくことで、検査対象の撮像時に検査対象毎に標準反射物を照らして光量調整する手順を行うことなく、正解パターン撮像時と同じ照明条件を再現可能できる。このため、検査の高速化を図ることが可能である。 As described above, according to the present invention, the relationship between the light quantity control amount and the reference brightness is obtained in advance as the light source characteristic, and the light quantity is adjusted by illuminating the standard reflector for each inspection object when imaging the inspection object. Without performing the procedure, it is possible to reproduce the same illumination conditions as when capturing the correct pattern. For this reason, it is possible to speed up the inspection.
以下、本発明の実施形態に係る外観検査装置について図面を参照しながら説明する。この外観検査装置は、例えば、プリント基板のパターンの欠陥を検出するために用いることができる。
(1)構成について
図1は、本実施形態に係る外観検査装置の概略構成を示す図である((a)は装置全体の概略構成、(b)は概略構成である。)。
図1において、外観検査装置には、撮像部11、搬送部12、画像処理部13、全体制御部14、ユーザインターフェース部15、及び、記憶部16が設けられている。
撮像部11は、検査対象100の表面を撮像する機能を有する。具体的には、撮像部11は、撮像位置に置かれた検査対象100などを撮像し、画像信号を生成するイメージセンサ111、検査対象100を照らす光源112、光量制御量演算部137からの光量制御量(後述する)の指示値に従って光源112の光量を制御する照明コントローラ113、照明光学系114、及び、対物レンズ115を備えて構成される。なお、図1では、垂直落射照明の例を示している。
Hereinafter, an appearance inspection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This appearance inspection apparatus can be used, for example, for detecting a defect in a pattern of a printed circuit board.
(1) Configuration FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an appearance inspection apparatus according to the present embodiment ((a) is a schematic configuration of the entire apparatus, and (b) is a schematic configuration).
In FIG. 1, the appearance inspection apparatus includes an
The
搬送部12は、検査対象100及び明るさ基準面123を撮像位置まで移動させる機能を有する。具体的には、XYステージ121、全体制御部14の搬送指示に従ってXYステージ121を駆動制御するステージコントローラ122、及び、明るさ基準面123を備えて構成されている。明るさ基準面123は、本発明の基準面に相当するものであり、XYステージ121の水平面に検査対象100と共に配されており、水平方向に搬送されることで、検査対象100に代わりに撮像位置に配置される。また、明るさ基準面123は、本実施形態では反射率、透過率などの光に対する特性が一様な面であり、XYステージ121上で検査対象100の照明受光面(表面)と同じ高さに形成されている。
The
画像処理部13は、イメージセンサ111から出力される画像信号を基に画像処理によって検査対象表面の良否判定を行う機能を有する。
具体的には、図1(b)に示すように、画像処理部13は、AD変換部131、検査対象と比較するための良品を撮像した画像データを正解パターンとして保存する正解パターン画像保存部132を備えて構成される。
また、画像処理部13は、検査対象を撮像した画像データ(以下、検査画像と記すこともある)を保存する検査画像保存部133、正解パターン及び検査画像を比較し、検査対象の欠陥の有無を判定する判定部134を備えて構成される。なお、判定部134による判定では、特徴抽出法やパターンマッチング法などの公知の方法を用いることができる。
The
Specifically, as illustrated in FIG. 1B, the
In addition, the
さらに、画像処理部13は、光源112の光量を変化させて明るさ基準面123を複数回撮像した画像データに基づいて光源特性を求める光源特性測定部135、及び、光源特性測定部135により求めた光源特性及び明るさ換算値(後述する)を記憶する光源情報保存部136を備えて構成される。さらに、画像処理部13は、正解パターン画像が最適な明るさに調整されたときの光量制御量及び光源特性に基づいて明るさ換算値を演算することで、登録時基準明るさ(後述する)を取得する登録時基準明るさ取得部138を備えて構成される。さらに、光源112の光量制御量を演算し、照明コントローラ113に設定する光量制御量演算部137を備えて構成されている。なお、画像処理部13は、例えば、プロセッサで実行するプログラムにより構成してもよいし、ハードウェア回路の集合により構成してもよいし、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせにより構成してもよい。
Further, the
全体制御部14は、各部を制御し、本実施形態に係る検査動作を実行させる。また、ユーザインターフェース部15は、ユーザから検査の開始や終了の指示を受け付けたり、ユーザに検査状況や検査結果を通知したりする機能を有する。例えば、モニタ、マウス及びキーボードなどのパソコンインターフェースや、タッチパネル、ボタンとLCD表示器(液晶表示器)の組み合わせなどにより構成することができる。また、記憶部16は、全体制御部14で検査動作を実行するための手順や各処理に必要なデータなどを記憶する。全体制御部14は、コンピュータから構成することができ、記憶部16に制御プログラムを記憶し、実行時に読み込むことで本実施形態に係る検査動作を実行させる。
The
(2)動作について
次に、本実施形態に係る外観検査装置の動作について説明する。
図2は、外観検査装置の動作を示すフローチャートである。
本装置で検査を行う場合、まず検査に先立ち、光源特性測定処理を行う(ステップS001)。ここで、図3に、光源特性測定処理に必要な構成を示す。光源特性の測定処理では、具体的には、搬送部12によって明るさ基準面123を、対物レンズ115の焦点位置に配置させる。次に、照明コントローラ113によって光源112の光量を調整した後、この照明条件下に置かれた明るさ基準面123をイメージセンサ111にて撮像し、その画像信号を撮像部11のAD変換部131にて画像データに変換する。続いて、光源特性測定部135にて、画像データから明るさ基準面123の明るさ(基準明るさ)を演算し、照明コントローラ113に設定された現在の光量制御量との対応を記憶する。
(2) Operation Next, the operation of the appearance inspection apparatus according to the present embodiment will be described.
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the appearance inspection apparatus.
When performing inspection with this apparatus, first, light source characteristic measurement processing is performed prior to inspection (step S001). Here, FIG. 3 shows a configuration necessary for the light source characteristic measurement process. In the light source characteristic measurement process, specifically, the
なお、基準明るさは、例えば、明るさ基準面123の輝度(cd/m2)、画像の照度(lx)などとして求めることができる。また、光量制御量は、ここでは光源112の光量を制御するための光源に対する操作量を意味し、光源112の構成などに応じて異なる。例えば、光源112の光量が電圧や電流の大きさに応じて変化するものである場合は電圧値や電流値を光量制御量とすることができるし、出力レベル(例えば、最大出力に対する出力の割合)なども光量制御量とすることができる。
そして、この動作を、光量制御量を変化させて複数回実行し、得られた複数組の基準明るさと光量制御量の対を基に、光源特性測定部135にて光源特性データを算出し、光源情報保存部136に記憶する。
The reference brightness can be obtained as, for example, the brightness (cd / m 2 ) of the
Then, this operation is executed a plurality of times while changing the light amount control amount, and based on the obtained pairs of the reference brightness and the light amount control amount, the light source
図4及び図5は、光源特性データの一例を示すグラフである。
光源特性データは、図4に示すように、光量制御量を特定の範囲で細かく変化させて基準明るさに対応付けたルックアップテーブルであってよい。また、図5に示すように光源特性がリニアな領域のみを使用する前提に立って、光量制御量を数回変化させた測定データから、直線近似のパラメータ(例えば、図5中の近似式)を求め、それを光源特性データとしてもよい。また、リニアな部分のみならず光源特性のカーブを曲線としてモデル化できる光源112であれば、そのモデルパラメータを光源特性としてもよい。
光源特性の測定処理の終了後、正解パターン登録処理を行う(ステップS101〜S104)。ここで、図6に、正解パターン登録処理に必要な構成を示す。
4 and 5 are graphs showing examples of light source characteristic data.
As shown in FIG. 4, the light source characteristic data may be a look-up table in which the light amount control amount is finely changed in a specific range and associated with the reference brightness. Further, as shown in FIG. 5, on the premise that only the region where the light source characteristic is linear is used, parameters for linear approximation (for example, the approximate expression in FIG. 5) are obtained from measurement data obtained by changing the light amount control amount several times. And may be used as light source characteristic data. If the
After completion of the light source characteristic measurement processing, correct pattern registration processing is performed (steps S101 to S104). Here, FIG. 6 shows a configuration necessary for correct pattern registration processing.
正解パターン登録処理では、まずステップS101において、検査対象の良品を撮像し、検査に最適な光量に調整する。具体的には、予め欠陥がないと判定されている検査対象100の良品(以下、良品サンプル100′)をXYステージ121に載置し、撮像部11の対物レンズ115の焦点位置まで搬送させる。この良品サンプル100′をイメージセンサ111により撮像し、画像信号をAD変換部131にて画像データに変換し、正解パターン画像保存部132に一時的に記憶する。次に、撮像した正解パターン画像から明るさを算出し、その明るさが検査に最適かどうかを判定し、最適でない場合は最適になるような補正量を求めて、光量制御量演算部137にて、補正量で補正された光量制御量を照明コントローラ113に設定する。ここで、明るさが検査に最適かどうかの判定は、例えば、画像内の最大明るさ(画像内で最も明るい領域の明るさ)が適正範囲内にあるかを判定することにより行う。補正された光量制御量が設定された状態で、良品サンプル100′を再度撮像し、得られた画像データを正解パターン画像保存部132に一時的に記憶し、検査に最適な明るさになったかを判定する。この手順を検査に最適な光量になるまで繰り返す。
In the correct pattern registration process, first, in step S101, a non-defective product to be inspected is imaged and adjusted to an optimal amount of light for the inspection. Specifically, a non-defective product 100 (hereinafter referred to as a
次に、ステップS102において、最適な光量で撮像された画像を最終的な正解パターン画像として正解パターン画像保存部132に保存する。
そして、ステップS103において、登録時基準明るさ取得部138にて、ステップS102で最適な光量を得たときの光量制御量及びステップS001で求めた光源特性に基づいて明るさ換算値を求め、正解パターン画像と対応付けて光源情報保存部136に保存する。対応付けは、例えば、正解パターン画像及びその明るさ換算値に対し共通の識別番号を付加することで行う。
Next, in step S <b> 102, the image captured with the optimum light amount is stored in the correct pattern
In step S103, the registration reference
図7に、明るさ換算値の算出方法を説明するグラフを示す。
図7は、ステップS001で求めた光源特性のグラフであり、ステップS102で最適な光量を得たときの光量制御量I0に対応する基準明るさL0が、ここで求める明るさ換算値である。つまり、明るさ換算値は、検査に最適な画像が得られたときの光量で明るさ基準面123を照らしたときの基準明るさ(登録時基準明るさ)である。
ステップS104では、保存すべき全ての種類の正解パターンについて、正解パターン画像データ及び明るさ換算値を取得したかを判定し、未取得の正解パターンがある場合(ステップS104:No)は、ステップS101に戻り、全ての正解パターンについて取得が完了するまで、ステップS101〜104の動作を繰り返す。
FIG. 7 is a graph illustrating a method for calculating the brightness conversion value.
FIG. 7 is a graph of the light source characteristics obtained in step S001, and the reference brightness L0 corresponding to the light quantity control amount I0 when the optimum light quantity is obtained in step S102 is the brightness conversion value obtained here. That is, the brightness conversion value is the reference brightness (registration reference brightness) when the
In step S104, it is determined whether correct pattern image data and brightness conversion values have been acquired for all types of correct patterns to be stored. If there is an unacquired correct pattern (step S104: No), step S101 is performed. Returning to step S101, the operations in steps S101 to S104 are repeated until acquisition of all correct patterns is completed.
このステップS101〜105の繰り返し動作において、ステップS001にて予め光源特性データを算出しているので、ステップS102で最適な光量を得たときに、明るさ換算値を得るために、照明対象を良品サンプルから明るさ基準面123に変更し、その光量制御量にて明るさ基準面123を照らしてその明るさを取得したりする必要はなく、光量制御量及び光源特性データから迅速に明るさ換算値を得ることができる。従って、迅速に正解パターン登録を行うことができる。
以上の過程が終了したら、実際の検査処理を実行する(ステップS301〜S306)。ここで、図8に、検査処理に必要な構成を示す。
検査では、まずステップS301において、光量制御量演算部137にて、光源情報保存部136に保存される光源特性及び明るさ換算値に基づいて、正解パターン登録時を再現する光量制御量を算出する。
In the repetitive operations of steps S101 to S105, the light source characteristic data is calculated in advance in step S001. Therefore, in order to obtain the brightness conversion value when the optimum light amount is obtained in step S102, the illumination target is determined to be a non-defective product. It is not necessary to change the sample to the
When the above process is completed, an actual inspection process is executed (steps S301 to S306). Here, FIG. 8 shows a configuration necessary for the inspection process.
In the inspection, first, in step S301, the light amount control
図9に、光量制御量の算出方法を説明するグラフを示す。
図9はステップS001で求めた光源特性のグラフであり、図9に示すように検査に最適な光量制御量Iは、光源情報保存部136に保存された明るさ換算値であって、検査対象100と比較すべき正解パターン画像の明るさ換算値Lから、逆算する。
続くステップS302において、逆算された光量制御量Iを照明コントローラ113に設定し、続くステップS303において、その最適な光量制御量Iで検査対象100を撮像し、続くステップS304において、画像処理部13の検査対象100の画像データと正解パターン画像データを比較し、検査対象100の欠陥の有無を判定する。
FIG. 9 is a graph illustrating a method for calculating the light amount control amount.
FIG. 9 is a graph of the light source characteristics obtained in step S001. As shown in FIG. 9, the optimal light quantity control amount I for inspection is a brightness conversion value stored in the light source
In the subsequent step S302, the calculated light amount control amount I is set in the
以上の動作を、全ての検査対象100又は検査対象100の全ての部分についての検査が終了したと判定されるまで(ステップS305:Yes)、繰り返す。検査対象100の種類が変更される場合又は検査対象100の部分を変更する場合(ステップS306:Yes)、つまり比較対象となる正解パターン画像の種類が変更される場合は、ステップS301に戻って検査に最適な光量制御量を算出し直し、撮像を実行し、比較判定を行う(ステップS302〜306)。一方、種類の変更がない場合(ステップS306:No)は、ステップS303に移行し、そのままの光量で撮像を行い、比較判定する(ステップS303〜306)。
The above operation is repeated until it is determined that all the inspection objects 100 or all the portions of the
なお、本装置の定期的なメンテナンスや光源112の部品交換を行ったり、照明光学系114や光源112の構成を変更したりして、正解パターン登録時(ステップS101〜S104)と検査時(ステップS301〜306)で光源特性が変化する場合は、ステップS201に示すように、光源特性の更新を行う。処理内容は、ステップS001と同じであり、取得した光源特性データにより光源情報保存部136のデータを更新する。これにより、光源特性が変わっても、検査に最適な照明条件を再現できる。
It should be noted that periodic maintenance of the apparatus and replacement of parts of the
(3)作用効果その他
以上のように、本実施形態では、正解パターン画像について明るさ換算値を記憶しておき、検査時に明るさ基準面123で明るさ換算値と同じ明るさを得られるような光量制御量に調整する。例えば、正解パターン登録時と検査時で単に光量制御量を同一にすることで照明条件を同一にしようとすると、例えば光源112の光源特性が経年劣化により変化したり、光源112や照明光学系の構成を変更したりした場合は、光量制御量を同一にしても同じ光量を得ることができないため照明条件を同一にすることはできず、光源112の光源特性が全く変化しないような場合でないと欠陥の検出精度が落ちてしまう。これに対し、本実施形態では、明るさ基準面123における明るさを基準として、正解パターン登録時と検査時の照明条件を一致させるので、光源特性が変化した場合でも、正確に登録時と同じ照明条件を再現することが可能となり、精度良く検査することが可能となる。また、明るさ基準面123の明るさを基準とすることで、検査対象100の反射特性の相違にかかわらず、照明条件を一致させることができる。
(3) Operational Effects and Others As described above, in the present embodiment, the brightness conversion value is stored for the correct pattern image so that the same brightness as the brightness conversion value can be obtained on the
また、光量制御量と基準明るさとの関係を光源特性として予め求めておき、この光源特性と基準明るさによって光量制御量を逆算しているので、検査時に検査対象毎に明るさ基準面123を照らして光量を調整する手間がかからず、複数のパターンを検査する際に検査の高速化を図ることが可能となる。
また、本発明の適用は上記実施形態に限定されない。
例えば、登録時に光源特性に基づいて明るさ換算値を算出するのは、本発明において必須の構成ではなく、正解パターンの画像で最適な光量が得られたときに明るさ基準面123を照らして登録時基準明るさを取得するようにしてもよい。但し、登録時にも光源特性から明るさ換算値を求めることで、前述のように、明るさ基準面123を照らして明るさを取得する手順を省略できるので、より検査を高速化できる。
In addition, since the relationship between the light quantity control amount and the reference brightness is obtained in advance as a light source characteristic, and the light quantity control amount is calculated backward based on the light source characteristic and the reference brightness, the
The application of the present invention is not limited to the above embodiment.
For example, calculating the brightness conversion value based on the light source characteristics at the time of registration is not an essential configuration in the present invention, and illuminates the
また、光量や光量レベル(例えば、最大出力光量に対する出力光量の割合)と基準明るさとの対応を光源特性として求め、この光源特性に基づいて、明るさ換算値の明るさを得るのに必要な光量を逆算し、照明コントローラが光源112の光量が演算値となるように制御するものであってもよい。この場合、照明コントローラが、演算値から電圧値や電流値などの光量制御量をさらに逆算し、光源112の光量を制御する構成であってもよいし、光源112近傍の光量を検出して目的光量に制御する構成であってもよい。
Also, the correspondence between the light quantity and the light quantity level (for example, the ratio of the output light quantity with respect to the maximum output light quantity) and the reference brightness is obtained as the light source characteristic, and it is necessary to obtain the brightness of the brightness conversion value based on the light source characteristic. The light amount may be calculated backward and the illumination controller may control the light amount of the
100 検査対象物
11 撮像部
111 イメージセンサ
112 光源
113 照明コントローラ
114 照明光学系
115 対物レンズ
12 搬送部
121 XYステージ
122 ステージコントローラ
123 明るさ基準面
13 画像処理部
131 AD変換部
132 正解パターン画像保存部
133 検査画像保存部
134 判定部
135 光源特性測定部
136 光源情報保存部
137 光量制御量演算部
138 登録時基準明るさ取得部(明るさ換算値の演算)
14 全体制御部
15 ユーザインターフェース部
16 記憶部
DESCRIPTION OF
14
Claims (6)
前記検査対象の受光面に代替する基準面を前記光源により照らしたときの基準面の明るさである基準明るさ、及び、当該光源の光量を制御するための光源に対する操作量である光量制御量の関係を光源特性として求める光源特性測定部と、
良品撮像時の照明条件下における前記基準明るさを登録時基準明るさとして取得する登録時基準明るさ取得部と、
前記光源特性に基づいて、前記登録時基準明るさを前記基準面で得るのに必要な前記光量制御量を演算する光量制御量演算部と、
前記光量制御量演算部による演算値に応じて前記検査対象の撮像時における前記光源の光量を制御する照明コントローラと、
を備えることを特徴とする外観検査装置。 In the appearance inspection apparatus for determining the quality of the inspection object based on the comparison of the images obtained by imaging the non-defective product and the inspection object under the illumination condition by the light source,
The reference brightness that is the brightness of the reference surface when the reference surface that substitutes the light receiving surface to be inspected is illuminated by the light source, and the light amount control amount that is the operation amount for the light source for controlling the light amount of the light source A light source characteristic measurement unit that obtains the relationship as a light source characteristic;
A reference brightness acquisition unit for registration that acquires the reference brightness under illumination conditions during non-defective imaging as the reference brightness for registration;
A light amount control amount calculation unit for calculating the light amount control amount necessary to obtain the registration-time reference brightness on the reference surface based on the light source characteristics;
An illumination controller that controls the light amount of the light source at the time of imaging of the inspection object, according to a calculation value by the light amount control amount calculation unit;
An appearance inspection apparatus comprising:
前記光量制御量演算部は、前記光源特性記憶部に記憶される前記光源特性に基づいて前記演算を行うことで、前記光源特性測定部による1度の測定に対し、複数の検査対象についての前記演算が繰り返し可能に構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の外観検査装置。 A light source characteristic storage unit for storing the light source characteristic measured by the light source characteristic measurement unit;
The light quantity control amount calculation unit performs the calculation based on the light source characteristic stored in the light source characteristic storage unit, so that the measurement for a plurality of inspection objects is performed for one measurement by the light source characteristic measurement unit. The appearance inspection apparatus according to claim 1 or 2, wherein the calculation is configured to be repeatable.
前記検査対象の受光面に代替する基準面を前記光源により照らしたときの基準面の明るさである基準明るさと当該光源の光量との関係を光源特性として求める光源特性測定部と、
良品撮像時の照明条件下における前記基準明るさを登録時基準明るさとして取得する登録時基準明るさ取得部と、
前記光源特性に基づいて、前記登録時基準明るさを前記基準面で得るのに必要な前記光源の光量を演算する光量演算部と、
前記光量制御量演算部による演算値に応じて前記検査対象の撮像時における前記光源の光量を制御する照明コントローラと、
を備えることを特徴とする外観検査装置。 In the appearance inspection apparatus for determining the quality of the inspection object based on the comparison of the images obtained by imaging the non-defective product and the inspection object under the illumination condition by the light source,
A light source characteristic measurement unit for obtaining a relationship between a reference brightness that is a brightness of a reference surface when the reference surface that is substituted for the light receiving surface to be inspected is illuminated by the light source and a light amount of the light source, as a light source characteristic;
A reference brightness acquisition unit for registration that acquires the reference brightness under illumination conditions during non-defective imaging as the reference brightness for registration;
Based on the light source characteristics, a light amount calculation unit that calculates the light amount of the light source necessary for obtaining the reference brightness at the reference plane on the reference surface;
An illumination controller that controls the light amount of the light source at the time of imaging of the inspection object, according to a calculation value by the light amount control amount calculation unit;
An appearance inspection apparatus comprising:
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