JP2009222513A - Flaw detector and flaw detection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、検査対象の欠陥を検出する欠陥検出装置、および欠陥検出方法に関する。 The present invention relates to a defect detection apparatus and a defect detection method for detecting a defect to be inspected.
従来、ウエハなどの検査対象を撮像し、撮像画像より異物などの欠陥を検出する検出方法が知られている(例えば、特許文献1、2参照)。
Conventionally, a detection method is known in which an inspection target such as a wafer is imaged and a defect such as a foreign object is detected from the captured image (see, for example,
この特許文献1に記載のものは、CCDカメラにより、ステージ上に載置されて照明により照らされた検査対象物の濃淡画像を撮像し、画像検出部により、この撮像画像に基づいて、各画素の検査対象濃度データを生成する。この後、検査演算処理部は、マスキングデータを用いて検査対象濃度データをマスキングして検査領域以外の濃度データを排除し、検査対象濃度データを複数の局所領域に分割する。そして、各局所領域における平均濃度を演算し、この平均濃度が所定の基準濃度範囲外となる場合、欠陥であると判断する。
The one described in
また、特許文献2に記載のものは、検査対象画素から走査線方向に沿って前後にそれぞれ等距離だけ離れた画素を比較画素として、検査対象画素とこの比較画素との濃度値から欠陥度を算出し、この欠陥度から欠陥判定を実施する欠陥検出方法が採られている。
In addition, the device described in
ところで、特許文献1に記載のような欠陥検出方法では、照明などの影響により濃度ムラが生じた場合、良品であった場合でも平均濃度と離れた濃度を持つと判断される場合があり、誤検出の要因となるという問題がある。また、特許文献2に記載のような欠陥検出方法では、設定された走査線方向に照明などにより影が現れていた場合、その濃度の違いに反応してしまい、誤検出の要因となるという問題がある。
By the way, in the defect detection method described in
本発明は、上記のような問題に鑑みて、精度よく欠陥検出を実施する欠陥検出装置、および欠陥検出方法を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a defect detection apparatus and a defect detection method for accurately detecting defects.
本発明の欠陥検出装置は、検査対象を撮像して撮像画像を取得する撮像手段と、前記撮像画像を複数の検査領域に分割する画像分割手段と、各検査領域内の検査対象画素の全ての輝度の標準偏差を演算する標準偏差演算手段と、前記標準偏差が所定の領域標準偏差閾値以上となる領域を欠陥候補領域として検出する欠陥候補領域検出手段と、前記欠陥候補領域に対して、影方向に沿った走査方向を設定する走査方向設定手段と、前記走査方向に沿う各検査対象画素の輝度変化量を演算するとともに、この輝度変化量が所定の欠陥閾値以上となる検査対象画素を欠陥画素として検出する欠陥検出手段と、を具備したことを特徴とする。 The defect detection apparatus according to the present invention includes an imaging unit that captures an inspection target and obtains a captured image, an image dividing unit that divides the captured image into a plurality of inspection regions, and all of the inspection target pixels in each inspection region. A standard deviation calculating means for calculating a standard deviation of brightness, a defect candidate area detecting means for detecting an area where the standard deviation is equal to or greater than a predetermined area standard deviation threshold as a defect candidate area, and a shadow on the defect candidate area. A scanning direction setting means for setting a scanning direction along the direction, and a luminance change amount of each inspection target pixel along the scanning direction, and an inspection target pixel whose luminance change amount is equal to or greater than a predetermined defect threshold And defect detection means for detecting as pixels.
この発明によれば、画像分割手段により検査対象を撮像した撮像画像を複数の検査領域に分割し、標準偏差演算手段によりこれらの検査領域における輝度の標準偏差を演算する。そして、欠陥候補領域は、所定の領域標準偏差閾値以下となる標準偏差を有する検査領域を欠陥候補領域として検出する。これにより、検査対象において、エッジ部などにより影が生じる部分を抽出することができる。ここで、これらの抽出された欠陥候補領域において、影の影響がある場合、影の方向に沿って輝度が徐々に変化する。ここで、走査方向設定手段よりこの影の方向に略沿う走査方向を設定することで、欠陥がない範囲では、この走査方向に沿う輝度変化が略一定となる。したがって、欠陥検出手段により、この走査方向に沿う輝度変化量を演算し、この輝度変化量が、影の影響による欠陥閾値以上となる画素を検出することで、影の影響を除外した欠陥検出の実施が可能となる。これにより、検査対象を撮像した際に、撮像画像に影が映り込んだ場合でも、この影の影響を減少させることができ、精度よく欠陥を検出することができる。 According to the present invention, the captured image obtained by imaging the inspection object by the image dividing means is divided into a plurality of inspection areas, and the standard deviation of the luminance in these inspection areas is calculated by the standard deviation calculating means. And a defect candidate area | region detects the test | inspection area | region which has a standard deviation below a predetermined area | region standard deviation threshold value as a defect candidate area | region. Thereby, in the inspection object, it is possible to extract a portion where a shadow is caused by an edge portion or the like. Here, in these extracted defect candidate areas, when there is an influence of a shadow, the luminance gradually changes along the direction of the shadow. Here, by setting the scanning direction substantially along the direction of the shadow by the scanning direction setting means, the luminance change along the scanning direction becomes substantially constant in the range where there is no defect. Therefore, the defect detection means calculates the amount of change in luminance along the scanning direction, and detects a pixel in which the amount of change in luminance is equal to or greater than the defect threshold value due to the influence of the shadow. Implementation becomes possible. Accordingly, even when a shadow is reflected in the captured image when the inspection object is imaged, the influence of the shadow can be reduced, and a defect can be detected with high accuracy.
そして、本発明の欠陥検出装置では、前記画像分割手段は、前記撮像画像の検査対象箇所に対して、水平方向および水平方向に直交する垂直方向に等分割し、これらの等分割された各領域を前記検査領域とすることが好ましい。
この発明によれば、各検査領域が同一サイズとなるため、標準偏差演算手段による各検査領域内の標準偏差の演算や、輝度変化量の演算、走査方向の設定などの処理を簡単にすることができ、処理負荷を軽減させることができる。また、撮像画像を複数の検査領域に分割することで、影の影響を受ける領域と、影がない領域とを明確に分けることができ、影の影響を受ける領域を適切に抽出しることができる。
In the defect detection apparatus of the present invention, the image dividing unit equally divides the inspection target portion of the captured image into a horizontal direction and a vertical direction orthogonal to the horizontal direction, and each of the equally divided regions. Is preferably the inspection region.
According to the present invention, since each inspection area has the same size, processing such as calculation of the standard deviation in each inspection area, calculation of the luminance change amount, and setting of the scanning direction by the standard deviation calculating means can be simplified. And the processing load can be reduced. In addition, by dividing the captured image into a plurality of inspection areas, it is possible to clearly separate the area affected by the shadow and the area without the shadow, and appropriately extract the area affected by the shadow. it can.
また、本発明の欠陥検出装置では、前記走査方向設定手段は、前記欠陥候補領域の外周縁に配置される画素のうち、輝度が最大となる最大輝度画素、および輝度が最小となる最小輝度画素を検出し、これらの最大輝度画素および最小輝度画素が前記欠陥候補領域の中心点に対して点対称位置に位置する場合、これら最大輝度画素および最小輝度画素を結ぶ線方向を前記走査方向に設定することが好ましい。
この発明によれば、走査方向設定手段は、検査領域の外周縁に配置される各画素の輝度を認識し、最大輝度画素および最小輝度画素を検出し、これらの最大輝度画素および最小輝度画素が検査領域の中心点に対して点対称となる対称位置にある場合、これらの最大輝度画素および最小輝度画素を結ぶ線方向を走査方向とする。すなわち、エッジ部や凹部などにより検査対象に影が生じる場合、これらの影の影方向は一方向に沿ってその輝度が変化する。したがって、一般に検査対象の撮像画像を十分に細分化した検査領域内においては、所定の影方向に沿って影が存在する場合、検査領域における外周縁のいずれかに、影の濃度が最も大きく輝度が最小になる点、および影の濃度が最も小さく輝度が最大となる点が存在する。一般に検査領域の外周縁において、明欠陥や暗欠陥がない場合、これらの最大輝度画素および最小輝度画素は、検査領域の中心点に対して略点対称となる位置に存在するため、これら最大輝度画素および最小輝度画素を結ぶ方向が影方向と略一致する。したがって、この最大輝度画素および最小輝度画素を結ぶ方向を走査方向に設定し、この走査方向に沿って欠陥検出を実施することで、影方向に略沿った欠陥検出を実施することができ、影の濃淡による急激な輝度変化を除外した精度の良い欠陥検出を実施することができる。
In the defect detection apparatus of the present invention, the scanning direction setting means includes a maximum luminance pixel having the maximum luminance and a minimum luminance pixel having the minimum luminance among the pixels arranged on the outer peripheral edge of the defect candidate region. When the maximum luminance pixel and the minimum luminance pixel are located at point symmetry positions with respect to the center point of the defect candidate area, the line direction connecting the maximum luminance pixel and the minimum luminance pixel is set as the scanning direction. It is preferable to do.
According to the present invention, the scanning direction setting means recognizes the luminance of each pixel arranged at the outer periphery of the inspection area, detects the maximum luminance pixel and the minimum luminance pixel, and detects the maximum luminance pixel and the minimum luminance pixel. When it is in a symmetrical position that is point-symmetric with respect to the center point of the inspection area, a line direction connecting these maximum luminance pixel and minimum luminance pixel is set as a scanning direction. That is, when a shadow is generated on an inspection target due to an edge portion or a concave portion, the luminance of the shadow direction of these shadows changes along one direction. Therefore, in general, in an inspection area in which a captured image to be inspected is sufficiently subdivided, if there is a shadow along a predetermined shadow direction, the shadow density is the highest at one of the outer peripheral edges in the inspection area. There is a point where the brightness is minimum and a point where the density of the shadow is the smallest and the brightness is the maximum. In general, when there is no bright defect or dark defect at the outer periphery of the inspection area, the maximum luminance pixel and the minimum luminance pixel exist at positions that are substantially point-symmetric with respect to the center point of the inspection area. The direction connecting the pixel and the minimum luminance pixel substantially coincides with the shadow direction. Therefore, by setting the direction connecting the maximum luminance pixel and the minimum luminance pixel as the scanning direction and performing defect detection along the scanning direction, defect detection substantially along the shadow direction can be performed. Therefore, it is possible to carry out accurate defect detection excluding a sudden luminance change due to the shading.
この時、本発明の欠陥検出装置では、前記欠陥検出手段は、前記最大輝度画素から前記最小輝度画素に向かう前記走査方向に沿って走査して、前記輝度変化量が他の検査対象画素より大きい明欠陥を検出するとともに、前記最小輝度画素から前記最大輝度画素に向かう前記走査方向に沿って走査して、輝度が他の検査対象画素より小さい暗欠陥を検出することが好ましい。 At this time, in the defect detection apparatus of the present invention, the defect detection means scans along the scanning direction from the maximum luminance pixel toward the minimum luminance pixel, and the luminance change amount is larger than other inspection target pixels. It is preferable to detect a light defect and scan along the scanning direction from the minimum luminance pixel to the maximum luminance pixel to detect a dark defect whose luminance is smaller than that of other inspection target pixels.
この発明によれば、明欠陥の検出では、前記最大輝度画素から前記最小輝度画素に向かう前記走査方向に沿って走査し、例えば、走査方向に沿って互いに隣接する画素において、走査方向の正方向側の画素の輝度値から走査方向の負方向側の画素の輝度値を引いた差分値を演算する。ここで、欠陥が存在していない場合、演算される差分値は、影の影響による輝度差が算出されるため、略一定値となる。
一方、明欠陥が存在している場合、欠陥がない部分に対応する画素(以降、通常画素と称す)と明欠陥との差分値(走査方向の正方向側に明欠陥があり、走査方向の負方向側に通常画素がある場合)がプラスの値となる。さらに、走査方向に沿って画素間の差分値を演算すると、走査方向に沿って明欠陥から通常画素に変わる際には、影輝度変化値に比べてはるかに大きい値の差分値が演算される。したがって、影の影響を受けずに明欠陥の位置を精度よく検出することができる。
暗欠陥の検出においても、同様であり、明欠陥の走査方向とは逆方向に欠陥検出を実施することで、暗欠陥の画素位置においてプラスの差分値が演算され、走査方向において暗欠陥から通常画素への変わり目において、影輝度変化値と比べてはるかに大きい差分値が演算される。したがって、暗欠陥検出においても、影の影響を受けずに容易に、精度よく暗欠陥の位置を検出することができる。
According to the present invention, in detecting a bright defect, scanning is performed along the scanning direction from the maximum luminance pixel toward the minimum luminance pixel, and, for example, in the pixels adjacent to each other along the scanning direction, the positive direction in the scanning direction A difference value obtained by subtracting the luminance value of the pixel on the negative direction side in the scanning direction from the luminance value of the pixel on the side is calculated. Here, when there is no defect, the calculated difference value is a substantially constant value because the luminance difference due to the influence of the shadow is calculated.
On the other hand, when a bright defect exists, a difference value between a pixel corresponding to a portion without a defect (hereinafter referred to as a normal pixel) and the bright defect (the bright defect is on the positive side in the scanning direction, (When there is a normal pixel on the negative direction side) is a positive value. Further, when the difference value between pixels along the scanning direction is calculated, a difference value that is much larger than the shadow luminance change value is calculated when changing from a bright defect to a normal pixel along the scanning direction. . Therefore, it is possible to accurately detect the position of the bright defect without being affected by the shadow.
The same applies to the detection of dark defects, and by performing defect detection in the direction opposite to the scanning direction of bright defects, a positive difference value is calculated at the pixel position of the dark defect, and it is usually detected from the dark defect in the scanning direction. A difference value that is much larger than the shadow luminance change value is calculated at the transition to a pixel. Therefore, even in the case of dark defect detection, the position of the dark defect can be detected easily and accurately without being affected by the shadow.
さらに、本発明の欠陥検出装置では、前記走査方向設定手段は、前記欠陥候補領域の外周縁に配置される画素から検出した前記最大輝度画素および前記最小輝度画素が、前記欠陥候補領域の中心点に対して点対称とならない場合、前記最大輝度画素の前記欠陥候補領域の中心点に対して点対称となる最大輝度対称画素、および前記最小輝度画素の前記欠陥候補領域の中心点に対して点対称となる最小輝度対称画素を検出して、前記最大輝度画素および前記最大輝度対称画素の輝度差、前記最小輝度画素および前記最小輝度対称画素の輝度差を演算し、前記最大輝度画素と前記最大輝度対称画素との画素間、および前記最小輝度画素と前記最小輝度対称画素との画素間のうち、前記輝度差の値が小さくなるいずれか一方の画素間を結ぶ方向を前記走査方向として設定することが好ましい。 Furthermore, in the defect detection apparatus of the present invention, the scanning direction setting unit is configured such that the maximum luminance pixel and the minimum luminance pixel detected from the pixels arranged on the outer periphery of the defect candidate region are the center points of the defect candidate region. The maximum luminance symmetric pixel that is point symmetric with respect to the central point of the defect candidate region of the maximum luminance pixel, and the point with respect to the central point of the defect candidate region of the minimum luminance pixel Detecting a symmetric minimum luminance symmetric pixel, calculating a luminance difference between the maximum luminance pixel and the maximum luminance symmetric pixel, a luminance difference between the minimum luminance pixel and the minimum luminance symmetric pixel, and calculating the maximum luminance pixel and the maximum luminance pixel; The direction connecting any one of the pixels with the luminance symmetric pixel and between the pixels with the smallest luminance symmetric pixel and the smallest luminance symmetric pixel with a smaller value of the luminance difference is set in front. It is preferable to set the scanning direction.
この発明によれば、最大輝度画素および最小輝度画素の配置位置が検査領域の中心点に対して点対称とならない場合に、最大輝度画素および最大輝度対称画素の輝度差、最小輝度画素および最小輝度対称画素の輝度差を演算する。そして、これらの輝度差のうち値が小さい一方を走査方向として設定する。すなわち、最大輝度画素および最小輝度画素が点対称とならない場合では、例えば検査領域の外周縁に配置される画素のいずれかに明欠陥や暗欠陥があるなどの場合が考えられ、このような欠陥画素に基づいて影方向を決定すると、誤検出の要因となる。これに対し、本発明では、上記したように、最大輝度画素および最大輝度対称画素の輝度差、最小輝度画素および最小輝度対称画素の輝度差を演算し、これらのうち輝度差が小さい一方を選択して走査方向とする。すなわち、明欠陥や暗欠陥は、他の欠陥がない部分の画素に比べて輝度値が大きく異なるため、これらの欠陥画素と、これらの欠陥画素と検査領域の中心点に対して点対称となる最小輝度対称画素または最大輝度対称画素との輝度差の値は、影の影響による輝度差に比べてはるかに大きな値となる。したがって、輝度差の小さい一方を選択して走査方向として設定することで、適切に影方向に沿った走査方向を設定することができ、影の影響を除外した正確な欠陥検出を実施することができる。 According to the present invention, when the arrangement positions of the maximum luminance pixel and the minimum luminance pixel are not point-symmetric with respect to the center point of the inspection area, the luminance difference between the maximum luminance pixel and the maximum luminance symmetric pixel, the minimum luminance pixel, and the minimum luminance The luminance difference of the symmetric pixel is calculated. One of the luminance differences having a smaller value is set as the scanning direction. That is, when the maximum luminance pixel and the minimum luminance pixel are not point-symmetric, for example, there may be a bright defect or a dark defect in any of the pixels arranged at the outer periphery of the inspection area. If the shadow direction is determined based on the pixel, it becomes a factor of erroneous detection. On the other hand, in the present invention, as described above, the luminance difference between the maximum luminance pixel and the maximum luminance symmetric pixel and the luminance difference between the minimum luminance pixel and the minimum luminance symmetric pixel are calculated, and one of these luminance differences is selected. Thus, the scanning direction is set. That is, since the brightness value of the bright defect and the dark defect are greatly different from those of the other pixels having no defect, the defect pixels and the defect pixels and the center point of the inspection area are point symmetric. The value of the luminance difference from the minimum luminance symmetric pixel or the maximum luminance symmetric pixel is much larger than the luminance difference due to the influence of the shadow. Therefore, by selecting one with a small luminance difference and setting it as the scanning direction, it is possible to appropriately set the scanning direction along the shadow direction, and to perform accurate defect detection excluding the influence of the shadow. it can.
ここで、本発明は、前記欠陥検出手段は、前記最大輝度画素と前記最大輝度対称画素との画素間、および前記最小輝度画素と前記最小輝度対称画素との画素間のうち、前記輝度差の値が大きくなる画素間に対応する前記最大輝度画素および前記最小輝度画素のうちいずれか一方を欠陥画素として検出することが好ましい。 Here, according to the present invention, the defect detection unit is configured to detect the luminance difference between a pixel between the maximum luminance pixel and the maximum luminance symmetric pixel and between a pixel between the minimum luminance pixel and the minimum luminance symmetric pixel. It is preferable to detect any one of the maximum luminance pixel and the minimum luminance pixel corresponding to a pixel having a large value as a defective pixel.
この発明によれば、上記発明のように、前記最大輝度画素および前記最小輝度画素が、前記欠陥候補領域の中心点に対して点対称とならない場合、最大輝度画素および最大輝度対称画素の輝度差と、最小輝度画素および最小輝度対称画素の輝度差とのうち、大きいほうの一方の最大輝度画素または最小輝度画素を欠陥画素として認識する。例えば、最大輝度画素および最大輝度対称画素の輝度差が、最小輝度画素および最小輝度対称画素の輝度差よりも大きい場合、最大輝度画素を他の通常画素に比べて輝度が大きい明欠陥として認識する。また、最小輝度画素および最小輝度対称画素の輝度差が、最大輝度画素および最大輝度対称画素の輝度差よりも大きい場合、最小輝度画素を他の通常画素に比べて輝度が小さい暗欠陥として認識する。
上記したように、欠陥検出時において、走査方向に沿って隣接する画素間の輝度の差分値を算出し、その値に基づいて欠陥画素を認識する。この時、検査領域の外周縁に配置される画素は、隣接する画素が1つのみであるため、例えば走査方向における最終端に位置する画素となった場合、差分値を算出するための比較画素がなく、正常な欠陥検出が実施できない。これに対して、本発明では、上記したように、前記最大輝度画素および前記最小輝度画素が、前記欠陥候補領域の中心点に対して点対称とならない場合、最大輝度画素および最大輝度対称画素の輝度差と、最小輝度画素および最小輝度対称画素の輝度差とのうち、値と大きい一方の最大または最小輝度画素を欠陥画素とする。このため、検査領域の外周縁においても、精度よく欠陥画素を検出することができる。
According to this invention, as in the above invention, when the maximum luminance pixel and the minimum luminance pixel are not point-symmetric with respect to the center point of the defect candidate area, the luminance difference between the maximum luminance pixel and the maximum luminance symmetry pixel. Of the minimum luminance pixel and the luminance difference between the minimum luminance symmetric pixel and the larger one of the maximum luminance pixel or the minimum luminance pixel is recognized as a defective pixel. For example, when the luminance difference between the maximum luminance pixel and the maximum luminance symmetric pixel is larger than the luminance difference between the minimum luminance pixel and the minimum luminance symmetric pixel, the maximum luminance pixel is recognized as a bright defect having a higher luminance than other normal pixels. . Further, when the luminance difference between the minimum luminance pixel and the minimum luminance symmetric pixel is larger than the luminance difference between the maximum luminance pixel and the maximum luminance symmetric pixel, the minimum luminance pixel is recognized as a dark defect having a lower luminance than other normal pixels. .
As described above, when a defect is detected, a difference value in luminance between adjacent pixels along the scanning direction is calculated, and the defective pixel is recognized based on the calculated value. At this time, since the pixel arranged at the outer periphery of the inspection region is only one adjacent pixel, for example, when the pixel is located at the final end in the scanning direction, the comparison pixel for calculating the difference value Therefore, normal defect detection cannot be performed. In contrast, in the present invention, as described above, when the maximum luminance pixel and the minimum luminance pixel are not point-symmetric with respect to the center point of the defect candidate area, Of the luminance difference and the luminance difference between the minimum luminance pixel and the minimum luminance symmetrical pixel, the largest or minimum luminance pixel having a larger value is defined as a defective pixel. For this reason, it is possible to detect defective pixels with high accuracy even at the outer periphery of the inspection region.
そして、本発明の欠陥検出方法では、検査対象の欠陥を検出する欠陥検出方法であって、前記検査対象を撮像して撮像画像を取得し、この撮像画像を複数の検査領域に分割し、これらの検査領域内の検査対象画素の全ての輝度の標準偏差を演算し、これらの演算された前記標準偏差が所定の領域標準偏差閾値以上となる領域を欠陥候補領域として検出し、検出された前記欠陥候補領域に対して、走査方向を設定し、この走査方向に沿う各検査対象画素の輝度の変化を認識して、その輝度変化量を演算し、この演算された輝度変化量が所定の欠陥閾値以上となる検査対象画素を欠陥画素として検出することを特徴とする。 The defect detection method of the present invention is a defect detection method for detecting a defect to be inspected, images the inspection object, acquires a captured image, divides the captured image into a plurality of inspection regions, and The standard deviation of all the luminances of the inspection target pixels in the inspection area is calculated, and an area where the calculated standard deviation is equal to or greater than a predetermined area standard deviation threshold is detected as a defect candidate area. A scanning direction is set for the defect candidate area, a change in luminance of each pixel to be inspected along the scanning direction is recognized, a luminance change amount is calculated, and the calculated luminance change amount is a predetermined defect. A pixel to be inspected having a threshold value or more is detected as a defective pixel.
この発明によれば、上記発明と同様に、検査対象における影方向にそって走査方向を設定することで、影の影響を除外した欠陥検出を実施することができ、精度よく画素欠陥を検出することができる。 According to this invention, similarly to the above-described invention, by setting the scanning direction along the shadow direction in the inspection object, it is possible to carry out defect detection excluding the influence of shadows, and to detect pixel defects with high accuracy. be able to.
以下、本発明に係る一実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図1は、本発明に係る一実施の形態の欠陥検出装置の概略を示すブロック図である。
図2は、欠陥検出装置のCPUにて展開される各種プログラムの概略を示すブロック図である。
図3は、検査対象物の撮像画像を複数の検査領域に分割した状態を示す図である。
図4は、検査領域内における最小輝度画素、最大輝度画素、および影方向を示す図である。
図5は、他の検査領域内における最小輝度画素、最大輝度画素、および影方向を示す図である。
Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a defect detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an outline of various programs developed by the CPU of the defect detection apparatus.
FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which the captured image of the inspection target is divided into a plurality of inspection regions.
FIG. 4 is a diagram illustrating the minimum luminance pixel, the maximum luminance pixel, and the shadow direction in the inspection area.
FIG. 5 is a diagram illustrating a minimum luminance pixel, a maximum luminance pixel, and a shadow direction in another inspection area.
図1において、1は、欠陥検出装置であり、この欠陥検出装置1は、検査対象を撮像し、その撮像画像から検査対象に付着した異物などを検出する装置である。なお、検査対象としては、例えば半導体ウエハなど精密部品などを対象とすることができる。
そして、この欠陥検出装置1は、図1に示すように、ステージ2と、撮像部3と、検出制御装置10と、を備えている。
In FIG. 1,
And this
ステージ2は、略板状に形成され、上面に検査対象物Xを載置可能な載置面2Aを備えている。また、ステージ2は、図示しない移動機構を備えている。この移動機構は、検出制御装置10から入力される制御信号により、載置面2Aの面方向であるXY方向にステージ2を移動させる。
The
撮像部3は、ステージ2の載置面2Aに対向して設けられ、載置面2Aに対向する対物レンズ31と、対物レンズ31を通過した画像光を撮像するCCD(Charge Coupled Device)カメラ32と、フォーカス駆動部33と、を備えている。
フォーカス駆動部33は、撮像部3全体をステージ2の載置面2Aに対して直交するZ軸方向に進退可能に保持し、検出制御装置10から撮像部3をZ軸方向に移動させる旨の制御信号が入力されると、撮像部3を制御信号に応じた方向に進退移動させる。
そして、この撮像部3では、対物レンズ31から入射する検査対象物Xの画像光をCCDカメラ32にて撮像し、撮像画像の画像データを検出制御装置に出力する。
The imaging unit 3 is provided facing the mounting surface 2A of the
The
In the imaging unit 3, the image light of the inspection object X incident from the
検出制御装置10は、図1に示すように、入出力部11と、入力部12と、メモリ13と、CPU(Central Processing Unit)14と、を備えている。この検出制御装置10としては、例えば汎用パーソナルコンピュータなどを利用してもよく、欠陥検出処理専用の処理装置を用いてもよい。
As shown in FIG. 1, the
入出力部11は、ステージ2の移動機構や撮像部3に接続され、これらのステージ2や撮像部3に所定の制御信号を出力する。また、入出力部11は、撮像部3から撮像画像の画像データが入力されると、この画像データをCPU14に出力する。また、入出力部11は、例えばモニタやプリンタなどの出力手段やその他外部機器とも接続することができ、例えば欠陥検出結果などのデータをこれら外部機器に出力することができる。なお、本実施の形態では、入出力部11を介してモニタやプリンタなどの出力手段が接続される例を示すが、例えば、これらの出力手段が一体的に設けられる構成などとしてもよい。
The input / output unit 11 is connected to the moving mechanism of the
入力部12は、例えばキーボードやマウスなどの入力手段を備え、これら入力手段から入力される入力信号をCPUに出力する。この入力信号としては、例えば、欠陥検出装置1による欠陥検出処理を開始させる旨の開始要求信号や、ステージ2を所定位置に移動させる旨のステージ移動要求信号、撮像部3を移動させてフォーカス調整を実施する旨のフォーカス要求信号などが挙げられる。
The
メモリ13は、検出制御装置10の全体動作を制御するOS(Operating System)上に展開される各種プログラムなどを記憶している。また、メモリ13は、各種プログラムで使用される各種データが記録されている。
The
CPU14は、メモリ13に記録される各種プログラムを展開し、各種演算処理を実施する。このCPU14にて実施されるプログラムとして、図2に示すように、画像認識手段141と、画像分割手段としての領域分割手段142と、標準偏差演算手段143と、欠陥候補領域検出手段としての影部抽出手段144と、走査方向設定手段としても機能する影方向判定手段145と、欠陥検出手段146と、出力制御手段147と、などが挙げられる。
The
画像認識手段141は、撮像部3から入力される撮像画像の画像データを認識する。
The
領域分割手段142は、撮像画像における撮像画像における検査対象となる範囲Aを設定し、さらに、範囲A内を複数の検査領域100に分割する処理をする。具体的には、領域分割手段142は、例えば利用者による入力部12の入力操作により設定入力された範囲情報に基づいて、図3に示すような検査対象範囲Aを設定する。なお、例えば撮像画像における外周縁から所定画素だけ内部の範囲を検査対象範囲Aとして設定してもよい。
そして、領域分割手段142は、図3に示すように、画像認識手段141により認識された撮像画像を複数の検査領域に分割する。具体的には、領域分割手段142は、撮像画像におけるX方向およびX方向に直交するY方向にそれぞれ均等に複数の仮想線を引き、これらの仮想線にて囲われる正方形領域をそれぞれ検査領域100として設定する。
The
Then, the
標準偏差演算手段143は、各検査領域100における輝度の標準偏差を演算する。具体的には、標準偏差演算手段143は、各検査領域100内の検査対象画素の全ての輝度値を認識し、これら全ての検査対象画素の標準偏差を演算する。
The standard deviation calculation means 143 calculates the standard deviation of luminance in each
影部抽出手段144は、標準偏差演算手段143により演算された各検査領域100における標準偏差と、予め設定された輝度閾値とを比較し、演算された標準偏差が輝度閾値よりも小さい検査領域100(図3において太線で示される検査領域100)を影部がある領域として抽出する。ここで輝度閾値としては、例えば検査対象物X毎にそれぞれ設定される値であり、予めメモリ13に適宜読み出し可能に記憶されているものであってもよく、利用者の入力部12の入力操作により欠陥検出処理の実施時に設定入力される値であってもよい。
The
影方向判定手段145は、影部抽出手段144により抽出された各検査領域100における、影部の方向を判定し、欠陥検出処理を実施する方向である走査方向dを設定する。
具体的には、影方向判定手段145は、図4に示すように、影部抽出手段144により抽出された各検査領域100における外周縁に配置される検査対象画素のうち、輝度値が最小となる最小輝度画素102、および輝度値が最大となる最大輝度画素101を認識する。
ここで、影方向判定手段145は、最小輝度画素102および最大輝度画素101が、検査領域100における中心点Oに対して点対称となる位置に配置されている場合、最大輝度画素101から最小輝度画素102に向かう方向が影方向(影が徐々に濃くなる方向)として認識し、この影方向を走査方向dとして設定する。
The shadow
Specifically, as shown in FIG. 4, the shadow
Here, when the
一方、影方向判定手段145は、最小輝度画素102および最大輝度画素101の位置が、検査領域100における中心点Oに対して点対称とならないと判断した場合、図5に示すように、検査領域100の中心点Oに対して、最小輝度画素102と点対称となる最小輝度対称画素104、および最大輝度画素101と点対称となる最大輝度対称画素103を認識する。そして、影方向判定手段は、最大輝度画素101および最大輝度対称画素103の輝度差、最小輝度画素102および最小輝度対称画素104の輝度差(第一輝度差、第二輝度差)をそれぞれ演算し、これらのうち、値が小さい一方の画素間を影方向と判定する。例えば、最大輝度画素101および最大輝度対称画素103の輝度値の差である第一輝度差が、最小輝度画素102および最小輝度対称画素104の輝度値の差である第二輝度差よりも小さい場合、最大輝度画素101から最大輝度対称画素103に向かう方向を影方向として認識し、この影方向を走査方向dとして設定する。また、第二輝度差が第一輝度差よりも小さい場合、最小輝度対称画素104から最小輝度画素102に向かう方向を影方向として認識し、この影方向を走査方向dとして設定する。
すなわち、撮像画像を微小な複数の検査領域100に分割すると、影部は、検査領域100内で常に一定の影方向に形成されると見なすことができる。したがって、影部の影響により輝度差が生じる場合は、検査領域100の最外部である外周縁のいずれかに、影の濃度が濃い最も輝度が小さい最小輝度画素102が存在し、検査領域100の中心点Oに対して最小輝度画素102と対称となる画素が影の濃度が最も薄い最大輝度画素101が存在する。したがって、最大輝度画素101と最小輝度画素102とが点対称とならない場合、いずれか一方が明欠陥または暗欠陥であると判断でき、これらの明欠陥や暗欠陥や他の欠陥がない画素や影の影響量に比べて、輝度値が明確に異なる。よって、上記のように、第一輝度差および第二輝度差を比較し、値が小さい一方を走査方向dに設定することで、この走査方向dを影方向に略一致させることができる。
On the other hand, when the shadow
That is, when the captured image is divided into a plurality of
欠陥検出手段146は、検査領域100内の各画素(検査対象画素)を影方向判定手段145にて設定された走査方向dまたは走査方向dとは反対方向となる逆走査方向−dに沿って走査し、欠陥画素を検出する。
具体的には、欠陥検出手段146は、明欠陥を検出する明欠陥検出処理および暗欠陥を検出する暗欠陥検出処理を実施する。以下、欠陥検出手段の明欠陥検出処理および暗欠陥検出処理を図6および図7に基づいて説明する。図6は、走査方向dに沿う検査対象画素内の一部に明欠陥がある場合の、各検査対象画素の輝度値、走査方向dに沿って走査した際の隣接する画素間の輝度差、および逆走査方向−dに沿って走査した際の隣接する画素間の輝度差を示す図である。図7は、走査方向dに沿う検査対象画素内の一部に暗欠陥がある場合の、各検査対象画素の輝度値、走査方向dに沿って走査した際の隣接する画素間の輝度差、および逆走査方向−dに沿って走査した際の隣接する画素間の輝度差を示す図である。
The
Specifically, the defect detection means 146 performs a bright defect detection process for detecting a bright defect and a dark defect detection process for detecting a dark defect. Hereinafter, the light defect detection process and the dark defect detection process of the defect detection means will be described with reference to FIGS. FIG. 6 shows the luminance value of each inspection target pixel when there is a bright defect in a part of the inspection target pixel along the scanning direction d, the luminance difference between adjacent pixels when scanning along the scanning direction d, It is a figure which shows the luminance difference between the adjacent pixels at the time of scanning along reverse scan direction -d. FIG. 7 shows the luminance value of each inspection target pixel when there is a dark defect in a part of the inspection target pixel along the scanning direction d, the luminance difference between adjacent pixels when scanning along the scanning direction d, It is a figure which shows the luminance difference between the adjacent pixels at the time of scanning along reverse scan direction -d.
明欠陥検出処理では、欠陥検出手段146は、走査方向dに沿って検査対象画素を走査する。すなわち、欠陥検出手段146は、走査方向dの正方向側の検査対象画素の輝度値から走査方向dの負方向側の検査対象画素の輝度値を引いた輝度差を算出する。ここで、図6に示す画素M1〜M3、およびM5〜M6に示すように、明欠陥が無い場合、この差分値は、影の濃淡差による輝度の変化量(以下、影部影響量と称す)となり、上記のように走査方向dに沿って走査することで、負の略一定値となる。
In the bright defect detection process, the
一方、明欠陥がある場合、走査方向dに沿って通常画素、明欠陥画素が連続すると、例えば図6における画素M3および画素M4間に示されるように、これらの画素間の輝度差が正の値となる。さらに、走査方向dに沿って、明欠陥、通常画素の順で連続すると、例えば図6における画素M4および画素M5間に示されるように、これらの画素間の輝度差が、影部影響量に比べてはるかに小さく(絶対値が大きく)なる。
欠陥検出手段146は、上記のように、検査対象画素間の輝度差が負の値である影部影響量から正の値に転じた場合、これらの検査対象画素のうち、走査方向dの正方向側の画素を明欠陥として検出する。また、欠陥検出手段146は、走査方向dに沿う明欠陥と、明欠陥の直後の検査対象画素との間の輝度差が影部影響量と略一致する場合、この明欠陥の直後の検査対象画素も明欠陥として検出する。さらに、欠陥検出手段146は、明欠陥と、明欠陥の直後の検査対象画素との間の輝度差が、影部影響量より所定値を越える小さい値となる場合、明欠陥の直後の検査対象画素を通常画素として認識する。
On the other hand, when there is a bright defect, if a normal pixel and a bright defective pixel continue along the scanning direction d, the luminance difference between these pixels is positive as shown, for example, between the pixel M3 and the pixel M4 in FIG. Value. Furthermore, when the light defect and the normal pixel are successively arranged in the scanning direction d in this order, for example, as shown between the pixel M4 and the pixel M5 in FIG. It is much smaller (absolute value is larger).
As described above, when the luminance difference between the inspection target pixels changes from a negative shadow influence amount to a positive value, the
また、この明欠陥検出処理において、図7における画素M3〜M4に示すように、走査方向dに沿って、通常画素の直後に暗欠陥が存在する場合、これらの画素間の輝度差は、影部影響量より所定の閾値を越える小さい値(絶対値が大きい値)が算出される。また、走査方向dに沿って暗欠陥の直後に通常画素が存在する場合、正の値が算出される。
欠陥検出手段146は、上記のように、画素間の輝度差が負の値である影部影響量から、影部影響量よりも所定閾値を越える小さい負の値に転じた場合、これらの検査対象画素間のうち、走査方向dの正方向側の画素を、暗欠陥候補として認識する。また、欠陥検出手段146は、走査方向dに沿う暗欠陥候補と、暗欠陥候補の直後の検査対象画素との間の輝度差が影部影響量と略一致する場合、この暗欠陥候補の直後の検査対象画素も暗欠陥候補として認識する。さらに、欠陥検出手段146は、暗欠陥候補と、暗欠陥候補の直後の検査対象画素との間の輝度差が、正の値となる場合、暗欠陥候補の直後の検査対象画素を通常画素として認識する。すなわち、欠陥検出手段146は、検査対象画素間の輝度差が正の値となる場合でも、走査方向dの負方向側の画素が暗欠陥候補であるときには走査方向dの正方向側の画素を明欠陥として検出しないため、誤検出を防止することが可能となる。
Further, in this bright defect detection process, when a dark defect exists immediately after a normal pixel along the scanning direction d as shown by the pixels M3 to M4 in FIG. A small value (a value having a large absolute value) exceeding a predetermined threshold value is calculated from the partial influence amount. Further, when a normal pixel exists immediately after a dark defect along the scanning direction d, a positive value is calculated.
As described above, when the
暗欠陥検出処理では、欠陥検出手段146は、走査方向dとは逆方向となる逆走査方向−dに沿って検査対象画素を走査する。すなわち、欠陥検出手段146は、逆走査方向−dの正方向側(走査方向dの負方向)の検査対象画素の輝度値から逆走査方向−dの負方向(走査方向dの正方向)の検査対象画素の輝度値を引いた差分値を算出する。ここで、図7に示す画素M1〜M3、およびM5〜M6に示すように、暗欠陥が無い場合、この差分値は、影の濃淡差による影部影響量となり、上記のように逆走査方向−dに沿って走査することで、正の略一定値となる。
In the dark defect detection process, the
一方、暗欠陥がある場合、逆走査方向−dに沿って通常画素、暗欠陥が連続すると、例えば図7における画素M5および画素M4間に示されるように、これらの検査対象画素間の輝度差が負の値となる。さらに、逆走査方向−dに沿って暗欠陥、通常画素の順で連続する場合、例えば図7における画素M4および画素M3間に示されるように、これらの画素間の輝度差が、影部影響量に比べてはるかに大きく(絶対値が大きく)なる。
従って、欠陥検出手段146は、検査対象画素間の輝度差が正の値である影部影響量から負の値に転じた場合、この検査対象画素間のうち、逆走査方向−dの正方向側の検査対象画素を暗欠陥として検出する。また、欠陥検出手段146は、暗欠陥、この暗欠陥の直後の検査対象画素との間の輝度差が影部影響量と略一致する場合、この暗欠陥の直後の検査対象画素も暗欠陥として検出する。さらに、欠陥検出手段146は、暗欠陥と、暗欠陥の直後の検査対象画素との間の輝度差が、影部影響量より所定の閾値を越える大きい(絶対値が大きい)値となる場合、暗欠陥の直後の検査対象画素を通常画素として認識する。
On the other hand, when there is a dark defect, if a normal pixel and a dark defect continue along the reverse scanning direction -d, for example, as shown between the pixel M5 and the pixel M4 in FIG. Is a negative value. Further, when the dark defect and the normal pixel continue in this order along the reverse scanning direction -d, for example, as shown between the pixel M4 and the pixel M3 in FIG. It is much larger (absolute value is larger) than the amount.
Therefore, when the luminance difference between the inspection target pixels changes from a shadow influence amount that is a positive value to a negative value, the
また、この暗欠陥検出処理において、図6における画素M5〜M4に示すように、逆走査方向−dに沿って、通常画素の直後に明欠陥が存在する場合、これらの画素間の輝度差は、影部影響量より所定の閾値を越える大きい値(絶対値が大きい値)が算出される。また、走査方向に沿って明欠陥の直後に通常画素が存在する場合、負の値が算出される。
したがって、欠陥検出手段146は、暗欠陥検出処理時に、上記のように、検査対象画素間の輝度差が正の値である影部影響量から、影部影響量よりも所定閾値を越える大きい正の値に転じた場合、この検査対象画素間の逆走査方向−dの正方向側の画素を、明欠陥候補として認識する。また、欠陥検出手段146は、逆走査方向−dに沿う明欠陥候補と、明欠陥候補の直後の検査対象画素との間の輝度差が影部影響量と略一致する場合、この明欠陥候補の直後の検査対象画素も明欠陥候補として認識する。さらに、欠陥検出手段146は、明欠陥候補と、明欠陥候補の直後の検査対象画素との間の輝度差が、負の値となる場合、明欠陥候補の直後の検査対象画素を通常画素として認識する。すなわち、欠陥検出手段146は、暗欠陥検出処理時において、検査対象画素間の輝度差が負の値となる場合でも、逆走査方向−dの負方向側の画素が明欠陥候補であるときには逆走査方向−dの正方向側の検査対象画素を暗欠陥として検出せず、誤検出を防止することが可能となる。
Further, in this dark defect detection process, when a bright defect is present immediately after a normal pixel along the reverse scanning direction -d as shown by pixels M5 to M4 in FIG. 6, the luminance difference between these pixels is A large value (a value having a large absolute value) exceeding a predetermined threshold value is calculated from the shadow effect amount. Further, when a normal pixel exists immediately after a bright defect along the scanning direction, a negative value is calculated.
Therefore, the defect detection means 146, during the dark defect detection process, from the shadow effect amount in which the luminance difference between the inspection target pixels is a positive value, as described above, is larger than the shadow effect amount. In this case, the pixels on the positive direction side in the reverse scanning direction −d between the inspection target pixels are recognized as bright defect candidates. The defect detection means 146 also determines the bright defect candidate when the luminance difference between the bright defect candidate along the reverse scanning direction −d and the inspection target pixel immediately after the bright defect candidate substantially matches the shadow effect amount. The pixel to be inspected immediately after is recognized as a bright defect candidate. Further, when the luminance difference between the bright defect candidate and the inspection target pixel immediately after the bright defect candidate is a negative value, the
また、欠陥検出手段146は、影方向判定手段145により、最大輝度画素101および最小輝度画素102が検査領域100の中心点Oに対して点対称となる位置にないと判断された場合、最大輝度画素101および最小輝度画素102のいずれか一方を欠陥画素として認識する。具体的には、影方向判定手段145により、第一輝度差が第二輝度差よりも小さいと判断された場合、欠陥検出手段146は、最小輝度画素102を暗欠陥として検出する。また、影方向判定手段により、第二輝度差が第一輝度差よりも小さいと判断された場合、欠陥検出手段146は、最大輝度画素101を明欠陥として検出する。
In addition, when the shadow
さらには、欠陥検出手段146は、撮像画像における欠陥画素と通常画素とを二値化により分離した図8に示すような二値化画像を生成する。具体的には、欠陥検出手段146は、明欠陥検出処理により検出される明欠陥、および暗欠陥検出処理により検出される暗欠陥を「+1」とし、他の通常画素を「0」とした二値化画像を生成する。 Furthermore, the defect detection means 146 generates a binarized image as shown in FIG. 8 in which defective pixels and normal pixels in the captured image are separated by binarization. Specifically, the defect detection means 146 sets the bright defect detected by the bright defect detection process and the dark defect detected by the dark defect detection process to “+1”, and other normal pixels to “0”. Generate a digitized image.
出力制御手段147は、欠陥検出手段146により検出された欠陥画素の画素位置や、二値化画像を例えば入出力部11に接続された出力手段に出力する制御をする。
The
〔欠陥検出動作〕
次に、上記したような欠陥検出装置1における欠陥検出動作について、図面に基づいて説明する。
図9は、欠陥検出装置1の欠陥検出動作のフローチャートである。
(Defect detection operation)
Next, the defect detection operation in the
FIG. 9 is a flowchart of the defect detection operation of the
欠陥検出装置1における欠陥検出動作では、先ず、検出制御装置10は、撮像部3およびステージ2に制御信号を出力し、検査対象物Xの検査領域が撮像可能な状態にステージ2および撮像部3を移動させ、ピントを合わせる動作を実施する。この後、撮像部3は、検査対象物Xの検査対象領域を撮像し、撮像画像の画像データを検出制御装置10に出力する(ステップS101)。
In the defect detection operation of the
検出制御装置10は、画像認識手段141により撮像部3から画像データの入力を認識されると、領域分割手段142によりこの画像データの撮像画像から、検査対象範囲Aを設定する。また、領域分割手段142は、撮像画像に複数の仮想線を引き、複数の検査領域100に分割する(ステップS102)。
When the
この後、標準偏差演算手段143は、各検査領域100内の検査対象画素の輝度値を認識し、検査領域100毎の輝度値の標準偏差を演算する(ステップS103)。そして、影部抽出手段144は、ステップS103にて演算された各検査領域100の標準偏差と、予め設定された輝度閾値とを比較し、輝度閾値よりも小さい標準偏差を有する検査領域100を影の影響を受けた検査領域100として抽出する(ステップS104)。
Thereafter, the standard deviation calculation means 143 recognizes the luminance value of the pixel to be inspected in each
このステップS104の後、影方向判定手段145は、各検査領域100の外周縁に配置される検査対象画素の輝度値を計測するとともに、これらの検査対象画素のうちで輝度値が最大となる最大輝度画素101、および輝度値が最小となる最小輝度画素102をそれぞれ認識する。
そして、影方向判定手段145は、これらの最大輝度画素101および最小輝度画素102の位置関係を認識し、最大輝度画素101および最小輝度画素102が検査領域100の中心点Oに対して点対称となる位置に位置しているか否かを判断する(ステップS106)。
After this step S104, the shadow
The shadow
このステップS106において、最大輝度画素101および最小輝度画素102が中心点Oに対して点対称に位置すると判断した場合、影方向判定手段145は、最大輝度画素101から最小輝度画素102に向かう影方向の影部があると判断し、この影方向と平行に走査方向dを設定する(ステップS107)。
In this step S106, when it is determined that the
一方、ステップS106において、影方向判定手段145は、最大輝度画素101および最小輝度画素102が中心点Oに対して点対称とならない位置にあると判断すると、中心点Oに対して最大輝度画素101と点対称となる最大輝度対称画素、および中心点Oに対して最小輝度画素102と点対称となる最小輝度対称画素104を認識する。そして、影方向判定手段145は、最大輝度画素101の輝度値および最大輝度対称画素103の輝度値の差である第一輝度差、最小輝度画素102の輝度値および最小輝度対称画素104の輝度値の差である第二輝度差を演算する(ステップS108)。
さらに、影方向判定手段145は、このステップS108にて演算した第一輝度差および第二輝度差を比較する(ステップS109)。このステップS109において、影方向判定手段145は、第一輝度差が第二輝度差よりも小さいと判断した場合、最大輝度画素101から最大輝度対称画素103に向かう方向が影方向であると判断し、この影方向と平行な走査方向dを設定する(ステップS110)。
この時、欠陥検出手段146は、最小輝度画素102を暗欠陥として検出する(ステップS111)。
On the other hand, when the shadow
Further, the shadow
At this time, the defect detection means 146 detects the
また、ステップS109において、影方向判定手段145は、第二輝度差が第一輝度差よりも小さいと判断した場合、最小輝度対称画素104から最小輝度画素102に向かう方向が影方向であると判断し、この影方向と平行な走査方向dを設定する(ステップS112)。
この場合では、欠陥検出手段146は、最大輝度画素101を明欠陥として検出する(ステップS113)。
In step S109, when the shadow
In this case, the defect detection means 146 detects the
この後、検出制御装置10の欠陥検出手段146は、各検査領域100に対して、それぞれ、明欠陥検出処理(ステップS114)および暗欠陥検出処理(ステップS115)を実施し、各検査領域100における明欠陥および暗欠陥を検出する。また、欠陥検出手段146は、これらの明欠陥および暗欠陥を+1とし、その他の通常画素を0とした二値化画像を生成する(ステップS116)。
Thereafter, the defect detection means 146 of the
この後、出力制御手段147は、予め設定された出力手段に、ステップS116にて生成された二値化画像や、欠陥画素の画素位置を示すアドレスなどを出力し、欠陥検出結果を出力する制御をする(ステップS117)。
Thereafter, the
〔明欠陥検出処理〕
ここで、欠陥検出装置1の欠陥検出動作におけるステップS114の明欠陥検出処理について説明する。図10は、明欠陥検出処理のフローチャートである。
[Light defect detection processing]
Here, the bright defect detection process of step S114 in the defect detection operation of the
ステップS114の明欠陥検出処理の説明にあたり、図11に示すように、検査領域100の各検査対象画素の画素位置を定義する。図11は、検査領域100の画素位置を示す図である。
すなわち、検査領域100を走査方向dと直交する走査直交方向d’に沿って順にmmax本の仮想走査線Dを引き、走査直交方向d’の負方向側から順に1〜mmaxまでの番号を割り振り、検査対象となる画素と重畳する仮想走査線Dがm番目にあるとする。また、m番目の仮想走査線D(仮想走査線Dm)上の画素に対して、走査方向の負方向側から1〜nmaxまで番号を割り振り、検査対象となる画素がn番目にあるとする。上記のような検査領域100では、図11に示すように、検査対象画素の画素位置は、走査変数n、走査軸変数mを用いてM(n,m)で表示することが可能となる。
そして、明欠陥検出処置では、欠陥検出手段146は、走査変数nおよび走査軸変数mを初期化し、n=1,m=1を設定する(ステップS201)。
In the description of the bright defect detection process in step S114, the pixel position of each inspection target pixel in the
That is, mmax virtual scanning lines D are drawn in order along the scanning orthogonal direction d ′ orthogonal to the scanning direction d in the
In the bright defect detection procedure, the
そして、欠陥検出手段146は、M(n,m)に位置する画素Mnと、M(n+1,m)に位置する画素Mn+1との輝度差Pを算出する(ステップS202)。すなわち、欠陥検出手段146は、画素Mn+1の輝度値から、画素Mnの輝度値を減算した輝度差Pを算出する。
Then, the defect detection means 146 calculates the luminance difference P between the pixel Mn located at M (n, m) and the pixel Mn + 1 located at M (n + 1, m) (step S202). That is, the
ここで、欠陥検出手段146は、輝度差Pが、例えば予め設定された影部影響量Qと略一致するか否かと判断する(ステップS203)。このステップS203において、欠陥検出手段146は、輝度差Pと影部影響量Qとの差が所定閾値以内である場合、略一致すると判断し、画素Mn+1は通常画素であると判断する。
Here, the defect detection means 146 determines whether or not the brightness difference P substantially matches, for example, a shadow influence amount Q set in advance (step S203). In step S203, when the difference between the luminance difference P and the shadow influence amount Q is within a predetermined threshold value, the
一方、ステップS203において、輝度差Pが影部影響量Qと一致しない場合、輝度差Pが正値か否かを判断する(ステップS204)。
このステップS204において、欠陥検出手段146は、輝度差Pが正の値であると判断すると、画素Mn+1を明欠陥として検出する(ステップS205)。
また、ステップS205の後、欠陥検出手段146は、走査変数nに1を加算して(ステップS206)、検査対象画素を移動させ、ステップS202の処理と同様に、輝度差Pを演算する(ステップS207)。
On the other hand, if the luminance difference P does not coincide with the shadow influence amount Q in step S203, it is determined whether the luminance difference P is a positive value (step S204).
In step S204, when the
In addition, after step S205, the
このステップS207の後、欠陥検出手段146は、輝度差Pが影部影響量Qと一致するか否かと判断し(ステップS208)、略一致すると判断した場合、ステップS205の処理を実施する。すなわち、欠陥検出手段146は、明欠陥となる画素に隣接する検査対象画素の輝度値が、この明欠陥の画素と略同一の輝度値を有するため、この明欠陥となる画素に隣接する検査対象画素をも明欠陥であると判断する。
After this step S207, the defect detection means 146 determines whether or not the luminance difference P matches the shadow area influence amount Q (step S208). If it is determined that the brightness difference P substantially matches, the processing of step S205 is performed. That is, since the luminance value of the inspection target pixel adjacent to the pixel that becomes the bright defect has substantially the same luminance value as the pixel of the bright defect, the
また、欠陥検出手段146は、このステップS208において、輝度差Pが影部影響量Qと略一致しないと判断した場合、輝度差Pが負の値であるか否かと判断する(ステップS209)。そして、このステップS209において、欠陥検出手段146は、輝度差Pが正の値であると判断した場合、ステップS205の処理を実施する。すなわち、欠陥検出手段146は、明欠陥となる画素に隣接する検査対象画素の輝度値が、この明欠陥画素よりも大きい値となるため、この明欠陥となる画素に隣接する検査対象画素をも明欠陥であると判断する。
Further, when it is determined in step S208 that the luminance difference P does not substantially coincide with the shadow portion influence amount Q, the
さらに、欠陥検出手段146は、このステップS209において、輝度差Pが負の値であると判断した場合、輝度差Pの絶対値が、影部影響量Qの絶対値よりも十分に大きい値であるか否かを判断する(ステップS210)。具体的には、欠陥検出手段146は、輝度差Pの絶対値が、ステップS202にて演算された輝度差Pの絶対値を中心とした所定範囲内の値となるか否かを判断する。このステップS210において、欠陥検出手段146は、輝度差Pの絶対値が、ステップS202にて演算された輝度差Pの絶対値を中心とした所定範囲内の値よりも小さいと判断した場合、ステップS205の処理を実施する。すなわち、欠陥検出手段146は、明欠陥となる画素に隣接する検査対象画素の輝度値が、明欠陥となる画素よりも小さい値となるが、通常画素と比べると輝度値が高い値となるため、この明欠陥となる画素に隣接する検査対象画素をも明欠陥であると判断する。
一方、ステップS210にて、輝度差Pの絶対値が、ステップS202にて演算された輝度差Pの絶対値を中心とした所定範囲内の値となると判断した場合、欠陥検出手段146は、画素Mn+1が通常画素であると判断する。
Further, when the
On the other hand, when it is determined in step S210 that the absolute value of the brightness difference P is a value within a predetermined range centered on the absolute value of the brightness difference P calculated in step S202, the defect detection means 146 It is determined that Mn + 1 is a normal pixel.
ステップS204の処理の説明に戻り、欠陥検出手段146は、輝度差Pが負の値であると判断すると、画素Mn+1を暗欠陥候補として検出する(ステップS211)。
このステップS211の後、欠陥検出手段146は、走査変数nに1を加算して(ステップS212)、検査対象画素を移動させ、ステップS202の処理と同様に、輝度差Pを演算する(ステップS213)。
Returning to the description of the processing in step S204, when the
After this step S211, the defect detection means 146 adds 1 to the scanning variable n (step S212), moves the inspection target pixel, and calculates the luminance difference P in the same manner as the process of step S202 (step S213). ).
このステップS213の後、欠陥検出手段146は、輝度差Pが影部影響量Qと一致するか否かを判断し(ステップS214)、略一致すると判断した場合、ステップS211の処理を実施する。すなわち、欠陥検出手段146は、暗欠陥候補となる画素に隣接する検査対象画素の輝度値が、この暗欠陥候補の画素と略同一の輝度値を有するため、この検査対象画素をも暗欠陥候補であると判断する。
After this step S213, the defect detection means 146 determines whether or not the luminance difference P matches the shadow area influence amount Q (step S214). If it is determined that they substantially match, the processing of step S211 is performed. That is, the
また、欠陥検出手段146は、このステップS214において、輝度差Pが影部影響量Qと略一致しないと判断した場合、輝度差Pが正の値であるか否かと判断する(ステップS215)。そして、このステップS215において、欠陥検出手段146は、輝度差Pが負の値であると判断した場合、ステップS211の処理を実施する。すなわち、欠陥検出手段146は、暗欠陥候補となる画素に隣接する検査対象画素の輝度値が、この暗欠陥画素よりも小さい値となるため、この検査対象画素をも暗欠陥候補であると判断する。
Further, when the
さらに、欠陥検出手段146は、このステップS215において、輝度差Pが正の値であると判断した場合、輝度差Pの絶対値が、影部影響量Qの絶対値よりも十分に大きい値であるか否かを判断する(ステップS216)。具体的には、欠陥検出手段146は、輝度差Pの絶対値が、ステップS202にて演算された輝度差Pの絶対値を中心とした所定範囲内の値となるか否かを判断する。このステップS216において、欠陥検出手段146は、輝度差Pの絶対値が、ステップS202にて演算された輝度差Pの絶対値を中心とした所定範囲内の値よりも小さいと判断した場合、ステップS211の処理を実施する。すなわち、欠陥検出手段146は、暗欠陥候補となる画素に隣接する検査対象画素の輝度値が、暗欠陥候補となる画素よりも大きい値となるが、通常部分に対応する画素と比べると輝度値が小さくなるため、この検査対象画素をも暗欠陥候補であると判断する。
一方、ステップS216にて、輝度差Pの絶対値が、ステップS202にて演算された輝度差Pの絶対値を中心とした所定範囲内の値となると判断した場合、欠陥検出手段146は、画素Mn+1が通常画素であると判断する。
Further, when the defect detection means 146 determines in this step S215 that the luminance difference P is a positive value, the absolute value of the luminance difference P is a value sufficiently larger than the absolute value of the shadow influence amount Q. It is determined whether or not there is (step S216). Specifically, the defect detection means 146 determines whether or not the absolute value of the luminance difference P is a value within a predetermined range centered on the absolute value of the luminance difference P calculated in step S202. In step S216, when the defect detection means 146 determines that the absolute value of the luminance difference P is smaller than a value within a predetermined range centered on the absolute value of the luminance difference P calculated in step S202, The process of S211 is performed. That is, the
On the other hand, if it is determined in step S216 that the absolute value of the brightness difference P is a value within a predetermined range centered on the absolute value of the brightness difference P calculated in step S202, the defect detection means 146 It is determined that Mn + 1 is a normal pixel.
そして、欠陥検出手段146は、ステップS203、ステップS210、およびステップS216の後、画素Mn+1が、欠陥がない正常な部分に対応する画素であると判断すると、走査変数nに1を加算し(ステップS217)、走査変数nがnmaxとなったか否かを判断する(ステップS218)。このステップS218において、n=nmaxではないと判断された場合、ステップS202の処理を実施する。これにより、走査方向に沿って隣接する検査対象画素に対して順次ステップS202〜ステップS216の欠陥検出処理を実施する。
そして、検査対象となる検査対象画素が検査領域100の端部に達し、ステップS205において、走査変数n=nmaxと判断されると、走査軸変数mに1を加算し(ステップS219)、走査軸変数mがmmaxになったか否かを判断する(ステップS220)。このステップS220において、m=mmaxではないと判断された場合、走査変数nを初期化し、すなわち走査変数nに1を設定して(ステップS221)、再びステップS202の処理を実施する。これにより、検査領域100内の全仮想走査線D上の検査対象○に対して、順次ステップS202〜ステップS216の欠陥検出処理を実施する。なお、欠陥処置手段○は、このステップS220の処理において、走査軸変数mがmmaxに達したと判断すると、一連の明欠陥検出処理を終了させる。
When the
When the inspection target pixel to be inspected reaches the end of the
〔暗欠陥検出処理〕
次に、上記欠陥検出装置1の欠陥検出方法におけるステップS115の暗欠陥検出処理について図面に基づいて説明する。図12は、欠陥検出装置1の欠陥検出動作における暗欠陥検出処理のフローチャートである。
なお、暗欠陥検出処理は、明欠陥検出処理と略同様の処理を実施するため、その説明を簡略化する。
[Dark defect detection processing]
Next, the dark defect detection process in step S115 in the defect detection method of the
The dark defect detection process is simplified since the process is substantially the same as the bright defect detection process.
暗欠陥検出処理では、欠陥検出手段146は、先ず、走査変数n、走査軸変数mを初期化し、n=nmax、m=1を設定する(ステップS301)。
そして、欠陥検出手段146は、M(n,m)に位置する画素Mnと、M(n-1,m)に位置する画素Mn−1との輝度差Pを算出する(ステップS302)。すなわち、欠陥検出手段146は、画素Mn―1の輝度値から、画素Mnの輝度値を減算した輝度差Pを算出する。
In the dark defect detection process, the defect detection means 146 first initializes the scanning variable n and the scanning axis variable m, and sets n = nmax and m = 1 (step S301).
Then, the defect detection means 146 calculates the luminance difference P between the pixel Mn located at M (n, m) and the pixel Mn-1 located at M (n−1, m) (step S302). That is, the
ここで、欠陥検出手段146は、輝度差Pが、例えば予め設定された影部影響量Qと略一致するか否かと判断する(ステップS303)。このステップS303において、欠陥検出手段146は、輝度差Pと影部影響量Qとの差が所定閾値以内である場合、略一致すると判断し、画素Mn-1は通常画素であると判断する。
Here, the defect detection means 146 determines whether or not the luminance difference P substantially matches, for example, a shadow influence amount Q set in advance (step S303). In step S303, when the difference between the luminance difference P and the shadow influence amount Q is within a predetermined threshold value, the
一方、ステップS303において、輝度差Pが影部影響量Qと一致しない場合、輝度差Pが負の値か否かを判断する(ステップS304)。
このステップS304において、欠陥検出手段146は、輝度差Pが負の値であると判断すると、画素Mn−1を暗欠陥として検出する(ステップS305)。
また、ステップS305の後、欠陥検出手段146は、走査変数nに1を減算して(ステップS306)、検査対象画素を移動させ、ステップS302の処理と同様に、輝度差Pを演算する(ステップS307)。
On the other hand, if the luminance difference P does not coincide with the shadow influence amount Q in step S303, it is determined whether the luminance difference P is a negative value (step S304).
In step S304, when the
After step S305, the
このステップS307の後、欠陥検出手段146は、輝度差Pが影部影響量Qと一致するか否かと判断し(ステップS308)、略一致すると判断した場合、ステップS305の処理を実施する。すなわち、欠陥検出手段146は、暗欠陥となる画素に隣接する検査対象画素の輝度値が、この暗欠陥の画素と略同一の輝度値を有するため、この検査対象画素をも暗欠陥であると判断する。
After this step S307, the defect detection means 146 determines whether or not the luminance difference P matches the shadow area influence amount Q (step S308). If it is determined that the brightness difference P substantially matches, the processing of step S305 is performed. That is, since the luminance value of the inspection target pixel adjacent to the pixel that is the dark defect has substantially the same luminance value as the pixel of the dark defect, the
また、欠陥検出手段146は、このステップS308において、輝度差Pが影部影響量Qと略一致しないと判断した場合、輝度差Pが正の値であるか否かと判断する(ステップS309)。そして、このステップS309において、欠陥検出手段146は、輝度差Pが負の値であると判断した場合、ステップS305の処理を実施する。すなわち、欠陥検出手段146は、暗欠陥となる画素に隣接する検査対象画素の輝度値が、この暗欠陥よりも小さい値となるため、この検査対象画素をも暗欠陥であると判断する。
Further, when the
さらに、欠陥検出手段146は、このステップS309において、輝度差Pが負の値であると判断した場合、輝度差Pの絶対値が、影部影響量Qの絶対値よりも十分に大きい値であるか否かを判断する(ステップS310)。具体的には、欠陥検出手段146は、輝度差Pの絶対値が、ステップS302にて演算された輝度差Pの絶対値を中心とした所定範囲内の値となるか否かを判断する。このステップS310において、欠陥検出手段146は、輝度差Pの絶対値が、ステップS302にて演算された輝度差Pの絶対値を中心とした所定範囲内の値よりも小さいと判断した場合、ステップS305の処理を実施する。すなわち、欠陥検出手段146は、暗欠陥となる画素に隣接する検査対象画素の輝度値が、暗欠陥となる画素よりも大きい値となるが、通常画素と比べると輝度値が小さい値となるため、この検査対象画素をも暗欠陥であると判断する。
一方、ステップS310にて、輝度差Pの絶対値が、ステップS302にて演算された輝度差Pの絶対値を中心とした所定範囲内の値となると判断した場合、欠陥検出手段146は、画素Mn−1が通常画素であると判断する。
Further, when the defect detection means 146 determines in this step S309 that the luminance difference P is a negative value, the absolute value of the luminance difference P is sufficiently larger than the absolute value of the shadow effect amount Q. It is determined whether or not there is (step S310). Specifically, the defect detection means 146 determines whether or not the absolute value of the luminance difference P is a value within a predetermined range centered on the absolute value of the luminance difference P calculated in step S302. In step S310, when the
On the other hand, when it is determined in step S310 that the absolute value of the luminance difference P is a value within a predetermined range centered on the absolute value of the luminance difference P calculated in step S302, the
ステップS304の処理の説明に戻り、欠陥検出手段146は、輝度差Pが負の値であると判断すると、画素Mn−1を明欠陥候補として検出する(ステップS311)。
このステップS311の後、欠陥検出手段146は、走査変数nに1を減算して(ステップS312)、検査対象画素を移動させ、ステップS302の処理と同様に、輝度差Pを演算する(ステップS313)。
Returning to the description of the processing in step S304, when the
After this step S311, the defect detection means 146
このステップS313の後、欠陥検出手段146は、輝度差Pが影部影響量Qと一致するか否かを判断し(ステップS314)、略一致すると判断した場合、ステップS311の処理を実施する。すなわち、欠陥検出手段146は、明欠陥候補となる画素に隣接する検査対象画素の輝度値が、この明欠陥候補の画素と略同一の輝度値を有するため、この検査対象画素をも明欠陥候補であると判断する。 After this step S313, the defect detection means 146 determines whether or not the luminance difference P matches the shadow portion influence amount Q (step S314). If it is determined that the brightness difference P substantially matches, the processing of step S311 is performed. That is, the defect detection means 146 has the luminance value of the pixel to be inspected adjacent to the pixel to be a bright defect candidate substantially the same as the pixel of the bright defect candidate. It is judged that.
また、欠陥検出手段146は、このステップS314において、輝度差Pが影部影響量Qと略一致しないと判断した場合、輝度差Pが負の値であるか否かと判断する(ステップS315)。そして、このステップS315において、欠陥検出手段146は、輝度差Pが負の値であると判断した場合、ステップS311の処理を実施する。すなわち、欠陥検出手段146は、明欠陥候補となる画素に隣接する検査対象画素の輝度値が、この明欠陥画素よりも大きい値となるため、この検査対象画素をも明欠陥候補であると判断する。
Further, when the
さらに、欠陥検出手段146は、このステップS315において、輝度差Pが正の値であると判断した場合、輝度差Pの絶対値が、影部影響量Qの絶対値よりも十分に大きい値であるか否かを判断する(ステップS316)。具体的には、欠陥検出手段146は、輝度差Pの絶対値が、ステップS302にて演算された輝度差Pの絶対値を中心とした所定範囲内の値となるか否かを判断する。このステップS316において、欠陥検出手段146は、輝度差Pの絶対値が、ステップS302にて演算された輝度差Pの絶対値を中心とした所定範囲内の値よりも小さいと判断した場合、ステップS311の処理を実施する。すなわち、欠陥検出手段146は、明欠陥候補となる画素に隣接する検査対象画素の輝度値が、明欠陥候補となる画素よりも小さい値となるが、通常部分に対応する画素と比べると輝度値が大きくなるため、この検査対象画素をも明欠陥候補であると判断する。
一方、ステップS316にて、輝度差Pの絶対値が、ステップS302にて演算された輝度差Pの絶対値を中心とした所定範囲内の値となると判断した場合、欠陥検出手段146は、画素Mn−1が通常画素であると判断する。
Further, when the defect detection means 146 determines in this step S315 that the luminance difference P is a positive value, the absolute value of the luminance difference P is sufficiently larger than the absolute value of the shadow effect amount Q. It is determined whether or not there is (step S316). Specifically, the defect detection means 146 determines whether or not the absolute value of the luminance difference P is a value within a predetermined range centered on the absolute value of the luminance difference P calculated in step S302. In step S316, when the
On the other hand, when it is determined in step S316 that the absolute value of the luminance difference P is a value within a predetermined range centered on the absolute value of the luminance difference P calculated in step S302, the
そして、欠陥検出手段146は、ステップS303、ステップS310、およびステップS316の後、画素Mn−1が、欠陥がない正常な部分に対応する通常画素であると判断すると、走査変数nに1を減算し(ステップS317)、走査変数nが1となったか否かを判断する(ステップS318)。このステップS318において、n=1ではないと判断された場合、ステップS302の処理を実施する。これにより、走査方向に沿って隣接する検査対象画素に対して順次ステップS302〜ステップS316の欠陥検出処理を実施する。
そして、検査対象となる検査対象画素が検査領域100の端部に達し、ステップS305において、走査変数n=1と判断されると、走査軸変数mに1を加算し(ステップS319)、走査軸変数mがmmaxになったか否かを判断する(ステップS320)。このステップS320において、m=mmaxではないと判断された場合、走査変数nを初期化し、すなわち走査変数nにnmaxを設定して(ステップS321)、再びステップS302の処理を実施する。これにより、検査領域100内の全仮想走査線D上の検査対象○に対して、順次ステップS302〜ステップS316の欠陥検出処理を実施する。なお、欠陥処置手段○は、このステップS320の処理において、走査軸変数mがmmaxに達したと判断すると、一連の明欠陥検出処理を終了させる。
When the
When the inspection target pixel to be inspected reaches the end of the
なお、上記欠陥検出装置1では、影部がないと判断された検査領域100に対して欠陥検出処理を実施する構成および欠陥検出方法についての説明は省略するが、実際は、これら影部がない検査領域100に対しても明欠陥および暗欠陥の検出処理を実施する。なお、この欠陥検出処理については、影の影響による輝度値の変化がないため、従来の欠陥検出方法により実施することが可能となる。
In the
〔欠陥検出装置の作用効果〕
上述したように、上記実施の形態の欠陥検出装置1では、撮像画像を複数の微小な検査領域100に分割し、これらの検査領域100の標準偏差を求め、この標準偏差が輝度閾値以下となる影部を有する検査領域100を検出する。そして、これらの検査領域100に影方向に沿った走査方向を設定し、この走査方向に沿って輝度値を比較し、欠陥に対応する画素(明欠陥、暗欠陥)を検出する。
影部の影方向と走査方向とを平行にすることで、影部の濃淡の変化に伴う輝度変化量を略一定にすることができる。したがって、この輝度変化量を差し引くことで、容易に影の濃淡の影響を除外できるので、影の影響による誤検出を防止でき、欠陥検出精度を向上させることができる。よって、ウエハなどに付着する異物などを良好に検出することができ、生産管理や製造性をより向上させることができる。
[Effects of defect detection device]
As described above, in the
By making the shadow direction of the shadow part parallel to the scanning direction, the amount of change in luminance accompanying the change in shade of the shadow part can be made substantially constant. Therefore, by subtracting this luminance change amount, the influence of shadow shading can be easily excluded, so that erroneous detection due to the influence of shadow can be prevented and defect detection accuracy can be improved. Therefore, foreign matter adhering to the wafer or the like can be detected well, and production management and manufacturability can be further improved.
また、領域分割手段142は、撮像画像に均等に水平線および垂直線を引き、微小な正方形状の複数の検査領域100に分割する。このため、各検査領域100における標準偏差の演算などの各種演算が容易に実施でき、処理負荷を軽減させることができる。また、複数の微小領域に分割することにより、各検査領域100内の影方向を一定方向に設定することができるため、影方向の認識や走査方向dの設定が容易に実施でき、各検査領域100内における影部の影響量も微小となるため、影部の影響をより適切に除外することができ、精度の良い欠陥検出を実施することができる。
In addition, the
そして、影方向判定手段145は、検査領域100の外周縁において、最大輝度画素101および最小輝度画素102を検出し、これらの最大輝度画素101および最小輝度画素102が検査領域100の中心点Oに対して点対称となる位置に存在すると判断すると、この最大輝度画素101から最小輝度画素102に向かう方向を影方向(影が徐々に濃くなる方向)とし、この影方向に沿って走査方向dを設定する。
検査対象物Xにおいて、エッジ部や凹部などがあり検査対象範囲に影が生じている場合、この検査対象範囲を微小な領域に分割すると、上記したように、影は所定の影方向に沿って濃淡が変化する。したがって、検査領域100内において、検査領域100の外周縁に配置される画素のいずれかに最も影の濃度が濃い部分(輝度も最も小さい画素)、影の濃度が淡い部分(輝度が最も大きい画素)が生じる。したがって、この最大輝度画素から最小輝度画素に向かう方向を走査方向dに設定することで、容易に影方向と略一致する走査方向dを設定することができ、走査方向dにおける影部影響量を略一定にすることができる。
Then, the shadow
In the inspection object X, when there is an edge portion or a concave portion and a shadow is generated in the inspection object range, when the inspection object range is divided into minute regions, as described above, the shadow is along a predetermined shadow direction. The shade changes. Accordingly, in the
また、欠陥検出手段146は、走査方向dに沿って、走査方向の正方向側の画素Mn+1の輝度値から負方向側の画素Mnの輝度値を減算した輝度差を演算することで明欠陥を検出し、逆走査方向の正方向側の画素の輝度値から負方向側の画素の輝度値を減算した輝度差を演算することで暗欠陥を検出する。
このため、明欠陥の検出において上記のように画素Mn+1の輝度値から画素Mnの輝度値を減算すると、影部の影響により徐々に輝度値が小さくなる傾向にある。これにより、通常画素では、輝度差は負の値となる。これに対して、明欠陥が存在する場合、明欠陥の輝度値が大きく正値側に変動するため、輝度差が正の値となる。したがって、欠陥検出手段146は、この輝度差が正の値となる画素を検出することで、容易に明欠陥を検出することができる。
また、暗欠陥の検出時も同様であり、暗欠陥の検出時では、画素Mnの輝度値から画素Mn−1の輝度値を減算すると、影部の影響により徐々に輝度差が大きくなる傾向にある。したがって、通常画素では、輝度差は正の値となる。これに対して、暗欠陥が存在する場合、暗欠陥の輝度値が大きく負値側に変動するため、輝度差が負の値となる。これにより、欠陥検出手段146は、この輝度差が負の値となる画素を検出することで、容易に暗欠陥を検出することができる。
Further, the
For this reason, when the luminance value of the pixel Mn is subtracted from the luminance value of the pixel Mn + 1 as described above in the detection of the bright defect, the luminance value tends to gradually decrease due to the influence of the shadow portion. Thereby, in a normal pixel, a luminance difference becomes a negative value. On the other hand, when there is a bright defect, the brightness value of the bright defect is large and fluctuates to the positive value side, so the brightness difference becomes a positive value. Therefore, the
The same applies to the detection of a dark defect. When a dark defect is detected, if the luminance value of the pixel Mn-1 is subtracted from the luminance value of the pixel Mn, the luminance difference tends to gradually increase due to the influence of the shadow portion. is there. Therefore, the luminance difference is a positive value in the normal pixel. On the other hand, when there is a dark defect, the luminance value of the dark defect is large and fluctuates to the negative value side, so the luminance difference becomes a negative value. Thereby, the defect detection means 146 can detect a dark defect easily by detecting the pixel from which this brightness | luminance difference becomes a negative value.
そして、影方向判定手段145は、最大輝度画素101および最小輝度画素102が点対称とならない位置に存在すると判断した場合、最大輝度対称画素103および最小輝度対称画素104を認識し、最大輝度画素101の輝度値および最大輝度対称画素103の輝度値の差分である第一輝度差、最小輝度画素102の輝度値および最小輝度対称画素104の輝度値の差分である第二輝度差を算出する。そして、影判定手段○は、第一輝度差が第二輝度差より小さい場合に、最大輝度画素101から最大輝度対称画素103に向かう方向を走査方向dとして設定し、第二輝度差が第一輝度差よりも小さい場合に、最小輝度対称画素104から最小輝度画素102に向かう方向を走査方向dとして設定する。
このため、検査領域100の外周縁に配置される検査対象画素のいずれかに明欠陥や暗欠陥がある場合、これらの欠陥部位に対応する画素では通常画素に比べて輝度値が著しく異なる値となる。一方、上述したように、微小な検査領域100内では、影方向が一定となるため、欠陥が無い場合は最大輝度画素101および最小輝度画素102は、互いに点対称となる位置に配置される。したがって、最大輝度画素101および最小輝度画素102が中心点Oに対して点対称関係とならない場合、一方が欠陥であると見なすことができる。よって、上記のように、第一輝度差および第二輝度差を演算すると、第一輝度差および第二輝度差のうち、欠陥画素により演算された一方は、影部の影響による輝度差を越える大きな値となる。すなわち、本発明のように、第一輝度差および第二輝度差のうち、値が小さい一方の画素間を影方向とし、走査方向を設定することで、影方向と略一致する方向に走査方向を設定することができ、影部の影響を除外した良好な欠陥検出を実施することができる。
When the shadow
For this reason, when any of the inspection target pixels arranged on the outer periphery of the
また、この時、欠陥検出手段146は、第一輝度差および第二輝度差のうち、値が大きい一方における最大輝度画素101または最小輝度画素102を欠陥として検出する。
このため、検査領域100の外周縁に欠陥画素がある場合でも、精度よく検出することができる。すなわち、上記したように、走査方向に沿って、隣接する画素との輝度差を演算する場合、欠陥画素が走査方向dの一端部(検出走査開始位置の端部)に位置していると、例えば画素の輝度値を閾値と比較するなど、別途欠陥検出方法が必要となる。これに対して、上記のような構成では、検査領域100の外周縁に存在する欠陥部位を容易に検出することができる。
At this time, the defect detection means 146 detects the
For this reason, even when there is a defective pixel on the outer periphery of the
さらに、欠陥検出手段146は、走査方向dに沿って明欠陥検出を実施する際、輝度差Pが影部影響量Qから影部影響量Qより小さい値に転じた場合、暗欠陥候補と見なし、その次の画素における明欠陥検出時に正の値が演算された場合でも、明欠陥として検出しない。同様に、逆走査方向−dに沿って、暗欠陥検出処理を実施する際、輝度差Pが影部影響量Qから影部影響量Qより大きい値に転じた場合、明欠陥候補とみなし、その次の画素における暗欠陥検出時に負の値が演算された場合でも、暗欠陥として検出しない。
このため、明欠陥検出処理時に、暗欠陥候補の影響により正の値が出る場合には、明欠陥として検出しないため、誤検出を防止できる。同様に、暗欠陥検出処理時に、明欠陥候補の影響により負の値が出る場合には、暗欠陥として検出せず、誤検出を防止することができる。したがって、影部の影響を除外したより正確な欠陥検出処理を実施できる。
Further, when performing the bright defect detection along the scanning direction d, the
For this reason, when a positive value is generated due to the influence of a dark defect candidate during the bright defect detection process, it is not detected as a bright defect, and thus erroneous detection can be prevented. Similarly, when a negative value appears due to the influence of a bright defect candidate during dark defect detection processing, it is not detected as a dark defect, and erroneous detection can be prevented. Therefore, a more accurate defect detection process excluding the influence of the shadow portion can be performed.
さらには、欠陥検出手段146は、走査方向dに沿って明欠陥検出を実施する際、輝度差Pが影部影響量Qから影部影響量Qより小さい値に転じた場合、暗欠陥候補と見なし、その次の画素における明欠陥検出時に影部影響量Qが演算された場合でも、この画素を暗欠陥候補として認識する。同様に、逆走査方向−dに沿って、暗欠陥検出処理を実施する際、輝度差Pが影部影響量Qから影部影響量Qより大きい値に転じた場合、明欠陥候補とみなし、その次の画素における暗欠陥検出時に影部影響量Qが演算された場合、明欠陥候補として認識する。
このため、輝度差Pとして影部影響量Qが演算された場合でも、上記ように、前の画素が明欠陥候補や暗欠陥候補と認識された場合は、これらの明欠陥候補や暗欠陥候補が連続すると認識することができる。したがって、暗欠陥候補の次の画素における明欠陥検出時において、輝度差Pとして正の値が演算された場合、明欠陥として認識せず、誤検出をより良好に防止することができる。同様に明欠陥候補の次の画素における暗欠陥検出時に輝度差Pとして負の値が演算された場合でも、暗欠陥として検出せず、誤検出をより良好に防止することができる。
Further, when performing the bright defect detection along the scanning direction d, the
For this reason, even when the shadow influence amount Q is calculated as the luminance difference P, if the previous pixel is recognized as a bright defect candidate or a dark defect candidate, as described above, these bright defect candidates and dark defect candidates. Can be recognized as continuous. Therefore, when a positive value is calculated as the luminance difference P at the time of detecting a bright defect in a pixel next to a dark defect candidate, it is not recognized as a bright defect, and erroneous detection can be better prevented. Similarly, even when a negative value is calculated as the luminance difference P when a dark defect is detected in a pixel next to a bright defect candidate, it is not detected as a dark defect, and erroneous detection can be prevented better.
そして、欠陥検出手段146は、明欠陥検出処理時に、輝度差Pとして、明欠陥を示す正の値が演算された後、次の画素の検出時に影部影響量Qが演算されると、この画素も明欠陥として検出する。同様に、欠陥検出手段146は、暗欠陥検出処理時に、輝度差Pとして、暗欠陥を示す負の値が演算された後、次の画素の検出時に影部影響量Qが演算されると、この画素も暗欠陥として検出する。このため、明欠陥や暗欠陥が連続する場合でも、正確にこれらの欠陥を検出することができ、欠陥検出精度をより向上させることができる。
Then, after the positive value indicating the bright defect is calculated as the luminance difference P during the bright defect detection process, the
[他の実施の形態]
なお、本発明は前述の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、改良などは本発明に含まれるものである。
[Other embodiments]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
例えば、上記実施の形態の欠陥検出装置1では、検査対象物Xとして、半導体ウエハなどの構造物を例示したが、例えば、液晶プロジェクタからスクリーン上に画像を投影させ、スクリーン上の画像を撮像部で撮像して液晶の欠陥画素を検出する構成としてもよい。この場合、スクリーン上の折り目や皺、撓みなどによる影部の影響を軽減させることができる。
For example, in the
また、欠陥検出手段146は、走査方向dに沿って通常画素における影部影響量を演算し、この影部影響量に基づいて、各画素における理想輝度値を演算する構成などとしてもよい。この構成では、演算された理想輝度値と、実際に各画素の輝度値との差分値を演算し、この差分値が理想輝度値よりも予め設定された所定値以上となる場合に明欠陥として検出し、差分値が理想輝度値よりも予め設定された所定値以下となる場合に暗欠陥として検出する。この場合でも、上記実施の形態と同様に、影部の影響を除外した欠陥検出を実施することができるとともに、明欠陥および暗欠陥の検出を同時に実施できるため、より効率よく欠陥を検出することができる。また、走査方向dに沿って、明欠陥と暗欠陥が隣接している場合や、検査領域100の外周縁の画素に対しても、欠陥を精度よく検出することができる。
Further, the
また、欠陥検出手段146は、明欠陥検出処理時、走査方向dに沿って各検査対象画素の欠陥検出を実施し、暗欠陥検出処理時、逆走査方向−dに沿って検査対象画素の欠陥検出を実施したが、例えば明欠陥検出処理時に逆走査方向−d、暗欠陥検出処理時に走査方向dに沿って処理する構成としてもよく、さらには、双方において同一方向に欠陥検出を実施する構成としてもよい。
暗欠陥検出処理を走査方向dに沿って検出する場合、輝度差Pが負の値であり、その絶対値が影部影響量Qの絶対値よりも所定値以上大きい場合に暗欠陥として検出する。このような構成にすることで、上記実施の形態と同様に暗欠陥を検出することができる。
Further, the
When the dark defect detection process is detected along the scanning direction d, a dark defect is detected when the luminance difference P is a negative value and the absolute value is larger than the absolute value of the shadow influence amount Q by a predetermined value or more. . With this configuration, dark defects can be detected as in the above embodiment.
その他、本発明の実施の際の具体的な構造および手順は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造などに適宜変更できる。 In addition, the specific structure and procedure for carrying out the present invention can be appropriately changed to other structures and the like within a range in which the object of the present invention can be achieved.
1…欠陥検出装置、3…撮像手段としての撮像部、100…検査領域、101…最大輝度画素、102…最小輝度画素、103…最大輝度対称画素、104…最小輝度対称画素、142…画像分割手段としての領域分割手段、143…標準偏差演算手段、144…欠陥候補領域検出手段としても機能する影部抽出手段、145…走査方向設定手段としても機能する影方向判定手段、146…欠陥検出手段、d…走査方向、−d…逆走査方向、O…検査領域の中心点、X…検査対象物。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記撮像画像を複数の検査領域に分割する画像分割手段と、
各検査領域内の検査対象画素の全ての輝度の標準偏差を演算する標準偏差演算手段と、
前記標準偏差が所定の領域標準偏差閾値以上となる領域を欠陥候補領域として検出する欠陥候補領域検出手段と、
前記欠陥候補領域に対して、影方向に沿った走査方向を設定する走査方向設定手段と、
前記走査方向に沿う各検査対象画素の輝度変化量を演算するとともに、この輝度変化量が所定の欠陥閾値以上となる検査対象画素を欠陥画素として検出する欠陥検出手段と、
を具備したことを特徴とした欠陥検出装置。 Imaging means for capturing an image of an inspection object and acquiring a captured image;
Image dividing means for dividing the captured image into a plurality of inspection regions;
A standard deviation calculating means for calculating the standard deviation of all the luminances of the inspection target pixels in each inspection region;
A defect candidate area detecting means for detecting an area where the standard deviation is equal to or greater than a predetermined area standard deviation threshold as a defect candidate area;
A scanning direction setting means for setting a scanning direction along a shadow direction for the defect candidate region;
Defect detection means for calculating a luminance change amount of each inspection target pixel along the scanning direction and detecting an inspection target pixel whose luminance change amount is a predetermined defect threshold or more as a defective pixel;
A defect detection apparatus comprising:
前記画像分割手段は、前記撮像画像の検査対象箇所に対して、水平方向および水平方向に直交する垂直方向に等分割し、これらの等分割された各領域を前記検査領域とする
ことを特徴とした欠陥検出装置。 In the defect detection apparatus according to claim 1,
The image dividing means equally divides the inspection target portion of the captured image into a horizontal direction and a vertical direction orthogonal to the horizontal direction, and each of the equally divided areas is set as the inspection area. Defect detection device.
前記走査方向設定手段は、前記欠陥候補領域の外周縁に配置される画素のうち、輝度が最大となる最大輝度画素、および輝度が最小となる最小輝度画素を検出し、これらの最大輝度画素および最小輝度画素が前記欠陥候補領域の中心点に対して点対称位置に位置する場合、これら最大輝度画素および最小輝度画素を結ぶ線方向を前記走査方向に設定する
ことを特徴とした欠陥検出装置。 In the defect detection apparatus according to claim 1 or 2,
The scanning direction setting means detects a maximum luminance pixel having the maximum luminance and a minimum luminance pixel having the minimum luminance among the pixels arranged at the outer peripheral edge of the defect candidate region, and these maximum luminance pixels and When the minimum luminance pixel is located at a point-symmetrical position with respect to the center point of the defect candidate area, a line direction connecting the maximum luminance pixel and the minimum luminance pixel is set as the scanning direction.
前記欠陥検出手段は、前記最大輝度画素から前記最小輝度画素に向かう前記走査方向に沿って走査して、前記輝度変化量が他の検査対象画素より大きい明欠陥を検出するとともに、前記最小輝度画素から前記最大輝度画素に向かう前記走査方向に沿って走査して、輝度が他の検査対象画素より小さい暗欠陥を検出する
ことを特徴とした欠陥検出装置。 The defect detection apparatus according to claim 3,
The defect detection means scans along the scanning direction from the maximum luminance pixel toward the minimum luminance pixel, detects a bright defect whose luminance change amount is larger than other inspection target pixels, and the minimum luminance pixel A defect detection apparatus that scans along the scanning direction from the pixel toward the maximum luminance pixel to detect a dark defect whose luminance is smaller than that of other inspection target pixels.
前記走査方向設定手段は、前記欠陥候補領域の外周縁に配置される画素から検出した前記最大輝度画素および前記最小輝度画素が、前記欠陥候補領域の中心点に対して点対称とならない場合、前記最大輝度画素の前記欠陥候補領域の中心点に対して点対称となる最大輝度対称画素、および前記最小輝度画素の前記欠陥候補領域の中心点に対して点対称となる最小輝度対称画素を検出して、前記最大輝度画素および前記最大輝度対称画素の輝度差、前記最小輝度画素および前記最小輝度対称画素の輝度差を演算し、前記最大輝度画素と前記最大輝度対称画素との画素間、および前記最小輝度画素と前記最小輝度対称画素との画素間のうち、前記輝度差の値が小さくなるいずれか一方の画素間を結ぶ方向を前記走査方向として設定する
ことを特徴とする欠陥検出装置。 In the defect detection apparatus according to claim 3 or claim 4,
The scanning direction setting means, when the maximum luminance pixel and the minimum luminance pixel detected from pixels arranged at the outer periphery of the defect candidate region are not point-symmetric with respect to the center point of the defect candidate region, Detect a maximum luminance symmetric pixel that is point symmetric with respect to the center point of the defect candidate area of the maximum luminance pixel, and a minimum luminance symmetric pixel that is point symmetric with respect to the center point of the defect candidate area of the minimum luminance pixel. Calculating a luminance difference between the maximum luminance pixel and the maximum luminance symmetric pixel, a luminance difference between the minimum luminance pixel and the minimum luminance symmetric pixel, and a pixel difference between the maximum luminance pixel and the maximum luminance symmetric pixel; and A direction connecting any one of the pixels between the minimum luminance pixel and the minimum luminance symmetric pixel where the value of the luminance difference is small is set as the scanning direction. A defect detection device.
前記欠陥検出手段は、前記最大輝度画素と前記最大輝度対称画素との画素間、および前記最小輝度画素と前記最小輝度対称画素との画素間のうち、前記輝度差の値が大きくなる画素間に対応する前記最大輝度画素および前記最小輝度画素のうちいずれか一方を欠陥画素として検出する
ことを特徴とした欠陥検出装置。 The defect detection apparatus according to claim 5,
The defect detection means includes a pixel having a larger value of the luminance difference among pixels between the maximum luminance pixel and the maximum luminance symmetric pixel and between the minimum luminance pixel and the minimum luminance symmetric pixel. One of the corresponding maximum luminance pixel and the minimum luminance pixel is detected as a defective pixel.
前記検査対象を撮像して撮像画像を取得し、
この撮像画像を複数の検査領域に分割し、
これらの検査領域内の検査対象画素の全ての輝度の標準偏差を演算し、
これらの演算された前記標準偏差が所定の領域標準偏差閾値以上となる領域を欠陥候補領域として検出し、
検出された前記欠陥候補領域に対して、走査方向を設定し、この走査方向に沿う各検査対象画素の輝度の変化を認識して、その輝度変化量を演算し、
この演算された輝度変化量が所定の欠陥閾値以上となる検査対象画素を欠陥画素として検出する
ことを特徴とした欠陥検出方法。 A defect detection method for detecting a defect to be inspected,
Image the inspection object to obtain a captured image,
This captured image is divided into a plurality of inspection areas,
Calculate the standard deviation of the brightness of all the pixels to be inspected in these inspection areas,
A region where the calculated standard deviation is equal to or greater than a predetermined region standard deviation threshold is detected as a defect candidate region,
For the detected defect candidate area, set the scanning direction, recognize the change in luminance of each pixel to be inspected along the scanning direction, calculate the amount of luminance change,
A defect detection method characterized by detecting, as a defective pixel, an inspection target pixel in which the calculated luminance change amount is equal to or greater than a predetermined defect threshold.
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