JP2010071892A - Pattern inspection method and pattern inspection device - Google Patents

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裕方 佐々本
Hiroki Sugihara
洋樹 杉原
Yoshinori Tokuda
義憲 徳田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a following problem with defect inspection on a circuit pattern using image processing: there is a risk that an error equating with one pixel occurs owing to displacement not larger than one pixel when an image is turned into a binarized image in image capturing and the error acts as a detection error when detecting whether any defect exists or not by comparison with standard data acquired by expanding/contracting image data serving as a reference. <P>SOLUTION: A pattern inspection device includes: a displacement measuring part 20 measuring, on the order of one pixel size or less, a positional error between image data on an inspected body and reference image data by using a specific domain of each of the respective groups of image data; and a rectifying part for rectifying the positioning of the yet-to-be-binarized image data on the order of sub-pixels. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、プリント基板回路パターン、LSI回路パターンの欠陥を画像処理により自動的に検査する回路パターンの検査方法および装置に関する。   The present invention relates to a circuit pattern inspection method and apparatus for automatically inspecting printed circuit board circuit patterns and LSI circuit pattern defects by image processing.

絶縁部材の上に導線のパターンを形成した回路パターンは、携帯電話といった電子機器の一般への普及と共に、急速に需要が高まっている。回路パターンは、それを用いる電子機器の性能や耐久性に影響を及ぼすため、電気的に設計通り結線されていることはもちろん、所定の寸法精度が要求される。   The demand for a circuit pattern in which a conductor pattern is formed on an insulating member is rapidly increasing with the spread of electronic devices such as mobile phones. Since the circuit pattern affects the performance and durability of an electronic device using the circuit pattern, the circuit pattern is not only electrically connected as designed, but also requires a predetermined dimensional accuracy.

そこで、回路パターンは作製後に全数検査し、所定のスペックを満足していることが確認される。ところで、回路パターンは、その種類も数も膨大になってきているため、できるだけ短時間に検査を終わらせる必要がある。   Therefore, all the circuit patterns are inspected after being manufactured, and it is confirmed that a predetermined specification is satisfied. By the way, since the types and number of circuit patterns have become enormous, it is necessary to complete the inspection in as short a time as possible.

従来この検査には、いくつかの方法が提案されている。線幅サブピクセル計測法と呼ばれる方法は、線幅を一定長毎に測定してゆき、前後数計測点からその間の線幅を決定し、基準幅に対しての良否を判断する方法である。この方法は、パターンピッチの1/10程度の分解能で検査が可能である。   Conventionally, several methods have been proposed for this inspection. A method called a line width sub-pixel measurement method is a method in which the line width is measured for every fixed length, the line width between them is determined from several measurement points before and after, and the quality with respect to the reference width is judged. This method can be inspected with a resolution of about 1/10 of the pattern pitch.

また、画像比較法は、2値化後の撮像データと良品データとの差分画像を求め、ある面積以上の差異部分を欠陥として求める方法である。この方法は、データを2値化しているため、計算速度は早くできる。   The image comparison method is a method of obtaining a difference image between the binarized imaging data and the non-defective product data and obtaining a difference portion having a certain area or more as a defect. Since this method binarizes data, the calculation speed can be increased.

この画像比較法では、検査対象物の画像データを取得する必要がある。そのために検査装置には、CCDイメージセンサあるいはITVカメラ等の2次元撮像装置を有している(特許文献1)。この撮像装置は検査対象物の画像を鮮明に取得するために、カメラ側からまたは検査対象物の裏側から光をあてる照明部を有している。
特開昭63−19541号公報
In this image comparison method, it is necessary to acquire image data of an inspection object. For this purpose, the inspection apparatus has a two-dimensional imaging apparatus such as a CCD image sensor or an ITV camera (Patent Document 1). This imaging apparatus has an illumination unit that applies light from the camera side or from the back side of the inspection object in order to obtain a clear image of the inspection object.
JP 63-19541 A

画像比較法では、検査対象物と良品の画像データの各画素を2値化して比較する。画素の2値化は、それぞれの画像データの情報量を減少させることによって、比較に要する時間を短くすることができる。   In the image comparison method, each pixel of the image data of the inspection object and the non-defective product is binarized and compared. Pixel binarization can shorten the time required for comparison by reducing the amount of information of each image data.

しかし、画素の2値化は、2値化のための閾値付近で、本来ならば値が1になるべき画素の値がゼロになったり、その逆が生じたりする量子化誤差が生じることがある。特に検査対象と良品の画像データを画素単位で比較する場合に、画像データにする際の位置のズレによってこの誤差が生じる。   However, pixel binarization may result in a quantization error in the vicinity of the threshold for binarization, in which the value of a pixel that should originally be 1 becomes zero or vice versa. is there. In particular, when comparing the image data of the inspection object and the non-defective product on a pixel basis, this error occurs due to a positional shift when the image data is used.

図11を参照してこのズレを説明する。図11(a)において、縦軸は輝度を表し、横軸は画素の位置を示す。符号500は画素の仕切りを表し、502は実際の画像を現す。画像比較法では画像をデジタルデータに変換するので、画素の仕切り毎に画像の輝度は数値化される。例えば8ビットや10ビットで数値化される(以後この数値を「輝度値」または「画素値」と呼ぶ。)。符号504は画素毎に数値化された数値点を表す。画素の2値化は、この数値を閾値と比較することによって1またはゼロを判定する。   This deviation will be described with reference to FIG. In FIG. 11A, the vertical axis represents luminance, and the horizontal axis represents the pixel position. Reference numeral 500 represents a partition of pixels, and 502 represents an actual image. In the image comparison method, since the image is converted into digital data, the luminance of the image is digitized for each pixel partition. For example, it is digitized by 8 bits or 10 bits (hereinafter, this numerical value is referred to as “luminance value” or “pixel value”). Reference numeral 504 represents a numerical point that is digitized for each pixel. Pixel binarization determines 1 or zero by comparing this number with a threshold.

図11(b)はこの2値化の様子を示す図である。縦軸は輝度値であるが、2値化では各画素には1若しくはゼロの値が与えられるので、「1」若しくは「0」を表すものと考えてよい。符号506は閾値である。例えば、輝度値508の画素は閾値506より大きいので2値化データは1となる。結果、2値画像データは符合510になる。   FIG. 11B is a diagram showing the state of binarization. Although the vertical axis represents the luminance value, in binarization, each pixel is given a value of 1 or zero, and may be considered to represent “1” or “0”. Reference numeral 506 is a threshold value. For example, since the pixel having the luminance value 508 is larger than the threshold value 506, the binarized data is 1. As a result, the binary image data has the code 510.

ここで、図11(c)のように、検査対象物と良品の画像データの間に1画素以下の位置ズレが生じた場合を考える。この結果図11(a)の輝度値512は図11(c)では、符号514の輝度値になる。これを2値化すると図11(d)のようになり、図11(b)と比較すると画素値1の画素が1画素分少なくなる。すなわち、画像の明るい領域と暗い領域の境では輝度値が閾値より小さくなったり、大きくなったりする。   Here, as shown in FIG. 11C, consider a case where a positional shift of one pixel or less occurs between the inspection object and the non-defective image data. As a result, the luminance value 512 in FIG. 11A becomes the luminance value denoted by reference numeral 514 in FIG. When this is binarized, the result is as shown in FIG. 11D, and the number of pixels having a pixel value of 1 is reduced by one pixel as compared with FIG. That is, the luminance value becomes smaller or larger than the threshold value at the boundary between the bright area and the dark area of the image.

この結果、検査対象物と良品の2値化された画像データの間ではプラスマイナス1画素の誤差が生じる。欠陥の有無を検査する場合は、良品の2値化された画像データを膨張若しくは縮小した標準データと検査対象物の画像データを比較する。膨張若しくは縮小は所定倍率で行われるため、この1画素の誤差は、数画素分の誤差となるおそれがあり、欠陥の検出精度を低下させるという課題があった。   As a result, an error of plus or minus one pixel occurs between the binarized image data of the inspection object and the non-defective product. When inspecting for the presence or absence of a defect, the standard data obtained by expanding or reducing the binarized image data of the non-defective product is compared with the image data of the inspection object. Since expansion or reduction is performed at a predetermined magnification, the error of one pixel may be an error of several pixels, and there is a problem that the detection accuracy of defects is lowered.

本発明のパターン検査方法は、上記の課題を解決すべく想到されたものである。すなわち、2値化する前に検査対象物と良品の画像データの位置ズレ量を1画素以下の精度で測定し、そのズレ量に基づいて検査対象物と良品の画像データの位置関係を修正する。その後2値化して膨張・縮小し比較する。   The pattern inspection method of the present invention has been conceived to solve the above problems. That is, before binarization, the positional deviation between the inspection object and the non-defective image data is measured with an accuracy of 1 pixel or less, and the positional relationship between the inspection object and the non-defective image data is corrected based on the deviation. . Then, binarize, expand and contract, and compare.

本発明では、2値化する前に検査対象の画像データと良品の画像データの間のズレ量を測定し、このズレ量に基づいて修正を行う。このため、1画素以下の位置ズレに起因する欠陥検出精度の低下を抑止し、欠陥検出の精度を向上させることができる。   In the present invention, the amount of deviation between the image data to be inspected and the non-defective image data is measured before binarization, and correction is performed based on this amount of deviation. For this reason, it is possible to suppress a decrease in defect detection accuracy due to a positional shift of one pixel or less and improve the accuracy of defect detection.

以下本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されることはなく、本発明の趣旨の範囲内で修正、変更することができる。   Embodiments of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these embodiments, and can be modified and changed within the scope of the gist of the present invention.

(実施の形態1)
図1に本実施形態のパターン検査装置1の構成図を示す。本発明のパターン検査装置1は、被検査物90を撮影し、検査画像データVdを出力する画像撮影部10と、良品の画像データである基準データVsdと、検査画像データVdが入力されズレ量ΔDを測定するズレ測定部20と、ズレ量ΔDに基づいて、検査画像データVdを修正し、修正された修正画像データEdを出力する修正部25と、修正された修正画像データEdを2値化し、2値修正画像データBEdを出力する2値化部30と、基準データVsdが入力され2値化された膨張データBsdxおよび縮小データBsdsを出力する膨張縮小部40と、それぞれのデータを記憶する記憶部80と、2値修正画像データBEdと膨張データおよび縮小データを比較し、それぞれの差分CdxとCdsを出力する演算部60と、差分に基づいて欠陥の有無を判定し結果を出力する判定部70を含む。また、出力端末88を含んでも良い。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a configuration diagram of a pattern inspection apparatus 1 of the present embodiment. The pattern inspection apparatus 1 according to the present invention captures an object 90 and outputs inspection image data Vd, reference data Vsd that is non-defective image data, and inspection image data Vd are input, and the amount of deviation A deviation measurement unit 20 that measures ΔD, a correction unit 25 that corrects the inspection image data Vd based on the deviation amount ΔD, and outputs the corrected image data Ed. The binarization unit 30 that outputs the binary corrected image data BEd, the expansion / reduction unit 40 that receives the reference data Vsd and outputs the binarized expansion data Bsdx and the reduction data Bsds, and stores the respective data Storage unit 80, binary corrected image data BEd, expansion data and reduced data are compared, and respective differences Cdx and Cds are output. A determination unit 70 that determines the presence or absence of a defect and outputs the result is included. An output terminal 88 may also be included.

被検査物90は回路パターンが形成されたプリント基板等が主となる。画像撮影部10は、カメラ11および照明12を含む。カメラ11はCCDなどの撮像素子とレンズによって構成される。撮像素子はリニアセンサや2次元センサを利用することができる。特に本発明では2次元エリアセンサを利用するのが好ましい。高速で検査画像データVdを作製することができるからである。   The inspection object 90 is mainly a printed circuit board on which a circuit pattern is formed. The image capturing unit 10 includes a camera 11 and an illumination 12. The camera 11 is composed of an imaging element such as a CCD and a lens. As the image sensor, a linear sensor or a two-dimensional sensor can be used. In particular, in the present invention, it is preferable to use a two-dimensional area sensor. This is because the inspection image data Vd can be produced at high speed.

被検査物90は照明12によって光を照らされる。カメラ11は被検査物90を撮影し、検査画像データVdを出力する。検査画像データVdは画素毎に階調値を有する1画面分のデジタルデータの集合である。   The inspection object 90 is illuminated by the illumination 12. The camera 11 images the inspection object 90 and outputs inspection image data Vd. The inspection image data Vd is a set of digital data for one screen having a gradation value for each pixel.

画像撮影部10以後の構成要素は、ハード的に構成することもできるが、ほとんどがMPU(Micro Processer Unit)等の演算器とメモリでおよび処理ソフトウェアによって実現される。そこで、本明細書ではこれらの部分をコンピュータの中のソフトウェアで実行される処理の単位を構成要素として説明を行う。なお、これらを1つの制御装置85として説明を行うが、制御装置85は複数の演算器から構成されていてもよい。   The components after the image capturing unit 10 can be configured in hardware, but most of them are realized by an arithmetic unit such as an MPU (Micro Processor Unit) and a memory, and by processing software. Therefore, in the present specification, these portions will be described using the units of processing executed by software in the computer as components. In addition, although these are demonstrated as one control apparatus 85, the control apparatus 85 may be comprised from the some calculator.

制御装置85の構成およびフローについて図1および図2を参照し概略を説明し、後に各構成要素について詳細な説明を行う。制御装置85がスタートすると(S100)、まず終了判定(S102)を行う。終了判定は、検査対象物の有無や人為的な割り込みによる強制停止命令であってもよい。終了の場合(S102でY分岐)は、ステップS116に進み、処理を停止する(S116)。   An outline of the configuration and flow of the control device 85 will be described with reference to FIGS. 1 and 2, and each component will be described in detail later. When the control device 85 starts (S100), an end determination (S102) is first performed. The end determination may be a compulsory stop command due to the presence or absence of an inspection object or an artificial interruption. In the case of completion (Y branch in S102), the process proceeds to step S116 and the process is stopped (S116).

処理が続行される場合(S102でN分岐)は、制御装置85には検査画像データVdが入力される(S104)。ズレ測定部20には、基準データVsdが予め記録されており、被検査物の検査画像データVdと基準データVsdの位置ズレ量を測定する(S106)。この際の測定には1画素以下の単位(以後「サブピクセル」と呼ぶ。)でズレ量を測定する。ズレ量はΔDとして出力される。   When the process is continued (N branch in S102), the inspection image data Vd is input to the control device 85 (S104). The reference data Vsd is recorded in advance in the deviation measuring unit 20, and the amount of positional deviation between the inspection image data Vd and the reference data Vsd of the inspection object is measured (S106). In this case, the amount of deviation is measured in units of one pixel or less (hereinafter referred to as “sub-pixel”). The deviation amount is output as ΔD.

検査画像データVdはまた修正部25にも入力される。修正部25は、ズレ量ΔDと検査画像データVdが入力され、ズレ量ΔDに基づいて画像データの位置修正を行う(S108)。位置修正された画像データは、修正画像データEdとして出力される。   The inspection image data Vd is also input to the correction unit 25. The correction unit 25 receives the shift amount ΔD and the inspection image data Vd, and corrects the position of the image data based on the shift amount ΔD (S108). The position-corrected image data is output as corrected image data Ed.

修正画像データEdは、2値化部30に入力され、2値修正画像データBEdとして出力される(S110)。2値修正画像データBEdは演算部60に送られる。   The corrected image data Ed is input to the binarizing unit 30 and output as binary corrected image data BEd (S110). The binary corrected image data BEd is sent to the calculation unit 60.

一方、基準画像データVsdは予め膨張縮小部40に入力される。膨張縮小部40は、基準画像データVsdを2値化した後、膨張処理を行った膨張標準データBsdxを、また縮小処理を行った縮小標準データBsdsを作製し出力する。これらの標準データは本パターン検査装置の記憶部80に記憶される。   On the other hand, the reference image data Vsd is input to the expansion / reduction unit 40 in advance. The expansion / reduction unit 40 binarizes the reference image data Vsd, and then generates and outputs the expansion standard data Bsdx subjected to the expansion process and the reduced standard data Bsds subjected to the reduction process. These standard data are stored in the storage unit 80 of the pattern inspection apparatus.

演算部60は、2値修正画像データBEdと、記憶部80からの標準データが入力され、標準データと2値修正画像データとの差分Cdx、Cdsを出力する(S112)。判定部70は、差分Cdx、Cdsに基づいて欠陥の有無を表わす結果Conを出力する(S114)。その後処理は再びS102に戻って終了判定を行う。   The arithmetic unit 60 receives the binary corrected image data BEd and the standard data from the storage unit 80, and outputs the differences Cdx and Cds between the standard data and the binary corrected image data (S112). The determination unit 70 outputs a result Con indicating the presence / absence of a defect based on the differences Cdx and Cds (S114). Thereafter, the process returns to S102 again to make an end determination.

次に図1の各部の詳細な処理フローについて説明を行う。ズレ測定部20は、基準画像データVsdと検査対象を画像撮影部10で撮影して得た検査画像データVdが入力される。ここで、検査画像データVdと基準画像データVsdは、検査画像データVdの取得時に検査対象がわずかに位置ズレが生じる場合がある。このようなズレが生じた際には、欠陥の検出精度が低下するおそれがあるのは上述したとおりである。   Next, a detailed processing flow of each unit in FIG. 1 will be described. The deviation measuring unit 20 receives the reference image data Vsd and the inspection image data Vd obtained by photographing the inspection object with the image photographing unit 10. Here, the inspection image data Vd and the reference image data Vsd may be slightly displaced from each other when the inspection image data Vd is acquired. As described above, when such a shift occurs, there is a possibility that the defect detection accuracy may be lowered.

この課題を解決するためには、基準画像データVsdと検査画像データVdの位置のズレを補正しなければならない。しかし、これらのデータを2値化してしまうと、サブピクセル単位の位置補正は出来ない。本発明では、2値化する前の基準画像データVsdと検
査画像データVdとの間でズレ量を測定し、そのズレ量に基づいて2値化前の画像データで位置補正を行う。
In order to solve this problem, the positional deviation between the reference image data Vsd and the inspection image data Vd must be corrected. However, if these data are binarized, position correction in units of subpixels cannot be performed. In the present invention, a deviation amount is measured between the reference image data Vsd before binarization and the inspection image data Vd, and position correction is performed on the image data before binarization based on the deviation amount.

図3を参照して、符号500は画素の区切りであり、符号502は画像である。基準画像データVsdが図3(a)のように画素が区切られているとする。もし、検査対象物の検査画像データVdが図3(b)のように区切られていると、2値化した際に検査画像データVdは、標準データVsdより1画素小さくなるのは図11に示した通りである。この補正は2値化後(図3(d))では補正できない。   Referring to FIG. 3, reference numeral 500 is a pixel delimiter, and reference numeral 502 is an image. Assume that the reference image data Vsd is divided into pixels as shown in FIG. If the inspection image data Vd of the inspection object is divided as shown in FIG. 3B, the inspection image data Vd becomes one pixel smaller than the standard data Vsd when binarized as shown in FIG. As shown. This correction cannot be corrected after binarization (FIG. 3D).

そこで、図3(a)と(c)の間のサブピクセル単位のズレ520を測定し、図3(e)のように、2値化前の検査画像データVdをサブピクセルの単位で位置のズレ量の補正を行う。   Therefore, the displacement 520 in units of subpixels between FIGS. 3A and 3C is measured, and the inspection image data Vd before binarization is positioned in units of subpixels as shown in FIG. Correct the deviation.

図4には、ズレ測定部の処理のフローを示す。この処理は図2のズレ計測(ステップS106)の処理である。処理の概要は、以下の通りである。基準画像データVsdと検査画像データVdの特定の領域を利用し、画素単位で予め決めておいた所定距離分だけそれぞれのデータをずらしながら、一致度を測定する。そして、一致度が最も高いズレ量の付近の輝度値若しくは全測定値を用いて、一致度の最も高くなる場合のズレ量をサブピクセルのオーダーで求める。   FIG. 4 shows a processing flow of the deviation measuring unit. This process is a process of deviation measurement (step S106) in FIG. The outline of the processing is as follows. Using specific areas of the reference image data Vsd and the inspection image data Vd, the degree of coincidence is measured while shifting each data by a predetermined distance determined in advance in units of pixels. Then, using the luminance value or all measured values in the vicinity of the amount of deviation with the highest degree of coincidence, the amount of deviation when the degree of coincidence becomes the highest is obtained in the order of subpixels.

なお、画像データは画素が2次元的に配列されたデータである。従ってそれぞれの画素は縦横方向の座標と画素が有する輝度値によって表すことができる。例えば画面の左下を原点として、横方向をx方向、縦方向をy方向とした時に、画素(x、y)が輝度値bを有する場合は、(x、y、b)などと表すことができる。   The image data is data in which pixels are two-dimensionally arranged. Accordingly, each pixel can be represented by the vertical and horizontal coordinates and the luminance value of the pixel. For example, when the pixel (x, y) has a luminance value b when the lower left corner of the screen is the origin, the horizontal direction is the x direction, and the vertical direction is the y direction, it may be expressed as (x, y, b) or the like. it can.

また、基準画像データVsdと検査画像データVdのどちらを移動させてもよいが、ここでは検査画像データVdを移動させるものとして説明を行う。   Further, either the reference image data Vsd or the inspection image data Vd may be moved, but here, the description will be made assuming that the inspection image data Vd is moved.

また、ここで特定の領域とは、画像データの任意の領域であってよいが、製品の辺や隅、若しくは中央部分に設けられた比較的単純なパターンを含む領域を選択するのが好ましい。製造上の困難性が少なく、欠陥が生じる虞が少ないので、位置合せをする箇所として好適であるからである。特定の領域は広くすると位置合せの精度は高まるが、計算量が多くなるので、検査に求められる処理時間によって適宜決めてよい。   Here, the specific area may be an arbitrary area of the image data, but it is preferable to select an area including a relatively simple pattern provided at the side, corner, or central portion of the product. This is because there are few manufacturing difficulties and there is little possibility of occurrence of defects, which is suitable as a position for alignment. If the specific area is widened, the accuracy of alignment increases, but the amount of calculation increases. Therefore, it may be appropriately determined according to the processing time required for the inspection.

以下の説明では検査画像データVdの特定領域をR、特定領域R中の座標(x、y)の画素をR(x,y)、その画素の輝度値をRxy、基準画像データVsdの特定領域をRsd、その特定領域Rsd中の座標(x,y)の画素をRsd(x,y)、その画素の輝度値をRsdxyで表す。すなわち、特定領域R中の画素は(x、y、Rxy)と表され、特定領域Rsd中の画素は(x、y、Rsdxy)と表される。また、簡単のために、ここでは特定領域を長方形の領域として説明する。   In the following description, the specific area of the inspection image data Vd is R, the pixel of the coordinates (x, y) in the specific area R is R (x, y), the luminance value of the pixel is Rxy, and the specific area of the reference image data Vsd Is represented by Rsd, a pixel at coordinates (x, y) in the specific region Rsd is represented by Rsd (x, y), and a luminance value of the pixel is represented by Rsdxy. That is, the pixel in the specific region R is represented as (x, y, Rxy), and the pixel in the specific region Rsd is represented as (x, y, Rsdxy). For the sake of simplicity, the specific area will be described as a rectangular area.

特定領域RおよびRsdは、それぞれ検査画像データVd上および基準画像データVsd上で長方形の四隅の座標(a1,b1)、(a2,b1)、(a1,b2)、(a2,b2)で表す。   The specific areas R and Rsd are represented by the coordinates (a1, b1), (a2, b1), (a1, b2), (a2, b2) of the four corners of the rectangle on the inspection image data Vd and the reference image data Vsd, respectively. .

図4のフローを具体的に説明する。処理がメインのステップS106で始まると(S200)、終了判定を行う(S202)。ここで終了判定は、予め定められた距離だけ画素単位で領域RまたはRsdを移動させ、以下の処理を行ったか否かである。具体的にはx方向にxからx+meまで移動させ、y方向にはyからy+neまで移動させるなどである。全ての距離を移動させながら以下の処理を終えた場合は、ズレ計算の処理に移る。なお、x方向の移動量はmで表す。なお、me、neはx方向、y方向の移動距離の最大値である。   The flow of FIG. 4 will be specifically described. When the process starts in the main step S106 (S200), an end determination is made (S202). Here, the end determination is whether or not the following processing has been performed by moving the region R or Rsd in units of pixels by a predetermined distance. Specifically, it is moved from x to x + me in the x direction and moved from y to y + ne in the y direction. When the following process is completed while moving all the distances, the process proceeds to a shift calculation process. The amount of movement in the x direction is represented by m. Note that me and ne are the maximum values of movement distances in the x and y directions.

領域の移動のさせ方には特に制限はなく、移動予定範囲の全ての座標について以下の処理を行わなくてもよい。すなわち、スキップした座標があっても構わない。ここでは、x方向に順次移動させ、x方向に移動し終わったら、y方向に1画素移動させ再びx方向に移動させる手順で説明を行う。従って、終了判定はy方向の移動量nがneになったか否かで判定する。   There is no particular limitation on how to move the area, and the following processing does not have to be performed for all coordinates in the planned movement range. That is, there may be skipped coordinates. Here, a description will be given of a procedure of sequentially moving in the x direction, and after moving in the x direction, moving one pixel in the y direction and moving in the x direction again. Accordingly, the end determination is made based on whether or not the movement amount n in the y direction has become ne.

継続する場合(ステップS202のN分岐)は、y方向(n)を1画素分インクリメントし、x方向(m)を初期値に設定する。次にx方向の終了判定を行う。すなわち、mがmeになったか否かで判定する。x方向の移動が終了した場合は、ステップに飛び、y方向の終了判定を受ける。   When continuing (N branch of step S202), the y direction (n) is incremented by one pixel, and the x direction (m) is set to an initial value. Next, the end determination in the x direction is performed. That is, the determination is made based on whether m becomes me. When the movement in the x direction ends, the process jumps to the step and receives the end determination in the y direction.

x方向の移動が終了してない場合は、領域Rをm画素だけx方向に移動させる。具体的には、領域R上の画素のx座標をx+mに書き換える。すなわち、ある輝度値Pを有する画素の座標が(x、y)である場合、その輝度値Pの座標は新たに(x+m、y)という新たな座標とする。そして領域Rと領域Rsd上で同じ座標にある画素同士の輝度値の一致度を求める。具体的には、領域内のすべてのuとvに対して、R(u、v)とRsd(u、v)の間で輝度値の一致度を求める。   If the movement in the x direction is not completed, the region R is moved in the x direction by m pixels. Specifically, the x coordinate of the pixel on the region R is rewritten to x + m. That is, when the coordinate of a pixel having a certain luminance value P is (x, y), the coordinate of the luminance value P is a new coordinate (x + m, y). Then, the degree of coincidence of the luminance values of the pixels at the same coordinates on the region R and the region Rsd is obtained. Specifically, for all u and v in the region, the degree of coincidence of luminance values is obtained between R (u, v) and Rsd (u, v).

一致度は対応する画素の輝度値が同じであれば、最も一致度が高くなる評価であれば、どのような方法でもよい。例えば正規化相関法などが好適に用いることができる。正規化相関法は一致度が高ければ評価値rが1.0に近づき一致度が低ければ−1.0に近づく。評価値rは、具体的には(1)式で求められる。   As long as the matching pixel has the same luminance value, any method may be used as long as the matching level is the highest. For example, a normalized correlation method can be suitably used. In the normalized correlation method, the evaluation value r approaches 1.0 if the degree of coincidence is high, and approaches -1.0 if the degree of coincidence is low. Specifically, the evaluation value r is obtained by the equation (1).

Figure 2010071892
・・・・・(1)
Figure 2010071892
(1)

ここでi、jは特定領域中の座標を表す。また、以下では、一致度は正規化相関法によるrで説明を進める。   Here, i and j represent coordinates in the specific area. In the following description, the degree of coincidence will be described using r by the normalized correlation method.

一致度を求めたら、検査画像データVdの移動距離(m,n)と評価値rを対応付けて記録する(S214)。そしてx方向をインクリメントし(S216)、処理をステップS208に戻す。   When the degree of coincidence is obtained, the movement distance (m, n) of the inspection image data Vd and the evaluation value r are recorded in association with each other (S214). Then, the x direction is incremented (S216), and the process returns to step S208.

このように、領域Rを移動させると、領域R上の画素R(x,y)は検査画像データVd上で移動する。そして、移動のたび毎に検査画像データVdと基準画像データVsdの異なる画素間の正規化相関値が計算される。   Thus, when the region R is moved, the pixel R (x, y) on the region R is moved on the inspection image data Vd. A normalized correlation value between different pixels of the inspection image data Vd and the reference image data Vsd is calculated for each movement.

ステップS202に戻って、y方向の移動距離nがneになったら(S202のY分岐)、計算した正規化相関値rを用いてズレ量を計算する(S218)。画像データは2次元データなので、ズレ量はx、y両方向の値を有する。ズレ量の計算は以下のようにして行う。   Returning to step S202, when the movement distance n in the y direction becomes ne (Y branch of S202), the amount of deviation is calculated using the calculated normalized correlation value r (S218). Since the image data is two-dimensional data, the deviation amount has values in both the x and y directions. The amount of deviation is calculated as follows.

ステップS218までの処理を終えたら、xおよびy方向の移動距離とそれに対する正規化相関値rが対応付けられたデータが残る。このデータを用いてrが最大となる移動距離を求めれば、その移動距離がすなわちズレ量である。具体的には移動距離と正規化相関値で(m,n,r)という3次元のデータを考え、正規化相関値rを補完する曲面の頂点に対するx座標とy座標を求める。補完の方法は、例えば勾配に基く方法や実験計画法、応答曲面近似といった方法を用いることができる。または、xまたはy方向のスプラインで補完するといった方法であっても良い。計算量を少なくすることができるからである。   When the processing up to step S218 is completed, data in which the movement distance in the x and y directions and the normalized correlation value r corresponding thereto are associated remains. If the movement distance that maximizes r is obtained using this data, the movement distance is the amount of deviation. Specifically, considering the three-dimensional data (m, n, r) of the movement distance and the normalized correlation value, the x coordinate and the y coordinate for the vertex of the curved surface that complements the normalized correlation value r are obtained. As a complementing method, for example, a gradient-based method, an experimental design method, a response surface approximation method, or the like can be used. Alternatively, a method of complementing with splines in the x or y direction may be used. This is because the amount of calculation can be reduced.

ズレ量は1画素以下のオーダー(サブピクセルのオーダー)で求める。すなわち、補完で求めるズレ量は少なくとも1画素以下のオーダーで求める。従ってズレ量ΔDは(m+Δm,n+Δn)と表される。なお、ここでΔmとΔnは1画素以下の距離である。ズレ量を出力したらメインに戻る(S220)。   The amount of deviation is obtained on the order of one pixel or less (subpixel order). That is, the amount of deviation obtained by complementation is obtained on the order of at least one pixel. Therefore, the deviation amount ΔD is expressed as (m + Δm, n + Δn). Here, Δm and Δn are distances of one pixel or less. When the amount of deviation is output, the process returns to the main (S220).

図2に戻って、次に画像データVdをズレ量分だけ移動させる(S108)。本実施の形態では、この工程が、ズレ量に基いて補正を行う工程に該当する。この処理は、検査画像データVd全体を画素単位のズレ量分(m,n)移動させた上で、サブピクセルオーダー(Δm,Δn)で輝度値を補間し、新たな輝度点を作成する。   Returning to FIG. 2, the image data Vd is then moved by the amount of deviation (S108). In the present embodiment, this step corresponds to a step of performing correction based on the amount of deviation. In this process, the entire inspection image data Vd is moved by the amount of deviation (m, n) in pixel units, and the luminance value is interpolated in the sub-pixel order (Δm, Δn) to create a new luminance point.

図5にこの工程のフローを示す。この処理がスタートすると(S230)、ズレ量ΔDを読み込む(S232)。ズレ量は(m+Δm,n+Δn)で表されるとする。次に検査画像データVdの全ての画素の座標値に(m,n)を加える(S234)。すなわち、検査画像データVd上で(x,y,b)で表された画素は(x+m,y+n,b)として表される。なお、検査画像データVdの境界付近では不足する画素若しくは、はみ出る画素が生じるが、予め広めに画像を撮影しておくことでこの過不足を吸収することができる。   FIG. 5 shows the flow of this process. When this process starts (S230), the deviation amount ΔD is read (S232). The amount of deviation is represented by (m + Δm, n + Δn). Next, (m, n) is added to the coordinate values of all the pixels of the inspection image data Vd (S234). That is, the pixel represented by (x, y, b) on the inspection image data Vd is represented as (x + m, y + n, b). Note that although there are insufficient pixels or protruding pixels in the vicinity of the boundary of the inspection image data Vd, this excess and deficiency can be absorbed by taking a wide image in advance.

次に全ての画像データVd中の画素において、(Δm,Δn)の点の輝度値を求める(S236)。この輝度値の求め方は特に限定されるものではないが、双2次補完法若しくは双3次補完法が好適に利用することができる。双2次補完法(バイリニア補完法)は、(Δm,Δn)の点の輝度値をこの点を囲む4点の輝度値に基いて求める方法である。また双3次補完法(バイキュービック補完法)はこの点を囲む16点の輝度値に基いて求める方法である。それぞれ(2)式、(3)式によって求められる。   Next, the luminance value of the point (Δm, Δn) is obtained for all the pixels in the image data Vd (S236). The method of obtaining the luminance value is not particularly limited, but a biquadratic interpolation method or a bicubic interpolation method can be preferably used. The biquadratic interpolation method (bilinear interpolation method) is a method for obtaining the luminance value of the point (Δm, Δn) based on the luminance values of the four points surrounding this point. The bi-cubic interpolation method (bicubic interpolation method) is a method for obtaining based on the luminance values of 16 points surrounding this point. It is calculated | required by (2) Formula and (3) Formula, respectively.

Figure 2010071892
・・・・・(2)
Figure 2010071892
(2)

なお、ここで、Cb(Δm,Δn)は(Δm,Δn)点での輝度値を表わす。また点(Δm,Δn)の周囲の4つの座標は(X,Y)、(X+1,Y)、(X+1,Y+1)、(X,Y+1)の4点である。
Here, Cb (Δm, Δn) represents the luminance value at the point (Δm, Δn). The four coordinates around the point (Δm, Δn) are four points (X, Y), (X + 1, Y), (X + 1, Y + 1), and (X, Y + 1).

Figure 2010071892
・・・・・(3)
Figure 2010071892
(3)

なお、f11乃至f44は点(Δm,Δn)の周囲の16点である。連続する数字の左側がx軸座標を表わし、右側がy軸座標を表わす。点(Δm,Δn)はf22、f32、f23、f33が囲む4角形の中に存在する点とする。   Note that f11 to f44 are 16 points around the point (Δm, Δn). The left side of consecutive numbers represents the x-axis coordinate, and the right side represents the y-axis coordinate. The point (Δm, Δn) is a point existing in a quadrangle surrounded by f22, f32, f23, and f33.

また、x1乃至y4は以下の関係がある。   X1 to y4 have the following relationship.

Figure 2010071892
・・・・・(4)
Figure 2010071892
(4)

また、h(t)はsinc関数を三次多項式で近似したもので、一般式は(5)式であらわされる。   H (t) is an approximation of the sinc function by a cubic polynomial, and the general formula is expressed by formula (5).

Figure 2010071892
・・・・・(5)
Figure 2010071892
(5)

ここでtは関数h()の変数であり、x1〜x4、y1〜y4である。   Here, t is a variable of the function h (), and is x1 to x4, y1 to y4.

次に、補完で求めた(Δm,Δn)の点を新たな座標(x,y)とする(S238)。すなわち、新たな座標の画素は、(x,y,Cb)で表される。これが修正画像データEdである。ここでCbは補完によって求められた新たな輝度値である。そしてメインに戻
る(S240)。なお、(Δm,Δn)の点を新たな座標(x,y)とする処理は、検査画像データVdをサブピクセル単位の距離を補間する工程である。
Next, the point of (Δm, Δn) obtained by complementation is set as a new coordinate (x, y) (S238). That is, the pixel of the new coordinate is represented by (x, y, Cb). This is the corrected image data Ed. Here, Cb is a new luminance value obtained by complementation. Then, the process returns to the main (S240). The process of setting the point (Δm, Δn) as a new coordinate (x, y) is a step of interpolating the distance of the inspection image data Vd in units of subpixels.

この処理によって、検査画像データVdを(m+Δm,n+Δn)だけ移動させた修正画像データEdを得ることができる。   By this processing, it is possible to obtain corrected image data Ed obtained by moving the inspection image data Vd by (m + Δm, n + Δn).

図1および2に戻って、次に修正画像データEdを2値化部で2値化する。図6は2値化処理のフローを示す。図1のステップS110がスタートすると(S250)、修正画像データEdを読み込み(S252)、終了判定を行う(S254)。ここで終了判定は修正画像データEdのすべての画素に対して以下の処理を行ったかで判定する。終了ならば(S252のY分岐)、メインルーチンに戻る(S264)。   Returning to FIGS. 1 and 2, the modified image data Ed is binarized by the binarization unit. FIG. 6 shows a flow of binarization processing. When step S110 in FIG. 1 starts (S250), the corrected image data Ed is read (S252), and an end determination is made (S254). Here, the end determination is made based on whether or not the following processing has been performed on all the pixels of the corrected image data Ed. If completed (Y branch of S252), the process returns to the main routine (S264).

そうでなければ(S254のN分岐)、画素を示すパラメータをインクリメントし(S256)、全ての画素に対して予め定められた閾値Thbとの比較を行う(S258)。Ed(x,y)がThbが大きければ(S258のY分岐)、2値修正画像データBEd(x、y)の輝度値を最大値Imaxとし、とし、そうでなければ(S258のN分岐)、2値修正画像データBEd(x、y)の輝度値を最小値Iminとする。そして再び、ステップS254に戻る。このように補償画像データEdを2値化したデータを、2値修正画像データBEdとして得ることができる。なお、ImaxおよびIminは任意に設定することができるが、Imaxを1、Iminをゼロとしてもよい。   Otherwise (N branch in S254), the parameter indicating the pixel is incremented (S256), and all the pixels are compared with a predetermined threshold Thb (S258). If Ed (x, y) is large (Y branch of S258), the luminance value of the binary corrected image data BEd (x, y) is set to the maximum value Imax, and otherwise (N branch of S258). The luminance value of the binary corrected image data BEd (x, y) is set to the minimum value Imin. And it returns to step S254 again. Thus, the data obtained by binarizing the compensation image data Ed can be obtained as the binary corrected image data BEd. Although Imax and Imin can be set arbitrarily, Imax may be 1 and Imin may be zero.

図1に戻って、本発明のパターン検査装置は、基準画像データVsdを読み込んで2値化し、膨張・縮小処理を行った標準データを作成する膨張縮小部を有する。膨張処理とは、2値化された画像データにおいて、輝度値が最大値を有する画素の周囲1画素の範囲の輝度値を最大値Imaxに変えることで、輝度値が最大の画素と輝度値が最小値Iminの画素の境界を輝度値が最大の画素が広がるように操作する処理である。縮小処理とは、膨張処理と逆で、輝度値がIminの画素が広がるように操作することである。このようにして作製された標準データは記憶部80に記録される。   Returning to FIG. 1, the pattern inspection apparatus of the present invention has an expansion / reduction unit that reads standard image data Vsd, binarizes it, and creates standard data that has undergone expansion / reduction processing. The dilation processing is to change the luminance value in the range of one pixel around the pixel having the maximum luminance value to the maximum value Imax in the binarized image data, so that the pixel having the maximum luminance value and the luminance value are changed. This is a process of manipulating the boundary of the pixel having the minimum value Imin so that the pixel having the maximum luminance value spreads. The reduction process is an operation opposite to the expansion process and is performed so that pixels having a luminance value of Imin are expanded. The standard data thus produced is recorded in the storage unit 80.

演算部60は、2値化部30から2値修正画像データBEdが入力され、記憶部80から標準データを読み込む。そして、2値修正画像データBEdと標準データとの間で演算を行う。ここで2値修正画像データは、2値化する前にサブピクセル単位で基準画像データと位置合せを行っているので、2値化された画像データである2値修正画像データと、基準画像データを2値化した画像データに基づいて作成された標準データ同士を直接比較しても画素を量子化する際の誤差はほとんどなくなっている。図7および図8にはこの処理のフローを示す。   The arithmetic unit 60 receives the binary corrected image data BEd from the binarizing unit 30 and reads standard data from the storage unit 80. Then, calculation is performed between the binary corrected image data BEd and the standard data. Here, since the binary corrected image data is aligned with the reference image data in units of sub-pixels before being binarized, the binary corrected image data that is binarized image data and the reference image data Even if the standard data created based on the binarized image data is directly compared with each other, there is almost no error in quantizing the pixels. 7 and 8 show the flow of this process.

図7を参照して、図2の差分計算(S112)がスタートしたら(S270)、まず、2値修正画像データBEdと膨張標準データBsdxを読み込む(S272)。そして終了判定(S274)を行う。ここで終了判定は、両画像データの全ての画素について以下の演算が行われたか否かである。終了した場合は(S274のY分岐)、次の縮小標準データとの処理であるステップS290へ移る(S282)。継続する場合は(S274のN分岐)、画素を示すパラメータであるxとyをインクリメントする(S276)。   Referring to FIG. 7, when the difference calculation (S112) in FIG. 2 is started (S270), first, binary corrected image data BEd and expansion standard data Bsdx are read (S272). Then, an end determination (S274) is performed. Here, the end determination is whether or not the following calculation has been performed for all the pixels of both image data. If completed (Y branch of S274), the process proceeds to step S290, which is processing with the next reduced standard data (S282). When continuing (N branch of S274), x and y which are parameters indicating pixels are incremented (S276).

次に2値修正画像データBEdと膨張標準データBsdxの間の差分を求める(S278)。膨張標準データは、検査画像データを修正し、2値化した2値修正画像データよりパターン部分が大きくなっているので、この演算を行えば、全ての画素の値はゼロ又は正になるはずである。しかし、検査画像データの画素のうち、結果が負となる画素があればその画素は予定されたパターンからはみ出た部分を構成する画素と考えられる。   Next, a difference between the binary corrected image data BEd and the expansion standard data Bsdx is obtained (S278). Since the expansion standard data has a pattern portion larger than the binary corrected image data obtained by correcting the inspection image data and binarized, if this operation is performed, the values of all pixels should be zero or positive. is there. However, if there is a pixel whose result is negative among the pixels of the inspection image data, the pixel is considered to be a pixel constituting a portion that protrudes from the planned pattern.

そこで、その結果が負である場合は(S278のY分岐)、差分Cdxをインクリメントする(S280)。結果が正の場合(S278のN分岐)は何も処理をせずステップS274の終了判定に戻る。なお、上記の演算は2値修正画像データBEdと膨張標準データBsdxの輝度値の大小を比較してもよい。図7のステップS278では上記の差分を求める演算を大小比較として示した。   Therefore, if the result is negative (Y branch of S278), the difference Cdx is incremented (S280). If the result is positive (N branch in S278), no processing is performed and the process returns to the end determination in step S274. In the above calculation, the magnitudes of the brightness values of the binary corrected image data BEd and the expanded standard data Bsdx may be compared. In step S278 of FIG. 7, the calculation for obtaining the difference is shown as a size comparison.

この結果差分Cdxには、検査画像データVdの中で膨張標準データBsdxの範囲からはみ出した部分の画素の個数がカウントされることとなる。   As a result, the difference Cdx counts the number of pixels in the portion of the inspection image data Vd that protrudes from the range of the expansion standard data Bsdx.

図8を参照して、膨張標準データとの差分演算が終了したら、次に縮小標準データとの差分演算を行う。このフローは、図7の膨張標準データBsdxを縮小標準データBsdsに変えた処理である。違いは、ステップS298において、2値修正画像データBEdと縮小標準データBsdsの輝度値の大小比較にある。ここでは縮小標準データの画素の輝度値が2値修正画像データの画素の輝度値より大きい場合に差分Cdsをインクリメントする(S300)。   Referring to FIG. 8, when the difference calculation with the expansion standard data is completed, the difference calculation with the reduced standard data is performed next. This flow is processing in which the expansion standard data Bsdx in FIG. 7 is changed to the reduced standard data Bsds. The difference lies in the comparison of the brightness values of the binary corrected image data BEd and the reduced standard data Bsds in step S298. Here, when the luminance value of the pixel of the reduced standard data is larger than the luminance value of the pixel of the binary corrected image data, the difference Cds is incremented (S300).

縮小標準データは検査画像データより小さいパターンとして作製されているので、その縮小標準データの画素の輝度値の方が、2値修正画像データの画素の輝度値より大きいということは、予定されたパターンより小さい箇所があることを意味する。この結果差分Cdsには、検査画像データVdの中で縮小標準データBsdsより小さくなった部分の画素の個数がカウントされることとなる。   Since the reduced standard data is created as a pattern smaller than the inspection image data, the luminance value of the pixel of the reduced standard data is larger than the luminance value of the pixel of the binary corrected image data. It means that there is a smaller part. As a result, the difference Cds counts the number of pixels in the inspection image data Vd that are smaller than the reduced standard data Bsds.

なお、膨張標準データ、縮小標準データとの差異を求める処理について、処理時間に余裕のある場合は、いわゆるラベリング処理を差分画像に実施し、各欠陥部分の面積を求め、この面積がある閾値を越えた部分を欠陥とするとより精度の良い検査が可能である。   As for the process for obtaining the difference between the expansion standard data and the reduction standard data, if there is a margin in the processing time, a so-called labeling process is performed on the difference image, the area of each defective portion is obtained, and a threshold with this area is set. If the part beyond the boundary is regarded as a defect, a more accurate inspection is possible.

図1に戻って、差分CdxおよびCdsは、演算部60から判定部70に入力される。判定部70では、差分CdxおよびCdsを所定の閾値と比較し、欠陥であるか否かについての結論Conを出力する。この結果Conには、差分Cdx、Cdsが含まれていても良いし、検査対象を特定する情報が含まれていても良い。   Returning to FIG. 1, the differences Cdx and Cds are input from the calculation unit 60 to the determination unit 70. The determination unit 70 compares the differences Cdx and Cds with a predetermined threshold value, and outputs a conclusion Con regarding whether or not it is a defect. As a result, Con may include differences Cdx and Cds, or may include information for specifying an inspection target.

以上のように本実施の形態では、検査画像データVdと基準画像データVsdの位置のズレ量をサブピクセル単位で測定し、検査画像データVdを2値化するまえに基準画像データVsdとをズレ量に基づいて位置を補正し、その後2値化したデータ同士を比較演算するので、画像データにする際の量子化誤差が極めて少ないパターン検査を行うことができる。   As described above, in the present embodiment, the displacement amount between the positions of the inspection image data Vd and the reference image data Vsd is measured in units of subpixels, and the reference image data Vsd is shifted before the inspection image data Vd is binarized. Since the position is corrected based on the amount, and then binarized data is compared and calculated, pattern inspection with very little quantization error when converting to image data can be performed.

(実施の形態2)
実施の形態1では、検査画像データを2値化する前にズレ量を補正した。しかし、この処理方法では、2値化する前の検査画像データ全域をズレ量に基づいて補正する必要がある。ズレ量の測定は、画像データの特定の領域について行うため、それほど大きな計算量は必要としない。しかし、検査画像データ全体を補正するには、画素の座標を書き換えた(画素を移動させることに相当する)後に、さらに1画素中に新たな輝度点を内挿計算で求める必要がある。個々の被検査物をパターン検査する度事に、検査画像データの全ての点についてこの計算を行うのは、検査に時間がかかることを意味する。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the shift amount is corrected before the inspection image data is binarized. However, in this processing method, it is necessary to correct the entire inspection image data before binarization based on the shift amount. Since the amount of deviation is measured for a specific area of image data, a large amount of calculation is not required. However, in order to correct the entire inspection image data, it is necessary to obtain a new luminance point in one pixel by interpolation after rewriting the coordinates of the pixel (corresponding to moving the pixel). Performing this calculation for all points in the inspection image data every time a pattern inspection is performed on an individual inspection object means that the inspection takes time.

そこで、本実施の形態では、予めサブピクセル分移動させておいた基準画像データに基づいて標準データを作成しておき、ズレ量のサブピクセル分に相当する標準データを選択し演算することで、検査全体の計算時間を低減させるものである。   Therefore, in the present embodiment, by creating standard data based on the reference image data that has been moved in advance by the sub-pixel, and selecting and calculating the standard data corresponding to the sub-pixel of the deviation amount, It reduces the calculation time of the entire inspection.

本実施の形態のパターン検査装置2を図9に示す。図1と同じ部分については、説明を省略する。本実施の形態では、画像撮影部10から得た検査画像データVdをズレ測定部20に出力すると共に、2値化部30にも出力する。ズレ測定部20には基準画像データVsdが予め入力されており、検査画像データVdとの間でズレ量ΔDを計測するのは、実施形態1の場合と全く同じである。   A pattern inspection apparatus 2 according to the present embodiment is shown in FIG. Description of the same parts as those in FIG. 1 is omitted. In the present embodiment, the inspection image data Vd obtained from the image photographing unit 10 is output to the deviation measuring unit 20 and also output to the binarizing unit 30. The reference image data Vsd is input to the deviation measuring unit 20 in advance, and the amount of deviation ΔD with respect to the inspection image data Vd is measured in exactly the same manner as in the first embodiment.

しかし、ズレ量に基づいて検査画像データVdを修正する処理は行わず、検査画像データVdを直接2値画像データBdに変換する。   However, the process of correcting the inspection image data Vd based on the deviation amount is not performed, and the inspection image data Vd is directly converted into binary image data Bd.

一方、標準データの準備は実施の形態1とは異なる。まず、基準画像データVsdは修正部25に入力される。そして修正部25には、予め定められた基準ズレ量ΔDsdkが設定されている。基準ズレ量は、予め決めたサブピクセル単位のズレ量である。すなわち、被検査物に対してパターン検査を行う前に、所定のサブピクセル距離だけ位置をズラした基準画像データを作製しておき、それに基づいて標準データを作製しておく。   On the other hand, the preparation of standard data is different from that of the first embodiment. First, the reference image data Vsd is input to the correction unit 25. The correction unit 25 is set with a predetermined reference deviation amount ΔDsdk. The reference deviation amount is a deviation amount in a predetermined sub-pixel unit. That is, before pattern inspection is performed on an object to be inspected, reference image data whose position is shifted by a predetermined sub-pixel distance is created, and standard data is created based on the reference image data.

基準ズレ量ΔDsdkは、サブピクセルに相当する距離であれば、特に制限はない。例えばx軸方向に0.5画素分移動させる基準ズレ量ΔDsd1、y方向に0.5画素分移動させた基準ズレ量ΔDsd2、そしてxおよびy方向にそれぞれ0.5画素分移動させた基準ズレ量ΔDsd3などが考えられる。なお、ズレ量を表すΔDsdkの最後のkは番号を表す変数として使用している。   The reference deviation amount ΔDsdk is not particularly limited as long as it is a distance corresponding to a subpixel. For example, a reference shift amount ΔDsd1 moved by 0.5 pixels in the x-axis direction, a reference shift amount ΔDsd2 moved by 0.5 pixels in the y direction, and a reference shift moved by 0.5 pixels in the x and y directions, respectively. An amount ΔDsd3 or the like can be considered. Note that the last k of ΔDsdk representing the amount of deviation is used as a variable representing a number.

それぞれの基準ズレ量に対して作製される修正基準画像データは、ΔDsd1、2、3に対してそれぞれ修正基準画像データEsd1、Esd2、Esd3である。もちろん、これより細かい基準ズレ量ΔDskを設定してもよい。   The corrected reference image data created for each reference deviation amount is corrected reference image data Esd1, Esd2, and Esd3 for ΔDsd1, 2, and 3, respectively. Of course, a reference deviation amount ΔDsk smaller than this may be set.

修正部25で作製された修正基準画像データEsdkは、膨張縮小部40に入力される。そしてそれぞれの修正基準画像データ毎に膨張標準データBEsdxkと縮小標準データBEsdskが作製され、記憶部80に記憶される。上記の例ではBEsdx1乃至BEsdx3およびBEsds1乃至BEsds3などである。これらの標準データは微小修正標準データと呼ぶ。   The correction reference image data Esdk produced by the correction unit 25 is input to the expansion / reduction unit 40. Then, the expansion standard data BEsdxk and the reduced standard data BEsdsk are created for each correction reference image data and stored in the storage unit 80. In the above example, BEsdx1 to BEsdx3, BEsds1 to BEsds3, and the like. These standard data are called minute correction standard data.

位置合せ部50は、2値画像データVsdとズレ量ΔDが入力される。位置合せ部50は、ズレ量ΔDのサブピクセルに該当する距離に最も近い基準ズレ量を決め、その基準ズレ量で作製された標準データを記憶部80から取得する。そして、ズレ量ΔDの画素単位の距離に相当する距離だけ標準データ若しくは2値画像データを移動させ、差分を演算部60にて行う。   The alignment unit 50 receives the binary image data Vsd and the shift amount ΔD. The alignment unit 50 determines a reference deviation amount that is closest to the distance corresponding to the sub-pixel of the deviation amount ΔD, and obtains standard data created with the reference deviation amount from the storage unit 80. Then, the standard data or the binary image data is moved by a distance corresponding to the pixel unit distance of the shift amount ΔD, and the difference is performed by the calculation unit 60.

差分Cdx、Cdsは実施形態1と同じように得ることができ、その差分に基づいて結果Conを求めることができるのも実施の形態1と同じである。   The differences Cdx and Cds can be obtained in the same manner as in the first embodiment, and the result Con can be obtained based on the difference as in the first embodiment.

図10に本実施の形態のフローを示す。本実施の形態のパターン検査装置の処理がスタートすると(S400)、終了判定を行う(S402)。終了判定の条件等は実施の形態1と同じでよい。画像撮影部10によって検査画像データVdを取り込み(S404)、ズレ計測を行い(S406)、同時に2値化を行う(S408)。ここではズレ計測および2値化を並列処理として記載したが、順番に行っても良い。   FIG. 10 shows a flow of the present embodiment. When the process of the pattern inspection apparatus of the present embodiment starts (S400), an end determination is made (S402). The conditions for determining termination may be the same as in the first embodiment. Inspection image data Vd is captured by the image photographing unit 10 (S404), displacement measurement is performed (S406), and binarization is performed simultaneously (S408). Here, deviation measurement and binarization are described as parallel processing, but they may be performed in order.

ズレ量を計測した後、そのズレ量ΔDに基づいて標準データを選択する。この選択方法はズレ量ΔDのサブピクセル部分と、基準ズレ量ΔDsdの距離が最も短いものを選択するのが好適である。   After measuring the amount of deviation, standard data is selected based on the amount of deviation ΔD. In this selection method, it is preferable to select the sub-pixel portion having the shift amount ΔD and the shortest distance between the reference shift amount ΔDsd.

ズレ量は実施の形態1で説明したように、(m+Δm,n+Δn)と表される。ここで、mおよびnは画素数若しくは画素数に対応する距離である。ΔmおよびΔnは、サブピクセル若しくはサブピクセル分の距離に相当する。今基準ズレ量ΔDsdkを(Δxsd1、Δysd1)、・・・・、(Δxsdk、Δysdk)とする。ΔxsdkおよびΔysdkはそれぞれサブピクセル若しくはサブピクセルに相当する距離である。すると、ズレ量のサブピクセル部分である(Δm,Δn)と基準ズレ量の距離Lengは(6)式で表される。   As described in the first embodiment, the deviation amount is expressed as (m + Δm, n + Δn). Here, m and n are the number of pixels or a distance corresponding to the number of pixels. Δm and Δn correspond to subpixels or distances corresponding to subpixels. The reference deviation amount ΔDsdk is now (Δxsd1, Δysd1),..., (Δxsdk, Δysdk). Δxsdk and Δysdk are subpixels or distances corresponding to subpixels, respectively. Then, (Δm, Δn) which is the sub-pixel portion of the deviation amount and the distance Leng of the reference deviation amount are expressed by Expression (6).

Figure 2010071892
・・・・・(6)
Figure 2010071892
(6)

この距離Lengが最も小さくなる基準ズレ量によって修正され膨張・縮小した標準データを選択する。   Standard data which is corrected and expanded / reduced by the reference shift amount at which the distance Leng is the smallest is selected.

次に、ここで選択された膨張標準データBsdxkと縮小標準データBsdskをズレ量ΔDの画素値分だけ移動させる(S412)。画素値分の移動とは、上記の例でズレ量が(m+Δm,n+Δn)で表される場合は、(−m,−n)だけ移動に対応する。この処理は、予めサブピクセルの距離だけ移動させておいた基準画像データから標準データを作製しておき、検査画像データと基準画像データのサブピクセル分のズレを、予め作製しておいた所定のサブピクセル分だけ移動させて作製した標準データで補正しようとするものである。すなわち、本実施の形態では、このステップS410およびS412がズレ量に基づいた補正をする工程に該当する。   Next, the expansion standard data Bsdxk and the reduction standard data Bsdsk selected here are moved by the pixel value of the shift amount ΔD (S412). The movement of the pixel value corresponds to the movement of (−m, −n) when the amount of deviation is represented by (m + Δm, n + Δn) in the above example. In this process, standard data is created from reference image data that has been moved by a distance of subpixels in advance, and the subpixel misalignment between the inspection image data and the reference image data is preliminarily created in advance. The correction is to be made with standard data produced by moving the subpixels. In other words, in the present embodiment, steps S410 and S412 correspond to a process of performing correction based on the amount of deviation.

選択された標準データと2値画像データの比較および差分の計算は実施の形態1と同じである。   Comparison of the selected standard data and binary image data and calculation of the difference are the same as in the first embodiment.

本実施の形態では、実施の形態1の場合のように検査画像データVdをサブピクセル単位の移動をさせる必要がない。従って、実施の形態1より計算量が少なくてすみ、被検査物を高速にパターン検査することができる。   In the present embodiment, it is not necessary to move the inspection image data Vd in units of subpixels as in the case of the first embodiment. Therefore, the calculation amount is smaller than that of the first embodiment, and the pattern inspection can be performed on the inspection object at high speed.

本発明は回路パターンの自動欠陥検査に好適に利用することができる。   The present invention can be suitably used for automatic defect inspection of circuit patterns.

本発明のパターン検査装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the pattern inspection apparatus of this invention. パターン検査装置の処理のフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of a process of a pattern inspection apparatus. 画像データの量子化の際の1画素分の誤差を2値化前の画像データで修正する本発明の原理を説明する図である。It is a figure explaining the principle of this invention which corrects the error for 1 pixel in the case of quantization of image data with the image data before binarization. ズレ量を検出する処理のフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of the process which detects deviation | shift amount. 検査画像データVdの位置をズレ量分だけ修正する処理を説明する図である。It is a figure explaining the process which corrects the position of test | inspection image data Vd by the amount of deviation | shift. 2値化処理のフローを説明する図である。It is a figure explaining the flow of a binarization process. 膨張標準データと検査画像データの差分を求める処理のフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of the process which calculates | requires the difference of expansion | swelling standard data and test | inspection image data. 縮小標準データと検査画像データの差分を求める処理のフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of the process which calculates | requires the difference of reduction standard data and test | inspection image data. 本発明の実施の形態2のパターン検査装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the pattern inspection apparatus of Embodiment 2 of this invention. 実施の形態2のパターン検査装置の処理のフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of a process of the pattern inspection apparatus of Embodiment 2. FIG. 画像データの量子化の際に1画素分の誤差の発生を説明する図である。It is a figure explaining generation | occurrence | production of the error for 1 pixel in the case of quantization of image data.

符号の説明Explanation of symbols

1、2 パターン検査装置
10 画像撮影部
20 ズレ測定部
30 2値化部
40 膨張縮小部
50 位置合せ部
60 演算部
70 判定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 Pattern test | inspection apparatus 10 Image pick-up part 20 Deviation measuring part 30 Binarization part 40 Expansion / reduction part 50 Positioning part 60 Calculation part 70 Determination part

Claims (7)

被検査物を撮影しその画像データを2値化した2値画像データと、基準となる画像データを2値化し膨張若しくは縮小した標準データを比較し欠陥を検出するパターン検査方法であって、
前記被検査物の画像データと前記基準となる画像データの一部の領域同士を比較し、サブピクセルの精度で前記画像データ同士のズレ量を検出する工程と、
前記ズレ量に基づいた補正をする工程を含むパターン検査方法。
A pattern inspection method for detecting a defect by comparing binary image data obtained by photographing an inspection object and binarizing the image data and standard data obtained by binarizing and expanding or reducing the reference image data,
Comparing the image data of the object to be inspected and a partial area of the reference image data, and detecting a shift amount between the image data with sub-pixel accuracy;
A pattern inspection method including a step of performing correction based on the shift amount.
前記ズレ量を検出する工程は、前記被検査物の画像データと前記基準となる画像データのいずれかを画素単位で移動させ、移動毎に前記被検査物の画像データと前記基準となる画像データの正規化相関係数を求める工程と、
前記正規化相関係数を補間して1画素以下の精度のズレ量を求める工程を含む請求項1に記載されたパターン検査方法。
The step of detecting the shift amount includes moving either the image data of the inspection object or the reference image data in units of pixels, and the image data of the inspection object and the reference image data for each movement. Obtaining a normalized correlation coefficient of
The pattern inspection method according to claim 1, further comprising a step of interpolating the normalized correlation coefficient to obtain a deviation amount with an accuracy of 1 pixel or less.
前記補正をする工程は、
前記被検査物の画像データを前記ズレ量だけ移動させる工程である請求項1または2の何れかの請求項に記載されたパターン検査方法。
The step of performing the correction includes
The pattern inspection method according to claim 1, wherein the pattern inspection method is a step of moving image data of the inspection object by the amount of deviation.
前記移動させる工程は、
前記被検査物の画像データをピクセル単位の距離を移動させる工程と、
前記被検査物の画像データをサブピクセル単位の距離を補間する工程とを含む請求項3に記載されたパターン検査方法。
The moving step includes
Moving the image data of the inspected object by a distance in pixels;
The pattern inspection method according to claim 3, further comprising a step of interpolating a distance in sub-pixel units from the image data of the inspection object.
前記サブピクセル単位の距離を補間する工程は、双三次補間法を用いる補間である請求項4に記載されたパターン検査方法。 5. The pattern inspection method according to claim 4, wherein the step of interpolating the distance in units of subpixels is interpolation using a bicubic interpolation method. 前記標準データは、
前記基準となる画像データをサブピクセル単位の距離を補間し、2値化した後膨張若しくは縮小した微小修正標準データを有し、
前記補正をする工程は、
前記ズレ量のうちサブピクセルのズレ量に相当する前記微小修正標準データを選択する工程と、
前記ズレ量のうちピクセル単位のズレ量に相当する距離だけ前記微小修正標準データを移動させる工程である請求項1または2の何れかの請求項に記載されたパターン検査方法。
The standard data is
Interpolating the distance of sub-pixel unit of the reference image data, binarized, and then expanded or reduced micro-corrected standard data,
The step of performing the correction includes
A step of selecting the minute correction standard data corresponding to a shift amount of a sub-pixel among the shift amounts;
3. The pattern inspection method according to claim 1, wherein the pattern correction method is a step of moving the minute correction standard data by a distance corresponding to a shift amount in pixel units of the shift amount.
被検査物を撮影しその画像データ出力する撮影部と、
基準となる画像データと前記画像データからズレ量を測定するズレ測定部と、
前記画像データを2値化した2値画像データを出力する2値化部と、
前記基準となる画像データを予め定めたサブピクセル分の距離だけ修正し、2値化した後膨張若しくは縮小した微小修正標準データが記録された記憶部と、
前記ズレ量のうちサブピクセル分に最も近い距離だけ修正された前記微小修正標準データを選択し、前記微小修正標準データを前記ズレ量のうちピクセル分に相当する距離を移動させる位置合せ部と、
前記移動された微小修正標準データと前記2値画像データを比較し差分を求める演算部と、
前記差分に基づいて欠陥の有無を判断する判定部を有するパターン検査装置。
A photographing unit for photographing the inspection object and outputting the image data;
A reference image data and a deviation measuring unit for measuring a deviation amount from the image data;
A binarization unit that outputs binary image data obtained by binarizing the image data;
A storage unit in which the reference image data is corrected by a distance corresponding to a predetermined sub-pixel, and the binary data is expanded or reduced, and then a minute correction standard data is recorded.
An alignment unit that selects the minute correction standard data that is corrected by a distance closest to the sub-pixel among the deviation amount, and moves the minute correction standard data by a distance corresponding to the pixel among the deviation amount; and
An arithmetic unit for comparing the moved minute correction standard data and the binary image data to obtain a difference;
The pattern inspection apparatus which has the determination part which determines the presence or absence of a defect based on the said difference.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107248151A (en) * 2017-04-20 2017-10-13 深圳市智能机器人研究院 A kind of LCD panel intelligent detecting method and system based on machine vision
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