JP2660560B2 - Defect inspection method - Google Patents

Defect inspection method

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、工業製品の周期性パターンの欠陥を検査す
る方法に関する。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for inspecting a periodic pattern of an industrial product for defects.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

周期性パターンを有する工業製品には、カラーテレビ
用ブラウン管用シャドウマスクやカラー撮像装置用色分
解フィルタ、液晶表示パネル用カラーフィルタ、電子管
用メッシュ状電極、VDTフィルタ、濾過装置用メッシュ
フィルタ、ロータリエンコーダ、リニアエンコーダ、IC
用フォトマスク、フレネルレンズ、レンチキュラーレン
ズなどがある。これらは、あるときは一定の光学的性
質、形状をもつ単位パターンが1次元方向、或いは2次
元方向に規則的に繰り返し配列され、またあるときはそ
の光学的性質、形状及び1次元方向、2次元方向の配列
ピッチが徐々に変化しながら単位パターンが配列された
ものである。このような工業製品では、周期性パターン
の形状、大きさ、位置などに起因する光学的性質の不均
一性により生ずる欠陥が問題になる。そこで、この欠陥
を検査する方法として、例えば特開昭61−256237号公報
や特開昭62−201335号公報等の提案がある。
Industrial products with periodic patterns include shadow masks for CRTs for color televisions, color separation filters for color imaging devices, color filters for liquid crystal display panels, mesh electrodes for electron tubes, VDT filters, mesh filters for filtration devices, and rotary encoders. , Linear encoder, IC
Photomask, Fresnel lens, lenticular lens, etc. In some cases, unit patterns having certain optical properties and shapes are regularly and repeatedly arranged in a one-dimensional direction or a two-dimensional direction. The unit patterns are arranged while the arrangement pitch in the dimensional direction gradually changes. In such an industrial product, defects caused by non-uniformity of optical properties due to the shape, size, position, and the like of the periodic pattern become a problem. Therefore, as a method of inspecting this defect, there are proposed, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 61-256237 and 62-201335.

従来の周期性パターン検査方法は、一般にその周期性
パターンを構成する単位パターンの形状、大きさ、配列
ピッチ、又は色などの要素を専用の測定器で測定するも
のであり、裸眼や顕微鏡を用いるため、検査効率(生産
効率)や検査精度、信頼性等に問題を有している。これ
に対して、上記の提案は、画像入力装置により複数の画
素に分割してフレーム単位の画像データを得、ここから
ランダムノイズやシェーディング成分、ノイズなどを除
去して製品の良、不良を判定するようにしたものであ
り、以て、良、不良の自動判定を可能にし、検査精度、
信頼性および生産効率の向上を図っている。
The conventional periodic pattern inspection method generally measures elements such as the shape, size, arrangement pitch, or color of a unit pattern constituting the periodic pattern with a dedicated measuring instrument, and uses the naked eye or a microscope. Therefore, there are problems in inspection efficiency (production efficiency), inspection accuracy, reliability, and the like. On the other hand, in the above proposal, image data is divided into a plurality of pixels by an image input device to obtain image data in units of frames, and random noise, shading components, noise, etc. are removed therefrom to judge whether the product is good or bad. This makes it possible to automatically determine good or bad,
Improving reliability and production efficiency.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、上記の方法では、撮像した画像データ
に対して、画像データを得る段階で生じたランダムノイ
ズ成分や光源の輝度分布に起因するシェーディング成分
および光学系又は製品に付着した汚れに起因するパルス
性のノイズなどの固定ノイズを除去するなど、所定の処
理を行った後、所定の閾値と比較して欠陥を検出してい
るため、照明ムラや解像度分布があると、画面内で一定
の感度が得られないという問題がある。また、ワーク
(被検査試料)に小周期の透過率変動などがあると、こ
れらの変動を欠陥として多数検出してしまうという問題
がある。
However, in the above-described method, for a captured image data, a random noise component generated at a stage of obtaining the image data, a shading component caused by a luminance distribution of a light source, and a pulse characteristic caused by dirt attached to an optical system or a product. After performing predetermined processing, such as removing fixed noise such as noise, a defect is detected by comparing it with a predetermined threshold.If there is uneven illumination or resolution distribution, a certain sensitivity within the screen There is a problem that it cannot be obtained. Further, when the work (sample to be inspected) has a short-period change in transmittance or the like, there is a problem that many such changes are detected as defects.

本発明は、上記の課題を解決するものであって、検出
感度を安定化し、検出ムラを少なくした欠陥検出方法を
提供することを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide a defect detection method that stabilizes detection sensitivity and reduces detection unevenness.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

そのために本発明は、被検査試料の周期性パターンの
欠陥を検査する欠陥検査方法であって、検査領域を撮影
して得られる画像データから欠陥や周期ムラにより生じ
る変動分信号を取り出し、該変動分信号を平滑フィルタ
処理して一定の閾値を加えることにより検出閾値分布を
求め、該検出閾値分布と前記変動分信号との比較処理に
より欠陥を検出することを特徴とするものである。
Therefore, the present invention relates to a defect inspection method for inspecting a periodic pattern of a sample to be inspected for defects in a periodic pattern. It is characterized in that a detection threshold distribution is obtained by applying a certain threshold value by performing a smoothing filter process on the minute signal and a defect is detected by comparing the detection threshold distribution with the variation signal.

〔作用〕[Action]

本発明の欠陥検出方法では、検査領域を撮影して得ら
れる画像データから欠陥や周期ムラにより生じる変動分
信号を取り出し、該変動分信号を平滑フィルタ処理して
一定の閾値を加えることにより検出閾値分布を求めるの
で、検出閾値分布は、周期ムラのある部分で大きくなる
が、欠陥で相対的に小さくなる。したがって、このよう
な閾値分布を用いて欠陥の検出処理を行うと、周期ムラ
の部分は欠陥として検出されることがなくなり、検出精
度を上げることができる。
In the defect detection method of the present invention, a detection signal is obtained by extracting a variation signal caused by a defect or period unevenness from image data obtained by photographing an inspection area, performing a smoothing filter process on the variation signal, and adding a certain threshold. Since the distribution is obtained, the detection threshold distribution becomes large in a portion having the periodic unevenness, but becomes relatively small in a defect. Therefore, when the defect detection processing is performed using such a threshold distribution, the portion of the periodic unevenness is not detected as a defect, and the detection accuracy can be improved.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例について説明
する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明に係る欠陥検出方法の1実施例を説明
するための図、第2図は本発明に係る欠陥検出方法を実
施する装置の1例を示すブロック図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining one embodiment of a defect detection method according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing one example of an apparatus for implementing the defect detection method according to the present invention.

本発明の欠陥検出方法を説明する前に、まず、装置の
概要を第2図により説明する。
Before describing the defect detection method of the present invention, an outline of the apparatus will be described first with reference to FIG.

第2図において、1はカメラ、2は画像処理部、3は
制御部、4はディスプレイ、5は駆動機構、6は被検査
試料、7は拡散板、8はランプ、9は電源、10はXYステ
ージを示す。電源9、ランプ8、拡散板7は、所謂透過
照明部を構成し、電源9によりランプ8が点灯され、そ
の放射光により拡散板7を通して被検査試料6が照明さ
れる。この照明がなされた状態で被検査試料6の検査領
域を撮影するのがカメラ1である。XYステージ10は、被
検査試料6の検査領域を移動するものであり、制御部3
の制御によりXYステージ10が駆動される。画像処理部2
は、カメラ1で撮影されたビデオ信号を入力してA/D変
換し、検査領域に対応付けてフレームメモリに格納し以
下の如き所定の処理を行うものである。
In FIG. 2, 1 is a camera, 2 is an image processing unit, 3 is a control unit, 4 is a display, 5 is a driving mechanism, 6 is a sample to be inspected, 7 is a diffusion plate, 8 is a lamp, 9 is a power source, and 10 is Shows the XY stage. The power supply 9, the lamp 8, and the diffusion plate 7 constitute a so-called transmission illumination unit. The lamp 8 is turned on by the power supply 9, and the sample 6 to be inspected is illuminated through the diffusion plate 7 by the emitted light. The camera 1 captures an image of the inspection area of the sample 6 to be inspected in this illuminated state. The XY stage 10 moves the inspection area of the sample 6 to be inspected.
Control drives the XY stage 10. Image processing unit 2
Is for inputting a video signal captured by the camera 1, A / D converting the video signal, storing the video signal in a frame memory in association with an inspection area, and performing a predetermined process as described below.

いま、第1図(a)に示すように被検査試料6の検出
ラインl上に欠陥部Aと周期ムラ部Bがあるとする。こ
のような検出ラインlでは、まず、被検査試料6を微小
移動させると同図(b)の、に示すような画像デー
タを取り込むことができる。そこで、これらを減算処理
すると同図(b)のに示す信号が得られ、さらに、こ
の信号を微分処理するとに示すような低周波成分を除
いた欠陥や周期ムラ等の信号が得られる。先に説明した
従来のものは、この信号に対して単に閾値を設定して
欠陥を検出しようとするものであり、その結果、同図
(b)のに示すように欠陥部Aだけでなく周期ムラ部
Bも多数検出してしまうという問題があった。
Now, it is assumed that there is a defective portion A and a periodic unevenness portion B on the detection line 1 of the sample 6 to be inspected as shown in FIG. In such a detection line 1, first, when the sample 6 to be inspected is slightly moved, image data as shown in FIG. Therefore, when these signals are subtracted, a signal shown in FIG. 4B is obtained. Further, when this signal is differentiated, a signal such as a defect or periodic unevenness excluding low frequency components is obtained as shown in FIG. The conventional device described above attempts to detect a defect by simply setting a threshold value with respect to this signal. As a result, as shown in FIG. There is a problem that a large number of uneven portions B are also detected.

本発明では、上記の如き従来の処理と異なり、同図
(b)に示す信号から同図(c)のに示すような信
号の絶対値を取る。そして、この絶対値信号から平滑
フィルタ処理により、に示すような近傍領域における
小周期の画素データの変化の大きさを求め、さらに所定
値αを加えることによりに示すような閾値分布を得
る。このようにして生成した閾値分布は、図から明らか
なように周期ムラなどにより画像データが変動している
部分で大きく、変動の少ない部分では小さい値となる。
これに対して、独立した微小欠陥は平滑化によって影響
が大幅に小さくなる。このため、に示す絶対値信号に
対してに示す閾値分布を比較処理すると、、に示
すように小周期の変動は検出せずに、欠陥部を検出する
事ができる。
In the present invention, unlike the conventional processing as described above, the absolute value of the signal shown in FIG. 3C is obtained from the signal shown in FIG. Then, from the absolute value signal, the magnitude of the change of the pixel data in the short period in the neighboring area as shown by the following is obtained by the smoothing filter processing, and the threshold value distribution as shown by the addition by adding the predetermined value α is obtained. The threshold distribution generated in this manner has a large value in a portion where image data fluctuates due to period unevenness and the like, and has a small value in a portion where the fluctuation is small, as is apparent from FIG.
On the other hand, the effect of independent minute defects is significantly reduced by smoothing. For this reason, when the threshold distribution shown in the comparison process is compared with the absolute value signal shown in the diagram, the defective portion can be detected without detecting the fluctuation of the short period as shown in the diagram.

なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものでは
なく、種々の変形が可能である。上記の実施例では、被
検査試料の画像データを得る光学系に透過照明部を使っ
たが、工業製品の周期性パターンの欠陥が画像データと
して得られる光学系であれば、被検査試料を照明してそ
の散乱光により撮像する光学系その他の光学系を採用し
てもよい。また、被検査試料を微小移動させて2つの画
像データ、を取り込み、これらを減算処理し、さら
に微分処理したが、被検査試料の欠陥や周期ムラ等に対
応してに示すようにある大きさを有する変動分信号が
得られる処理であれば、これとは異なる処理を行っても
よい。例えば被検査試料の欠陥や周期ムラ等に対応した
高周波成分の信号を整流したり、要するに被検査試料の
欠陥や周期ムラ等に対応するに示すような変動分信号
からに示すような閾値分布信号が得られればよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. In the above embodiment, the transmission illumination unit is used for the optical system for obtaining the image data of the sample to be inspected. However, if the optical system is for obtaining the defect of the periodic pattern of the industrial product as the image data, the sample to be inspected is illuminated. Then, an optical system for capturing an image using the scattered light or another optical system may be employed. In addition, two samples of image data are captured by slightly moving the sample to be inspected, these are subtracted, and further differentiated. However, the size of the sample is determined as shown in FIG. A different process may be performed as long as the process can obtain a fluctuation signal having the following. For example, a threshold distribution signal such as a rectification of a signal of a high frequency component corresponding to a defect or a periodic unevenness of a sample to be inspected or a variation signal corresponding to a defect or a periodic unevenness of the sample to be inspected. Should be obtained.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、変
化部を検出した信号に対して平滑フィルタ処理を行い、
この信号を基に閾値分布を求めて比較処理するので、周
囲の画像データ変化に対してより大きな変化を示す画素
を欠陥として検出することができる。したがって、シェ
ーディング、解像度分布などによる感度分布が補正され
る他、製品のムラを欠陥として検出する事も防止でき、
安定で高感度な検査が実施できる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, a signal that has detected a changed portion is subjected to a smoothing filter process,
Since the threshold distribution is obtained based on this signal and the comparison process is performed, a pixel showing a larger change with respect to a change in surrounding image data can be detected as a defect. Therefore, in addition to correcting the sensitivity distribution due to shading, resolution distribution, etc., it is possible to prevent the unevenness of the product from being detected as a defect.
Stable and highly sensitive inspection can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明に係る欠陥検出方法の1実施例を説明す
るための図、第2図は本発明に係る欠陥検出方法を実施
する装置の1例を示すブロック図である。 1……カメラ、2……画像処理部、3……制御部、4…
…ディスプレイ、5……駆動機構、6……被検査試料、
7……拡散板、8……ランプ、9……電源、10……XYス
テージ。
FIG. 1 is a diagram for explaining one embodiment of a defect detection method according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing one example of an apparatus for implementing the defect detection method according to the present invention. 1 camera 2 image processing unit 3 control unit 4
... display, 5 ... drive mechanism, 6 ... sample to be inspected,
7 ... Diffusion plate, 8 ... Lamp, 9 ... Power supply, 10 ... XY stage.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】被検査試料の周期性パターンの欠陥を検査
する欠陥検査方法であって、検査領域を撮影して得られ
る画像データから欠陥や周期ムラにより生じる変動分信
号を取り出し、該変動分信号を平滑フィルタ処理して一
定の閾値を加えることにより検出閾値分布を求め、該検
出閾値分布と前記変動分信号との比較処理により欠陥を
検出することを特徴とする欠陥検査方法。
1. A defect inspection method for inspecting a defect in a periodic pattern of a sample to be inspected, wherein a variation signal caused by a defect or period unevenness is extracted from image data obtained by photographing an inspection area, and the variation signal is obtained. A defect inspection method comprising: obtaining a detection threshold distribution by applying a predetermined threshold to a signal by performing a smoothing filter process; and detecting a defect by comparing the detection threshold distribution with the variation signal.
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