JP3002473B2 - Pattern inspection method and apparatus - Google Patents

Pattern inspection method and apparatus

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JP3002473B2 JP1057726A JP5772689A JP3002473B2 JP 3002473 B2 JP3002473 B2 JP 3002473B2 JP 1057726 A JP1057726 A JP 1057726A JP 5772689 A JP5772689 A JP 5772689A JP 3002473 B2 JP3002473 B2 JP 3002473B2
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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、パターン検査方法及びその装置に関する。The present invention relates to a pattern inspection method and an apparatus therefor.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

回路パターン検査装置例えばプリント基板の検査装置
には、プリント基板を撮像、2値化し、2値画像を基準
データと比較することにより、プリント基板の欠陥を検
出するものがある。パターンのショート、断線等の欠陥
部を撮像した時の入力画像信号は、結像レンズ、イメー
ジセンサ等撮像系の高域解像度劣化のため、通常パター
ン部に比べモジュレーションが低下している。従来装置
では、入力画像信号を基に閾値を動かすことでモジュレ
ーションが低下した欠陥部の画像信号を2値化している
ものがある。この2値化回路に関連したものには、コン
ピュータグラフィックス アンド イメージ プロセッ
シング(1973年)第334頁(COMPUTER GRAPHICS AND
IMAGE PROCESSING(1973年)PP334)が挙げられる。
2. Description of the Related Art There is a circuit pattern inspection apparatus, for example, an inspection apparatus for a printed circuit board, which detects a defect of a printed circuit board by imaging a printed circuit board, binarizing the printed circuit board, and comparing the binary image with reference data. The modulation of the input image signal obtained when an image of a defective portion such as a short circuit or disconnection of a pattern is taken is lower than that of a normal pattern portion due to deterioration of the high frequency resolution of an imaging system such as an imaging lens and an image sensor. Some conventional devices binarize an image signal of a defective portion whose modulation is reduced by moving a threshold value based on an input image signal. Related to this binarization circuit are computer graphics and image processing (1973), page 334 (COMPUTER GRAPHICS AND
IMAGE PROCESSING (1973) PP334).

第11図は、従来装置に用いられていた2値化回路の構
成図およびその動作である。この2値化回路は、同図
(a)に示すように、プリント基板を撮像した時の入力
画像信号100からオフセット値900を引いた信号を遅延回
路90により任意の時間遅らせ、減衰率A(A<1)なる
減算器91を通過させた後、オフセット値900を加算した
信号を閾値901として入力画像信号100と共に比較器92に
入力させ比較する。ここで、同図(b)に示すように、
入力画像信号100が閾値901よりも大きい時“1"(白)、
小さい時“0"(黒)の2値化信号902が出力される。
FIG. 11 is a configuration diagram of a binarization circuit used in a conventional device and its operation. This binarization circuit delays a signal obtained by subtracting an offset value 900 from an input image signal 100 when a printed circuit board is imaged by a delay circuit 90 for an arbitrary time, as shown in FIG. After passing through the subtractor 91 where A <1), a signal obtained by adding the offset value 900 is input as a threshold value 901 to the comparator 92 together with the input image signal 100 and compared. Here, as shown in FIG.
When the input image signal 100 is larger than the threshold value 901, "1" (white),
When smaller, a binary signal 902 of "0" (black) is output.

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

上記従来技術は、入力画像信号を基に閾値を生成し、
これによって入力画像信号を2値化するものである。
The above prior art generates a threshold based on an input image signal,
Thus, the input image signal is binarized.

第12図は、上記2値化回路を用いて極くモジュレーシ
ョンの低下した微小な欠陥部の画像信号を2値化した時
の例である。モジュレーションが微小な欠陥部の画像信
号を2値化しようとする時、閾値の振幅範囲を大きくと
る(減衰率Aを小さくする)ことにより2値化可能であ
るが、この場合、同図(a)に示すように、入力画像信
号100と閾値901が非常に近接して追従するため、閾値90
1が入力画像信号100と交差する部分においてノイズの影
響により、同図(b)に示すように通常パターンの境界
部分において2値化信号902にチャタリング903が生じて
しまうという課題がある。これは、パターンの欠陥と誤
認されたり、パターンの検査寸法精度の劣化による虚報
の多発を引き起こすため、閾値の振幅範囲を制限する必
要があり(減衰率Aを大きくする)、一般的に微小な欠
陥部の画像信号は2値化できない。
FIG. 12 shows an example in which an image signal of a minute defective portion with extremely reduced modulation is binarized using the binarization circuit. When the modulation attempts to binarize the image signal of a minute defect, binarization can be performed by increasing the amplitude range of the threshold (decreasing the attenuation rate A). In this case, FIG. ), The input image signal 100 and the threshold 901 follow very closely, so that the threshold 90
There is a problem that chattering 903 occurs in the binarized signal 902 at the boundary portion of the normal pattern due to the influence of noise at the portion where 1 intersects with the input image signal 100 as shown in FIG. This causes a false occurrence of a pattern defect or a frequent occurrence of false reports due to a deterioration in the inspection dimension accuracy of the pattern. Therefore, it is necessary to limit the amplitude range of the threshold value (increase the attenuation rate A). The image signal of the defective portion cannot be binarized.

本発明の目的は、ノイズの影響を受けることなく、微
小欠陥を確実に2値化して微小欠陥も検出できるように
したパターン検査方法及びその装置を提供することにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a pattern inspection method and a pattern inspection method capable of reliably binarizing a minute defect without being affected by noise and detecting the minute defect.

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

上記目的は画像信号と閾値との比較により2値化を行
う閾値2値化回路と、同2値化回路では2値化できない
欠陥の幅をLとし、2値化の対象画素の信号レベルP
(i)と該対象画素を含む直線上において該対象画素か
ら距離L/2と−L/2離れた2つの画素の信号レベルP(i
+L/2),P(i−L/2)より、対象画素の前後の2つの一
次元一次微分量P(i)−P(i−L/2),P(i+L/2)
−P(i)と対象画素の一次元二次微分量2*P(i)
−P(i+L/2)−P(i−L/2)を求める一次元微分演
算回路を該直線の方向が異なるように複数持ち、該複数
の一次元微分演算回路の出力する一次元二次微分量の加
算値が負であれば“1"、正であれば“0"に2値化する微
分2値化回路の2つの2値化回路と、該複数の一次元微
分演算回路のうち一次元二次微分量の絶対値が設定値を
越えかつ2つの一次元一次微分量が異符号であるものが
1つでもあれば後者の2値化出力を選択し、そうでない
場合は前者の2値化出力を選択出力する選択回路を備え
たパターン検査方法及びその装置により達成される。
The object is to set a threshold value binarization circuit for performing binarization by comparing an image signal with a threshold value, a width of a defect that cannot be binarized by the binarization circuit to L, and a signal level P of a target pixel to be binarized.
(I) and the signal level P (i) of two pixels at a distance L / 2 and −L / 2 from the target pixel on a straight line including the target pixel.
+ L / 2) and P (i-L / 2), two one-dimensional first-order differential amounts P (i) -P (i-L / 2) and P (i + L / 2) before and after the target pixel.
-P (i) and the one-dimensional second derivative 2 * P (i) of the target pixel
−P (i + L / 2) −P (i−L / 2) are provided with a plurality of one-dimensional differential operation circuits so that the directions of the straight lines are different, and a one-dimensional secondary output from the plurality of one-dimensional differential operation circuits is provided. Two binarization circuits of a differential binarization circuit that binarizes to “1” if the sum of the differential amounts is negative and “0” if positive, and one of the one-dimensional differential operation circuits If the absolute value of the one-dimensional second derivative exceeds the set value and at least one of the two one-dimensional first derivatives has the opposite sign, the latter binarized output is selected. The present invention is achieved by a pattern inspection method and an apparatus including a selection circuit that selectively outputs a binarized output.

すなわち、本発明は、被検査パターンを撮像して画像
信号を得、この画像信号を第1の2値化手段で2値化し
て第1の2値化画像信号を得、画像信号を微分して得た
値を用いて2値化して第2の2値化画像信号を得、被検
査パターンの画像信号の微分情報を用いて第1の2値化
手段で2値化した2値化画像信号と第2の2値化手段で
2値化した2値化画像信号とを選択的に切り換えて合成
した第3の2値化画像信号を得、この第3の2値化画像
信号を用いて被検査パターンの欠陥を検出することを特
徴とするパターン検査方法である。
That is, in the present invention, an image signal is obtained by imaging a pattern to be inspected, and the image signal is binarized by a first binarizing means to obtain a first binarized image signal, and the image signal is differentiated. A second binarized image signal is obtained by performing binarization using the value obtained by the above-described process, and a binarized image is binarized by the first binarization unit using differential information of the image signal of the pattern to be inspected. The signal and the binarized image signal binarized by the second binarizing means are selectively switched to obtain a third binarized image signal synthesized, and the third binarized image signal is used. And detecting a defect of the pattern to be inspected.

また、本発明は、被検査パターンを画像信号として検
出する撮像手段と、該撮像手段から検出される通常の画
像信号を2値化する第1の2値化手段と、上記撮像手段
から検出される微小な画像信号を2値化する第2の2値
化手段と、これらの2値化手段の出力を選択的に切り換
えて出力する選択手段と、該選択手段から得られる2値
画像信号を処理して欠陥を検出する欠陥検出手段とを備
えたことを特徴とするパターン検査装置である。
According to the present invention, there is provided an image pickup unit for detecting a pattern to be inspected as an image signal, a first binarizing unit for binarizing a normal image signal detected from the image pickup unit, and an image signal detected by the image pickup unit. Second binarizing means for binarizing a very small image signal, selecting means for selectively switching and outputting the outputs of these binarizing means, and a binary image signal obtained from the selecting means. And a defect detecting means for detecting a defect by processing.

〔作用〕[Action]

第2図に欠陥を含むパターン画像の信号波形101を示
す。同図(a)に示すように、閾値2値化回路によって
閾値201より画像信号レベルが小さい場合“0"、大きい
場合“1"に画像信号が2値化され、微小な欠陥811を除
く通常パターン810が2値化された閾値2値化出力120
(同図(b)に示す。)が得られる。また第4図に示す
ように、微分2値化回路により複数の方向について演算
された前記一次元二次微分量の加算値が負の場合“1"、
正の場合“2"に2値化された微分2値化出力130が得ら
れる。ここで、前記一次元二次微分量251は、第3図に
示すように信号波形の極値において大きな絶対値を採り
かつ信号波形の幅がL以下の場合に大きな絶対値を採る
ため、上記条件を見たす画像信号即ち欠陥パターン部の
画像信号においては前記一次元二次微分量の絶対値が大
きくなる。また前記一次元二次微分量251は信号波形が
山形状の時には負の値を採り谷形状の時には正の値を採
るため、複数の方向について演算された前記一次元二次
微分量の加算値が負の場合“1"、正の場合“0"に2値化
することにより欠陥パターン部の画像信号が確実に2値
化される。選択回路は、複数の方向の一次元二次微分量
の絶対値が閾値401を越えかつ2つの一次元一次微分量
が異符号であるものが1つでもあれば微分2値化出力13
0を選択し、他は閾値2値化出力120を選択して2値化結
果140とするため、第4図に示すような緩やかな極値812
(一次元二次微分量の絶対値が小さい)、鋭いエッジ81
3(一次元一次微分量が同符号)での誤判定がない。従
って欠陥パターンの方向に関係なくかつ通常パターンの
2値化への影響なく上記欠陥パターン部の2値化感度を
上げられる。
FIG. 2 shows a signal waveform 101 of a pattern image including a defect. As shown in FIG. 9A, the image signal is binarized by the threshold binarization circuit to “0” when the image signal level is lower than the threshold 201 and to “1” when the image signal level is higher than the threshold 201, and usually excluding a minute defect 811. Threshold binarization output 120 where pattern 810 is binarized
(Shown in FIG. 6B). Also, as shown in FIG. 4, when the sum of the one-dimensional secondary differential amounts calculated in a plurality of directions by the differential binarization circuit is negative, “1”;
In the positive case, a differential binarized output 130 binarized to "2" is obtained. Here, the one-dimensional second derivative 251 takes a large absolute value in the extreme value of the signal waveform as shown in FIG. 3 and takes a large absolute value when the width of the signal waveform is L or less. In the image signal satisfying the condition, that is, the image signal of the defective pattern portion, the absolute value of the one-dimensional secondary differential amount becomes large. Further, the one-dimensional second derivative 251 takes a negative value when the signal waveform has a mountain shape and takes a positive value when the signal waveform has a valley shape, and therefore, the added value of the one-dimensional second derivative calculated in a plurality of directions. Is binarized to "1" when negative and "0" when positive, whereby the image signal of the defective pattern portion is surely binarized. If the absolute value of the one-dimensional secondary differential amount in a plurality of directions exceeds the threshold value 401 and at least one of the two one-dimensional primary differential amounts has an opposite sign, the selection circuit outputs a differential binarized output 13.
In order to select 0 and to select the threshold binarization output 120 and obtain the binarization result 140 for the other, a gradual extreme value 812 as shown in FIG.
(The absolute value of the one-dimensional second derivative is small), sharp edge 81
There is no misjudgment at 3 (the one-dimensional first derivative is the same sign). Therefore, the binarization sensitivity of the defect pattern portion can be increased regardless of the direction of the defect pattern and without affecting the binarization of the normal pattern.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は、本発明の一実施例を示すブロック図であ
る。プリント基板1のプリントパターンの像は、集光レ
ンズ2を通過後、センサ3上に結像する。センサ(撮像
手段)3で得られた(撮像された)プリントパターンの
アナログ画像信号100は、A/D変換器4によりNbitのディ
ジタル画像信号101に変換された後、2値化回路5に入
力される。2値化回路5には通常パターン部の信号を2
値化する固定閾値2値化回路20と微小な欠陥部の信号の
みを2値化する微分2値化回路30があり、両2値化回路
20,30の出力する2値化画像信号を選択回路40で適宜切
り換え出力することにより両2値化画像信号の合成が行
われる。そして図示していない処理手段によりこの合成
2値化画像信号に基いて例えば基準2値化画像信号と比
較することによりプリント基板上の配線パターンに欠陥
が存在しているか否かを検査することができる。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. The image of the print pattern on the printed circuit board 1 forms an image on the sensor 3 after passing through the condenser lens 2. The analog image signal 100 of the print pattern obtained (imaged) by the sensor (imaging means) 3 is converted into an N-bit digital image signal 101 by the A / D converter 4 and then input to the binarization circuit 5. Is done. In the binarization circuit 5, the signal of the normal pattern portion is
There are a fixed threshold binarization circuit 20 for binarizing and a differential binarization circuit 30 for binarizing only a signal of a minute defective portion.
By appropriately switching and outputting the binarized image signals output by 20, 30 by the selection circuit 40, the two binarized image signals are combined. It is possible to inspect whether or not the wiring pattern on the printed circuit board has a defect by comparing the composite binary image signal with, for example, a reference binary image signal by a processing unit (not shown). it can.

第5図は4方向の一次元微分を用いた2値化回路5の
全体構成図である。ディジタル化された入力画像信号10
1は切り出し回路10によって2次元画像に復元され、該
切り出し回路10の中心画素から取り出した画像信号150
が通常パターン部の信号を2値化する固定閾値2値化回
路20に、該中心画素及び微分のために用いる該中心画素
の周辺画素から取り出した画像信号150,151−a,151−b,
152−a,152−b,153−a,153−b,154−a,154−bが微小な
欠陥部の信号のみを高い感度で2値化する微分2値化回
路30にそれぞれ入力される。固定閾値2値化回路20は、
入力画像信号101と固定閾値201を比較器で比較し固定閾
値2値化画像信号120を出力する。微分2値化回路30
は、上記中心画素及び周辺画素から取り出した画像信号
150,151−a,151−b,152−a,152−b,153−a,153−b,154
−a,154−bにより入力画像の一次元一次微分量の符号5
51−a,551−b,552−a,552−b,553−a,553−b,554−a,55
4−bと一次元二次微分量251,252,253,254及び4方向の
二次微分量の加算値を符号によって2値化した微分2値
化画像信号130を出力する。選択回路40は、入力された
固定閾値2値化画像信号120と微分2値化画像信号130
を、上記一次元一次微分量の符号551−a,551−b,552−
a,552−b,553−a,553−b,554−a,554−bと一次元二次
微分量251,252,253,254及び判定閾値401により上記2値
化画像信号120と130のうちどちらか1つを選択し、これ
を入力画像信号101の2値化画像信号140として出力す
る。
FIG. 5 is an overall configuration diagram of a binarizing circuit 5 using one-dimensional differentiation in four directions. Digitized input image signal 10
1 is restored to a two-dimensional image by the extraction circuit 10 and an image signal 150 extracted from the central pixel of the extraction circuit 10
A fixed threshold binarization circuit 20 for binarizing the signal of the normal pattern portion, image signals 150, 151-a, 151-b, extracted from the central pixel and peripheral pixels of the central pixel used for differentiation.
152-a, 152-b, 153-a, 153-b, 154-a, and 154-b are input to a differential binarization circuit 30 that binarizes only a signal of a minute defect with high sensitivity. . The fixed threshold binarization circuit 20
The input image signal 101 and the fixed threshold 201 are compared by a comparator, and a fixed threshold binarized image signal 120 is output. Differential binarization circuit 30
Is the image signal extracted from the central pixel and peripheral pixels
150,151-a, 151-b, 152-a, 152-b, 153-a, 153-b, 154
−a, 154−b, sign of one-dimensional first derivative of input image 5
51-a, 551-b, 552-a, 552-b, 553-a, 553-b, 554-a, 55
A differential binarized image signal 130 obtained by binarizing the sum of the 4-b and the one-dimensional secondary differential amounts 251, 252, 253, 254 and the secondary differential amounts in four directions with a sign is output. The selection circuit 40 receives the input fixed threshold binary image signal 120 and the differentiated binary image signal 130
551-a, 551-b, 552-
a, 552-b, 553-a, 553-b, 554-a, 554-b and one-dimensional secondary differential amounts 251, 252, 253, 254 and the determination threshold 401, and one of the binary image signals 120 and 130 is used. And outputs it as a binary image signal 140 of the input image signal 101.

第6図は、切り出し回路10の構成図である。入力画像
信号101は1水平走査遅延を行うFIFOメモリ列11及びシ
フトレジスタによる画像切出回路12によって切出端子13
から2次元画像として取り出される。この切出端子13は
第7図に示すように中心画素と、同一直線上で中心画素
から距離L/2離れた二つの画素の計3画素からなる一次
元一次微分と一次元二次微分のための1方向のテンプレ
ートを4方向(0゜方向テンプレート,90゜方向テンプ
レート,45゜方向テンプレート,135゜方向テンプレー
ト)に配した位置に設けてある。切出端子13から取り出
した画素信号150,151−a,151−b,152−a,152−b,153−
a,153−b,154−a,154−bは微分2値化回路に出力され
る。また上記2値化回路から出力される2値化画像信号
120と130のタイミングを合わせるために中心画素50の画
素信号150が固定閾値2値化回路へ出力される。
FIG. 6 is a configuration diagram of the cutout circuit 10. An input image signal 101 is output from a FIFO memory array 11 for delaying one horizontal scan and an image extraction circuit 12 using a shift register to an extraction terminal 13.
Is extracted as a two-dimensional image. As shown in FIG. 7, the cutout terminal 13 has a one-dimensional primary differential and a one-dimensional secondary differential consisting of a central pixel and two pixels on the same straight line, which are two pixels away from the central pixel by a distance L / 2. Are provided at positions arranged in four directions (0 ° template, 90 ° template, 45 ° template, 135 ° template). Pixel signals 150, 151-a, 151-b, 152-a, 152-b, 153-
a, 153-b, 154-a, 154-b are output to the differential binarization circuit. A binarized image signal output from the binarization circuit;
The pixel signal 150 of the center pixel 50 is output to the fixed threshold binarization circuit in order to match the timings of 120 and 130.

第8図は、微分2値化回路30の全体構成図である。微
分演算回路31,32,33,34によって得られた各方向の一次
元二次微分量251,252,253,254は、加算器61,62,63によ
って加算され4方向の一次元二次微分量の総和が求めら
れる。これにより、該総和が負であれば“1"、正であれ
ば“0"に2値化すれば良いわけであるから、2の補数形
式である該総和の符号ビットは、総和値が負の時“1"、
正の時“0"の値をとる為これを微分2値化画像信号130
として出力すればよい。また微分演算回路31,32,33,34
によって得られた各方向の一次元一次微分量の符号551
−a,551−b,552−a,552−b,553−a,553−b,554−a,554
−bはそのまま選択回路(判定回路)40へ出力される。
FIG. 8 is an overall configuration diagram of the differential binarization circuit 30. The one-dimensional secondary differential amounts 251, 252, 253, 254 in each direction obtained by the differential operation circuits 31, 32, 33, 34 are added by adders 61, 62, 63 to obtain the sum of the one-dimensional secondary differential amounts in four directions. . This means that if the sum is negative, it is sufficient to binarize it to “1”, and if it is positive, it is sufficient to binarize it to “0”. At the time of “1”,
In order to take a value of "0" at the time of positive, this is differentiated binary image signal 130
Should be output as Differential operation circuits 31, 32, 33, 34
551 of the one-dimensional first-order derivative obtained in each direction
−a, 551−b, 552−a, 552−b, 553−a, 553−b, 554−a, 554
−b is output to the selection circuit (judgment circuit) 40 as it is.

第9図は、0゜方向微分演算回路31の具体的構成例で
ある、0゜方向微分用の画素50,51−a,51−bから取り
出した入力画像信号101の画素信号150,151−a,151−b
へ減算器64,65に入力され、減算される。これにより両
辺の一次元一次微分量161−a,161−bが求められ、0゜
方向符号ビット551−a,551−bが出力される。更に、一
次元一次微分量161−bから一次元一次微分量161−aを
減算器66にて減算することにより0゜方向の二次微分量
が得られ、これを0゜方向二次微分量251として出力す
る。以上、0゜方向微分演算回路について述べたが、他
の方向(90゜,45゜,135゜)の微分演算回路32,33,34の
構成も同様である。
FIG. 9 is a specific example of the configuration of the 0 ° direction differential operation circuit 31, which is a pixel signal 150, 151-a, of the input image signal 101 extracted from the pixels 50, 51-a, 51-b for 0 ° direction differentiation. 151-b
Are input to the subtractors 64 and 65 and are subtracted. As a result, the one-dimensional primary differential amounts 161-a and 161-b on both sides are obtained, and the 0 ° direction sign bits 551-a and 551-b are output. Further, by subtracting the one-dimensional first-order derivative 161-a from the one-dimensional first-order derivative 161-b by the subtractor 66, a second-order derivative in the 0 ° direction is obtained. Output as 251. In the above, the differential operation circuit in the 0 ° direction has been described, but the configurations of the differential operation circuits 32, 33, and 34 in other directions (90 °, 45 °, 135 °) are the same.

第10図は、選択回路40の具体的構成例である。微分2
値化回路30から入力された0゜方向二次微分量251は、
符号ビット351と数値ビット451に分けられ両者は排他的
論理和(EXCLUSIVE−OR)ゲート71に入力される。符号
ビット351と数値ビット451との間で排他的論理和をとる
ことは、2の補数形式で表される該二次微分量の絶対値
を求めることである。こうして得られた該二次微分量の
絶対値は、判定閾値401とともに比較器67に入力され
る。ここでは、両者の大きさが比較され、該二次微分量
の絶対値が大きい時、絶対値信号261として“1"が出力
される。また、排他的論理和(EXCLUSIVE−OR)ゲート7
5の出力は0゜方向一次微分量の符号ビット551−a,551
−bが互いに異符号(即ち画像信号波形が山形あるいは
谷形)の時“1"となるためANDゲート79により0゜方向
微小欠陥信号271は該二次微分量の絶対値が大きくかつ
該一次元一次微分量が異符号の時に“1"となる。以下、
他の方向(90゜,45゜,135゜)についても同様である。
各方向の微小欠陥信号271,272,273,274は、論理和ゲー
ト83に入力され、置換制御信号250によってマルチプレ
クサ41を制御する。マルチプレクサ41は、置換制御信号
250が“1"のとき微分2値化画像信号130を選択し“0"の
とき固定閾値2値化画像信号120を選択するため、微小
欠陥信号271,272,273,274のうち1つでも“1"であれば
微分2値化画像信号が選択され上記2つの画像が合成さ
れる。
FIG. 10 is a specific configuration example of the selection circuit 40. Differentiation 2
The 0 ° direction second derivative 251 input from the digitizing circuit 30 is
It is divided into a sign bit 351 and a numerical bit 451, and both are inputted to an exclusive-OR (EXCLUSIVE-OR) gate 71. To perform an exclusive OR operation between the sign bit 351 and the numerical value bit 451 means to find the absolute value of the second derivative expressed in two's complement format. The absolute value of the secondary differential amount thus obtained is input to the comparator 67 together with the determination threshold value 401. Here, the magnitudes of the two are compared, and when the absolute value of the second derivative is large, “1” is output as the absolute value signal 261. An exclusive OR (EXCLUSIVE-OR) gate 7
The output of 5 is the sign bit 551-a, 551
When -b has a different sign from each other (that is, when the image signal waveform is a mountain shape or a valley shape), it becomes "1", so that the 0 ° direction minute defect signal 271 has a large absolute value of the second derivative and the primary It becomes “1” when the original primary differential amount has a different sign. Less than,
The same applies to other directions (90 °, 45 °, 135 °).
The minute defect signals 271, 272, 273, 274 in each direction are input to the OR gate 83, and the multiplexer 41 is controlled by the replacement control signal 250. The multiplexer 41 outputs a replacement control signal.
When 250 is "1", the differential binarized image signal 130 is selected, and when it is "0", the fixed threshold binarized image signal 120 is selected. A differential binarized image signal is selected, and the two images are combined.

上記実施例によれば、モジュレーションの低下した画
像信号も通常パターンの2値化に影響を与えず2値化可
能である。
According to the above embodiment, the image signal with reduced modulation can be binarized without affecting the binarization of the normal pattern.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、通常パターンと微小な欠陥パターン
の両者に対して最適な2値化条件を与えることが出来る
ため、2値化画像の通常パターンの寸法精度及び微小な
欠陥パターンの2値化感度をともに高く維持でき、検査
信頼性の高いパターン検査装置を提供することができ
る。
According to the present invention, the optimum binarization condition can be given to both the normal pattern and the minute defect pattern. Therefore, the dimensional accuracy of the normal pattern of the binarized image and the binarization of the minute defect pattern are obtained. It is possible to provide a pattern inspection apparatus that can maintain both high sensitivity and high inspection reliability.

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

第1図は本発明に係るパターン検査装置の一実施例を示
す構成図、第2図は欠陥を含むプリントパターン画像の
信号波形とその閾値2値化出力を示す図、第3図は画像
信号とその一次元二次微分量を示す図、第4図は画像信
号の2値化の一例を示す図、第5図は第1図に示す2値
化回路の全体構成を示す図、第6図は第5図に示す切り
出し回路の全体構成を示す図、第7図は第6図に示す4
方向の画像信号微分用テンプレートの形状を示す図、第
8図は第5図に示す微分2値化回路の全体構成を示す
図、第9図は第8図に示す0゜方向微分演算回路の具体
的構成を示す図、第10図は第5図に示す選択回路の具体
的構成を示す図、第11図は従来の2値化回路の構成およ
び動作を示す図、第12図は従来の2値化法の短所の一例
を説明するための図である。 1……プリント基板、2……集光レンズ 3……センサ、4……A/D変換器 5……2値化回路、10……切り出し回路 20……固定閾値2値化回路 30……微分2値化回路、40……選択回路 31……0゜方向微分演算回路 32……90゜方向微分演算回路 33……45゜方向微分演算回路 34……135゜方向微分演算回路
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a pattern inspection apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a signal waveform of a print pattern image including a defect and a threshold binarized output thereof, and FIG. FIG. 4 is a diagram showing an example of binarization of an image signal, FIG. 5 is a diagram showing an entire configuration of the binarization circuit shown in FIG. 1, and FIG. The figure shows the entire configuration of the cutout circuit shown in FIG. 5, and FIG. 7 shows the structure shown in FIG.
FIG. 8 is a diagram showing the shape of the image signal differentiation template in the direction, FIG. 8 is a diagram showing the entire configuration of the differential binarization circuit shown in FIG. 5, and FIG. 9 is a diagram showing the 0 ° direction differentiation operation circuit shown in FIG. FIG. 10 is a diagram showing a specific configuration of the selection circuit shown in FIG. 5, FIG. 11 is a diagram showing the configuration and operation of a conventional binarization circuit, and FIG. FIG. 9 is a diagram for explaining an example of a disadvantage of the binarization method. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Printed circuit board 2 ... Condensing lens 3 ... Sensor 4 ... A / D converter 5 ... Binarization circuit 10, 10 ... Cutout circuit 20 ... Fixed threshold binarization circuit 30 ... Differentiation binarization circuit, 40 selection circuit 31 0-direction differentiation calculation circuit 32 90-direction differentiation calculation circuit 33 45-direction differentiation calculation circuit 34 135-direction differentiation calculation circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 南谷 法宏 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 日立ビデオエンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−64478(JP,A) 特開 昭62−234466(JP,A) 特開 昭63−288565(JP,A) 特公 平1−18623(JP,B2) 実公 昭62−20032(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06T 1/00 H04N 1/04 103 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Norihiro Minatani 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside Hitachi Video Engineering Co., Ltd. (56) References JP-A-63-64478 (JP, A) JP-A Sho 62-234466 (JP, A) JP-A-63-288565 (JP, A) JP-B 1-18623 (JP, B2) Jiko 62-20032 (JP, Y2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7, DB name) G06T 1/00 H04N 1/04 103

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】被検査パターンを撮像して画像信号を得る
撮像手段と、該撮像手段により得た前記被検査パターン
の画像信号を2値化する第1の2値化手段と、上記撮像
手段により得た前記被検査パターンの画像信号を微分し
て得た値を用いて2値化画像信号を得る第2の2値化手
段と、前記被検査パターンの画像信号の微分情報を用い
て前記第1の2値化手段からの信号と前記第2の2値化
手段からの信号とを選択的に切り換えて出力する選択手
段と、該選択手段から得られる選択的に切り換えて出力
された2値画像信号を処理して欠陥を検出する欠陥検出
手段とを備えたことを特徴とするパターン検査装置。
An imaging means for imaging a pattern to be inspected to obtain an image signal; a first binarizing means for binarizing an image signal of the pattern to be inspected obtained by the imaging means; Second binarizing means for obtaining a binarized image signal using a value obtained by differentiating the image signal of the pattern to be inspected obtained by Selecting means for selectively switching and outputting the signal from the first binarizing means and the signal from the second binarizing means; and selectively switching and outputting two signals obtained from the selecting means. A defect detection unit for processing the value image signal to detect a defect.
【請求項2】前記第1の2値化手段は、固定閾値と前記
画像信号とを比較して前記画像信号を2値化することを
特徴とする請求項1記載のパターン検査装置。
2. The pattern inspection apparatus according to claim 1, wherein said first binarization means binarizes the image signal by comparing a fixed threshold value with the image signal.
【請求項3】前記第2の2値化手段は、前記画像信号の
複数の二次微分値の和を閾値と比較して2値化すること
を特徴とする請求項1記載のパターン検査装置。
3. A pattern inspection apparatus according to claim 1, wherein said second binarizing means binarizes a sum of a plurality of second derivative values of said image signal by comparing the sum with a threshold value. .
【請求項4】被検査パターンを撮像して画像信号を得、
該画像信号を第1の2値化手段で2値化して第1の2値
化画像信号を得、前記画像信号を微分して得た値を用い
て2値化して第2の2値化画像信号を得、前記被検査パ
ターンの画像信号の微分情報を用いて前記第1の2値化
手段で2値化した2値化画像信号と前記第2の2値化手
段で2値化した2値化画像信号とを選択的に切り換えて
合成した第3の2値化画像信号を得、該第3の2値化画
像信号を用いて前記被検査パターンの欠陥を検出するこ
とを特徴とするパターン検査方法。
4. An image signal is obtained by imaging a pattern to be inspected,
The image signal is binarized by a first binarizing unit to obtain a first binarized image signal, and the image signal is binarized using a value obtained by differentiating the image signal to obtain a second binarized image signal. An image signal is obtained, and a binarized image signal binarized by the first binarizing unit and binarized by the second binarizing unit using differential information of the image signal of the pattern to be inspected. And selectively switching the binarized image signal to obtain a third binarized image signal synthesized, and detecting a defect of the pattern to be inspected using the third binarized image signal. Pattern inspection method.
【請求項5】前記合成した第3の2値画像信号を、基準
値と比較することにより前記被検査パターンの欠陥を検
出することを特徴とする請求項4記載のパターン検査方
法。
5. The pattern inspection method according to claim 4, wherein a defect of the pattern to be inspected is detected by comparing the synthesized third binary image signal with a reference value.
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