JP3756264B2 - Method for detecting defects in a sample having a periodic pattern - Google Patents

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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は,シヤドウマスク等の周期性パターンを有する試料のパターン欠陥を検出する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、シヤドウマスクのような周期的な開口を有する、即ち、単位開口を単位パターンとして、単位パターンが周期的に配列されている工業製品の欠陥検出を行う方法は種々知られている。
例えば、試料面に対し垂直な方向から見える欠陥に関しては、カメラで撮影したビデオ信号を調べてパターン認識を行う方法、欠陥のないパターンを同様に撮影して得られた信号と比較して欠陥を検出する方法、あるいはコヒーレント光を照射した時の周期性パターンの光の回折現象を利用する方法等が知られている。しかし、これらの方法には検査に費やされる時間が大きいという問題があった。
【0003】
この為、本願の出願人により、検査時間を少なくする方法として、図8(a)に示すようにCCDラインセンサカメラ等を用いて試料を透過した透過光を撮影し、得られた画像データ(信号)を処理する方法や、図8(b)に示すように試料からの正反射光をCCDラインセンサカメラ等を用いて撮影し、得られた画像データ(信号)を処理する方法が提案されている。
図8(a)に示す方法は、試料の孔(開口)890の大小欠陥やピンホールを検出するためのもので、図8(b)は試料の孔(開口)890のエグレ欠陥(図8(b)(ロ)に示す850)を検出するためのものである。
しかしながら、図8(a)や図8(b)に示す方法の場合、撮影される周期性パターンの単位パターン間のピッチとCCDラインセンサカメラ等の1画素ピッチの不整合により、撮影された画像信号(画像データ)に、無視できない周波数成分がのる場合があり、これが欠陥検出の感度低下をもたらしてしまうため問題となっていた。
尚、以降、線状領域撮影手段により撮影される周期性パターンの単位パターン間のピッチと線状領域撮影手段の1画素ピッチの不整合により、撮影された画像信号(画像データ)に、無視できない周波数成分がのる場合、この周波数成分のことをモアレと言う。
【0004】
一方、本出願人により、試料の孔(開口)のエグレ欠陥を検出する方法で、モアレの影響を受けない方法も特開平5−302820号にて開示されている。
この方法は、試料を透過した斜光をCCDラインセンサカメラ等で撮影し、得られたデータを処理することにより欠陥を検出する方法であり、図9(a)に示すようにして欠陥検出が行われていた。
しかしながら、この方法の場合、図9(b)に示すように、光が試料の開口(パターン)890のピッチおきに透過されるため、CCDラインセンサカメラ801が試料807を見込む角度(仰角θと言う)で最適な角度、即ち最適仰角を調整する必要があった。
また、この方法の場合、特定の方向の透過光で検査すると、図9(b)に示すように、エグレ欠陥851は検出されてもエグレ欠陥852は検出されない。このため、図9(c)に示すように、各種方向(位置)のエグレの検出には、その方向にあった透過光による検査が必要とした。即ち、検査部位毎(方向毎)に検査を必要とした。
このように、図9示す、試料を透過した斜光を線CCDラインセンサカメラ等で撮影する方法では、モアレの影響を受けず、エグレ欠陥の検出はできるが、検査タクトが増加するという問題であった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、シヤドウマスクのような周期的な孔(開口とも言う)を有する工業製品の欠陥を検出する方法においては、いずれも、検査に費やす時間が大きくなるという問題か、モアレの影響を受け欠陥検出感度が低下するという問題があり、この対応が求められていた。
本発明は、このような状況のもと、シヤドウマスクのような周期的な開口を有する、即ち、単位開口を単位パターンとして、単位パターンが周期的に配列されている工業製品の欠陥検出を、図8(a)ないし図8(b)に示す方法と同じく、照明手段から試料を経た正反射光ないし透過光にて行い、モアレの影響を受けない欠陥検出方法を提供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の周期性パターンを有する試料の欠陥検出装置は、一定速度で移動する、周期性パターンを有する試料の欠陥を検出する欠陥検出方法であって、試料の移動方向に対して垂直な方向の、試料の線状領域を線状光源にて照明し、該線状照明から試料を経た正反射光もしくは透過光を線状領域撮影手段により撮影する工程と、該線状領域撮影手段により得られた画像データから試料の欠陥検出を行う画像データ処理工程とを有し、前記画像データ処理工程は、線状領域撮影手段により直接的ないし間接的に得られた第一の画像データに対し、微分フィルターを用いた微分演算処理を施して、第二の画像データを得て、得られた第二の画像データを所定のスライスレベルと比較する比較処理を施して、欠陥部を検出するものであり、線状領域撮影手段により撮影される周期性パターンの単位パターン間のピッチが、線状領域撮影手段の1画素ピッチの整数倍に相当するもので、前記微分フィルターは、前記周期性パターンの単位パターン間のピッチと、前記線状領域撮影手段の1画素ピッチとの比に応じて、欠陥部を強調するサイズ、係数としたものであることを特徴とするものである。
そして、上記において、線状領域撮影手段をCCDラインセンサカメラとしたことを特徴とするものである。
そしてまた、上記における比較処理が、得られた第二の画像データを所定のスライスレベルで2値化する二値化処理であることを特徴とするものである。
また、上記において、試料をシヤドウマスクまたはカラーフィルターとしたことを特徴とするものである。
【0007】
尚、周期性パターンを有する試料とは、単位形状を周期的に繰り返した試料で、例えばシヤドウマスクのように開口を周期的に繰り返した工業製品を言い、シヤドスマスクのように単位形状である開口を1つのパターンとして扱い、これを繰り返して配列されているものを周期性パターンを有する試料としている。
シヤドウマスクの他には、カラー撮像管用分解フィルター、フオトマスク、フレネルレンズ等、一定の光学的性質形状を持つ単位(これを単位パターンと言う)が一次元的、二次元的に規則的に配列されている工業製品、或いは単位パターンがその光学的性質、形状および一次元方向、二次元方向の配列ピッチを徐々に変化させながら繰り返し配列されている工業製品等が周期性パターンを有する試料として挙げられる。無地の紙、フィルム、鉄板、塗布面等もこれに準じる。
また、正反射光とは、試料への入射光と試料からの反射光とが、試料面に垂直な面に対し、互いに同じ角度で反対側である反射光を意味しており、線状領域撮影手段により撮影されて得られたデータおよび、さらに処理手段により処理されたデータを画像データと、総称して言っている。
【0008】
【作用】
本発明の周期性パターンを有する試料の欠陥検出装置は、上記のように構成することにより、一定速度で移動する単位パターンが周期的に配列されている工業製品の欠陥検出を、照明手段から試料を経た正反射光ないし透過光にて行い、撮影される周期性パターンの単位パターン間のピッチと線状領域撮影手段の1画素ピッチの不整合により、撮影された画像信号(画像データ)に、無視できない周波数成分、即ちモアレが発生しない欠陥検出方法の提供を可能としている。
詳しくは、試料の移動方向に対して垂直な方向の、試料の線状領域を線状光源にて照明し、該線状照明から試料を経た正反射光もしくは透過光を線状領域撮影手段により撮影する工程と、該線状領域撮影手段により得られた画像データから試料の欠陥検出を行う画像データ処理工程とを有し、前記画像データ処理手段は、線状領域撮影手段により直接的ないし間接的に得られた第一の画像データに対し、微分演算処理等のフィルタ処理を施して第二の画像データを得て、得られた第二の画像データを所定のスライスレベルと比較する比較処理を施して、欠陥部を検出するものであり、線状領域撮影手段により撮影される周期性パターンの単位パターン間のピッチが、線状領域撮影手段の1画素ピッチの整数倍に相当するものであることによりこれを達成している。
具体的には、線状領域撮影手段をCCDラインセンサカメラとしたことにより装置全体を簡単なものとしており、特に、試料をシヤドウマスクとしたこと場合には、有効である。
【0009】
【実施例】
本発明の周期性パターンを有する試料の欠陥検出方法を実施例を挙げ図に基づいて説明する。
図1は、本実施例の欠陥検出方法の工程を示したフロー図であり、図2は本実施例の特徴部である撮影される周期性パターンのピッチと撮影手段の画素との関係を示した図である。
また、図3は、本実施例を実施するための装置構成の概略図であり、図4は撮影のしくみを説明するための図で、図4(b)は図4(a)のA1−A2における断面を示している。
図1、図2、図3、図4中、100は欠陥検出装置、110は試料(シヤドウマスク)、120はCCDラインセンサカメラ、130は線状光源(蛍光灯)、130Aは線状領域、140は搬送装置、150はカメラ回転移動制御部、160はカメラ移動部、170は信号処理部、180は制御部、190は孔(開口部)、191は孔配列方向、192はテーパー部、200は法線方向である。
図3に示す装置は、搬送装置140上に置かれ、順次搬送されてくる周期性のパターンを有する試料(シヤドウマスク)110に対し、搬送方向に垂直の方向に置かれた線状光源130にて照明を行い、試料110からの透過光をCCDラキインセンサカメラ120にて撮影し、得られた信号データ(画像データ)を信号処理部170にて処理して欠陥検出を行う欠陥検出装置である。本実施例では、図9に示す方法のように、最適仰角調整や検査部位毎(方向毎)の検査を必要としない。
【0010】
本実施例は孔(開口)を周期的に配列させたシヤドウマスクの欠陥検出を、図3に示す装置にて、図4に示す撮影の仕方にて、且つ、図2に示すように撮影される周期性パターンのピッチと撮影手段の画素との関係を設定して、撮影した画像データを処理して、欠陥検出を行う場合の、欠陥検出方法である。
先ず、図2に示すように、撮影されるシヤドウマスクの孔(開口)190のピッチとCCDラインセンサカメラ120の画素の関係を設定する。(図1(S10))
撮影されるシヤドウマスクの孔(開口)190のピッチが、CCDラインセンサカメラ120の1画素ピッチの整数倍に相当するように設定する。
本実施例では、図2に示すように、撮影されるシヤドウマスクの孔(開口)、即ち、撮影された周期性パターンの1ピッチとCCDラインセンサカメラの画素ピッチとの比が3:1である。
【0011】
次いで、図3に示す装置にシヤドウマスク(試料)を載せながら、試料の表面の線状領域を線状光源にて照明し、該線状照明から試料を経た正反射光を線状領域撮影手段により撮影して、順次、図5に示すようにスキヤン(走査)に対応する画像データNi(Dij)を得る。(図1(S20))
ここで、Ni(Dij)はi番目のスキヤン(走査)に対応する画像データであり、Dijはi番目のスキヤンにおけるCCDラインセンサカメラのj番目の画素におけるデータ値を意味する。
【0012】
次いで、CCDラインセンサカメラの全画素に対して、各画素のデータ毎に、図5に示すように、i番目のスキヤンのデータNi、i+1番目のスキヤンのデータNi+1、i+2番目のスキヤンのデータNi+2を積算する積算処理を行い、第一の画像データSiを作成する。(図1(S30))
積算処理を行うのは、複数分のスキヤン(走査)の画像データを積算処理することにより、ランダムノイズの影響を少なくするためである。
積算された第一の画像データSiは、図6(a)に示されるように、小さな周波数成分を持つ大きなウネリにのったデータであり、この程度の周波数成分のウネリでは、欠陥検出への影響はでない。
第一の画像データSiからは、撮影される周期性パターンの単位パターン間のピッチと線状領域撮影手段の1画素ピッチの不整合により、撮影された画像信号(画像データ)に、無視できない周波数成分は除去されている。
図6(a)に示すウネリの原因は、撮影される周期性パターンの単位パターンの単位パターン間のピッチと線状領域撮影手段の1画素ピッチとの整合が完全でないためである。
尚、積算は3スキヤン(走査)分の画像データとは特に限定はされないことは言うまでもない。
【0013】
次いで、第一の画像データに対し、微分演算処理等のフィルタ処理を施して欠陥部を強調させた第二の画像データ得る。(図1(S40))
本実施例では、図2に示すように撮影された周期性パターンの1ピッチ(最小ピッチ)とCCDラインセンサカメラの画素ピッチとの比が3:1であるので、フィルタとしては、図7(a)に示す微分フィルターを用いた。
撮影された周期性パターンの1ピッチ(最小ピッチ)とCCDラインセンサカメラの画素ピッチとの比が2:1とした場合には、フィルタのサイズ、係数を変えた図7(b)に示すフィルタを用いれば良い。
また、上記のフィルタ処理は、要素配列を有するフィルターを用いて、積算された画像データ(第一の画像データ)に対して積和演算する処理である。
尚、ここでは、撮影手段(CCDラインセンサカメラ120)から得られ、積算された画像データ(信号データ)Si(Dij)と空間フィルターテーブルW(Ak)を用い、Si(Dij)とW(Ak)との積和演算を行うことをフィルタ処理と言い、この処理に用いられるW(Ak)をフィルターと言い、一般には微分フィルターないし空間フィルターと呼ぶ。
フィルタ処理により得られた第二の画像データは、図6(b)に示されるように、欠陥部が強調されたデータである。
【0014】
更に、第二の画像データを所定のスライスレベルで2値化する2値化処理を施して、欠陥部のみを抽出する。(図1(S50))
2値化後のデータは図6(c)に示すものであり、欠陥部のみが検出される。
このようにして、撮影される周期性パターンの単位パターン間のピッチと線状領域撮影手段の1画素ピッチの不整合により、撮影された画像信号(画像データ)に、無視できない周波数成分が発生しないようにしているため、欠陥検出を確実に行うことを可能としている。
【0015】
本実施例に用いた図3に示す装置について、更に説明しておく。
図3において、検査対象である試料(シヤドウマスク)110は、搬送装置140により、矢印の方向に移動し、順次、CCDラインセンサカメラ120の下側を通過する。
また、図4に示すように、CCDラインセンサカメラ120のスキヤン(走査)方向と試料(シヤドウマスク)110の孔(開口)190の配列方向191が平行となるように、回転駆動制御部150によって調整する。
線状光源130としては螢光灯を用いたが、試料110の進行方向に直交する方向の試料の線状領域130Aを照射し、試料(シヤドウマスク)110を透過した透過光をCCDラインセンサカメラ120にて撮影できるように設定した。
【0016】
尚、図3に示す装置においては、撮影の視野の調整が出来、試料110の周期性パターンの単位パターン間のピッチが、線状領域撮影手段の1画素ピッチの整数倍であるように、CCDラインセンサカメラ120の視野を調整している。
本実施例の場合は、撮影される試料110の周期性パターンの単位パターン間のピッチが、線状領域撮影手段の1画素ピッチの3倍に合わせてある。
【0017】
信号処理部170は、CCDラインセンサカメラ120による撮影にて得られた画像データを処理して欠陥検出を行うものであり、図1に示す、スキヤン(走査)により得られた画像データを積算する積算処理、積算されたて得た画像データ(第一の画像データ)に対して積和演算して第二の画像データを得るフィルタ処理、得られた第二の画像データについて所定のスライスレベルで2値化する2値化処理等を行うものである。
【0018】
尚、上記実施例は、図8(a)に示す方法においてモアレの影響のないものとしたものであるが、図8(b)に示す方法においても、撮影される周期性パターンの1ピッチ(最小ピッチ)をCCDラインセンサカメラの画素ピッチの整数倍にしておくことにより、モアレの影響をなくすことができることは言うまでもない。
【0019】
【効果】
本発明は、上記のように、シヤドウマスクのような単位パターンが周期的に配列されている工業製品の欠陥検出を、照明手段から試料を経た正反射光ないし透過光にて行い、撮影される周期性パターンの単位パターン間のピッチと線状領域撮影手段の1画素ピッチの不整合により、撮影された画像信号(画像データ)に、無視できない周波数成分、即ちモアレが発生しない欠陥検出方法の提供を可能とし、結果的に欠陥検出をより確実なものとしている。
また、図9に示す、試料を透過した斜光を撮影する方法のように最適仰角調整や検査部位毎(方向毎)の検査を行う必要がなく、作業性の面でも優れた欠陥検出方法の実施が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例の欠陥検出方法の工程を示したフロー図
【図2】撮影される周期性パターンのピッチと撮影手段の画素との関係を示した図
【図3】本実施例を実施するための装置構成の概略図
【図4】撮影のしくみを説明するための図
【図5】信号の積算を説明するための図
【図6】積算後の画像データおよびフィルタ処理後の画像データを示した図
【図7】微分フィルタを示した図
【図8】従来の欠陥検出方法を説明するための図
【図9】従来の欠陥検出方法を説明するための図
【符号の説明】
100 欠陥検出装置
110 試料(シヤドウマスク)
120 CCDラインセンサカメラ
130 線状光源(蛍光灯)
130A 線状領域
140 搬送装置
150 カメラ回転移動制御部
160 カメラ移動部
170 信号処理部
180 制御部
190 孔(開口部)
191 孔配列方向
192 テーパー部
195 孔のピッチ(単位パターン最小ピッチ)
200 法線方向
801 CCDラインセンサカメラ
802 線状光源
803 レンズ
805 回転ステージ
806 一軸移動ステージ
807 試料
808 保持支柱
809 カメラコントローラ及び信号処理装置
810 コントローラ
811 制御コンピュータ
830 透過光
835 正反射光
850、851、852 エグレ欠陥
890 孔(開口)
892 テーパー部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for detecting a pattern defect of a sample having a periodic pattern such as a shadow mask.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, various methods are known for detecting defects in industrial products having periodic openings such as shadow masks, that is, using unit openings as unit patterns.
For example, for defects that are visible from the direction perpendicular to the sample surface, a method for recognizing patterns by examining video signals taken with a camera, and comparing defects with patterns obtained by similarly photographing patterns without defects. There are known a detection method, a method using a diffraction phenomenon of light having a periodic pattern when irradiated with coherent light, and the like. However, these methods have a problem that a lot of time is spent for inspection.
[0003]
For this reason, as a method of reducing the inspection time by the applicant of the present application, as shown in FIG. 8A, the transmitted light transmitted through the sample is photographed using a CCD line sensor camera or the like, and the obtained image data ( Signal) and a method of processing the image data (signal) obtained by photographing the specularly reflected light from the sample using a CCD line sensor camera or the like as shown in FIG. 8B. ing.
The method shown in FIG. 8A is for detecting a large or small defect or pinhole in the hole (opening) 890 of the sample, and FIG. 8B shows an egress defect (see FIG. 8) in the hole (opening) 890 of the sample. (B) is for detecting 850) shown in (b).
However, in the case of the method shown in FIGS. 8A and 8B, the captured image is caused by mismatch between the pitch between the unit patterns of the periodic pattern to be captured and one pixel pitch of a CCD line sensor camera or the like. There is a case where a frequency component that cannot be ignored is carried on the signal (image data), which causes a problem that the sensitivity of defect detection is lowered.
It should be noted that the image signal (image data) that has been captured cannot be ignored due to a mismatch between the pitch between the unit patterns of the periodic pattern imaged by the linear area imaging unit and the 1 pixel pitch of the linear area imaging unit. When a frequency component is carried, this frequency component is called moire.
[0004]
On the other hand, Japanese Patent Laid-Open No. 5-302820 discloses a method for detecting an Eggle defect in a hole (opening) of a sample and not affected by moire.
In this method, oblique light that has passed through a sample is photographed by a CCD line sensor camera or the like, and the obtained data is processed to detect a defect. As shown in FIG. It was broken.
However, in the case of this method, as shown in FIG. 9B, since light is transmitted at every pitch of the opening (pattern) 890 of the sample, the angle at which the CCD line sensor camera 801 looks at the sample 807 (elevation angle θ and It is necessary to adjust the optimum angle, that is, the optimum elevation angle.
In the case of this method, when inspected with transmitted light in a specific direction, as shown in FIG. 9B, even if an egress defect 851 is detected, the egress defect 852 is not detected. For this reason, as shown in FIG. 9C, in order to detect the egress in various directions (positions), it is necessary to inspect with transmitted light in the directions. That is, an inspection is required for each inspection region (for each direction).
As described above, the method of photographing oblique light transmitted through the sample with a line CCD line sensor camera or the like shown in FIG. 9 is not affected by moire and can detect an egre defect, but it increases the inspection tact. It was.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, any method for detecting defects in industrial products having periodic holes (also referred to as openings) such as a shadow mask has a problem of increasing the time spent on inspection or is affected by moire. There is a problem that the defect detection sensitivity is lowered, and this countermeasure has been demanded.
Under such circumstances, the present invention is designed to detect defects in industrial products having a periodic opening such as a shadow mask, that is, using unit openings as unit patterns, and unit patterns are periodically arranged. Similar to the method shown in FIGS. 8 (a) to 8 (b), it is intended to provide a defect detection method which is performed by specularly reflected light or transmitted light passing through the sample from the illumination means and is not affected by moire.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A defect detection apparatus for a sample having a periodic pattern according to the present invention is a defect detection method for detecting a defect in a sample having a periodic pattern, which moves at a constant speed, in a direction perpendicular to the moving direction of the sample. Illuminating a linear area of the sample with a linear light source, and imaging the specularly reflected light or transmitted light that has passed through the sample from the linear illumination with the linear area imaging means, and obtained by the linear area imaging means An image data processing step for detecting a defect of the sample from the obtained image data, wherein the image data processing step is differentiating the first image data obtained directly or indirectly by the linear region imaging means. A differential operation process using a filter is performed to obtain second image data, and a comparison process for comparing the obtained second image data with a predetermined slice level is performed to detect a defective portion. , Linear area Pitch between unit patterns of the periodic pattern to be photographed by the shadow means, corresponds to an integral multiple of one pixel pitch of the linear areas photographing means, wherein the differential filter is a pitch between the unit pattern of the periodic pattern And the size and coefficient for emphasizing the defective portion in accordance with the ratio of the linear region photographing means to one pixel pitch .
In the above, the linear area photographing means is a CCD line sensor camera.
In addition, the comparison process described above is a binarization process that binarizes the obtained second image data at a predetermined slice level.
In the above, the sample is a shadow mask or a color filter.
[0007]
Note that a sample having a periodic pattern is a sample in which unit shapes are periodically repeated, for example, an industrial product in which openings are periodically repeated such as a shadow mask, and an opening having a unit shape such as a shadow mask is 1 Samples having a periodic pattern are treated as two patterns and are arranged repeatedly.
In addition to the shadow mask, units with a certain optical property shape (this is called a unit pattern), such as a color image pickup tube decomposition filter, photomask, and Fresnel lens, are regularly arranged one-dimensionally and two-dimensionally. Examples of a sample having a periodic pattern include industrial products that have a periodic pattern, or industrial products in which unit patterns are repeatedly arranged while gradually changing the optical properties, shape, and arrangement pitch in one-dimensional and two-dimensional directions. The same applies to plain paper, film, iron plate, coated surface, and the like.
In addition, specularly reflected light means reflected light in which the incident light on the sample and the reflected light from the sample are opposite to each other at the same angle with respect to the surface perpendicular to the sample surface. Data obtained by photographing by the photographing means and data processed by the processing means are collectively referred to as image data.
[0008]
[Action]
The defect detection apparatus for a sample having a periodic pattern according to the present invention is configured as described above to detect a defect of an industrial product in which unit patterns moving at a constant speed are periodically arranged from the illumination means to the sample. Due to the mismatch between the pitch between the unit patterns of the periodic pattern to be photographed and the one-pixel pitch of the linear region photographing means, the photographed image signal (image data) is It is possible to provide a defect detection method in which frequency components that cannot be ignored, that is, moire does not occur.
Specifically, a linear region of the sample in a direction perpendicular to the moving direction of the sample is illuminated with a linear light source, and regular reflection light or transmitted light that has passed through the sample from the linear illumination is captured by the linear region imaging means. An image data processing step of detecting a defect of the sample from the image data obtained by the linear area imaging means, wherein the image data processing means is directly or indirectly by the linear area imaging means. The first image data obtained in the first step is subjected to a filtering process such as a differential operation process to obtain second image data, and the second image data obtained is compared with a predetermined slice level. The pitch between the unit patterns of the periodic pattern photographed by the linear area photographing means corresponds to an integer multiple of one pixel pitch of the linear area photographing means. By being It has achieved a record.
Specifically, the entire area is simplified by using a CCD line sensor camera as the linear area photographing means, and is particularly effective when the sample is a shadow mask.
[0009]
【Example】
The defect detection method for a sample having a periodic pattern according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a flowchart showing the steps of the defect detection method of this embodiment, and FIG. 2 shows the relationship between the pitch of the periodic pattern to be photographed and the pixels of the photographing means, which is a characteristic part of this embodiment. It is a figure.
FIG. 3 is a schematic diagram of an apparatus configuration for carrying out the present embodiment, FIG. 4 is a diagram for explaining a photographing mechanism, and FIG. 4B is a diagram of A1 in FIG. The cross section in A2 is shown.
1, FIG. 2, FIG. 3 and FIG. 4, 100 is a defect detection device, 110 is a sample (shade mask), 120 is a CCD line sensor camera, 130 is a linear light source (fluorescent lamp), 130A is a linear region, 140 Is a transfer device, 150 is a camera rotation control unit, 160 is a camera movement unit, 170 is a signal processing unit, 180 is a control unit, 190 is a hole (opening), 191 is a hole arrangement direction, 192 is a taper portion, and 200 is Normal direction.
The apparatus shown in FIG. 3 is placed on a transport device 140 and a linear light source 130 placed in a direction perpendicular to the transport direction with respect to a sample (shade mask) 110 having a periodic pattern that is transported sequentially. This is a defect detection device that performs illumination, images the transmitted light from the sample 110 with the CCD rachiin sensor camera 120, processes the obtained signal data (image data) with the signal processing unit 170, and detects defects. . In this embodiment, unlike the method shown in FIG. 9, the optimal elevation angle adjustment and the inspection for each inspection region (for each direction) are not required.
[0010]
In this embodiment, the defect detection of the shadow mask in which holes (openings) are periodically arranged is detected by the apparatus shown in FIG. 3 in the manner of imaging shown in FIG. 4 and as shown in FIG. This is a defect detection method in a case where defect detection is performed by setting the relationship between the pitch of the periodic pattern and the pixels of the imaging means, processing the captured image data.
First, as shown in FIG. 2, the relationship between the pitch of the holes (openings) 190 of the shadow mask to be photographed and the pixels of the CCD line sensor camera 120 is set. (Fig. 1 (S10))
The pitch of the holes (openings) 190 of the shadow mask to be photographed is set so as to correspond to an integer multiple of one pixel pitch of the CCD line sensor camera 120.
In this embodiment, as shown in FIG. 2, the ratio of the hole (opening) of the photographed shadow mask, that is, the pitch of the photographed periodic pattern to the pixel pitch of the CCD line sensor camera is 3: 1. .
[0011]
Next, while placing a shadow mask (sample) on the apparatus shown in FIG. 3, the linear region on the surface of the sample is illuminated with a linear light source, and the specularly reflected light passing through the sample from the linear illumination is captured by the linear region imaging means. Images are taken, and image data Ni (D ij ) corresponding to scan (scan) is sequentially obtained as shown in FIG. (Fig. 1 (S20))
Here, Ni (D ij ) is image data corresponding to the i-th scan (scanning), and D ij means a data value in the j-th pixel of the CCD line sensor camera in the i-th scan.
[0012]
Next, as shown in FIG. 5, for all pixels of the CCD line sensor camera, as shown in FIG. 5, i-th scan data Ni, i + 1-th scan data Ni + 1, i + 2-th scan data Ni + 2 Is integrated to generate first image data Si. (Fig. 1 (S30))
The integration processing is performed in order to reduce the influence of random noise by performing integration processing on a plurality of scan (scan) image data.
As shown in FIG. 6 (a), the accumulated first image data Si is data on a large undulation having a small frequency component. There is no impact.
From the first image data Si, a frequency that cannot be ignored in the captured image signal (image data) due to a mismatch between the pitch between the unit patterns of the periodic pattern to be captured and the one-pixel pitch of the linear region imaging means. Ingredients have been removed.
The cause of the undulation shown in FIG. 6A is that the pitch between the unit patterns of the periodic pattern to be photographed is not perfectly matched with the one pixel pitch of the linear region photographing means.
Needless to say, the integration is not particularly limited to the image data for three scans (scanning).
[0013]
Next, the first image data is subjected to filter processing such as differential calculation processing to obtain second image data in which the defective portion is emphasized. (Fig. 1 (S40))
In this embodiment, since the ratio of one pitch (minimum pitch) of the periodic pattern photographed as shown in FIG. 2 to the pixel pitch of the CCD line sensor camera is 3: 1, as a filter, FIG. The differential filter shown in a) was used.
When the ratio of one pitch (minimum pitch) of the captured periodic pattern to the pixel pitch of the CCD line sensor camera is 2: 1, the filter shown in FIG. Should be used.
Further, the filter process is a process of calculating a sum of products with respect to the accumulated image data (first image data) using a filter having an element array.
Here, using the image data (signal data) Si (Dij) obtained from the photographing means (CCD line sensor camera 120) and the spatial filter table W (Ak), Si (Dij) and W (Ak) are used. ) Is called filter processing, and W (Ak) used for this processing is called a filter, and is generally called a differential filter or a spatial filter.
As shown in FIG. 6B, the second image data obtained by the filter process is data in which the defective portion is emphasized.
[0014]
Further, binarization processing for binarizing the second image data at a predetermined slice level is performed to extract only defective portions. (Fig. 1 (S50))
The binarized data is shown in FIG. 6C, and only defective portions are detected.
In this way, a frequency component that cannot be ignored is not generated in the captured image signal (image data) due to a mismatch between the pitch between the unit patterns of the periodic pattern to be captured and the one-pixel pitch of the linear region imaging means. As a result, defect detection can be reliably performed.
[0015]
The apparatus shown in FIG. 3 used in this embodiment will be further described.
In FIG. 3, the sample (shade mask) 110 to be inspected is moved in the direction of the arrow by the transport device 140 and sequentially passes below the CCD line sensor camera 120.
Further, as shown in FIG. 4, the rotation drive control unit 150 adjusts so that the scanning direction of the CCD line sensor camera 120 and the arrangement direction 191 of the holes (openings) 190 of the sample (shade mask) 110 are parallel to each other. To do.
Although a fluorescent lamp is used as the linear light source 130, the CCD line sensor camera 120 converts the transmitted light that has passed through the sample (shade mask) 110 by irradiating the linear region 130 A of the sample in a direction orthogonal to the traveling direction of the sample 110. It was set to be able to shoot with.
[0016]
In the apparatus shown in FIG. 3, the CCD can be adjusted so that the field of view of imaging can be adjusted and the pitch between the unit patterns of the periodic pattern of the sample 110 is an integral multiple of one pixel pitch of the linear area imaging means. The field of view of the line sensor camera 120 is adjusted.
In the case of the present embodiment, the pitch between the unit patterns of the periodic pattern of the sample 110 to be photographed is set to 3 times the one pixel pitch of the linear region photographing means.
[0017]
The signal processing unit 170 processes image data obtained by photographing with the CCD line sensor camera 120 to detect defects, and integrates image data obtained by scanning (scanning) shown in FIG. Integration processing, filter processing for obtaining second image data by multiplying the image data (first image data) obtained by the integration, and obtaining the second image data at a predetermined slice level. A binarization process for binarization is performed.
[0018]
In the above embodiment, the method shown in FIG. 8A is not affected by moire, but also in the method shown in FIG. It goes without saying that the influence of moire can be eliminated by setting the minimum pitch) to an integral multiple of the pixel pitch of the CCD line sensor camera.
[0019]
【effect】
In the present invention, as described above, the defect detection of an industrial product in which unit patterns such as a shadow mask are periodically arranged is detected by specularly reflected light or transmitted light passing through the sample from the illumination means, and the period of photographing. Provided a defect detection method in which a frequency component that cannot be ignored, that is, moire does not occur in a photographed image signal (image data) due to a mismatch between a pitch between unit patterns of a characteristic pattern and a pixel pitch of a linear region photographing means As a result, defect detection is made more reliable.
In addition, unlike the method of photographing oblique light transmitted through the sample shown in FIG. 9, it is not necessary to perform optimum elevation angle adjustment or inspection for each inspection region (for each direction), and the defect detection method is excellent in terms of workability. Is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing steps of a defect detection method according to the present embodiment. FIG. 2 is a view showing a relationship between a pitch of a periodic pattern to be photographed and pixels of a photographing means. Schematic diagram of apparatus configuration for carrying out FIG. 4 is a diagram for explaining the mechanism of photographing. FIG. 5 is a diagram for explaining signal integration. FIG. 6 is an image data after integration and an image after filtering. FIG. 7 is a diagram showing data. FIG. 7 is a diagram showing a differential filter. FIG. 8 is a diagram for explaining a conventional defect detection method. FIG. 9 is a diagram for explaining a conventional defect detection method.
100 Defect detection device 110 Sample (shade mask)
120 CCD line sensor camera 130 Linear light source (fluorescent lamp)
130A Linear area 140 Conveying device 150 Camera rotation movement control unit 160 Camera movement unit 170 Signal processing unit 180 Control unit 190 Hole (opening)
191 Hole arrangement direction 192 Taper part 195 Hole pitch (unit pattern minimum pitch)
200 Normal direction 801 CCD line sensor camera 802 Linear light source 803 Lens 805 Rotating stage 806 Uniaxial moving stage 807 Sample 808 Holding column 809 Camera controller and signal processing device 810 Controller 811 Control computer 830 Transmitted light 835 Regular reflected light 850, 851, 852 Aegle defect 890 hole (opening)
892 Taper

Claims (4)

一定速度で移動する、周期性パターンを有する試料の欠陥を検出する欠陥検出方法であって、試料の移動方向に対して垂直な方向の、試料の線状領域を線状光源にて照明し、該線状照明から試料を経た正反射光もしくは透過光を線状領域撮影手段により撮影する工程と、該線状領域撮影手段により得られた画像データから試料の欠陥検出を行う画像データ処理工程とを有し、前記画像データ処理工程は、線状領域撮影手段により直接的ないし間接的に得られた第一の画像データに対し、微分フィルターを用いた微分演算処理を施して、第二の画像データを得て、得られた第二の画像データを所定のスライスレベルと比較する比較処理を施して、欠陥部を検出するものであり、線状領域撮影手段により撮影される周期性パターンの単位パターン間のピッチが、線状領域撮影手段の1画素ピッチの整数倍に相当するもので、前記微分フィルターは、前記周期性パターンの単位パターン間のピッチと、前記線状領域撮影手段の1画素ピッチとの比に応じて、欠陥部を強調するサイズ、係数としたものであることを特徴とする周期性パターンを有する試料の欠陥検出方法。A defect detection method for detecting defects in a sample having a periodic pattern that moves at a constant speed, illuminating a linear region of the sample in a direction perpendicular to the moving direction of the sample with a linear light source, A step of photographing the specularly reflected light or transmitted light that has passed through the sample from the linear illumination by the linear region photographing unit, and an image data processing step of detecting a defect of the sample from the image data obtained by the linear region photographing unit; And the image data processing step performs a differential operation process using a differential filter on the first image data obtained directly or indirectly by the linear region photographing means, to obtain a second image. A unit of periodic pattern which is obtained by obtaining a data and performing a comparison process comparing the obtained second image data with a predetermined slice level to detect a defective portion and is photographed by a linear region photographing means pattern Pitch, equivalent to an integral multiple of one pixel pitch of the linear areas photographing means, said differential filter, and the pitch between the unit pattern of the periodic pattern, and one pixel pitch of the linear region imaging means A defect detection method for a sample having a periodic pattern, characterized in that the size and coefficient for emphasizing a defect portion are set in accordance with the ratio . 請求項1において、線状領域撮影手段をCCDラインセンサカメラとしたことを特徴とする周期性パターンを有する試料の欠陥検出方法。  2. The defect detection method for a sample having a periodic pattern according to claim 1, wherein the linear area photographing means is a CCD line sensor camera. 請求項1ないし2における比較処理が、得られた第二の画像データを所定のスライスレベルで2値化する二値化処理であることを特徴とする周期性パターンを有する試料の欠陥検出方法。  3. A defect detection method for a sample having a periodic pattern, wherein the comparison process according to claim 1 is a binarization process for binarizing the obtained second image data at a predetermined slice level. 請求項1ないし3において、試料をシヤドウマスクまたはカラーフィルターとしたことを特徴とする周期性パターンを有する試料の欠陥検出方法。  4. The defect detection method for a sample having a periodic pattern according to claim 1, wherein the sample is a shadow mask or a color filter.
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