JP4235756B2 - Misalignment detection method, misalignment detection apparatus, image processing method, image processing apparatus, and inspection apparatus using the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像間の位置ずれを検出する位置ずれ検出方法及び位置ずれ検出装置に関し、特には詳しくは画像間の位置ずれ量の補正を短時間で正確に行う画像処理方法及び画像処理装置並びにそれを用いた検査装置及び検査方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の半導体装置、液晶表示装置、フォトマスク又はレチクルのパターン形状の欠陥検査装置にはCCDセンサが用いられ、その画像により欠陥の有無を検出する。このような欠陥検査装置には隣接する同一パターン形状を比較するダイツーダイ方式(Die−to−Die)と、CADデータにより参照画像を生成してそれと比較するダイツーデータベース方式(Die−to−Database)とがある。(例えば、特許文献1参照)
【0003】
ダイツーダイ方式では2つの同一形状のダイパターンを異なるCCDセンサで検出していた。あるいは、1つのCCDセンサで1度ダイパターンを検出した後に、基板又はCCDセンサを移動させて同じダイパターンを検出していた。その2つのデジタル画像を比較処理することにより欠陥の有無を判別する。2つのデジタル画像において比較処理する場合、両者間で各画素値の引き算をすればよい。つまり、異なる値を持つ画素においては、0以外の値になり、この場所に欠陥が生じていることになる。このようにして、同一の内容をもつ2つの画像間のわずかな違い(すなわちパターン形状の欠陥)を見つけ出すことが出来る。また、画像データに微分処理を施した後、2次元FFT処理し、識別対象物の識別を行うものもある。(例えば、特許文献2)この方法では、識別対象物をCCDカメラにより撮像し、その画像データに対して微分処理を行う。そして、2次元的FFT処理を行い、スペクトルのピーク値即ちFFT処理によって表れた周波数の係数の最大値(又は極値)により、画像の識別を行っている。
【0004】
しかし、これらの方法による欠陥検出は画像間にずれが無いことが前提となる。もし画像間にわずかでもずれがあれば、たとえ全く同じ画像を引き算してもずれた分が擬似欠陥として誤って検出されてしまう。従って、この方法で欠陥検査を行う検査装置は、ずれの原因を極力抑えて検査を行わなければならない。よって、CCDセンサを異なるパターンの同じ位置に精度良く合わせる必要がある。
【0005】
このダイツーダイ方式の欠陥検査装置の構成について図8を用いて説明する。1はCCDリニアイメージセンサ、2は基板、3は画像処理装置である。被検査対象の基板2には種々のパターンが形成されており、この基板2に対向して2つのCCDリニアイメージセンサ1が設けられている。この2つのCCDリニアイメージセンサ1により1次元の画像が検出される。そして基板2を矢印の方向に一定速度で移動させることにより、同じダイパターンの画像の2次元データを検出する。これらの2つの画像が画像処理装置3に取り込まれる。そして画像間の2次元データの差を求め、その差異により欠陥の有無を判別していた。なお、実際の欠陥検査装置には基板2を照らすための光源や基板からの光をCCDリニアイメージセンサ1に導くためのレンズ、ミラー等の光学系が設けられている場合もある。
【0006】
基板全面の欠陥検査を行うために、基板2又はCCDリニアイメージセンサ1のいずれか一方あるいは両方を移動させる。この基板全面の欠陥検査を行うための構成の一例を以下に説明する。基板2を図8の矢印の方向に連続的に移動させて一定の時間間隔でCCDリニアイメージセンサ1により画像の2次元データを取り込む。その連続移動したラインの測定が終了したら、矢印に対して鉛直に基板に対して平行にCCDリニアイメージセンサ1を移動させる。移動が終了したら再度基板2を矢印の方向に連続的に移動させる。この動作を繰り返すことにより基板全面の欠陥検査を行う。
【0007】
この2つの画像間の位置ずれ補正はCCDリニアイメージセンサ1又は基板2の位置や傾きを調整していた。あるいはCCDリニアイメージセンサ1までの光路途中に設けられたミラーやレンズにより調整を行っていた。しかし機械的又は光学的に行うことは非常に困難であり、擬似欠陥が生じること場合があった。また、CCDリニアイメージセンサ1や基板2を移動させた後に、位置ずれが生じた場合は、その都度位置を調整しなければならなかった。
【0008】
また、位置ずれの補正を画像上で行う画像処理方法もあり、サブピクセルまでの補正を行うことができるものもある。(例えば、特許文献3参照)しかし、最近は配線パターン幅が狭くなってきている。そのため、より精度良く検査を行うためにはCCDリニアイメージセンサの分解能(1ピクセル辺りの検出範囲)を上げる必要がある。さらに、この位置ずれ補正の精度に対する要求も厳しくなってきている。従って従来の検査装置でCCDセンサの分解能を上げた状態で広範囲の画像を取得する場合は、画像データ量が増加して、必要な演算時間や記憶容量が増大するといった問題もある。演算時間が増大した場合、検査のスループットが遅くなってしまうという問題もある。
【0009】
【特許文献1】
米国特許第4805123号公報明細書
【特許文献2】
特開2000−357236号公報
【特許文献3】
特開平11−201908号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の検査装置において、2つの2次元画像に位置ずれ補正を行って比較処理する場合は、必要な演算時間や記憶容量が増大するといった問題があった。
【0011】
本発明はこのような問題点を鑑みてなされたものであり、2つの画像間の位置ずれを高速かつ精度よく検出することができる位置ずれ検出方法及び位置ずれ検出装置を提供することを目的とする。さらにこれらを利用した画像処理方法及び画像処理装置並びに検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる位置ずれ検出方法は、第1の画像データと第2の画像データとの間の位置ずれ量を検出する位置ずれ検出方法であって、(a)前記画像データから得られた1次元データをフーリエ変換するステップ(例えば、本発明の実施の形態にかかるステップS6)と、(b)前記ステップ(a)の結果に基づき、少なくとも1つ以上の周波数における位相を求めるステップ(例えば、本発明の実施の形態にかかるステップS8)と、(c)前記ステップ(b)において求められた位相と前記第2の画像データの前記周波数における位相との差に基づき、画像間の位置ずれ量を求めるステップ(例えば、本発明の実施の形態にかかるステップS9)を有するものである。これにより、画像間の位置ずれ量の検出を正確に行うことができる。
【0013】
本発明にかかる位置ずれ検出方法は上述の位置ずれ検出方法の前記ステップ(a)において、前記フーリエ変換により、複数の周波数に対応する係数を求め、前記ステップ(b)において、前記複数の周波数の各周波数における強度を求め、当該強度の極値に基づき周波数を抽出し、当該抽出された周波数において位相を求めることを特徴とするものである。これにより、画像間の位置ずれ量の検出を正確に行うことができる。
【0014】
上述の位置ずれ検出方法においてさらに、前記第1の画像データに基づく2次元データを取得するステップ(例えば、本発明の実施の形態にかかるステップS2)と、前記2次元データに基づいて、前記1次元データとして投影波形データを生成するステップ(例えば、本発明の実施の形態にかかるステップS4)を有していてもよい。これにより、画像間の位置ずれ量の検出を正確に行うことができる。
【0015】
本発明にかかる位置ずれ検出方法は上述の位置ずれ検出方法において前記投影波形を生成するステップは複数の異なる方向についての1次元の投影波形データをそれぞれ生成し、前記それぞれの1次元投影波形データについて前記ステップ(a)、(b)及び(c)とを実行するものである。これにより、2方向の位置ずれ量の検出を正確に行うことができる。
【0016】
本発明にかかる画像処理方法は第1の画像データと第2の画像データとの間の比較処理を行う画像処理方法であって、上述のいずれかの位置ずれ検出方法の位置ずれ量を求めるステップの後に、前記画像間の位置ずれ量を前記第1の画像データ又は前記第2の画像データの画像データに対して補正するステップ(例えば、本発明の実施の形態にかかるステップS10)と、前記補正された画像データを比較処理するステップ(例えば、本発明の実施の形態にかかるステップS11)を有するものである。これにより画像間の位置ずれ補正を正確に行うことができる。
【0017】
本発明にかかる検査方法は第1の画像データと第2の画像データとの間の比較処理結果に基づき検査を行う検査方法であって、上述の画像処理方法の画像データを比較処理するステップの後に、前記比較処理された比較結果に基づいて検査信号を出力するステップ(例えば、本発明の実施の形態にかかるステップS12)を有するものである。これにより、正確に位置ずれ補正がなされた画像を比較することができるので、検査精度を向上することができる。
【0018】
本発明にかかる位置ずれ検出装置は第1の画像データと第2の画像データとの間の位置ずれ量を検出する位置ずれ検出装置であって、前記第1の画像データから得られた1次元データをフーリエ変換する第1の演算手段と、前記第1の演算の結果に基づき、少なくとも1つの周波数における位相を求める第2の演算手段と、前記第2の演算において求められた前記第1の画像データの位相と、前記第2の画像データの前記周波数における位相との差に基づき、前記第1の画像データと前記第2の画像データとの間の位置ずれ量を求める第3の演算手段(例えば、本発明の実施の形態にかかるDSP33)を備えたものである。これにより、画像間の位置ずれ量の検出を短時間で正確に行うことができる。
【0019】
本発明にかかる位置ずれ検出装置は上述の位置ずれ検出方法の前記第1の演算において、前記フーリエ変換により、複数の周波数に対応する係数を求め、前記第2の演算において、前記複数の周波数の各周波数における強度を求め、当該強度の極値に基づき周波数を抽出し、当該抽出された周波数において位相を求めることを特徴とするものである。これにより、画像データ間の位置ずれ量の検出を短時間で正確に行うことができる。
【0020】
上述の位置ずれ検出装置では前記第1の画像データが2次元データであり、当該2次元データに基づいて1次元データとして投影波形データを生成する投影波形生成回路(例えば、本発明の実施の形態にかかる投影波形生成回路31)をさらに有していてもよい。これにより、画像間の位置ずれ量の検出を短時間で正確に行うことができる。
【0021】
上述の位置ずれ検出装置において、前記投影波形生成回路は複数の異なる方向についての1次元投影波形データをそれぞれ生成し、前記それぞれの1次元投影波形データについて前記第1の演算、第2の演算及び第3の演算を実行してもよい。これにより、2方向の位置ずれ量の検出を短時間で正確に行うことができる。
【0022】
上述の位置ずれ検出装置の投影波形生成回路では前記2次元のデータを第1の方向に積分することにより投影波形を生成してもよい。これにより、画像間の位置ずれ量の検出を短時間で正確に行うことができる。
【0023】
本発明にかかる位置ずれ検出装置は上述の位置ずれ検出装置の前記投影波形生成回路において、当該投影波形を生成する前に前記第1の方向と直交する第2の方向に前記2次元データを微分する微分処理が行われているものである。これにより、エッジ検出を行うことができ、画像間の位置ずれ量の検出を短時間で正確に行うことができる。
【0024】
本発明にかかる画像処理装置は第1の画像データと第2の画像データとの間の比較処理を行う画像処理装置であって、請求項7乃至12いずれかに記載の位置ずれ検出装置と、当該位置ずれ量を元の画像に対して補正するずれ補正回路(例えば、本発明の実施の形態にかかるずれ補正回路34)と、前記補正された画像を比較処理する画像比較回路(例えば、本発明の実施の形態にかかる画像比較回路36)を有するものである。これにより、画像間の位置ずれ量の補正を短時間で正確に行うことができる。
【0025】
本発明にかかる検査装置は第1の画像データと第2の画像データとの間の比較処理結果に基づき検査を行う検査装置であって、被検査対象物の画像を撮像する撮像手段(例えば、本発明の実施の形態におけるCCDリニアイメージセンサ1)と、前記第1の画像データから得られた1次元データをフーリエ変換する第1の演算手段と、前記第1の演算の結果に基づき、少なくとも1つの周波数における位相を求める第2の演算手段と、前記第2の演算において求められた前記第1の画像データの位相と、前記第2の画像データの前記周波数における位相との差に基づき、前記第1の画像データと前記第2の画像データとの間の位置ずれ量を求める第3の演算を行う演算手段(例えば、本発明の実施の形態におけるDSP33)と、前記位置ずれ量検出装置によって求められた位置ずれ量を前記第1の画像データ又は前記第2の画像データに対して補正するずれ補正回路(例えば、本発明の実施の形態におけるずれ補正回路34)と、前記補正された画像データを比較処理する画像比較回路(例えば、本発明の実施の形態における画像比較回路36)と、前記比較結果に基づいた検査信号を出力するものである。これにより、正確に位置ずれ補正がなされた画像を比較することができるので、検査精度を向上することができる。
【0026】
上述の検査装置において前記第1の画像データが2次元データであり、前記2次元データに基づいた1次元データとして投影波形データを生成する投影波形生成回路をさらに有することが望ましい。これにより、短時間で正確に位置ずれ補正がなされた画像を比較することができるので、検査精度を向上することができる。
【0027】
上述の検査装置において当該位置ずれ量を記憶する記憶手段をさらに備えることが望ましい。これにより、検査装置の利便性を向上することができる。
【0028】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態1.
本発明にかかる位置ずれ検出方法及び画像処理方法を利用した検査装置の構成について図1を用いて説明する。図1は検査装置の構成を示した斜視図である。1はCCDリニアイメージセンサ、2は基板、3は画像処理装置である。
【0029】
被検査対象物の基板2に対向してCCDリニアイメージセンサ1が2つ設けられている。このCCDリニアイメージセンサ1は有効画素数が1024画素であり、1次元ラインデータを取得することができる。CCDリニアイメージセンサ1を用いることにより、像の歪みを抑制することができ、精度よく検査を行うことができる。1画素には8ビットすなわち0〜255のデジタル信号が蓄積される。またCCDリニアイメージセンサ1のレンズ系を調整することにより、CCDリニアイメージセンサ1の空間分解能は約0.125μm/画素となっている。
【0030】
なお、図1には特に光学系を図示していないが、装置構成上、光源、レンズ、ミラー、ハーフミラー、ビームスプリッター等の光学部品が光路上に設けられていても良い。基板2はホルダー(図示せず)で支持されており、このホルダーを矢印の方向に一定速度で移動させる。これにより基板2に関する2次元の画像を取り込む。基板2の移動により1ライン1024画素分のラインデータを512回取り込む。この1024×512画素のデータが1度に処理されるため2次元画像データになる。このような2次元データが15msec周期で取得される。そして上記の処理が連続して行われる。
【0031】
このCCDリニアイメージセンサ1によって取得された画像の1例を図2に示す。4は画像、5は配線である。この説明のため、この2つの画像4をLとRとする。また1次元のCCDリニアイメージセンサ1はY方向のラインデータを取得しており、基板2はX方向に移動しているものとする。すなわちX方向には512画素、Y方向には1024画素分のデジタル信号が取得されている。LとRの画像4には基板上の配線5が形成されている箇所の画像が取得されている。しかし、CCDリニアイメージセンサ1が同一パターンのずれた位置を撮像しているため、この配線5もずれた位置になっている。
【0032】
画像間の位置ずれ補正を行い検査する検査方法について図3、図4を用いて説明する。図3は位置ずれ補正を行い検査する検査方法のフローチャートであり、図4は位置ずれ補正を用いた画像処理装置の構成を示すブロック図である。ここで31は投影波形生成回路、32はFIFOメモリ、33はDSP(Digital Signal Processor)、34はずれ補正回路、35は画像メモリ、36は画像比較回路である。これらは図1の画像処理装置3の内部に設けられている。
【0033】
まず、前述のように2つのCCDリニアイメージセンサ1によって2つの1次元の画像が取得される(ステップS1)。そして基板2が移動することにより2次元画像が生成される(ステップS2)。この2つの2次元画像が水平同期信号及び垂直同期信号により同期されて投影波形生成回路31に入力される。この投影波形生成回路31では2次元データがX方向に微分される(ステップS3)。引き続き、微分された後の2次元データがY方向に積分される(ステップS4)。これにより、2次元データから1次元の投影波形データが生成される。
【0034】
この2つの投影波形をそれぞれFIFOメモリ32に記憶させる(ステップS5)。DSP33がFIFOメモリ32から波形データを取り込み、高速フーリエ変換(以下、FFT)処理を行う(ステップS6)。これにより、位置の関数であった波形データが周波数の関数に変換される。このFFT処理によって求められた強度の極値近傍の周波数を抽出する(ステップ7)。その周波数において位相を算出する(ステップS8)。そしてその周波数において2つの画像間の位相差を求め、その位相差からずれ量を検出する(ステップS9)。
【0035】
DSP33が2つの画像間のずれ量をずれ補正回路34にセットして、比較処理する2つの画像に対してずれ補正を行う(ステップS10)。比較処理する2つの画像は同時期に画像メモリ35に蓄積されており、ステップ9で求められたずれ量分だけずれ補正を行う。ずれ補正が施された画像メモリ35の内容を使って、画像比較回路36が画像比較処理(ステップS11)を行う。ここでは、ずれ量が補正された両画像間の2次元データの差分をとる。そして、この差分により欠陥の有無を判断する(ステップS12)。すなわち、両画像間に差がある箇所は、この差分の値が0ではなくなる。よって、基板2の検査箇所に欠陥有りと判断され、欠陥検出信号が出力される(ステップS13)。なお、欠陥無しと判断された場合は欠陥無しの信号を出力しても良いし、そのまま終了してもよい。以上に示すような工程で位置ずれ補正された2つのCCDリニアイメージセンサ間の画像が比較処理され、欠陥検査を行うことができる。CCDリニアイメージセンサ1又は基板2のいずれか一方又は両方を移動させて、上記の処理を行い基板2の全面について欠陥検査を行う。また、CCDリニアイメージセンサ1と基板2の間にレンズ、ミラー等の光学部品が設けられている場合はそれらを調整することにより基板全面の欠陥検査を行ってもよい。
【0036】
次にステップS2〜ステップS4の工程における信号処理について詳細に説明する。ステップS2で図2に示す画像が生成されているとする。この画像ではY方向に1024画素、X方向に512画素の有効画素領域を備えているとする。そして、それぞれに配線5が1本撮像されている。しかし、画像間に位置ずれがあり、画像上での配線5の位置がずれている。この配線5が設けられている領域と設けられていない領域ではCCDリニアイメージセンサ1によってそれぞれ異なる値が取得されることになる。
【0037】
この図2に示す矢印方向のラインデータの波形を図5(a)に示す。このラインデータは、Y方向において一番上の画素のラインデータであるものとする。Lの画像において、配線5が設けられている領域から配線5が設けられていない領域に変化する位置をx1とする。同様にLの画像4において、配線5が設けられていない領域から配線5が設けられている領域に変化する位置をx2とする。Rの画像4においてはLの画像がΔx分ずれているものとする。なお、LとRの画像4では同一のパターン形状を撮像しているため配線5の太さは同じである。また配線5が設けられている領域は同一の値が取得されているものとする。同様に配線が設けられていない領域は全て0の値が取得されているものとする。
【0038】
従って、図5(a)に示すようにLの画像4のラインデータは配線5が設けられているx1〜x2の領域のみ突出した矩形型となる。同様にRの画像4のラインデータはx1+Δx〜x2+Δxの領域のみ突出した矩形型となる。この波形データについて微分処理(差分処理)を行うと、値が変化する位置のみにスペクトル成分が現れる。よって図5(b)に示すような波形になる。これにより、配線5のエッジ検出を行うことができる。
【0039】
さらに上述の処理をY方向の全ラインについて行う。すると全ラインにおいて図5(b)のような波形が得られる。次にこのY方向の全ライン分のデータについて積分処理を行う。すなわち、X方向の位置が同じ場所にあるデータについて和を求める。すると図5(c)に示すような配線5のエッジの部分が強調された投影波形となる。上記の微分処理と積分処理は投影波形生成回路31により行われる。これにより、2次元の画像データを1次元の投影波形データにすることができ、後のFFT処理を含んだずれ補正検出にかかる演算時間の短縮を図ることができる。例えば1024×512画素の2次元画像を1次元の投影波形にした場合、約1msecでずれ量を求めることが出来る。演算時間の短縮は検査時間の短縮につながり、検査装置のスループットを向上することも可能である。なお、投影波形とは2次元データに基づき生成された1次元データのことであり、上述のように2次元データを1方向に積分することにより得ることが出来る。もちろん、微分処理を行わないでもよい。さらに、特定部分のみ積分処理を行っても良い。また、積分処理以外にも、2次元データからある1本のラインデータを抽出することにより、投影波形を得ることができる。この場合、微分処理を行った後に、エッジを含むラインのデータを抽出することが望ましい。
【0040】
次にステップS7の周波数抽出とステップS8の位相算出について図6を用いて詳細に説明する。図6は投影波形データがFFT処理された後のパワースペクトルの一例である。1次元の波形は有限のデジタル信号であり離散フーリエ変換(DFT)により、複数の周波数に対応するフーリエ係数を求め、振幅(強度)及び位相を算出することができる。すなわち各周波数成分の実数部及び虚数部から、その周波数における振幅(強度)と位相が算出され、パワースペクトル及び位相スペクトルを求めることができる。従って、振幅(強度)及び位相は周波数の関数として表すことができる。そしてこの位相により位置ずれ量を求めることができる。また処理の高速化のため、これらのフーリエ変換にはFFTを用いることが望ましい。画像データは1次元の投影波形データに変換されているので、2次元のFFTに比べて高速で演算処理を行うことができる。これにより、演算時間を短縮することができ、高性能の画像処理装置を用いる必要がなくなり、低コスト化を図ることができる。
【0041】
このFFT処理によって得られるパワースペクトルの一例を図6に示す。図6はCCDリニアイメージセンサ1の画像データの投影波形にFFT処理して得られた強度(振幅の2乗)を周波数の関数として表したものである。なお、図2及び図5で示した画像とは無関係である。まず、A以上の周波数において、レベルB以上の成分を持つ極値(ピーク)を探索する。ここではピーク1とピーク2の2つのピークが表れている。このピーク1、ピーク2における周波数をそれぞれf1、f2とする。まずピーク1について考える。周波数f1におけるLとRの画像の位相を求め、その差を位相差Δθ1とする。なお、位相及び位相差の算出はその周波数における位相及び位相差のみを算出しても良いし、周波数の関数として位相スペクトル及び位相差スペクトルを求めてから算出しても良い。ここで、2つの画像の位相差をΔθ1、その角速度をω1(=2πf1)とすると、ずれ量(ピクセル)=Δθ1/ω1で表される(ただし、ω1=2πf1=2πn/N、ここでNは波形の全画素数、nは1〜N/2である)。また、ピーク2における周波数f2について同様の処理を行い、位相差Δθ2を求めずれ量を算出する。そしてこの平均が画像間のずれ量となる。なお、ピークの値によって重みをつけてずれ量を算出してもよい。このずれ量により、正確で精度の高い補正を行うことができる。なお、L又はRのいずれのパワースペクトルから周波数f1を抽出して、位置ずれ量を求めてもよい。さらに、LとRのパワースペクトルの極値から2つ周波数を抽出して、その2つの位相差から求められる平均値を位置ずれ量としてもよい。パワースペクトルの極値の周波数には画像のエッジ情報が含まれるため、正確で精度の高い位置ずれ検出及び位置ずれ補正を行うことが可能になり、検査精度の向上を図ることが出来る。これにより、精度良く位置ずれ量を求めることができる。またあるレベル以上の成分を持つピークを探索することで、抽出する周波数の数も少なくすることが出来るため、演算時間の短縮につながる。さらに、一定の周波数より高い周波数を探索することで、ステージ振動等の低い周波数成分が探索対象となることがなくなり、より正確な検査を行うことができる。また、対象となるピークは2つに限られず1つ以上あればよい。さらに、この演算処理を全ての比較処理する画像に対して行うことにより、光学系が経時的にずれている場合でも、その位置ずれ量の変化に対応することができる。従ってより正確な検査を行うことが出来る。
【0042】
発明の実施の形態2.
本実施の形態は上述の実施の形態1で示した検査方法において周波数の抽出方法が異なるものである。従って、ステップS7以外のステップは同様であり、また検査装置及び画像処理装置の構成も同一であるため説明を省略する。
【0043】
実施の形態1では極値すなわちピークにおける位相差を求め、画像間のずれ量とした。本実施の形態では、図7に示すようにピーク1(極値)の1/2の強度における周波数をf3、f4とする。なお、f3及びf4は極値における周波数から最も近い周波数で1/2の強度となる周波数とする。同様にピーク2(極値)の1/2の強度における周波数をf5、f6とする。そして、f3〜f4及びf5〜f6の周波数帯の各周波数において、L、Rの位相を求め、それぞれの周波数における位相差を求める。それぞれの位相差Δθからずれ量(Δθ/ω)を求め、その平均値を画像間の位置ずれ量とする。極値に近い値の周波数帯から位相差を求め、ずれ量を算出することにより、短時間で正確な位置ずれ量を求めることができる。
【0044】
なお、画像間のずれ量(ピクセル)は実施の形態1と同様にΔθ/ωとなる。抽出された複数の周波数から求めたずれ量の平均値を位置ずれ量として、ずれ補正している。これにより、パワースペクトルのピークがなだらかな場合や、最大極値の近傍に同程度の強度のピークがある場合でも、正確にずれ量を求めることが出来る。なお位相差を求める周波数の位置はピーク値から1/2の位置に限らず、0より大きく1より小さい値ならいかなる値でもよい。1つ以上の周波数が抽出されればよい。極値の近傍の周波数には画像のエッジ情報が含まれるため、正確で精度の高い位置ずれ検出及び位置ずれ補正を行うことが可能になり、検査精度の向上を図ることが出来る。また抽出する周波数の数を少なく出来るため、演算時間の短縮につながる。
【0045】
発明の実施の形態3.
本実施の形態では上述の実施の形態で示した画像処理方法の投影波形の求め方が異なるものである。そのため、ステップS3〜ステップS5以外のステップは同様であり、また検査装置及び画像処理装置の構成も同一であるため説明を省略する。
【0046】
実施の形態1においての投影波形はX方向に微分処理を行った後にY方向に積分処理を行っていた。本実施の形態ではさらにY方向に微分処理を行った後にX方向に積分処理を行い、2つの投影波形を生成している点で異なる。このような2方向の投影波形のそれぞれに対してFFT処理を行い、位相差を求める。この位相差から2方向のずれ量を補正することでより正確な2次元の補正を行うことが可能になる。なお、X方向の投影波形からずれ量を求めて、ずれ補正を行った後に、再度Y方向の投影波形からずれ量を求めてずれ補正を行ってもよい。また逆にY方向の投影波形からずれ量を求めて、ずれ補正を行った後に、X方向のずれ補正を行ってもよい。これにより、より短時間で正確な2方向の位置ずれ補正を行うことができる。
【0047】
その他の実施の形態.
上述の実施の形態で示したFFT処理を行う回路はDSP33に限られるものではなくFFT処理及び位相差からずれ量を求める演算処理ができればよい。またこれらの処理を異なる回路で行っても良い。また、DSP33ではサブピクセル精度で演算を行うことができるのでより正確で精度の高い補正を行うことができる。DSP33で演算されたずれ量を記憶するメモリをさらに備えていてもよい。例えば、最初の画像のみ位置ずれ量を求め、その位置ずれ量をずれ補正回路4内に記憶させる。このずれ量は一定回数の画像に対して適用される。そして一定回数の画像を取得して比較処理を行った後にずれ量を更新する。より具体的には、例えば1枚の基板の検査が終わり、次の基板をセッティングした後にずれ量を更新して検査を行う。これにより、毎回行われる演算処理を省くことができる。さらに、画像処理が上手くいかずにずれ量を求めることができない場合は、この記憶したずれ量を用いても良い。また、ずれ量の検出を撮像毎に行っている場合でも、基板上にパターンがなくずれ量を求めることができないことがある。この場合、過去に求められたずれ量を参考にすれば、ずれ量を求められなかった場合でも対処することができる。例えば、基板上にパターンが設けられていない画像を撮像した場合であって、どちらかの画像に異物が付着している場合はずれ量を求めることができない時があるため有効である。さらに、ずれ量の基板面内の分布は基板を載せているステージ又はCCDセンサの移動特性を表しているため、基板が変わった場合でも前回のずれ量を参考とすることができる。例えば、基板やCCDセンサが傾いて移動している場合にはその傾きを求めて、移動特性に基づいて位置ずれ補正を行うことも可能である。
【0048】
また上述の実施の形態では1次元のCCDリニアイメージセンサ1を用いて基板2を移動させることにより2次元の画像データを取得したが、CCDリニアイメージセンサ1を移動させても良い。もちろん2次元のCCDセンサを用いてもよい。さらに1次元の画像データの比較処理を行っても良い。この場合は投影波形データを生成するステップS2〜S4及び、投影波形生成回路31が不要になる。また本発明にかかる画像処理方法は2つのCCDセンサを用いたダイツーダイ方式の検査装置に好適である。ダイツーダイ方式に限らず、1つのCCDセンサを用いたダイツーデータベース方式の検査装置に用いることも可能である。さらに1つのCCDリニアイメージセンサで複数の画像データを取得して、その比較処理を行っても良い。3つ以上のCCDリニアイメージセンサを用いてもよい。また検出器はCCDセンサに限らず他の検出器を用いてもよい。例えば、MOS(Metal Oxide Semiconductor)やCMOS(Complimentary MOS)等の個体撮像素子を用いても良い。
【0049】
上述の実施の形態で示した画素数、画像、スペクトル等はそれぞれ一例であって、図示したものに限られるものではない。上述の画像処理方法及び画像処理装置は2つの画像間の比較処理を行う検査装置に用いることが好適である。また位置ずれ量の検出にのみ用いてもよい。なお、被検査対象物は縦置き、横置き、斜め置きのいずれでもよい。また、被検査対象物を半導体装置、液晶表示装置、フォトマスク、レチクルとして、これらのパターンの欠陥検査を行う欠陥検査装置に用いることが好適である。なお半導体装置はダイシング後の複数の半導体チップに対して検査を行っても良い。さらに同一の形状を持つ複数の被検査対象物に対して検査を行ってもよく、複数の同一パターンを有する被検査対象物に対して検査を行っても良い。例えば2つのCCDリニアイメージセンサで1つの半導体ウェハ上の同一パターンに対して検査を行っても良いし、2つのCCDリニアイメージセンサで同じパターンが設けられた2つの半導体ウェハに対して検査を行っても良い。また液晶表示装置に用いられるTFTアレイ基板、カラーフィルタ基板又は液晶パネルに対して検査を行っても良い。さらに被検査対象物は上記以外のものでもよい。
【0050】
【発明の効果】
本発明によれば、画像間の位置ずれの検出を短時間で正確に行うことができる位置ずれ検出方法及び位置ずれ検出装置を提供することができ、位置ずれを補正して比較処理する画像処理方法及び画像処理装置並びに検査方法及び検査装置に利用することが好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる検査装置の構成を示す斜視図である。
【図2】CCDリニアイメージセンサで取得した画像の一例を示す図である。
【図3】本発明にかかる画像処理方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図4】本発明にかかる画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図5】画像データの信号処理の一例を示すグラフ図である。
【図6】本発明の実施の形態1にかかる位置ずれ量検出の信号処理の様子を示すグラフ図である。
【図7】本発明の実施の形態2にかかる位置ずれ量検出の信号処理の様子を示すグラフ図である。
【図8】従来の欠陥検査装置の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 CCDリニアイメージセンサ
2 基板
3 画像処理装置
4 画像
5 配線
31 投影波形生成回路
32 FIFOメモリ
33 DSP
34 ずれ補正回路
35 画像メモリ
36 画像比較回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a misregistration detection method and misregistration detection apparatus that detect misregistration between images, and more particularly to an image processing method, an image processing apparatus, and an image processing method for accurately correcting misregistration between images in a short time. The present invention relates to an inspection apparatus and an inspection method using the same.
[0002]
[Prior art]
A CCD sensor is used in a conventional semiconductor device, liquid crystal display device, photomask or reticle pattern shape defect inspection device, and the presence or absence of a defect is detected from the image. In such a defect inspection apparatus, a die-to-die method (Die-to-Die) that compares adjacent identical pattern shapes and a die-to-database method (Die-to-Database) that generates a reference image based on CAD data and compares it with it. There is. (For example, see Patent Document 1)
[0003]
In the die-to-die method, two identically shaped die patterns are detected by different CCD sensors. Alternatively, after detecting the die pattern once by one CCD sensor, the same die pattern is detected by moving the substrate or the CCD sensor. By comparing the two digital images, the presence or absence of a defect is determined. When comparison processing is performed on two digital images, each pixel value may be subtracted between the two digital images. That is, in a pixel having a different value, it becomes a value other than 0, and a defect has occurred in this place. In this way, slight differences between two images having the same content (ie, pattern shape defects) can be found. Some image data are subjected to differentiation processing and then subjected to two-dimensional FFT processing to identify an identification object. (For example, Patent Document 2) In this method, an identification object is imaged by a CCD camera, and differentiation processing is performed on the image data. Then, two-dimensional FFT processing is performed, and the image is identified by the peak value of the spectrum, that is, the maximum value (or extreme value) of the coefficient of the frequency expressed by the FFT processing.
[0004]
However, defect detection by these methods is based on the premise that there is no shift between images. If there is a slight shift between images, even if the same image is subtracted, the shift is erroneously detected as a pseudo defect. Therefore, an inspection apparatus that performs defect inspection by this method must perform inspection while suppressing the cause of deviation as much as possible. Therefore, it is necessary to accurately match the CCD sensor to the same position in different patterns.
[0005]
The configuration of this die-to-die type defect inspection apparatus will be described with reference to FIG.
[0006]
In order to inspect the entire surface of the substrate, either one or both of the
[0007]
The positional deviation correction between the two images is performed by adjusting the position and inclination of the CCD
[0008]
There is also an image processing method that corrects misalignment on an image, and there is a method that can correct up to sub-pixels. However, recently, the width of the wiring pattern has become narrower. Therefore, it is necessary to increase the resolution (detection range around one pixel) of the CCD linear image sensor in order to perform inspection with higher accuracy. Furthermore, the requirements for the accuracy of this misregistration correction are becoming stricter. Therefore, when a wide range of images is acquired with the CCD sensor resolution increased with a conventional inspection apparatus, there is a problem that the amount of image data increases and the required calculation time and storage capacity increase. When the calculation time increases, there is also a problem that the inspection throughput is slowed down.
[0009]
[Patent Document 1]
U.S. Pat. No. 4,805,123
[Patent Document 2]
JP 2000-357236 A
[Patent Document 3]
JP-A-11-201908
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional inspection apparatus, when the two-dimensional images are subjected to the positional deviation correction and the comparison processing is performed, there is a problem that a necessary calculation time and a storage capacity are increased.
[0011]
The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a displacement detection method and a displacement detection apparatus that can detect displacement between two images at high speed and with high accuracy. To do. It is another object of the present invention to provide an image processing method, an image processing apparatus, an inspection apparatus, and an inspection method using them.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
A positional deviation detection method according to the present invention is a positional deviation detection method for detecting a positional deviation amount between first image data and second image data, and (a) 1 obtained from the image data. A step of Fourier transforming the dimension data (for example, step S6 according to the embodiment of the present invention), and (b) a step of obtaining a phase at at least one frequency based on the result of step (a) (for example, Step S8) according to the embodiment of the present invention, and (c) the amount of misalignment between images based on the difference between the phase obtained in step (b) and the phase of the second image data at the frequency. Is obtained (for example, step S9 according to the embodiment of the present invention). This makes it possible to accurately detect the amount of misalignment between images.
[0013]
In the positional deviation detection method according to the present invention, in the step (a) of the positional deviation detection method described above, coefficients corresponding to a plurality of frequencies are obtained by the Fourier transform, and in the step (b), the plurality of frequencies are detected. The intensity at each frequency is obtained, the frequency is extracted based on the extreme value of the intensity, and the phase is obtained at the extracted frequency. This makes it possible to accurately detect the amount of misalignment between images.
[0014]
In the above-described misregistration detection method, further, a step of acquiring two-dimensional data based on the first image data (for example, step S2 according to an embodiment of the present invention), and based on the two-dimensional data, the 1 You may have the step (For example, step S4 concerning embodiment of this invention) which produces | generates projection waveform data as dimension data. This makes it possible to accurately detect the amount of misalignment between images.
[0015]
In the positional deviation detection method according to the present invention, the step of generating the projection waveform in the positional deviation detection method described above generates one-dimensional projection waveform data for a plurality of different directions, and the one-dimensional projection waveform data. Steps (a), (b) and (c) are executed. Thereby, it is possible to accurately detect the amount of displacement in two directions.
[0016]
An image processing method according to the present invention is an image processing method for performing a comparison process between first image data and second image data, and a step of obtaining a displacement amount of any of the displacement detection methods described above. After that, a step of correcting the positional deviation amount between the images with respect to the image data of the first image data or the second image data (for example, step S10 according to the embodiment of the present invention), The method includes a step (for example, step S11 according to the embodiment of the present invention) for comparing the corrected image data. As a result, it is possible to accurately correct misalignment between images.
[0017]
An inspection method according to the present invention is an inspection method for performing an inspection based on a comparison processing result between first image data and second image data, the step of comparing the image data of the above-described image processing method. Thereafter, the method includes a step of outputting an inspection signal based on the comparison result subjected to the comparison processing (for example, step S12 according to the embodiment of the present invention). As a result, it is possible to compare images that have been accurately corrected for misalignment, thereby improving the inspection accuracy.
[0018]
A misregistration detection apparatus according to the present invention is a misregistration detection apparatus that detects a misregistration amount between first image data and second image data, and is a one-dimensional image obtained from the first image data. First computing means for Fourier transforming data; second computing means for obtaining a phase at at least one frequency based on a result of the first computing; and the first computing means obtained in the second computing. Third computing means for obtaining a positional deviation amount between the first image data and the second image data based on a difference between the phase of the image data and the phase of the second image data at the frequency. (For example, DSP33 concerning embodiment of this invention) is provided. As a result, the amount of misalignment between images can be detected accurately in a short time.
[0019]
The positional deviation detection device according to the present invention obtains coefficients corresponding to a plurality of frequencies by the Fourier transform in the first calculation of the above-described positional deviation detection method, and in the second calculation, The intensity at each frequency is obtained, the frequency is extracted based on the extreme value of the intensity, and the phase is obtained at the extracted frequency. As a result, the amount of misalignment between the image data can be accurately detected in a short time.
[0020]
In the above-described positional deviation detection apparatus, the first image data is two-dimensional data, and a projection waveform generation circuit that generates projection waveform data as one-dimensional data based on the two-dimensional data (for example, an embodiment of the present invention) Further, a projection waveform generation circuit 31) may be included. As a result, the amount of misalignment between images can be detected accurately in a short time.
[0021]
In the above-described positional deviation detection apparatus, the projection waveform generation circuit generates one-dimensional projection waveform data for a plurality of different directions, and the first calculation, the second calculation, and the one-dimensional projection waveform data. The third calculation may be executed. As a result, the amount of displacement in the two directions can be detected accurately in a short time.
[0022]
The projection waveform generation circuit of the above-described positional deviation detection apparatus may generate the projection waveform by integrating the two-dimensional data in the first direction. As a result, the amount of misalignment between images can be detected accurately in a short time.
[0023]
The positional deviation detection apparatus according to the present invention differentiates the two-dimensional data in a second direction orthogonal to the first direction before generating the projection waveform in the projection waveform generation circuit of the positional deviation detection apparatus described above. Differential processing is performed. Thereby, edge detection can be performed, and the amount of positional deviation between images can be detected accurately in a short time.
[0024]
An image processing apparatus according to the present invention is an image processing apparatus that performs a comparison process between first image data and second image data, and the misregistration detection apparatus according to any one of claims 7 to 12, A shift correction circuit (for example, the
[0025]
An inspection apparatus according to the present invention is an inspection apparatus that performs an inspection based on a comparison processing result between first image data and second image data, and includes an imaging unit that captures an image of an object to be inspected (for example, Based on the result of the first calculation, the CCD linear image sensor 1) in the embodiment of the present invention, the first calculation means for Fourier transforming the one-dimensional data obtained from the first image data, and at least Based on a second computing means for obtaining a phase at one frequency, a phase of the first image data obtained in the second computation, and a phase of the second image data at the frequency, Calculation means (for example, DSP 33 in the embodiment of the present invention) for performing a third calculation for obtaining the amount of positional deviation between the first image data and the second image data; A displacement correction circuit (for example, the displacement correction circuit 34 in the embodiment of the present invention) that corrects the positional deviation amount obtained by the amount detection device with respect to the first image data or the second image data; An image comparison circuit that compares the corrected image data (for example, the image comparison circuit 36 in the embodiment of the present invention) and an inspection signal based on the comparison result are output. As a result, it is possible to compare images that have been accurately corrected for misalignment, thereby improving the inspection accuracy.
[0026]
In the above-described inspection apparatus, it is preferable that the first image data is two-dimensional data, and further includes a projection waveform generation circuit that generates projection waveform data as one-dimensional data based on the two-dimensional data. As a result, it is possible to compare images that have been accurately corrected for positional deviation in a short time, so that the inspection accuracy can be improved.
[0027]
In the above-described inspection apparatus, it is desirable to further include storage means for storing the amount of positional deviation. Thereby, the convenience of an inspection apparatus can be improved.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A configuration of an inspection apparatus using the positional deviation detection method and the image processing method according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an inspection apparatus.
[0029]
Two CCD
[0030]
Although an optical system is not particularly illustrated in FIG. 1, optical components such as a light source, a lens, a mirror, a half mirror, and a beam splitter may be provided on the optical path in terms of the device configuration. The
[0031]
An example of an image acquired by the CCD
[0032]
An inspection method for performing an inspection by correcting a positional deviation between images will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a flowchart of an inspection method for performing inspection by performing misalignment correction, and FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an image processing apparatus using misalignment correction. Here, 31 is a projection waveform generation circuit, 32 is a FIFO memory, 33 is a DSP (Digital Signal Processor), 34 is a shift correction circuit, 35 is an image memory, and 36 is an image comparison circuit. These are provided inside the
[0033]
First, as described above, two one-dimensional images are acquired by the two CCD linear image sensors 1 (step S1). A two-dimensional image is generated by moving the substrate 2 (step S2). The two two-dimensional images are synchronized with the horizontal synchronization signal and the vertical synchronization signal and input to the projection
[0034]
These two projection waveforms are stored in the FIFO memory 32 (step S5). The
[0035]
The
[0036]
Next, signal processing in steps S2 to S4 will be described in detail. Assume that the image shown in FIG. 2 is generated in step S2. This image is assumed to have an effective pixel area of 1024 pixels in the Y direction and 512 pixels in the X direction. And one
[0037]
The waveform of the line data in the direction of the arrow shown in FIG. 2 is shown in FIG. This line data is assumed to be the line data of the uppermost pixel in the Y direction. In the image of L, the position where the region where the
[0038]
Accordingly, as shown in FIG. 5A, the line data of the
[0039]
Further, the above process is performed for all lines in the Y direction. Then, the waveform as shown in FIG. 5B is obtained in all lines. Next, integration processing is performed on the data for all the lines in the Y direction. That is, the sum is obtained for data having the same position in the X direction. As a result, the projection waveform in which the edge portion of the
[0040]
Next, frequency extraction in step S7 and phase calculation in step S8 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 6 is an example of a power spectrum after the projection waveform data is subjected to FFT processing. The one-dimensional waveform is a finite digital signal, and Fourier coefficients corresponding to a plurality of frequencies can be obtained by discrete Fourier transform (DFT), and the amplitude (intensity) and phase can be calculated. That is, the amplitude (intensity) and phase at the frequency are calculated from the real part and imaginary part of each frequency component, and the power spectrum and phase spectrum can be obtained. Thus, amplitude (intensity) and phase can be expressed as a function of frequency. The positional deviation amount can be obtained from this phase. In order to speed up the processing, it is desirable to use FFT for these Fourier transforms. Since the image data is converted into one-dimensional projection waveform data, it is possible to perform arithmetic processing at a higher speed than two-dimensional FFT. As a result, the calculation time can be shortened, it is not necessary to use a high-performance image processing apparatus, and the cost can be reduced.
[0041]
An example of the power spectrum obtained by this FFT processing is shown in FIG. FIG. 6 shows the intensity (square of amplitude) obtained by performing FFT processing on the projection waveform of the image data of the CCD
[0042]
The present embodiment is different from the inspection method shown in the first embodiment in the frequency extraction method. Accordingly, the steps other than step S7 are the same, and the configurations of the inspection apparatus and the image processing apparatus are also the same, and the description thereof is omitted.
[0043]
In the first embodiment, an extreme value, that is, a phase difference at a peak is obtained and used as a shift amount between images. In the present embodiment, as shown in FIG. 7, the frequency at half the intensity of peak 1 (extreme value) is f. 3 , F 4 And F 3 And f 4 Is a frequency that is half the intensity at the frequency closest to the frequency at the extreme value. Similarly, the frequency at half the intensity of peak 2 (extreme value) is f 5 , F 6 And And f 3 ~ F 4 And f 5 ~ F 6 The phase of L and R is calculated | required in each frequency of this frequency band, and the phase difference in each frequency is calculated | required. A shift amount (Δθ / ω) is obtained from each phase difference Δθ, and the average value is used as a positional shift amount between images. By calculating the phase difference from the frequency band having a value close to the extreme value and calculating the shift amount, an accurate positional shift amount can be determined in a short time.
[0044]
Note that the amount of deviation (pixels) between images is Δθ / ω as in the first embodiment. Deviation correction is performed by using an average value of deviation amounts obtained from a plurality of extracted frequencies as a positional deviation amount. Thereby, even when the peak of the power spectrum is gentle or when there is a peak of the same intensity in the vicinity of the maximum extreme value, the deviation amount can be obtained accurately. The position of the frequency for obtaining the phase difference is not limited to a position that is 1/2 of the peak value, and any value that is greater than 0 and less than 1 may be used. One or more frequencies may be extracted. Since the edge information of the image is included in the frequency in the vicinity of the extreme value, it is possible to perform accurate and highly accurate misalignment detection and misalignment correction, and to improve the inspection accuracy. In addition, since the number of frequencies to be extracted can be reduced, the calculation time is shortened.
[0045]
In the present embodiment, the method of obtaining the projection waveform in the image processing method shown in the above-described embodiment is different. Therefore, steps other than step S3 to step S5 are the same, and the configurations of the inspection apparatus and the image processing apparatus are also the same, and the description thereof is omitted.
[0046]
The projection waveform in the first embodiment has been subjected to integration processing in the Y direction after performing differentiation processing in the X direction. The present embodiment is different in that a differential process is further performed in the Y direction, an integration process is then performed in the X direction, and two projection waveforms are generated. An FFT process is performed on each of the projection waveforms in such two directions to obtain a phase difference. By correcting the amount of deviation in two directions from this phase difference, more accurate two-dimensional correction can be performed. Note that, after the deviation amount is obtained from the projection waveform in the X direction and the deviation correction is performed, the deviation amount may be obtained again from the projection waveform in the Y direction and the deviation correction may be performed. Conversely, the deviation amount in the X direction may be corrected after obtaining the deviation amount from the projected waveform in the Y direction and correcting the deviation. As a result, accurate displacement correction in two directions can be performed in a shorter time.
[0047]
Other embodiments.
The circuit that performs the FFT processing shown in the above-described embodiment is not limited to the
[0048]
In the above-described embodiment, the two-dimensional image data is acquired by moving the
[0049]
The number of pixels, the image, the spectrum, and the like shown in the above embodiment are examples, and are not limited to those shown in the drawings. The above-described image processing method and image processing apparatus are preferably used for an inspection apparatus that performs a comparison process between two images. Further, it may be used only for detecting the amount of displacement. Note that the inspection object may be placed vertically, horizontally, or obliquely. Further, it is preferable to use the inspection object as a semiconductor device, a liquid crystal display device, a photomask, or a reticle for a defect inspection apparatus that performs defect inspection of these patterns. The semiconductor device may inspect a plurality of semiconductor chips after dicing. Further, a plurality of inspection objects having the same shape may be inspected, or a plurality of inspection objects having the same pattern may be inspected. For example, two CCD linear image sensors may inspect the same pattern on one semiconductor wafer, or two CCD linear image sensors inspect two semiconductor wafers provided with the same pattern. May be. Moreover, you may test | inspect with respect to the TFT array substrate used for a liquid crystal display device, a color filter substrate, or a liquid crystal panel. Further, the inspection object may be other than the above.
[0050]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the position shift detection method and position shift detection apparatus which can detect the position shift between images correctly in a short time can be provided, and the image processing which correct | amends position shift and performs a comparison process It is preferable to use the method, the image processing apparatus, the inspection method, and the inspection apparatus.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an inspection apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an image acquired by a CCD linear image sensor.
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of an image processing method according to the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an image processing apparatus according to the present invention.
FIG. 5 is a graph showing an example of signal processing of image data.
FIG. 6 is a graph showing a state of signal processing for detecting a displacement amount according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 7 is a graph showing a state of signal processing for detecting a displacement amount according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a perspective view showing a configuration of a conventional defect inspection apparatus.
[Explanation of symbols]
1 CCD linear image sensor
2 Substrate
3 Image processing device
4 images
5 Wiring
31 Projection Waveform Generation Circuit
32 FIFO memory
33 DSP
34 Deviation correction circuit
35 Image memory
36 Image comparison circuit
Claims (13)
(a)第1演算手段が、前記第1の画像データ及び前記第2の画像データから得られた1次元データをフーリエ変換するステップと、
(b)第2演算手段が、前記ステップ(a)の結果に基づき、前記第1の画像データ及び前記第2の画像データの、不特定の周波数から一定の条件で抽出した周波数におけるそれぞれの位相を求めるステップと、
(c)第3演算手段が、前記ステップ(b)において求められた、前記第1の画像データの前記周波数における位相と、前記第2の画像データの前記周波数における位相との差に基づき、前記第1の画像データと前記第2の画像データとの間の位置ずれ量を求めるステップと、
(d)ずれ補正回路が、前記ステップ(b)において求められた位置ずれ量を前記第1の画像データ又は前記第2の画像データに対して補正するステップと、
を有する検査方法。 An inspection method for inspecting an object to be inspected having a plurality of identical design patterns based on a comparison processing result between first image data and second image data obtained by imaging the same design pattern at different positions. ,
(A) a first computing means Fourier transforming the one-dimensional data obtained from the first image data and the second image data ;
(B) Based on the result of the step (a) , the second calculation means respectively phase of the first image data and the second image data at a frequency extracted from an unspecified frequency under a certain condition. A step of seeking
(C) third arithmetic means, said determined at step (b), the phase of the frequency of the first image data, based on the difference between the phase of the frequency of the second image data, wherein Obtaining a displacement amount between the first image data and the second image data ;
(D) a shift correction circuit correcting the positional shift amount obtained in step (b) with respect to the first image data or the second image data;
Inspection method having
前記第2演算手段が、前記ステップ(b)において、前記複数の周波数の各周波数における強度を求め、当該強度の極値に基づき周波数を抽出し、当該抽出された周波数において位相を求めることを特徴とする請求項1の検査方法。 The first calculation means obtains coefficients corresponding to a plurality of frequencies by the Fourier transform in the step (a),
In the step (b), the second calculation means obtains an intensity at each frequency of the plurality of frequencies, extracts a frequency based on an extreme value of the intensity, and obtains a phase at the extracted frequency. The inspection method according to claim 1.
前記投影波形生成回路が、前記2次元データに基づいて、前記1次元データとして投影波形データを生成するステップを有する請求項1又は2いずれかに記載の検査方法。A projection waveform generation circuit acquiring two-dimensional data based on the first image data;
The inspection method according to claim 1, wherein the projection waveform generation circuit includes a step of generating projection waveform data as the one-dimensional data based on the two-dimensional data.
前記それぞれの1次元投影波形データについて前記ステップ(a)、(b)及び(c)とを実行する請求項3記載の検査方法。 The step of generating the projection waveform data by the projection waveform generation circuit generates one-dimensional projection waveform data for a plurality of different directions,
The inspection method according to claim 3, wherein the steps (a), (b), and (c) are performed on each of the one-dimensional projection waveform data.
(f)前記比較処理結果に基づいた検査信号を出力するステップと、
をさらに有する請求項1〜4のいずれか1項に記載の検査方法。 (E) an image comparison circuit comparing the image data corrected in the step (d);
(F) outputting an inspection signal based on the comparison processing result;
The inspection method according to any one of claims 1 to 4, further comprising:
被検査対象物の画像を撮像する撮像手段と、 An imaging means for capturing an image of the inspection object;
前記第1の画像データ及び前記第2の画像データから得られた1次元データをフーリエ変換する第1の演算手段と、 First computing means for Fourier transforming one-dimensional data obtained from the first image data and the second image data;
前記第1の演算の結果に基づき、前記第1の画像データ及び前記第2の画像データの、不特定の周波数から一定の条件で抽出した周波数におけるそれぞれの位相を求める第2の演算手段と、 Based on the result of the first calculation, second calculation means for obtaining respective phases of the first image data and the second image data at frequencies extracted from unspecified frequencies under a certain condition;
前記第2の演算において求められた、前記第1の画像データの前記周波数における位相と、前記第2の画像データの前記周波数における位相との差に基づき、前記第1の画像データと前記第2の画像データとの間の位置ずれ量を求める第3の演算を行う演算手段と、 Based on the difference between the phase of the first image data at the frequency and the phase of the second image data at the frequency obtained in the second calculation, the first image data and the second image data Calculation means for performing a third calculation to obtain a positional deviation amount between the image data and
前記位置ずれ量検出装置によって求められた位置ずれ量を前記第1の画像データ又は前記第2の画像データに対して補正するずれ補正回路と、 A displacement correction circuit for correcting the displacement amount obtained by the displacement amount detection device with respect to the first image data or the second image data;
を備える検査装置。 An inspection apparatus comprising:
前記第2の演算において、前記複数の周波数の各周波数における強度を求め、当該強度の極値に基づき周波数を抽出し、当該抽出された周波数において位相を求めることを特徴とする請求項5の検査装置。 6. The inspection according to claim 5, wherein, in the second calculation, an intensity at each frequency of the plurality of frequencies is obtained, a frequency is extracted based on an extreme value of the intensity, and a phase is obtained at the extracted frequency. apparatus.
前記それぞれの1次元投影波形データについて前記第1の演算、第2の演算及び第3の演算を実行する請求項7記載の検査装置。 The inspection apparatus according to claim 7, wherein the first calculation, the second calculation, and the third calculation are executed for each of the one-dimensional projection waveform data.
前記比較結果に基づいた検査信号を出力する請求項6〜12のいずれか1項に記載の検査装置。 The inspection apparatus according to any one of claims 6 to 12, which outputs an inspection signal based on the comparison result.
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