JP4428112B2 - Appearance inspection method and appearance inspection apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、例えば液晶ディスプレイや有機EL(Electronic Luminescent)ディスプレイなどの検査対象基板上に形成されたパターンを検出して、欠陥検査を行うパターン検査、異物検査等に適用して好適な外観検査方法及び外観検査装置に関する。 The present invention is a visual inspection method suitable for application to pattern inspection, foreign matter inspection, etc. for detecting a pattern formed on an inspection target substrate such as a liquid crystal display or an organic EL (Electronic Luminescent) display, for example. And an appearance inspection apparatus.
例えば液晶ディスプレイや有機ELディスプレイなどのフラットパネルディスプレイ等の検査対象基板上に形成されたパターンを検出して、欠陥検査を行うパターン検査、異物検査等の従来の技術について、図6〜図13を参照して説明する。なお、各図面の対応する部分には同一符号を付して示している。 For example, FIG. 6 to FIG. 13 show conventional techniques such as a pattern inspection for performing a defect inspection by detecting a pattern formed on a substrate to be inspected such as a flat panel display such as a liquid crystal display or an organic EL display, and a foreign matter inspection. The description will be given with reference. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and shown to the corresponding part of each drawing.
図6は、被検査物の一例としてフラットパネルディスプレイのRGBのカラーフィルタを取り除いた画素パターン構成を示したものである。図6において、例えば画素50はアクティブマトリックス方式の画素構造となっており、51はa−Si(アモルファスシリコン)、52はソース電極、53はドレイン電極、54は保持容量素子、55は走査線、56は信号線を表している。
FIG. 6 shows a pixel pattern configuration in which an RGB color filter of a flat panel display is removed as an example of an inspection object. In FIG. 6, for example, a
図7は、一般的に行われている被検査物の外観を検査する外観検査工程のフローチャートである。最初に低い倍率の顕微鏡を用いてマクロ検査を行い、パネル全面をチェックする(ステップS1)。 FIG. 7 is a flowchart of an appearance inspection process for inspecting the appearance of an inspection object that is generally performed. First, a macro inspection is performed using a low magnification microscope to check the entire panel surface (step S1).
図8は、図6に示されたフラットパネルディスプレイ(以下、パネルともいう。)の画素パターンを模式的に表した平面図であり、「A」は画素(以下、単位画像とも称する。)を示す。図8に示されるようにパネルに欠陥100がある場合、マクロ検査工程を行うことによって図9に示すようにパネル全面のどの位置に欠陥があるかを示す欠陥の位置データが生成される(ステップS2)。
FIG. 8 is a plan view schematically showing a pixel pattern of the flat panel display (hereinafter also referred to as a panel) shown in FIG. 6, and “A” indicates a pixel (hereinafter also referred to as a unit image). Show. If the panel has a
被検査物を撮像装置等で撮影した被検査画像と参照画像の差異を基に検査を行う外観検査方法において、マクロ検査時に1画面内のパターンの繰り返し性を使うものでは、予め設計図等などから繰り返しの間隔を定義し、1画面内から繰り返されたパターンを全て切り出し、切り出された各画像の差異を検出することにより、欠陥情報を得ることができる。また、マクロ検査工程においては、パネル全面の検出可能な全ての欠陥について、その位置データが生成される。 In the appearance inspection method for inspecting the object to be inspected based on the difference between the inspected image taken with the imaging device and the reference image and using the repeatability of the pattern in one screen at the time of macro inspection, the design drawing etc. The defect information can be obtained by defining the repetition interval and cutting out all the repeated patterns from one screen and detecting the difference between the cut out images. Further, in the macro inspection process, position data is generated for all detectable defects on the entire panel surface.
上述の欠陥位置データを基に、次にミクロ検査工程(レビュー検査工程とも呼ばれる。)を行う。ミクロ検査工程では、より倍率の高い顕微鏡で欠陥位置を拡大表示し、詳細な欠陥情報を取得する。欠陥情報には一般に欠陥の大きさや色、形などが含まれ、それらの情報に基づいて欠陥情報を分類することもできる。まず、マクロ検査工程で算出された欠陥位置データに従って高倍率の顕微鏡で欠陥位置の画像を取得する。以下、この画像を被検査画像と呼び、図10に被検査画像の一例を示す。 Next, a micro inspection process (also called a review inspection process) is performed based on the above-described defect position data. In the micro inspection process, the defect position is enlarged and displayed with a microscope having a higher magnification, and detailed defect information is acquired. The defect information generally includes the size, color, shape, etc. of the defect, and the defect information can be classified based on such information. First, an image of a defect position is acquired with a high-magnification microscope according to the defect position data calculated in the macro inspection process. Hereinafter, this image is called an inspection image, and FIG. 10 shows an example of the inspection image.
図10に示される被検査画像から欠陥情報を抽出するためには、一般に同じ位置における欠陥のない基準となる画像が必要となる。以下、このような画像を参照画像と呼び、図11に参照画像の一例を示す。 In order to extract defect information from the image to be inspected shown in FIG. 10, generally a reference image having no defect at the same position is required. Hereinafter, such an image is referred to as a reference image, and FIG. 11 shows an example of the reference image.
欠陥画像内に繰り返し性が有る場合は参照画像がなくても欠陥画像だけを使用して欠陥情報が抽出できるが、図10に示されるように欠陥画像内にパターンの繰り返し性が無い場合は参照画像(図11参照)が通常必要である。参照画像の作り方としては、一般に隣接する画素の同じ位置の画像を取得し、その画像を参照画像としている。 If there is repeatability in the defect image, defect information can be extracted using only the defect image even if there is no reference image, but if there is no pattern repeatability in the defect image as shown in FIG. An image (see FIG. 11) is usually required. As a method of creating a reference image, generally, an image at the same position of adjacent pixels is acquired, and the image is used as a reference image.
図12は、従来の外観検査装置構成の一例を示し、上述の参照画像の作成を2台の撮像装置を用いて実現したものである。図12において、101は被検査物であり、102及び104は拡大率調整可能な撮像装置、103及び105は撮像装置で撮像された被検査画像103a及び参照画像105aをそれぞれ記憶する被検査画像メモリ、108は被検査画像104aと参照画像メモリ105aを比較して相違点を検出する画像相違点検出回路である。さらに、109は相違点検出回路108で検出された画像相違点108aを記憶する相違点情報データメモリ、110は相違点情報データメモリ109から供給される画像相違点について、欠陥情報データベース111内の情報に基づいてどの種類の欠陥に属するか分類する欠陥分類回路110、112は分類された欠陥情報を記憶する欠陥分類情報メモリである。
FIG. 12 shows an example of the configuration of a conventional appearance inspection apparatus, in which the above-described reference image creation is realized using two imaging apparatuses. In FIG. 12, 101 is an object to be inspected, 102 and 104 are imaging devices capable of adjusting the enlargement ratio, and 103 and 105 are inspected image memories for storing the inspected
図12の構成によれば、2台の撮像装置102,104を使用して隣り合う画素の被検査画像103a(p×q画像),105a(p×q画像)を取得する。被検査画像103a(図10参照)、参照画像105aをパターンマッチングにより検査して欠陥100を含む画像相違点108aを検出し、その画像相違点と欠陥情報データベースから画像相違点が欠陥であるのか、また欠陥であればどの種類の欠陥であるか分類することができる。ここで、p×q画像とは画像の大きさを示し、縦及び横方向の画素数(単位画像数)で表される。
According to the configuration in FIG. 12, the inspected
一方、例えば、参照画像の基となる基準画像の画素数が増加してもパターンマッチング時の演算量を減少させるとともにその演算時間を短縮できる最適部分パターン抽出を提供する最適部分パターン抽出装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。) On the other hand, for example, an optimum partial pattern extraction device that provides optimum partial pattern extraction that can reduce the amount of computation at the time of pattern matching and shorten the computation time even if the number of pixels of the base image that is the basis of the reference image increases is proposed (For example, see Patent Document 1)
図13は、特許文献1に記載された最適部分パターン抽出装置の概要を説明するためのものである。図13において、パターンサーチ回路122にて基準画像メモリ121から供給される基準画像(m×n画像)121aと被検査画像メモリ103から供給される被検査画像(p×q画像(p>m,q>n))103aとの所定のパターンマッチングを行う。
FIG. 13 is for explaining the outline of the optimum partial pattern extraction apparatus described in Patent Document 1. In FIG. 13, a reference image (m × n image) 121 a supplied from the
ここで所定のパターンマッチングとは、基準画像データから所定画素数の基準部分データを座標を変えて順次取り出し、これら基準部分データを基準画像データに対して各方向に所定画素数ずらしたときの各マッチング度のうち最も高いマッチング度を求め、次に、これらのマッチング度のうち所定のマッチング度を検出し、かつ座標の異なる各基準部分データに対して検出された各マッチング度から最適マッチング度を示す座標の基準部分データを採用し、この基準部分データを基準画像データと入力画像データとの位置決めに使用するようにしたものである。 Here, the predetermined pattern matching means that reference part data having a predetermined number of pixels is sequentially extracted from the reference image data by changing the coordinates, and each reference part data is shifted by a predetermined number of pixels in each direction with respect to the reference image data. The highest matching degree is obtained from the matching degrees. Next, a predetermined matching degree is detected from these matching degrees, and an optimum matching degree is determined from each matching degree detected for each reference partial data having different coordinates. The reference portion data of the coordinates shown is adopted, and this reference portion data is used for positioning the reference image data and the input image data.
そして、画像シフト回路123にて基準画像121aと被検査画像103bとのパターンマッチングの結果得られた最適な位置合わせデータを基に基準画像の座標をシフトさせて位置合わせを行い、画像シフト回路123から供給されるシフト後の基準画像を参照画像(p×q画像)124aとして参照画像メモリ124に記憶させる。そして、画像相違点検出回路108にて参照画像124aと被検査画像104bを比較して欠陥検査を行い、欠陥100を含む画像相違点108bを検出する。以降の処理は、図12と同様に行われる。
しかしながら、図12に示される従来例は、同じ繰り返しパターンを持つ別の位置における欠陥のない画像を参照画像として利用し、参照画像と被検査画像を比較して欠陥情報を抽出する方法であり、図12に示されるように、まず撮像装置が2台とこれら2台の撮像装置の精密な位置調整が必要になるとともに、参照画像に欠陥がある可能性が排除できないという問題ある。また、1台の撮像装置を移動させて参照画像を撮影する方法も考えられるが、この場合、撮像装置の移動時間が必要となり検査時間が長くなるという問題がある。 However, the conventional example shown in FIG. 12 is a method of extracting defect information by comparing a reference image with an image to be inspected using a defect-free image at another position having the same repeating pattern as a reference image, As shown in FIG. 12, first, there are two imaging devices, and precise position adjustment of these two imaging devices is required, and the possibility that the reference image has a defect cannot be excluded. In addition, a method of taking a reference image by moving one imaging device is also conceivable, but in this case, there is a problem that the moving time of the imaging device is required and the inspection time becomes long.
また、特許文献1に記載のものにおいて、より小さな差異を検出するために撮影倍率を上げる場合、特にマクロ検査と呼ばれる第1次外観検査で欠陥の位置がわかっており、欠陥タイプの認識のためミクロ検査と呼ばれる第2次外観検査のように拡大率を高くする必要があるときには、1画面内のパターンの繰り返しがなくなり、この検査方法が使用できないという問題があった。 Further, in the case described in Patent Document 1, when the photographing magnification is increased in order to detect a smaller difference, the position of the defect is known particularly in the first appearance inspection called macro inspection, and the defect type is recognized. When it is necessary to increase the enlargement ratio as in the second appearance inspection called micro inspection, there is a problem that the pattern in one screen is not repeated and this inspection method cannot be used.
斯かる点に鑑み、本発明は、撮像装置の使用台数を抑えつつ検査時間を短縮することができるようにすることを目的とする。 In view of such a point, an object of the present invention is to reduce an inspection time while suppressing the number of used imaging apparatuses.
上記課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、被検査画像と参照画像の差異を基に被検査物の検査を行う際に、予め被検査画像の最小繰り返しパターンを全て網羅した母画像を生成し、被検査画像が母画像のどの場所であるかを検索し、検索された母画像の所定の場所を含む領域を子画像として抽出し、この子画像を被検査画像に対する参照画像として被検査画像との差異を検出するようにしたことを特徴とする。
このとき、母画像は、位置をずらして撮像した複数の画像を繋ぎ合わせた合成画像と、この合成画像と同じ繰り返しパターンを有する他の場所で撮影した画像との差異を基に検査を行い、予め欠陥がないことが確認された画像のみを用いて作成されることが好適である。
また、複数の母画像から各母画像を構成する単位画像の特徴的な部分を特徴画像として抽出し、被検査画像と各特徴画像とを比較し、被検査画像が備える特徴画像を判別し、それぞれの特徴画像より構成された複数の母画像から使用する母画像を選択し、選択された母画像の所定の場所を含む領域を子画像として抽出することが好適である。
In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the present invention provides a mother board that covers all the minimum repetitive patterns of the inspected image in advance when inspecting the inspected object based on the difference between the inspected image and the reference image. An image is generated, the location of the mother image in the inspected image is searched, a region including the predetermined location of the searched mother image is extracted as a child image, and this child image is a reference image for the inspected image As described above, a difference from the image to be inspected is detected.
At this time, the mother image is inspected based on a difference between a composite image obtained by joining a plurality of images captured at different positions and an image captured at another place having the same repeating pattern as the composite image, It is preferable that the image is created using only an image that has been confirmed to be free of defects in advance.
Further, a characteristic part of a unit image constituting each mother image is extracted as a feature image from a plurality of mother images, the image to be inspected is compared with each feature image, and a feature image included in the image to be inspected is determined. It is preferable that a mother image to be used is selected from a plurality of mother images composed of the respective feature images, and an area including a predetermined location of the selected mother image is extracted as a child image.
斯かる本発明によれば、検査前に最小繰り返しパターンを全て網羅した母画像を生成しておき、検査時に被検査画像が母画像のどの位置であるかを検索し、その位置を含む領域を参照画像として使用することにより、被検査画像に対応する参照画像の自動生成が可能となるので、検査時の参照画像の撮影を不要とすることができる。 According to the present invention, a mother image that covers all the minimum repetitive patterns is generated before the inspection, the position of the inspection image in the mother image is searched at the time of inspection, and an area including the position is searched. By using it as a reference image, a reference image corresponding to the image to be inspected can be automatically generated, so that it is not necessary to take a reference image at the time of inspection.
本発明によれば、被検査画像に対応する参照画像の自動生成が可能となるので、検査時の参照画像の撮影を不要とすることができる。したがって、例えば被検査画像の検査倍率が高く繰り返しパターンを含まない場合であっても、撮像装置が1台で済むとともに、撮像装置を移動させる必要がなくなり、検査費用の削減及び検査時間の短縮が実現できるという効果がある。 According to the present invention, since it is possible to automatically generate a reference image corresponding to an image to be inspected, it is not necessary to take a reference image at the time of inspection. Therefore, for example, even when the inspection magnification of the image to be inspected is high and does not include a repetitive pattern, only one imaging device is required, and it is not necessary to move the imaging device, thereby reducing inspection costs and inspection time. There is an effect that it can be realized.
以下、図1〜図5を参照して、本発明の一実施の形態の例について説明する。本例においては、被検査物として、例えば図7に示される画素構造の画素50を持つフラットパネルディスプレイ(以下、パネルという。)について行われるミクロ検査工程を説明するものである。なお、画素は繰り返しパターンを構成する最小単位であり、本例ではこのような画素を単位画像と称する。
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this example, a micro inspection process performed on a flat panel display (hereinafter referred to as a panel) having, for example, a
図8及び図9を用いて説明したように、図8に示されるパネルのある部分に欠陥100がある場合、マクロ検査工程によりパネル全面をチェックし、図9に示すようにパネル全面のどの位置に欠陥があるかを示す欠陥の位置データが生成される。そして、パネル全面の検出可能な全ての欠陥について、その位置データを生成しておく。
As described with reference to FIGS. 8 and 9, when there is a
図1は、本発明の一実施の形態の例の構成図を示すものである。図1に示されるように、撮像装置2、被検査画像メモリ3、母画像メモリ(母画像記憶手段)4、パターンサーチ回路(検索手段)5、画像抽出回路(画像抽出手段)6、参照画像メモリ(参照画像記憶手段)7、画像相違点抽出回路(画像相違点抽出手段)8、相違点情報データメモリ9、欠陥分類回路10、欠陥情報データベース11、欠陥分類情報メモリ12から構成されている。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, an imaging device 2, an
図1に示される撮像装置2は、フラットパネルディスプレイ等の被検査物1の表面を撮影する拡大率調整可能な例えばCCD(Charge Coupled Device)素子等から構成されるカメラあるいは顕微鏡などから構成される。マクロ検査工程において発見された欠陥の位置データに基づき、高倍率の撮像装置2で撮影し欠陥位置の拡大画像を取得する。 An imaging apparatus 2 shown in FIG. 1 is configured by a camera or a microscope configured with, for example, a CCD (Charge Coupled Device) element capable of adjusting an enlargement ratio for imaging the surface of an inspection object 1 such as a flat panel display. . Based on the position data of the defect found in the macro inspection process, an image is taken with the high-magnification imaging device 2 to obtain an enlarged image of the defect position.
また被検査画像メモリ3は撮像装置2で撮像された欠陥の拡大画像を被検査画像3a(p×q画像)として記憶する。
The inspected
本例では参照画像を生成する基となる画像を母画像4aと呼び、母画像メモリ4に保存しておく。この母画像4aは、位置をずらして撮像した複数の画像を繋ぎ合わせた合成画像と、この合成画像と同じ繰り返しパターンを有する他の場所で撮影した画像との差異を基に検査を行い、予め欠陥がないことが確認された画像のみを用いて作成される。母画像のサイズ、すなわち含まれる単位画像数をm×nとして被検査画像よりも縦及び横ともに大きくなるようにする。しかし、母画像としてパネル全面分の画像は必要なく、繰り返しパターン数個分が含まれていれば十分である。例えば、被検査画像が繰り返しパターンの全部は含まない場合、母画像の縦及び横方向の単位画像数が同じ拡大率で最小単位の繰り返しパターンを含む最小の大きさの画像のそれぞれ2倍以上あればよい。 In this example, an image serving as a basis for generating a reference image is called a mother image 4 a and is stored in the mother image memory 4. The mother image 4a is inspected based on a difference between a composite image obtained by joining a plurality of images captured at different positions and an image captured at another location having the same repeating pattern as the composite image, It is created using only images that are confirmed to be free of defects. The size of the mother image, that is, the number of unit images included is set to m × n so as to be larger in both vertical and horizontal directions than the image to be inspected. However, an image for the entire panel surface is not necessary as a mother image, and it is sufficient if several repeating patterns are included. For example, if the image to be inspected does not include the entire repeating pattern, the number of unit images in the vertical and horizontal directions of the mother image should be at least twice each of the minimum size image including the minimum unit repeating pattern at the same magnification. That's fine.
またパターンサーチ回路5は、母画像メモリ4に記憶された母画像4aをターゲットとして被検査画像3aをサーチする。すなわちパターンマッチングにより被検査画像3aの中から母画像4aと同じパターンの画像を検索し、検索結果を画像抽出回路6に出力する。
The
また画像抽出回路6は、上記検索結果からパターンマッチング度が一番高い画像を母画像4aから抽出して子画像(p×q画像)を作成し、参照画像メモリ7に出力する。
Further, the image extraction circuit 6 extracts the image having the highest pattern matching degree from the search result from the mother image 4 a to create a child image (p × q image) and outputs it to the
また参照画像メモリ7は、画像抽出回路6から送出された子画像を被検査画像3aに対する参照画像7aとして記憶する。
The
また画像相違点検出回路8は、参照画像メモリ7に記憶された参照画像7aと撮像装置2で撮影された被検査画像3aとの画像相違点8aを検出し、相違点情報データメモリ9に出力する。
The image
また相違点情報データメモリ9は、画像相違点検出回路8で検出された画像相違点8aを記憶する。
The difference
また欠陥分類回路10は、相違点情報データメモリ9から供給される画像相違点8aを、欠陥情報データベース11内に登録されている種々の欠陥情報に基づいて如何なる種類の欠陥であるか分類して欠陥分類情報を生成し、欠陥分類情報メモリ12に出力して記憶させる。
Further, the
上述のように構成される図1の外観検査装置によるミクロ検査工程について説明する。まず、マクロ検査工程における欠陥位置データに基づき被検査物1の拡大画像が撮像素子2で撮影され、取得した拡大画像の被検査画像3aは、被検査画像メモリ3に一旦蓄えられる。次に、パターンサーチ回路5において、パターンマッチングにより母画像メモリ4に記憶されている母画像4aをターゲットとして被検査画像3aをサーチし、サーチ結果からパターンマッチング度が一番高い画像を抽出して子画像を作成し、この子画像を参照画像として参照画像メモリ7に蓄えておく。
A micro inspection process by the appearance inspection apparatus of FIG. 1 configured as described above will be described. First, an enlarged image of the inspection object 1 is taken by the imaging device 2 based on the defect position data in the macro inspection process, and the obtained inspection image 3 a of the enlarged image is temporarily stored in the
そして画像相違点検出回路8にて、参照画像メモリ7に蓄えられた参照画像7aと、被検査画像メモリ3に蓄えられた被検査画像3aとの画像相違点8aを検出して、相違点情報データメモリ9に蓄える。さらに欠陥分類回路10において、画像相違点8aと欠陥情報データベース11内の欠陥情報に基づき、欠陥分類情報を生成し、欠陥分類情報メモリ12に蓄えることでミクロ検査を終了する。必要であれば適宜欠陥分類情報を欠陥分類情報メモリ12から表示装置に出力して表示させるなどする。
Then, the image
上述した図1の例によれば、ミクロ検査工程のように検査倍率が高く画面内の被検査画像に繰り返しパターンを含まない場合であっても、撮像装置2を移動させたり、撮像装置を2台用いる必要がないので、検査時間の短縮や検査費用の削減が可能となる。 According to the example of FIG. 1 described above, even when the inspection magnification is high and the image to be inspected in the screen does not include a repetitive pattern as in the micro inspection process, the image pickup apparatus 2 is moved or the image pickup apparatus 2 is moved. Since it is not necessary to use a table, the inspection time can be shortened and the inspection cost can be reduced.
また、母画像の生成方法として、実際の画像を基に合成するので、例えば隣り合う繰り返しパターンの間隔など、予めパターン情報の詳細(設計図等)を必要としない。さらに繰り返しパターンを一部しか含まない場合でも、フラットパネルディスプレイ上面などの検査領域全てを含む画像が母画像として1枚又は複数枚用意されれば、参照画像は自動生成可能であるので外観検査が行える。 Also, since the mother image is generated based on the actual image, details of the pattern information (design drawing, etc.) such as the interval between adjacent repeated patterns are not required in advance. Furthermore, even if only a part of the repetitive pattern is included, if one or a plurality of images including the entire inspection region such as the upper surface of the flat panel display are prepared as a mother image, a reference image can be automatically generated, so an appearance inspection can be performed. Yes.
次に、被検査物のパターン構成によっては参照画像の生成に失敗する場合について、図2〜図4を用い説明する。 Next, the case where the generation of the reference image fails depending on the pattern configuration of the inspection object will be described with reference to FIGS.
図2は上述した方法により作成した母画像の一例を示すものであり、単位画像の画素構造「A+」と「A−」が互いに反転したパターン構成となっている。母画像メモリ3に記憶された母画像内に非常に似ているが異なる繰り返しパターンが存在する場合、被検査画像に含まれる結果によっては参照画像として生成される画像が異なってしまう恐れがある。例えば、図2に示されるように、酷似した画素構造「A+」と「A−」の組み合わせからなるパターンのような場合である。
FIG. 2 shows an example of a mother image created by the above-described method, and has a pattern configuration in which the pixel structures “A + ” and “A − ” of the unit image are inverted. When a very similar but different repetitive pattern exists in the mother image stored in the
図3Aは画像相違点検出回路8にて比較対照される参照画像の例、図3Bは同被検査画像の例を表す。ミクロ検査工程において、欠陥位置の被検査画像が図3Bに示すような、「A+」内に欠陥13を含む画像である場合、図2の母画像から参照画像として図3Aに示す「A−」の画像を抽出してしまうことがある。このように本来ならば「A+」の画像を抽出するところを、画素構造が似ていたために誤った参照画像が抽出されるということが生じる。
3A shows an example of a reference image to be compared and contrasted by the image
図4は、画像相違点検出回路8にて検出される画像相違点の画像を表している。誤った参照画像(図3A参照)が抽出された結果、図4に示すように画像相違点として、欠陥13とともにプラス記号から横線を引いた記号14が検出されてしまい、正確な欠陥情報を得ることができない。
FIG. 4 shows images of image differences detected by the image
そこで、上述のような場合にも正確な欠陥情報を取得できるようにした他の実施の形態の例について、図5を参照して説明する。図5は本発明の他の実施の形態の例の構成図を示す。図5の構成例では、予め似て非なる画素パターンの特徴となる部分の画像(以下、特徴画像という。)だけを切り出して、最初にいずれかの特徴画像を選択した後に、その選択結果に応じて参照画像の基とする母画像の切り替えを行うようにしたものである。 An example of another embodiment in which accurate defect information can be acquired even in the above case will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows a configuration diagram of an example of another embodiment of the present invention. In the configuration example of FIG. 5, only an image of a portion (hereinafter referred to as a feature image) that is a feature of a pixel pattern that is similar and non-existing in advance is selected, and one of the feature images is first selected. Accordingly, the mother image based on the reference image is switched.
図5において、特徴画像メモリ21,22は、それぞれ母画像25a,26aを構成する単位画像内の特徴画像を記憶するものであり、この例では、「A+」の“+”の部分が特徴画像21a、「A−」の“−”の部分が特徴画像22aとなる。なお、特徴画像の大きさはr×s(r<p,s<q)とする。
In FIG. 5, the
また画像選択回路23は、特徴画像メモリ21,22に記録された各特徴画像を切り替えて、パターンサーチ回路24に供給する。
Further, the
またパターンサーチ回路24は、撮像装置2で撮影された被検査画像(p×q画像(p<m,q<n))3bをターゲットにして、特徴画像21a,22aをそれぞれ順番にサーチし、被検査画像3bがいずれの特徴画像の特徴を備えているかを判別し、その結果を画像選択回路27に出力する。
Further, the
また母画像メモリ25,26は、それぞれ母画像(m×n画像)25a,26aを記憶するものであり、この例では、母画像25a,26aは図2のものと同様であり、画素構造「A+」と「A−」が互いに反転した画像となっている。
The
また画像選択回路27は、パターンサーチ回路24のサーチ結果を受けて、使用する母画像が記録されている母画像メモリを母画像メモリ25あるいは母画像メモリ26のいずれかを選択して切り替える。
Further, the
そして、パターンサーチ回路5は、画像選択回路27にて選択された母画像メモリの母画像をテーゲットとして被検査画像3bをサーチし、被検査画像3aの中に母画像4aと同じパターンの画像が含まれるかどうかをパターンマッチングにより検索して、検索結果を画像抽出回路6に出力する。その他は、図5に示される構成は図1の構成例と同様の構成である。
The
上述のように構成される図5の外観検査装置によるミクロ検査工程について説明する。まず、マクロ検査工程における欠陥位置データに基づき被検査物1の拡大画像が撮像素子2で撮影され、取得した拡大画像の被検査画像3aは、被検査画像メモリ3に一旦蓄えられる。次に、パターンサーチ回路24において、被検査画像メモリ3に蓄えられた被検査画像3aをターゲットとして、画像選択回路23を介しパターンマッチングにより特徴画像メモリ21,22に記憶されている特徴画像21a,22aを順番にサーチする。このサーチ結果に基づき、被検査画像3aがどちらの特徴を持っているかを判別し、その判別結果を画像選択回路27に出力する。
The micro inspection process by the appearance inspection apparatus of FIG. 5 configured as described above will be described. First, an enlarged image of the inspection object 1 is taken by the imaging device 2 based on the defect position data in the macro inspection process, and the obtained inspection image 3 a of the enlarged image is temporarily stored in the
次いで、画像選択回路27は、上述の判別結果に基づき使用する母画像メモリを母画像メモリ25あるいは母画像メモリ26に切り替える。この例では、特徴画像21aのパターンサーチに成功すれば母画像25a、特徴画像22aのパターンサーチに成功すれば母画像26aを選択する。そして、パターンサーチ回路5において、パターンマッチングにより選択された母画像をターゲットとして被検査画像3bをサーチする。このサーチ結果からパターンマッチング度が一番高い画像を抽出して子画像を作成し、この子画像を参照画像7bとして参照画像メモリ7に蓄えておく。
Next, the
そして画像相違点検出回路8にて、参照画像メモリ7に蓄えられた参照画像7bと、被検査画像メモリ3に蓄えられた被検査画像3bとの画像相違点8bを検出して、相違点情報データメモリ9に蓄える。さらに欠陥分類回路10において、画像相違点8bと欠陥情報データベース11内の欠陥情報に基づき、欠陥分類情報(欠陥13)を生成し、欠陥分類情報メモリ12に蓄えることでミクロ検査を終了する。必要であれば適宜欠陥分類情報を欠陥分類情報メモリ12から表示装置に出力して表示させるなどする。
Then, the image
上述した構成によれば、予め似ている繰り返しパターンの特徴となる部分の特徴画像を切り出して、この特徴画像21a,22aと被検査画像3aをパターンサーチした上で母画像を作成するようにしたので、被検査画像3bと同じ単位画像「A+」を持つ参照画像7bを抽出することができる。したがって、欠陥13のみを含む画像相違点8bが検出され、正確な欠陥情報を取得することができる。
According to the configuration described above, a feature image of a portion that is a feature of a repetitive pattern that is similar in advance is cut out, and a pattern search is performed on the
本発明は、上述した実施の形態の他、例えば半導体ウェーハ、フォトマスク、磁気ディスクなどの外観検査に適用可能である。 In addition to the above-described embodiments, the present invention can be applied to appearance inspections of semiconductor wafers, photomasks, magnetic disks, and the like.
また、本発明は上述した実施の形態の例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を取り得ることは勿論である。 Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various other configurations can be taken without departing from the gist of the present invention.
1…被検査物、2…撮像装置、3…被検査画像メモリ、3a,3b…被検査画像、5,24…パターンサーチ回路、6…画像抽出回路、7…参照画像メモリ、7a,7b…参照画像、8…画像相違点検出回路、8a,8b…画像相違点画像、9…相違点情報データメモリ、10…欠陥分類回路、11…欠陥情報データベース、12…欠陥分類情報メモリ、13…欠陥、14…画像相違点、21,22…特徴画像メモリ、21a,22a…特徴画像、23,27…画像選択回路、25,26…母画像メモリ、25a,26a…母画像
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Test object, 2 ... Imaging device, 3 ... Test image memory, 3a, 3b ... Test image, 5, 24 ... Pattern search circuit, 6 ... Image extraction circuit, 7 ... Reference image memory, 7a, 7b ... Reference image, 8 ... Image difference detection circuit, 8a, 8b ... Image difference image, 9 ... Difference information data memory, 10 ... Defect classification circuit, 11 ... Defect information database, 12 ... Defect classification information memory, 13 ... Defect , 14 ...
Claims (4)
予め前記被検査画像の最小繰り返しパターンを全て網羅した母画像を生成し、
前記被検査画像が前記母画像のどの場所であるかを検索し、
検索された前記母画像の所定の場所を含む領域を子画像として抽出し、
前記子画像を前記被検査画像に対する前記参照画像として前記被検査画像との差異を検出し、
前記母画像は、位置をずらして撮像した複数の画像を繋ぎ合わせた合成画像と、前記合成画像と同じ繰り返しパターンを有する他の場所で撮影した画像との差異を基に検査を行い、予め欠陥がないことが確認された画像のみを用いて作成される
外観検査方法。 An appearance inspection method for inspecting an inspection object based on a difference between an inspection image and a reference image,
Generating a mother image that covers all the minimum repeating patterns of the image to be inspected in advance,
Search where the image to be inspected is in the mother image,
An area including a predetermined location of the searched mother image is extracted as a child image,
Detecting the difference between the child image as the reference image for the inspection image and the inspection image ;
The mother image is inspected based on a difference between a composite image obtained by joining a plurality of images captured at different positions and an image captured at another location having the same repeating pattern as the composite image, and is previously defective. An appearance inspection method created using only images that have been confirmed to be free of defects.
予め前記被検査画像の最小繰り返しパターンを全て網羅した複数の母画像を生成し、Generating a plurality of mother images that cover all the minimum repeating patterns of the image to be inspected in advance,
前記複数の母画像から各母画像を構成する単位画像の特徴的な部分を特徴画像として抽出し、Extracting a characteristic part of a unit image constituting each mother image from the plurality of mother images as a feature image;
前記被検査画像と各特徴画像とを比較し、Compare the image to be inspected with each feature image,
前記被検査画像が備える特徴画像を判別し、Determining a feature image included in the inspected image;
それぞれの前記特徴画像より構成された複数の母画像から検査に使用する母画像を選択し、Select a mother image to be used for inspection from a plurality of mother images composed of the respective feature images,
前記被検査画像が選択された母画像のどの場所であるかを検索し、Search for where in the selected mother image the image to be inspected is,
選択された母画像の所定の場所を含む領域を子画像として抽出し、An area including a predetermined location of the selected mother image is extracted as a child image,
前記子画像を前記被検査画像に対する前記参照画像として前記被検査画像との差異を検出するThe child image is used as the reference image for the image to be inspected to detect a difference from the image to be inspected.
外観検査方法。Appearance inspection method.
予め前記被検査画像の最小繰り返しパターンを全て網羅した母画像を記憶する母画像記憶手段と、A mother image storage means for storing a mother image that covers all the minimum repetitive patterns of the image to be inspected in advance;
前記被検査画像が前記母画像記憶手段に記憶された母画像のどの場所であるかを検索する検索手段と、Search means for searching for the location of the mother image stored in the mother image storage means for the image to be inspected;
検索された前記母画像の所定の場所を含む領域を子画像として抽出する画像抽出手段と、Image extracting means for extracting a region including a predetermined location of the searched mother image as a child image;
前記子画像を前記参照画像として記憶する参照画像記憶手段と、Reference image storage means for storing the child image as the reference image;
前記参照画像記憶手段に記憶された前記参照画像と前記被検査画像との差異を検出する画像相違点検出手段と、を備え、Image difference detection means for detecting a difference between the reference image stored in the reference image storage means and the image to be inspected,
前記母画像は、位置をずらして撮像した複数の画像を繋ぎ合わせた合成画像と、前記合成画像と同じ繰り返しパターンを有する他の場所で撮影した画像との差異を基に検査を行い、予め欠陥がないことが確認された画像のみを用いて作成されるThe mother image is inspected based on a difference between a composite image obtained by joining a plurality of images captured at different positions and an image captured at another location having the same repeating pattern as the composite image, and is previously defective. Created using only images that are confirmed to have no
外観検査装置。Appearance inspection device.
予め前記被検査画像の最小繰り返しパターンを全て網羅した母画像を記憶する複数の母画像記憶手段と、A plurality of mother image storage means for storing a mother image that covers all the minimum repeating patterns of the inspected image in advance;
前記被検査画像が前記母画像記憶手段に記憶された母画像のどの場所であるかを検索する検索手段と、Search means for searching for the location of the mother image stored in the mother image storage means for the image to be inspected;
検索された前記母画像の所定の場所を含む領域を子画像として抽出する画像抽出手段と、Image extracting means for extracting a region including a predetermined location of the searched mother image as a child image;
前記子画像を前記参照画像として記憶する参照画像記憶手段と、Reference image storage means for storing the child image as the reference image;
前記参照画像記憶手段に記憶された前記参照画像と前記被検査画像との差異を検出する画像相違点検出手段と、Image difference detection means for detecting a difference between the reference image stored in the reference image storage means and the image to be inspected;
前記複数の母画像記憶手段に記憶された各母画像を構成する単位画像の特徴的な部分を抽出した特徴画像を記憶する特徴画像記憶手段と、Feature image storage means for storing feature images obtained by extracting characteristic portions of unit images constituting each mother image stored in the plurality of mother image storage means;
前記被検査画像と前記特徴画像記憶手段に記憶された各特徴画像とを比較し、前記被検査画像に含まれる特徴画像を判別する判別手段と、A discriminating unit for comparing the image to be inspected with each feature image stored in the feature image storage unit and discriminating a feature image included in the image to be inspected;
前記判別手段の判別結果に基づき前記複数の母画像から検査に使用する母画像を選択し、前記検索手段に出力する画像選択手段と、を備えるImage selecting means for selecting a mother image to be used for examination from the plurality of mother images based on the determination result of the determining means and outputting the selected image to the searching means.
外観検査装置。Appearance inspection device.
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