JPH01140271A - パターン欠陥検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はプリント配線基板、薄膜基板等の回路パターン
の欠陥を検出するパターン欠陥検出装置に関するもので
ある。

（従来の技術） 従来のこのような分野の技術としては、トリケッブス企
画部編「視覚システム応用データ実例」（株式会社トリ
ケップス、Ｐ１４７〜１４８、昭和６２年７月６日発行
）又は目瀬道弘　他著「複雑パターンを対象とした傷抽
出装置方式」　（電気学会論文誌、Ｖ９１．９４−　ｃ
、、　Ｎ（Ｌ５　、Ｐ　８９〜９Ｂ、１９７４）に開示
されたものがある。

前者の文献によれば、検査対象基板の画像をテレビカメ
ラにより入力し、ディジタル化し、入力画像データとな
し、また、欠陥のない回路パターンを備えた標準基板を
他のテレビカメラにより入力し、ディジタル化し、比較
対象データとなし、これらを比較演算して不一致部分を
抽出し、その面積等により欠陥か否かを判定する如くな
していた。

また、後者の文献によれば、検査対象基板の画像をテレ
ビカメラにより入力し、ディジタル化し、入力画像デー
タとなし、また、該入力画像データに拡大（膨張）処理
及び縮小（収縮）処理を加えて、疑似的に欠陥のない回
路パターンを備えた基板の画像に対応する画像データ（
比較対象データ）を生成し、これと入力画像データとを
比較演算し、以下、前記同様にして欠陥を検出する如く
なしていた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、前者の装置では検査対象基板及び標準基
板にそれぞれ対応したテレビカメラ、照明及び移動ステ
ージ等が必要となり、これらの感度差、照度差及び位置
決め精度によって欠陥検出の精度が大きく左右され、特
に２台の移動ステージ上の基板同士の位置合わせが困難
であり、薄膜基板のようにμｍオーダの精度が要求され
るものには適用できなかった。また、後者の装置ではホ
トリソグラフィ後のレジストで形成された回路パターン
のようにコントラストが低くパターン画像が得られず、
線画像のみが得られるような基板には適用できないとい
う問題点があうた。

本発明は前記問題点を除去し、精密な位置決めを必要と
せず、また、線画像しか得られないような基板に対して
も適用可能なパターン欠陥検出装置を提供することを目
的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明では前記問題点を解決するため、検査対象基板の
画像を光学的に入力しディジタル化した入力画像データ
と比較対象データとの差異から回路パターンの欠陥を検
出するパターン欠陥検出装置において、入力画像データ
より回路パターンのピッチを検出するパターンピッチ検
出手段と、入力画像データを前記求められた回路パター
ンのピッチ分ずらしたデータを比較対象データとして、
該比較対象データと入力画像データとの濃度差を求める
画像間演算手段とを設けた。

（作　用） 本発明によれば、パターンピッチ検出手段により入力画
像データ中の回路パターンのピッチが検出され、画像間
演算手段により入力画像データと該入力画像データを前
記ピッチ分ずらした比較対象データとの濃度差が算出さ
れ、これに基づいて回路パターンの欠陥部分が検出され
る。

（実施例） 第１図は本発明のパターン欠陥検出装置の概要を示すも
ので、図中、１は画像入力部、２はアナログ・ディジタ
ル（Ａ／Ｄ）変換部、３ａ、３ｂは画像記憶部、４はパ
ターンピッチ検出手段、５は画像間演算手段、６は２値
化処理手段、７はラベリング処理手段、８は計数処理手
段、９は欠陥判定手段である。

画像入力部１は検査対象基板（図示せず）の画像（被検
査パターン）を光学的に入力し、映像（ビデオ）信号に
変換する。Ａ／Ｄ変換部２は前記ビデオ信号を、例えば
１画素当り８ビツト（２５Ｂ階調）のディジタル値を備
えた入力画像データ（以下、単に画像データと称す。）
に変換する。画像記憶部３ａ、３ｂは一画面分の前記画
像データをそれぞれ記憶する。パターンピッチ検出手段
４は後述するように一画面中の予め設定した１ライン（
通常、被検査パターン中でパターンピッチの境界部分が
比較的明瞭な部位を含むライン）分の画像データＤ１〜
Ｄｎを用いて回路パターンのピッチを検出する。第２図
は規則的なパターンを有する画像中の１ライン分（ｎ　
−５１２）の画像データの一例を示すものである。

パターンピッチ検出手段４はまず、下記（１’）式の演
算を行なって、濃度差データＳｌ〜Ｓｋを求める。

Ｓｊ　−ｌ　Ｄ（１＋ｊ）　−Ｄｉ　　ｌ　＋　ｌ　Ｄ
（２＋ｊ）　−Ｄ２　　ｌ＋・−−−・−・・＋　ｌ　
Ｄ（ｎ−に＋Ｄ　−Ｄ（ｎ−ｋ）　　ｌ・・・・・・（
１） 但し、ｋはディジタル化された被検査パターン中の回路
パターンの３ピッチ分の画素数にほぼ相当する値であり
、検査対象基板に対応して予め設定される。

次にパターンピッチ検出手段４は前記求めた濃度差デー
タ８１〜Ｓｋのうちから極小値を検出し、そのうちの最
小値となるデータ、例えばＳｘを検出し、そのデータ番
号（画素数）Ｘを仮のパターンピッチとし、Ｘ≦に／３
である場合はこれを真のパターンピッチとして画像間演
算手段５へ送り、ｘ　＞　ｋ　／　３である場合はＳ　
（ｘ／２）及びＳ　（ｘ／３）−が極小値となるかどう
かを調べ、そのうちの極小値をとるもののデータ番号、
例えばＳ　（ｘ／２）が極小値であればｘ　／　２を真
のパターンピッチとして画像間演算手段５へ送出する。

第３図は第２図に示す画像データ（ＤＩ〜Ｄ５１２）よ
りｋ　−１００として求めた濃度差データ（Ｓｔ〜５１
００）を示すものである。この例ではデータ３２８が最
小値であり、２８＜１００／３であるので、パターンピ
ッチは２８となる。

画像間演算手段５はパターンピッチ検出手段４より得ら
れたパターンピッチに基づいて画像記憶部３ａ、３ｂに
記憶された画像データに対し、下記（２）式の演算を行
なう。画像記憶部３ａ、３ｂの画像データをそれぞれＩ
　ａ　（１，ｊ）　、　　Ｉ　ｂ　（１，ｊ）、演算後
の画像データを０（１，Ｄ、パターンピッチをＸとする
と、 ０（ＦＡ、ｎ）　−１ａ　（ｉ＋ｘ、ｎ）　−１ｂ　（
ｍ、ｎ）　−（２）但し、ｍは１〜ｉ−ｘ、ｎは１〜ｊ
である。

２値化処理手段６は前記水められた画像データ０　（１
−ｘ、ｊ）と予め設定された閾値とを比較し、該閾値以
上のデータを符号“１°、それ以外のデータを符号“０
”とする２値化画像データに変換する。ラベリング処理
手段７は前記２値化画像データより符号“１”のデータ
を抽出し、これを互いに独立した１以上の画素を含む領
域に分解し、各領域に対して番号付け（ラベリング）を
行なう。

計数処理手段８はラベリング処理手段７より得られるラ
ベリング画像データ中の番号付けされた各領域の画素数
を計数する。

欠陥判定手段９はラベリング処理手段７より得られる番
号付けされた領域の数Ｎ「を調べ、Ｎｒ−〇であれば正
常（欠陥なし）と判定し、Ｎｒ　＞０であれば計数処理
手段８より得られる各領域の画素数と所定の閾値（欠陥
判定画素数）とを比較し、該閾値より画素数の多い領域
は欠陥領域と判定し、該閾値以下の領域は正常と判定す
る。

第４図は画像間演算処理のようすを示すもので、第４図
（ａ）は欠陥Ａ、Ｂ、Ｃを含む１ライン分の画像データ
Ｉａ、第４図（ｂ）は同一ラインの画像データＩｂ、第
４図（ｃ）は演算後の画像データＯを示す。画像データ
Ｉａ及びＩｂはパターンピッチＸだけずらして差の演算
が行なわれ、欠陥部分と正常部分との濃度差に相当する
データａ、ｂ。

ρを含む画像データＯとなる（なお、画像データＩｂ中
の欠陥Ｂ、Ｃに対応する濃度差はマイナスとなるため、
検出されない。）。

前記データａ、ｂ、ｃは２値化処理手段６で予め設定さ
れた閾値と比較されるが、この例ではデータａ、ｂ、ｃ
ともいずれも閾値以上であり、符号“１”に変換される
。なお、前記欠陥Ａ、Ｂ。

Ｃのうち、正常の濃度値より低いもの（欠陥Ａ）につい
ては入力画像と同じ位置に検出されるが、高いもの（欠
陥Ｂ、Ｃ）についてはパターンピッチ分ずれて検出され
ることになる。

なお、画像記憶部３ａ、３ｂにおいて同一の画像データ
をそれぞれ記憶しているのは、画像間演算手段５におけ
る演算処理時間（厳密にいえばデータの読出し時間）を
短縮するためであって、必ずしも必要なことではなく、
１つの画像記憶部に記憶されたーの画像データから前記
演算を行なうことも可能である。

第５図は本発明のパターン欠陥検出装置の一実施例のハ
ードウェア構成を示すもので、図中、１１はテレビカメ
ラ、１２はＡ／Ｄ変換回路、１３は中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）　、４はランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）　、ｌ
　５はリードオンリメモリ（ＲＯＭ）、１６はバスであ
る。

テレビカメラ１１は前述した画像入力部１を構成するも
ので、検査対象基板を撮影し、ビデオ信号に変換してＡ
／Ｄ変換回路１２へ送出する。Ａ／Ｄ変換回路１２は前
述したＡ／Ｄ変換部２を構成するもので、前記ビデオ信
号を１ライン当り５１２個のディジタルデータに変換す
る。該ディジタルデータはＲＡＭ１４内に形成される前
述した画像記憶部３ａ、３ｂ内にそれぞれ一画面分記憶
される。また、前述したパターンピッチ検出手段４、画
像間演算手段５．２値化処理手段６、ラベリング処理手
段７、計数処理手段８及び欠陥判定手段９はＣＰＵ１３
及びＲＯＭ１５内に予め格納されたプログラムによって
実行される。第６図（ａ）（ｂ）はパターンピッチ検出
処理の流れ図を、また、第７図は画像間演算処理の流れ
図を示す。なお、２値化処理、ラベリング処理、計数処
理及び欠陥判定処理については周知であるから省略する
。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、回路パターンのピ
ッチを検出するのみで良いので、パターン画像の得られ
ないような基板、例えば蒸着膜上にフォトレジストで回
路パターンが形成されているようなものの欠陥であって
も検出することができ、また、極く近接した画像データ
同士を比較して欠陥を検出するため、基板上の照度のム
ラやテレビカメラ等の光学系における周辺光量の減少に
基づくシェーディングの影響を受けることがなく、また
、画像間の演算としては差分のみであるので、従来の拡
大縮小等を行なう場合に比べて、処理時間を１／３〜１
／４に短縮でき、さらにまた、欠陥部分と正常な部分と
の濃度差で検出するため、従来、検出困難であらたしみ
や汚れ等の欠陥も検出可能となる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のパターン欠陥検出装置の概要を示す図
、第２図は１ライン分の画像データの一例を示す図、第
３図は濃度差データの一例を示す図、第４図（ａ）　（
ｂ）　（ｃ）は画像間演算処理のようすを示す説明図、
第５図は本発明のパターン欠陥検出装置の一実施例のハ
ードウェア構成を示す図、第６図（ａ）　（ｂ）はパタ
ーンピッチ検出処理の流れ図、第７図は画像間演算処理
の流れ図である。 ４・・・パターンピッチ検出手段、５・・・画像間演算
手段。 特許出願人　沖電気工業株式会社 代理人　弁理士　吉　１）精　孝 第１図 面像データ番号（Ｏｎ） １ライン分の画像データの一例牙示す図第２図 （Ｓｋ） 濃度差データの一例を示す図 第３図 画像間演算処理のようすを示す説明図 第５図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 検査対象基板の画像を光学的に入力しディジタル化した
   入力画像データと比較対象データとの差異から回路パタ
   ーンの欠陥を検出するパターン欠陥検出装置において、 入力画像データより回路パターンのピッチを検出するパ
   ターンピッチ検出手段と、 入力画像データを前記求められた回路パターンのピッチ
   分ずらしたデータを比較対象データとして、該比較対象
   データと入力画像データとの濃度差を求める画像間演算
   手段とを設けた ことを特徴とするパターン欠陥検出装置。