JPH01307646A - 周期性パターン検査方法 - Google Patents

周期性パターン検査方法

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JPH01307646A
JPH01307646A JP13810388A JP13810388A JPH01307646A JP H01307646 A JPH01307646 A JP H01307646A JP 13810388 A JP13810388 A JP 13810388A JP 13810388 A JP13810388 A JP 13810388A JP H01307646 A JPH01307646 A JP H01307646A
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JP
Japan
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image
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pattern
defect
inspection
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Pending
Application number
JP13810388A
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English (en)
Inventor
Kazuo Watanabe
一生 渡辺
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Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/956Inspecting patterns on the surface of objects

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、カラーテレビ用ブラウン管に用いられるシ
ャドウマスク、カラー描像装置用色分解フィルタ、液晶
表示パネル用カラーフィルタ、電子管に用いられるメツ
シュ状電極、VDTフィルタ、濾過装置用メツシュ用フ
ィルタ、ロータリーエンコーダ、リニアエンコーダ、r
C用フォトマスク、フレネルレンズ、レンチキュラーレ
ンズなど一定の光学的性質、形状をもつ単位(以下単位
パターン)が1次元方向、或いは2次元方向に規則的に
繰り返し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、形状及び1次元方向、2次元方向の
配列ピッチが徐々に変化しながら操り返し配列されてい
る工業製品のキズ、ピンホール、黒点、ゴミ、透過率(
開口率)などの欠陥を自動的に検査する周期性パターン
の検査方法に係わり、特に検査においてビデオ信号に生
ずるモアしを消去し、高感度に欠陥やムラを検査する方
法に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、単位パターンが周期的に繰り返し配列されている
工業製品の欠陥検査は、目視または顕微鏡観察により行
われているのが通例であるが、このような方法では多数
の製品を検査するためには多大の人手を必要とし、また
官能検査であるために検査精度及び信頼性に欠けること
から、さまざまな検査方法が提案されている。
例えば、等ピッチ配列の周期性パターンをもつ工業製品
に関しては、配列単位及び欠陥の形状を、十分に解像す
るような顕微鏡撮影装置によって得られたビデオ信号を
調べてパターン認識を゛行うか、或いは欠陥のないパタ
ーンを同様に撮影して得られた信号と比較する等の手段
により欠陥を検出する方法があるが、検出しようとする
欠陥の大きさに応じた機械的精度が必要となるため、装
置が高価となり、また顕微鏡的な撮影であるために一度
に処理できる画面の大きさが小さくなり、検査すべきパ
ターン全体を検査するのに多大の時間を要するという問
題があった。
また、周期的開口をもつ製品、例えば電子管用メツシュ
状電極などについては、コヒーレント光を照射したとき
の周期性パターンによる光の回折現象を利用する光学的
フーリエ変換空間フィルタリング法により欠陥を検出方
法があるが、検査速度、検出感度には優れているものの
、被検査パターン毎に空間フィルタを作成しなければな
らず、かつ精密な光学系が必要となるために装置が高価
となり、さらに欠陥は検出できるが、その欠陥開口の基
準値に対する大小関係が判別できないという問題があっ
た。
これに対して、周期性パターンを能率良く、高精度に検
査するために従来提案されている方法について第4図〜
第6図により説明する。
第5図に示すような周期的な開口を単位パターン51と
して持つパターンの開口面積の異常を検知するため、直
流電源49で点灯される白熱ランプ48と拡散板47で
構成され6透過照明部により被検査パターン46を照明
し、TVカメラ40で検査領域を撮影する。TVカメラ
の出力信号をA/D変換して画像処理装置42に取り込
み、フレームメモリ、及び演算器により画面の加算、減
算を含む各種の画像処理を高速で行う。制御装置43は
画像処理装置42、及びXYステージ50と駆動機構4
5で構成されるパターン移動機構を制御してパターンの
移動を行う。なお、第7図において52.53は欠陥を
もった単位パターンである。
第4図においてパターンを移動変位させる方向がTVカ
メラ40の走査線方向で、パターンの変位距離が画素ピ
ッチの整数倍となっている場合について、第6図により
説明する。
パターンの欠陥がある所を通る直線上の光透過重分布は
、例えば第6図(a)に示すようになり、第5図の53
で示すような開口面積が正常なパターン51よりも大き
い欠陥、即ち白欠陥による光透過率の変化54や、第5
図の52で示すように開口面積が正常なパターン51よ
りも小さい欠陥、即ち黒欠陥による光透過率の変化55
が検出される。また、第6図(a)の場合と同じ線上を
走査したビデオ信号を示すと第6図(b)のようになり
、パターンの照明ムラ、撮像面の感度ムラ等による緩や
かな信号変化(シェーディング)とビデオ信号処理装置
で発生するランダムノイズ、及び光学系に付着したゴミ
などによる信号の局部的な変化56が現れる。
このようなビデオ信号を複数フレーム加算することによ
り、加算回数をNとしたときランダムノイズ成分の比率
を1/JFrにまで減少することができる(第6図(c
)。次に、パターンを変位させて同様の画面加算処理を
した場合、第6図(d)に示すように、パターンの移動
と共にパターン上の欠陥による信号も移動しているが、
撮像系のシェーディングや光学系のゴミ等による信号5
6の位置は変化していない。そこで、第6図(C)で示
すデータから第611i1(d)に示すデータを減算す
ると、両データに含まれるシェーディングやゴミなどに
よる信号56は消去され、パターンの光透過早変化によ
る信号と低減されたランダムノイズ成分だけが残り、こ
の結果、欠陥による信号はパターンの移動量に応じた画
素散乱れた位置でその近傍の平均値に対する値の差がほ
ぼ同じで、符号が反転して現れ、その反転する順序は欠
陥の種R(白欠陥、黒欠陥)によって逆転する。
以上のような処理をした画像データは欠陥部のみ明るさ
が局部的に変化しているため、モニタで観察すれば容易
に欠陥として認識することができ、また欠陥部での周囲
に対する明暗の反転の順序で欠陥の種類を識別すること
もできる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、シャドウマスクやCCD用CF等の周期
パターンをTVカメラで撮像すると撮像装置の画素ピッ
チと試料のパターンのピッチが近いためビデオ信号にモ
アレが生し、撮像動作を行うと画像データには欠陥やム
ラの成分よりもモアレ成分の方が大きくなり、良好な検
査ができないという問題がある。
このため、レンズの焦点をポカしてモアレを消去して糧
像する必要があったが、単にデフォーカスすると欠陥像
もボケでしまい、欠陥による画素値の変化が2次元的に
分散して検査能力が低下するという問題があった。
本発明は上記問題点を解消し、欠陥情報の分散を最小限
にし、かつモアレを消去することにより間感度の欠陥検
出を行うことが可能な周期性パターンの検査方法を提供
することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
そのために本発明は、単位パターンの繰り返し配列から
なる周期性パターンの欠陥を検査する方法において、周
期性パターンを撮像して得られるビデオ信号の高周波成
分を減衰させ、また撮像面における光学像の解像力が1
方向のみ低くなるような光学系により撮像し、試料を移
動または振動させながら撮像し、或いは走査ビームスポ
ットを偏平にして撮像した画像に基づき検査することを
特徴とする。
〔作用〕
本発明は、周期性パターンを撮像して得られるビデオ信
号の高周波成分を減衰させる、撮像面における光学像の
解像力を1方向のみ低くする、試料を移動または振動さ
せながら撮像する、或いは走査ビームスポットを偏平に
して撮像することにより、撮像系の画素ピッチと試料の
パターンのピッチが近いことにより生ずるモアレの発生
を防止することができる。
〔実施例〕 以下、実施例を図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例を示す図で、第4図と同一番
号は同一内容を示している。なお、図中、12はローパ
スフィルタ(LPF)である。
図において、例えばシャドウマスクからなる被検査体4
6をTVカメラ40で撮像し、その読み出し信号をLP
F12で高周波数成分を除去し、A/D変換して画像処
理装置42に取り込んで第6図で説明したような処理を
行うことにより欠陥検出をおこなう、この場合、シャド
ウマスクは、通常のTVカメラ40で撮像すると走査線
上におよそ600ケの開口があり、フレームメモリの水
平(H)方向画素数512と近いためモアレを生ずるが
、第1図のようにLPF12により3 M +(2以上
の周波数成分を減衰させるとモアレが消去され、しかも
欠陥信号は走査線方向にのみ僅かに分散するだけですむ
ため、信号の大きさが低下せず、良好に検出できる。
第2図はモアレを消去するための本発明の他の実施例を
示す図で、図中、21はシリンドリカルレンズ、22は
球面レンズ、23は撮像面である。
本実施例においては、TVカメラのレンズにシリンドリ
カルレンズ21を取り付けて、球面レンズ22で撮像面
23に結像する場合に非点収差を生しさせ、H方向にだ
けボケるようにフォーカスを合わせるとモアレが消え、
しかも欠陥像はH方向にだけボケるため、2次元に分散
する場合と比べて高域度検出が可能である。本実施例で
は撮像レンズの絞りを調整することでボケ量の調整がで
きる利点があり、また、一方向の解像度を低下させるに
はこの他にストライプ状のパターン回折を利用する方法
や光学結晶の異常屈折を利用する方法によってもよい。
第3図はモアレを消去するための本発明の他の実施例を
示す図である。
本実施例では撮像中に試料を移動させるものであり、第
3図(a)に示すような各静止像31に対して、第3図
(b)に示すようにTVカメラの蓄積時間中に試料を1
ピッチ分定速移動させると、撮像面での蓄積電荷分布は
第3図(c)に示すように一定になり、その結果モアレ
は消去される。
この場合、「移動」は振動であっても良いし、また幾つ
かの位置での画像を合成しても同様な結果が得られる。
また、レーザ走査、フライングスポット管(FS管)、
撮像管等の撮像手段を用いる場合には試料面上または光
学面上のビームスポットを偏平にすることによりその方
向の解像度が低下し、同様な効果が得られる。
〔発明の効果] 以上のように本発明によれば、欠陥による画素値の変化
を2次元的に分散させることなく撮像系の画素ピッチと
被検査体のパターンのピッチが近いために生ずるモアレ
を消去することができるので、検出能力を低下させず、
良好な検査を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】 第1図はLPFを使用した本発明の一実施例を示す図、
第2図は非点収差を利用するようにした本発明の他の実
施例を示す図、第3図は蓄積時間中に試料を移動するよ
うにした本発明の他の実施例を示す図、第4図は従来の
周期性パターンの検査方法を説明するための図、第5図
は周期性パターンとその欠陥を説明するための図、第6
図は従来の検出方法を説明するための図である。 11・・・CCD、12・・・ローパスフィルタ、13
・・・A/D変換器、14・・・画像処理回路、21・
・・シリンドリカルレンズ、22・・・球面レンズ、2
3・・・撮像面。 出  願  人  大日本印刷株式会社代理人 弁理士
  蛭 川 昌 信(外4名)第2図 第3図 (()    1hH電町じ 第4図 ””1s1 − ○○○○σへ− 一−−−○σ○○○− 一  〇〇q○〇− :    ;    :sz:    ゛第6図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)単位パターンの繰り返し配列からなる周期性パタ
    ーンの欠陥を検査する方法において、モアレを抑制した
    画像信号に基づき検査することを特徴とする周期性パタ
    ーンの検査方法。
  2. (2)周期性パターンを撮像して得られるビデオ信号の
    高周波成分を減衰させた映像に基づき欠陥を検査するこ
    とを特徴とする請求項1記載の周期性パターンの検査方
    法。
  3. (3)撮像面における光学像の解像力が1方向にのみ低
    くなるような光学系により撮像した画像に基づき検査す
    ることを特徴とする請求項1記載の周期性パターンの検
    査方法。
  4. (4)試料を移動または振動させながら撮像した画像に
    基づき検査することを特徴とする請求項1記載の周期性
    パターンの検査方法。
  5. (5)走査ビームスポットを偏平にして撮像した画像に
    基づき検査することを特徴とする請求項1記載の周期性
    パターンの検査方法。
JP13810388A 1988-06-03 1988-06-03 周期性パターン検査方法 Pending JPH01307646A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008170371A (ja) * 2007-01-15 2008-07-24 Hoya Corp パターン欠陥検査方法、及びパターン欠陥検査装置

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