JPH06245074A - 画像二値化方法及び装置 - Google Patents

画像二値化方法及び装置

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JPH06245074A
JPH06245074A JP5050158A JP5015893A JPH06245074A JP H06245074 A JPH06245074 A JP H06245074A JP 5050158 A JP5050158 A JP 5050158A JP 5015893 A JP5015893 A JP 5015893A JP H06245074 A JPH06245074 A JP H06245074A
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JP
Japan
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data
image
value
threshold value
design data
Prior art date
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Application number
JP5050158A
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English (en)
Inventor
Hideo Kimura
栄雄 木村
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、画像二値化方法において、設計デー
タに基づいて形成されたパターンに生じた位置ずれ欠陥
の検出感度を従来に比して一段と向上させる。 【構成】しきい値S3の値を設計データS5によつて与
えられる二値画像情報に基づいて異なる値に設定し、設
定されたしきい値S3と設計データに基づいて形成され
た画像パターンを撮像して得られる多値画像データS2
とを比較して多値画像データS2を二値データS4に変
換する。このようにしきい値S3の値をパターン形成の
元になる設計データS5に基づいて設定することによ
り、パターンに生じた位置ずれ欠陥の検出感度を従来に
比して細かく設定することができる。これにより従来方
式では検出できなかつた程度の微細な位置ずれも容易に
検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【目次】以下の順序で本発明を説明する。 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題(図4及び図5) 課題を解決するための手段(図1) 作用(図2及び図3) 実施例(図1〜図3) 発明の効果
【0002】
【産業上の利用分野】本発明は画像二値化方法及び画像
二値化装置に関し、例えば半導体の製造に用いられるレ
チクル、マスク等の各種基板に形成された幾何学パター
ンの欠陥検査に用いられる検査装置に使用される画像信
号の二値化に適用して好適なものである。
【0003】
【従来の技術】従来、この種の検査装置では、設計デー
タ通りのパターンがレチクル上に形成されているか検査
するため、レチクル上に形成されたパターンを撮像装置
によつて撮像することにより得られたアナログビデオ信
号をA/D変換回路によつてNビツト諧調のデイジタル
データに変換し、変換結果として得られた多値デイジタ
ルデータを一定のしきい値で単純に二値化、又は対象画
素の周辺に位置するパターン情報に基づいて設定された
しきい値によつて二値化し、さらに設計データによつて
与えられる二値画像情報と比較することにより、基板上
に形成された実際のパターンと設計データとの一致不一
致を検査するようになされている(特開平4-33471号公
報)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところがこれらの装置
を用いて、パターンが形成されるべき位置と実際にパタ
ーンが形成された位置とのずれ、すなわち、位置ずれ欠
陥を検出する場合、従来の二値化方法で画像信号の二値
化を行うと、位置ずれ量が小さい位置ずれ欠陥を検出す
ることができないという問題があつた。例えばパターン
を構成する各画素Aij(i=1、2、3……、j=1、
2、3……)について(図4)、二値画像が黒にあたる
部分を「0」とし、白に当たる部分を「1」として図5
(A)に示すような二値画像情報が設計データに基づい
て作成されているとする。
【0005】このときレチクル上に形成されたパターン
(図5(B)において斜線で示す)に微細な位置ずれ欠
陥が生じているとすると、本来画素全体が黒であるべき
画素A22、A23、A24に白い部分が含まれることになる
ため、4ビツト階調のデイジタルデータに変換された画
素A22、A23、A24のデータ値は最小輝度レベル(値
「0」)よりやや高い値「4」になる(図5(C))。
従来の方式では、これらのデータを例えばデイジタルデ
ータの中間レベルに当たる値「7」によつて単純に二値
化していたが、このように二値化したのでは図5(D)
に示すように検出されたパターンデータと設計データの
値が同じとなり、この種の位置ずれ欠陥を検出すること
ができなかつた。
【0006】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、位置ずれ量の小さい位置ずれ欠陥を検出することが
できる画像二値化方法を提案しようとするものである。
さらに本発明は、そのような画像二値化方法を実施でき
る画像二値化装置を提案しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、設計データS5に基づいて形成さ
れた画像パターン3を撮像して得られる多値画像データ
S2をしきい値S3と比較し、多値画像データS2を二
値データS4に変換する画像二値化方法において、しき
い値S3として、設計データS5によつて与えられる二
値画像情報に基づいて異なつた値を画素ごとに設定する
ようにする。
【0008】また本発明においては、設計データS5に
基づいて形成された画像パターンS5を撮像して得られ
る多値画像データS2をしきい値S3と比較し、多値画
像データS2を二値データS4に変換する画像二値化装
置において、しきい値S3として、設計データS5によ
つて与えられる二値画像情報に基づいて異なる値を画素
ごとに設定するテーブル手段6と、多値画像データS2
としきい値S3を比較し、多値画像データS2を二値デ
ータS4に変換する比較手段5とを設けるようにする。
【0009】
【作用】設計データS5によつて与えられる二値画像情
報に基づいてしきい値S3の値を異なる値、例えば、設
計データに基づく二値画像情報が「0」の場合には
「3」に、設計データに基づく二値画像情報が「1」の
場合には「13」に設定し、画素ごとに当該しきい値S
3と例えば4ビツトの多値画像データS2とを比較して
二値データS4に変換することにより、多値画像データ
S2の変化として現れる実際のパターンに生じた位置ず
れ欠陥を従来に比して一段と高い感度によつて検出する
ことができる。
【0010】
【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。
【0011】図1において、1は全体として画像二値化
装置を示し、カメラ2によつてレチクル3上に形成され
た幾何学パターンを撮像するようになされている。画像
二値化装置1は、カメラ2によつて撮像されたアナログ
ビデオ信号S1をアナログデイジタル変換回路4(以下
A/D変換回路4という)に入力することにより、アナ
ログビデオ信号S1をNビツト(Nは1より大きい自然
数であり、この実施例の場合、4ビツトに設定されてい
る)の階調によつてデイジタルデータに変換し、これを
多値画像データS2として比較回路5に与えるようにな
されている。
【0012】比較回路5は、ルツクアツプテーブル6よ
り各画素に対応するNビツト(この実施例の場合、4ビ
ツト)のしきい値データS3を入力すると、しきい値デ
ータS3と多値画像データS2を比較し、比較結果を二
値化データS4として欠陥検出回路(図示せず)に出力
する。このルツクアツプテーブル6は、カメラ2に同期
したタイミングで設計データに基づいて形成された二値
画像情報から信号S5を取り込むようになされており、
設計データの情報(値「1」又は「0」)に応じて2つ
のしきい値を切り換え、しきい値データS3として出力
するようになされている。
【0013】ここで2つのしきい値は要求される感度に
応じた値に設定されている。この実施例の場合、値
「1」の設計データには高いしきい値「13」が用意さ
れ、また値「0」の設計データには低いしきい値「3」
が用意されている。これにより位置ずれによつて、白で
あるべき画素部分(すなわち設計データが値「1」の画
素部分)に黒パターンがわずかにかかつても、また黒で
あるべき画素部分(すなわち設計データが値「0」の画
素部分)に白パターンがわずかにかかつても識別感度が
向上するようになされている。
【0014】以上の構成において、例えば図2(A)や
図3(A)によつて与えられる設計データで形成された
レチクルパターンに、図2(B)に示すような位置ずれ
欠陥が生じた場合や図3(B)に示すような位置ずれ欠
陥が生じた場合における画像二値化装置10による二値
化処理を説明する。
【0015】まず図2(B)に示すように、本来黒であ
るべき画素A22〜A24にわずかに白いパターンがかかる
場合、これらの画素部分を撮像したアナログビデオ信号
S1より得られる多値画像データS2の値は「4」であ
る(図2(C))。因にこの値は、従来方式のしきい値
(すなわち値「7」)によつて二値化したのでは設計デ
ータと同じ値(すなわち値「0」)となつて位置ずれを
検出することはできない程度の値である。
【0016】しかし、この実施例のルツクアツプテーブ
ル6に設定されているしきい値のうち設計データ「0」
について設定されているしきい値は「3」であるため、
画素A22〜A24に当たる多値画像データS2を二値化し
た二値データは設計データと異なる値「1」となる(図
2(D))。これにより後段に配置された欠陥検出回路
において画素A22〜A24に生じたごく小さい位置ずれを
検出することができる。
【0017】これとは逆に、図3(B)に示すように、
本来白であるべき画素A32〜A34にわずかに黒いパター
ンがかかる場合、これらの画素部分を撮像したアナログ
ビデオ信号S1より得られる多値画像データS2の値は
「10」である(図3(C))。この値は、先に説明し
た場合と同様、従来方式のしきい値(すなわち値
「7」)によつて二値化したのでは設計データと同じ値
(すなわち値「1」)となつて位置ずれを検出すること
はできない程度の値である。
【0018】しかし、この実施例においてルツクアツプ
テーブル6に設定されているしきい値のうち設計データ
「1」について設定されているしきい値は「13」であ
るため、画素A32〜A34に当たる多値画像データS2を
二値化した二値データは設計データと異なる値「0」と
なる(図3(D))。この結果、本来白であるべき画素
部分に黒パターンがわずかに位置ずれしている場合に
も、後段に配置された欠陥検出回路においてこのごく小
さい位置ずれを大きな位置ずれが生じた場合と同じレベ
ルの感度によつて検出することができる。
【0019】以上の構成によれば、撮像されたアナログ
ビデオ信号S1を二値化するしきい値の値を設計データ
の値に応じて切り換えることとし、設計データの値が
「1」(すなわち白)の場合にはしきい値を値「13」
と高い値に設定し、かつ設計データの値が「0」(すな
わち黒)の場合にはしきい値を値「3」と低い値に設定
することにより、検査対象であるパターンの位置ずれ量
が画素の大きさに対して十分小さい場合にも従来に比し
て確実にこれらの位置ずれ欠陥を検出することができ
る。
【0020】なお上述の実施例においては、4ビツトで
与えられる多値画像データS2を二値化するしきい値の
値として、値「1」の設計データについてはしきい値を
「13」に設定し、値「0」の設計データについてはし
きい値を「3」に設定する場合について述べたが、本発
明はこれに限らず、要求される感度に応じてしきい値の
値はそれぞれ他の値に設定し得る。
【0021】例えば設計データの値に対する感度が等し
くなるようにしきい値を設定することもでき、またどち
らか一方の感度のみを上げたり、その逆に一方の感度の
みを下げるようにしきい値を設定することもできる。こ
れにより設計データによつて与えられる設計パターンに
対して生じた位置ずれ欠陥に対する感度を希望のレベル
に正確かつ細かく設定することができる。
【0022】また上述の実施例においては、設計データ
の値「1」及び「0」をそれぞれパターンの白部分及び
黒部分に対応させる場合について述べたが、本発明はこ
れに限らず、その逆に黒部分及び白部分に対応させるよ
うにしても良い。
【0023】さらに上述の実施例においては、ルツクア
ツプテーブル6に入力される設計データのビツト長を1
ビツトとする場合について述べたが、本発明はこれに限
らず、複数ビツトによつて与える場合にも広く適用し得
る。例えば特開平4-33471 号において開示したように、
設計データをN×Nの二次元ウインドウ上に配列するこ
ととし、処理対象であるウインドウの中心画素に対応す
る設計データに加えてその周辺画素の設計データを用い
てしきい値を設定するようにしても良い。
【0024】またこのときウインドウ内の画素を用いて
設計パターンのコーナー部等、設計パターンに含まれる
パターン上の特徴を予め認識させ、認識されたパターン
上の特徴に基づいて処理対象画素のしきい値を決定する
ようにしても良い。これにより検出感度を従来に比して
一段と正確かつ細かく設定することができる。
【0025】さらに上述の実施例においては、多値画像
データS2及びしきい値データS3のビツト長を4ビツ
トとする場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、他のビツト長の多値画像データS2及びしきい値デ
ータS3を用いる場合にも広く適用し得る。これにより
位置ずれ欠陥に対する感度を自由に選択することができ
る。
【0026】さらに上述の実施例においては、試料上に
形成されたパターンのエツジが比較的矩形形状になつて
いる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、エ
ツジが丸みをおび、パターンのエツジ付近より得られる
多値画像データS2の値がなだらかに変化する場合にも
適用し得る。このときにも位置ずれ欠陥の検出精度は従
来に比して一段と高くすることができる。
【0027】さらに上述の実施例においては、画像二値
化装置1によつてレチクル3上に形成された幾何学パタ
ーンの欠陥検査に用いられる検査装置に用いる場合につ
いて述べたが、本発明はこれに限らず、半導体の製造に
用いられるマスクや半導体基板等に形成された幾何学パ
ターンの欠陥検査にも適用し得る。
【0028】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、しきい値
の値を設計データによつて与えられる二値画像情報に基
づいて異なる値に設定し、このように設定されたしきい
値と設計データに基づいて形成された画像パターンを撮
像して得られる多値画像データとを比較して多値画像デ
ータを二値データに変換することにより、設計データに
基づいて形成されたパターンの位置ずれに対する検出感
度を従来に比して一段と正確かつ細かく設定することが
できる。これにより従来方式では検出できなかつた微細
な位置ずれも容易に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による画像二値化装置の一実施例を示す
ブロツク図である。
【図2】黒パターン部分に生じた位置ずれ欠陥検出の説
明に供する略線図である。
【図3】白パターン部分に生じた位置ずれ欠陥検出の説
明に供する略線図である。
【図4】画素配列の説明に供する略線図である。
【図5】従来方式による位置ずれ欠陥検出の説明に供す
る略線図である。
【符号の説明】
1……画像二値化装置、2……カメラ、3……試料、4
……A/D変換回路、5……比較回路、6……ルツクア
ツプテーブル。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】設計データに基づいて形成された画像パタ
    ーンを撮像して得られる多値画像データをしきい値と比
    較し、前記多値画像データを二値データに変換する画像
    二値化方法において、 前記しきい値として、前記設計データによつて与えられ
    る二値画像情報に基づいて異なつた値を画素ごとに設定
    することを特徴とする画像二値化方法。
  2. 【請求項2】設計データに基づいて形成された画像パタ
    ーンを撮像して得られる多値画像データをしきい値と比
    較し、前記多値画像データを二値データに変換する画像
    二値化装置において、 前記しきい値として、前記設計データによつて与えられ
    る二値画像情報に基づいて異なる値を画素ごとに設定す
    るテーブル手段と、 前記多値画像データと前記しきい値を比較し、前記多値
    画像データを二値データに変換する比較手段とを具える
    ことを特徴とする画像二値化装置。
JP5050158A 1993-02-16 1993-02-16 画像二値化方法及び装置 Pending JPH06245074A (ja)

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JP5050158A JPH06245074A (ja) 1993-02-16 1993-02-16 画像二値化方法及び装置

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JP (1) JPH06245074A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11013922B2 (en) 2014-09-26 2021-05-25 Duke University Systems and methods for spinal cord stimulation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11013922B2 (en) 2014-09-26 2021-05-25 Duke University Systems and methods for spinal cord stimulation

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