JPH09305764A - 画像のパターン欠陥検出方法及び装置 - Google Patents

画像のパターン欠陥検出方法及び装置

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JPH09305764A
JPH09305764A JP8118593A JP11859396A JPH09305764A JP H09305764 A JPH09305764 A JP H09305764A JP 8118593 A JP8118593 A JP 8118593A JP 11859396 A JP11859396 A JP 11859396A JP H09305764 A JPH09305764 A JP H09305764A
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JP
Japan
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pattern
defect
pattern image
inspected
Prior art date
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Pending
Application number
JP8118593A
Other languages
English (en)
Inventor
Fuminori Miyazawa
史紀 宮沢
Kenji Suzuki
健司 鈴木
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JFE Systems Inc
Original Assignee
Kawasaki Steel Systems R&D Corp
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Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Systems R&D Corp filed Critical Kawasaki Steel Systems R&D Corp
Priority to JP8118593A priority Critical patent/JPH09305764A/ja
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  • Image Analysis (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ずれの無い基準パターン画像を作成して、ず
れを誤検出することなく、且つ、ずれの中に埋もれてい
た微小の欠陥までも、その欠陥本来の大きさで検出可能
とする。 【解決手段】 被検査パターン画像f(x,y)自体に
対して、パターンの前景と背景の境界線に沿った方向に
のみ平滑化を行ったものを基準パターン画像h(x,
y)として、パターン比較法による欠陥検出を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、基準パターン画像
と被検査パターン画像を比較し、両画像間の異なる部分
を欠陥として検出する画像のパターン欠陥検出方法及び
装置に係り、特に、工業用テレビカメラ等の画像入力手
段により得られる画像を用いて、プリント基板、半導体
集積回路等の配線パターンの欠陥を検出する際に用いる
のに好適な、基準パターン画像と被検査パターン画像の
2画像間のずれを誤検出することなく、且つ、従来ずれ
の中に埋もれていた微小な欠陥迄も、その欠陥本来の大
きさで検出することが可能な、画像のパターン欠陥検出
方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】画像のパターンの欠陥を検出する方法の
一つとして、基準パターン画像と被検査パターン画像を
比較し、両画像間に差異があれば、これを欠陥と見做す
パターン比較法が知られている。
【0003】このパターン比較法で用いる基準パターン
画像は、設計図等の図面情報から直接描画する方法や、
実際に撮像された複数の正常パターン画像の平均をとる
方法等が一般的であるが、このようにして作成された基
準パターン画像を被検査パターン画像と比較すると、2
画像間の位置合せのずれや、個体差によるパターンの大
きさのずれ、画素サンプリング時の画素配列のずれ等が
発生するため、このずれを何らかの方法で補正する必要
があった。
【0004】このための方法としては、特開平2−54
375に記載されているように、パターンの輪郭線部分
を、所定の太さをもった線状のマスクパターンとして作
成し、このマスクパターンの輪郭線の太さに包含される
微小の差異は、ずれと見做して、欠陥としては判断しな
いという方法が知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では、基本的に、マスクパターンの輪郭線の太さ以下
の大きさの欠陥を検出できないという問題点があった。
【0006】又、欠陥の一部がマスクパターンにかかる
と、マスクパターンにより欠陥の一部が削られてしま
い、検出される欠陥の大きさが、本来の大きさよりも小
さくなってしまう場合があるという問題点もあった。
【0007】更に、マスクパターンの輪郭線の太さによ
り、排除するずれの大きさを調整するため、輪郭線を太
くすれば各種ずれを排除できるが、それと同時に本当の
欠陥まで見逃してしまう傾向があり、逆に輪郭線を細く
すれば、本当の小さな欠陥まで検出できるが、それと同
時に、特に位置ずれや大きさのずれが欠陥として誤検出
されてしまうという傾向があり、輪郭線の太さの調整が
難しいという問題点もあった。
【0008】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、基準パターン画像と被検査パターン
画像の2画像間のずれを基本的に無くすことにより、ず
れを誤検出することなく、且つ、従来ずれの中に埋もれ
ていた微小な欠陥までも、その欠陥本来の大きさで検出
することを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、基準パターン
画像と被検査パターン画像を比較し、両画像間の異なる
部分を欠陥として検出する画像のパターン欠陥検出方法
において、前記被検査パターン画像自体に対して、パタ
ーンの前景と背景の境界線に沿った方向のみ平滑化を行
ったものを、前記基準パターン画像とすることにより、
前記課題を解決したものである。
【0010】又、画像のパターン欠陥検出装置におい
て、被検査パターン画像を入力する画像入力手段と、入
力された被検査パターン画像自体に対して、パターンの
前景と背景の境界線に沿った方向のみ平滑化を行って基
準パターン画像とする平滑化手段と、該基準パターン画
像と前記被検査パターン画像を比較して、両画像間の異
なる部分を欠陥として検出するための比較手段とを備え
ることにより、同じく前記課題を解決したものである。
【0011】本発明は、パターン比較法を用いて行うパ
ターンの欠陥検査において、入力された被検査パターン
画像自体に対して、パターンの前景と背景の境界線に沿
った方向のみ平滑化して基準パターン画像とすることを
特徴とする。平滑化された画像では、境界線上の凹凸の
ない直線部分は、元のまま保持されるが、平滑化サイズ
より小さな凸部分は削られ、凹部分は埋められ、結果と
して、パターンの前景と背景の境界線上には急激な凹凸
が無くなり、境界線は滑らかな直線で結ばれる。この平
滑化画像は、正常なパターン画像と等しいので、これを
基準パターン画像として、元の被検査パターン画像と比
較すると、2画像間の差異が欠陥として検出できる。
【0012】このとき、基準パターン画像は、被検査パ
ターン画像を元にその都度作成されるので、この2画像
は、本来、全体的な寸法だけでなく、画素配列として見
たときも、全く同一の画像である。よって、2画像間の
位置ずれや大きさのずれ、画素配列のずれ等は考慮する
必要がなくなり、被検査パターン画像と基準パターン画
像間の僅かな違いも、これらのずれの影響ではなく、本
当の欠陥として判断することができ、精度の良い欠陥検
出が可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施形態を詳細に説明する。
【0014】本発明を実施するための画像のパターン欠
陥検出装置は、図1に示す如く、被検査パターンを、カ
メラ等によりデジタル画像として入力する画像入力手段
10と、該画像入力手段10により入力された被検査パ
ターン画像自体に対して、パターンの前景と背景の境界
線に沿った方向にのみ平滑化を行って基準パターン画像
とする平滑化手段12と、該平滑化手段12によって作
成された基準パターン画像と、前記画像入力手段10に
よって入力された被検査パターン画像を比較して、両画
像間の異なる部分を欠陥として検出するための比較手段
14と、該比較手段14によって得られた欠陥検出結果
画像に基づいて欠陥を認識し、欠陥の大きさ、位置、種
類等を数値データとして出力する結果出力手段16とを
備えている。
【0015】以下、本実施形態の作用を説明する。
【0016】まず、画像入力手段10により、被検査パ
ターンがカメラ等により撮像され、デジタル画像として
記録される。この記録された画像が、被検査パターン画
像となる。
【0017】次に、平滑化手段12は、検査パターンの
方向に応じて予め用意された平滑化テンプレート画像を
使い、被検査パターン画像を平滑化することにより、基
準パターン画像を作成する。
【0018】この平滑化手段12で使用する平滑化テン
プレート画像の一例を図2に示す。この平滑化テンプレ
ート画像は、平滑化したい方向(図2では水平方向)に
1ラインだけ、想定する欠陥長以上の長さを「1」で埋
め、その他の部分は「0」で埋めることにより作成す
る。この例では、図3のように、前景を黒、背景を白と
し、水平方向に縞模様となっているパターンを検査対象
として想定しているため、平滑化テンプレート画像は、
図2のように、水平方向に「1」を埋めたパターンを使
用している。欠陥長としては8画素程度を想定している
ので、「1」で埋める長さは、それよりも長い16画素
とし、平滑化テンプレート画像の幅も同じ16画素とし
ている。
【0019】被検査パターンの方向が、水平方向以外の
方向、例えば垂直方向、斜め方向などであっても、本例
と同様に、その方向に沿って想定される欠陥長以上の長
さを「1」で埋めた平滑化テンプレート画像を作成すれ
ばよい。
【0020】前記の方法で作成した平滑化テンプレート
画像をg(x,y)、被検査パターン画像をf(x,
y)、被検査パターン画像上の平滑化テンプレート画像
の位置を(x,y)、平滑化テンプレート画像の形状が
矩形で寸法を(w,h)とすれば、基準パターン画像h
(x,y)は、次式により与えられる。
【0021】
【数1】
【0022】図3のような欠陥を含んだ被検査パターン
画像f(x,y)に対し、(1)式を適用すると、被検
査パターン画像の凸部分(凸起20、結線22、残り2
4)は削られ、凹部分(欠け30、断線32、穴34)
は埋められた、図4に示すような、理想的な基準パター
ン画像h(x,y)が得られる。即ち、欠陥がある被検
査パターン画像f(x,y)に対して、そのパターンに
沿った方向にのみ平滑化を行うと、欠陥以外の部分は同
じ画素配列で、欠陥のみが補正された、理想的な基準パ
ターン画像h(x,y)が得られるという点が、本発明
の一番重要な点である。
【0023】このようにして、被検査パターン画像f
(x,y)と基準パターン画像h(x,y)が揃った
後、比較手段14による処理に移る。通常のパターン比
較法では、ここで2画像間の位置合せの手順が必要であ
るが、本発明法においては、前記のように、基準パター
ン画像h(x,y)と被検査パターン画像f(x,y)
は、元々同じ画像なので、この2つの画像上のパターン
位置座標は必ず一致するため、位置合せを行う必要がな
い。
【0024】一方、従来の方法で作成した基準パターン
画像の例を図6に示すが、同じ直線部分であっても、図
3に示したような被検査パターン画像とは違う画素配列
になる可能性が大きく、位置合せをいくら正確に行って
も、ずれを無くすことはできない。
【0025】比較手段14では、まず基準パターン画像
h(x,y)から被検査パターン画像f(x,y)を引
くことによって、凸部分の欠陥(20、22、24)を
画像として出力し、次いで、被検査パターン画像f
(x,y)から基準パターン画像h(x,y)を引くこ
とによって、凹部分の欠陥(30、32、34)を画像
として出力する。その後、この出力された2つの画像を
加算して、図5のような欠陥検出結果画像を得る。図5
では、本当の欠陥だけが、本来の大きさで差分として出
力されていることがわかる。
【0026】一方、従来の方法で作成した図6の基準パ
ターン画像を用いて、被検査パターン画像と比較した場
合には、図7のように、ずれ40が欠陥(20、22、
24、30、32、34)と一緒に出力されるため、何
らかの方法で、このずれ40を取除く必要がある。
【0027】結果出力手段16は、図5のような欠陥検
出結果画像を例えば上から順番にサーチし、欠陥があれ
ば、その欠陥の大きさ、位置、種類等を数値データとし
て出力する。
【0028】本発明を実施するためのパターン欠陥検出
装置は、専用のハードウェアで構成されたものに限定さ
れず、必要な制御プログラムを保存した、磁気ディスク
や光磁気ディスク等のリムーバブルメディアを用いて、
汎用のコンピュータのハードディスクにインストールす
ることにより、汎用のコンピュータを用いて本発明を実
施することも可能である。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、パターン比較法を用い
て行うパターン欠陥検査において、ずれの無い基準パタ
ーン画像を作成できるため、ずれを誤検出することな
く、且つ、従来はずれの中に埋もれていた微小な欠陥ま
でも、その欠陥本来の大きさで検出することができ、精
度の良い欠陥検査が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる画像のパターン欠陥検出装置の
実施形態の構成を示すブロック線図
【図2】本実施形態で用いられている平滑化テンプレー
ト画像の例を示す線図
【図3】同じく被検査パターン画像の例を示す線図
【図4】同じく基準パターン画像の例を示す線図
【図5】同じく欠陥検出結果画像の例を示す線図
【図6】比較のために示した、従来法によって作成され
た基準パターン画像の例を示す線図
【図7】同じく、欠陥検出結果画像の例を示す線図
【符号の説明】
10…画像入力手段 12…平滑化手段 f(x,y)…被検査パターン画像 g(x,y)…平滑化テンプレート画像 h(x,y)…基準パターン画像 14…比較手段 16…結果出力手段 20…凸起 22…結線 24…残り 30…欠け 32…断線 34…穴 40…ずれ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基準パターン画像と被検査パターン画像を
    比較し、両画像間の異なる部分を欠陥として検出する画
    像のパターン欠陥検出方法において、 前記被検査パターン画像自体に対して、パターンの前景
    と背景の境界線に沿った方向のみ平滑化を行ったもの
    を、前記基準パターン画像とすることを特徴とする画像
    のパターン欠陥検出方法。
  2. 【請求項2】被検査パターン画像を入力する画像入力手
    段と、 入力された被検査パターン画像自体に対して、パターン
    の前景と背景の境界線に沿った方向のみ平滑化を行って
    基準パターン画像とする平滑化手段と、 該基準パターン画像と前記被検査パターン画像を比較し
    て、両画像間の異なる部分を欠陥として検出するための
    比較手段と、 を備えたことを特徴とする画像のパターン欠陥検出装
    置。
JP8118593A 1996-05-14 1996-05-14 画像のパターン欠陥検出方法及び装置 Pending JPH09305764A (ja)

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Cited By (3)

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