JPS61198374A - Device for comparing and checking two-dimensional picture - Google Patents

Device for comparing and checking two-dimensional picture

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Publication number
JPS61198374A
JPS61198374A JP60038486A JP3848685A JPS61198374A JP S61198374 A JPS61198374 A JP S61198374A JP 60038486 A JP60038486 A JP 60038486A JP 3848685 A JP3848685 A JP 3848685A JP S61198374 A JPS61198374 A JP S61198374A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
positional deviation
dimensional image
image comparison
circuit
imaging device
Prior art date
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Pending
Application number
JP60038486A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Sakurai
桜居 裕
Akira Sase
佐瀬 昭
Yoshikatsu Satomi
里見 義勝
Takeo Osada
長田 太計男
Masao Fukunaga
福永 正雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP60038486A priority Critical patent/JPS61198374A/en
Publication of JPS61198374A publication Critical patent/JPS61198374A/en
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  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Abstract

PURPOSE:To attain quick and accurate check without being affected by deformation or distortion by correcting the moving quantity when an object moves to the next image pickup position even if distortion or deformation in size being a picture detection resolution or over exists in the check object. CONSTITUTION:The position is corrected at each pickup pattern. That is, check objects 11, 12 having a 2-dimension pattern are fixed to vernier tables 31, 32 provided on an XY table 21 driven by XY table drive motors 22, 23 in the X and Y directions. The image pickup devices 41, 42 are fixed to a position picking up image of the same position of the check object. An output signal of the image pickup device is stored in storage elements 61, 62 arranged in a matrix as a binary-coding video signal via binary-coding and noise rejection circuits 51, 52. The signal is fed to a defect discriminating circuit 7, where a defect in the pattern is extracted. Then an output of a noise rejection circuit is sent to a position deviation detecting circuit 8 to measure the position deviation. The storage device 62 is controlled in response to the measured deviation to correct the deviation for accurate check.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、複数の二次元パターンを比較して、パターン
の外観的欠陥を検査する装置に係り、特に、半導体やプ
リント基板およびそれらの製造に使用される回路パター
ンを検査するのに好適な二次元画像比較検査装置に関す
る。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to an apparatus for comparing a plurality of two-dimensional patterns and inspecting patterns for external defects, and is particularly applicable to semiconductors, printed circuit boards, and their manufacturing. The present invention relates to a two-dimensional image comparison inspection device suitable for inspecting used circuit patterns.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

従来の二次元画像比較検査装置では、検査開始前に目視
または自動的に一部のパターンを用いて位置決めを行な
い、以後は全く位置合わせをせずに検査を進めていた。
In the conventional two-dimensional image comparison inspection apparatus, positioning is performed visually or automatically using a part of the pattern before the start of the inspection, and thereafter the inspection proceeds without any alignment.

しかし、最近の大形プリント基板ではプリント基板自体
の収縮等による寸法歪(例えば300麺で±0.31m
程度)や変形がある。さらに、検査開始前に行なう位置
合わせの誤差による変位や回転が加わる。高密度・微細
パターンの検査において必要な分解能10〜20μmに
比較して、上記要因による位置ずれは、無視できない大
きさになってきている。
However, with recent large printed circuit boards, dimensional distortion due to shrinkage of the printed circuit board itself (for example, ±0.31 m for 300 mm)
degree) and deformation. Furthermore, displacement and rotation due to errors in positioning performed before the start of inspection are added. Compared to the required resolution of 10 to 20 μm in the inspection of high-density, fine patterns, the positional deviation caused by the above factors has become too large to be ignored.

また、排他的論理和を用いる位置ずれ検出回路を利用し
た二次元画像比較検査装置では、排他的論理和の結果を
計数するカウンタの内容により無条件に位置ずれ量を検
出すると、誤動作することがあった。検査対象の一部に
パターン面積比率の小さい個所やパターンが皆無の個所
がろると、検査対象の欠陥や2値化ビデオ信号中のノイ
ズにより、誤つ九位置合わせ動作をすることが原因と考
えられる。
In addition, a two-dimensional image comparison inspection device that uses a positional deviation detection circuit that uses exclusive OR may malfunction if the amount of positional deviation is unconditionally detected based on the contents of a counter that counts the result of exclusive OR. there were. If a part of the inspection target has a small pattern area ratio or has no pattern at all, it may be caused by incorrect alignment due to defects in the inspection target or noise in the binary video signal. Conceivable.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の第1の目的は、検査対象に画像検出分解能以上
の寸法歪や変形があっても、それらの影響を受けること
なく、迅速かつ正確に検査できる二次元画像比較検査装
置を提供することである。
A first object of the present invention is to provide a two-dimensional image comparison inspection device that can quickly and accurately inspect an object to be inspected without being affected by dimensional distortion or deformation that exceeds the image detection resolution. It is.

本発明の第2の目的は、検査対象のパターンの一部にパ
ターン面積の比率が小さい個所やパターンが皆無の個所
があっても、誤った位置合わせ動作をすることなく、迅
速かつ正確に検査できる二次元画像比較検査装置を提供
することである。
A second object of the present invention is to quickly and accurately inspect a pattern to be inspected without erroneous alignment operations, even if there is a small pattern area ratio or no pattern at all. The object of the present invention is to provide a two-dimensional image comparison inspection device that can perform the following tasks.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、第1の目的を達成するために、複数の二次元
画像を記憶させた記憶要素の情報を各方向に0〜数ビッ
ト移動させて重ね合わせたときに、不一致ビット数が最
も少なくなる移動量が位置ずれ量に対応していることに
着目し、次の撮像位置へ移動する際に移動量を補正して
、プリント基板等の寸法歪や変形の影響を受けないよう
にする構成を提案するものである。
In order to achieve the first object, the present invention minimizes the number of mismatched bits when the information of a storage element storing a plurality of two-dimensional images is shifted by 0 to several bits in each direction and superimposed. Focusing on the fact that the amount of movement corresponds to the amount of positional deviation, this structure corrects the amount of movement when moving to the next imaging position so that it is not affected by dimensional distortion or deformation of the printed circuit board, etc. This is what we propose.

本発明はまた、第2の目的を達成するために、撮像面積
に対するパターン面積の比率が小さい場合、比較される
二つの二次元パターンの2値化ビデオ信号間で排他的論
理利金計数するカウンタ内容の加算値が小さな値になる
ことに着目し、その加算値がある値以下になったときに
は、位置合わせ動作全行なわず、検査対象パターンの一
部にパターン面積比率の小さな部分または皆無の部分が
あっても、誤った位置合わせ動作を防止する構成を提案
するものである。
In order to achieve the second object, the present invention also provides a counter that performs exclusive logical interest counting between binarized video signals of two two-dimensional patterns to be compared when the ratio of the pattern area to the imaging area is small. Focusing on the fact that the added value of the content becomes a small value, when the added value is less than a certain value, the alignment operation is not performed at all, and the part of the pattern to be inspected has a small or no pattern area ratio. The present invention proposes a configuration that prevents erroneous alignment operations even if there is a problem.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の第1実施例を第1図により説明する。二
次元パターンを有する検査対象11゜12は、XYテー
ブル駆動モータ22,23によりXY方向に移動可能な
XYテーブル21上に設けられた微調テーブル31.3
2に固定される。
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. The inspection object 11° 12 having a two-dimensional pattern is a fine adjustment table 31.3 provided on an XY table 21 movable in the XY direction by XY table drive motors 22, 23.
It is fixed at 2.

固定は、ガイド穴や端部を基準とした機械的方法であっ
て、O12龍程度の精度で位置決め可能である。撮像装
置41.42は検査対象の同−位iiを撮像する位置に
固定されている。撮像装置の出力信号は、それぞれ2値
化およびノイズ除去回路51.52を経て、マトリック
ス状に配置された記憶要素61.62に2値化ビデオ信
号として記憶される。そこから欠陥判定回路7に送られ
て、パターン内の断線、短絡、凹凸、ピンホールなどの
欠陥が抽出される。
The fixing is done by a mechanical method using a guide hole or an end as a reference, and positioning is possible with an accuracy comparable to that of an O12 dragon. The imaging devices 41 and 42 are fixed at positions for imaging the same position ii of the inspection object. The output signals of the imaging device pass through binarization and noise removal circuits 51 and 52, respectively, and are stored as binarized video signals in storage elements 61 and 62 arranged in a matrix. From there, the signal is sent to a defect determination circuit 7, where defects such as disconnections, short circuits, irregularities, and pinholes in the pattern are extracted.

しかし、前述のように位置合わせのずれ2寸法歪や変形
などの原因によって撮像位置が異なると、誤検査が多く
なり、正確な検査ができない。そこで、ノイズ除去回路
出力を位置ずれ検出回路8に送り、位置ずれ量を計測す
る。測定されたずれ量に応じて記憶装置62を制御し、
位置ずれ量を補正して正確な検査ができるようにする。
However, as described above, if the imaging position differs due to misalignment, two-dimensional distortion, deformation, or other causes, erroneous inspections will occur frequently and accurate inspections will not be possible. Therefore, the output of the noise removal circuit is sent to the positional deviation detection circuit 8 to measure the amount of positional deviation. controlling the storage device 62 according to the measured amount of deviation;
To enable accurate inspection by correcting the amount of positional deviation.

位置ずれ検出回路8は、二次元画像を縦mビット、横n
ビット移動させたときに、撮像面内での不一致ピット数
をカウントし、その結果を第(m、n)番地のカウンタ
に記憶させ、最小数のカウンタ第(mo。
The positional deviation detection circuit 8 converts the two-dimensional image into m bits in the vertical direction and n bits in the horizontal direction.
When the bits are moved, the number of mismatched pits within the imaging plane is counted, the result is stored in the counter at the (m, n)th address, and the minimum number of counters (mo.

no)番を検知して、位置ずれ1縦m、)ビット横n□
 ビットを検出するものである。
Detecting the no) number, the positional deviation is 1 vertical m,) bit horizontal n □
It detects bits.

カウンタ数は補正しようとする位置ずれ量に応じて決め
られるので、前述のように位置ずれ量の最大0.3 m
を補正する場合には、分解能が10μmとすると、縦横
±30ビットを補正することになり、 (30X2+1 )” = 3721 個ものカウンタが必要となる。これは縦横±4ビットの
補正を行なう場合の約50倍近い量でおり、最小値を求
める判定に数千μsを要し、現実的でない。
The number of counters is determined according to the amount of positional deviation to be corrected, so as mentioned above, if the maximum positional deviation is 0.3 m,
If the resolution is 10 μm, then the vertical and horizontal ±30 bits will be corrected, and (30X2+1)” = 3721 counters will be required.This is equivalent to the vertical and horizontal ±4 bit correction. The amount is approximately 50 times larger, and it takes several thousand μs to determine the minimum value, which is not realistic.

一刀、撮像装置で撮像される一画面は数鵡〜十数闘の範
囲であって、0.31500の位置ずれが生じても、例
えば5關の範囲では3μmの位置ずれにしかならず、分
解能10μmに比較して十分小さく、問題とならない。
One screen captured by an imaging device ranges from a few parrots to a dozen or so, and even if a positional deviation of 0.31500 occurs, for example, in a range of 5 frames, the positional deviation will be only 3 μm, and the resolution will be 10 μm. It is small enough in comparison and does not pose a problem.

すなわち、一画面に入る範囲内では問題とならないが、
検査対象を移動させたときに累積される位置ずれの量の
補正が必要となる。
In other words, it is not a problem within the range that fits on one screen, but
It is necessary to correct the amount of positional deviation that is accumulated when the inspection object is moved.

そこで、位置ずれ検出回路8の出力をテーブル制御回路
9へ送り、位置ずれ測定の都度、微調テーブル31.3
2を駆動するモータ33,34を制御して位置補正を行
ない、寸法歪や変形2位置合わせ誤差による影響を除き
、誤検査を少くする。
Therefore, the output of the positional deviation detection circuit 8 is sent to the table control circuit 9, and the fine adjustment table 31.3 is sent to the table control circuit 9 each time the positional deviation is measured.
By controlling the motors 33 and 34 that drive 2, the position is corrected, and the influence of dimensional distortion and deformation 2 alignment error is eliminated, thereby reducing erroneous inspections.

この方式の問題点としては、移動するXYテーブル21
上に設けられた微調テーブルのガタが位置ずれ要因とな
ることである。これにはボールねじ、レールの予圧を適
当に選んで十分対応が可能である。
The problem with this method is that the moving XY table 21
The backlash of the fine adjustment table provided above is a cause of positional deviation. This can be adequately addressed by appropriately selecting the preload of the ball screw and rail.

また、補正動作は1画面移動分すなわち数ビットが補正
できれば十分であるから、100個以内のカウンタから
最小カウンタを検出する判定は1μs以内で完了する。
Furthermore, since it is sufficient for the correction operation to correct one screen movement, that is, a few bits, the determination to detect the minimum counter from within 100 counters is completed within 1 μs.

微調テーブルも数十μmの移動で終るので、XYテーブ
ルが1画面送りに要する時間0.1秒以内に微調テーブ
ルの移動が完了し、検査時間には全く影響を及tVさな
い。
Since the fine adjustment table also only moves a few tens of μm, the movement of the fine adjustment table is completed within 0.1 seconds, which is the time required for the XY table to advance one screen, and does not affect the inspection time at all.

第1図には、左側チャンネル金縦方向に、右側チャンネ
ルを横方向に移動させて補正動作を行なう例を示したが
、この逆でもよいし、一方のチャンネルで縦横方向に移
動させても同様の効果を生じる。
Figure 1 shows an example in which the left channel is moved vertically and the right channel is moved horizontally to perform the correction operation, but the reverse may also be used, or the same effect can be achieved by moving one channel vertically and horizontally. produces the effect of

また、撮像装置としては、テレビカメラを用いても良い
し、リニアセンサを使うこともできる1゜さらに上記実
施例では、撮像装置を固定し検査対象を移動させる例と
示したが、検査対象を固定し撮像装置を移動させる方式
も採用できる。
In addition, as the imaging device, a television camera or a linear sensor may be used1.Furthermore, in the above embodiment, the imaging device is fixed and the inspection object is moved, but the inspection object is moved. A method in which the imaging device is fixed and moved can also be adopted.

本実施例によれば、撮像された1画面毎に位置補正が行
なわれるので、大型プリント基板を検査対象とする場合
のように、分解能に比較して寸法歪や変形量がかなり大
きい場合でも、迅速かつ正確な検査が可能となる。
According to this embodiment, position correction is performed for each imaged screen, so even when dimensional distortion and deformation are considerably large compared to the resolution, such as when inspecting a large printed circuit board, the This enables quick and accurate testing.

次に、本発明の第2実施例を第2図と第3図を参照して
説明する。二次元パターンを有する2個の例えばプリン
ト基板のような検査対象11゜12はXY71i向に移
動可能なXYテーブル21上に設けられた微調テーブル
31.32に固定される。固定は、ガイド穴や端部を基
準とした機械的方法であって、プリント基板の場合は0
.2 rat程度の精度で位置決め可能である。2台の
撮像装置41.4’2は2個の検査対象11.12の同
一位置を撮像する位置に固定されている。撮像装置の出
力信号は、それぞれ2値化およびノイズ除去回路51.
52を経て、マトリックス状に配置された記憶装置61
.62に2値化ビデオ信号として記憶される。これらの
信号は特徴抽出回路71゜72でそれぞれのパターンに
対応した境界や微小部分等の特徴を抽出される。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3. Two inspection objects 11 and 12, such as printed circuit boards, having two-dimensional patterns are fixed to fine adjustment tables 31 and 32 provided on an XY table 21 that is movable in XY71i directions. Fixing is a mechanical method based on guide holes or edges, and in the case of printed circuit boards, 0
.. Positioning is possible with an accuracy of about 2 rat. The two imaging devices 41.4'2 are fixed at positions for imaging the same position of the two inspection objects 11.12. The output signals of the imaging device are respectively processed by binarization and noise removal circuits 51.
52, storage devices 61 arranged in a matrix
.. 62 as a binary video signal. These signals are subjected to feature extraction circuits 71 and 72 in which features such as boundaries and minute portions corresponding to each pattern are extracted.

二つの像の特長は比較判定回路73で比較され、両者の
特徴が完全に一致する場合には欠陥がないと判定され、
一致しない場合には欠陥があると判定される。例えば、
検査対象11.12のいずれか一刀のパターンに断線、
短絡、凹凸、ピンホールなどの欠陥がある場合は、それ
らの欠陥に対応した特徴が抽出されるため、両者の特徴
が一致せず欠陥があると判定される。この比較判定法に
おいては、同一位置あるいは極めて近い位置に同一の特
徴があるか否かの判定を行なうため、比較する二つのパ
ターンを±10〜20ttm程度の精度で位置合わせす
る必要がある。そこでノイズ除去回路51.52の出力
を位置ずれ検出回路8に送り位置ずれ量を計測する。測
定されたずれ量に応じて記憶装置62を制御し位置ずれ
量を補正するとともに、検出回路8の出力をテーブル制
御回路9に送って、位置ずれ測定の都度、微調テーブル
31.32を駆動するモータ33,34を制御し、検査
対象11.12の寸法歪や変形による累積位置ずれを補
正している。
The features of the two images are compared by a comparison/determination circuit 73, and if the features of both images completely match, it is determined that there is no defect.
If they do not match, it is determined that there is a defect. for example,
There is a disconnection in one of the patterns of inspection target 11.12,
If there are defects such as short circuits, irregularities, or pinholes, features corresponding to those defects are extracted, so it is determined that the two features do not match and there is a defect. In this comparative determination method, in order to determine whether or not there are identical features at the same position or extremely close positions, it is necessary to align the two patterns to be compared with an accuracy of about ±10 to 20 ttm. Therefore, the outputs of the noise removal circuits 51 and 52 are sent to the positional deviation detection circuit 8 to measure the amount of positional deviation. The storage device 62 is controlled according to the measured amount of deviation to correct the amount of positional deviation, and the output of the detection circuit 8 is sent to the table control circuit 9 to drive the fine adjustment tables 31 and 32 each time the positional deviation is measured. The motors 33 and 34 are controlled to correct cumulative positional deviations due to dimensional distortions and deformations of the inspection objects 11 and 12.

ここで位置ずれ検出回路8には排他的論理和を応用した
回路が用いられている。第3図に位置ずれ検出回路の構
成例を示す。位置ずれ検出回路は、(横m列×縦n行)
+(横(m−n)xI行)のシフトレジスタで構成され
る第1シフトレジスタ回路81Aと、(横m列×縦(2
11+ 1)行)のシフトレジスタで構成される第2シ
フトレジスタ回路81Bと、第1シフトレジスタ回路8
1Aの(n+1)行の(m−n)列のレジスタの内容と
、第2シフトレジスタ回路81Bの(m −2n−1〜
m)行の(1〜2n+1 )列の切出回路を構成するレ
ジスタのおのおのとの排他的論理和を演算する(2n+
1 )x (2n+1 )@の排他的論理和回路82と
、排他的論理和回路82の演算結果を個々に計数する(
2n+1 )X (2n+1 )個のカウンタ回路83
とカウンタ回路83のカウンタ中計数値が最小のカウン
タ回路を検出し、ずれ量を算出するずれ1算出回路84
から構成されている。
Here, the positional deviation detection circuit 8 uses a circuit to which exclusive OR is applied. FIG. 3 shows an example of the configuration of the positional deviation detection circuit. The positional deviation detection circuit is (m columns horizontally x n rows vertically)
+ ((m-n) horizontally x I rows) shift register circuit 81A, and (m columns horizontally x (2 vertically)
A second shift register circuit 81B composed of shift registers (rows 11+1) and a first shift register circuit 8
The contents of the register in (n+1) row and (m-n) column of 1A and (m -2n-1~ of second shift register circuit 81B)
m) Calculate the exclusive OR with each register configuring the cutout circuit in the (1 to 2n+1) columns of rows (2n+
1) x (2n+1)@ exclusive OR circuit 82 and exclusive OR circuit 82 calculation results are individually counted (
2n+1 ) x (2n+1) counter circuits 83
and a deviation 1 calculation circuit 84 that detects the counter circuit with the minimum count value during the counter of the counter circuit 83 and calculates the amount of deviation.
It consists of

シフトレジスタ回路81A、81Bの横方向のレジスタ
数mは撮像装置41.42の水平走査1本分に相当する
2値化信号数である。″また、第1シフトレジスタ回路
81Aの1行1列目のレジスタにはノイズ除去回路51
の出力信号が入力され、第2シフトレジスタ回路81B
の1行目1列目のレジスタにはノイズ除去回路52の出
力信号が入力される。シフトレジスタ回路81A、81
Bのに行i列目(i<m)の出力はに行(i+1)列目
の入力に接続され、k行m列目の出力は(k+1)行目
1列目の入力に接続されている。この構成のシフトレジ
スタ回路81A、81Bにノイズ除去回路51.52か
ら2値化ビデオ信号がシリアルに入力されると、シフト
レジスタ回路81A。
The number m of registers in the horizontal direction of the shift register circuits 81A and 81B is the number of binarized signals corresponding to one horizontal scan of the imaging device 41, 42. ``In addition, a noise removal circuit 51 is installed in the register in the first row and first column of the first shift register circuit 81A.
The output signal of is input, and the second shift register circuit 81B
The output signal of the noise removal circuit 52 is input to the register in the first row and first column. Shift register circuits 81A, 81
The output of row ith column (i<m) of B is connected to the input of row 2 and column (i+1), and the output of row k and column m is connected to the input of row 1 (k+1) and column 1. There is. When the binary video signal is serially input from the noise removal circuits 51 and 52 to the shift register circuits 81A and 81B having this configuration, the shift register circuit 81A.

81B内には・、撮像装置41.42で撮像した検査対
象11.12上のパターンの形状に対応した配列で2値
化ビデオ信号が記憶され、次の1ビットの信号が1行1
列目のレジスタに入力される毎に全ての行の画像信号が
1ビットずつシフトする。
In 81B, a binary video signal is stored in an array corresponding to the shape of the pattern on the inspection object 11.12 imaged by the imaging device 41.42, and the next 1-bit signal is stored in 1 row 1.
Each time the image signals are input to the column register, the image signals of all the rows are shifted one bit at a time.

したがって、シフトレジスタ回路81Bの((m−2n
−1)〜m)列(1〜2n+1 )行の切出回路のレジ
スタ内も、全ビデオ信号がパターン形状に対応した配列
で1ビットずつシフトしながら通過して行く。
Therefore, the shift register circuit 81B ((m-2n
-1) to m) Columns (1 to 2n+1) rows of the registers of the extraction circuits also pass through the entire video signal while being shifted one bit at a time in an arrangement corresponding to the pattern shape.

この切出回路と、第1シフトレジスタ回路81Bの(n
+1)行(m−n)列のレジスタ(このレジスタの座標
は第2シフトレジスタ回路の切出口路の中心のレジスタ
の座標と等しい)の排他的論理和を切出口路を通過する
全ビデオ信号についておのおの積算し、その積算値が最
小となっているカウンタを検出すると、第1のシフトレ
ジスタ回路81Aを通過したビデオ信号、すなわち撮像
装置41で撮像したパターンと第2シフトレジスタ回路
81Bを通過したビデオ信号、すなわち撮像装置42で
撮像したパターンとの間の位置ず些を検出できる。例え
ば、切出回路の中心のレジスタ((n+1)行(m−n
J列目のレジスタ)との排他的論理和を積算したカウン
タの値が最小であった場合は第1パターンと第2パター
ンは位置ずれなし、中心から一1行+2列目のレジスタ
(n行(m−n+21列目のレジスタ)との排他的論理
和を積算したカウンタの値が最小であった場合は、2値
化ビデオ信号に換算して第2パターンは第1パターンに
対して行方向に−1ビット列方向に+2ビットだけ位置
がずれている。
This cutting circuit and the first shift register circuit 81B (n
+1) Exclusive OR of the row (m-n) column register (the coordinates of this register are equal to the coordinates of the register at the center of the cutout path of the second shift register circuit) and the entire video signal passing through the cutout path. When the counter with the minimum integrated value is detected, the video signal that has passed through the first shift register circuit 81A, that is, the pattern imaged by the imaging device 41 and the counter that has passed through the second shift register circuit 81B. Positional differences between the video signal, that is, the pattern imaged by the imaging device 42, can be detected. For example, the register at the center of the cutout circuit ((n+1) rows (m-n
If the value of the counter that is the sum of the exclusive OR with the register (J column) is the minimum, the first and second patterns will not be misaligned, and the register (n row (m-n+21st column register) If the value of the counter that has accumulated the exclusive OR with The position is shifted by +2 bits in the -1 bit column direction.

しかし、この構成の位置ずれ検出回路は、撮像されたパ
ターンの面積が撮像した全面積に対して小さい場合(2
値化されたビデオ信号のHとLの割合が片寄っている場
合)に位置ずれ量を誤検出する可能性がある。この誤検
出の原因について以下説明する。位置ずれ検出回路の動
作原理は基準側第1パターンに対して比較側第2パター
ンを周囲全方向に移動させながら、そのときの第4パタ
ーンとの不一致が最小になる移動方向を検出することと
等価であるから、撮像されたパターンの面積の比率が撮
像した全面積に対して小さい場合は、大半が非パターン
部で一致するため、不一致量のカウント数は全カウンタ
とも小さな値となる。このとき、もしどちらか一方の検
査対象に欠陥のパターンが存在したり、2値化ビデオ信
号にノイズが入ると、実際の位置すれとは無関係な不一
致が検出され、カウンタの計数値を増加させるため、位
置ずれ量に対応したカウンタの計数値が最小値とはなら
なくなり、誤検出を発生させる。
However, when the area of the imaged pattern is small compared to the total area of the imaged pattern (2
(If the ratio of H and L of the converted video signal is unbalanced), there is a possibility that the amount of positional deviation will be detected incorrectly. The cause of this false detection will be explained below. The operating principle of the positional deviation detection circuit is to move the second pattern on the comparison side in all directions around the first pattern on the reference side, and detect the direction of movement that minimizes the mismatch with the fourth pattern at that time. Since they are equivalent, if the ratio of the area of the imaged pattern is small to the total area imaged, most of the non-pattern areas will match, so the count of the amount of mismatch will be a small value for all counters. At this time, if a defect pattern exists in one of the inspection targets or noise enters the binary video signal, a discrepancy unrelated to the actual positional deviation will be detected and the count value of the counter will be increased. Therefore, the count value of the counter corresponding to the amount of positional deviation will no longer be the minimum value, causing erroneous detection.

パターンの面積の比率が大きい場合は、不一致量のカウ
ント数が全カウンタとも大きくなり、最小カウント数と
その他のカウント数の間の差も太きくなるため、誤検出
の可能性は非常に低くなる。
When the ratio of the area of the pattern is large, the number of mismatch counts for all counters becomes large, and the difference between the minimum count and other counts becomes large, so the possibility of false detection becomes extremely low. .

本実施例はどの現象に着目し、第3図に示すように排他
的論理和回路82の出力を計数するカウンタ回路83の
全てのカウント値を加算比較回路85で加算し、その加
算値がある設定値以下であれば、ずれ1算出回路84の
結果を強制的に0すなわち両パターンは位置ずれなしと
出力させるようにしたものである。ここで、加算比較回
路85の加算値がある値以上の場合はずれ1算出回路8
4の結果はそのまま出力される。
This embodiment focuses on which phenomenon, and as shown in FIG. 3, all the count values of the counter circuit 83 that counts the output of the exclusive OR circuit 82 are added by the addition comparison circuit 85, and the added value is obtained. If it is less than the set value, the result of the deviation 1 calculation circuit 84 is forced to be output as 0, that is, there is no positional deviation for both patterns. Here, if the addition value of the addition comparison circuit 85 is greater than a certain value, the error 1 calculation circuit 8
The result of step 4 is output as is.

このように、本実施例の検出回路では、加算比較回路8
5を追加することにより、撮像されたパターン面積の比
率が小さい場合には位置ずれなしとするため、誤った位
置合わせ動作を防止できる。
In this way, in the detection circuit of this embodiment, the addition and comparison circuit 8
By adding 5, it is determined that there is no positional shift when the ratio of the imaged pattern area is small, so that erroneous positioning operations can be prevented.

また、加算比較回路83ではカウンタの全桁を加算しな
くても、例えば上位1桁あるいは2桁のみ加算するだけ
でもよい。
Further, the addition/comparison circuit 83 does not need to add all the digits of the counter, but may only add, for example, the most significant one or two digits.

また、一般に検査対象の位置ずれは、例えばプリント基
板の場合には、成形時の伸び、縮み等の変形に起因する
ものであり、位置的にみて徐々に累積される位置ずれで
あることが多く、途中パターンが少ない一部箇所の位置
合わせを行なわなくとも、次にパターンが現われたとこ
ろで位置合わせすれば、実用上の問題は殆どない。
In addition, in general, misalignment of the inspection target, for example in the case of printed circuit boards, is caused by deformation such as elongation or shrinkage during molding, and is often a gradual accumulation of misalignment from a positional perspective. There is almost no problem in practical use, even if positioning is not performed at a part of the way where there are few patterns, as long as positioning is performed at the next point where a pattern appears.

なお、本説明中の撮像装置としては撮像管、二次元半導
体画像センサ等を利用したテレビカメラでも、リニアセ
ンサでも効果は同じである。
Note that the imaging device in this description has the same effect whether it is a television camera using an imaging tube, a two-dimensional semiconductor image sensor, or the like, or a linear sensor.

また、実施例では、全てをハード回路を用いて構成する
ように説明したが、一部をマイクロプロセッサによりソ
フトウェア的に処理しても同等の効果が得られる。
Further, in the embodiment, the explanation has been made so that everything is configured using a hardware circuit, but the same effect can be obtained even if a part is processed by software using a microprocessor.

本実施例によれば、撮像された面積に対してパターン面
積が小さい場合に、誤った位置合わせ動作をしないので
、パターンの一部にパターン面積の比率が小さい個所ま
たはパターンが皆無の個所がある検査対象でも、正確に
検査できる効果がある。
According to this embodiment, when the pattern area is small relative to the imaged area, an incorrect positioning operation is not performed, so there are some parts of the pattern where the ratio of the pattern area is small or where there is no pattern at all. It has the effect of being able to accurately test even the objects being tested.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

不発明によれば、撮像された1画面毎に位置補正が行わ
れるので、大形プリント基板を検査対象とする場合のよ
うに、分解能に比較して寸法歪や変形量がかなり大きい
場合でも、迅速かつ正確な検査が可能となる。
According to the invention, position correction is performed for each imaged screen, so even when dimensional distortion and deformation are considerably large compared to the resolution, such as when inspecting a large printed circuit board, it is possible to This enables quick and accurate testing.

一力、撮像された面積に対してパターン面積が小さい場
合には、画面毎の位置補正を中止して誤った位置合わせ
動作をしないので、パターンの一部にパターン面積の比
率が小さい個所またはパターンが皆無の個所が多る検査
対象でも、迅速かつ正確に検査できる。
First, if the pattern area is small compared to the imaged area, position correction for each screen is canceled to prevent incorrect alignment, so if there is a part of the pattern that has a small ratio of pattern area or Even if there are many places to be inspected where there is no oxidation, it can be inspected quickly and accurately.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1実施例を示すブロック図、第2図
は本発明の第2実施例を示すブロック図、第3図は第2
実施例の位置ずれ検出回路の一例を示す回路図である。 11.12・・・検査対象、21・・・XYテーブル、
22.23・・・XYテーブル駆動モータ、31゜32
・・・微調テーブル、33,34・・・微調テーブル駆
動モータ、41.42・・・撮像装置、51.52・・
・2値化ノイズ除去回路、61.62・・・記憶装置、
7・・・欠陥判定回路、71.72・・・特徴抽出回路
、73・・・比較判定回路、81A、81B・・・シフ
トレジスタ回路、82・・・排他的論理和回路、83・
・・カウンタ回路、84・・・ずれ1算出回路、85・
・・加算比較回路。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the invention, FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the invention, and FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a positional deviation detection circuit according to an embodiment. 11.12...Inspection object, 21...XY table,
22.23...XY table drive motor, 31°32
...Fine adjustment table, 33, 34...Fine adjustment table drive motor, 41.42...Imaging device, 51.52...
・Binarization noise removal circuit, 61.62...Storage device,
7... Defect determination circuit, 71. 72... Feature extraction circuit, 73... Comparison/determination circuit, 81A, 81B... Shift register circuit, 82... Exclusive OR circuit, 83.
...Counter circuit, 84...Difference 1 calculation circuit, 85.
... Addition comparison circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、予め粗く位置決めされた複数の検査対象の二次元画
像を撮像する撮像装置と、撮像された二次元画像のおの
おのをサンプリングし2値化ビデオ信号として記憶する
記憶回路と、その記憶内容を比較し両者が一致しないと
きに欠陥ありと判定する欠陥判定回路とを備えた二次元
画像比較検査装置において、前記記憶内容を各方向に0
〜数ビット移動させたときの不一致ビット数を積算しそ
の積算値から二次元画像相互の位置ずれ量を算出する位
置ずれ検出回路と、次回の撮像に先立ち検査対象と撮像
装置とを相対的に移動させて前記位置ずれ量を補正する
制御回路とを設け、撮像毎に位置ずれを補正することを
特徴とする二次元画像比較検査装置。 2、特許請求の範囲第1項において、撮像装置がテレビ
カメラであることを特徴とする二次元画像比較検査装置
。 3、特許請求の範囲第1項において、撮像装置がリニア
センサであることを特徴とする二次元画像比較検査装置
。 4、上記特許請求の範囲のいずれか一項において、前記
制御回路が検査対象を移動させる信号を出力することを
特徴とする二次元画像比較検査装置。 5、特許請求の範囲第1項〜第3項のいずれか一項にお
いて、前記制御回路が撮像装置を移動させる信号を出力
することを特徴とする二次元画像比較検査装置。 6、予め粗く位置決めされた複数の検査対象の二次元画
像を撮像する撮像装置と、撮像された二次元画像のおの
おのをサンプリングし2値化ビデオ信号として記憶する
記憶回路と、その記憶内容を比較し両者が一致しないと
きに欠陥ありと判定する欠陥判定回路とを備えた二次元
画像比較検査装置において、前記記憶内容を各方向に0
〜数ビット移動させたときの不一致ビット数を積算しそ
の積算値から二次元画像相互の位置ずれ量を算出すると
ともに積算値を加算し加算値が予め設定した範囲外のと
きは位置ずれ量をゼロとする位置ずれ検出回路と、次回
の撮像に先立ち検査対象と撮像装置とを相対的に移動さ
せて前記位置ずれ量を補正する制御回路とを設け、位置
ずれがあつたときにその位置ずれを補正することを特徴
とする二次元画像比較検査装置。 7、特許請求の範囲第6項において、撮像装置がテレビ
カメラであることを特徴とする二次元画像比較検査装置
。 8、特許請求の範囲第6項において、撮像装置がリニア
センサであることを特徴とする二次元画像比較検査装置
。 9、特許請求の範囲第6項〜第8項のいずれか一項にお
いて、前記制御回路が検査対象を移動させる信号を出力
することを特徴とする二次元画像比較検査装置。 10、特許請求の範囲第6項〜第8項のいずれか一項に
おいて、前記制御回路が撮像装置を移動させる信号を出
力することを特徴とする二次元画像比較検査装置。
[Scope of Claims] 1. An imaging device that captures two-dimensional images of a plurality of inspection objects roughly positioned in advance, and a storage circuit that samples each of the captured two-dimensional images and stores them as a binary video signal. , a two-dimensional image comparison inspection device equipped with a defect determination circuit that compares the stored contents and determines that there is a defect when the two do not match;
~ A positional deviation detection circuit that integrates the number of mismatched bits when moving several bits and calculates the amount of positional deviation between two-dimensional images from the integrated value, and a A two-dimensional image comparison/inspection apparatus comprising: a control circuit for correcting the amount of positional deviation by movement, and correcting the positional deviation for each imaging. 2. A two-dimensional image comparison inspection device according to claim 1, wherein the imaging device is a television camera. 3. A two-dimensional image comparison inspection device according to claim 1, wherein the imaging device is a linear sensor. 4. A two-dimensional image comparison inspection apparatus according to any one of the above claims, wherein the control circuit outputs a signal for moving an inspection object. 5. A two-dimensional image comparison inspection device according to any one of claims 1 to 3, wherein the control circuit outputs a signal for moving an imaging device. 6. Comparison of the storage contents of an imaging device that captures two-dimensional images of a plurality of inspection targets that have been roughly positioned in advance, and a storage circuit that samples each of the captured two-dimensional images and stores them as a binary video signal. In a two-dimensional image comparison inspection apparatus equipped with a defect determination circuit that determines that there is a defect when the two do not match, the stored contents are zero-coded in each direction.
- Adds up the number of mismatched bits when moving several bits, calculates the amount of positional deviation between two-dimensional images from the integrated value, adds the integrated values, and calculates the amount of positional deviation when the added value is outside the preset range. A positional deviation detection circuit that sets the positional deviation to zero, and a control circuit that corrects the positional deviation amount by moving the inspection object and the imaging device relative to each other prior to the next imaging, and detects the positional deviation when the positional deviation occurs. A two-dimensional image comparison inspection device characterized by correcting. 7. A two-dimensional image comparison inspection device according to claim 6, wherein the imaging device is a television camera. 8. A two-dimensional image comparison inspection device according to claim 6, wherein the imaging device is a linear sensor. 9. A two-dimensional image comparison inspection apparatus according to any one of claims 6 to 8, wherein the control circuit outputs a signal for moving an inspection object. 10. A two-dimensional image comparison inspection device according to any one of claims 6 to 8, wherein the control circuit outputs a signal for moving an imaging device.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63265103A (en) * 1987-04-23 1988-11-01 Nikon Corp Pattern measuring apparatus
JPH02335A (en) * 1987-11-21 1990-01-05 Dainippon Printing Co Ltd Defect inspection equipment for surfacing pattern
JPH04106671A (en) * 1990-08-27 1992-04-08 Fujitsu Ltd Picture processor

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